DE202004002427U1

DE202004002427U1 - Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem Raum

Info

Publication number: DE202004002427U1
Application number: DE202004002427U
Authority: DE
Original assignee: Behr Hella Thermocontrol GmbH
Current assignee: Behr Hella Thermocontrol GmbH
Priority date: 2003-04-12
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2014-02-19

Abstract

Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem Raum mit einer zumindest in Teilen für Sonnenstrahlung durchlässigen Begrenzungswand, insbesondere im Innenraum eines Fahrzeuges, mit
– einem ersten Temperaturfühler (30) zur Erfassung der Temperatur in dem den ersten Temperaturfühler (30) umgebenden oder daran angrenzenden Messbereich (40) des Raums (10),
– einem Sonnensensor (34) mit einer Lichteinfallfläche (55) zur Ermittlung der Sonnenstrahlung, der der Messbereich (40) des Raums (10) ausgesetzt ist, und
– einer Verarbeitungseinheit (58), die Messsignale von dem ersten Temperaturfühler (30) und dem Sonnensensor (34) empfängt und ein die Temperatur im Messbereich (40) und/oder Raum (10) repräsentierendes Ausgangssignal ausgibt,
– wobei der erste Temperaturfühler (30) und der Sonnensensor (34) gemeinsam in der Vergussniasse eines Halbleiterbauelement-Gehäuses (36) eingebettet sind, aus dem mit dem ersten Temperaturfühler (30) und dem Sonnensensor (34) verbundene Anschlusselemente (44,46,48) herausgeführt sind,
– wobei aus dem Halbleiterbauelement-Gehäuse (36) drei Anschlusselemente (44,46,48) eines Leadframes...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem Raum mit einer zumindest in Teilen für Sonnenstrahlung durchlässigen Begrenzungswand, und insbesondere eine Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innenraum eines Fahrzeuges.
Es existiert eine Vielzahl von Anwendungsfällen, in denen die (Luft-)Temperatur in einem Raum messtechnisch erfasst werden muss. Hierzu wird ein Temperaturfühler eingesetzt, der in einem Messbereich des Raums, d.h. in dem den Temperaturfühler umgebenden Bereich des Raums, die Temperatur messtechnisch ermittelt.
Ein weiterer Anwendungsfall für eine Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem Raum ist beispielsweise ein mit einer Klimaanlage ausgestattetes Fahrzeug. Derartige Fahrzeuge verfügen über einen Innenraum-Temperaturfühler, der aus Design-Gründen versteckt, zumeist im Klimaanlagen-Steuergerät angeordnet ist. Damit der Innenraum-Temperaturfühler die Temperatur der Luft im Fahrgastraum messen kann, streicht an dem Innenraum-Temperaturfühler ein Luftstrom vorbei, der von einem ebenfalls im Steuergerät angeordneten Belüftungsmotor erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist der Innenraum-Temperaturfühler innerhalb eines Kanals angeordnet, in den über eine zum Fahrgastraum hin angeordnete Öffnung durch den Belüftungsmotor Luft angesaugt wird.
Dieses Konzept der messtechnischen Ermittlung der Innenraumtemperatur hat sich in der Praxis grundsätzlich bewährt. Es ist allerdings anzumerken, dass die bekannten Systeme nicht frei von Fehlern sind. So ist das System beispielsweise durch das Vorhandensein des Belüftungsmotors gegen Störungen anfäl lig, und zwar einerseits was die Elektrik und andererseits die Aufrechterhaltung des Luftstroms anbelangt. Wenn nämlich beispielsweise der Strömungswiderstand auf Grund einer zugesetzten Lufteinlassöffnung des Kanals steigt, so ist der Innenraum-Temperaturfühler nicht mehr im ausreichenden Maße belüftet und kann daher keine die Innenraumtemperatur im ausreichend genauen Maße repräsentierenden Messsignale liefern. Darüber hinaus kann der Innenraum-Temperaturfühler auf Grund von in der Strömungsluft mitgeführten Partikeln verschmutzen und dadurch Messungenauigkeiten aufweisen. Diese Gefahr besteht insbesondere in Fahrzeugen, in denen geraucht wird.
Es ist schon mehrfach versucht worden, die Temperaturerfassung im Innenraum eines Fahrzeuges mittels eines Temperatursensors zu realisieren, der "unbelüftet" ist.
So beschreibt beispielsweise die DE-C-37 22 000 eine Vorrichtung zur Innenraumtemperaturmessung, bei der zwei Temperatursensoren eingesetzt werden. Während der eine Temperatursensor in der Nähe einer den Innenraum begrenzenden Wand angeordnet und von der Luft des Innenraums umgeben ist, ist ein zweiter Temperatursensor direkt an der Oberfläche der Wand angeordnet. Über eine Differenzmessung der Ausgangssignale beider Temperatursensoren bei zusätzlicher Berücksichtigung eines Entkopplungsfaktors wird dann die tatsächliche Innenraumtemperatur ermittelt. Eine weitere Vorrichtung zur Innenraumtemperaturmessung ist in DE-A-41 30 063 beschrieben.
Ferner ist aus DE-A-100 49 979 eine weitere Vorrichtung zur Ermittlung der Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges ohne Verwendung eines Belüftungsmotors bekannt. Diese bekannte Vorrichtung weist einen Temperatursensor auf, der thermisch mit einem wärmeleitenden Element gekoppelt ist, das bis in den Innenraum des Fahrzeuges hineinragt. Der Temperatursensor ist hinter beispielsweise der Frontblende des Klimasteuergeräts angeordnet. Zur Kompensation von aufgrund von Sonneneinstrahlung verfälschten thermischen Bedingungen um das wärmeleitende Element herum ist bei der bekannten Vor richtung ein Sonnensensor vorgesehen. Ferner weist die bekannte Vorrichtung einen weiteren Kompensationssensor auf, bei dem es sich um einen weiteren Temperatursensor handelt, der weit beabstandet vom zuvor genannten Temperatursensor im Steuergerät angeordnet ist und thermische Einflüsse, die sich negativ auf die eigentliche Temperaturmessung auswirken, kompensieren soll.
