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CN111795755B - 传感器设备、用于制造传感器设备的方法和交通工具 - Google Patents

传感器设备、用于制造传感器设备的方法和交通工具 Download PDF

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CN111795755B CN202010258115.6A CN202010258115A CN111795755B CN 111795755 B CN111795755 B CN 111795755B CN 202010258115 A CN202010258115 A CN 202010258115A CN 111795755 B CN111795755 B CN 111795755B
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Abstract

本发明涉及一种传感器设备，其用于检测至少一个用来表征交通工具的内部空间的状态的测量值，涉及一种用于制造传感器设备的方法和一种交通工具，传感器设备具有壁元件，该壁元件具有带有内部空间侧的区域，该内部空间侧带有闭合表面，传感器设备具有与内部空间侧背离的背侧以及第一传感器组件，第一传感器组件带有检测太阳辐射的辐射传感器，传感设备构造为，以壁元件的内部空间侧面向交通工具内部空间、并且以壁元件的背侧背离内部空间地、符合功能地安装在交通工具中，其中，壁元件至少在闭合表面的区域中允许可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分穿透，并且第一传感器组件在闭合表面的区域中从背面集成在壁元件中。

Description

传感器设备、用于制造传感器设备的方法和交通工具
技术领域
本发明涉及一种传感器设备，其用于检测至少一个用来表征交通工具的内部空间的状态的测量值，尤其用于检测交通工具的内部空间温度，其中，所述传感器设备具有壁元件，所述壁元件带有具备闭合表面的内部空间侧，并且传感器设备具有与所述内部空间侧背离的背侧以及至少一个第一传感器组件，所述第一传感器组件带有至少一个用于检测太阳辐射的辐射传感器，其中，所述传感设备构造为，在功能上将壁元件的内部空间侧面向交通工具内部空间、并且将壁元件的背侧背向内部空间地安装在交通工具中，其中，所述壁元件至少在具有内部空间侧的闭合表面的区域中至少部分地允许(可借助辐射传感器测得的)太阳辐射的至少一部分穿透，并且其中，第一传感器组件在内部空间侧的闭合表面的区域中被布置在壁元件的背侧上。
此外，本发明还涉及一种用于制造这种传感器设备的方法以及具有这种传感器设备的交通工具。
背景技术
该类型的传感器设备例如被用于交通工具的空调设备中，所述传感器设备调节内部空间温度的前提在于检测内部空间温度。
对此，近来取代了通风式传感器设备(在所述通风式传感器设备中，检测流体通道内空气流的温度，其中，所述空气流借助通风电机形成)而优先使用具有简单的温度传感器的非通风式传感器设备，通过适于温度检测的方式将所述简单的温度传感器与内部空间耦联。
由现有技术已知用于该目的的多种非通风式传感器装置。一方面例如从文献DE10 2012 219 962 B3或US 7,246,656 B2中已知具有温度传感器的传感器设备，所述传感器设备设计用于布置在壁元件中的开口中，以便能够实现为内部空间的温度检测所需的、与内部空间的耦联。
此外例如由文献DE 10 2010 015 657 A1或EP 2 199 125还已知多种传感器设备，它们还具有用于额外检测太阳辐射的辐射传感器，其中后者文献给出教导：辐射传感器和温度传感器还可以布置在壁元件的闭合表面后方。
发明内容
在此背景下，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种不同的传感器设备，其具有具备闭合表面的壁元件，尤其提供一种改进的该类型的传感器设备，其优选地能够更好地检测至少一个用于表征交通工具内部空间的状态的测量值、尤其更准确地检测至少一个测量值。
此外，本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种相应的用于制造这种传感器设备的方法以及具有这种传感器设备的交通工具。
根据本发明，所述技术问题通过传感器设备、用于制造这种传感器设备的方法以及通过一种交通工具解决。本发明的优选实施方式是说明书和附图的主题，并且在以下详细阐述。
提供一种根据本发明的传感器设备，其用于检测至少一个用来表征交通工具的内部空间的状态的测量值，尤其用于检测交通工具的内部空间的温度，所述传感器设备具有带有内部空间侧和与内部空间侧背离的背侧的壁元件，所述内部空间侧具有具备闭合表面的区域；并且所述传感器设备具有具备至少一个用于检测太阳辐射(或者说日照光、入射光)的辐射传感器的至少一个第一传感器组件。在此，传感器设备构造为，以壁元件的内部空间侧面向交通工具内部空间、并且将壁元件的背侧背离内部空间地、符合功能地安装在交通工具中。所述壁元件至少在具有内部空间侧的闭合表面的区域中、至少部分地允许可借助辐射传感器检测的太阳辐射的一部分、尤其红外范围内的太阳辐射穿透。
根据本发明，第一传感器组件在内部空间侧的闭合表面的区域中从背面集成在壁元件中，尤其集成为，第一传感器组件几乎完全、特别优选完整地被壁元件包围。
也即优选地，第一传感器组件在此基本上完整地被壁元件包围。然而优选还可以从壁元件中引出电缆或导线等，所述电缆或导线等与传感器组件相连，并且尤其设计用于与一个或多个其他部件或构件形成电接触。也即电缆或导线等不必被壁元件完全包围。
由此可以在壁元件与第一传感器组件之间实现特别好的光学和热学耦连，并且进而主要通过壁元件实现有利的、尤其改进的、第一传感器组件与内部空间的耦连。据此，利用根据本发明的传感器设备能够实现对至少入射进交通工具的内部空间中的太阳辐射的更好检测，在额外存在温度传感器的情况下还能够实现对内部空间温度的更好检测。
