CN107953848A - 用于车辆、机动车的传感器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆、特别是机动车的传感器装置(1)，具有至少一个传感器模块(2)和至少一条与该传感器模块(2)连接的连接线以用于电接触该传感器模块(2)。在此规定，该连接线被构造为导体膜(3)，多个相同的传感器模块(2)被布置在该导体膜上并且分别由至少区段式地包围该导体膜(3)的注塑包封部(8)封装，并且导体膜(3)具有双线线路，以用于通过外围的传感器接口PSI5接触传感器(7)。

Description

用于车辆、机动车的传感器装置

技术领域

本发明涉及一种用于车辆、特别是机动车的传感器装置，具有至少一个传感器模块和至少一个与该传感器模块连接的连接线以用于电接触传感器模块。

此外本发明涉及一种用于具有这种传感器装置的车辆的车身构件。

本发明进一步涉及一种用于制造相应的传感器装置或相应的车身构件的方法。

背景技术

开头提及的这类传感器装置由现有技术是已知的。为了提高乘客和其他交通参与者的安全性而已知的是，在车辆处设置安全装置，该安全装置特别是在发生事故时保护乘客和/或其他交通参与者(例如行人)以防受伤。作为安全装置特别是已知安全气囊装置、安全带张紧器等。在此根据传感器装置的传感器数据控制安全装置，这些传感器装置检测例如与另一交通参与者、特别是行人的碰撞。已知具有两个或多个加速度传感器和/或包括压力软管系统的系统，以用于探测行人事故。这些系统例如被设置在车辆的保险杠中，以检测车辆与周围环境中物体的碰撞。为了检测在车辆纵向侧的碰撞，目前使用特别是以至少一个加速度传感器布置在车辆的B、C或D柱处或者特别是以至少一个加速度传感器布置在车门中的传感器装置。为了识别在前部区域中与物体的碰撞，目前使用例如位于车辆的中央控制器中和/或沿车辆的弯曲横梁布置的加速度传感器。由传感器输出的信号通过控制器的算法、特别是通过安全气囊控制器的算法被进一步处理，以决定是否触发车辆的相应安全装置。

这些传感器通常作为具有自身壳体和用于电接触的连接线的传感器模块被固定在车辆的车身构件处，例如被固定在保险杠或车门饰板处。经常设置螺纹连接或夹子连接以用于该固定。常常也通过装配在电缆束处的插头实现电接触。原则上还已知的是，为了电子部件的电接触而使用导体膜，该导体膜在至少一个载体膜上或至少两个载体膜之间承载一个或多个导电路径并且是柔性构造的。由于导体膜的特别平的结构，使得该导体膜可被节省空间地集成在现有结构中。

发明内容

根据本发明的传感器装置的优点是，提供了一种紧凑且易操纵的传感器装置，该传感器装置可有利地被集成到车辆中并且便于定位和控制多个传感器模块。此外根据本发明规定，在构造为导体膜的连接线上布置有多个相同的传感器模块、即至少具有相同传感器的传感器模块，并且这些传感器模块分别由至少区段式地包围导体膜的注塑包封封装，并且导体膜具有双线线路以用于通过外围传感器接口PSI5接触传感器。由此以简单的方式通过在导体膜处的注塑包封保持传感器模块。特别地，相邻传感器模块之间的距离已在装配前被确定，由此可快速而精确地进行实际装配。每个传感器模块与柔性导体膜的至少一个导电路径电连接。这例如可在制造中通过焊接或贴合式接触实现。导体膜特别是具有触点区段，在触点区段中一个或多个导电路径与导电路径的穿过导体膜的其余分布相比具有更宽或更大的接触面，从而确保了在此处易于电接触传感器模块。这种传感器装置优选可布置在车门中，但例如也可布置在车辆的保险杠或布置在多个垂直立柱中的一个中。导体膜优选在一侧具有粘接剂，借助于该粘接剂可以简单的方式将导体膜固定或至少预装配在车身元件处，例如饰板元件处。因此导体膜优选被构造为多层的并且特别是具有粘接层，该粘接层优选在装配前被可除去的保护层覆盖。通过导体膜的双线线路和借由根据PSI5协议的外围传感器接口PSI5接触传感器，可借助于总线系统实现传感器的并列运行，由此使传感器装置基于同时的信号传递和评估而提供改善的性能，从而在一个测量点提供传感器模块的两个传感器的两个独立的测量值，其可相互验真。传感器模块的传感器特别是被构造为加速度传感器。而除了并行总线模式之外，在需要时还可考虑通过通用总线模式或菊花链总线模式控制传感器。