Die bekannten Innenraum-Temperaturmesssysteme mit unbelüfteten Fühlern sind leider noch nicht so weit ausgereift, dass die Innenraumtemperatur in jedem Temperaturzustand, in dem sich der Fahrgastraum und die an diesen angrenzenden Fahrzeugkomponenten befinden, genau ermittelt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem Raum, insbesondere der Innenraumtemperatur eines Fahrzeuges zu schaffen, mit der die Temperatur genau gemessen bzw. ermittelt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem Raum, insbesondere zur Innenraum-Temperaturermittlung bei einem Fahrzeug vorgeschlagen, die versehen ist mit

– einem ersten Temperaturfühler zur Erfassung der Temperatur in dem den ersten Temperaturfühler umgebenden oder daran angrenzenden Messbereich des Raums,
– einem Sonnensensor zur Ermittlung der Sonnenstrahlung, der der Messbereich des Raums ausgesetzt ist und
– einer Verarbeitungseinheit, die Messsignale von dem ersten Temperaturfühler und dem Sonnensensor empfängt und ein die Temperatur im Messbereich und/oder Raum repräsentierendes Ausgangssignal ausgibt,
– wobei der erste Temperaturfühler und der Sonnensensor gemeinsam in der Vergussmasse eines Halbleiterbauelement-Gehäuses eingebettet sind, aus dem mit dem ersten Temperaturfühler und dem Sonnensensor verbundene Anschlusselemente herausgeführt sind,
– wobei aus dem Halbleiterbauelement-Gehäuse drei Anschlusselemente eines Leadframes herausgeführt sind,
– wobei der Sonnensensor als Halbleiterbauelement ausgeführt ist, das elektrisch mit einem ersten Anschlusselement und über einen Bonddraht elektrisch mit einem zweiten Anschlusselement verbunden ist, und
– wobei der erste Temperaturfühler elektrisch mit einem dritten Anschlusselement und mit entweder dem ersten oder dem zweiten Anschlusselement verbunden ist.

Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass der Temperaturfühler und ein Sonnensensor in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Über die Gehäusewand ist der Temperaturfühler therrnisch an den Messbereich des Raumes angekoppelt, der das Gehäuse umgibt. Aus dem Gehäuse heraus führen Anschlusselemente (beispielsweise ein Leadframe). Mit den Anschlussenden ist eine Verarbeitungseinheit elektrisch verbunden, die die Messsignale vom Temperaturfühler und vom Sonnensensor empfängt und daraus ein die Temperatur im Raum repräsentierendes Ausgangssignal erzeugt.
Die Besonderheit der Erfindung ist in der Integration zweier elektrischer bzw. Halbleiter-Bauelemente in einem gemeinsamen Gehäuse zu sehen. Bei dem Gehäuse handelt es sich also um ein Halbleiterbauelement-Gehäuse, das Anschlusselemente eines Leadframes aufweist. Mit diesen Leadframe-Anschlusselementen sind der Sonnensensor und der erste Temperaturfühler so, wie in den Ansprüchen 1 bis 4 angegeben, verbunden, und zwar vorteilhafterweise über einen Bonddraht sowie durch einen z.B. silbergefüllten und damit elektrisch leitenden Kleber. Die Gehäuseform gleicht vorzugsweise der einer bedrahteten LED bzw. Fotodiode und ist durch Tauchen, Gießen oder Spritzgießen hergestellt.
Das den Temperaturfühler und den Sonnensensor beinhaltende Gehäuse ragt zumindest mit einer seiner Außenflächen in den Raum hinein, wobei diese Au ßenfläche des Gehäuses vorzugsweise in der Begrenzungswand des Raumes angeordnet ist bzw. geringfügig gegenüber der Begrenzungswand vorsteht. Das Gehäuse und die Begrenzungswand sind zweckmäßigerweise thermisch entkoppelt, was beispielsweise durch Schaffung eines Abstandes zwischen dem Gehäuse und der Begrenzungswand realisiert wird. Hinter der an den Raum angrenzenden Außenfläche des Gehäuses befindet zweckmäßigerweise der Temperaturfühler, der damit lediglich durch eine dünne Materialschicht (Schicht aus dem Material des Gehäuses) vom Raum getrennt ist. Dadurch ist der Temperaturfühler zum Raum hin gut thermisch angebunden, was die Temperaturmessungsgenauigkeit erhöht.
Hinter der an den Innenraum angrenzenden Außenfläche des Gehäuses befindet sich ferner der Sonnensensor zur Erfassung von Sonneneinstrahlung. Durch die messtechnische Erfassung dieser Sonneneinstrahlung kann die thermische Erwärmung der das Gehäuse umgebenden Komponenten in Folge von Sonneneinstrahlung erfasst und damit eine Verfälschung des Messsignals des Temperatursensors kompensiert werden. Ideal wäre es, wenn die strahlungssensitive Fläche des Sonnensensors direkt die Außenfläche des Gehäuses bildet. Dies ist jedoch aufgrund mechanischer Randbedingungen nicht möglich. So ist es zwingend erforderlich, dass der Sonnensensor durch transparentes Material abgedeckt ist, da anderenfalls der Sonnensensor bzw. seine Bedrahtung (Bonddraht) beschädigt würde. Während auf die sensitive Fläche des Sonnensensors, so diese denn frei liegen würde, Licht auch unter Einfallswinkeln von nahezu 90° auftreffen würde, ist dies so ohne weiteres bei einer Überdeckung des Sonnensensors mit einer Materialschicht, wie es im Falle des Gehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegeben ist, wegen der Lichtbrechungs- und Reflektionseigenschaften der Materialschicht nicht mehr möglich. Um die cosinus-förmige Lichteinfalls- und Intensitätsverteilung des Sonnenlichts auf einer Fläche nachbilden zu können, bedarf es einer speziellen Ausgestaltung des Gehäuses im Bereich von dessen an den Innenraum angrenzenden Außenfläche. Hier spielen diverse Krümmungsradien und/oder Materialbeschaffenheiten und/oder die Einbaulage des Sonnensensors relativ zur Außenfläche eine gewisse Rolle, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird.