术语“传感器组件”在本发明范畴内尤其应理解为具有至少一个传感器的组件，优选由一个或多个传感器组成的组件，其中，尤其为与一个或多个部件或构件电接触所需的电缆、线路等不被视作传感器组件的一部分。也就是说，与传感器组件相连的电缆或线路能够从壁元件中引出，以便连接传感器组件，在所述壁元件中集成有传感器组件。相反没有必要的是，电缆或线路等尤其也完全地集成在壁元件中。
术语“壁元件”在本发明范畴内尤其应理解为构件的壁或壁区段，所述构件构造为与内部空间相邻的功能性结构，例如是挡板的壁或壳体的壁区段、例如仪表板或中控台的壁区段。在此，所述壁元件还可以通过操作元件的例如开关的、壁或壁区段构成，例如通过杯状构造的旋钮的面向内部空间的底部构成。
术语“闭合表面”在本发明范畴内尤其应理解为不具有开口、尤其穿孔、缝隙等的表面的区域。
在此，根据本发明的传感器设备的壁元件可以一体式地构造，也即尤其壁元件的闭合表面和背面部分、尤其构成壁元件的背面部分的实体可以是同一个一体式集成制备的构件的部分。作为备选，所述壁元件也可以由多个构件组成，例如由一个或多个构成壁元件的背面部分的壁元件体和一个或多个具有闭合表面的或至少部分或完全构成闭合表面的构件、例如挡板等组成。
也即换言之，壁元件的闭合表面和背面部分、尤其背侧可以通过同一个构件构成、也即集成式构造，或者也可以由至少两个不同的构件组成。
闭合表面可以至少部分或完全是独立构件的部分，或者可以通过独立构件构成，所述独立构件从内部空间侧安置在构成背侧的构件、尤其壁元件体上，例如是固定在构成所述背侧的壁元件体上的挡板，其中，所述挡板尤其可以连同壁元件体一起构成壁元件。
在根据本发明的传感器设备的一种可能的设计方式中，闭合表面还可以是至少部分或完全地通过涂层等构成，所述涂层相应地是允许太阳辐射穿透的。壁元件可以尤其具有一体式或多件式、背面的壁元件体，在所述壁元件体上敷设有涂层，所述涂层构成或以该方式构成闭合表面。
闭合表面也可以至少部分或完全地通过独立构件上的涂层、例如通过挡板上的涂层构成。
壁元件的背侧优选通过透光的壁区段构成、尤其通过相应辐射穿透和/或透光的壁元件体构成，所述壁元件体可以一体式或多件式地构造，从而使得投射在壁元件上的太阳辐射、尤其太阳辐射中所含IR辐射的至少一部分能够穿透壁元件，并且一直达到第一传感器组件、尤其达到辐射传感器。
为此，壁元件、尤其壁元件的位于闭合表面后方的背面区域可以具有PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或由PMMA制成。然而还可以考虑相应的可穿透的壁元件，所述壁元件例如具有PC(聚碳酸酯)或PA12(聚酰胺12)或由PC或PA制成。
在根据本发明的传感器设备的一种优选的设计方式中，壁元件尤其至少对于太阳辐射中所含红外线(IR)部分来说是可穿透的，优选至少部分地、尤其至少局部或区域性地、也即在特定区域中是可穿透的。
红外辐射在本发明的范畴内应理解为光谱范围在10-3m与7.8×10-7m之间、也即波长范围在1mm与780nm之间的辐射，这相当于3×1011Hz至约4×1011Hz(300GHz至400THz)之间的频率范围。
在根据本发明的传感器设备的一种特别优选的设计方式中，壁元件尤其分别对于光谱范围为IR-A(0.78至1.4μm)、IR-B(1.4至3.0μm)的红外辐射和/或IR-C红外辐射(3至1000μm)来说是可穿透的，尤其对于MIR辐射、也即波长为3至50μm的IR-C辐射来说优选至少部分地、尤其至少局部或区域性地、也即在特定区域中是可穿透的。
在根据本发明的传感器设备的一种优选的设计方式中，壁元件的闭合表面和/或壁元件体尤其至少对于太阳辐射中所含红外(IR)辐射来说是可穿透的、优选至少部分地、尤其至少局部或区域性地、也即在特定区域中是可穿透的，尤其分别对于光谱范围为IR-A(0.78至1.4μm)、IR-B(1.4至3.0μm)的红外辐射和/或IR-C红外辐射(3至1000μm)来说是可穿透的，尤其对于MIR辐射、也即波长为3至50μm的IR-C红外辐射来说是可穿透的。
在根据本发明的传感器设备的一种可能的设计方式中，壁元件的闭合表面是操作元件的操作表面和/或设计表面，也即出于设计原因专门构造的表面，或分别是其中的区域。
作为备选，闭合表面还可以仅是简单的表面，也即不必是功能表面。闭合表面尤其可以仅是面向内部空间的闭合表面，该闭合表面能够被太阳辐射加载，尤其使得太阳辐射通过该表面能够到达在壁元件的背离内部空间的一侧上布置的、具有辐射传感器的第一传感器组件，以便能够通过第一传感器设备、尤其通过辐射传感器被检测。
优选地，壁元件的闭合表面和背面部分在此尽可能导热地构造，以便实现良好的热耦合并进而实现从内部空间至第一传感器组件的良好的热传递。
特别优选地，闭合表面在此尤其分别材料接合并且相应地辐射穿透地与壁元件的背面部分、尤其与相应的壁元件体相连，从而实现穿过壁元件直至第一传感器组件的良好的热传递。
术语“材料接合的连接”在机械惯用范畴内并且在本发明的范畴内尤其应理解为除损坏不可拆除的连接，其中，接合配件至少部分地通过原子和/或分子间作用力相结合，例如通过焊接、钎焊或粘接相结合。
在根据本发明的传感器设备的另一种可能的设计方式中，第一传感器组件、优选在其整个外表面上与壁元件材料接合地连接。由此可以在壁元件与第一传感器组件之间实现特别好的光学和热学耦连，并且进而(通过壁元件)实现有利的、尤其改进的、第一传感器组件与内部空间的耦连。
在根据本发明的传感器设备的另一种特别有利的设计方式中，通过利用至少部分地对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的壁元件物料的注塑包覆(Umspritzen)，将第一传感器组件集成在壁元件中，尤其使得第一传感器组件基本上完全被壁元件、优选被壁元件体、尤其被由壁元件物料构成的壁元件体包围，其中，第一传感器组件特别优选地与壁元件材料接合地连接。通过对第一传感器组件的注塑包覆可以将第一传感器组件特别简单地集成在壁元件体或壁元件中。
