CN117928617A - 用于车辆的传感器部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于车辆的传感器部件，以及用于装配传感器部件的方法，传感器部件具有：包括插接壳体和插销且形成外部接口的插接部件；电路载体，它上面布置有电子电路；包括引入开口的传感器壳体，电路载体在第一接口处与插接壳体和插销连接，传感器壳体包括具有开口的第二接口、经由第二接口与外部传感器组件或盖子连接，电路载体通过引入开口引入传感器壳体中，传感器壳体经由第三接口与插接壳体连接，电路载体预固定在传感器壳体的端部区域处，引导元件对电路载体在第一侧部处进行引导，弹簧元件贴靠与第一侧部对置的第二侧部、将电路载体压靠和固定在引导元件上，根据要实现的通信协议实施第一接口和外部接口，第二和第三接口相同地实施。

Description

用于车辆的传感器部件

技术领域

本发明涉及用于车辆的传感器部件。本发明还涉及用于装配这种用于车辆的传感器部件的方法。

背景技术

由现有技术已知传感器部件，其具有传感器壳体和带有插接壳体的插接部件。在此，具有集成的插接连接器的插接壳体可实施为具有用于电接触的嵌入件的注射成型壳体或具有压入的压入式接触销的注射成型壳体。在注射成型工艺中，具有嵌入件的插接壳体通常比具有压入的接触件的插接壳体造成更高的成本，因为在注射成型机中的嵌入工艺引起更短的周期时间，并且需要附加的花费来处理嵌入件(机器人等)。为了生产具有插接接连部的不同的传感器壳体变体(宽度、高度、不同的螺旋固定点等)，尽管外部插接接口相同，壳体通常仍需要不同的注射成型工具。对于具有所谓的A2B接口的传感器，对插接连接器的电气性能有特殊要求。由于外部接口(类似于100Mbit网络接口)的高的传输频率，必须将插销之间的距离保持得尽可能小。由此限制了自由市场上插接连接器的选择。客户通常对传感器部件有非常不同的要求，以实现所期望的传感器方案。此外，不同的数据总线拓扑和为了实施不同的通信协议可需要不同的外部接口。这导致传感器部件的大量不同的设计变体。

由DE 10 2014 202 192 A1已知用于车辆的传感器单元，该传感器单元具有基体，该基体承载具有至少一个传感器触点的传感器电路，并且在第一端部处具有传感器接触部，在第二端部处具有缆线接触部，其中，传感器接触部通过至少一个传感器配合触点与至少一个传感器触点电气连接，该缆线接触部通过至少一个缆线触点与联接缆线电气连接。传感器接触部和缆线接触部布置在共同的接触载体上。在此，传感器电路布置在接触载体的端部区域处，使得传感器电路沿期望的探测方向取向。探测方向通过接触载体的端部区域相对于基体的纵向轴线的弯曲角度来预先确定，其中，传感器接触部与传感器电路由固定在基体处的杯形套包围，其形状与传感器电路的探测方向相匹配。

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部件具有以下优点：为不同的传感器应用或传感器方案提供柔性的壳体方案。在此，针对特定变体，相应仅更换整个壳体的一小部分。通过组合不同的部分，可创建传感器部件的许多不同变体。在此，生产线的设计可以使所有变体都可在一条线上生产。借助本发明的传感器模块的提案，可通过组合不同的壳体部分来生产各种传感器部件。在此，在构造方面，功能原理总是相似的，可使用相同的制造装置。通过插接部件，可提前使传感器部件的外部接口与客户期望的总线拓扑匹配，而在传感器壳体和插接壳体之间的机械接口相同地实施。因此，例如可提供两针、四针或八针的插接连接器，其可满足对信号传输和通信协议的对应的要求。显然，还可将公连接器(Messerleiste)或类似的接触部件用作传感器部件的外部接口。

本发明的实施方式提供了用于车辆的传感器部件，该传感器部件具有：插接部件，其包括插接壳体和至少两个插销，并且形成传感器部件的外部接口；电路载体，在该电路载体上布置有与要实现的传感器方案对应的电子电路；以及传感器壳体，其包括引入开口。电路载体在第一接口处与插接壳体和至少两个插销连接。传感器壳体包括具有开口的第二接口，传感器壳体可经由该第二接口根据要实现的传感器方案与外部传感器组件或盖子连接，在未使用状态下，盖子盖住第二接口的开口。在此，电路载体通过引入开口引入传感器壳体中，传感器壳体经由第三接口与插接壳体连接。电路载体预固定在传感器壳体的端部区域处，其中，至少一个引导元件对电路载体在第一侧部处进行引导，并且至少一个弹簧元件贴靠与第一侧部对置的第二侧部，并且将电路载体压靠和固定在至少一个引导元件上。根据要实现的通信协议来实施第一接口和外部接口。不管要实现的传感器方案和要实现的通信协议如何，第二接口和第三接口相同地实施。

