PT1457365E

PT1457365E - Dispositivo para detecção da temperatura no habitáculo de um veículo automóvel

Info

Publication number: PT1457365E
Application number: PT04005728T
Authority: PT
Inventors: Otto Knittel; Ralph Trapp; Bernd Stich; Marwin Hamann
Original assignee: Behr Hella Thermocontrol Gmbh
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2007-08-13
Also published as: PL1457365T3; ATE362432T1; DE502004003813D1; DK1457365T3; EP1457365B1; EP1457365A3; US20040223534A1; ES2287598T3; US6997605B2; EP1457365A2

Description

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DESCRIÇÃO

„DISPOSITIVO PARA DETECÇÃO DA TEMPERATURA NO HABITÁCULO DE UM VEÍCULO AUTOMÓVEL" A invenção refere-se a um dispositivo para a detecção da temperatura no habitáculo de um veiculo automóvel, nomeadamente para um sistema de climatização de um veículo automóvel.

Actualmente, no ramo da climatização de veículos automóvel, a temperatura do ar no habitáculo de um veículo é medida através de um sistema de ventilação forçada, composto por um motor de ventilação e um sensor de temperatura. 0 motor de ventilação, o qual é habitualmente fixo no aparelho de climatização, aspira neste caso o ar interior e transporta-o através de um canal de aspiração para o sensor da temperatura. 0 sensor da temperatura encontra-se termicamente isolado da placa e de outros componentes do controlador, de modo a evitar influências anómalas. A convecção forçada através do motor de ventilação faz com que o sensor da temperatura detecte a temperatura do ar que aflui do interior do veículo. Este sistema faz-se acompanhar por algumas desvantagens: o motor é um componente em movimento estando assim fechado, reproduz ruídos perturbadores e aspira partículas do habitáculo, o que poderá sujar o sensor e possivelmente obstruir o canal de aspiração.

No documento DE 41 30 063 é divulgado o conceito genérico da reivindicação 1. 2

No documento DE-A-100 49 979 AI é divulgado um dispositivo para a medição da temperatura do habitáculo num veiculo automóvel, sem a introdução de um motor de ventilação. Nesse processo é realizada uma medição de compensação através de um sensor de temperatura adicional. 0 sensor da temperatura de compensação encontra-se aqui relativamente longe do sensor de temperatura do habitáculo.

Um dos objectivos da invenção é obter um dispositivo para o cálculo da temperatura do habitáculo, sem ventilação forçada de um sensor, no qual os factores de influência térmica possam ser compensados.

Para atingir este objectivo, propõe-se com a invenção um dispositivo para a detecção da temperatura no habitáculo de um veiculo automóvel, nomeadamente para o sistema de climatização de um veiculo automóvel, provido de - Um sensor da temperatura do habitáculo, que se encontra disposto numa caixa de acondicionamento, que se encontra disposta dentro ou encostada à parede que delimita o habitáculo do veiculo automóvel e que está parcialmente confinada com pelo menos o habitáculo do veiculo, - um sensor de radiação, que detecta os raios solares que conduzem ao aquecimento da caixa de acondicionamento do sensor da temperatura do habitáculo, e - um sensor da temperatura de compensação, que se encontra disposto por trás da parede e termicamente desacoplado do sensor da temperatura do habitáculo e que detecta o aquecimento do ar e/ou montagens atrás da parede, 3 em que ambos os sensores da temperatura e da radiação se encontram consignados numa montagem comum.

Num dispositivo de acordo com a invenção para a detecção da temperatura no habitáculo de um veiculo automóvel, encontra-se um sensor da temperatura do habitáculo dentro ou encostado à parede que delimita o habitáculo do veiculo, de tal modo que o sensor da temperatura do habitáculo se encontra em contacto térmico com o ar do habitáculo. 0 sensor da temperatura do habitáculo pode encontrar-se em si mesmo acondicionado numa caixa e nomeadamente incorporado com matéria de argamassa como elemento NTC ou PTC. Por trás da parede encontra-se um sensor da temperatura de compensação, o qual se encontra termicamente desacoplado do sensor da temperatura do habitáculo e que detecta más influências térmicas, que possam estar presentes por trás da parede. Estas podem ser provocadas pelo aquecimento próprio das unidades de comando ou componentes do veiculo, como nomeadamente os controladores de um sistema de climatização. Através de um sensor de radiação, são detectadas influências térmicas obtidas directa ou indirectamente através dos raios solares, os quais se repercutem nos sinais de medição do sensor da temperatura do habitáculo. Ambos os sensores de temperatura encontram-se consignados numa montagem, como por exemplo numa placa comum ou num outro suporte, respectivamente uma placa de suporte.

