ES2331786T3 - Dispositivo para determinar la temperatura en el habitaculo de un vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para determinar la temperatura en el habitáculo de un vehículo, con lo que el dispositivo se encuentra previsto para su disposición detrás de una pared del habitáculo del vehículo, con - un sensor de temperatura (30) para la disposición detrás de una pared (18), que limita con el habitáculo (10), - una unidad de procesamiento (82), que recibe la señal de medición del sensor de temperatura (30) y emite una señal de salida que representa la temperatura en el habitáculo (10) del vehículo (12), - un elemento termoconductor (36), que registra la temperatura del aire del habitáculo (10) dentro del área cercana a sus paredes, con lo que el elemento termoconductor (36) se encuentra en contacto térmico con el sensor de temperatura (30) y se extiende a través de una abertura (38) en la pared (18) y - un primer sensor solar (34), que se encuentra dispuesto en la abertura (38) de la pared (18), con lo que el primer sensor solar (34) se encuentra conectado eléctricamente con la unidad de procesamiento (82), y en la unidad de procesamiento (82) se puede corregir la influencia del calentamiento del área de pared, alrededor de la abertura de pared (38), sobre la señal de medición del sensor de temperatura (30), - con lo que el primer sensor solar (34) presenta una carcasa (62), en la que se encuentra dispuesta un fotodiodo y electrodos (70) que se dirigen hacia el fotodiodo, y - con lo que el elemento termoconductor (36) sólo se encuentra formado por uno de los electrodos (70).
Description
Dispositivo para determinar la temperatura en el
habitáculo de un vehículo.
La presente invención hace referencia a un
dispositivo para determinar la temperatura en el habitáculo de un
vehículo.
Los vehículos equipados con aire acondicionado
disponen de un sensor de temperatura de habitáculo que, por motivos
de diseño, se encuentra oculto, la mayoría de las veces, dispuesto
en la unidad de control del aire acondicionado. Para que el sensor
de temperatura del habitáculo pueda medir la temperatura del aire en
el habitáculo de pasajeros, un flujo de aire, que es generado por
un motor de ventilación que también se encuentra dispuesto en la
unidad de control, fluye hacia el sensor de temperatura del
habitáculo. A tal efecto, el sensor de temperatura del habitáculo
se encuentra dispuesto dentro de un conducto, en el que, a través de
una abertura dirigida hacia el habitáculo de pasajeros, es aspirado
aire a través del motor de ventilación.
Este concepto de determinación, mediante técnica
de medición, de la temperatura del habitáculo ha demostrado ser muy
efectivo en la práctica. Sin embargo, se debe hacer referencia a que
los sistemas conocidos no están libres de errores. Así, por
ejemplo, debido a la existencia de un motor de ventilación, el
sistema es propenso a fallos, por un lado, en lo que se refiere al
sistema eléctrico, y por el otro, en lo que se refiere a mantener
una constancia en el flujo de aire. Si, por ejemplo, la resistencia
de flujo aumenta debido a que la abertura del conducto de entrada
de aire se encuentra obturada, entonces el sensor de temperatura del
habitáculo ya no está ventilado suficientemente y por ello, no
puede suministrar señales de medición que representen la
temperatura del habitáculo en una magnitud lo suficientemente
precisa. Además, el sensor de temperatura del habitáculo puede
ensuciarse debido a las partículas que son arrastradas por el flujo
de aire en sí y, de esta manera, presentar inexactitudes de
medición. Ese riesgo existe especialmente en el caso de vehículos en
los que se fume habitualmente.
Se ha intentado en varias ocasiones realizar la
determinación de la temperatura en el habitáculo del vehículo a
través de un sensor de temperatura que sea "no ventilado".
De esta manera la
DE-C-37 22 000, por ejemplo,
describe un dispositivo para la determinación de la temperatura del
habitáculo, en la que se implementan dos sensores de temperatura.
Mientras que uno de los sensores de temperatura se encuentra
dispuesto cerca de la pared que limita el habitáculo, y que se
encuentra por tanto rodeado del aire del habitáculo, un segundo
sensor de temperatura se encuentra dispuesto directamente sobre la
superficie de la pared. A través de una medición de la diferencia de
las señales de salida de ambos sensores de temperatura,
considerando adicionalmente un factor de desacople de señal, se
determina entonces la temperatura real del habitáculo. Otro
dispositivo para la medición de la temperatura del habitáculo se
encuentra descrito en la DE-A-41 30
063.
