用于评估车辆的外部空气的质量的传感器装置的制作方法

本发明涉及一种用于评估车辆的外部空气的质量的传感器装置，该传感器装置具有外部空气传感器，借助该外部空气传感器可测量对于评估外部空气的质量而言重要的空气参数、特别是灰尘负荷。

背景技术

这种构造为外部空气传感器的空气质量传感器与车辆的通风和空调结合使用，以用于评估外部空气的质量。取决于外部空气传感器的类型，可以检测外部空气的不同参数，例如，灰尘负荷，温度，湿度等。外部空气传感器的典型特征是它们直接与质量待分析的外部空气接触。特别是在热带环境中，这会导致外部空气传感器与具有高温和高湿度并且因此含有大量水的外部空气接触。特别是在藉以检测外部空气的灰尘负荷的颗粒传感器的情况下，要评估的外部空气中的大量水会产生问题，因为由于空气湿度高，因而会产生小颗粒聚集，这会歪曲外部空气传感器的测量值。外部空气中小而细的水滴也会导致反射，在颗粒传感器以光学原理工作的情况下，这些反射可能被误解为灰尘颗粒的反射。特别是在采用极高电阻测量技术的静电颗粒传感器的情况下，高空气湿度会导致测量分支中的电流旁路，并且由此导致显着歪曲的测量结果。

技术实现要素：

本发明的任务在于，进一步改进开头部分所描述类型的传感器装置，以使得传感器装置的外部空气传感器的测量值与现有技术相比显著更准确。

根据本发明，该任务通过以下方式来解决：传感器装置的外部空气传感器布置在车辆的可空气调节的内部空间中，外部空气传感器可通过在车辆中构造的套管加载有外部空气，并且传感器装置具有用于排出在套管中冷凝的水的排水装置。这一方面确保了加载在传感器装置的外部空气传感器上的外部空气包含尽可能小的或减少的水含量。加载在外部空气传感器上的外部空气借助于排水装置被除湿，其中引起车辆内部空间的空气调节的空调设备还被用于从外侧冷却将外部空气传感器连接到外部空气的、基本上在车辆内部空间中延伸的套管，直至来自通过套管馈送的外部空气的湿气在套管之内、在套管的内表面上冷凝。

在根据本发明的传感器装置的情形中设置在套管中的排水装置防止在套管中冷凝的水以临界量聚集。通过借助于排水装置连续地排出冷凝水，防止了对要借助外部空气传感器实现的测量过程的不利影响和干扰。这也适用于车辆的运行状态，其中制动或加速过程导致套管中冷凝和收集的水不可避免地移动。借助于排水装置确保了即使在这些运行状态中冷凝水也不会到达外部空气传感器。

根据本发明的传感器装置的外部空气传感器被有意地安装在车辆的内部空间中。车辆的内部空间在高空气温度和高湿度的气候下借助于与属于该车辆的空调设备冷却，通常达到明显低于车辆外部空气温度的温度。通常，由于空调设备，存在于车辆内部空间内的空气也被除湿，这是因为存在于外部空气中的大部分空气水分在空调设备的汽化器处冷凝并流走。传感器装置的套管基本上位于车辆的内部空间内并且因此位于车辆的空气调节区域内，由此该套管从外部冷却到接近车辆内部空间中的温度范围的温度。因此，在某个时间段之后，套管的内表面也被冷却到所提及的温度范围，该温度范围明显低于通过套管馈送到外部空气传感器的外部空气的温度。相应地，存在于外部空气中的湿气在套管的内表面处相当大程度地冷凝。该冷凝水在套管中收集，其中取决于温度和运行条件，冷凝水量可以是几百毫升/天。借助于根据本发明设置的排水装置，防止了单独的水滴从该冷凝水中释放并流到外部空气传感器。可靠地防止了对外部空气传感器的不希望的损害或对测量值的影响以及对外部空气传感器的损坏。有利地，套管构造为具有小壁厚的软管或通道和/或由良好导热的材料(例如，铝)来构造。由于壁厚较小并结合合适的材料选择，软管或通道具有小热阻。特别地，结合软管或通道的相对较大的外表面，因此可以实现排水装置的高除湿性能。