还提出了用于装配这种用于车辆的传感器部件的方法。在此，提供传感器壳体，并且根据要实现的传感器方案和要实现的通信协议提供插接部件和电路载体。使插接部件和电路载体在第一接口处彼此连接。将电路载体引入传感器壳体的引入开口中，直至插接壳体和传感器壳体在第三接口处彼此连接，并且电路载体预固定在传感器壳体的端部区域处。根据要实现的传感器方案，使外部传感器组件或盖子在第二接口处与传感器壳体连接。

利用传感器部件的实施方式，通过将所需的插销以保持得尽可能小的距离放置在插接壳体中，例如还可容易地将A2B接口实现为外部接口，以便可类似于网络接口(100Mbit)实现外部接口的高传输频率。此外，传感器部件的外部接口可实施为MOST总线接口、100BASE-T1接口、PSI5接口、CAN接口、CAN-FD接口、VIAS接口等。

通过传感器壳体的第二接口，可轻松实现客户对传感器部件的不同要求。因此，传感器壳体例如可与盖子连接，在未使用状态下，盖子盖住第二接口的开口。例如，如果作为电路载体上的电子电路的一部分的内部传感器组件足以实现期望传感器方案，并且无需其他外部传感器组件，则此时可是这种情况。替代地，根据要实现的传感器方案，各种外部传感器组件可经由第二接口电气地和机械地与传感器壳体连接。因此，转速传感器例如可作为外部传感器组件与一个ASIC(ASIC:Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung(专用集成电路))或冗余地与两个ASIC或与具有两个传感器元件、温度传感器、麦克风等的ASIC在第二接口处法兰连接。在此，转速传感器可配备HALL、AMR、GMR、TMR或类似的测量技术。在此，转速传感器的形状可在长度、读取方向、直径、带或不带O型圈等方面有所不同。外部传感器组件的电接触例如可通过装配在电路载体上的接触弹簧来实现。还可想到压入技术或插接接触来接触用法兰连接的外部传感器组件。如果不需要与传感器部件的电路载体的电接触，可在盖子的外部布置保持销，在该处例如可法兰连接有传感机构，以用于加速度测量和/或噪声测量(道路噪声传感机构)。

插接壳体和传感器部件的传感器壳体可优选地相应实施为塑料注射成型构件。这能够使得大批量生产变得简单且经济高效。在装配时，优选地通过两个实施为压紧肋部的引导元件将电路载体预固定在传感器壳体的端部区域中。

至少一个弹簧元件例如可理解成机械式弹簧，例如筒形弹簧、螺旋弹簧、S形弹簧等，或者可理解成弹性的塑料元件，例如橡胶球、硅树脂管等，其适于将电路载体压靠和固定在至少一个引导元件上。

电子电路例如可理解成评估和控制电路，其处理和评估探测到的传感器信号。电子电路可具有至少一个接口，该接口可用硬件和/或软件来设计。在用硬件设计的情况下，接口例如可以是所谓的ASIC系统的一部分，其包含电子电路的多种功能。然而，同样可行的是，接口是专用集成电路或者至少部分地由分立构件组成。在用软件设计的情况下，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执行评估。

通过在从属权利要求中列出的措施和改进方案可有利地改进在独立权利要求1中给出的用于车辆的传感器部件和在独立权利要求11中给出的方法。

特别有利的是，插接部件的至少两个插销的数量和布置可与要实现的通信协议匹配。

在传感器部件的有利的设计方案中，至少一个弹簧元件可在第二接口的区域中布置在电路载体和传感器壳体之间。在此，至少一个弹簧元件可支撑在外部传感器组件或盖子上。在用法兰连接外部传感器组件的情况下，至少一个弹簧元件可实施为接触弹簧，其使在第二接口处与传感器壳体连接的外部传感器组件与电路载体电气连接。优选地，接触弹簧可实施为筒形弹簧或S形弹簧。在这种实施方式中，除了固定电路载体之外，至少一个弹簧元件有利地附加地承担外部传感器组件的电气接触。附加地或替代地，尤其与盖子组合地，至少一个弹簧元件例如可实施为橡胶球、硅树脂管、螺旋弹簧等。

