专利名称：温度传感器以及用于机动车内部空间的空气调节的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种温度传感器，其具有对温度壽丈感的纟果4十元件和 用于产生到探针元件的电连接的连接件，以及涉及一种用于机动车 内部空间的空气调节的装置，该装置具有该种类型的温度传感器。
背景技术：
在用于机动车空调装置的控制和调节设备中设置有不同的传感 器，用于检测实际状态。例如，用于检测内部空间温度的传感器、 4企测外部温度的传感器和检测供应到内部空间的空气的排出温度的 传感器，以及阳光传感器。用于4企测内部空间温度的温度传感器大 多隐藏地设置在控制和调节设备中。然而，为了可以准确地测量内 部空间温度，在这样的装置中设置有抽风机，其抽吸来自于机动车 的内部空间的空气并且使空气在温度传感器上经过。在过去，该装 置在原理上证明是有效的，然而，为了功能的可靠性，抽风才几的运 转必须一皮不断地监控，以-使能够及时地识别其故障。另外，有时4美 抽风机带来的噪音会纟皮i人为是一种干4尤。出于上述原因而不断尝试实现一种所谓的不需通风的温度传感器，在该温度传感器中》文弃了抽风机。在DE 100 56 694C2中^/^开 了 一种在机动车中的不需通风的温度传感器的装置，其中传感器系堆元件探测由机动车乘客舱内部的一个或多个物件发射的热辐射。
由热电堆元件和温度基准元件产生的测量信号被输送给机动车的空 调装置的调节装置。温度基准元件的测量信号作为基准信号使用， 以用于确定来自热电堆元件的测量值的温度信号。另外，温度参照 元件与导热件热联接，就此而言形成了与机动车的乘客舱的紧密地热接触，从而使温度基准元件的测量信号尽可能地与乘客抢的内部 空间温度成比例。在EP 1 195 275 Al中公开了不需通风的温度传感器的另 一个 实施例。那里公开的用于才全测汽车内部空间的温度的装置具有用于 在邻4妻内部空间的壁的后部布置的温度纟笨4十和处理单元。处理单元 接收温度探针的测量信号，并且输出代表汽车内部空间温度的输出 信号。另外，装置具有用于检测内部空间的空气温度的热传导元件， 该内部空间在壁附近的区域之内，其中热传导部件与温度探针热传 导地接触，并且该热传导部件穿过开口在壁中延伸。另外，由未才是前^^开的德国专利申i奮103 16 010.8 7>开了集成 的温度探针以及用于测量内部空间温度的装置，其中温度探针和红 外传感器设置在共同的支承部件上，并且红外传感器和支承部件嵌 入到壳体中，该壳体i殳计为实心体。在才几动车中用于测量内部空间温度的不需通风的温度传感器在 乘客舱中也应该是不可视的，并因此隐藏地设置。然而在此出现了 例如测量值错误的问题，即在调节设备中产生的热量作用到温度传 感器上或者通常所读出的在设置有温度传感器的控制和调节设备中 的温度偏差于内部空间温度。发明内容因此，本发明的目的在于提出一种温度传感器，该温度传感器 没有或〗又具有才及其樣i小的由于控制和调节i殳备的温度造成的测量值 错误，以及简单和廉价地制造，而且可简单地装配。本发明的另一
个目的在于，提出一种用于机动车内部空间的空气调节的装置，该 装置具有该种类型的温度传感器。首先提到的目的将通过具有权利要求1的特征的温度传感器来 实现。通过将对温度敏感的探针元件的连接件设计成安装到柔性的 薄片上的印制导线，而使得该连接件与连接线相比具有非常小的横 截面。由于非�：小的4黄截面，印制导线具有高热阻，/人而控制和 调节设备对探针元件的热量传递保持特别的小。此外，柔性薄片具 有易于装配的优点。在对温度敏感的探针元件和硬性的印刷电路板 的安装点之间的容差能够以简单的方式来平衡，在该印刷电路板上 实现温度传感器的测量信号的处理和空气调节装置的控制或调节信 号的产生。在优选的实施例中，与连4妄件一样，4果针元件作为无引线的4果 针元件安装在同一个柔性薄片上，并且探针元件与该连接件直接地 连接。在该实施例中完全放弃使用有引线的探针元件。因此，这种 类型的温度传感器可以通过探针元件和印制导线在柔性薄片上的安 装而成本低廉地生产。同时，探针元件特别地通过取决于温度的电 阻和/或红外传感器形成，其中在一个特别优选的实施例中，纟笨针元 件不仅包括取决于温度的电阻，还包括红外传感器。取决于温度的 电阻可以作为薄膜成本低廉地安装到金属薄片上。红外传感器可以特别地设计成半导体传感器芯片。