在根据本发明的传感器设备的另一种可能的、尤其备选的、在一些情况下有利的设计方式中，壁元件至少部分地具有对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的壁元件体，其中，第一传感器组件通过注塑包覆和/或粘接和/或键合(bonding，或称为粘合)、尤其通过光学键合和/或热学键合，在必要时利用同样至少部分地对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的连接物料与壁元件体材料接合地连接，其中，壁元件体连同连接物料一起包围第一传感器组件，从而使得第一传感器组件集成在壁元件中。由此能够同样特别简单地实现第一传感器在壁元件中的集成。此外，通过光学键合和/或热学键合能够实现从壁元件至第一传感器组件的特别好的光程。
如果壁元件具有凹陷、优选是带有用于容纳第一传感器组件的底部和内周向壁的凹陷，这能够特别简单地实现，其中，所述第一传感器组件至少部分地布置在凹陷内部并且借助连接物料与壁元件体材料接合地连接，其中，在未利用壁元件包围第一传感器组件的那些区域中，第一传感器组件优选被连接物料包围，从而尤其使得壁元件连同连接物料一起被包围第一传感器组件，并且第一传感器组件集成在壁元件中并且几乎完全被壁元件包围。
术语“光学键合”(或者叫光学粘合、光学贴合)在本发明的范畴内应理解为建立材料接合的连接、例如粘接，其构造的结果在于，降低或完全避免不期望的光学干扰效应、例如因普通粘结在光程中所导致的浑浊、模糊、扭曲、反射等。也即换言之，通过光学键合建立“光学上真实/无失真”的(材料接合的)连接。“光学键合”本身在现有技术中是基本已知的。
术语“热学键合”(或称为热粘合、热接合)在本发明的范畴内应理解为建立一种连接，所述连接的结果在于实现良好的热传递，并且尤其构造为，实现接合配件之间的直接的、尤其面状的热传递。在此，接合配件优选材料接合地相互连接，其中，接合配件在此不仅可以直接地、而且还可以借助连接物料材料接合地相连。如果待接合的构件首先以规定的方式和方法被表面结构化处理，并且随后在压力和热影响下相结合，则形成特别有利的连接。尤其能够通过该方式建立“光学上真实/无失真”的连接，所述连接此外还实现了良好的热传递。“热学键合”本身在现有技术中同样是基本已知的。
优选地，第一传感器组件分别与壁元件材料接合地连接，从而在第一传感器组件与包围的壁元件区域之间、尤其包围的壁元件体之间不存在空气间隙。由此能够实现从壁元件向第一传感器组件的特别好的热传递，因为可以避免在壁元件与第一传感器组件之间的隔离空气间隙。据此，既可以实现由入射太阳辐射导致的热辐射的更好的热传递，又可以实现从壁元件至第一传感器组件的更好的热传递。
在一些情况下传感器设备的设计方式也可以是有利的，其中，第一传感器组件在内部空间侧的闭合表面的区域中被布置在壁元件的背侧上，其中，壁元件为此具有凹陷，所述凹陷带有用于容纳第一传感器组件的底部和内部周向壁，尤其在壁元件的背侧上具有所述凹陷，并且第一传感器组件至少部分地布置在壁元件中的该凹陷部内，其中，第一传感器组件与壁元件的凹陷的底部和内部周向壁材料接合地连接，其中，第一传感器组件仅部分地被壁元件包围。也即在此情况下，第一传感器组件尽管未集成在壁元件中，然而仍通过材料接合的连接与壁元件体相连、优选连接在底部和内周向壁上。由此在许多情况下就已经可以提供在壁元件与第一传感器组件之间充分的光学和热学耦合和尤其第一传感器组件与内部空间的充分的耦连，其中，该设计方式不是当前构思的一部分，而是提供了另一个构思，该构思尤其能够结合以下所述的设计方式共同实现，也即只要技术上可行，可以形成组合式的设计方式。
如果壁元件具有相应的凹陷，则该凹陷在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中尤其设计用于至少部分地容纳第一传感器组件，其中，所述凹陷尤其是凹空、优选壳状、棱柱状、杯状或筒状的凹空、例如具有圆形横截面的盲孔。
在此，凹陷的圆形横截面与壁元件的内部空间侧、尤其与闭合表面平行地延伸。然而这也不是强制的。用于容纳第一传感器组件的凹陷的开口横截面也可以相对于内部空间侧、尤其闭合表面倾斜地延伸。凹陷、尤其棱锥状、杯状或筒状的凹陷的纵轴线同样可以垂直于壁元件的内部空间侧、尤其闭合表面定向，或相对于其倾斜地延伸。
第一传感器组件能够以其纵轴线垂直于闭合表面定向地布置，或以其纵轴线相对于闭合表面倾斜。
所述凹陷原则上也可以具有任意形状的横截面，然而其应该优选匹配于待容纳的第一传感器组件的周向轮廓，由此使得第一传感器组件能够以较小的缝间隙被安置在凹陷中，并且能够以尽可能少的耗费在第一传感器组件与壁元件之间建立材料接合的连接。
优选地，就材料接合的连接建立之前的状态而言，这样选择间隙尺寸，从而能够建立过程可靠、材料接合的连接，尤其过程可靠，从而确保避免进气，所述进气会因空气的隔离作用而对热传递产生不利影响。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，第一传感器组件优选借助同样至少部分地对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的连接物料与壁元件材料接合地连接，尤其借助相应可穿透的、导热的连接物料、例如借助相应可穿透的热传导的硅酮物料连接。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，传感器组件尤其通过注塑包覆、粘接和/或键合、尤其通过光学键合和/或热学键合与壁元件材料接合地连接，尤其使得第一传感器组件最终集成在壁元件中。由此能够实现有利的辐射透射和/或良好的热传递。