在传感器部件的另一有利的设计方案中，插接部件的至少两个插销可压入插接壳体中，并且与电路载体的至少一个导体线路结构导电地连接。至少两个插销的接触附加地承担将电路载体机械地固定在插接侧。为了将作用于接触部位的负载保持得尽可能低，插接壳体可在第一接口的区域中具有至少一个支撑元件，电路载体贴靠在该支撑元件处。至少一个支撑元件例如可作为附加的支承凸出部安置或成型在插接壳体处。

在传感器部件的另一有利的设计方案中，外部传感器组件和/或插接壳体可通过焊接连接、粘接连接、螺纹连接、压接连接或热冲压连接(Warmstemmverbindung)以流体不可穿透的方式与传感器壳体连接。这意味着，外部传感器组件或盖子可在第二接口处通过焊接连接、粘接连接、螺纹连接、压接连接、热冲压连接或提到的连接技术的组合以流体不可穿透的方式与传感器壳体连接。插接壳体可在第三接口处通过焊接连接、粘接连接、螺纹连接、压接连接、热冲压连接或提到的连接技术的组合以流体不可穿透的方式与传感器壳体连接。

在传感器部件的另一有利的设计方案中，第三接口可包括构造在插接壳体处的一圈第一凸缘和构造在传感器壳体处的一圈第二凸缘，它们在接合状态下彼此搭接。

在传感器部件的另一有利的设计方案中，至少一个固定接片可构造在传感器壳体处。由此可通过压入、包覆或粘接的轴套容易地实现用于传感器部件的螺旋固定点。此外，还可想到使用防脱落的螺丝。作为第二固定点，例如可使用压紧肋部或传感器壳体的外部几何。替代地，盖子可利用用于盲孔或薄片装配的保持销作为第二固定点。还可替代地通过铆钉进行固定。

在方法的有利的设计方案中，可在连接外部传感器组件或盖子之前，将至少一个弹簧元件在第三接口的区域中布置在电路载体和传感器壳体之间，使得在装配的状态中，弹簧元件可支撑在外部传感器组件或盖子处，并且可将电路载体压靠和固定在至少一个引导元件上。在实施为接触弹簧的情况下，至少一个弹簧元件例如可装配在电路载体上。与盖子组合地，至少一个弹簧元件可固定在盖子的内部。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且在下文的说明中进一步阐述这些实施例。在附图中，相同的附图标记表示实施相同或相似功能的组成或元素。

图1示出了根据本发明的用于车辆的传感器部件的实施例的示意性的俯视图。

图2示出了图1的根据本发明的传感器部件的沿着切线II–II的示意性的剖面图示。

图3示出了图1和图2的根据本发明的传感器部件的电路载体和插接部件的组成的立体图示。

图4示出了与图3的插接部件连接的图3的电路载体的侧视图。

图5示出了在将电路载体引入到图1和图2的根据本发明的传感器部件的传感器壳体中之前，插接部件与连接的电路载体的立体图示。

图6示出了根据本发明的用于装配用于车辆的传感器部件的方法的实施例的示意性的流程图。

具体实施方式

如从图1至图6可见的那样，根据本发明的用于车辆的传感器部件1的示出的实施例包括：插接部件10，该插接部件包括插接壳体11和至少两个插销18，并且形成传感器部件1的外部接口9；电路载体14，在该电路载体上布置有与要实现的传感器方案对应的电子电路16；以及传感器壳体20，其包括引入开口22。电路载体14在第一接口3处与插接壳体11和至少两个插销18连接。传感器壳体20包括具有开口25的第二接口5，根据要实现的传感器方案，传感器壳体20可经由该第二接口与外部传感器组件30或盖子连接，在未使用的状态中，盖子盖住第二接口5的开口25。电路载体14通过引入开口22引入传感器壳体20中，该传感器壳体经由第三接口7与插接壳体11连接。电路载体14预固定在传感器壳体20的端部区域处。在此，至少一个引导元件24对电路载体14在第一侧部处进行引导，并且至少一个弹簧元件26贴靠与第一侧部对置的第二侧部，并且将电路载体14压靠和固定在至少一个引导元件24上。第一接口3和外部接口9根据要实现的通信协议来实施。不管要实现的传感器方案和要实现的通信协议如何，第二接口5和第三接口7相同地实施。

