CN117677822A - 带包覆成型且包封的磁体的机动车辆底盘传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于测量车辆的行驶高度的车辆底盘传感器组件，该车辆底盘传感器组件包括旋转臂构件，该旋转臂构件包括包封入该旋转臂构件的包覆成型磁体。在一个实施例中，包覆成型磁体包括包覆成型材料层，该包覆成型材料层在其侧面和/或顶部外表面限定开放式包覆成型窗口。另一实施例包括一对间隔开的磁体，这对磁体在模制入旋转臂构件之前用两步模制工序完全包封。

Description

带包覆成型且包封的磁体的机动车辆底盘传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年7月21日提交的标题为“带包覆成型且包封的磁体的机动车底盘传感器”的美国临时申请63/224，188号的优先权，其全部内容在此通过援引并入本文。

技术领域

本发明涉及机动车辆底盘传感器、尤其涉及带包覆成型且包封的磁体的机动车辆底盘传感器。

背景技术

现代机动车辆在整车中使用了多种类型的传感器和传感器组件，这些传感器和传感器组件可用在控制系统中，这些控制系统可用于动力总成、底盘、车内环境和安全以及许多其他应用。一种类型的传感器用于检测车辆的行驶高度位置。这是对弹性支撑的底盘或车身部件相对于比如车桥、转向节和车桥轮毂的未被弹性支撑的底盘部件进行的位置测量(也称为颠簸运动)。

这类传感器在各种应用中使用。例如，一些车辆的前大灯系统适应各种负载条件，以在各种车辆负载条件下保持它们所期望的照准点。在这类应用中，指示前轮和后轮部件位置的行驶高度传感器经处理以设定照准点。另一应用是用于主动控制的悬挂部件，比如基于车轮运动输入动态调整的减震器和弹簧。用于后车桥的弹簧预紧的调整也是使用行驶高度传感器的数据完成的，该传感器用于给气囊或其他悬挂部件充气，以适应不同的负载条件。

目前已知行驶高度传感器的许多设计，包括美国专利编号9,134,200和10,288,529中公开的设计，这两项专利都已转让到CTS公司，且其公开内容通过援引并入本文。

目前的行驶高度传感器包括磁体，该磁体适于与例如霍尔效应传感器这样的传感器配合，以用于感测和测量车辆的行驶高度。需要改进磁体设计，以用于防止磁体遭受潮湿、含盐、灰尘、物理损坏和极端温度等恶劣的车辆外部环境的影响。

本实施例涉及磁体，该磁体在第一制作工序中包覆成型，并接着在第二制作工序中包封入行驶高度传感器的塑料，以提供带有磁体的行驶高度传感器，该磁体免于遭受潮湿、含盐、灰尘、物理损坏和极端温度等恶劣的车辆外部环境的影响。

发明内容

本装置通常涉及用于测量车辆的行驶高度的车辆底盘传感器组件，该车辆底盘传感器组件包括旋转臂构件，该旋转臂构件带有包封入旋转臂构件的包覆成型磁体。

在一个实施例中，包覆成型磁体包括包覆成型材料层，该包覆成型材料层限定出开放式包覆成型窗口。

在一个实施例中，开放式包覆成型窗口位于包覆成型磁体的包覆成型材料层的侧面中。

在一个实施例中，位于包覆磁体的包覆材料层的侧面中的开放式包覆窗口呈矩形。

在一个实施例中，开放式包覆成型窗口位于包覆成型磁体的包覆成型材料层的顶面中。

在一个实施例中，位于包覆磁体的包覆材料层的顶面中的开放式包覆窗口呈圆形。

本发明还涉及制造用于测量行驶高度并包括旋转臂构件的车辆底盘传感器组件的方法，该方法包括以下步骤：提供磁体，将磁体包覆成型以制得带有包覆成型材料层的包覆成型磁体，以及将该包覆成型磁体包封入旋转臂构件。

