CN118169421A - 车辆的传感器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的传感器装置(1)，该传感器装置具有传感器壳体(20)、布置在所述传感器壳体(20)上的插头组件(10)以及电路载体，所述插头组件包括插头壳体(12)和至少两个插头引脚并且形成所述传感器装置(1)的外部接口，在所述电路载体上布置有与要实现的传感器方案对应的、具有至少一个传感器元件的电子电路，其中，所述电路载体被装入到所述传感器壳体(20)的开口中并且在内部接口处与至少两个插头引脚连接，其中，所述传感器壳体(20)的开口由盖子(22)以流体密封的方式封闭，其中，所述传感器壳体(20)集成到封闭罩壳(3)的基体(5)中或者以可拆卸的方式布置在所述封闭罩壳(3)上。

Description

车辆的传感器装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的传感器装置。

背景技术

车轮转速传感器或者ABS传感器在汽车传感设备中是已知的，其静态地紧固在转向节处或直接紧固在车轮轴承处，并且以非接触的方式检测来自增量发出器的信号。增量发出器例如构造为钢轮或经磁化的编码器并且紧固在车桥或轴承的旋转部分处。除了已知车轮转速传感器之外，还已知另外的传感器，例如用于制动摩擦衬片磨损指示的传感器、轮胎压力传感器、用于抑制噪音的传感器、用于自适应阻尼器调节的传感器、用于前照灯照程调节的传感器等，这些传感器安装在车轮罩的区域中。

在现有技术中已知具有传感器壳体的传感器装置和具有插头壳体的插头组件。在此，具有集成的插接连接件的插头壳体可以构造为具有用于电触点的嵌件的注塑壳体，或者构造为具有压装的压装接触引脚的注塑壳体。采用注塑工艺的带有嵌件的插头壳体通常比带有压装触点的插头壳体造成更高的成本，因为注塑机中的嵌入工艺会导致循环时间缩短，并且要求额外的工作量来处理嵌件(机器人或类似设备)。为了制造具有插头连接部的不同传感器壳体变型方案(宽度、高度、不同的旋拧点等)，尽管外部插头接口相同，但对于壳体通常需要不同的注塑模具。对于具有所谓A2B接口的传感器，对插接连接件的电气特性有特殊的规格要求。由于外部接口的传输频率较高(类似于100Mbit网络接口)，所以插头引脚之间的距离必须保持得尽可能小。由此限制了对自由市场上插接连接件的选择。为了实现希望的传感器方案，客户通常对传感器组件有非常不同的要求。此外，对于不同的数据总线拓扑以及为了实施不同的通信协议，可能需要不同的外部接口。这导致传感器组件有大量不同的实施变型方案。

由DE 38 09 886 C2已知一种用于机动车辆的传感器，其根据车轮速度和车轮或车轮悬架的垂直加速度和/或车身加速度来电子式调节或影响车辆行为、尤其是行驶行为和制动行为和/或振动阻尼。在此，通过如下方式将传感器构造为双重或多重功能传感器，即，将两个或更多个转换器***至少与电感式或磁阻式的测量值记录器以及与垂直加速度传感器进行组合并且在结构上进行联合，其中，所述测量值记录器布置在车身上靠近与车轮一同旋转的齿盘的***并且提供与车轮的旋转运动成比例的电信号。

由WO 03/031990A1已知一种用于车桥加速度和车轮转速的组合检测的设备以及一种压力确定方法。所述设备可以机械地连接在机动车辆底盘的与相应机动车辆车轮共振的元件处。在此，设有具有用于传感器信号预处理的电子器件的信号预处理器件，所述信号预处理器件借助导电的元件连接部与磁性传感器元件和加速度传感器元件或组合的磁性/加速度传感器元件连接。磁性传感器元件或磁性/加速度传感器元件与车轮侧的磁性编码器作用连接。