So hat es sich beispielsweise als zweckmäßig erwiesen, wenn als Gehäuseform von der Form einer 5 mm-Standard-LED (bedrahtet) ausgegangen wird. Dieses Standardgehäuses wird dergestalt verändert, dass es erfindungsgemäß an seinem abgerundeten vorderen Ende Krümmungsbereiche mit unterschiedlichen Krümmungsradien aufweist. Erfindungsgemäß schließt sich die zylindrische Umfangsfläche des Gehäuses eine erste relativ stark gekrümmte Fläche an, deren Radius zwischen 0,8 bis 1,5 mm und insbesondere 1,2 bis 1,4 mm beträgt. Diese relativ stark gekrümmte Fläche erstreckt sich, bei Betrachtung des Gehäuses auf deren dem Raum ausgesetzten Vorderseite innerhalb eines etwa 0,5 bis 1,5 mm breiten Außenringbereichs, der insbesondere 1,3 bis 1,4 mm breit ist. Bezogen auf den Gesamtdurchmesser des Gehäuses beträgt die Breite dieses Außenringbereichs vorzugsweise 1/6 bis 1/4 des Durchmessers.
Der von dem zuvor genannten Außenringbereich umschlossene kreisförmige zentrale Bereich der Vorderseite ist konvex gewölbt und weist einen Krümmungsradius auf, der um mindestens zwei Größenordnungen größer ist als der Krümmungsradius im Außenringbereich, also mehr als das 100-fache dieses Krümmungsradius beträgt. Zweckmäßig ist dieser Krümmungsradius größer als 10 mm und vorzugsweise größer als 30 mm.
Durch die zuvor beschriebene spezielle konvex gewölbte Ausbildung der in den Raum hineinragenden Außenfläche des Gehäuses, die stetig differenzierbar ist, an den Übergängen der unterschiedlich gewölbten Abschnitte also keine Kanten aufweist, wird erreicht, dass auch bei Einfallswinkeln nahe 90° noch in ausreichendem Maße einfallende Sonnenstrahlung auf die lichtsensitive Fläche des Sensors auftrifft.
Ein weiteres nicht uninteressantes Kriterium ist die Einbaulage des Gehäuses relativ zu seiner Umgebung (beispielsweise Frontblende). Hier ist es zweckmäßig, wenn das Gehäuse um etwa 1 mm vorsteht.
In weiterer vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Chiphöhe des Sonnensensors zwischen 0,05 mm und 0,5 mm beträgt, wobei der Leadframe, also die Kontaktanschlüsse, an ihren in das Gehäuse hineinragenden Enden einen Abstand von der Außenfläche des Gehäuses von etwa 0,3 bis 1,5 mm aufweisen. Der Berechnungsindex des für das Gehäuse zur Anwendung kommenden Materials liegt zwischen 1,0 und 1,8. Dieses Material kann einen Transmissionsfilter aufweisen, so dass es lediglich Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich hindurch lässt. Zusätzlich kann dieses Material mit Diffusorpartikeln (beispielsweise Glaskügelchen) vermischt sein, so dass sich mikroskopisch betrachtet eine Diffusionswirkung einstellt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Temperaturfühler und der Sonnensensor in ein das Gehäuse bildendes Material eingebettet sind. Bei diesem Material handelt es sich beispielsweise um ein Kunststoffmaterial und insbesondere ein Harz. Das Gehäuse hat vorteilhafterweise die Form eines Diodengehäuses, das durch einen Tauchvorgang gebildet ist. Hier kann man sich der Herstellungstechniken zur Herstellung herkömmlicher LED-Gehäuse ( 3 oder 5 mm im Durchmesser) bedienen. Eine alternative Herstellungstechnik für das den Temperaturfühler und den Sonnensensor aufnehmende Gehäuse ist beispielsweise die Kunststoff-Spritzgusstechnik.
Zur Verringerung der Einflüsse auf den Temperaturfühler auf Grund von Wärmeleitungseffekten über die Anschlusselemente ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Temperaturfühler über seine elektrischen Anschlusselemente elektrisch entkoppelt zu den mit den Anschlusselementen verbundenen Einheiten ist. Diese thermische Entkopplung kann entweder durch Ausbildung der Leitungen (dünn und lang) oder durch Wahl des Materials der Anschlusselemente (nämlich schlecht wärmeleitendes Material, wie beispielsweise Stahl) realisiert werden.
Zur weiteren Kompensation von thermischen Einflüssen aus der Umgebung um den Temperaturfühler, beispielsweise hervorgerufen durch an den Messbereich angrenzende wärmeerzeugende Komponenten, ist es von Vorteil, diese durch einen weiteren Temperaturfühler zu ermitteln, wobei dieser weitere Temperaturfühler mit der Verarbeitungseinheit verbunden ist und diese Verarbeitungseinheit aus den Messsignalen der beiden Temperaturfühler und dem Ausgangssignal des Sensors ein die Innenraumtemperatur repräsentierendes Ausgangssignal ermittelt.
Als Temperaturfühler kommt insbesondere ein NTC-Widerstandselement in Frage, das zweckmäßigerweise in Form eines SMD-Bauteils vorliegt. Alternativ zu einem NTC-Widerstandselement kommen auch ein PTC-Widerstandselement oder ein Thermoelement, jeweils zweckmäßigerweise ebenfalls in SMD-Bauteilausführung in Frage. Bei dem Sonnensensor handelt es sich vorzugsweise um eine Fotodiode. Beide Bauelemente sind an den stirnseitigen Enden von drei einen so genannten Drei-Pin Standard-Leadframe bildenden stabförmigen Anschlusselementen angeordnet, die bis in die Nähe einer Außenfläche des Gehäuses reichen. Das mittlere der drei Abschlusselemente führt ein für den Temperaturfühler und den Sonnensensor gemeinsames elektrisches Potenzial, ist also mit jeweils einem elektrischen Anschluss von Temperaturfühler und Sonnensensor verbunden, während die beiden anderen Anschlusselemente mit den jeweils anderen elektrischen Anschlüssen von Temperaturfühler und Sonnensensor verbunden sind.
Aus Design-Gründen wird als Material für das Gehäuse ein dunkles bzw. schwarzes Material verwendet. Hierdurch kann das Gehäuse optisch wenig auffallend in einer Begrenzungswand des Raums angeordnet werden.
Im Falle der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Innenraumtemperaturmessung von mit Klimaanlagen ausgestatteten Fahrzeugen wird man das Gehäuse in einer Öffnung einer an den Innenraum des Fahrzeuges angrenzenden Frontblende des Klimasteuergeräts unterbringen.