在一个实施例中，该方法还包括在包覆磁体的包覆成型材料层中形成窗口的步骤。

在一个实施例中，窗口形成于包覆成型材料层的侧面中。

在一个实施例中，窗口呈矩形。

在一个实施例中，窗口形成于包覆成型材料层的顶面中。

在一个实施例中，窗口呈圆形。

本领域技术人员通过结合附图从优选实施例和所附权利要求的后续说明中，将明白本发明的其他益处和优点。

附图说明

图1是用于测量行驶高度位置的现有技术机动车辆底盘传感器组件的立体图，该机动车辆底盘传感器组件带有与其联接的车辆底盘安装件和连杆组件；

图2是图1所示的现有技术车辆底盘传感器组件的局部分解透视图；

图3是示出了传感器磁体并进一步示出了用于将磁体包覆并封装到机动车辆底盘传感器组件的旋转臂构件中的工序的透视图；以及

图4是另一传感器磁体的透视图，并进一步示出了用于将磁体包覆成型并封装到机动车辆底盘传感器组件的旋转臂构件中的工序。

具体实施方式

图1和图2示出了现有技术中的旋转位置传感器组件，在所示实施例中，该组件呈机动车辆底盘传感器组件18的形式，其用于测量和确定车辆的行驶高度位置。

如图1所示，传感器组件18固定到金属底盘托架12，该金属底盘托架联接到机动车车架或车身部件(未示出)，该车架或车身部件由车辆悬挂系统(未示出)弹性支撑。连杆14将传感器组件18的旋转臂构件24联接到车辆底盘的未被弹性支撑的部件，比如后车桥、转向节、轮毂部件或随着接合车轮和轮胎(属于未被弹簧支撑的底盘部件)道路移动的这类其他部件。车辆底盘的被弹性支撑的部件和未被弹性支撑的部件之间的相对运动(颠簸)造成旋转臂构件24的旋转运动。该旋转运动由传感器元件感测，并转换成用于各种控制功能的电信号，此前描述了其中一些功能。

在图2中图示了传感器组件18，图中示出了传感器组件18的主要部件、构件和元件，包括都可由合适的塑料材料制成的以下构件或部件：将传感器盒组件138安置在盒槽36的内部中的静止下壳体或第一壳体构件20；上壳体或第二壳体构件或套筒22，其引导并保持可旋转的轴46；其联接到轴46的旋转臂或可旋转的臂构件24，其响应于臂构件24的旋转而旋转该轴46；以及电气端子连接器壳体26，其与第一壳体构件20成一体并适于接收电气连接件300。

壳体构件20在所示实施例中大体呈环形或圆柱形的形式，壳体构件包括结合有外部安装和定位特征件的外壁21，该外部安装和定位特征件包括界定有内部螺纹紧固件开孔30的外部紧固件凸台或托架28，以及与托架28的径向相对定位的一对外部定位的凸台或凸耳34。紧固件托架28和定位凸台34由底盘托架12形成的各配合表面和开孔(未示出)接收，以使该传感器组件18安全和准确地安装和定位到底盘托架12。

如图所示，壳体构件20形成并界定出接收和安置传感器盒组件138的内部传感器盒槽或空腔36，详见下文。该盒槽36由壳体构件20的水平底座壁39的内部表面、与底座壁相对、间隔开并平行的壳体构件20的水平的顶部壁41的内部表面、以及壳体构件20的竖直壁21的内部表面的组合来限定和界定，该竖直壁在底座壁39和顶部壁41之间延伸，与底座壁39和顶部壁41的两端连成一体，并基本垂直于它们。

盒槽36经由开口43与连接器壳体26的连接器插口40的内部相通，开口由壳体构件20限定且位于盒槽36与连接器插口40的内部之间。在图2中所示的实施例中，连接器壳体26与壳体构件20的壁21的外表面是一体的，并从该外表面向外突出。电连接器插口40适于接收包括已知构型的元件的电连接器300。开放式连接器插口40还设有连接器锁定特征，这些特征包括柄脚42，该柄脚在电连接器与连接器壳体26的安装位置和连接器插口40内部实现电连接器300的形状锁定。

轴46呈细长的开口管的形式，轴包括固体底座47和圆柱形壁49，底座具有模压到底座47的塑料材料中的药片形磁体60，圆柱形壁从底座47的顶部向上延伸并向外突出，并限定出开放式管状内部或套筒51。

轴46是环形线轴或心轴形构件，其用于实现磁体60的安装和旋转运动。轴46相对于盒槽36的旋转运动，更具体地是相对于其上的霍尔效应传感器188的旋转运动，引起由霍尔效应传感器188感测到的磁场线中的变化，其产生角度信号(即与角度成比例的信号)。

如图3中所示，一个实施例涉及用于图1和图2中示出的现有技术机动车辆底盘传感器组件18的磁体60的一种新的改进设计。在图3中，磁体80在机动车辆底盘传感器组件18的制造期间经历第一包覆成型工艺或操作，以创建和形成包覆成型的磁体160，该包覆成型的磁体包括由合适的包覆成型材料、比如塑料或弹性材料制成的外层162。

在图3中所示的实施例中，外包覆成型层162包括并限定有在外包覆成型层162的相应的侧面和外部顶面中的各包覆贯通开口或窗口164和166。在本实施例中，侧开口或窗口164通常呈矩形，顶部开口或窗口166通常呈圆形。