发明内容

具有独立权利要求1的特征的用于车辆的传感器装置具有如下优点，即提供了灵活的壳体方案，其用于各种不同的传感器应用或传感器方案、尤其是用于可以集成到封闭罩壳的基体中的或可拆卸地布置在封闭罩壳上的多重传感器应用。所述封闭罩壳优选地是车轮轴承的封闭罩壳。将带有复杂电子电路的电路载体集成到公共的传感器壳体中需要大量空间，所述电子电路具有至少一个传感器元件、但优选地具有多个传感器元件。所述封闭罩壳、尤其是用于车轮轴承的封闭罩壳提供了所需的空间，并且此外由于与发热的车辆部件、例如像制动盘或类似部件的距离较远，还保证了较低的运行温度。在此，特定于变型方案地仅更换整个壳体的一小部分。通过组合不同的部分，可以创建所述传感器装置的多种不同的变型方案。在此，生产线可以设计成使得所有变型方案都可以在一条线上制造。借助当前提出的传感器模组，可以通过组合不同的壳体部件来制造多种传感器装置或者传感器组件。功能原理在此在构造方面总是相似的，可以使用相同的制造设备。通过所述插头组件可以预先使传感器装置的外部接口适配客户希望的总线拓扑，并且同时以相同的方式设计传感器壳体和插头壳体之间的机械接口。例如，可以提供两极或四极或八极的插接连接件，其可以满足对应的对信号传输和通信协议的要求。当然，也可以使用刀条或相似的接触组件作为传感器组件的外部接口。

本发明的实施方式提供了一种用于车辆的传感器装置，该传感器装置具有传感器壳体、布置在传感器壳体上的插头组件以及电路载体，所述插头组件包括插头壳体和至少两个插头引脚并且形成传感器装置的外部接口，在所述电路载体上布置有与要实现的传感器方案对应的具有至少一个传感器元件的电子电路。所述电路载体被装入到传感器壳体的开口中并且在内部接口处与至少两个插头引脚连接。所述传感器壳体的开口由盖子以流体密封的方式封闭。在此，所述传感器壳体集成到封闭罩壳的基体中或者以可拆卸的方式布置在封闭罩壳上。

通过所述传感器组件的实施方式，例如可以通过将所需的插头引脚以保持得尽可能小的距离放置在插头壳体中来轻松地将A2B接口实现为外部接口，以便实现类似于网络接口的外部接口的高传输频率(100Mbit)。此外，所述传感器组件的外部接口可以构造为MOST总线接口、100BASE-T1接口、PSI5接口、CAN接口、CAN-FD接口、VIAS接口等。

通过所使用的电路载体可以轻松实现对传感器装置的不同的客户要求。这样，可以根据要实现的传感器方案将不同的传感器元件作为电子电路的一部分布置在电路载体上。于是例如可以在电路载体上布置具有一个ASIC(ASIC：专用集成电路)或者冗余地具有两个ASIC的转速感知器，或者布置具有如下ASIC的转速感知器，该ASIC具有两个传感器元件、温度传感器、麦克风等。在此，转速感知器可配备HALL、AMR、GMR、TMR或类似的测量技术。此外，也可以在电路载体上布置用于加速度测量和/或用于噪音测量(道路噪音传感设备)的传感设备。

所述插头壳体、传感器壳体以及封闭罩壳的基体可以分别优选地构造为塑料注塑构件。这实现了方便且成本低廉地大批量制造。

所述电子电路例如可以理解成评估和控制电路，其处理或评估探测到的传感器信号。所述电子电路可以具有至少一个接口，该接口可以用硬件和/或软件来设计。在采用硬件设计的情况下，接口例如可以是所谓的***ASIC的一部分，其包含电子电路的各种不同的功能。然而同样可行的是，所述接口是专用集成电路或者至少部分地由分立的器件组成。在采用软件设计的情况下，所述接口可以是软件模块，其例如与其他软件模块一起存在于微控制器上。同样有利的是具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码存储在机器可读的载体上，诸如半导体存储器、硬盘存储器或光存储器，并且用于在电子电路执行程序时进行评估。

通过在从属权利要求中列出的措施和改进方案可以对在独立权利要求1中给出的用于车辆的传感器装置进行有利的改进。

尤其有利的是，所述传感器壳体可以构造在封闭罩壳的基体的凹部中。在此，凹部的壁部可以形成传感器壳体。替代地，在封闭罩壳的基体上可以构造有至少一个第一紧固结构，该第一紧固结构可以与布置在传感器壳体上的至少一个第二紧固结构配合作用。优选地可以通过旋拧解决方案将所述传感器壳体紧固在封闭罩壳上。为此，所述至少一个第一紧固结构可以包括螺纹套筒，并且所述第二紧固结构可以包括具有贯通开口的紧固接板，从而传感器壳体能够与封闭罩壳拧紧在一起。螺纹套筒例如可以置入封闭罩壳的基体的塑料中或者在基体由金属罩壳制成的情况下进行焊接。也可以考虑其他可拆卸的紧固可行方案，例如像卡锁、卡夹解决方案、卡口式连接(Bajonettverschluss)等。为了更好地配合传感器壳体，尤其是在旋拧解决方案的情况下，封闭罩壳的基体还可以具有附加的凹部、例如盲孔，成型在传感器壳体上的定位引脚可以***到该盲孔中。在实践中，如下这种凹部经受住了如下考验，即其可以使流入盲孔的水轻松排出，以便例如防止冰冻风化(Frostsprengung)。所述传感器壳体或盖子在封闭罩壳上的承载区域同样可以通过合适的结构设计为凸起的或凹陷的，以便在这里也实现水的排出/干燥，并且实现防扭转。替代地，出于相同的目的，这种结构当然也可以存在于封闭罩壳的基体的承载区域上，所述承载区域与传感器壳体或盖子连接。