De la DE-A-34 40
880 se conoce un dispositivo para la medición de temperatura
mediante la determinación de la temperatura del aire en el
habitáculo de un vehículo, en la que cerca de un elemento de
medición sensible a la temperatura se encuentra dispuesto un
elemento termoconductor, que a su vez se encuentra en contacto
térmico con una pared exterior del habitáculo del vehículo. De esta
manera, en la señal de medición del elemento de medición también se
considera la influencia de la temperatura de la pared exterior del
habitáculo del vehículo, dispuesta junto al dispositivo para la
medición de temperatura, sobre la temperatura del aire.
La DE-A-198 16
941 revela una disposición de medición de temperatura, en la que
entre un punto de medición y un sensor de temperatura se encuentra
dispuesto un elemento termoconductor.
De la DE-A-196
21 092 se conoce el sobreponer, en el habitáculo del vehículo, el
elemento captador a modo de un termistor de un sensor de
temperatura dispuesto en el techo interior de un automóvil.
Walliser u.a. Elektronik im Kraftfahrzeugwesen;
2º edición 1997, páginas 466-482, describe el
equipamiento de un sistema de climatización para automóviles con
sensores para la medición de magnitudes físicas como temperatura,
radiación y estado del aire, así como un procedimiento para la
determinación de la temperatura del habitáculo real a partir de los
valores de medición - temperatura de la superficie - y - temperatura
del sensor -.
En la DE-A-198
02 045 y en la DE-C-195 04 572 se
describe una disposición de sensores de temperatura, en la que un
sensor de temperatura se encuentra dispuesto en un elemento
termoconductor, que se encuentra fijado en un flujo de aire, cuya
temperatura debe ser medida.
Finalmente, en la
DE-U-88 12 412 se describe un sensor
de medición de temperatura para una torre de refrigeración, que
para la supresión de oscilaciones temporales de la temperatura del
aire a medir se encuentra dispuesta, mediante una conexión
termoconductora, sobre una placa portadora también termoconductora,
y esta última se encuentra expuesta al medio a medir.
Los sistemas conocidos de medición de
temperatura del habitáculo con sensores no ventilados
lamentablemente aún no se encuentran desarrollados en tal medida
que la temperatura del habitáculo pueda ser determinada de manera
precisa en cualquier estado de temperatura en que se encuentre el
habitáculo de pasajeros y los componentes del vehículo adyacentes
al mismo.
Es objeto de la presente invención crear un
dispositivo para la determinación de la temperatura del habitáculo
de un vehículo, con el que se pueda medir o determinar de manera
precisa la temperatura.
Para resolver este objeto mediante la presente
invención se propone un dispositivo para la determinación de la
temperatura del habitáculo en un vehículo, que se encuentre equipado
con las características de la reivindicación 1. Diseños
individuales de la invención son objeto de las reivindicaciones
secundarias.
En el caso del montaje en un vehículo del
dispositivo conforme a la invención, el sensor de temperatura, que
debe registrar la temperatura en el habitáculo del vehículo, se
encuentra detrás de una pared que delimita el habitáculo. En este
caso se trata preferentemente de la placa frontal de un componente
del vehículo, especialmente de la placa frontal de la unidad de
control del aire acondicionado de un vehículo. Pero también se puede
pensar en cualquier otra área de pared o de superficie del tablero,
con piezas montadas o adicionales adyacentes a ésta. Un elemento
termoconductor, que se encuentra en contacto térmico con el sensor
de temperatura, se inserta a través de una abertura en la pared. A
través del elemento termoconductor se aumenta la conductividad
térmica desde el habitáculo hacia el sensor de temperatura. El
elemento termoconductor sólo se encuentra formado por un electrodo
de un sensor solar, que se encuentra dispuesto en una abertura de la
pared. Si en lo sucesivo se habla del elemento termoconductor, se
está haciendo referencia al mencionado electrodo.
Para reducir aún más las influencias de
temperatura del entorno del sensor de temperatura es conveniente,
si se pretende compensar factores que influyen en la temperatura,
que se pueda atribuir a radiación solar incidente el efecto de ésta
sobre algún componente o pieza adyacente al sensor de temperatura.
Conforme a la invención, el sensor solar sirve para ello. Es decir,
que la unidad de procesamiento recibe la señal de salida del sensor
solar y la utiliza para corregir la influencia del calentamiento del
área de pared alrededor de la abertura de la pared que se pueda
atribuir a radiación solar sobre la señal de medición emitida por el
sensor de temperatura.