Através da disposição do sensor da temperatura de compensação, desacoplado do sensor da temperatura do habitáculo e não obstante do nivel do sensor da temperatura do habitáculo, consegue-se que o conjunto de influências da temperatura seja detectável, as quais têm efeito no sinal 4 de saída do sensor da temperatura do habitáculo e não são pressupostas através da temperatura do ar no habitáculo do veículo. Desta forma, o sinal de saída do sensor da temperatura do habitáculo permite ser compensado de forma consideravelmente exacta, sendo vantajoso numa medição exacta da temperatura no habitáculo e consequentemente numa regulação precisa da temperatura do habitáculo. Com base neste facto, torna-se possível tomar em consideração, independentemente do tipo de veículo, a compensação dos factores térmicos de influência, conforme estes se manifestam no sensor da temperatura do habitáculo, uma vez que a compensação mede-se individualmente e uma única vez, de acordo com o sinal do sensor da temperatura de compensação. Podem ser, regra geral, descurados outros factores de influência. Se o sensor da radiação se encontrar disposto o mais perto possível do sensor da temperatura do habitáculo, as influências térmicas provocadas pela radiação solar permitem ser individualmente e uma única vez calculadas e consideradas a partir do sinal do sensor de raios solares. É especialmente adequado, se o sensor da radiação se encontrar disposto na caixa de acondicionamento do sensor da temperatura do habitáculo.

Num desenvolvimento preferido da invenção prevê-se ainda que o sensor da temperatura de compensação se encontre em ligação térmica com pelo menos uma superfície condutora de calor, disposta por trás da parede. Esta superfície condutora de calor encontra-se preferivelmente disposta numa placa de suporte, por exemplo em platina. A superfície condutora de calor tem o objectivo de „iniciar" o calor e nomeadamente o calor conveccional, conforme este surge por exemplo através dos movimentos do ar por trás da parede. De um modo preferido, são providenciadas mais superfícies 5 condutoras de calor. Desde que estas superfícies condutoras de calor se encontrem dispostas em ambas as superfícies da placa de suporte, estas encontrar-se-ão, de um modo adequado, termicamente interligadas uma por baixo da outra, o que se obtém por exemplo através de uma ligação de passagem, conforme se divulga pela configuração da placa em platina. De um modo preferido, encontra-se, no entanto, em ambos os lados dos sensores da temperatura de compensação, pelo menos uma superfície condutora de calor ou pelo menos um par de superfícies condutoras de calor dispostas em ambas as superfícies da placa de suporte. 0 desacoplamento térmico de ambos os sensores de temperatura obtém-se preferencialmente através de uma metalização, respectivamente disposição de interligações em ambos os suportes que sustentam ambos os sensores de temperatura. Se, por exemplo, as interligações forem desenvolvidas com forma de meandro, em S, ou noutro tipo qualquer de formato, para o fornecimento de energia de ambos os sensores de temperatura, então é formado um desacoplamento térmico, com base no emergente prolongamento das ligações eléctricas. 0 desacoplamento térmico de toda a montagem sobre as suas condutas de admissão, realiza-se então do modo acima descrito. Adicionalmente ou alternativamente, pode-se aplicar também tubagem eléctrica especial, a qual no entanto é má condutora de uma boa condutibilidade eléctrica.