根据本实施例，包覆成型磁体160随后在制造机动车辆底盘传感器组件的第二工序或操作中，包封到旋转臂构件124的基座147的塑料材料中。

总之，图3实施例涉及一种制造用于测量行驶高度的车辆底盘传感器组件的方法，且该车辆底盘传感器组件包括旋转臂构件124，该方法包括以下步骤：

提供磁体80；将磁体包覆成型以制得带有包覆成型材料层的包覆成型磁体；以及将该包覆成型磁体封装入旋转臂构件。

在一个实施例中，该方法还包括在包覆成型磁体160的包覆成型材料层162中形成窗口的步骤。在另一实施例中，窗口164形成于包覆成型材料层的侧面中。在一个实施例中，窗口166形成于包覆成型材料层的顶面。在另一实施例中，窗口166呈圆形以限定开孔。

因此，图3实施例涉及机动车辆底盘传感器组件，该机动车辆底盘传感器组件包括旋转臂构件124，该旋转臂构件包括包封入旋转臂构件124的塑料或弹性材料中的包覆成型的磁体160，以用于防止包覆成型的磁体160外露到潮湿、含盐、灰尘、物理损坏和极端温度等恶劣的车辆外部环境。

图4示出了旋转臂构件224的另一实施例，其包括包覆成型的磁体结构260。在一个实施例中，包覆成型的磁体结构260具有圆柱形的形状。该实施例包括一对磁体220。在一个实施例中，磁体220具有矩形的形状。还可以构想其他形状和数量的磁体。

最初，制造具有旋转臂构件的车辆底盘传感器组件的方法包括在第一模具内的间隔开的位置布置磁体220。在操作中，用树脂填充的第一模具形成包封一部分磁体220的底座安放件230，该磁体的剩余部分从该底座安放件向外突出。因此，将树脂填充到第一模具内导致磁体220的一部分在模制材料内且一部分外露。树脂形成支撑磁体220的底座安放件230。底座安放件230包括限定开口的中心开孔或窗口234。在一个实施例中，底座安放件230呈圆柱盘形，底座安放件具有绕其外周大体等距的一对向内取向的间隔开的凹槽236，如图4所示。在一个实施例中，底座安放件230包括一对互锁空腔238，这些空腔竖直取向于圆柱形的底座安放件230并围绕该底座安放件等距间隔开。一对磁体220布置在与互锁空腔238等距间隔开的位置中。因此，第一次成型操作形成带有底座安放件230的部分包封的磁体220。

此后，该方法包括将底座安放件230和磁体220布置在第二模具中。用树脂填充第二模具形成封闭安放件240，该封闭安放件包封该磁体220暴露的剩余部分，从而完全包封该磁体以形成包覆成型的磁体结构260。因此，封闭安放件240形成在底座安放件230上以包封磁体220。在一个实施例中，封闭安放件240呈圆柱盘形，并包括与底座安放件230的中心开孔或窗口类似的中心开孔或中心窗口244。进一步地，如图4所示，封闭安放件240包括绕其外周的一对大体等距间隔开的凹槽246。互锁空腔238还可接受树脂以提供底座安放件230和封闭安放件240之间的稳定性。底座安放件230和封闭安放件240的结合将磁体220完全包封以防止磁体受其他元件的影响。底座安放件230和封闭安放件240包括由形成包围磁体220的树脂制成的包覆成型材料层。

进一步地，与其他用于测量行驶高度的磁体不同，图4中所示的磁体220无需涂敷聚对二甲苯(Parylene)保护涂层。替代地，磁体220现在完全包封入包覆成型的磁体结构260，且不需要并因此不使用聚对二甲苯保护外涂层。替代地，价格低廉的环氧树脂保护外涂层也可用于磁体220。

在一个实施例中，树脂是聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂。也可想到其他树脂。

在一个实施例中，中心开孔234、244延伸穿过由包围磁体220的安装件230、240形成的整个包覆成型磁体结构260。

此后，将包覆成型的磁体结构260布置入旋转臂构件模具，以用于形成旋转臂构件。该方法包括填充旋转臂构件模具以将包覆成型的磁体结构260包封入由模具形成的旋转臂构件224的端部。更具体地，将包覆成型的磁体结构260包封入旋转臂构件224的塑料或弹性材料，以进一步防止包覆成型的磁体结构260外露到潮湿、含盐、灰尘、物理损坏和极端温度等恶劣的车辆外部环境。因此，磁体220被包覆两次。在一个实施例中，旋转臂构件224在已包封的包覆成型的磁体结构260附近的端部包括窗口226和沿其长度的窗口228。因此，包覆成型磁体结构260包括中心窗口244，该窗口呈圆形以限定从扁平端延伸到包覆成型磁体结构260中的开孔。