在传感器部件1的示出的实施例中，插接壳体11和传感器壳体20相应实施为塑料注射成型构件，插接壳体具有用于插入未进一步示出的插头的插接开口11.1。

插接部件10的至少两个插销18的数量和布置可与要实现的通信协议匹配。在插接部件10的示出的实施例中，八个插销18压入到插接壳体11的对应的接触开口11.2中。如还尤其从图3中可见的那样，电路载体14具有接触区域14.1，该接触区域具有八个未详细标出的有镀层的通孔(Durchkontaktierung)，八个插销18可压入该有镀层的通孔中。替代地，插销18可钎焊在有镀层的通孔中。插销18经由有镀层的通孔与电路载体14的至少一个未进一步示出的导体线路结构电气连接。在示出的实施例中，ASIC功能块16A作为电子电路的一部分布置在电路载体14上。显然，电子电路还可包括其他在此未进一步示出的有源或无源电子构件。

为了减轻在第一接口3的区域中的插销18的接触负载，插接壳体11具有至少一个支撑元件15，电路载体14贴靠在该支撑元件处。如还尤其从图2至图4可见的那样，在示出的实施例中，两个实施为支承凸出部15A的支撑元件15成型到插接壳体11处，电路载体14通过端侧并且通过其第一侧部(此处为上侧部)贴靠在该支撑元件处。

在传感器部件1的示出的实施例中，在此实施为转速传感器30A的外部传感器组件30和插接壳体11相应通过塑料焊接连接与传感器壳体20以流体不可穿透的方式连接。如还尤其从图1和图2可见的那样，实施为转速传感器30A的外部传感器组件30在第二接口5处通过塑料焊接连接与传感器壳体20以流体不可穿透的方式连接。插接壳体11在第三接口7处通过塑料焊接连接与传感器壳体20以流体不可穿透的方式连接。在没有外部传感器组件30的传感器部件1的未示出的实施例中，盖子在第二接口5处通过粘接连接与传感器壳体20以流体不可穿透的方式连接。显然，外部传感器组件30或盖子和/或插接壳体11还可通过其他的连接技术与传感器壳体20以流体不可穿透的方式连接，例如通过焊接连接、粘接连接、螺纹连接、热冲压连接、压接连接或所提到的连接技术的组合。

如还从图1至图5可见的那样，第三接口7包括构造在插接壳体11处的一圈第一凸缘12和构造在传感器壳体20处的一圈第二凸缘23，它们在接合状态下彼此搭接。此外，传感器壳体20的一圈第二凸缘23与插接壳体11的连接区域13贴靠，并且在连接区域13处通过塑料焊接连接与插接壳体11以流体不可穿透的方式连接。如还尤其从图2和图5可见的那样，电路载体14布置在两个实施为压装用肋部的引导元件24之间，并且在引入到传感器壳体20的引入开口22中时由该引导元件引导。在此，在接合状态下，电路载体14以第一侧部(此处为上侧部)贴靠第一引导元件24A，并且由在第二接口5的区域中的两个实施为接触弹簧26A的弹簧元件26压靠在第一引导元件24A上。在传感器壳体20的端部区域中，电路载体14被夹紧在第一引导元件24A和第二引导元件24B之间，第二引导元件贴靠电路载体14的第二侧部(此处为下侧部)。在此，实施为接触弹簧26A的弹簧元件26支撑在外部传感器组件30上。接触弹簧26A电气连接在第二接口5处与传感器壳体20连接的外部传感器组件30与电路载体14。在没有外部传感器组件30的传感器部件1的替代的未示出的实施例中，至少一个弹簧元件26支撑在盖子上，盖子封闭开口25。

如还可从图1看出的那样，在传感器部件1的示出的实施例中，固定接片27构造在传感器壳体20处。在此，固定轴套28被固定接片包覆。为了固定传感器部件1，可将螺丝引导通过固定轴套8，并且将传感器部件1用螺丝拧紧在安装位置处。

如还从图6中可见的那样，根据本发明的用于装配用于车辆的这种传感器部件1的方法100的示出的实施例包括步骤S100，在该步骤中，提供传感器壳体20。根据要实现的传感器方案和要实现的通信协议，还在步骤S100中提供插接部件10和电路载体14。在步骤S110中，将插接部件10和电路载体14在第一接口3处彼此连接。在步骤S120中，将电路载体14引入传感器壳体20的引入开口22中，直至插接壳体11和传感器壳体20在第三接口7处彼此连接，并且电路载体14预固定在传感器壳体20的端部区域处。在步骤S130中，根据要实现的传感器方案，使外部传感器组件30或盖子在第二接口5处与传感器壳体20连接。