同时，通过完全;^文弃由引线的连 接件，尽可能减少通过连接件的不希望的热传递。为了保护一笨针元件，其可以具有外壳。特別是在一个实施例中， 探针元件包括红外传感器，该外壳被设计为在可见光谱范围内不可 穿透，且在红外光^"范围内可穿透。同时，红外传感器能够作为阳 光传感器^f吏用，其用于4企测才几动车内部空间中的阳光辐射。 在一个特别的实施例中，在远离于探针元件的端部区域中的印 制导线被扩宽，从而设计为接触位置，特别是用于插塞连接。印制 导线的横截面在用于简化与硬性印刷电路板的连接的端部区域中也 被加大。因为，涉及连接件总长度的该端部区域仅涉及到印制导线 的相对小的一段，所以横截面的这种类型的加大保持对探针元件的 不希望的热量传递没有消4及影响。如果在带有4妄触位置的端部区域中的薄片加强地Z没计，那么， 借此简化了到硬性印刷电路板，特别是到插塞连接的电连接的生产。间的空气调节的装置中，用于产生代表机动车的内部空间温度的测 量值。温度传感器特别地这样来放置，即该温度传感器突出到一个 开口中或穿过一个开口突出，该开口在限制汽车内部空间的壁中。在优选的实施例中，装置具有在汽车4义表々反或中间4乇架中i殳置 的带有才喿作部件的前面板，其中在前面板或一个才喿作部件中存在开 口，温度传感器的温度4笨针穿过该开口突出或突出到该开口中，并 且装置具有设置在前面板后部的带有电子组件的硬性印刷电路板， 温度传感器的连接件与该印刷电路板导电地连接。在一个特别的实施例中，探针元件以到硬性的印刷电路板一定 的间3巨固定在间隔部件上，该间隔部4牛由导热差的才才并+构成，特别 是塑料构成，其中，间隔部件支承在硬性印刷电路板上。特别是间 隔部件设计成空心体。这具有优点，即间隔部件自身仅具有很小的 材^H黄截面，并且由此而具有高热阻。通过将间隔部件i殳计为空心 体，空气处于间隔部件的内部，众所周知，空气具有差的导热性。 间隔部件可以特别地"i殳计成空心圆柱体或空心圆锥体。此夕卜，空腔还能够一皮分割，从而获得单独的充气的腔。
此外，为了减少对4笨4十元件热传导，间隔部件可以具有两个或 多个局部区域，其只是逐点地相互连接。因此，这些区域获得特别 小的一黄截面，其阻止不希望的热传导。如果温度传感器的连接件通过插塞连接与硬性印刷电路板导电 地连接，则产生特別简单的装配可能性。在另 一个实施例中，硬性的印刷电路板上存在另 一个用于确定 修正值的温度传感器，该温度传感器用于所测量的内部空间温度，以及才交正单元，用于确定^參正^i和用于〗多正所测量的内部空间温度。 通过这种方式，能够校正由空调操纵设备到温度传感器中的剩余的 热量输入。
接下来根据实施例和附图进一步说明本发明。图中示出 图1根据本发明的温度传感器，图2在控制和操纵设备中根据本发明的温度传感器的装置， 图3应用于温度传感器的间隔部件， 图4机动车的空调装置的示意图。
具体实施方式
图4示出了机动车的空调装置和通风设备的基本组件，在其之置。来自于汽车周围的新鲜空气通过新鲜空气阀2自动吸入到^L动 车中。新鲜空气阀2由伺服电动机13根据电信号来控制，该电信号 由组合的控制和操纵设备7发出。机动车的乘客舱15中的空气能够 通过循环阀3吸走，该循环阀通过伺服电动才几14才艮据控制和才喿纵设备7的电子信号来控制。通过电风扇4，将循环空气-新鲜空气输 送到乘客艙15中。在通入乘客艙15的^各径中，空气经过冷却i殳备 的蒸发器6以及也许根据温度阀9的位置经过热交换器8。在采暖 模式中，空气穿过热交换器8而被加热。也许被制冷或加热的空气 通过出风口 10输送到乘客艙15。在此，空气分配可以利用空气分 配阀11来调整。多个传感器为空调装置提供实际值。在图4中仅示 出了这些传感器中的温度传感器1。额定值可以由^t喿作部件来设定， 该操作部件安装到控制和操纵设备7上。图l示出了本发明的温度传感器l的实施例。温度传感器l包 括柔性薄片20，在该薄片上安装有作为对温度敏感的探针元件的取 决于温度的电阻21以及红外传感器22。取决于温度的电阻21作为 没有引线的组件以薄膜^t术安置到薄片20上。安置到薄片20上的 印制导线23作为连"t妻件用于^^决于温度的电阻21到红外传感器22 的电连接。印制导线23的宽度和厚度与它的长度相比是非常小的。 当印制导线的长度典型地为几厘米时，印制导线23的宽度例如仅为 大约几10um。