Neben der zuvor beschriebenen messtechnischen Erfassung thermischer Einflüsse (durch einen weiteren Temperaturfühler wie oben beschrieben) können diese thermischen Einflüsse zusätzlich oder alternativ auch anhand von Rechenmodellen bzw. anhand von Betriebsparametern der angrenzenden Fahrzeugkomponenten oder Bauteile ermittelt werden. Aus diesen Betriebsparametern lässt sich dann eine Eigenerwärmung rechnerisch ermitteln. Verantwortlich für eine solche Eigenerwärmung sind insbesondere Lichtquellen, die die Fahrzeugkomponente (Klimasteuergerät) zur Hinterleuchtung einer Frontblende, eines Displays o.dgl. aufweist. Wenn die Betriebsspannung dieser gegebenenfalls dimmbaren Hinterleuchtung zu Grunde gelegt wird, so kann auf die zu erwartende Eigenerwärmung geschlossen werden (Rechenmodell).
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Verarbeitungseinheit ein Differenzierglied mit einer Zeitkonstanten zur Langzeitdifferenzierung des Messsignals des Temperaturfühlers aufweist. Die gleich bleibende oder vorteilhafterweise auch veränderbare Zeitkonstante des Differenziergliedes liegt vorzugsweise zwischen einigen Minuten und einigen 10 Minuten (z.B. 10 bis 30 Minuten) und insbesondere zwischen 2 Minuten und 15 Minuten. Erfindungsgemäß werden das Messsignal des Temperaturfühlers und das differenzierte Messsignal, d.h. das Ausgangssignal des Differenziergliedes in der Verarbeitungseinheit addiert. Die Addition beider Signale repräsentiert die Temperatur im Fahrgastraum des Fahrzeuges. Hierdurch kann die thermische Trägheit von den Temperaturfühler umgebenden Bauteilen o.dgl. kompensiert werden. Anstelle der Differenzierung des Ausgangssignals des Temperaturfühlers kann auch die Differenz zwischen dem Soll- und dem Istwert der Innenraumtemperatur einer Differenzierung unterzogen werden. Insoweit soll unter dem Begriff "Verarbeitungseinheit" im Rahmen dieser Erfindungsbe schreibung auch beispielsweise der Innenraumtemperaturregler einer Fahrzeugklimaanlage verstanden werden. Mit "Messsignal des Temperaturfühlers" ist also dann auch die Regelabweichung des Regelkreises gemeint.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist in der Verarbeitungseinheit neben dem Differenzierglied auch noch ein Verstärkungsglied mit einem Verstärkungsfaktor angeordnet. Dieses Verstärkungsglied verstärkt das differenzierte Messsignal, also das Ausgangssignal des Differenziergliedes. Zweckmäßigerweise wird die Zeitkonstante des Differenziergliedes und/oder der Verstärkungsfaktor des Verstärkungsgliedes konstant gehalten oder verändert. Die Veränderung erfolgt insbesondere in Abhängigkeit von dem gegebenenfalls kompensierten Messsignal des Temperaturfühlers selbst, der Standzeit und/oder der Umgebungstemperatur des Fahrzeuges, der Abweichung zwischen dem Ist- und dem Sollwert der Fahrgastraumtemperatur oder zwischen dem Ist- und dem Sollwert der Temperatur der in den Fahrgastraum einströmenden Luft und/oder der Kühlwassertemperatur.
Die wesentlichen Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind:

– Die Integration des SMD-Bauteils als Temperaturfühler und des Sonnensensors in ein gemeinsames Gehäuses. Es ergibt sich somit ein . Bauteil mit zwei Funktionen (Temperaturmessung und Messung der Sonneneinstrahlung).
– Die Anordnung des Sensors in eine den Innenraum eines Fahrzeugs begrenzenden Wand in der Form, dass der Temperaturfühler über die Oberfläche des Sensors unmittelbaren Kontakt mit der Temperatur der Innenraumluft an der den Innenraum begrenzenden Wand hat.
– Die Anordnung des Temperaturfühlers in das Gehäuse des Sensors in unmittelbarer Nachbarschaft zur Oberfläche des Sensorgehäuses, durch die der Sonnensensor die Sonneneinstrahlung misst und die in Kontakt mit der Innenraumluft steht.
– Eine direkte thermische Kopplung zwischen der Innenraumluft an der Oberfläche der Wand und dem Temperaturfühler durch das Gehäusematerial des Sensors. Dadurch entfällt ein Wärmeleitungselement zwischen Innenraum und Temperaturfühler.
– Ein sehr kurzes Ansprechverhalten des Temperaturfühlers auf Temperaturänderungen der Innenraumluft, da eine direkte thermische Kopplung zwischen Innenraumluft und Temperaturfühler über die Oberfläche des Sensorgehäuses besteht. Der Temperaturfühler reagiert deshalb schnell und genau auf Temperaturänderungen der Innenraumluft.
– Eine geringe Abweichung der durch den Temperaturfühler gemessenen Temperatur von der Temperatur der Innenraumluft an der begrenzenden Wand auf Grund der sehr guten thermischen Kopplung zwischen Innenraumluft und Temperaturfühler.
– Ein geringer Einfluss von den Temperaturfühler umgebenden störenden Wärmequellen (Steuergerätebeleuchtung, Leistungsbauteile und andere Wärmequellen, z.B. eines Steuergerätes, in das der Sensor eingebaut ist, aber auch externe Geräte in Nachbarschaft zum Einbauort des Sensors), da über das schlecht wärmeleitende Leadframe die Wärme der thermischen Störquellen nur sehr schlecht auf den Temperaturfühler übertragen wird.
– Ein geringer Korrektureinfluss des Differenziergliedes der Verarbeitungseinheit auf Grund der kurzen Ansprechzeit des Sensors und des oben beschriebenen geringen Einflusses störender Wärmequellen auf den Temperatursensor. Die Zeitkonstante des Differenziergliedes kann deshalb klein gewählt werden, so dass eine zeitlich genau aufgelöste Temperaturmessung der Innenraumtemperatur möglich ist. Ebenfalls kann der Verstärkungsfaktor des Differenziergliedes klein gewählt werden, so dass die Bestimmung der tatsächlichen Innenraumtemperatur verbessert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
1 eine Ansicht aus einem Fahrzeuginnenraum auf die Instrumententafel,
2 einen Schnitt entlang der Linie II–II der 1 zur Verdeutlichung der Anordnung der Sensoren für die Innenraumtemperaturmessung mit unbelüftetem Fühler,
3 einen Schnitt entlang der Linie III–III durch die Frontblende und die hinter dieser angeordneten Bauteile des Klimaanlagen-Steuergeräts zur Verdeutlichung der Ausbildung der Sensorik und
4 ein Blockschaltbild der Beschattung des unbelüfteten Temperaturfühlers zur Ermittlung der Temperatur im Fahrzeuginnenraum.
