CN109476202B - 用于机动车辆的自动气候控制系统的操作装置、自动气候控制系统以及机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(1)的自动气候控制(2)的操作装置(5)，其包括用于确定机动车辆(1)的乘客舱(4)中的内部温度的传感器组件(7)并且包括操作区域(8)，其中传感器组件(7)包括电路板(11)和设置在电路板(11)上的传感器单元(12)，其具有第一温度传感器(17)，并且其中在操作装置(5)在机动车辆(1)上的预期安装位置，操作区域(8)的顶侧(9)面向乘客舱(4)。此外，本发明涉及一种自动气候控制(2)以及一种机动车辆(1)。

Description

用于机动车辆的自动气候控制系统的操作装置、自动气候控 制系统以及机动车辆

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的自动气候控制系统的操作装置，包括用于获取机动车辆的乘客舱中的内部温度的传感器组件并且包括操作区域，其中传感器组件包括电路板和设置在电路板上的传感器单元，其具有第一温度传感器，并且其中在操作装置在机动车辆上的预期安装位置，操作区域的顶侧面向乘客舱。此外，本发明涉及一种具有这种操作装置的用于机动车辆的自动气候控制系统以及一种具有自动气候控制系统的机动车辆。

背景技术

目前，人们关注的是用于机动车辆的空调系统，其特别地自动控制机动车辆的乘客舱中的内部温度。其中，期望的温度值通常由机动车辆的车辆乘员经由自动气候控制的操作装置预设，然后通过自动气候控制自动调节内部温度至该值。另外，现有技术中已知空调系统，其通过温度传感器确定车辆的当前内部温度。温度传感器可以确定通道中的气流的温度，其中通道中的气流由通风马达产生。为了避免昂贵的通风马达，从现有技术中已知使用不通风的装置来确定内部温度。

此外，例如DE102006040664A1描述了一种用于通过两个温度传感器确定乘客舱温度值的装置，其中两个温度传感器中的一个设置在仪表板的表面元件处，另一个温度传感器设置在与乘客舱相邻的体积部中。因此，另一个温度传感器对于车辆乘员而言可视地安装在乘客舱中，例如出于设计和结构原因，这是不利的。

DE102004009605A1也描述了一种温度传感器和用于机动车辆内部的气候控制的组件。其中，第一温度传感器设置在机动车辆的前面板的开口中。由于必须在操作区域中提供开口或孔，因此还限制了操作区域的配置。

发明内容

本发明的目的是提供一种特别经济的操作装置，其制造简单，用于机动车辆的自动气候控制系统。

根据本发明，该目的通过根据各个独立权利要求的操作装置、自动气候控制系统以及机动车辆来解决。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书以及附图的主题。

根据用于机动车辆的自动气候控制系统的操作装置的实施例，其可以具有用于获取机动车辆的乘客舱中的内部温度的传感器组件以及操作区域。特别地，其中的传感器组件包括电路板和设置在电路板上的传感器单元，其具有第一温度传感器。此外，操作区域的顶侧可以在操作装置在机动车辆上的预期安装位置面向乘客舱。另外，操作区域的与顶侧相对的底侧特别地设置为与设置在电路板上的传感器单元间隔开并且形成为完全覆盖传感器单元，并且第一温度传感器适于无接触地获取操作区域的表面元件的第一表面温度，据此可以确定内部温度。

在用于机动车辆的自动气候控制系统的操作装置的优选实施例中，该操作装置具有用于获取机动车辆的乘客舱中的内部温度的传感器组件和操作区域。传感器组件包括电路板和设置在电路板上的传感器单元，其具有第一温度传感器。操作区域的顶侧在操作装置在机动车辆上的预期安装位置面向乘客舱。此外，操作区域的与顶侧相对的底侧设置为与设置在电路板上的传感器单元间隔开并且形成为完全覆盖传感器单元。第一温度传感器适于无接触地获取操作区域的表面元件的第一表面温度，据此可以确定内部温度。

借助于操作装置，例如机动车辆的驾驶员可以通过该操作装置预设机动车辆的内部或乘客舱的期望温度，可以将内部温度调节或控制到驾驶员预设的期望温度。此外，在操作装置的安装状态下邻接于乘客舱形成的操作区域可以具有用于获取驾驶员的操作输入的操作元件。此外，操作装置包括传感器组件，其能够确定乘客舱中的当前内部温度。在预期的安装位置，传感器组件设置在从车辆内部观察的操作区域下方，观察者注视操作区域的顶侧。因此，传感器组件尤其可以不可见地安装在机动车辆上，使得在操作装置在机动车辆中的预期安装位置中仅可看到操作区域的顶侧或前侧。例如，操作区域可以形成为设计表面或面板，其可以布置在乘客舱中的仪表板和/或中央控制台中。