然而，传感器优选具有前述优点地通过双线线路和传感器接口PSI5被并联。

此外优选地规定，相应的注塑包封部具有至少一个紧固件以用于将传感器模块固定在车辆的车身件处。紧固件例如可以是锁扣件或夹紧件，其与车辆车身件的相应配对件共同作用，以特别是可拆卸地将传感器模块固定在车身件处。注塑包封部例如被构造为，使得通过注塑包封形成的壳体具有插头容纳部和/或插头突出部，其与车身件的相应插头突出部或插头容纳部共同作用以用于固定传感器模块。紧固件特别是被构造为至少局部可弹性变形，以可将传感器模块锁止或夹固在车身件处。此外优选地规定，注塑包封部至少局部地同时构成车身件。由此，传感器装置是车身件的集成的组成部分并且已在制造车身件时被同时考虑。由此虽然不利于传感器装置本身的互换性，但是便于具有传感器功能的车身件的制造。

根据本发明的一种优选的改进方案规定，仅有两个相同的传感器模块如前文所述被布置在导体膜处。由此可靠地确保了并列运行并且可简单且低成本地设计传感器装置。

注塑包封部优选被构造为可弹性变形。由此确保相应的传感器模块总体上可弹性变形，以便可随后将传感器模块模制到车身件处。由此确保简单且精确配合地装配相应的传感器模块或传感器装置。

相应的传感器模块有利地具有载体，在载体上相应地布置有加速度传感器。该载体特别是被构造为所谓的中介层，其具有促使电触点分离的导电路径。因此，这些导电路径与加速度传感器对应的第一端部被布置得比导电路径与导体膜导电路径接触的另一端部更接近于彼此。由此确保了加速度传感器的可靠接触，并且同时以简单的方式特别是在与导体膜的接触区域中防止了不期望的短路。加速度传感器优选在预装配时已被装配在载体上。在此可以传统的方式在载体上进行加速度传感器的装配。作为替代可规定，加速度传感器和可选的相关电气/电子器件直接被布置在导体膜上并且与导体膜电连接。

此外优选地规定，载体被柔性地构造。由此特别是可靠地保证了相应传感器模块本身的形状适配于例如具有在保险杠中常见的弯曲部的车身件。加速度传感器的电子/电气部件特别是优选同样被构造为可无损坏地变形。为此特别是例如将集成电路构造为薄型，使得其可弹性变形。

根据本发明的一种优选的改进方案规定，导体膜被构造为条形并且具有至少一个可弹性和/或塑性变形的载体膜和至少一个可弹性和/或塑性地与载体膜同时变形的导电路径。由此如前文所述地，导体膜条形或带状地延伸并且沿其走向设置有传感器模块。通过可弹性和/或塑性变形的载体膜和导电路径可以简单的方式装入导体膜并且使其适配于相应的车身件。

根据本发明的车身构件的特征在于车身件和至少一个固定在车身件处且根据本发明构造的传感器装置。在此得到前述优点。

特别是规定，传感器装置被集成地构造在车身构件中。对此车身构件优选至少区段式地被构造为传感器装置的注塑包封部。车身构件特别是形成用于传感器装置的相应传感器模块的附加外壳或前述外壳。

根据本发明的用于制造前文所述的传感器装置或用于制造上述车身构件的传感器装置的方法具有以下特征，在此规定，首先将相同的传感器模块布置在构造为导体膜的连接线上，然后将导体膜和相应的传感器模块注塑包封，使得通过也至少区段式地包围导体膜的注塑包封部封装相应的传感器模块。由此得到前述优点。

其他优点和优选的特征及特征组合特别是由前文得到。

附图说明

下面借助于附图详细说明本发明。其中：

图1以简化的剖视图示出了传感器装置，

图2以简化的俯视图示出了传感器装置的传感器模块，并且

图3以简化图示出了机动车的车身构件。

具体实施方式

图1以简化的纵向剖视图示出了传感器装置1，其具有传感器模块2以及柔性的导体膜3。导体膜3被构造为条形或带状，并且特别是包括至少一个载体膜3.1，在载体膜3.1上布置有两个可导电的导电路径3.2。导体膜3特别是以已知的方式制造。

图2以简化的俯视图示出了传感器模块2。传感器模块2具有载体4，其由不导电且可弹性变形的材料制成。在载体4上布置有多个导电路径5，这些导电路径5呈星形地由外向内或者说由内向外延伸。在载体4的外边缘处分别布置有多个导电的触点6，其中为了清楚起见在此仅仅一些导电路径5和触点6具有附图标记。触点6分别与其中一条导电路径5的端部连接，例如与该导电路径构造为一体。导电路径5从触点6出发被引到载体4的中心，在该处布置有加速度传感器7并且其通过导电路径5的自由端部被电接触。为了接通加速度传感器7，在导电路径5的另一端设置有相应的触点，其在图2中未示出。由此，载体4与导电路径5和相应的触点6一起构成所谓的中介层，该中介层提供了对加速度传感器7的电接触到触点6的分离，与加速度传感器7的触点相比，触点6相对于彼此更远地布置从而可更易于接触。在此，触点6与导体膜3的导电路径3.2电连接。