在根据本发明的传感器设备的另一种有利的设计方式中，壁元件优选构造用于按规定地影响入射的太阳辐射的光程、尤其影响壁元件内部的光程，其中，壁元件尤其构造用于使入射的太阳辐射偏转、优选朝辐射传感器的方向偏转，和/或壁元件构造用于降低或避免太阳辐射穿透至背面的传感器腔。
如果壁元件由多个构件组成，尤其由包括凹陷的相应的壁元件体和/或相应的壁区段以及包括闭合表面的部分组成，那么尤其壁元件的包括壁元件的背侧的构件或包括凹陷的构件构造用于使入射的太阳辐射的光程偏转。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，尤其在一种有利的改进方式中，壁元件为影响、尤其为使入射的太阳辐射的光程偏转而具有尤其至少一个反射面，入射的太阳辐射能够在反射面上至少部分地反射。
在此，反射面优选尤其通过至少部分或完全平整的表面构成；反射面也可以备选地或局部地弯曲，例如是内凹弯曲的表面。在一些情况下，由此能够不仅实现对入射的太阳辐射的影响、尤其偏转，而且在相应的设计方式中(尤其作为备选或补充)还能够使入射的太阳辐射汇聚。这在一些情况下是有利的。
在另一些情况下散射是有利的，其中，反射面可以为此尤其内凹弯曲或具有内凹弯曲的区段。
优选地，必要时存在的反射面尤其分别构造为，实现对入射的太阳辐射的有利影响。
在根据本发明的传感器设备的一种有利地设计方式、尤其改进方式中，反射面至少部分、优选完全通过从背面敷设在壁元件上的反射层构成。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，反射面至少部分地相对于壁元件的闭合表面倾斜地、优选相对于壁元件的闭合表面以规定角度倾斜地延伸。
对于多种应用情况而言，尤其结合壁元件的平整闭合表面，该当该闭合表面垂直于第一传感器组件的纵轴线延伸的情况下，45°的(内)角被认为是特别有利的。由此能够以简单的方式和方法实现垂直到达闭合表面的太阳辐射的90°偏转。
为了对入射的太阳辐射进行理想的影响、尤其偏转，还可以存在多个反射面或围绕第一传感器组件延伸的反射面、例如锥台状地围绕辐射传感器延伸的反射面。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，第一传感器组件此外还具有至少一个用于检测内部空间温度的第一温度传感器。
借助所述温度传感器优选能够检测内部空间温度。为此需要与温度传感器的良好的热传递。根据本发明的在第一传感器组件与壁元件之间的材料接合的连接实现了特别好的热传递。
在根据本发明的传感器设备的一种特别有利的设计方式中，借助辐射传感器优选根据测得的太阳辐射可以对通过第一温度传感器测得的温度尤其以计算方式进行校正，和/或至少部分补偿因太阳辐射所导致的温度偏差。这在现有技术中、例如在上述文献DE10 2010 015 657 A1中是基本已知的，针对具有辐射传感器和温度传感器的相应传感器设备的基本运行的具体实施方式可以对此进行援引。
为尽可能准确地检测内部空间温度，在根据本发明的传感器设备的一种优选的有利设计方式中，壁元件优选尽可能导热地构造，以便实现与第一传感器组件的良好的热传递。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，第一传感器组件尤其至少部分地布置在凹陷中，并且优选布置为，辐射传感器和/或第一温度传感器至少部分地处于凹陷内部。由此能够确保在各个传感器处良好的热传递或辐射传递。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的改进方式中，第一传感器组件的辐射传感器和第一温度传感器优选布置在共同的壳体中，例如布置在杯状或顶针状的壳体中，其中，在此情况下优选该壳体的外壁至少部分地与壁元件材料接合地连接。
通过在第一温度传感器的附近直接布置辐射传感器、也即连同辐射传感器共同布置在第一传感器组件内部，可以以高准确度检测入射的太阳辐射在第一温度传感器上的影响，这实现良好的补偿并且进而实现对内部空间温度更好的检测。
为进一步准确地检测内部空间温度，根据本发明构造的传感器设备还可以具有第二传感器组件，其带有至少一个第二温度传感器，其中，第二温度传感器优选布置在壁元件以外。
第二温度传感器在校正和/或至少部分补偿测得的内部空间温度中的应用在现有技术中、例如同样在DE 10 2010 015 657 A1中同样是基本已知的，就此的详细阐述可以对此进行援引。
优选地，第二传感器组件、尤其第二温度传感器在此从背面布置在壁元件上、尤其布置在背面的传感器腔中。
优选地，第二温度传感器构造用于，尤其检测在壁元件背面环境中、尤其在背面的传感器腔中的温度。
在根据本发明的传感器设备的一种特别有利的设计方式中，第一传感器组件在此构造为，由辐射传感器提供的信息被用于校正由温度传感器测得的内部空间温度，其中，温度传感器和辐射传感器尤其能够布置在共同的壳体中，并且通过接触元件与载体板的印制电路、尤其载波板或电路板电接触，在此，通过其他的接触元件与至少一个控制装置电连接，所述控制装置具有评估和控制电路。
在一些情况下有利的是，电路板、印制电路在此蜿蜒地和/或回线状地在载体板的至少一个表面上布置或延伸。
借助第二温度传感器，能够将信息用于校正由第一温度传感器测得的内部空间温度，所述信息尤其关于：在与第一温度传感器和/或辐射传感器相连的电器元件紧邻的范围内、例如在载体板紧邻范围内的环境温度是多少，由此还能够实现对测得的内部空间温度的进一步改进的校正、尤其进一步改进的温度补偿。
在根据本发明的传感器设备的一种特别有利的设计方式中，第二温度传感器尤其同样布置在载体板上、尤其第二载体板上、优选在第二电路板上，并且特别优选同样与印制电路电接触，其中，所述印制电路优选同样蜿蜒地和/或回线状的在第二载体板的至少一个表面上布置或延伸。
优选地，辐射传感器具有一个或多个光电二极管。然而所述辐射传感器还可以是不同的、设计用于检测太阳辐射的辐射传感器，例如光敏电阻、光电晶体管或通常是光半导体。还可以考虑使用双热电偶、特别是所谓的双NTC，如文献DE 102018132103.1中所述。