在传感器装置的有利的设计方案中，可以根据要实现的通信协议来构造内部接口和外部接口。在此，插头组件的至少两个插头引脚的数量和布置方式能够适配要实现的通信协议。

在传感器装置的另外的有利的设计方案中，插头壳体可以模制到传感器壳体上。在此，具有引入到模具中的插头引脚的插头组件可以在注塑工艺中与传感器壳体一起成型。替代地，插头壳体可以通过焊接连接或粘接连接或通过螺纹连接或通过压装连接或通过热填塞连接或通过所提及的连接技术的组合以流体密封的方式与传感器壳体连接。在此，所述插头组件可以作为单独部件在事后连同附加的密封件通过法兰连接到传感器壳体上。

在传感器装置的另外的有利的设计方案中，盖子可以通过焊接连接或粘接连接或通过螺纹连接或通过压装连接或通过热填塞连接或通过所提及的连接技术的组合以流体密封的方式与传感器壳体连接。

在传感器装置的另外的有利的设计方案中，插头组件的至少两个插头引脚可以被压入到插头壳体中，并且与电路载体的至少一个印制导线结构导电地连接。

在传感器装置的另外的有利的设计方案中，所述插头壳体在底部区域处可以具有至少一个支撑元件，所述电路载体贴靠在所述支撑元件处。此外，所述电路载体可以在内部接口的区域中被压紧到至少两个插头引脚上并且实现电接触。至少两个插头引脚的这种接触附加地承担了电路载体在插头侧上的机械固定。为了将接触部位上的负荷保持得尽可能低，电路载体在第一接口的区域中贴靠在至少一个支撑元件处。至少一个支撑元件例如可以作为附加的承载凸肩附接或成型在插头壳体上。

在传感器装置的另外的有利的设计方案中，电子电路的至少一个传感器元件可以集成到至少一个ASIC传感器模组(ASIC：专用集成电路)中。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且将在随后的描述中更详细地解释。在附图中，相同的附图标记表示执行相同或类似功能的部件或元件。

图1示出了根据本发明的用于车辆的传感器装置的第一实施例的示意性透视侧视图；

图2示出了从后方看图1所示的根据本发明的用于车辆的传感器装置的示意性透视图；

图3示出了图1和图2所示的根据本发明的用于车辆的传感器装置的插头组件的细节示图；

图4示出了图1至图3所示的根据本发明的用于车辆的传感器装置在安装电路载体时的示意性透视图；

图5示出了图1至图3所示的根据本发明的用于车辆的传感器装置在盖上盖子时的示意性透视图；

图6示出了根据本发明的用于车辆的传感器装置的第二实施例的示意性透视侧视图；

图7示出了图6所示的根据本发明的用于车辆的传感器装置的与传感器壳体连接的插头组件的示意性透视俯视图；

图8示出了图6所示的根据本发明的用于车辆的传感器装置的封闭罩壳的示意性透视俯视图；

图9示出了图7所示的传感器壳体在安装电路载体时的示意性透视图；以及

图10示出了图7所示的传感器壳体在盖上盖子时的示意性透视图。

具体实施方式

如从图1至图10可看出的那样，根据本发明的用于车辆的传感器装置1、1A、1B的所示实施例均包括传感器壳体20、20A、20B、布置在传感器壳体20、20A、20B上的插头组件10以及电路载体26，所述插头组件包括插头壳体12和至少两个插头引脚16并且形成传感器装置1、1A、1B的外部接口18，在所述电路载体上布置有与要实现的传感器方案对应的、具有至少一个传感器元件的电子电路28。电路载体26被装入到传感器壳体20、20A、20B的开口23中并且在内部接口24处与至少两个插头引脚16连接。传感器壳体20、20A、20B的开口23由盖子22、22A、22B以流体密封的方式封闭。在此，传感器壳体20、20A、20B集成到封闭罩壳3、3A、3B的基体5中或者以可拆卸的方式布置在封闭罩壳3、3A、3B上。