Mediante la propuesta, conforme a la invención,
es posible medir la temperatura de manera fiable y precisa en el
habitáculo de un vehículo. Conforme a la presente invención no se
necesita un motor de ventilación separado para ello, lo que mejora
el funcionamiento del dispositivo conforme a la invención y aumenta
su vida útil. Finalmente la solución, conforme a la invención,
también es más económica. Desde el punto de vista del confort, la
solución, conforme a la invención, presenta además la ventaja de que
no existe el riesgo de molestias acústicas, como las que pueden
aparecer por ejemplo en el caso de la utilización de un motor de
ventilación.
El contacto térmico del sensor de temperatura
con el elemento termoconductor se realiza, de manera conveniente, a
través de una conexión del elemento termoconductor y la carcasa del
sensor de temperatura, o a través de un contacto termoconductor del
elemento termoconductor con uno de los elementos de contacto
eléctrico del sensor de temperatura. La última posibilidad se
ofrece especialmente cuando el sensor de temperatura se encuentra
configurado como componente SMD. Un componente de este tipo
presenta, en sus extremos de contacto eléctrico, una superficie
relativamente grande que contacta las pistas conductoras de una
placa de circuitos. De esta manera, la pista conductora se puede
utilizar para el contacto térmico del sensor de temperatura y del
elemento termoconductor, y para ello, el último también hace
contacto con la pista conductora. La conexión termoconductora entre
el elemento termoconductor y el sensor de temperatura es mejor,
mientras más juntos se encuentren dispuestos sobre esta los puntos
de contacto del respectivo extremo de contacto eléctrico del sensor
de temperatura con la pista conductora, y del elemento
termoconductor con la pista conductora.
Para mantener reducida la influencia térmica de
los elementos, componentes del vehículo o similares dispuestos en
el entorno del sensor de temperatura, es ventajoso, si el sensor de
temperatura, eventualmente junto con la placa de circuitos sobre la
que se encuentra dispuesto, se encuentra envuelto por un elemento de
blindaje térmico compuesto de un material termoaislante. Como
material se ofrece en este caso, por ejemplo, espuma, con lo que se
debería utilizar especialmente una espuma de células abiertas.
Para la compensación de influencias térmicas,
que provienen de componentes adyacentes del vehículo es ventajoso,
si se prevé otro sensor de temperatura, que registre estas
influencias térmicas por técnica de medición. De manera adicional o
alternativa, estas influencias térmicas también pueden ser
determinadas con ayuda de modelos de cálculos o de parámetros de
servicio de los componentes del vehículo o elementos adyacentes. A
partir de estos parámetros de servicio se puede determinar,
mediante cálculos, un autocalentamiento. Especialmente fuentes de
luz, que el componente del vehículo presenta para la
retroiluminación de su placa frontal, de un visualizador o similar
son responsables de un autocalentamiento de este tipo. Si se toma
como base la tensión de servicio de esta retroiluminación, que
eventualmente se puede atenuar, entonces se puede deducir el
autocalentamiento a esperar.
En un perfeccionamiento ventajoso de la presente
invención se prevé además, que la unidad de procesamiento presente
un elemento diferencial con una constante de tiempo para la
diferenciación a largo plazo de la señal de medición del sensor de
temperatura. La constante de tiempo del elemento diferencial, que
permanece igual o de manera ventajosa también se puede modificar,
se encuentra preferentemente entre algunos minutos y bloques de 10
minutos (por ejemplo 10 a 30 minutos), y especialmente entre 2
minutos y 15 minutos. Conforme a la invención, la señal de medición
del sensor de temperatura y la señal de medición diferenciada, es
decir la señal de salida del elemento diferencial, son sumadas en
la unidad de procesamiento. La suma de ambas señales representa la
temperatura en el habitáculo de pasajeros del vehículo. De esta
manera se puede compensar la inercia térmica de los componentes o
similares que rodean al sensor de temperatura. En lugar de la
diferenciación de la señal de salida del sensor de temperatura,
también se puede someter a una diferenciación la diferencia entre el
valor nominal y el valor real de la temperatura del habitáculo. Por
ello, en el marco de esta descripción de la invención, bajo el
concepto "unidad de procesamiento" también se debe entender,
por ejemplo, el regulador de la temperatura del habitáculo de un
aire acondicionado de un vehículo. Con "señal de medición del
sensor de temperatura" también se hace referencia, entonces, a
la desviación de la regulación del circuito de regulación.