两个温度传感器中的至少一个优选是NTC、也即所谓的“热敏电阻”或“负温度系数热敏电阻”，如其通常所称的并且在现有技术中以此广泛已知。NTC特别好地适合作为用于检测环境温度的传感器件，该环境温度可以作为温度补偿的基础。此外，NTC还可以非常廉价地实施，并且实施得特别小且紧凑并进而节省了结构空间，由此可以将用于传感器组件的和进而用于整个传感器设备的结构空间需求保持较小。
然而一个或两个温度传感器也可以是简单的热电偶，然而所述热电偶通常实现不太准确的温度检测。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，第一传感器组件和/或第二传感器组件借助扁平电缆或至少一个柔性电缆与控制装置能够电连接或电连接，尤其通过一个或多个相应构造的接触元件尤其能够电接触或电接触。
术语扁平电缆在本发明的范畴内应根据通常理解被认为是多芯电缆，其中各个芯线平行地并排延伸。
术语“柔性电缆”在本发明范畴内应被理解为尤其柔软的电缆，也即特别易弯的、而且以较小半径弯曲的电缆，所述电缆能够尤其无损伤地以较小半径弯曲。
优选地，传感器设备还具有背面的传感器腔，其中，在所述背面的传感器腔中优选布置一个或多个电气元件。
所述一个或多个电气元件在此优选分别与各个传感器组件的一个或多个配属的传感器电连接，其中，电气元件尤其是至少一个电路板和/或印制电路，通过所述电路板或印制电路将第一传感器组件与控制装置能够电连接或电连接。
作为针对借助扁平电缆或柔性电缆的连接的备选或补充，还可以借助一个或多个插接连接使一个或多个电气元件与控制装置能够电连接或电连接。
在根据本发明的传感器设备的优选的设计方式中，至少一个传感器组件、尤其第一传感器组件、优选两个传感器组件尤其分别通过电路板与接触元件能够电连接或电连接，并且借助扁平电缆或柔性电缆与控制装置能够电连接或电连接。在电路板上能够在此设置多个印制电路。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，传感器设备具有屏蔽装置，其中，优选第二传感器组件、尤其第二温度传感器和/或多个电气元件借助屏蔽装置、至少部分地借助屏蔽装置被屏蔽、优选相对于入射的太阳辐射被屏蔽。
由此，因电气元件周围的传感器腔受热所导致的对电气元件的温度影响、尤其因侵入传感器腔的太阳辐射引发受热所导致的温度影响可以被降低。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，屏蔽装置具有反射层，所述反射层构造用于至少部分反射入射的太阳辐射和/或至少部分降低太阳辐射向背面的传感器腔的入射。由此可以降低传感器腔的受热，并且因此实现对内部空间温度的检测的准确性，因为电气元件的受热对电气元件的特性产生影响。
在根据本发明的传感器设备的一种特别有利的设计方式中，屏蔽装置的反射层在此至少部分地尤其是敷设在壁元件的背侧上的反射层、尤其敷设在壁元件的背侧上的反射涂层。由此可以以特别简单的方式和方法实现屏蔽。
该类型的反射层可以尤其通过铝的蒸镀或银层的敷设、优选通过所谓的IMD(模内装饰法)方法装备。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，屏蔽装置具有包封壳体，所述包封壳体将一个或多个布置在传感器腔中的电气元件和/或第二温度传感器至少部分包封式包围、尤其留有空气层地包围。
通过所述包封、尤其通过其间额外存在的空气层，可以降低被包封的电气元件的受热，这有利于内部空间温度的检测的准确性。
在根据本发明的传感器设备的一种有利的设计方式中，屏蔽装置具有屏蔽罩，所述屏蔽罩将一个或多个布置在传感器腔中的电气元件和/或第二温度传感器屏蔽、尤其相对于入射的太阳辐射进行屏蔽。
所述屏蔽罩在此例如至少部分地或完全通过传感器设备壳体的从包封壳体突伸出的壁区段和/或向内伸进传感器腔中的壁区段构成。
提供一种用于制造传感器设备的方法，所述传感器设备用于检测至少一个用来表征交通工具的内部空间的状态的测量值、尤其用于检测交通工具的内部空间温度，所述方法尤其用于制造根据本发明的传感器设备，其中，所述传感器设备具有壁元件，该壁元件以内部空间侧具有具备闭合表面的区域，并且所述传感器设备具有与内部空间侧背离的背侧以及至少一个第一传感器组件，所述第一传感器组件带有至少一个用于检测太阳辐射的辐射传感器，其中，所述传感器设备构造为，以壁元件的内部空间侧面向内部空间、并且以壁元件的背侧背离内部空间地、符合功能地安装在交通工具中，其中，所述壁元件至少在内部空间侧的闭合表面的区域中至少部分地允许可借助辐射传感器检测的太阳辐射的一部分穿透，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
i)制备第一传感器组件，
ii)将第一传感器组件集成在壁元件中，并且
iii)尤其通过将壁元件与至少一个其他构件的组合，制备完成所述传感器设备。
在此，通过壁元件物料对第一传感器组件的注塑包覆和由此的材料接合的连接，或通过安装在壁元件的凹陷中的第一传感器组件与壁元件体借助连接物料的材料接合的连接，实现第一传感器组件的集成，其中，第一传感器组件在此尤其通过连接物料与壁元件体连接，从而在未利用壁元件体包围第一传感器组件的那些区域中使第一传感器组件优选被连接物料包围，从而随后将壁元件体连同连接物料一起包围、尤其基本上完整地包围第一传感器组件，并且将第一传感器组件集成在壁元件中。
如果在此要将第一传感器组件安装在壁元件体中的凹陷内，则传感器组件的集成优选至少包括以下步骤：
i)将第一传感器组件在内部空间侧的闭合表面的区域中在壁元件的背侧上布置在凹陷中，尤其使得第一传感器组件至少部分地布置在壁元件的凹陷内部，并且
ii)第一传感器组件与壁元件体优选利用同样至少部分地对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的连接物料、尤其借助相应可穿透的硅酮物料材料接合地连接，从而尤其使得壁元件体连同连接物料一起在后方包围、尤其几乎完整的包围第一传感器组件，并且第一传感器组件被集成在壁元件中。