因此，通过由此而产生的印制导线23的极其微小的 横截面，尽可能地避免了通过印制导线23到取决于温度的电阻21 禾口红外4专感器22的热4专递。印制导线2 3被设计为在远离取决于温度的电阻21的端部区域 中扩宽，以作为接触位置25使用。此外，柔性薄片20在端部区域 24中一皮力口强。这可以例如通过在端部区域24上安装一个或多个另 外的薄片，也许是较厚的金属薄片来实现。通过印制导线23在端部 区域24中作为扩宽的4妻触位置25的^殳计和薄片20在端部区域24 中的加强，带有4妻触位置25的端部区域24适合于产生插塞连接。在此没有示出的塑并+外壳安装在取决于温度的电阻21和红外 传感器22上，用于对其进4亍保护，此外，该塑料外壳作为用于日光 的抑制滤光片起作用，然而其在红外光i普范围内是可穿透的。红外传感器22借此避开日光。此外，端部区域28中的柔性薄片20同样 被加强，在该薄片中设置了取决于温度的电阻21和红外传感器22。图2示出了控制和操纵设备7的简略的截面图。控制和操纵设 备7具有前面々反26，该前面板朝向4几动车内部空间15，并且以众所 周知的方式包括在此未示出的梯:作部件。前面一反26具有开口 27， 温度4专感器1 4翁入该开口中直到前面才反26的朝向才几动车内部空间 15的侧面。开口 27能够通过在可—见的光i普范围中不可穿透的以及 在红外光谱范围中可穿透的薄片38相对于乘客艙15封闭，从而使 汽车的乘客看不到温度传感器1。包括有对温度敏感的探针元件的 区域28 (图1 ) i殳置在i殳计成空心体的间隔部件29上。间隔部件 29支 K在硬性的印刷电鴻^反30上。在硬性的印刷电路板30上具有多个组件31、 32、 33，其通过在硬性的印刷电3各板30上未进一步示出的印制导线相互连接，并且 形成测量和调节电路。组件31是另一个温度传感器。该温度传感器 用于确定4务正值，用于借助温度传感器1测量的内部空间温度。借 此，在控制和操纵设备7中的温度偏离内部空间温度的剩余的影响 能够才艮据温度传感器1的温度测量值4交正。为此，例如基于通过温 度传感器31测量的温度和通过温度传感器1测量的温度的偏差的修 正值可以存储在控制设备7中。这样的修正值利用测量和调节电路 来确定，并且#^亍对测量的内部空间温度的才交正。测量和调节电^各 包括孩l处理器，在微处理器上运行相应的4交正程序。孩t处理器同时 形成用于空调装置的必要的控制或调节信号。相应的控制和调节程 序是众所周知的，在此不详细叙述。温度传感器1利用其远离探针元件的区域24与安置在印刷电路 板30上的插座34连接。从插座34到组件32、 33的连接又通过在 硬性的印刷电路板30上未详细示出的印制导线来实现。
图3示出了间隔部件29的特别的实施例。间隔部件29相应地 具有两个局部区域35、 36,其通过桥型接片37仅逐点地相互连接。 通过局部区域35、 36之间的^f又逐点的连接，局部区域之间的热传递 以及对安装到局部区域36上的探针元件的热传递更力。困难。两个局 部区域35 、 36又特别地i殳计成空心体。如上所述，本发明的温度传感器优选地是空调装置的控制和操 纵设备的组成部分。温度敏感的探针元件除了设置在开口 27中之外，其例如也可以设置在才喿作部件中。前面才反26通常构成带有控制 设备的设备技术单元，并且大多数安装在汽车的中间托架或仪表板 中。然而，其也可能有别于实施例，在该实施例中，实际的控制i殳 备设计成是由前面板26分开的，该前面板设置在中间托架中。这种 使用情况也能够利用根据本发明的温度传感器简单地满足，只要将 带有印制导线23的柔性薄片20相应延长地构成。此外，根据本发明的温度传感器也能够在中间托架或汽车仪表 才反中的前面板26的外部或者在汽车中其他合适的位置安装。
权利要求
1.一种温度传感器(1)，其具有对温度敏感的探针元件和用于产生到所述探针元件的电连接的连接件，其特征在于，所述连接件设计成安装到柔性薄片(20)上的印制导线(23)。
2. 根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，与所述连接 件一样，所述探针元件作为无引线的探针元件安装到所述同一 个柔性薄片(20)上，并且所述探针元件与所述连接件直"l妄地连接。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器，其特征在于， 所述纟笨4十元件通过耳又决于温度的电阻(21)和/或红外传感器(22) 来形成。