正如尤其由图3和图7进一步所示，在插头组件10的所示各实施例中，插头壳体12均具有用于***未详细示出的插头的插头开口14。此外，插头组件10的至少两个插头引脚16的数量和布置方式可以适配要实现的通信协议。在插头组件10的所示实施例中，构造为压装接触引脚16A的八个插头引脚16被压入插头壳体12的相应的未详细标出的接触开口中。如尤其从图4、图5、图9和图10可看出的那样，电路载体26具有内部接口24，该内部接口具有八个未详细标出的金属化通孔，八个插头引脚16可压入这些金属化通孔中。替代地，插头引脚16可以钎焊在金属化通孔中。插头引脚16通过这些金属化通孔与电路载体26的至少一个未详细示出的印制导线结构电连接。在所示实施例中，作为电子电路28的一部分的ASIC模组28A布置在电路载体26上，至少一个传感器元件集成在该电路载体中。当然，电子电路还可以包括另外的此处未详细标出的有源或无源电子器件。ASIC模组28A可以直接地或者借助间隔体与电路载体26紧固。此外，为了实现传感器方案，可以将多个传感器元件集成到该ASIC模组28A中或集成到多个ASIC模组28A中。

传感器壳体20、20A、20B在底部区域处具有至少一个支撑元件25，以便至少在内部接口24的区域中减小插头引脚16的接触负荷，电路载体26贴靠在所述支撑元件处。如尤其从图4和图9可进一步看出的那样，构造为承载凸肩25A的多个支撑元件25分布地成型在传感器壳体20、20A、20B上，电路载体26贴靠在所述传感器壳体20、20A、20B上。此外，电路载体26可以通过另外的支撑帽、卡扣钩等支承并固定在传感器壳体20、20A、20B上。

正如由图1至图10进一步所示，在所示各实施例中，插头壳体12模制到传感器壳体20、20A、20B上以形成连接区域13。这优选地在注塑工艺中随着传感器壳体20、20A、20B的制造而完成。由此，传感器壳体20、20A、20B和插头组件10的插头壳体12以不可拆卸的方式彼此连接。

在传感器装置1的替代的、未示出的实施例中，插头组件10的插头壳体12单独制造并且通过焊接连接或通过粘接连接或通过螺纹连接或通过压装连接或通过热填塞连接或通过所提到的连接技术的组合以流体密封的方式与传感器壳体20连接。优选地，插头壳体12借助激光透射焊接或摩擦焊接与传感器壳体20、20A、20B连接。

如从图1至图5可进一步看出的那样，在传感器装置1A的所示第一实施例中，传感器壳体20A构造在封闭罩壳3A的基体5的凹部6中。这意味着掏制到基体5中的凹部6的壁部形成了传感器壳体20A。如上已述，插头壳体12模制到传感器壳体20A或封闭罩壳3A的基体5上以形成连接区域13。这优选地在注塑工艺中随着封闭罩壳3A的基体5的制造而完成。由此，封闭罩壳3A的基体5和插头组件10的插头壳体12以不可拆卸的方式彼此连接。由于在所示实施例中是用于车轮轴承的封闭罩壳3A，所以在利用塑料以注塑技术制造基体5时将由钢或不锈钢制成的压装环7一同置入到模具中。如从图4可进一步看出的那样，在封闭罩壳3A的基体5制造完成之后，将电路载体26置入到传感器壳体20A的开口23中，并在内部接口24处与插头引脚16机械连接且电连接。传感器壳体20A中的或者封闭罩壳3A的基体5中的开口23利用优选由塑料制成的盖子22A封闭，所述盖子通过粘接技术或通过激光透射焊接或摩擦焊接或其他合适的方法以流体密封的方式在封闭罩壳3A的基体5的内侧面上与传感器壳体20A或者与凹部6的壁部紧固在一起。正如从图2、图4和图5可进一步看出的那样，盖子22A在边缘处具有用于密封件9的密封槽8，该密封件在此构造为O形圈密封件9A。

如从图6至图10可进一步看出的那样，在传感器装置1B的所示第二实施例中，传感器壳体20B构造成与封闭罩壳3B的基体5分开。这意味着传感器壳体20B紧固在封闭罩壳3B的基体5上。如上已述，在传感器装置1B的第二实施例中，插头壳体12也模制到传感器壳体20B上以形成连接区域13。这优选地在注塑工艺中随着传感器壳体20B的制造而完成。由此，传感器壳体20A和插头组件10的插头壳体12以不可拆卸的方式彼此连接。由于在所示实施例中是用于车轮轴承的封闭罩壳3A，所以在利用塑料以注塑技术制造基体5时，与传感器装置1A的第一实施例类似，将由钢或不锈钢制成的压装环7一同置入到模具中。如从图9可进一步看出的那样，在传感器壳体20B连同插头壳体12制造完成之后，将电路载体26置入到传感器壳体20B的开口23中，并在内部接口24处与插头引脚16机械连接且电连接。传感器壳体20B中的开口23利用优选地由塑料制成的盖子22B封闭，该盖子以粘接技术或通过激光透射焊接或摩擦焊接或其他合适的方法以流体密封的方式与传感器壳体20B紧固。