随后，尤其通过将壁元件体与一个或多个构件组合成传感器设备和/或通过安置在闭合表面上，从而准备完成传感器设备。
第一传感器组件在此尤其布置在凹陷中并且与壁元件材料接合地连接，从而在第一传感器组件与凹陷的底部以及内周向壁之间不存在空气间隙。
在根据本发明的方法的一种特别优选的实施方式中，第一传感器组件在此与壁元件体通过注塑包覆、粘结和/或键合、尤其通过光学键合和/或热学键合材料接合地连接。
提供一种根据本发明的带有传感器设备的交通工具，所述传感器设备用于检测用来表征交通工具的内部空间的状态的至少一个测量值，所述交通工具具有根据本发明的传感器设备和/或根据本发明制造的传感器设备，其中，所述传感器设备优选以壁元件的内部空间侧面向交通工具内部空间、并且以壁元件的背侧背离内部空间地安装在交通工具中。
基于传感器设备所述的优选实施方式及其优点也相应地适用于根据本发明的方法以及根据本发明的交通工具，反之亦然。
本发明的其他优点由说明书和附图给出。以上在说明书中提到的技术特征和技术特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或仅在附图中示出的技术特征和技术特征组合能够不仅以分别给定的组合方式、而且以其他组合方式或单独出现的方式予以应用，只要不脱离本发明的保护范围即可。
附图说明
以下结合多个优选(然而非局限性)的实施例参照附图更详细地阐述本发明，其中，功能相同的部件具有相同的附图标记。
在附图中示意性地：
图1以剖视图示出根据本发明的传感器设备的第一实施例的原理性构造；
图2以剖视图示出根据本发明的传感器设备的第二实施例的原理性构造；
图3以自内部空间侧的视角示出沿图1的剖切面A-A穿过传感器设备的剖视图；
图4以剖视图示出根据本发明的传感器设备的第三实施例的原理性构造；
图5以剖视图示出根据本发明的传感器设备的第四实施例的原理性构造；
图6以剖视图示出根据本发明的传感器设备的第五实施例的原理性构造；并且
图7以剖视图示出根据本发明的传感器设备的第六实施例的原理性构造。
具体实施方式
在图1中以剖视图示出根据本发明的传感器设备10的第一实施方式的原理性构造，其中，该传感器设备10构造用于检测交通工具的内部空间温度。该传感器设备10具有壁元件12，该壁元件具有带有内部空间侧的区域，该内部空间侧带有构造为设计表面11的闭合表面；并且传感器设备具有与内部空间侧背离的背侧R，所述背侧通过可被波长为3至50μm的辐射(MIR辐射)(尤其源自太阳)穿透的壁元件体13构成，所述壁元件体例如由PMMA制成，其中，设计表面11同样也可被该辐射穿透。
此外，传感器设备10还具有至少一个第一传感器组件15，所述第一传感器组件具备至少一个用于检测太阳辐射S的辐射传感器23以及用于检测交通工具的内部空间I中的温度的第一温度传感器24。辐射传感器23和第一温度传感器24在此布置在共同的壳体中。
所述传感器设备10构造为，在功能方面以壁元件12的内部空间侧面向交通工具内部空间I并且以壁元件12的背侧R背离内部空间地安装在交通工具中。
在此，第一传感器组件15、尤其所述壳体(在所述壳体中布置有辐射传感器23和第一温度传感器24)被布置在壁元件12的背侧R上，其中，壁元件12具有凹陷25，该凹陷带有用于容纳第一传感器组件15的底部和内周向面，并且其中，第一传感器组件15至少部分地布置在壁元件12的凹陷25内部，尤其布置在壁元件体13中。
根据本发明，带有辐射传感器23和第一温度传感器24的第一传感器组件15在此集成在壁元件12、尤其壁元件体13中，其中，第一传感器组件15安装在凹陷25内并且被连接物料19包围，尤其被连接物料注塑包覆，从而使得第一传感器组件除导线之外几乎完全被壁元件12、尤其被壁元件体13和连接物料19包围。
作为备选，第一传感器组件15还可以通过热学和光学键合与壁元件体13材料接合地相连，并且由此能够集成在壁元件体中。
借助连接物料19将第一传感器组件15、尤其它的壳体主要与壁元件体13的凹陷25的底部和内周向壁材料接合地相连，其中，连接物料19是同样至少对于波长范围为3至50μm的IR辐射来说可穿透的硅酮连接物料19。
由此可以实现壁元件12、尤其壁元件体13与第一传感器组件15(在此情况下尤其与第一传感器组件15的壳体)之间的有利的光学和热学耦连，并且进而实现入射的太阳辐射S的良好热传递以及在处于相邻的交通工具内部空间I中的在此未具体标注的温度T的热传递。
第一传感器组件15在此通过第一接触元件16与电路板17电连接或者说电接触，其中，电路板17可以通过第二接触元件18与在此未示出的相应的控制装置相连，所述控制装置用于评估测得的传感器信号并且例如用于控制旨在调节内部空间温度的交通工具空调设备。
此外，根据本发明的传感器设备10的该实施例还具有第二温度传感器21，所述第二温度传感器在背面的、在此未具体示出的传感器腔中位于壁元件12后方，并且所述第二温度传感器同样与电路板20电接触。电路板20可以通过其他接触元件22同样与相应的评估和/或控制装置相连。
鉴于构造为闭合表面11的表面11和壁元件体13的导热性质，借助第一传感器组件15的第一温度传感器24能够检测在交通工具的内部空间I中温度，所述表面11和壁元件体13共同构成壁元件12，其中，无论是硅酮连接物料19还是壳体都设计为导热性特别好的，以便能够借助第一温度传感器24实现对内部空间温度特别准确的检测。
由此，借助容纳在第一传感器组件15的共同的壳体中的辐射传感器23(所述辐射传感器因此与第一温度传感器24紧邻地布置)能够检测入射的太阳辐射S，而且由太阳辐射所导致的第一温度传感器24的误差、尤其通过因太阳辐射和由此引发的受热所导致的测量误差能借助所配属的评估和/或控制装置被校正、尤其计算式补偿。这在现有技术中基本已知，因此在本申请中不做赘述。