1 zeigt eine Ansicht auf die in Fahrtrichtung angeordnete Vorderseite eines Fahrgastraums 10 eines Fahrzeuges 12, das über eine Klimaanlage (Klimaautomatik) verfügt. In der Instrumententafel 14 des Fahrzeuges 12 befindet sich das Klimaanlagen-Steuergerät 16, das eine Frontblende 18 mit einem Display 20 sowie einer Vielzahl von Tasten 22 aufweist. Gemäß 2 schließt die Frontblende 18 das Steuergerät 16 zum Innenraum 10 hin ab. Das Steuergerät 16 weist ein Gehäuse 24 auf, das in die Instrumententafel 14 eingelassen ist. Neben diversen Sensoren wie Außentemperaturfühler 26 und Sonnensensor 28 weist die Klimaanlage des Fahrzeuges 12 eine Vielzahl von Komponenten auf, auf die an dieser Stelle nicht eingegangen werden soll, da sie für die Erfindung nicht weiter relevant sind.
Für die Erfindung bedeutend ist hingegen die Art und Weise der Ermittlung der Temperatur im Fahrgastraum 10. Zur Ermittlung dieser Innenraumtemperatur ist eine Anordnung von Sensoren vorgesehen, die zwei Temperaturfühler 30,32 sowie einen Sonnensensor 34 (Fotodiode) umfasst. Der erste Temperaturfühler 30 und der Sonnensensor 34 sind dabei in einem gemeinsamen Gehäuse 36 angeordnet, und zwar in dem Material dieses Gehäuses 36 einge bettet. Dieses Gehäuse 36 befindet sich in einer Öffnung 38 der Frontblende 18 und steht an seinem vorderen Ende 40, in dem der erste Temperaturfühler 30 und der Sonnensensor 34 angeordnet sind, über die Frontblende 18 vor. Damit erfasst der erste Temperaturfühler 30 die Temperatur der Luft in einem Messbereich 42 um das vordere Ende 40 des Gehäuses 36. Der zweite Temperaturfühler 32 ist im inneren des Gehäuses 24 des Steuergeräts 16 angeordnet und misst die Eigenerwärmung des Steuergeräts 16. Auf diese Weise lässt sich das infolge der Eigenwärmung des Steuergeräts 16 eventuell verfälschte Messsignal des ersten Temperaturfühlers 30 kompensieren. Der Sonnensensor 34 misst die Intensität der in den Messbereich 42 einfallenden Sonnenstrahlung, so dass sein Ausgangssignal die Erwärmung der Frontblende 18 infolge der Sonneneinstrahlung repräsentiert. Damit wiederum ist es möglich, die Verfälschung des Messsignals des ersten Temperaturfühlers 30 infolge der thermischen Beeinflussung seitens der durch Sonneneinstrahlung erwärmten Frontblende 18 zu kompensieren.
Wie anhand von 3 zu erkennen ist, ragen zur Rückseite der Frontblende 18 hin aus dem Gehäuse 36 drei Anschlusselemente 44,46,48 eines Leadframe 45 heraus, die in dem Material des Gehäuses 36 eingebettet sind. Derartige Leadframe sind aus der Gehäusetechnologie von Halbleiterbauelementen bekannt. Das Gehäuse 36 weist gegossenes oder gespritztes lichtdurchlässiges Kunststoffmaterial auf und hat im wesentlichen die Form einer bedrahteten Standard-LED. Die vorderen Enden der Anschlusselemente 44,46,48 befinden sich in unmittelbarer Nähe hinter der Stirnfläche 50 am vorderen Ende 40 des Gehäuses 36. An diesen Enden der Anschlusselemente 44 bis 48 befindet sich ein als SMD-Bauteil ausgeführtes keramisches NTC-Widerstandselement 52 als erster Temperaturfühler 30 und eine Halbleiterfotodiode 54 mit Lichteinfallfläche 55 als Sonnensensor 34. Das mittlere Anschlusselement 46 ist mit diesen beiden Bauteilen elektrisch verbunden (z.B. durch einen silbergefüllten Kleber), während die jeweils anderen Anschlussenden dieser Bauteile elektrisch mit den beiden anderen Anschlusselementen 44 und 48 verbunden sind (im Falle des NTC-Widerstandselements 52 ebenfalls durch Kleben und im Falle der Halbleiterfotodiode 54 durch einen Bonddraht 53). Demzufolge befindet sich also das NTC-Widerstandselement 52 und die Halbleiterfotodiode 54 unmittelbar hinter der Stirnseite 50 des Gehäuses 36, wodurch das NTC-Widerstandselement 52 die Temperatur der Luft im Messbereich 42 nahezu direkt erfasst.
Wie bereits zuvor dargelegt, dient der Sonnensensor 34 zur Erfassung einfallender Strahlungsintensität, um daraus die Oberflächenerwärmung in Folge des Strahlungseinfalls ermitteln zu können. Die auf eine Oberfläche auftreffende Strahlungsintensität hängt nach dem bekannten Cosinus-Gesetz (auch Lambert-Gesetz genannt) von der Ausrichtung des Oberflächenelements zur Strahlungsrichtung, also vom Strahlungseinfallwinkel ab. Dadurch, dass die Lichteinfallfläche 55 des Sonnensensors 34 von (Kunststoff-) Material des Gehäuses 36 überdeckt ist, kann aus dem Messsignal der Bestrahlungsintensität des Sensors nicht mehr auf den Einfallswinkel der Strahlung rückgeschlossen werden. Insbesondere bei Einfallswinkeln von nahe 90° zum Lot der Lichteinfallfläche 55 des Sonnensensors 34 ist dessen Messsignal nicht mehr repräsentativ für den Einfallswinkel.
Dies wird erfindungsgemäß durch die spezielle Ausgestaltung der Stirnseite 50 des Gehäuses 36 kompensiert. Diese Stirnseite 50 weist einen Außenringbereich 49 auf, der einen vergleichsweise kleinen Krümmungsradius aufweist und einen kreisförmigen Innenbereich 51 umschließt, dessen Krümmungsradius wesentlich größer als der Krümmungsradius im Außenringbereich 49 ist und mehr als 10,0 mm, vorzugsweise mehr als 30,0 mm, beträgt.