En un perfeccionamiento ventajoso de la presente
invención, en la unidad de procesamiento, junto al elemento
diferencial también se encuentra dispuesto un elemento de
amplificación con un factor de amplificación. Este elemento de
amplificación amplifica la señal de medición diferenciada, es decir,
la señal de salida del elemento diferencial. De manera conveniente
la constante de tiempo del elemento diferencial y/o el factor de
amplificación del elemento de amplificación se mantiene constante o
se modifica. La modificación se realiza, especialmente, dependiendo
de la señal de medición, eventualmente compensada, del sensor de
temperatura mismo, del tiempo de detención del vehículo y/o de la
temperatura ambiente del vehículo, de la divergencia entre el valor
real y el valor nominal de la temperatura del habitáculo de
pasajeros o entre el valor real y el valor nominal de la
temperatura del aire que ingresa en el habitáculo de pasajeros y/o
de la temperatura del agua refrigerante.
Con la presente invención se propone entonces,
registrar la temperatura en el habitáculo del vehículo con ayuda de
un sensor de temperatura, que se encuentra dispuesto detrás de una
superficie o una pared, que limita el habitáculo del vehículo. A
través del elemento termoconductor se aumenta el transporte térmico
entre el habitáculo y el sensor de temperatura. Un transporte
térmico (parasitario) se realiza además, a través de un
autocalentamiento o un calentamiento debido a radiación solar sobre
la superficie o la pared, detrás de la cual se encuentra dispuesto
el sensor de temperatura, o de elementos o componentes del vehículo
adyacentes. Es decir, que a través de un soporte correspondiente
con pocas superficies de contacto, mediante procesos de conducción
térmica el sensor de temperatura debería poder recibir o emitir, en
lo posible, poco calor de los componentes del vehículo, elementos o
similares. Para minimizar estas influencias a través del transporte
térmico, que se realiza por medio de aire, es conveniente, disponer
un elemento aislante térmico alrededor del sensor de temperatura.
Para minimizar el transporte térmico a través de componentes que
están en contacto con el sensor de temperatura (placa de circuitos
o similar) es conveniente, si estos componentes se componen de
materiales que sean relativamente malos termoconductores. De esta
manera, por ejemplo, las vías de contacto que conducen al sensor de
temperatura (pistas conductoras) pueden estar conformadas de manera
angosta y fina para realizar un desacople térmico entre el sensor
de temperatura y el sistema eléctrico conectado al mismo, así como
entre el entorno y el sensor de temperatura.
A continuación se explica más detalladamente un
ejemplo de ejecución de la invención con ayuda del dibujo. En
particular, muestran:
Fig. 1 una vista del tablero de instrumentos de
un vehículo con una unidad de control de aire acondicionado, desde
el habitáculo de pasajeros,
Fig. 2 un corte a lo largo de la línea
II-II de la fig. 1 para explicar la disposición de
los sensores para la medición de la temperatura del habitáculo con
un sensor no ventilado,
Fig. 3 un corte a lo largo de la línea
III-III, a través de la placa frontal y de los
componentes de la unidad de control del aire acondicionado
dispuesta detrás de esta para explicar la disposición de los
sensores,
Fig. 4 un corte a lo largo de la línea
IV-IV de la fig. 3,
Fig. 5 un corte a lo largo de la línea
V-V de la fig. 3,
Fig. 6 un corte a lo largo de la línea
VI-VI de la fig. 3,
Fig. 7 un corte similar al de la fig. 3, pero
con un diseño del dispositivo conforme a la invención y
Fig. 8 un esquema de conjunto del modo de
conexión del sensor de temperatura no ventilado para la
determinación de la temperatura en el habitáculo de pasajeros.
La fig. 7 muestra un diseño conforme a la
invención del dispositivo para la determinación de la temperatura
del habitáculo, mientras que las figuras 1 a 6 no hacen referencia a
una forma de ejecución conforme a la invención, pero que son de
ayuda para la comprensión de la fig. 7.
La fig. 1 muestra una vista frontal de un
habitáculo de pasajeros 10 de un vehículo 12, dirigido hacia la
dirección de marcha, y que dispone de un aire acondicionado
(climatizador automático). En el tablero de instrumentos 14 del
vehículo 12 se encuentra la unidad de control del aire acondicionado
16, que presenta una placa frontal 18 con un visualizador 20, así
como una pluralidad de teclas 22. Conforme a la fig. 2, la placa
frontal 18 delimita la unidad de control 16 hacia el habitáculo de
pasajeros 10. La unidad de control 16 presenta una carcasa 24, que
se encuentra insertada en el tablero de instrumentos 14. Además de
diversos sensores, como sensor de temperatura exterior 26 y sensor
solar 28, el aire acondicionado del vehículo 12 presenta una gran
cantidad de componentes, a los que no se hará referencia en este
punto, ya que no son relevantes para la presente invención.