为实现尽可能准确的补偿，设置了第二温度传感器21，所述第二温度传感器紧邻第一传感器组件15的电气元件布置，尤其与参与温度补偿处理的电气元件、例如布置在电路板上的IC紧邻地布置。
借助第二温度传感器21能够检测在背面的传感器腔中的部件的环境温度，并且同样进行计算补偿。这在现有技术中同样已知，因此在本申请中也不做赘述。
第二温度传感器21与所述第二电路板电接触，通过与第二电路板20相连的相应的其他接触元件22，同样可以将第二温度传感器与相应的评估和/或控制装置电连接。
图2示出根据本发明的传感器设备10‘的备选的第二实施例，其中，第一传感器组件15通过利用相应辐射穿透性的壁元件物料的注塑包覆被集成在壁元件12中，所述壁元件物料构成壁元件体13。
图3自内部空间侧的视角示出沿图1中A-A剖平面穿过传感器设备10的剖视图，其中，在该视图中特别清楚地示出，第一传感器组件15或者说容纳有辐射传感器23和第一温度传感器24的共同的壳体如何借助硅酮连接物料19与壁元件12的凹陷25的内周向面、尤其与壁元件体13材料接合地相连。
图4示出根据本发明的传感器设备30的第三实施例，不同于图1所示根据本发明的传感器设备10，第三实施例的传感器设备30不具有第二温度传感器21并且不具有所配属的第二电路板20和相应的其他接触元件。
其他区别在于，在此情况下，凹陷25的纵轴线A(该纵轴线与第一传感器组件15的纵轴线重合)不垂直于壁元件12的内部空间侧的表面11，而是与该表面成斜角地延伸。图4的视图在此仅作示例性展示地理解。在本发明的范畴内还可实现多种不同的设计方式和布置、尤其第一传感器组件15相对于内部空间侧表面11的设计方式和布置以及壁元件12、尤其壁元件体13的不同几何设计。
优选地，壁元件12、尤其壁元件体13在此构造为，入射的太阳辐射S以有利的方式朝辐射传感器23的方向偏转，这尤其能够通过例如在该实施例中和之前借助图1所述实施例中所述的在壁元件体13的背侧R上的相应的斜面14实现。
图5示出根据本发明的传感器设备40的第四实施例，其与图1所示传感器设备10在原理上类似地构造，然而同样如图4所示的传感器设备30一样，不具有第二温度传感器21并且同样不具有第二电路板20和相应的其他接触元件22。
除图1所示传感器设备10之外，根据图5的传感器设备40还在斜面14上分别具有以反射涂层形式敷设的反射层26，利用所述反射层能够避免太阳辐射S穿过斜面14进入背面的传感器腔，因为太阳辐射被反射层26反射。
通过反射层26的布置以及斜面14相对于表面11或者说尤其相对于入射的太阳辐射S成45°角度的设计，能够以简单的方式和方法使入射的太阳辐射S有目的地朝辐射传感器23的方向偏转，在此情况下鉴于45°的角度尤其达到90度的偏转。
由此可以对入射的太阳辐射S的光程实现有利的影响，并且因此实现在借助辐射传感器23检测太阳辐射S时的高的精度。
图6示出根据本发明的传感器设备50的第五实施例，其中，不同于根据图1的传感器设备10，在该传感器设备50中在壁元件体13中不存在相应的斜面14，并且相应地不存在反射层26，用于相对于入射的太阳辐射S屏蔽传感器腔。
然而，所述传感器设备50具有包封壳体27，所述包封壳体至少部分地包封电路板17和第一及第二接触元件16、18，尤其在内部留有空气层地包封，以便保护电路板17以及位于电路板上的电气元件免受因背面传感器腔的温度所导致的受热。
由此可以降低或甚至完全避免因受热导致的对布置在包封壳体27内部的电气元件的不利影响，这有利于内部空间温度的测量准确性。
图7示出根据本发明的传感器设备60的第六实施例，所述传感器设备除了包封壳体27之外还具有通过包封壳体27的壁区段构成的屏蔽罩28，借助所述屏蔽罩能够为第二温度传感器屏蔽入射的太阳辐射。
为了在背面的传感器腔中更好地屏蔽入射的太阳辐射S，还设置了另外的屏蔽元件29，所述屏蔽元件直接围绕温度传感器21布置并且直接对其进行屏蔽。
为了制造根据本发明的传感器设备，首先制备第一传感器组件15，在接下来的步骤中将其集成在壁元件12中，优选通过利用壁元件物料的注塑包覆或通过借助连接物料19与壁元件体13的材料接合的连接实现所述集成，其中，第一传感器组件15为此尤其事先就已经布置在凹陷25中。随后，在接下来的步骤中制备完成所述传感器设备。

Claims (33)

1.一种传感器设备，其用于检测至少一个用来表征交通工具的内部空间的状态的测量值，
-其中，所述传感器设备具有壁元件，该壁元件具有带有内部空间侧的区域，该内部空间侧带有闭合表面，并且所述传感器设备具有与内部空间侧背离的背侧以及至少一个第一传感器组件，所述第一传感器组件带有至少一个用于检测太阳辐射的辐射传感器，
-其中，所述传感器设备构造为，以壁元件的内部空间侧面向内部空间地、并且以壁元件的背侧背离内部空间地、符合功能地安装在交通工具中，
-其中，所述壁元件至少在内部空间侧的闭合表面的区域中、至少部分地允许可借助辐射传感器检测的太阳辐射的至少一部分穿透，
其特征在于，所述第一传感器组件在内部空间侧的闭合表面的区域中从背面集成在壁元件中，其中，所述壁元件是仪表板或中控台的壁区段。
2.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，所述传感器设备用于检测交通工具的内部空间温度。
3.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，第一传感器组件与壁元件材料接合地连接。
4.根据权利要求3所述的传感器设备，其特征在于，第一传感器组件在其整个外表面上与壁元件材料接合地连接。
5.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，第一传感器组件通过利用壁元件物料的注塑包覆而集成在壁元件中，所述壁元件物料至少部分地对于可借助辐射传感器检测的太阳辐射的至少一部分来说是可穿透的。