Num aperfeiçoamento preferido da invenção prevê-se ainda que pequenas cavilhas de ligação do sensor da temperatura do habitáculo e as interligações na placa de suporte, bem como sensor da temperatura de compensação sejam envolvidos 6 por argamassa, a qual é responsável pelo isolamento face ao meio envolvente e pela fixação mecânica. A invenção será seguidamente descrita em pormenor, com referência às Figuras. Individualmente ilustram:

Fig. 1 Uma vista lateral de um exemplo de realização do dispositivo de acordo com a invenção num estado incorporado num controlador de sistema de climatização,

Fig 2 Uma vista sobre a montagem no sentido da seta II da Fig. 1 num estado não incorporado e Fig. 3 uma vista sobre a montagem no sentido da seta II da Fig. 1 em estado não incorporado. A Fig. 1 mostra um exemplo de realização preferido de um dispositivo 10 de acordo com a invenção para a detecção da temperatura no habitáculo de um veiculo automóvel, em estado incorporado. Com o número de referência 12 é apresentada uma parede contigua ao habitáculo 14, podendo tratar-se, por exemplo, do painel frontal da unidade de comando do sistema de climatização de um veiculo automóvel. A parede 12 apresenta uma abertura 16, na qual se encontra disposta uma caixa de acondicionamento 18 de um componente do dispositivo 10. A caixa de acondicionamento 18 inclui uma estrutura de suporte 20 com três pequenas cavilhas de ligação 22,24,26 as quais se encarregam do contacto eléctrico entre um sensor da temperatura do habitáculo 28 e um sensor de radiação 30 (ver também Figs. 2 e 3). O sensor da temperatura do habitáculo 28 trata-se, neste exemplo de realização, de um elemento de atrito NTC, enquanto que o sensor de radiação 30 é composto por fotodiodo. 7

Conforme pode ser reconhecido nas Figuras, a estrutura de suporte 20 é soldada por uma placa em platina 32, para a qual se dirige uma tubagem eléctrica multifilar 34. Na placa de platina 32 encontra-se um sensor de temperatura de compensação 36 que está em comunicação eléctrica com a tubagem 34 e em ligação térmica com mais superfícies condutoras de calor 38,40 e 42,44. Estas superfícies condutoras de calor estendem-se em ambos os lados do sensor da temperatura de compensação 36, em que duas superfícies condutoras de calor se encontram dispostas na superfície principal superior 46 da placa de platina 32 e as duas superfícies condutoras de calor restantes por baixo da superfície principal inferior 48 da placa de platina 32. As superfícies condutoras de calor 38 e 40, bem como as 42 e 44, encontram-se ligadas de modo emparelhado e umas sobre as outras, sendo isto obtido através da ligação de passagem 50, na qual se trata de aberturas de passagem metalizadas, que percorrem a placa de platina 32, termicamente ligando as superfícies condutoras de calor de cada par de superfícies condutoras de calor, umas sobre as outras.

Conforme pode ser ainda reconhecido com base na Fig. 3, as interligações 52,54,56 são prolongadas na placa de platina 32 através de uma formação ondulada, neste caso, de modo a ser obtido um desacoplamento térmico de ambos os sensores de temperatura, um por cima do outro, e com a conduta de admissão eléctrica 34. A placa de platina 32 e a estrutura de suporte 20 são envolvidas por uma argamassa 58, o que é apenas parcialmente transmitido relativamente à placa de platina 32, nomeadamente na parte central entre os pares de superfícies condutoras de calor. 0 dispositivo de acordo com a invenção permite a medição da temperatura do habitáculo sem as desvantagens acima referidas. 0 dispositivo apresenta três sensores, os quais mantêm uma densa relação geométrica e térmica um com o outro, nomeadamente o sensor da temperatura do habitáculo, que sobressai no habitáculo do veiculo e mede a temperatura do ar, o sensor da radiação, que mede a intensidade dos raios solares presentes que entram no sensor da temperatura do habitáculo, e o sensor da temperatura de compensação, que detecta a energia térmica, a qual influencia o sensor de temperatura do habitáculo através da fixação ou da caixa de acondicionamento. 0 valor medido pelo sensor de temperatura do habitáculo é adulterado através da entrada de calor do controlador e/ou caixa de acondicionamento. Do mesmo modo, os raios solares directos, que penetram no primeiro sensor da temperatura, têm uma influência perturbadora. Estas influências perturbadoras são, no entanto, detectadas pelos sensores adicionais e podem assim ser compensadas de modo calculado. Isto ocorre maioritariamente em aparelhos de climatização. A particularidade do dispositivo de acordo com a invenção baseia-se na disposição e acoplamento térmico dos três sensores. Ambos os sensores de temperatura encontram-se termicamente desacoplados um do outro. Os seus contactos e cabos de interligação encontram-se termicamente desacoplados da disposição dos sensores de temperatura. Através de superfícies condutoras de calor, com as quais o sensor de temperatura se encontra em contacto térmico, é "iniciado" o aquecimento do meio envolvente do sensor da temperatura de compensação. As pequenas cavilhas de ligação e as interligações, que conduzem aos três sensores, estão embebidas numa argamassa; isto aplica-se também ao sensor 9 da temperatura de compensação, mas não às superfícies condutoras de calor. As montagens que apresentam os três sensores podem ser dispostas fora da unidade de controlo do sistema de climatização.