Es significativo para la presente invención, en
cambio, la forma de medición de la temperatura en el habitáculo de
pasajeros 10. Para determinar esta temperatura del habitáculo se
encuentra prevista una disposición de sensores, que comprende dos
sensores de temperatura 30,32 así como un sensor solar 34
(fotodiodo). En este caso, el primer sensor de temperatura 30 se
encuentra dispuesto detrás de la placa frontal 18 de la unidad de
control 16, y se encuentra conectado de manera temoconductora con un
elemento termoconductor 36, que a través de una abertura 38 de la
placa frontal 18 se introduce hasta el habitáculo de pasajeros 10.
De esta manera, el primer sensor de temperatura 30 registra la
temperatura del aire en el habitáculo de pasajeros 10, delante de
la superficie 40 formada por el lado delantero de la placa frontal
18. El segundo sensor de temperatura 32 se encuentra dispuesto en
el interior de la carcasa 24 de la unidad de control 16 y mide el
autocalentamiento de la unidad de control 16. Así se puede compensar
la señal de medición del primer sensor de temperatura 30,
adulterada debido al autocalentamiento de la unidad de control 16.
El sensor solar 34 mide la intensidad de la radiación solar que
incide sobre la placa frontal 18, de manera que su señal de salida
representa el calentamiento de la placa frontal 18 debido a la
radiación solar. De esta manera a su vez es posible, compensar la
adulteración de la señal de medición del primer sensor de
temperatura 30 debido a la influencia térmica de la placa frontal
18 calentada debido a la radiación solar.
El sensor solar 34 se inserta a través de la
abertura 38 de la placa frontal 18 y se encuentra un poco por
encima de ésta. A través de una coloración de la carcasa del sensor
solar 34 con el color de la placa frontal 18, el sensor solar 34
apenas se percibe ópticamente. El montaje exacto del sistema sensor
dispuesto detrás o en la placa frontal 18 se explica a continuación
con ayuda de las fig. 3 a 7, con lo que en la fig. 7 se encuentra
representado un ejemplo de ejecución conforme a la invención.
Conforme a la fig. 3, detrás de la placa frontal
18 se encuentra una placa de circuitos 42, que se encuentra
atornillada a través de tornillos 44 con la placa frontal 18. Además
de una pluralidad de elementos constructivos eléctricos y
electrónicos, la placa de circuitos 42 presenta, en su lado frontal
46 dirigido a la placa frontal 18, un conector 47 para el
alojamiento de una placa de circuitos 48. Sobre esta placa de
circuitos 48 se encuentra dispuesto el primer sensor de temperatura
30, que se encuentra conformado como componente SMD (por ejemplo
transistor NTC o PTC) con un cuerpo sensible a la temperatura 50 y
extremos de contacto eléctrico 54 que forman dos elementos de
contacto eléctrico. La placa de circuitos 48 presenta, además, dos
pistas conductoras 56,58, que transcurren desde el conector 47
hacia el sensor de temperatura 30, sobre los que se encuentran
soldados los extremos de contacto eléctrico 54. Una de estas dos
pistas conductoras (en el ejemplo de ejecución la pista conductora
58) se encuentra prolongado casi hasta el extremo 60 de la placa de
circuitos 48, dispuesta cerca de la placa frontal 18.
La placa de circuitos 48 se encuentra detrás de
la abertura 38 de la placa frontal 18. El sensor solar 34 también
se encuentra conectado a la placa de circuitos 48 y sostenido en la
misma. Para ello, el sensor solar 34 presenta dos elementos de
contacto eléctrico 64, 66, que sobresalen de su carcasa 62, de los
cuales el elemento de contacto eléctrico 66 se encuentra soldado
sobre la pista conductora 58, en cercanía del extremo de contacto
eléctrico 54 del sensor de temperatura 30. El segundo elemento de
contacto eléctrico 64 del sensor solar 34 se encuentra soldado
sobre un circuito impreso 68, que se extiende hasta el conector 47.
Dentro de la carcasa 62 del sensor solar 34 se encuentran los
electrodos indicados con 70 (ánodo y cátodo).