Die beiden zuvor genannten Teilbereiche 49 und 51 der Stirnseite 50 gehen stetig differenzierbar ineinander über.
Die zuvor genannten Krümmungsradien gelten in diesem Ausführungsbeispiel für eine Standard-LED-Gehäuseform (bedrahtet) mit einem Durchmesser von ca. 5,0 mm und einer axialen Erstreckung von 3,0 bis 10,0 mm.
Ferner von Bedeutung ist die Einbauhöhe des Sonnensensors 34 und der Abstand der Lichteinfallfläche 55 von der Stirnseite 50 des Gehäuses 36, der in diesem Ausführungsbeispiel ca. 1,0 mm beträgt.
Damit der Sonnensensor aus sämtlichen Raumwinkeln einfallende Strahlung erfassen kann, ist das NTC-Widerstandselement 52 bezogen auf die Stirnseite 50 des Gehäuses gegenüber dem Sonnensensor 50 zurückversetzt angeordnet. Während der Sonnensensor 50 an der Stirnseite des mittleren Anschlusselements 46 angeordnet ist, befindet sich das NTC-Widerstandselement 52 an den Seitenflächen der Anschlusselemente 46 und 48.
Zur Unterdrückung von thermischen Einflüssen durch einen Wärmefluss aus dem Gehäuse 24 des Klimaanlagen-Steuergeräts 16 über die Anschlusselemente 48 und 46 sind diese aus einem relativ schlecht wärmeleitenden Material, beispielsweise Stahl gefertigt. Die drei Anschlusselemente 44 bis 48 sind durch eine hinter der Frontblende 18 im Gehäuse 24 des Klimaanlagen-Steuergeräts angeordnete Leiterplatine 56 hindurchgeführt und mit (nicht dargestellten Leiterbahnen) elektrisch verbunden. Auf der Leiterplatine 56 befindet sich neben einer Vielzahl von elektrischen und elektronischen Komponenten auch eine Verarbeitungseinheit 58, die unter anderem mit dem ersten Temperaturfühler 30 und dem Sonnensensor 34 und auf der anderen Seite mit dem zweiten Temperaturfühler 32 elektrisch verbunden ist. Die Verarbeitungseinheit 58 empfängt die Messsignale dieser Fühler bzw. Sensoren und verarbeitet diese in ein Signal, das die Lufttemperatur im Messbereich 42 bzw. im Innenraum des Fahrzeuges repräsentiert.
In 3 ist gestrichelt ein alternativer Anbringungsort des NTC-Widerstandselements 52 innerhalb des Gehäuses 36 dargestellt. Grundsätzlich gilt jedoch, dass die Messung des ersten Temperaturfühlers 30 umso genauer und unverfälschter ist, je weiter der erste Temperaturfühler 30 zum vorderen Ende 40 des Gehäuses 36 hin angeordnet ist.
Die Besonderheiten und Bestandteile des zuvor beschriebenen und insbesondere in 3 gezeigten kombinierten Temperatur- und Sonnensensors lassen sich kurz wie folgt zusammenfassen:

– Als (erster) Temperaturfühler 30 wird ein SMD-Bauteil (NTC-Widerstandselement 52) verwendet.
– Zur Messung des Sonneneinflusses wird ein Sonnensensor 34 in Form einer Fotodiode 54 verwendet.
– Zur elektrischen Kontaktierung des ersten Temperaturfühlers 30 und des Sonnensensors 34 werden Anschlüsse in Form eines Drei-Pin Standard-Leadframes für bedrahtete Bauelemente eingesetzt. Als elektrisch leitendes Material für den Leadframe wird ein schlecht wärmeleitendes Material, beispielsweise Stahl, oder andere schlecht wärmeleitende Metalle verwendet. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Anschlusselemente 44 bis 48 lässt sich auch konstruktionsbedingt eine Wärmeentkopplung realisieren.
– Das Gehäuse 36 liegt in Form eines im wesentlichen üblichen Fotodiodengehäuses zur Integration des ersten Temperaturfühlers 30 und des Sonnensensors 34 vor. Aber auch jede andere Gehäuseform ist möglich. Der Temperaturfühler 30 ist zweckmäßigerweise unmittelbar hinter der an den Innenraum angrenzenden Oberfläche (Stirnseite 50) angeordnet.
– Die Oberfläche des Gehäuses 36 ist so gestaltet, dass der Einfluss der Sonneneinstrahlung auf die Temperaturerhöhung der Oberfläche in der Nähe des Gehäuses und im Gehäuse selbst durch den Sonnensensor (indirekt) korrekt ermittelt werden kann.
– Bei dem Material, aus dem das Gehäuse 36 besteht, handelt es sich um ein Kunststoffmaterial, das optisch durchlässig ist und den Sonnensensor 34 sowie den ersten Temperaturfühler 30 vor mechanischen Einflüssen schützt. Weiterhin bietet das Gehäuse 36 durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung die Möglichkeit der Befestigung in oder an einem Objekt, vorzugsweise an der Frontblende 18 oder der Leiterplatine 56 des Klimaanlagen-Steuergeräts 16.
– Auf Grund der optischen Durchlässigkeit des Materials des Gehäuses 36 können Störeinflüsse auf das Messsignal des ersten Temperaturfühlers 30 auf Grund der Sonneneinstrahlung in Abhängigkeit sowohl vom Einfallswinkel als auch von der Intensität der Sonnenstrahlung erfasst werden.

Sämtliche Messfühler (Temperaturfühler 30,32 und Sonnensensoren 28,34) sind gemäß 4 miteinander verschaltet, um anhand ihrer Messsignale auf die Temperatur im Fahrgastraum 10 schließen zu können. 4 zeigt das Blockschaltbild der Verarbeitungseinheit 60.
Das Messsignal des hinter der Frontblende angeordneten Temperaturfühlers 30 ist beeinflusst durch die Steuergerät-Eigenerwärmung und die Erwärmung der Frontblende 18 infolge von Sonneneinstrahlung. Daher weist die Schaltung gemäß 4 eine Einheit 62 zur Kompensation der Geräteerwärmung auf. In dieser Einheit werden die Messsignale der beiden Temperaturfühler 30,32 voneinander subtrahiert und das Differenzsignal einem Tiefpassfilter 64 zugeführt. Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 64 wird mit dem Messsignal des Temperaturfühlers 30 verschaltet, indem zwischen beiden die Differenz gebildet wird.