传感器组件包括电路板或板，传感器单元和传感器组件的其他电子部件(例如操作装置的控制和评估单元)可以通过电路板或板电接触。此外，传感器单元尤其设置在电路板的顶侧上，其中电路板的顶侧设置成与操作区域的底侧或后侧间隔开。其中，操作区域形成为使得其至少完全覆盖或重叠传感器单元。其中，应理解的是，通过完全覆盖传感器单元的操作区域，操作区域在传感器单元和操作区域之间的重叠区域或覆盖区域中封闭，而没有孔或开口。

现在，为了确定内部温度，提供第一温度传感器，其特别地不直接获取内部温度，而是操作区域的表面元件的第一表面温度。其中，操作区域的表面元件位于传感器单元和操作区域的覆盖区域或重叠区域内。因此，基于板，表面元件间隔开并且特别是直接在第一温度传感器上方。为了能够在第一温度传感器和表面元件的间隔布置中可靠地获取表面温度，第一温度传感器配置成用于无接触或非接触表面温度获取。

因此，本发明的优点在于，通过结合将第一温度传感器无接触地获取电路板上的温度并且由此将第一温度传感器布置在操作区域后面，可以更廉价且简单地配置整个操作装置，因为在操作区域中不需要孔或开口。有利地，操作区域的表面可任意成形，因为第一温度传感器对操作区域或操作部分的设计没有任何影响。

优选地，操作装置具有评估单元，该评估单元适于根据第一表面温度确定机动车辆的乘客舱中的内部温度。其中，在最简单的情况下，由第一温度传感器获取的第一表面温度可被假定为内部温度。然而，还可以提供的是，例如由乘客舱内的其他位置中的其他传感器获取的其他温度值加入当前内部温度的确定。评估单元也可以设置在电路板上。然而，还可以提供的是，评估单元与操作装置相关并且例如集成在车辆侧控制单元中。在这种情况下，操作装置尤其适于与车辆侧控制单元或车辆侧控制装置通信。

特别优选地，第一温度传感器形成为红外传感器，其适于基于从表面元件入射在红外传感器上的红外辐射来确定第一表面温度。因此，无接触温度测量由红外传感器提供，特别是捕获红外辐射的辐射功率，并且以本身已知的方式基于辐射功率来确定表面温度。借助于红外传感器，第一表面温度也可以在没有直接热耦合的情况下以特别可靠的方式测量，因此以无接触方式。

根据本发明的改进，传感器单元具有第二温度传感器，用于测量传感器单元和面对传感器单元的操作区域的底侧之间的间隙中的间隙温度。特别地，第二温度传感器形成为热敏电阻，优选地形成为负温度系数热敏电阻或NTC电阻器。因此，第二温度传感器尤其不以无接触方式测量温度。形成为热敏电阻的第二温度传感器，其电阻取决于间隙中的温度，可以获得间隙温度，特别是与第二温度传感器相邻的体积部的温度。

借助于第二温度传感器，可特别地获得由于操作区域的顶侧上的太阳辐射导致的操作区域的加热。即，操作区域的这种加热导致操作区域的表面温度增加，该表面温度由第一温度传感器获得，但是不反映当前的内部温度。为了防止对内部温度的错误控制，在操作区域下方另外获得间隙温度，其至少受太阳辐射的影响较小。因此，通过间隙温度，可以使由第一温度传感器获得的表面温度合理。

此外，操作装置的评估单元优选地适于基于第一表面温度和间隙温度的比较来获取由于操作区域的顶侧上的太阳辐射而对操作区域的加热。特别地，如果第一表面温度和间隙温度的差异超过预定阈值，则获取操作区域的加热并由此在操作区域的顶侧上存在特别是直接的太阳辐射。然后，评估单元可以在确定乘客舱中的实际当前内部温度时考虑操作区域的这种加热。因此，借助于操作装置，可以特别可靠地确定内部温度，并且因此可以通过自动气候控制系统提供对内部温度的正确控制。

在本发明的特别有利的改进中，传感器单元具有用于无接触表面温度测量的第三温度传感器。另外，在传感器单元和面向传感器单元的操作区域的底侧之间的间隙中，设置平面测量部分，其中第三温度传感器适于无接触地获取平面测量部分的表面的第二表面温度。这意味着形成为实体元件的平面测量部分设置在间隙中。其中，测量部分尤其设置成与操作区域的底侧间隔开并与传感器单元间隔开，且例如可以由与操作区域相同的材料形成。例如，测量部分和操作区域可以由塑料形成。例如，测量部分可以居中地设置在间隙内，因此在间隙的一半高度处。