También fijado sobre la pista conductora 58 se
encuentra el elemento termoconductor 36, que sobresale por encima
del extremo 60 de la placa de circuitos 48 y se encuentra
configurado como un elemento, que envuelve parcialmente la
superficie exterior 72 de la carcasa del sensor solar 62, permeable
a la luz. El elemento termoconductor 36 presenta entonces una
sección de apoyo 74, unida con la pista conductora 58, por ejemplo
por soldadura, que se encuentra conectada con una sección acodada
76, que cubre parcialmente la carcasa del sensor solar 62 en su
área que se encuentra debajo de la placa de circuito 48. Desde esta
sección 76 se extiende una sección perimetral 78, que cubre un área
parcial de la superficie exterior 72 (véanse también las fig. 5 y
6, en las que se pueden reconocer cada una de las secciones antes
mencionadas del elemento termoconductor 36). En las fig. 4 a 6 se
puede reconocer especialmente, que la sección perimetral 78
sobresale hasta la superficie 40, conformada por el lado delantero
de la placa frontal 18.
Es objeto del elemento termoconductor 36,
procurar un mejor transporte térmico desde el habitáculo de
pasajeros 10 del vehículo hacia el sensor de temperatura 30. El
contacto térmico del elemento termoconductor 36 al sensor de
temperatura 30 se realiza a través de la conexión conjunta sobre la
pista conductora 58. El alojamiento del elemento termoconductor 36
en la parte inferior de la superficie exterior de la carcasa del
sensor 62, y dirigido hacia la base del habitáculo de pasajeros 10
en relación a la posición de montaje, es ventajosa por motivos
ópticos. Como se puede reconocer especialmente con ayuda de las fig.
4 a la 6, la sección 78 del elemento termoconductor 36, que
envuelve a la carcasa del sensor 62 como una cubierta, se encuentra
alojada en la superficie exterior 72 de la carcasa 62 del sensor
solar 34.
Para impedir el paso de luz desde la unidad de
control 16 a través de la ranura entre la abertura de la placa
frontal 38 y el sensor solar 34, ésta presenta un reborde 80, con el
que la carcasa 62 se apoya desde adentro en la placa frontal 18
(véase también las fig. 4 a 6).
Para aislar aún más térmicamente el sensor de
temperatura 30 frente su entorno, a fin de disminuir influencias
térmicas del sensor de temperatura 30, éste o la placa de circuitos
48 se encuentra envuelto o cubierto, al menos en su lado superior
equipado con el sensor de temperatura 30, con un material
termoaislante como elemento protector. Este material, que
especialmente puede ser espuma de células abiertas, no se encuentra
representado en los dibujos para una mejor claridad en la
descripción.
Como se ha mencionado arriba, en la fig. 7 se
encuentra representado un ejemplo de ejecución conforme a la
invención de un elemento termoconductor 36. Siempre que las piezas
dibujadas en la fig. 7 correspondan a las de las fig. 3 a 6, se
encuentran identificadas con las mismas referencias.
La diferencia de los objetos de las fig. 3 y 7
consiste en que en el ejemplo de ejecución conforme a la fig. 7 no
se incluye un elemento termoconductor separado. En el ejemplo de
ejecución conforme a la fig. 7 se utiliza uno de los dos electrodos
70, que se encuentra alojado en el material de la carcasa 62 del
sensor solar 34, como elemento termoconductor 36, que se introduce
hasta el habitáculo de pasajeros. El calor transportado a través de
este electrodo alcanza el extremo del contacto eléctrico 54 del
sensor de temperatura 30 a través del elemento de contacto
eléctrico 66 y a través de la pista conductora 58.
Todos los sensores de medición (sensores de
temperatura 30,32 y sensores solares 28,34) se encuentran conectados
entre sí conforme a la fig. 8 para poder deducir la temperatura en
el habitáculo de pasajeros 10 sobre la base de sus señales de
medición. La fig. 3 muestra el esquema de conjunto de una unidad de
procesamiento 82.
La señal de medición del sensor de temperatura
30, dispuesto detrás de la placa frontal, es influenciado por el
autocalentamiento de la unidad de control y el calentamiento de la
placa frontal 18 debido a la radiación solar. Por ello, la conexión
conforme a la fig. 8 presenta una unidad 84 para la compensación del
calentamiento del dispositivo. En esta unidad 38 las señales de
medición de ambos sensores de temperatura 30,32 se restan una de
otra y la señal de diferencia es conducida a un filtro de paso bajo
86. La señal de salida del filtro de paso bajo 86 es conectada con
la señal de medición del sensor de temperatura 30, y para ello se
forma la diferencia entre ambas.