Die Schaltung gemäß 3 verfügt darüber hinaus über eine Einheit 66 zur Kompensation der Erwärmung der Frontblende 18 infolge der Sonneneinstrahlung. Der hierzu in der Frontblende 18 vorgesehene Sonnensensor 34 ist, wie oben beschrieben, in unmittelbarer Nähe des Temperaturfühlers 30 angeordnet. Grundsätzlich reicht es aus, wenn ausschließlich das Ausgangssignal des an der Frontblende 18 angeordneten Sonnensensors 34 ausgewertet wird. In speziellen Situationen kann es jedoch nützlich sein, durch Vergleich der Ausgangssignale des Klimaanlagen-Sonnensensors 28 und des Frontblenden-Sonnensensors 34 den Winkel und die Intensität der auf den Temperaturfühler 30 einwirkenden Sonnenstrahlung zu ermitteln. Dann nämlich kann die Erwärmung der Frontblende 18 durch die Sonne genauer bestimmt werden. Dies gilt insbesondere in den Fällen, in denen auf Grund platzbedingter Situationen auch seitlich auf den Sonnensensor 34 Sonnenstrahlung einwirkt. Das Ausgangssignal des ersten (Frontblenden-)Temperaturfühlers 30 wird um das Ausgangssignal der Schaltungskomponente 68 zum Bewerten der Sonnensensorsignale der Einheit 66 kompensiert, was durch Subtraktion erfolgt.
Um das Messsignal des Frontblenden-Temperaturfühlers 30 auch während Temperatur-Transientenvorgängen für die Ermittlung der Temperatur im Fahrgastraum 10 möglichst schnell heranziehen zu können, ist es erforderlich, dieses Messsignal grundsätzlich unabhängig davon, ob es nun, wie vorstehend beschrieben, kompensiert ist oder nicht, einer dynamischen Kompensation zu unterziehen. Zu diesem Zweck ist die Schaltung gemäß 4 mit einer Dynamik-Kompensationseinheit 70 versehen. Diese Einheit 70 weist ein Differenzierglied 72 und ein Verstärkungsglied 74 auf, deren Zeitkonstante τ und Verstärkungsfaktor k veränderbar sind. Diese Veränderung erfolgt in Abhängigkeit von dem temperaturkompensierten Messsignal des Temperaturfühlers 30, der von dem Außentemperaturfühler 26 gemessenen Außentemperatur, der Standzeit des Fahrzeuges und der Differenz ε zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Temperatur im Fahrgastraum 10. Bei dem Differenzierglied 72 handelt es sich um ein Langzeit-Differenzierglied, dessen Zeitkonstante im Bereich von einigen wenigen Minuten bis einigen 10 Minuten liegt. Durch die Differenzierung des gemessenen bzw. vorkompensierten Signals des Temperaturfühlers 30 werden Fehlmessungen ausgeglichen. Der gesamte an den Fahrgastraum 10 angrenzende Fahrzeugbereich erwärmt sich nämlich wesentlich langsamer bzw. kühlt sich wesentlich langsamer ab als die Luft im Fahrgastraum 10. Dies muss bei der Messung der Temperatur im Fahrgastraum anhand des nahe der Frontblende 18 angeordneten Temperaturfühlers 30 berücksichtigt werden, was durch das Langzeit-Differenzierglied 72 erfolgt. Über das Verstärkungsglied 74 und insbesondere über eine Veränderung von dessen Verstärkungsfaktor kann eine Wichtung dieser Einflussfaktoren auf das Messsignal des Temperaturfühlers 30 vorgenommen werden.
Insgesamt ergibt sich mit der Beschattung gemäß 4 und insbesondere mit der Langzeit-Differenzierung der Dynamik-Kompensationseinheit 70 eine komfortabel arbeitende Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Innern eines Fahrzeuges, ohne dass ein belüfteter Innenraumtemperaturfühler eingesetzt wird. Die Vorteile des erfindungsgemäß eingesetzten "unbelüfteten" Temperaturfühlers sind in einer Erhöhung der Zuverlässigkeit der gesamten Vorrichtung zu sehen, da elektrische und mechanische Ausfälle von bewegbaren Komponenten nicht zu befürchten sind. Außerdem ergibt sich eine Kostenersparnis sowie eine erhöhte Funktionstüchtigkeit und ein Komfortvorteil, da die Gefahr akustischer Belästigungen ausgeschlossen ist.
Die Besonderheiten des optischen Sensors zur Erfassung einfallender Strahlungsintensität zwecks Ermittlung der Oberflächenerwärmung durch den Strahlungseinfall wurden im Rahmen dieser Beschreibung anhand des Beispiels der Integration in einen der Temperaturerfassung dienenden Sensor beschrieben. Die Erfindung ist aber auf die Kombination des optischen Sensors mit einem Temperatursensor nicht beschränkt und kann auch eingesetzt werden, ohne dass in dem den Sonnensensor aufnehmenden Gehäuse ein Temperatursensor untergebracht ist. Die Integration des Temperatursensors in dem Gehäuse hat in erster Linie den Vorteil, dass dann mit ein und demselben Element (Gehäuse) sowohl die Temperatur als auch die Strahlung erfasst werden kann.