如从图6至图10可进一步看出的那样，在封闭罩壳3B的基体5上构造有至少一个第一紧固结构4，其与布置在传感器壳体20B上的至少一个第二紧固结构29配合作用。如尤其是从图6至图8可进一步看出的那样，至少一个第一紧固结构4包括螺纹套筒4B，该螺纹套筒被套筒容纳部4A注塑包封。第二紧固结构29包括模制在传感器壳体20B上的具有贯通开口的紧固接板29A，从而传感器壳体20B可以与封闭罩壳3拧紧在一起。为了改善对紧固螺钉的引导，可以将引导套筒引入到紧固接板29A的贯通开口中。该引导套筒例如可以压入到贯通开口中。替代地，引导套筒可以被紧固接板29A注塑包封并形成贯通开口。

如从图8可进一步看出的那样，封闭罩壳3B的基体5具有多个未详细标出的附加的凹部，以便更好地配合传感器壳体20B或盖子22B。在封闭罩壳3B上的盖子22B的承载区域处，构造有对应的未详细标出的凸起结构，该凸起结构与基体5中的凹部之一配合作用，以便支持将利用盖子22B封闭的传感器壳体20B位置正确地布置在封闭罩壳3B的基体5上。

Claims (12)

1.一种用于车辆的传感器装置(1)，所述传感器装置具有传感器壳体(20)、布置在所述传感器壳体(20)上的插头组件(10)以及电路载体(26)，所述插头组件包括插头壳体(12)和至少两个插头引脚(16)并且形成所述传感器装置(1)的外部接口(18)，在所述电路载体上布置有与要实现的传感器方案对应的、具有至少一个传感器元件的电子电路(28)，其中，所述电路载体(26)被装入到所述传感器壳体(20)的开口(23)中并且在内部接口(24)处与所述至少两个插头引脚(16)连接，其中，所述传感器壳体(20)的开口(23)由盖子(22)以流体密封的方式封闭，其中，所述传感器壳体(20)集成到封闭罩壳(3)的基体(5)中或者以可拆卸的方式布置在所述封闭罩壳(3)上。

2.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述传感器壳体(20)构造在所述封闭罩壳(3)的基体(5)的凹部(6)中。

3.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，其特征在于，在所述封闭罩壳(3)的基体(5)上构造有至少一个第一紧固结构(4)，所述第一紧固结构与布置在所述传感器壳体(20)上的至少一个第二紧固结构(29)配合作用。

4.根据权利要求3所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述至少一个第一紧固结构(4)包括螺纹套筒(4B)，并且所述第二紧固结构(29)包括具有贯通开口的紧固接板(29A)，从而所述传感器壳体(20)能够与所述封闭罩壳(3)拧紧在一起。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器装置(1)，其特征在于，根据要实现的通信协议来构造所述内部接口(24)和所述外部接口(18)，其中，所述插头组件(10)的至少两个插头引脚(16)的数量和布置方式能够适配所述要实现的通信协议。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述插头壳体(12)模制到所述传感器壳体(20)上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述插头壳体(12)通过焊接连接或粘接连接或通过螺纹连接或通过压装连接或通过热填塞连接或通过所提及的连接技术的组合以流体密封的方式与所述传感器壳体(20)连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述盖子(22)通过焊接连接或粘接连接或通过螺纹连接或通过压装连接或通过热填塞连接或通过所提及的连接技术的组合以流体密封的方式与所述传感器壳体(20)连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述插头组件(10)的至少两个插头引脚(16)被压入到所述插头壳体(12)中并且与所述电路载体(26)的至少一个印制导线结构导电地连接。

10.根据权利要求9所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述电路载体(26)在所述内部接口(24)的区域中被压紧到所述至少两个插头引脚(16)上并且实现电接触。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述插头壳体(12)在底部区域处具有至少一个支撑元件(25)，所述电路载体(26)贴靠在所述支撑元件处。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的传感器装置(1)，其特征在于，所述电子电路(28)的至少一个传感器元件被集成到至少一个ASIC传感器模组(28A)中。