6.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，壁元件至少部分地具有对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的壁元件体，其中，第一传感器组件通过注塑包覆和/或粘接和/或键合、利用同样至少部分地对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的连接物料与壁元件体材料接合地连接，其中，壁元件体连同连接物料一起包围第一传感器组件，从而使得第一传感器组件集成在壁元件中。
7.根据权利要求6所述的传感器设备，其特征在于，第一传感器组件通过光学键合和/或热学键合、利用同样至少部分地对于可借助辐射传感器测得的太阳辐射的至少一部分来说可穿透的连接物料与壁元件体材料接合地连接。
8.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，壁元件构造用于按规定地影响入射的太阳辐射的光程。
9.根据权利要求8所述的传感器设备，其特征在于，壁元件构造用于使入射的太阳辐射偏转；和/或壁元件构造用于降低或避免太阳辐射穿透至背面的传感器腔。
10.根据权利要求9所述的传感器设备，其特征在于，壁元件构造用于使入射的太阳辐射朝辐射传感器的方向偏转。
11.根据权利要求8所述的传感器设备，其特征在于，所述壁元件为了影响入射的太阳辐射的光程而具有至少一个反射面，入射的太阳辐射至少部分地在所述反射面上能够反射或被反射。
12.根据权利要求11所述的传感器设备，其特征在于，所述壁元件为了偏转入射的太阳辐射的光程而具有至少一个反射面。
13.根据权利要求11所述的传感器设备，其特征在于，所述反射面至少部分地通过从背侧敷设在壁元件上的反射层构成。
14.根据权利要求13所述的传感器设备，其特征在于，所述反射面完全地通过从背侧敷设在壁元件上的反射层构成。
15.根据权利要求13所述的传感器设备，其特征在于，所述反射层至少部分地相对于壁元件的闭合表面倾斜地延伸。
16.根据权利要求15所述的传感器设备，其特征在于，所述反射层至少部分地相对于壁元件的闭合表面以规定的角度倾斜地延伸。
17.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，所述第一传感器组件还具有至少一个用于检测内部空间温度的第一温度传感器。
18.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，所述传感器设备具有第二传感器组件，所述第二传感器组件带有至少一个第二温度传感器。
19.根据权利要求18所述的传感器设备，其特征在于，所述第二温度传感器布置在壁元件外部。
20.根据权利要求1所述的传感器设备，其特征在于，第一传感器组件和/或第二传感器组件借助扁平电缆或至少一个柔性电缆与控制装置能够电连接或是电连接的。
21.根据权利要求20所述的传感器设备，其特征在于，第一传感器组件和/或第二传感器组件借助扁平电缆或至少一个柔性电缆与控制装置能够电接触或是电接触的。
22.根据权利要求18所述的传感器设备，其特征在于，所述传感器设备具有屏蔽装置，其中，所述第二传感器组件和/或一个或多个电气元件借助屏蔽装置至少部分被屏蔽。
23.根据权利要求22所述的传感器设备，其特征在于，第二温度传感器借助屏蔽装置至少部分被屏蔽。
24.根据权利要求22所述的传感器设备，其特征在于，第二传感器组件借助屏蔽装置至少部分相对于入射的太阳辐射被屏蔽。
25.根据权利要求22所述的传感器设备，其特征在于，屏蔽装置具有反射层，所述反射层构造用于至少部分反射入射的太阳辐射和/或至少部分降低太阳辐射向背面的传感器腔的入射。
26.根据权利要求22所述的传感器设备，其特征在于，屏蔽装置具有包封壳体，所述包封壳体至少部分地包封式地包围一个或多个布置在传感器腔中的电气元件。
27.根据权利要求22所述的传感器设备，其特征在于，屏蔽装置具有屏蔽罩，所述屏蔽罩屏蔽一个或多个布置在传感器腔中的电气元件和/或第二温度传感器。
28.根据权利要求27所述的传感器设备，其特征在于，所述屏蔽罩相对于入射的太阳辐射屏蔽一个或多个布置在传感器腔中的电气元件和/或第二温度传感器。
29.一种用于制造传感器设备的方法，所述传感器设备用于检测至少一个用来表征交通工具的内部空间的状态的测量值，所述方法用于制造根据权利要求1至28中任一项所述的传感器设备，
-其中，所述传感器设备具有壁元件，该壁元件具有内部空间侧，该内部空间侧具有具备闭合表面的区域，并且所述传感器设备具有与内部空间侧背离的背侧以及至少一个第一传感器组件，所述第一传感器组件带有至少一个用于检测太阳辐射的辐射传感器，
-其中，所述传感器设备构造为，以壁元件的内部空间侧面向内部空间地、并且壁元件的背侧背离内部空间地、符合功能地安装在交通工具中，
-其中，所述壁元件至少在内部空间侧的闭合表面的区域中、至少部分地允许可借助辐射传感器检测的太阳辐射的至少一部分穿透，
其特征在于，所述方法包括如下步骤：
i)制备第一传感器组件，
ii)将第一传感器组件集成在壁元件中，并且
iii)制备完成所述传感器设备。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述传感器设备用于检测交通工具的内部空间温度。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，通过将壁元件与至少一个其他构件的组合，制备完成所述传感器设备。
32.一种带有传感器设备的交通工具，所述传感器设备用于检测至少一个用来表征所述交通工具的内部空间的状态的测量值，其特征在于，所述的传感器设备按照根据权利要求1至28中任一项所述的传感器设备设计和/或通过根据权利要求29至31中任一项所述的方法制造。
33.根据权利要求32所述的交通工具，其特征在于，所述传感器设备用于检测所述交通工具的内部空间温度。
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