测量部分的区域尤其平行于操作区域延伸，其中测量部分的区域尤其形成为一定尺寸，仅测量部分以及第三温度传感器以该尺寸重叠。特别地，测量部分不与第一温度传感器和第二温度传感器重叠。该第三温度传感器优选地再次形成为红外传感器，其适于基于从测量部分的表面入射在红外传感器上的红外辐射来确定第二表面温度。借助于第三温度传感器，可以允许第一和第三温度传感器之间的差分测量方法。借助于由第三温度传感器获取的第二表面温度，还可以另外考虑操作区域的加热。这里，本发明基于以下认识：由于测量部分被操作区域覆盖，与操作区域相比，测量部分不暴露于直接太阳辐射。因此，基于由第三温度传感器获取的第二表面温度，也可以使由第一温度传感器获取的第一表面温度合理。

其中，操作装置的评估单元适于基于第一和第二表面温度确定差异表面温度，并根据差异表面温度确定乘客舱中的内部温度。根据偏离零的表面温度的差异，因此根据表面温度的梯度，可以得到乘客舱以及电路板和操作区域之间的间隙之间的能量流或对流。因此，基于差异表面温度，可以有利地允许评估能量流或对流。

其中，可以提供，操作区域的顶侧和/或底侧至少在表面元件内具有肋状结构。肋状结构可以例如由塑料形成。特别地，操作区域可以仅在与传感器单元的重叠区域中具有肋状结构或肋。可选地或另外，测量部分的表面可以具有肋状结构。肋状结构允许特别精确的表面温度采集。

在本发明的配置中，围绕传感器单元的电路板的区域机械地连接到操作区域的底侧，使得用于热解耦的管道形成在操作区域的底侧和传感器单元之间的重叠区域中。例如，电路板和操作区域的底侧之间的管道周围的区域可以填充封装化合物，使得具有电路板、封装化合物以及操作区域的分层结构位于沿着操作装置的纵向轴线的管道外部的区域中。因此，操作装置特别稳定地配置。操作区域的重叠区域通过管道与传感器单元热解耦，管道例如充满空气。

在本发明的改进中，操作装置具有围绕传感器组件的壳体，其中壳体的壳体盖形成操作区域。因此，传感器组件设置在壳体内，其中壳体盖的顶侧或前侧形成为邻近乘客舱，从而在操作装置在机动车辆中的预期安装位置中形成操作区域。例如，壳体盖的前侧可被涂覆并因此适于安装位置的设计，例如在中央控制台中。

此外，本发明涉及一种用于机动车辆的自动气候控制系统，其具有根据本发明的操作装置和控制装置，所述控制装置用于根据由操作装置确定的内部温度来控制乘客舱中的内部温度。借助于操作装置，内部的期望温度例如可以由机动车辆的驾驶员调节，其中控制装置考虑到传感器组件获取的当前内部温度而将内部温度调节到期望温度。操作装置可以例如在操作区域的顶侧具有操作元件，通过该操作元件，驾驶员可以执行操作输入以预设期望的温度。

根据本发明的机动车辆包括根据本发明的自动气候控制系统。其中，自动气候控制系统的操作装置设置在机动车辆上，使得操作区域的顶侧面向乘客舱，并且传感器组件不可见地安装并且与背离乘客舱的操作区域的底侧间隔开。

关于根据本发明的操作装置呈现的优选实施例及其优点相应地适用于根据本发明的自动气候控制系统以及根据本发明的机动车辆。

采用指示词语“上方”、“下方”、“前面”、“后面”、“顶侧”、“底侧”、“前侧”、“后侧”等，设定了采用操作装置的预期用途和其在机动车辆中的预期布置以及观察者位于机动车辆的客舱中并且朝向操作装置而给定的位置和方向。

从权利要求书、附图和附图的描述中，本发明的其他特征是显而易见的。在说明书中上面提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中和/或单独在附图中示出的特征和特征组合不仅可以在相应指定的组合中使用，而且可以在其他组合中使用或者单独使用，而不脱离本发明的范围。因此，实施方式也被认为是由本发明所涵盖和公开的，这些实施方式未在附图中明确示出并被解释，而是源自由与所解释的实施方式的分离的特征组合并且可由其产生。实施方式和特征组合也被认为是公开的，因此不具有最初制定的独立权利要求的所有特征。此外，特别是通过超出或偏离权利要求的关系中阐述的特征组合的上述实施方式，实施方式和特征组合应被视为被公开。