La conexión conforme a la fig. 8 dispone,
además, de una unidad 88 para la compensación del calentamiento de
la placa frontal 18 debido a la radiación solar. El sensor solar 34
previsto para ello en la placa frontal 18 se encuentra dispuesto,
como se describió arriba, en cercanía directa del sensor de
temperatura 30. Básicamente es suficiente, si se valora sólo la
señal de salida del sensor solar 34, dispuesto en la placa frontal
18. En situaciones especiales puede ser provechoso, determinar,
mediante comparación de las señales de salida del sensor solar del
aire acondicionado 28 y del sensor solar de la placa frontal 34, el
ángulo y la intensidad de la radiación solar que incide sobre el
sensor de temperatura 30. Entonces se puede determinar más
precisamente el calentamiento de la placa frontal 18 a través del
sol. Esto es válido, especialmente, en los casos, en que debido a
situaciones condicionadas por el espacio, el sensor solar 34 también
se encuentre expuesto lateralmente a la radiación solar. La señal
de salida del sensor de temperatura de la placa frontal 30 es
compensada con la señal de salida del componente de conexión 90
para valorar las señales del sensor solar de la unidad 88, lo que se
realiza mediante resta.
Para poder utilizar lo más rápido posible la
señal de medición del sensor de temperatura de la placa frontal 30,
incluso durante procesos temporales de temperatura, para la
determinación de la temperatura dentro del habitáculo de pasajeros
10, es necesario, someter a esta señal de medición,
independientemente si, como se describió antes se compensó o no, a
una compensación dinámica. A tal efecto, la conexión conforme a la
fig. 8 se encuentra provista de una unidad de compensación dinámica
92. Esta unidad 92 presenta un elemento diferencial 94 y un
elemento de amplificación 96, cuya constante de tiempo \tau y
factor de amplificación k se pueden modificar. Esta modificación se
realiza en dependencia de la señal de medición compensada en
temperatura del sensor de temperatura 30, de la temperatura
exterior medida por el sensor 26, del tiempo de detención del
vehículo y de la diferencia \varepsilon entre el valor nominal y
el valor real de la temperatura en el habitáculo de pasajeros 10.
En el caso del elemento diferencial 94 se trata de un elemento
diferencial a largo plazo, cuya constante de tiempo se encuentra en
e rango de algunos minutos hasta algunos 10 minutos. A través de la
diferenciación de la señal medida o precompensada del sensor de
temperatura 30 se compensan mediciones erróneas, que son
ocasionados debido al comportamiento de temperatura más lento de los
componentes del vehículo adyacentes al habitáculo de pasajeros 10
en comparación con el sensor de temperatura y el elemento
termoconductor 36. Toda el área adyacente al habitáculo de
pasajeros 10 se calienta o se enfría más lentamente que el aire en
el habitáculo de pasajeros 10. Esto debe ser considerado en la
medición de la temperatura en el habitáculo de pasajeros mediante
el sensor de temperatura 30, dispuesto cerca de la placa frontal 18,
lo que se realiza a través del elemento diferencial a largo plazo
94. A través del elemento proporcional 96, y especialmente a través
de una modificación de su factor de amplificación, se puede realizar
una ponderación de estos factores de influencia sobre la señal de
medición del sensor de temperatura 30.
En total, con la conexión conforme a la fig. 8 y
especialmente con la diferenciación a largo plazo de la unidad de
compensación dinámica 92 resulta un dispositivo que trabaja de
manera confortable para la determinación de la temperatura en el
interior de un vehículo, sin que sea implementado un sensor
ventilado de temperatura de habitáculo. Las ventajas del sensor de
temperatura "no ventilado" implementado conforme a la invención
se pueden observar en un aumento de la fiabilidad de todo el
dispositivo, ya que no se deben temer fallos eléctricos y mecánicos
de componentes móviles. Además resulta un ahorro de costos, así como
una mayor capacidad de funcionamiento y una ventaja en cuanto al
confort, ya que se excluye el riesgo de molestias acústicas.