如果在套管中或者在软管或通道中构造排出口，通过该排出口将冷凝水从套管或者软管或通道中排出，则可以按简单的方式实现从套管或者软管或通道中排出冷凝水。

为了确保一方面流过套管的外部空气不会通过排出口逸出，并且另一方面不会将来自车辆内部空间的异质空气吸入到套管中，这在吸气式外部空气传感器的情形中是特别重要的，有利的是，穿透套管或者软管或通道的壁的排出口被设计成对于冷凝水而言是可渗透的、但对于外部空气或异质空气而言足够密封。根据本发明的一个有利的改进方案，这是通过如下方式实现的：软管或通道侧的排出口借助足够密封且吸水的材料(例如，毛毡材料)来封闭。取代毛毡材料，还可设置无纺材料。在引导外部空气的套管的内部空间与包围套管的外表面的车辆内部空间之间存在分压差。由于套管内部空间中的分压与车辆内部空间中的分压相比要高得多，因而被吸水材料吸收的冷凝水将在吸水材料的外表面处非常快速地汽化。相应地，借助于吸水材料，即使在其相对较小的暴露的外表面的情况下，在相对较短的时间内，大量的水也可以释放到存在于车辆内部空间中的内部空气中。因此，吸水材料处不希望的滴水形成的风险很低，由此在车辆的内部空间中不会出现不希望的滴水。

适宜地，根据本发明的传感器装置的排水装置布置在水槽中，该水槽构造在软管或通道中并且在软管或通道内表面处冷凝的水可以收集在该水槽中。因此，在套管的尽可能深的位置处创建了在套管内或者在软管或通道内冷凝的水可以收集于其中的空间或体积。借助于排出口可靠地防止在该水槽处套管或者软管或通道的堵塞。

根据本发明的传感器装置的一个有利改进，形成水槽的软管或通道部分被构造为单独的软管或通道部分并且由防水材料(例如，由塑料)制成。该单独的软管或通道部分一定程度上形成单独的模块，借助该模块可以实现从套管中排出冷凝水。该模块被安装在套管内合适的位置处。相应地，通过该模块来保护外部空气传感器，以使得水滴等不会流向它。由于该模块不一定必须有助于套管内的湿气冷凝，因而该模块可以有利地由合适的塑料制成。在该设计中，该模块可以最优地发挥其主要功能，即收集冷凝水并将该冷凝水从套管的引导外部空气的区域中排出。在这方面，该模块也可以被称为干燥装置。

在该模块中或者在该干燥器中可以通过适当地引导外部空气来分开和分离冷凝水以及大质量颗粒。由此，可以进一步实现外部空气传感器不加载有污染物。由于收集在干燥器或模块中的大质量颗粒不能与冷凝水一起从套管中排出，因而这些大质量颗粒可能在一定的操作时间之后堵塞排水装置的排出口。因此，以特定的时间间隔更换构造为模块的干燥器是必需的和可取的。然而，由于干燥器被设计为单独的模块部件，因而这可以按简单的方式完成。

为此，有利地，形成水槽的软管或通道部分或者该模块由两个部件构成并且可以借助其两个部件的键槽连接来密封地组装在一起。

根据本发明的传感器装置的排水装置的另一个有利的改进，软管或通道的排出口构造在其水槽中并且可借助于能安装在、优选地卡在、夹在、粘在、或拉紧在具有排出口的软管或通道部分上的盖板来封闭。通过这种盖板，排出口在具有排水装置的软管或通道部分或者干燥器的外侧处在其整个表面上由形成盖板的材料封闭。

如果盖板的外表面超过排出口的总计横截面积至少两倍，则可以可靠地防止滴水的形成，其中可以实现相对较高的输水性能。当然，如果由吸水材料形成的盖板的外表面进一步增加，则这种输水性能可以增加。

如果形成套管的软管为了形成水槽的目的而以简单的方式放置在环中，则可以借助排出口对形成水槽的该环的最深部分穿孔，其中在那里收集的水可以通过这些排出口逸出。然后，以简单的方式将构造为长袜状物体的盖板推过软管，以使其覆盖排出口。该长袜可以由毛毡或无纺材料构成。