载体4被施加在导体膜3上，使得触点6与导体膜3的相应导电路径3.2处于贴合式接触，以建立电连接。可选地，将触点6与相应的导电路径3.2焊接或焊封，以持续地保证电接触。作为所示实施例的替代，根据另一在此未示出的实施例规定，加速度传感器7直接被布置在导体膜3上并且与导体膜3的相应的导电路径3.2电连接。通过之后借助于注塑包封部8的封装，加速度传感器7被足够牢固且受保护地保持在柔性的导体膜3处。

贴靠在导体膜3处的传感器模块2通过也区段式地包围导体膜3的注塑包封部8来封装。由此通过注塑包封部8一方面封装传感器模块2本身并保护其不受外部影响，并且另一方面由此将传感器模块2以简单的方式固定在导体膜3处。就此而言，传感器模块2和导体膜3有利地构成一体，其允许将传感器装置1简单地布置和固定在车身件处。根据本实施例，在导体膜3处布置有两个如关于传感器模块2所述的这种传感器模块2_1和2_2，并且这两个传感器模块通过相应的注塑包封部8与导体膜3连接。传感器装置1通过导体膜3特别是与在此未示出的控制器连接，该控制器根据由加速度传感器7获取或提供的传感器数据控制车辆安全装置，例如安全气囊装置或安全带张紧器。

传感器装置1可简单地被固定在车身件处以布置在车辆中。对此，图3以剖视图在一个实施例中示出了机动车的车身件9，其中车身件9代表机动车的B柱。车身件9至少区段式地被弯曲构造，其中在车身件9内侧布置有传感器装置1，该传感器装置在本实施例中具有两个如前文所述布置在导体膜3处的传感器模块2_1、2_2。通过将传感器模块2_1、2_2与导体膜3一起由注塑包封部8相应地封装，预先确定了两者在导体膜3处相对于彼此的距离，由此简化了具有多个传感器模块2的传感器装置1在车身件9处的装配。通过导体膜3的柔性设计，使得导体膜3可以简单的方式沿着弯曲的车身件9的内侧10延伸，从而使导体膜3节省空间且最优地布置/可布置在车身件9处。

根据同样在图3中示出的另一实施例，传感器装置1被集成地构造在车身件9中。在该情况中，车身件9特别是是饰板元件，例如车门元件或B柱的饰板元件。此外车身件9本身构成在图3中示例性示出的传感器模块2_2的注塑包封部8的一部分。因此，利用注塑包封部8可使车身件9同时成型，由此形成特别紧凑且容易操纵的整体。还可考虑的是，将相应的传感器模块2_2事后通过车身件9的附加的注塑包封部8封装，从而保持在该车身件处。根据另一实施例，两个传感器模块2_1、2_2优选地被固定在车身件9处。当然，在导体膜3处也可布置多于两个传感器模块2。由此，车身件9与传感器装置1一起构成有利的车身构件，该车身构件已经具有加速度传感机构以用于控制机动车的安全装置。

在导体膜3的一个自由端处布置有连接插头14，其同样由导体膜3的注塑包封制造。连接插头14提供了与车辆的前文所述控制器、特别是安全气囊控制器的连接。通过插头14，传感器装置1特别是可与外围传感器接口PSI5连接，该外围传感器接口是用于传感器的根据PSI5协议的数字接口。在此，传感器接口PSI5基于双线线路并且在汽车电子中已经用于外置传感器与电子控制器的连接。在此该接口支持以异步和同步通信的点至点配置和总线配置。在此规定，传感器装置通过并行总线配置运行，从而两个加速度传感器7可彼此并行地运行。由此同时获得两个可相互验真的测量数据。

通过传感器装置1的灵活性，传感器模块2_1和2_2如图3所示可相叠地布置在车身件9处，或者在需要时也可并列地布置在车身件9处。

传感器装置1在车身件9中的集成提供了隐藏式安装的优点，其防止了最终用户对电子系统的干预。由此提高了系统安全性。由于传感器装置1的厚度较小，通过传感器装置1在车身件9中的集成不会或基本不会影响车身件9的机械结构稳定性。作为车身件9的集成组成部分，传感器装置1的传感器功能可与其他直接集成在最终构件中的功能组合(例如集成的蓄电器、电热丝或感应线圈)，由此以轻质结构实现了车身构件的多功能性。