Claims (14)
1. Dispositivo para determinar la temperatura en
el habitáculo de un vehículo, con lo que el dispositivo se
encuentra previsto para su disposición detrás de una pared del
habitáculo del vehículo, con
- -
- un sensor de temperatura (30) para la disposición detrás de una pared (18), que limita con el habitáculo (10),
- -
- una unidad de procesamiento (82), que recibe la señal de medición del sensor de temperatura (30) y emite una señal de salida que representa la temperatura en el habitáculo (10) del vehículo (12),
- -
- un elemento termoconductor (36), que registra la temperatura del aire del habitáculo (10) dentro del área cercana a sus paredes, con lo que el elemento termoconductor (36) se encuentra en contacto térmico con el sensor de temperatura (30) y se extiende a través de una abertura (38) en la pared (18) y
- -
- un primer sensor solar (34), que se encuentra dispuesto en la abertura (38) de la pared (18), con lo que el primer sensor solar (34) se encuentra conectado eléctricamente con la unidad de procesamiento (82), y en la unidad de procesamiento (82) se puede corregir la influencia del calentamiento del área de pared, alrededor de la abertura de pared (38), sobre la señal de medición del sensor de temperatura (30),
- -
- con lo que el primer sensor solar (34) presenta una carcasa (62), en la que se encuentra dispuesta un fotodiodo y electrodos (70) que se dirigen hacia el fotodiodo, y
- -
- con lo que el elemento termoconductor (36) sólo se encuentra formado por uno de los electrodos (70).
2. Dispositivo conforme a la reivindicación 1,
caracterizado porque el sensor de temperatura (30) presenta
elementos de contacto eléctrico (52) y porque el elemento
termoconductor (36) se encuentra en contacto con uno de los
elementos de contacto eléctrico (52) del sensor de temperatura (30)
de manera que conduce calor.
3. Dispositivo conforme a la reivindicación 1 o
2, caracterizado porque el sensor de temperatura (30) se
encuentra configurado como componente SMD.
4. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sensor de
temperatura (30) se encuentra conectado con pistas conductoras
(56,58) de una placa de circuitos (42) y porque el elemento
termoconductor (36) se encuentra unido, de manera que conduce calor,
con una de las pistas conductoras (56,58) que conducen al sensor de
temperatura (30).
5. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el sensor de
temperatura (30) se encuentra envuelto por un elemento de blindaje
térmico compuesto de un material termoaislante.
6. Dispositivo conforme a la reivindicación 5,
caracterizado porque el material termoaislante es una
espuma.
7. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque uno de los
elementos de contacto eléctrico (66) del primer sensor solar (34) y
el elemento de contacto eléctrico (52) del sensor de temperatura
(30) también se encuentran conectados entre sí de manera
eléctrica.
8. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la unidad de
procesamiento (82) se puede corregir la influencia de la
temperatura de un componente del vehículo cercano al sensor de
temperatura.
9. Dispositivo conforme a la reivindicación 8,
caracterizado porque, el componente del vehículo es la unidad
de control para aire acondicionado de un vehículo.
10. Dispositivo conforme a la reivindicación 9,
caracterizado porque la temperatura del componente del
vehículo se puede determinar por técnica de medición, directamente
a través de otro sensor de temperatura (32) y/o indirectamente
debido al estado de servicio actual del componente del vehículo.
11. Dispositivo conforme a la reivindicación 10,
caracterizado porque el componente del vehículo presenta una
retroiluminación de los lados frontales y/o un visualizador luminoso
(20) y porque para la determinación indirecta de la temperatura del
componente del vehículo se utilizan las tensiones de control para la
retroiluminación y/o la iluminación del visualizador.
12. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la unidad de
procesamiento (82) presenta un elemento diferencial (94) con una
constante de tiempo (\tau) para la diferenciación a largo plazo
de la señal de medición y/o de la señal de medición eventualmente
corregida del sensor de temperatura (30), con lo que la unidad de
procesamiento (82) suma la señal de medición o la señal de medición
corregida y la señal de medición diferenciada, y la adición de
estas dos señales representa la temperatura en el habitáculo (10)
del vehículo.
13. Dispositivo conforme a una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la unidad de
procesamiento (82) presenta un elemento de amplificación (96) con
un factor de amplificación para amplificar la señal de medición y/o
la señal de medición diferenciada o corregida del sensor de
temperatura (30).
14. Dispositivo conforme a la reivindicación 10
o 12, caracterizado porque la constante de tiempo (\tau)
del elemento diferencial (94) y/o el factor de amplificación (k) del
elemento de amplificación (96) se puede seleccionar y/o corregir
dependiendo de la señal de medición y/o de la señal de medición
corregida del sensor de temperatura (30), del tiempo de detención
del vehículo, de la temperatura ambiente del vehículo, de la
divergencia entre el valor real y el valor nominal de la temperatura
del habitáculo del vehículo o de la temperatura del aire que
ingresa en el habitáculo del vehículo (10) y/o de la temperatura del
agua refrigerante.
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