4. 根据权利要求3所述的温度传感器，其特征在于，所述取决于 温度的电阻(21)作为薄膜安装在所述柔性薄片(20)上。
5. 根据权利要求3或4中任一项所述的温度传感器，其特征在于， 所述红外传感器(22)设计成半导体传感器芯片。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器，其特征在于， 所述探针元件具有在可一见的光i普范围内不可穿透，且在红外光 镨范围内可穿透的外壳。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器，其特征在于， 在远离于所述纟笨4十元件的端部区i或(24)中的所述印制导线(23) 扩宽地设计成接触位置(25),特别用于插塞连接。
8. 根据权利要求5所述的温度传感器，其特征在于，在所述端部 区域(24)中，所述柔性薄片(20)通过所述接触位置(25) 加强。
9. 一种装置，具有根据前述权利要求中任一项所述的温度传感器(1)用于才几动车内部空间的空气调节，该温度传感器用于产 生代表机动车的内部空间温度的测量值。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述温度传感器(1 ) 突出到一个开口中或通过一个开口 (27)突出，所述开口在限 定汽车内部空间(15)的壁中。
11. 根据权利要求9或10中任一项所述的装置，其特征在于，装 置具有在汽牟仪表板或中间托架中设置的前面板(26)，所述 前面板带有操作部件，其中，在所述前面板(26)或所述一个 操作部件中存在所述开口 (27),所述温度传感器(1)的温度 ^笨针通过所述开口突出或突出到所述开口中，并且所述装置具 有设置在所述前面板(26)后部的硬性的印刷电路板(30), 该印刷电^各板带有电子组件(31-33),所述温度传感器的连 接件与该印刷电路板导电地连接。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述探针元件以 到所述硬性的印刷电路板(30)—定的间距在间隔部件(29) 上固定，该间隔部件由导热差的材料构成，其中所述间隔部件(29)支承在所述硬性的印刷电路板(30)上。
13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述间隔部件(29 ) i殳计成空心体。
14. 才艮据4又利要求13所述的装置，其特征在于，所述间隔部件(29 ) -没计成空心圓柱体或空心圆锥体。
15. 根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其特征在于，所 述间隔部件(29)具有两个或多个局部区i或(35、 36),所述 局部区域只是逐点地相互连接。
16. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述温 度传感器(1)的连接件通过插塞连接与所述硬性的印刷电路 板(30)导电地连接。
17. 根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述硬 性的印刷电鴻4反(30)上具有另一个温度传感器(31),用于 确定用于所测量的内部空间温度的<多正4直，以及才交正单元，用 于确定ff正值和用于4交正所测量的内部空间温度。
全文摘要
本发明涉及一种温度传感器，其设置在机动车空调装置中特别地用于内部空间温度的测量。温度传感器(1)具有对温度敏感的探针元件(21)和用于产生到传感器元件(21)的电连接的连接件，其中，连接件设计成安装到柔性薄片(20)上的印制导线(23)。通过连接件的这种设计方案，由热传导导致的仅仅非常少的热量通过连接件传递到探针元件(21)上，并且由此而很大程度地避免了测量值错误。
文档编号G01K7/16GK101133306SQ200580006163
公开日2008年2月27日 申请日期2005年1月5日 优先权日2004年2月27日
发明者亨利·施特罗贝尔, 布鲁诺·圣罗莎, 汉斯-迪特尔·亨贝格尔, 约瑟夫·维尔纳 申请人:西门子公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