旋转臂构件224以与由本文援引并入的美国专利9，134,200号中的旋转臂类似的方式操作。霍尔效应传感器或其他元件可检测磁体的位置以确定行驶高度和其他效果。

在一个实施例中，由于完全包封的磁体220所需的保护较少，所以车辆底盘传感器组件无需O形环或密封圈来保护包封入旋转臂构件的一对间隔开的磁体。

第一磁体和第二磁体220通常是同步成型和包封的。可以想到其他磁体。还可以想到磁体220的各种形状。

虽然上述说明构成了本发明的优选实施例，但应理解的是，本发明可以在不偏离所附权利要求书的适当范围和合理含义的情况下修改、变型和改变。

Claims (20)

1.一种用于测量车辆的行驶高度的车辆底盘传感器组件，且其包括旋转臂构件，该旋转臂构件带有包封入旋转臂构件的包覆成型磁体。

2.根据权利要求1所述的车辆底盘传感器组件，其中包覆成型磁体包括限定有开放式包覆成型窗口的包覆成型材料层。

3.根据权利要求2所述的车辆底盘传感器组件，其中开放式包覆成型窗口位于包覆成型材料层的侧面。

4.根据权利要求3所述的车辆底盘传感器组件，其中开放式包覆成型窗口呈矩形。

5.根据权利要求2所述的车辆底盘传感器组件，其中开放式包覆成型窗口位于包覆成型材料层的顶面。

6.根据权利要求5所述的车辆底盘传感器组件，其中开放式包覆成型窗口呈圆形。

7.一种制造用于测量车辆的行驶高度并带有旋转臂构件的车辆底盘传感器组件的方法，该方法包括以下步骤：

将磁体布置到第一模具中；

向第一模具填充用以形成底座安放件的树脂，该底座安放件包封一部分磁体且磁体的剩余部分从该底座安放件向外突出；

将支撑磁体的底座安放件布置到第二个模具中；

向第二模具填充用以形成封闭安放件的树脂，该封闭安放件包封该磁体的剩余部分，以将该磁体完全包封成已包覆成型的磁体结构；

将包覆成型的磁体结构布置到旋转臂构件模具中；以及

用树脂填充旋转臂构件模具以将包覆成型的磁体结构包封入旋转臂构件。

8.根据权利要求7所述的方法，其中磁体是第一磁体，该方法包括提供第二磁体，该方法包括：

将第二磁体布置到第一模具中；

向第一模具填充用以形成底座安放件的树脂，该底座安放件包封一部分第二磁体，第二磁体的剩余部分从该底座安放件向外突出；

将底座安放件和第二磁体布置到第二模具中；以及

向第二模具填充用以形成封闭安放件的树脂，以将第二磁体的剩余部分完全包封成已包覆成型的磁体结构。

9.根据权利要求8所述的方法，其中同步成型和包封第一磁体和第二磁体。

10.根据权利要求9所述的方法，其中包覆成型的磁体结构呈圆柱形。

11.根据权利要求7所述的方法，其中包覆成型的磁体结构呈圆柱形。

12.根据权利要求11所述的方法，其中包覆成型的磁体结构包括中心窗口，该窗口呈圆形以限定从扁平端延伸到包覆成型的磁体结构的开孔。

13.根据权利要求8所述的方法，其中将包覆成型的磁体结构包封入旋转臂构件的端部包括成型包覆成型的磁体结构，以防止包覆成型的磁体结构外露到潮湿、含盐、灰尘、物理损坏和极端温度的恶劣的车辆外部环境，且其中树脂是聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。

14.根据权利要求8所述的方法，其中第一磁体和第二磁体是间隔开的矩形磁体。

15.一种用于测量车辆的行驶高度的车辆底盘传感器组件，且其包括旋转臂构件，该旋转臂构件带有包封入旋转臂构件的间隔开的成对的磁体。

16.根据权利要求15所述的车辆底盘传感器组件，其中包覆成型的磁体结构包括由包围一部分磁体的、由为树脂的包覆成型材料制成的底座安放件。

17.根据权利要求16所述的车辆底盘传感器组件，其中包覆成型的磁体结构包括由包封成对的磁体的剩余部分的、由为树脂的包覆成型材料制成的封闭安放件，从而完全包封成对的磁体。

18.根据权利要求15所述的车辆底盘传感器组件，其中包覆成型的磁体结构呈圆柱形，包覆成型磁体结构包括绕其外周的间隔开的成对的凹槽。

19.根据权利要求18所述的车辆底盘传感器组件，其中间隔开的成对的磁体为矩形的形状，且其中车辆底盘传感器组件无需O形环或密封件来保护包封入旋转臂构件的间隔开的成对的磁体。

20.根据权利要求18所述的车辆底盘传感器组件，其中间隔开的成对的磁体包括环氧树脂保护外涂层。