根据本发明的传感器装置的排水装置的一个有利改进，盖板被设计成可更换的。

在从外部吸入外部空气并再次将其向外排出的外部空气传感器中，适宜地，馈送区域和排出区域都能够被上述干燥器保护以保护外部空气传感器免受水的影响。这对于从外部空气传感器排出的空气也是适宜的，因为可能会在引导排出空气的套管部分中形成冷凝水，该冷凝水可能在到达外部空气传感器时损坏该外部空气传感器。为了在此提供成本较低的解决方案，有利的是，在外部空气传感器的流入侧和流出侧分别布置一个排水装置，其中这两个排水装置的排出口借助唯一的盖板来覆盖。

附图说明

接下来参照附图根据实施方式来进一步阐释本发明。

附图示出：

图1示出了根据本发明的用于评估车辆的外部空气的质量的传感器装置的一个实施例的原理图；以及

图2示出了根据本发明的用于评估车辆的外部空气的质量的传感器装置的另一个实施例的原理图。

具体实施方式

在图1中根据第一实施例的原理图示出的用于评估车辆的外部空气的质量的传感器装置1具有外部空气传感器2。外部空气传感器2应检测外部空气的质量、特别是外部空气的灰尘负荷。相应地，在传感器装置1的所描绘的实施例的情形中，外部空气传感器2被构造成用于检测具有灰尘颗粒的外部空气的运送。

在图1中所示的传感器装置1的情形中，外部空气传感器2布置在通过车辆壁3向外封闭的车辆内部空间4中。车辆内部空间4能通过通常设置在车辆中的空调设备来调节空气。

为了将传感器装置1的布置在车辆内部空间4中的外部空气传感器2连接到存在于车辆外部的外部空气，在车辆壁3中构造有穿孔5。构造为软管或通道的套管6延伸通过车辆壁侧的穿孔5，借助该套管6可将布置在车辆内部空间4中的外部空气传感器2连接到外部空气或者向外部空气传感器2提供外部空气。

如果外部空气比较暖和和湿润，则存在这样的危险，即传感器装置1的布置在车辆内部空间4中的外部空气传感器2将施加有由于内部空间4的空气调节而从外部空气冷凝的水颗粒，因此，特别是如果该外部空气传感器2被设置成用于检测外部空气的灰尘颗粒运送，则在由其提供的测量值方面会受到不利影响。

为了减少或排除对外部空气传感器2的测量值的这种不利影响，形成套管6的软管或通道6在内部空间侧配备有排水装置7。

排水装置7布置在软管或通道6的区域中，软管或通道6在该区域中形成水槽8。由于内部空间的空气调节而在软管或通道6的内壁面上冷凝的水收集在该水槽8中，该冷凝水在软管或通道6的内壁面上流至水槽8。

为了排出收集在水槽8中的冷凝水，形成水槽8的软管或通道部分9设置有排出口10，冷凝水可以通过该排出口排出。

在排出口10的区域中，软管或通道部分9设置有盖板11，该盖板在所示实施例中由毛毡材料构成。通过盖板11的这种设计确保了通过排出口10从软管或通道部分9中排出的冷凝水被容纳在盖板11的毛毡材料中，而不会形成在车辆内部空间4中出现的滴水。这种效果通过以下方式来支持：软管或通道部分9内的湿气分压明显高于车辆内部空间4中的湿气分压。

根据图1中的示意图示出，如箭头12所示，到达布置在车辆内部空间4中的外部空气传感器的外部空气基本上没有水粒等。

形成软管或通道6的套管6在所示实施例中具有小的壁厚并且由铝形成。

在图2中所示的根据本发明的传感器装置1的实施例中，形成水槽8并配备有排水装置7的软管或通道部分9被构造为由防水塑料制成的单独的软管或通道部分9。如图2中可见，相应地设计为模块部件的软管或通道部分9插入到套管6中。构造在该软管或通道部分9或者所涉及的模块部件中的排出口10相应地用盖板11来覆盖。

盖板11可以卡在、夹在、粘在、或者拉紧(夹紧)在具有排出口10的软管或通道部分9上。为了可靠地排除水滴形成，盖板11的外表面超过排出口的总计横截面积至少两倍。但是，所涉及的因子可以高得多。

盖板11也可以被构造为由毛毡材料制成的长袜状物体并且可移动到软管或通道部分9上。在根据图2的实施例中，盖板11以及构造为模块部件的软管或通道部分9均可以被设计为可更换的部件。