特别是通过传感器装置1的集成的构造方式，实现了传感器在导体膜上或在车身件9上的高精度定位和定向，由此可减少在制造中和在后续的功能性检查中的步骤数量。

通过膜式背注技术或包封注塑技术或者替代地通过在车身件9中的膜式集成来制造传感器装置1是成本低廉且节省时间的。为了装配传感器装置1还可规定，注塑包封部8相应地具有一个或多个紧固件11，其用于将相应的传感器模块2固定在车身件9处。因此根据在图1中虚线所示的实施例规定，紧固件11被构造为插头突出部12，其可插入车身件9的相应的插头容纳部13中。插头突出部12和插头容纳部13有利地被构造用于分别形成压配合，从而相应的传感器模块2可简单地被装配或至少被预装配在车身件9处。还可考虑的是，紧固件被构造为锁扣件，以便能够将相应的传感器模块2形状配合地锁定在车身件9处。

此外，在此可通过以下方式进一步降低制造成本，即使用2R2生产线，或者为了减小膜面积的目的而直接装配散装的半导体。也可通过将传感器装置1简单地装配在车辆或车身件9处，例如通过在成型过程中、特别是在LCM(液体复合成型)过程中将传感器装置1直接集成在作为纤维增强塑料(FVK)结构的车身件9中来降低制造成本。

通过所应用的技术将传感器模块2的加速度传感器7以简单的方式直接集成在车身件9中、特别是B柱中或者布置在此处。当然，车身件9也可以是机动车的车门饰板或者例如是保险杠。也可考虑将传感器装置1布置在车辆座椅中。通过使用直接插接技术可实现传感器装置1的多个构件的简单的电连接。此外可通过传感器模块2的有利的封装将客户专用的插拔连接器直接安装在导体膜3处。如图3所示，通过传感器装置1的柔性设计使得传感器装置1的事后变形也是可行的。通过使用合适的落体技术(Falltechnik)可制造复杂的结构和几何形状，直到多个传感器模块相互堆叠。如果导体膜3具有多于两个由载体膜和导电路径组成的层，则通过多层结构也可实现复杂电路。优选地，导体膜3的载体材料并且可选地相应传感器模块2的载体4由可弹性和塑性变形的材料制成，从而使载体膜3并且必要时使载体4可拉伸或延伸并且可朝所有方向变形。特别是通过载体4的可变形性可使传感器模块2本身被适配地构造为插入件，使得传感器模块形状精确地配合在三维成型的车身件中或者可装配在该处。

Claims (10)

1.一种用于车辆、特别是机动车的传感器装置(1)，具有：

至少一个传感器模块(2)，以及

与所述传感器模块(2)连接的至少一条连接线，以用于电接触所述传感器模块(2)，

其特征在于，

所述连接线被构造为导体膜(3)，多个相同的传感器模块(2)被布置在所述导体膜上并且分别由至少区段式地包围所述导体膜(3)的注塑包封部(8)封装，并且

所述导体膜(3)具有双线线路，以用于通过外围的传感器接口PSI5接触所述传感器(7)。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，所述传感器通过所述双线线路和所述传感器接口PSI5而被并联。

3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，每个所述注塑包封部(8)具有至少一个紧固件(11)，以用于将相应的传感器模块(2)固定在所述车辆的车身件(9)处。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，在所述导体膜(3)处仅布置有两个传感器模块。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述注塑包封部(8)被构造为可弹性变形的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，每个所述传感器模块(2)具有一个载体(4)，在所述载体上布置有加速度传感器(7)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述载体(4)被构造为柔性的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置，其特征在于，所述导体膜(3)被构造为条形的并且具有至少一个可弹性和/或塑性变形的载体膜(3.1)和可弹性和/或塑性地与所述载体膜(3.1)同时变形的双线线路(3.2)。

9.一种用于车辆、特别是机动车的车身构件，具有车身件(9)和至少一个固定在所述车身件(9)处的根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(1)。

10.一种用于制造传感器装置(1)的方法，所述传感器装置具有至少一个传感器模块(2)和至少一条与所述传感器模块(2)连接的连接线以用于电接触所述传感器模块(2)，

其特征在于，

多个相同的传感器模块(2_1，2_2)被布置在构造为导体膜(3)的所述连接线上并且分别由至少区段式地包围所述导体膜(3)的注塑包封部(8)封装，并且

所述导体膜(3)具有双线线路，以用于通过外围的传感器接口PSI5接触所述传感器(7)。