Lista de referências 10 dispositivo 12 parede para o habitáculo do veículo automóvel 14 habitáculo 16 abertura 18 caixa de acondicionamento 20 estrutura de suporte 22 cavilhas de ligação 24 cavilhas de ligação 26 cavilhas de ligação 28 sensor da temperatura do habitáculo 30 sensor da radiação 32 placa de platina 34 conduta eléctrica multifilar 36 sensor da temperatura de compensação 38 superfície condutora de calor 40 superfície condutora de calor 42 superfície condutora de calor 44 superfície condutora de calor 46 superfície principal superior 48 superfície principal 50 ligação de passagem 52 argamassa 58 argamassa

Lisboa, 31 de Julho de 2007

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a detecção de temperatura no habitáculo de um veiculo automóvel, particularmente para um sistema de ar condicionado de um veiculo, compreendendo - um sensor da temperatura do habitáculo (28) disposto numa caixa de acondicionamento (18) , disposta dentro de ou encostado a uma parede (12) adjacente ao habitáculo (14) do veiculo e estando parcialmente adjacente ao habitáculo (14) do veiculo, - um sensor da temperatura de compensação (36) disposto atrás da parede (12), que está disposto de modo termicamente desacoplado do sensor da temperatura do habitáculo (28) e que detecta o aquecimento do ar e/ou montagens atrás da parede (12) o que conduz a uma falsificação do valor medido pelo sensor de temperatura do habitáculo (28) . caracterizado por - um sensor de radiação (30) detectar a radiação solar que conduz ao aquecimento da caixa de acondicionamento (18) do sensor da temperatura do habitáculo (28), e - os dois sensores da temperatura (28,36) e o sensor de radiação (30) estarem consignados numa montagem comum.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os dois sensores de temperatura 2 (28,36) e o sensor de radiação (30) se encontrarem apoiados numa placa de suporte (32) comum.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o sensor da temperatura de compensação (36) se encontrar termicamente ligado a pelo menos uma superfície condutora de calor (38.40.42.44) , disposta por trás da parede (12).

4. Dispositivo de acordo com as reivindicações 2 e 3, caracterizado por as superfícies condutoras de calor (38, 40, 42, 44) estarem dispostas em pelo menos uma superfície (46, 48) da placa de suporte (32) em ambos os lados do sensor de temperatura de compensação (36).

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por as superfícies condutoras de calor (38.40.42.44) se encontrarem dispostas em ambas as superfícies (46, 48) da placa de suporte (32) em ambos os lados do sensor da temperatura de compensação (36), em que as superfícies condutoras de calor (38,40,42,44) que se encontram opostamente aplicadas nas duas superfícies (46,48) da placa de suporte (32), estão termicamente ligadas entre si através de uma ligação de passagem (50) , que se estende pela placa de suporte (32) .

6. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a ligação eléctrica do sensor de temperatura do habitáculo (28) e/ou o sensor de radiação (30) estar/estarem termicamente desacoplados. 3

7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a caixa de acondicionamento (18) do sensor de temperatura do habitáculo (28) compreender pequenas cavilhas de ligação (20,22,24,26) e a montagem compreender interligações e por as pequenas cavilhas de ligação (20,22,24,26) e as interligações (52, 54, 56) serem, pelo menos, parcialmente envolvidas em argamassa (52) para um isolamento térmico e para uma fixação mecânica.

8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a montagem ser disposta fora das unidades de controlo e de comando de um sistema de climatização de um veiculo automóvel. Lisboa, 31 de Julho de 2007