附图说明

现在，基于优选实施例以及参考附图更详细地解释本发明。

示出了：

图1是根据本发明的机动车辆的实施例的示意图；

图2是根据本发明的操作装置的实施例的示意图；以及

图3是根据本发明的操作装置的另一实施例的示意图。

在附图中，相同元件以及功能相同的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的机动车辆1。特别地，机动车辆1形成为轿车。机动车辆1包括具有控制装置3的自动气候控制系统2。控制装置3例如可以集成在车辆侧控制单元中并且用于控制机动车辆1的内部或乘客舱4中的内部温度。此外，自动气候控制系统2另外具有操作装置5，该操作装置例如可以集成在这里未示出的机动车辆1的仪表板6和/或中央控制台中。除其他外，操作装置5用于确定乘客舱4中的当前内部温度。此外，操作装置5具有传感器组件7，其布置在操作装置5的操作区域8的后面。

在操作装置5在乘客舱4中的预期安装位置中，操作区域8的顶侧9或前侧面向乘客舱4。从乘客舱4朝向顶侧9看，传感器组件7设置在操作区域8下方并与操作区域8间隔开。其中，传感器组件7可以集成在操作装置5的壳体10中，其中壳体10的壳体盖形成操作区域8。此外，操作区域8可以具有这里未示出的操作元件，通过该操作元件，机动车辆1的驾驶员可以为乘客舱4预设所需的温度。因此，控制装置3可以将内部温度调节到由驾驶员根据传感器组件7获得的内部温度调节的期望温度。

操作装置5的实施例在图2中以横截面示意性地示出。其中，传感器组件7具有电路板11，传感器单元12设置在电路板11上。传感器单元12与操作区域8间隔开地设置，其中操作区域8的与顶侧9相对的底侧13面向传感器单元12。这里，传感器单元12设置在管道14内，其中围绕管道14的区域15机械地连接电路板11以及操作区域8。区域15例如可以形成为封装(potting)化合物，通过该封装化合物可以增加操作装置5的稳定性。通过管道14，操作区域8可以与传感器单元12热解耦。沿着操作区域8和电路板11的延伸方向，管道具有宽度，该宽度至少在传感器单元12和操作区域8之间的重叠区域16上延伸。操作区域8在重叠区域16中完全覆盖传感器单元12。这尤其意味着操作区域8形成为封闭区域而在重叠区域16中没有开口。

此外，传感器单元12具有第一温度传感器17，通过该第一温度传感器17可以以无接触或非接触的方式在重叠区域16内获取操作区域8的表面元件18的第一表面温度。由于操作区域8至少在重叠区域16中封闭地形成或没有开口，所以通过第一温度传感器17，不直接确定乘客舱4中的内部温度，而是第一表面温度。然后，乘客舱4中的内部温度例如通过这里未示出的评估单元从第一表面温度导出，该评估单元例如也可以设置在电路板11上。例如，评估单元可以将第一表面温度设置为内部温度。

特别地，第一温度传感器17形成为红外传感器，通过该红外传感器，可以基于从表面元件18入射在红外传感器17上的红外辐射来确定第一表面温度。此外，这里的传感器单元12在管道14内具有第二温度传感器19，其能够获得管道14内的间隙温度。其中，第二温度传感器19尤其不测量表面温度，而是测量第二温度传感器19附近的体积内的温度。第二温度传感器19尤其形成为热敏电阻，优选地形成为高温导体或NTC电阻器。

借助于由第二温度传感器19获取的管道14内的间隙温度，可以使由第一温度传感器17获取的表面温度合理。即，如果太阳辐射入射在操作区域8的顶侧9上并因此大大加热操作区域8，则可能发生由第一温度传感器17获取的第一表面温度不反映机动车辆1的内部4的当前温度。这将导致操作装置5的错误温度确定，从而导致控制装置3的错误温度控制。如果第一温度传感器17获得的第一表面温度与由第二温度传感器19获取的间隙温度之间的差异超过预定阈值，因此，这表示操作区域8被太阳辐射加热并且可以在确定乘客舱4中的内部温度时被考虑。

图3示出了根据本发明的操作装置5的另一实施例。其中，图2所示的操作装置5的实施例由另一个第三温度传感器20延伸，该第三温度传感器20适于根据图3进行无接触表面温度获取。第三温度传感器20可以再次形成为红外传感器。第三温度传感器20获取测量部分21的第二表面温度，该测量部分21在此沿着操作装置5的纵向轴线在管道14内居中设置。例如，测量部分21可以由与操作区域8相同的材料形成并且可以附接到管道14的边缘。其中，测量部分21尤其仅与第三温度传感器20重叠。该第三温度传感器20基于从测量部分21发射的红外辐射测量测量部分21的第二表面温度。