此外，在连接外部传感器组件30或盖子之前，将至少一个弹簧元件26在第三接口7的区域中布置在电路载体14和传感器壳体20之间，使得弹簧元件26在装配的状态中支撑在外部传感器组件30或盖子处，并且将电路载体14压靠和固定在至少一个引导元件24上。至少一个弹簧元件26例如可固定在电路载体14、传感器组件30或盖子处。

Claims (12)

1.用于车辆的传感器部件(1)，该传感器部件具有：

插接部件(10)，其包括插接壳体(11)和至少两个插销(18)，并且形成所述传感器部件(1)的外部接口(9)；

电路载体(14)，在该电路载体上布置有与要实现的传感器方案对应的电子电路(16)；以及

传感器壳体(20)，该传感器壳体包括引入开口(22)，

其中，所述电路载体(14)在第一接口(3)处与所述插接壳体(11)和所述至少两个插销(18)连接，其中，所述传感器壳体(20)包括具有开口(25)的第二接口(5)，所述传感器壳体(20)能够经由该第二接口根据要实现的传感器方案与外部传感器组件(30)或盖子连接，在未使用的状态下，该盖子盖住所述第二接口(5)的开口(25)，其中，所述电路载体(14)通过所述引入开口(22)引入所述传感器壳体(20)中，该传感器壳体经由第三接口(7)与所述插接壳体(11)连接，其中，所述电路载体(14)预固定在所述传感器壳体(20)的端部区域处，其中，至少一个引导元件(24)对所述电路载体(14)在第一侧部处进行引导，并且至少一个弹簧元件(26)贴靠与所述第一侧部对置的第二侧部，并且将所述电路载体(14)压靠和固定在所述至少一个引导元件(24)上，其中，根据要实现的通信协议实施所述第一接口(3)和所述外部接口(9)，并且其中，不管要实现的传感器方案和要实现的通信协议如何，所述第二接口(5)和所述第三接口(7)相同地实施。

2.根据权利要求1所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述插接部件(10)的至少两个插销(18)的数量和布置能够与要实现的通信协议匹配。

3.根据权利要求1或2所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述至少一个弹簧元件(26)在所述第二接口(5)的区域中布置在所述电路载体(14)和所述传感器壳体(20)之间。

4.根据权利要求3所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述至少一个弹簧元件(26)支撑在所述外部传感器组件(30)或所述盖子上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述至少一个弹簧元件(26)实施为接触弹簧(26A)，其将在所述第二接口(5)处与所述传感器壳体(20)连接的外部传感器组件(30)与所述电路载体(14)电气连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述插接部件(10)的至少两个插销(18)压入所述插接壳体(11)中，并且与所述电路载体(14)的至少一个导体线路结构导电地连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述插接壳体(11)在所述第一接口(3)的区域中具有至少一个支撑元件(15)，所述电路载体(14)贴靠在该至少一个支撑元件处。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述第三接口(7)包括构造在所述插接壳体(11)处的一圈第一凸缘(12)和构造在所述传感器壳体(20)处的一圈第二凸缘(23)，它们在接合状态下彼此搭接。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器部件(1)，其特征在于，所述外部传感器组件(30)或所述盖子和/或所述插接壳体(20)通过焊接连接、粘接连接、螺纹连接、压接连接、热冲压连接或所提到的连接技术的组合与所述传感器壳体(11)以流体不可穿透的方式连接。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的插接部件(10)，其特征在于，至少一个固定接片(27)构造在传感器壳体(20)处。

11.用于装配用于车辆的传感器部件(1)的方法(100)，该传感器部件根据权利要求1至10中任一项来实施，其中，提供传感器壳体(20)，并且根据要实现的传感器方案和要实现的通信协议提供插接部件(10)和电路载体(14)，其中，使所述插接部件(10)和所述电路载体(14)在第一接口(3)处彼此连接，其中，将所述电路载体(14)引入所述传感器壳体(20)的引入开口(22)中，直至所述插接壳体(11)和所述传感器壳体(20)在第三接口(7)处彼此连接，并且将所述电路载体(14)预固定在所述传感器壳体(20)的端部区域处，其中，根据要实现的传感器方案，使外部传感器组件(30)或盖子在所述第二接口(5)处与所述传感器壳体(20)连接。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在连接所述外部传感器组件(30)或所述盖子之前，将所述至少一个弹簧元件(26)在所述第三接口(7)的区域中布置在所述电路载体(14)和所述传感器壳体(20)之间，使得在装配的状态中，所述弹簧元件(26)支撑在所述外部传感器组件(30)或所述盖子处，并且将所述电路载体(14)压靠和固定在所述至少一个引导元件(24)上。