10: Fahrgastraum
12: Fahrzeug
14: Instrumententafel
16: Steuergerät
18: Frontblende
20: Display
22: Tasten
24: Gehäuse
26: Außentemperaturfühler
28: Klimaanlagen-Sonnensensor
30: Innenraumtemperaturfühler,
32: Temperaturfühler
34: Frontblenden-Sonnensensor
36: Gehäuse
38: Öffnung
40: vorderes Ende von Gehäuse 36
42: Messbereich
44: Anschlusselement
45: Leadframe
46: Anschlusselement
48: Anschlusselement
49: Außenringbereich der Stirnseite 50
50: Stirnseite von Gehäuse 36
51: Innenbereich
52: NTC-Widerstandselement
53: Bonddraht
54: Fotodiode
55: Lichteinfallflächen der Fotodiode
56: Leiterplatine
58: Verarbeitungseinheit
60: Verarbeitungseinheit
62: Kompensationseinheit
64: Tiefpassfilter
66: Kompensationseinheit
68: Schaltungskomponente
70: Dynamik-Kompensationseinheit
72: Langzeit-Differenzierglied
74: Verstärkungsglied

Claims

Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem Raum mit einer zumindest in Teilen für Sonnenstrahlung durchlässigen Begrenzungswand, insbesondere im Innenraum eines Fahrzeuges, mit – einem ersten Temperaturfühler (30) zur Erfassung der Temperatur in dem den ersten Temperaturfühler (30) umgebenden oder daran angrenzenden Messbereich (40) des Raums (10), – einem Sonnensensor (34) mit einer Lichteinfallfläche (55) zur Ermittlung der Sonnenstrahlung, der der Messbereich (40) des Raums (10) ausgesetzt ist, und – einer Verarbeitungseinheit (58), die Messsignale von dem ersten Temperaturfühler (30) und dem Sonnensensor (34) empfängt und ein die Temperatur im Messbereich (40) und/oder Raum (10) repräsentierendes Ausgangssignal ausgibt, – wobei der erste Temperaturfühler (30) und der Sonnensensor (34) gemeinsam in der Vergussniasse eines Halbleiterbauelement-Gehäuses (36) eingebettet sind, aus dem mit dem ersten Temperaturfühler (30) und dem Sonnensensor (34) verbundene Anschlusselemente (44,46,48) herausgeführt sind, – wobei aus dem Halbleiterbauelement-Gehäuse (36) drei Anschlusselemente (44,46,48) eines Leadframes (45) herausgeführt sind, – wobei der Sonnensensor (34) als Halbleiterbauelement ausgeführt ist, das elektrisch mit einem ersten Anschlusselement (46) und über einen Bonddraht (53) elektrisch mit einem zweiten Anschlusselement (44) verbunden ist, und – wobei der erste Temperaturfühler (30) elektrisch mit einem dritten Anschlusselement (48) und mit entweder dem ersten oder dem zweiten Anschlusselement (46,44) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturfühler (30) ein NTC-Widerstandselement ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturfühler (30) ein keramisches Bauelement ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnensensor (34) und/oder der erste Temperaturfühler (30) mit den entsprechenden Anschlusselementen (44,46) des Halbleiterbauelement-Gehäuses (36) verklebt ist/sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement-Gehäuse (36) in eine Form gegossenen oder in eine Form eingespritzten Kunststoff aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Halbleiterbauelement-Gehäuses (36) im wesentlichen denjenigen einer Standard-LED gleicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – wobei die Lichteinfallfläche (55) des Sonnensensors (34) zur an den Messbereich (40) des Raumes (10) angrenzenden stirnseitigen Außenfläche (50) des Gehäuses (36) weist, – wobei die stirnseitige Außenfläche (50) in einem ringförmigen Außenbereich einen ersten Krümmungsradius und in einem vom Außenbereich umgebenen kreisförmigen Innenbereich einen zweiten Krümmungsradius aufweist, der wesentlich größer ist als der erste Krümmungsradius, und – wobei der erste Krümmungsradius etwa 1/5 des Durchmessers der stirnseitigen Außenfläche oder 0,5 bis 1,5 mm und der zweite Krümmungsradius mindestens das 100-fache des ersten Krümmungsradius beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Lichteinfallfläche (55) des Sonnensensors (34) von der Außenfläche (5) des Gehäuses (36) etwa 1,0 mm beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturfühler (30) unmittelbar hinter einer Außenseitenfläche (50) des Gehäuses (36) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Temperaturfühler (30) und der Verarbeitungseinheit (60) und insbesondere die mit dem ersten Temperaturfühler (30) verbundenen Anschlusselemente (46,48) zur Reduktion thermischer Einflüsse thermisch entkoppelt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem ersten Temperaturfühler (30) verbundenen Anschlusselemente (46,48) ein schlecht wärmeleitendes, elektrisch leitendes Material aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Temperaturfühler (32) zur Ermittlung von Temperatureinflüssen von an das Gehäuse (36) angrenzenden Bereichen und/oder Komponenten auf den ersten Temperaturfühler (30) vorgesehen ist und dass der weitere Temperaturfühler (32) mit der Verarbeitungseinheit (60) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Temperaturfühler (30) ein NTC- oder PTC-Widerstandselement (52) oder ein Thermoelement ist, und zwar insbesondere in Form eines SMD-Bauteils.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sonnensensor (34) eine Fotodiode (54) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (36) zur Anordnung in einer Öffnung (38) in einer an den Innenraum (10) eines Fahrzeuges angrenzenden Frontblende (18) eines Klimaanlagen-Steuergeräts (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verarbeitungseinheit (58) der Einfluss der Temperatur einer nahe dem Temperaturfühler angeordneten Fahrzeugkomponente, insbesondere eines Steuergeräts (16) für eine Fahrzeugklimaanlage, korrigierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Fahrzeugkomponente direkt durch einen weiteren Temperaturfühler (32) messtechnisch und/oder indirekt infolge des aktuellen Betriebszustandes der Fahrzeugkomponente ermittelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkomponente eine Frontseiten-Hinterleuchtung und/oder ein ausgeleuchtetes Display (20) aufweist und dass zur indirekten Erfassung der Temperatur der Fahrzeugkomponente die Steuerspannungen für die Hinterleuchtung und/oder Display-Beleuchtung herangezogen werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (58) ein Differenzierglied (72) mit einer Zeitkonstante (τ) zur Langzeitdifferenzierung des Messsignals und/oder des gegebenenfalls korrigierten Messsignals des Temperaturfühlers (30) aufweist, wobei die Verarbeitungseinheit (58) das Messsignal oder das korrigierte Messsignal und das differenzierte Messsignal addiert, und dass die Addition dieser beiden Signale die Temperatur im Innenraum (10) des Fahrzeuges repräsentiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (58) ein Verstärkungsglied (74) mit einem Verstärkungsfaktor zum Verstärken des gegebenenfalls differenzierten und/oder korrigierten Messsignals des Temperaturfühlers (30) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitkonstante (τ) des Differenziergliedes (72) und/oder der Verstärkungsfaktor (k) des Verstärkungsgliedes (74) in Abhängigkeit von dem gegebenenfalls korrigierten Messsignal des Temperaturfühlers (30), der Standzeit des Fahrzeuges, der Umgebungstemperatur des Fahrzeuges, der Abweichung zwischen dem Ist- und dem Sollwert der Fahrzeuginnenraumtemperatur oder der Temperatur der in den Fahrzeuginnenraum (10) einströmenden Luft und/oder der Kühlwassertemperatur wählbar und/oder korrigierbar ist.