现在，操作装置5的评估单元可以通过确定由第一温度传感器17获取的第一表面温度与由第三温度传感器20获取的第二表面温度之间的差异来执行温差测量。基于该差异，可以评估乘客舱4和管道14之间的能量流评估或对流。基于温差，还可以评估操作区域8是否暴露于严重的太阳辐射，由此操作区域8被加热。另外，可以基于差异表面温度确定乘客舱4中的内部温度。

Claims (13)

1.一种用于机动车辆(1)的自动气候控制系统(2)的操作装置(5)，包括用于确定机动车辆(1)的乘客舱(4)中的内部温度的传感器组件(7)并且包括操作区域(8)，其中传感器组件(7)包括电路板(11)和设置在电路板(11)上的传感器单元(12)，所述传感器单元(12)具有第一温度传感器(17)，且其中在操作装置(5)在机动车辆(1)上的预期安装位置，操作区域(8)的顶侧(9)面向乘客舱(4)，

其中，所述操作区域(8)的与顶侧(9)相对的底侧(13)设置为与设置在电路板(11)上的传感器单元(12)间隔开并且形成为完全覆盖传感器单元(12)，并且所述第一温度传感器(17)适于无接触地获取操作区域(8)的表面元件(18)的第一表面温度，据此可以确定内部温度，

其特征在于，

所述第一温度传感器(17)形成为红外传感器，所述红外传感器适于基于从表面元件(18)入射在红外传感器上的红外辐射来确定第一表面温度，且其中，所述传感器单元(12)具有第二温度传感器(19)，用于测量传感器单元(12)与面向传感器单元(12)的操作区域(8)的底侧(13)之间的间隙中的间隙温度。

2.根据权利要求1所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述操作装置(5)具有评估单元，该评估单元适于根据第一表面温度确定机动车辆(1)的乘客舱(4)中的内部温度。

3.根据权利要求1或2所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述第二温度传感器(19)形成为热敏电阻。

4.根据权利要求1或2所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述操作装置(5)的评估单元适于基于第一表面温度和间隙温度的比较来捕获所述操作区域(8)的加热，所述操作区域(8)的加热是由于操作区域(8)的顶侧(9)上的太阳辐射导致的。

5.根据权利要求1或2所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述传感器单元(12)具有用于无接触表面温度测量的第三温度传感器(20)，并且平坦测量部分(21)设置在所述传感器单元(12)和所述操作区域(8)的底侧(13)之间的间隙中，其中第三温度传感器(20)适于无接触地获取平坦测量部分(21)的表面的第二表面温度。

6.根据权利要求5所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述第三温度传感器(20)配置为红外传感器，所述第三温度传感器适于基于从测量部分(21)的表面入射在红外传感器上的红外辐射来确定第二表面温度。

7.根据权利要求5所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述操作装置(5)的评估单元适于基于第一表面和第二表面温度确定差异表面温度，并根据差异表面温度确定乘客舱(4)中的内部温度。

8.根据权利要求1或2所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述操作区域(8)的顶侧(9)和/或底侧(13)至少在表面元件(18)中具有肋状结构。

9.根据权利要求1或2所述的操作装置(5)，

其特征在于，

电路板(11)的围绕传感器单元(12)的区域(15)机械地连接到操作区域(8)的底侧(13)，使得在操作区域(8)的底侧(13)与传感器单元(12)之间的重叠区域(16)中形成用于热解耦的管道(14)。

10.根据权利要求1或2所述的操作装置(5)，

其特征在于，

所述操作装置(5)具有围绕传感器组件(7)的壳体(10)，其中壳体(10)的壳体盖形成操作区域(8)。

11.根据权利要求3所述的操作装置(5)，

其特征在于，所述第二温度传感器(19)形成为负温度系数热敏电阻。

12.一种用于机动车辆(1)的自动气候控制系统(2)，所述自动气候控制系统(2)具有根据前述权利要求中任一项所述的操作装置(5)和控制装置(3)，所述控制装置(3)用于根据由操作装置(5)确定的内部温度来控制乘客舱(4)中的内部温度。

13.一种机动车辆(1)，具有根据权利要求12所述的自动气候控制系统(2)，其中自动气候控制系统(2)的操作装置(5)设置在所述机动车辆(1)上，使得操作区域(8)的顶侧(9)面向乘客舱(4)并且不可见地安装传感器组件(7)。

Images