KR20170104496A - 대칭적으로 매립된 센서 엘리먼트들을 갖는 센서 - Google Patents

대칭적으로 매립된 센서 엘리먼트들을 갖는 센서 Download PDF

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KR20170104496A
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슈펜야 라우코프
야콥 쉴링거
미하엘 슐마이슈터
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콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게
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Abstract

본 발명은 물리적 변수 (20) 를 검출하기 위한 센서 (28) 에 관한 것이고, 이 센서는, - 물리적 변수 (20) 에 종속적인 전기적 신호 (39) 를 출력하기 위한 센서 엘리먼트 (35), - 센서 엘리먼트 (35) 를 지지하는 기판 (67), - 기판 (67) 상에서 전기적 신호 (39) 를 전도시키는 인쇄 회로 기판 (68), 및 - 매립 조성물 (70) 로서, 거기에 센서 엘리먼트 (35) 는 완전히 매립되고 인쇄 회로 기판 (68) 은 적어도 부분적으로 매립되는, 상기 매립 조성물 (70) 을 포함하고, - 적어도 하나의 보상 엘리먼트 (40, 70', 76) 가 매립 조성물 (70) 에 매립되고, 이 보상 엘리먼트에 의해, 매립 조성물 (70) 에 적어도 부분적으로 매립된 센서 (28) 의 엘리먼트에 의해 야기되는 기계적 응력 (73) 이 상쇄된다.

Description

대칭적으로 매립된 센서 엘리먼트들을 갖는 센서
본 발명은 물리적 변수를 검출하기 위한 센서에 그리고 그 센서를 갖는 차량용 제어 디바이스에 관한 것이다.
WO 2010 / 037 810 A1 에서, 물리적 신호를 검출하기 위한 센서가 개시된다. 센서는, 회로 기판으로서, 센서의 센서 컴포넌트들을 지지하고 또한 그것들을 상호연결하는 리드 프레임 (lead frame) 을 포함한다. 센서 컴포넌트들은 리드 프레임으로 회로 하우징에서 둘러싸인다.
본 발명의 목적은 공지의 센서를 개선하기 위한 것이다.
그 목적은 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 선호되는 확장들은 종속 청구항들의 청구물이다.
본 발명의 하나의 양태에 따라서, 물리적 변수 (physical variable) 를 검출하기 위한 센서는, 물리적 변수에 종속적인 전기적 신호를 출력하기 위한 센서 엘리먼트, 센서 엘리먼트를 지지하는 기판, 기판 상에서 전기적 신호를 전도시키는 도체 트랙 (conductor track) 및 매립 조성물 (embedding compound) 을 포함하고, 센서 엘리먼트는 그 매립 조성물에 완전히 매립되고 도체 트랙은 그 매립 조성물에 적어도 부분적으로 매립된다.
본 발명에 따라서, 적어도 하나의 보상 엘리먼트 (compensation element) 가 상기 특정된 센서의 매립 조성물에 매립되고, 이 보상 엘리먼트에 의해, 매립 조성물에 적어도 부분적으로 매립된 상기 특정된 센서의 엘리먼트에 의해 유발되는 기계적 응력 (mechanical stress) 이 상쇄 (counteract) 된다.
상기 특정된 센서는 차량 (vehicle) 에서의 전술된 센서가 회로 어셈블리에서 일반적으로 사용된다는 고려에 기초한다. 이들은 상위-레벨 회로를 형성하기 위해 함께 결합된 복수의 컴포넌트들로 이루어진다. 이러한 경우들에서의 상위-레벨 회로는 통상적으로 매우 크고, 하지만, 이는 자동차 산업에서의 소형화에 대한 계속 증가하는 요구들과 부합하지 않는다.
하나의 해결책은, 상기 기재된 리드 프레임을 이용하여 센서를 제조하지 않고, 상위-레벨 회로를 구현하는 회로 기판 상에 직접 센서 엘리먼트를 탑재하는 것일 것이다. 하지만, 이는 긴 서비스 수명을 보장하기 위해 센서 엘리먼트가 보호 재료에 매립되어야만 하는 문제점을 나타낸다. 하지만, 온도 변화들 및 다른 영향들로 인해서, 이 보호 재료는 전체 시스템에 기계적 응력 또는 기계적 장력을 도입하고, 이는 전체 시스템을 손상시키고 그것의 서비스 수명을 감소시킬 수 있다.
상기 특정된 센서는 센서에서의 엘리먼트에 의해 유발된 기계적 응력이 보상되는 방식으로 센서를 설계하는 것을 제안함으로써 이러한 문제를 해결한다. 이를 달성하기 위해서, 센서의 적어도 2 개의 엘리먼트들이, 결과적인 기계적 응력이 전체적으로 상쇄되어 제거되도록 배열된다. 기계적 장력으로부터의 자유가 가능한 한 최선으로 달성되도록 하는, 이 목적을 위해 제공된 보상 엘리먼트는, 센서의 기능을 위해 필요한 엘리먼트, 또는 기계적 응력을 중화시키는 목적을 위해 상기 특정된 센서 내로 구체적으로 도입되는 중복성 (redundant) 엘리먼트일 수 있다.
표면상, 센서는 따라서 응력으로부터 기계적으로 자유롭고, 특정된 센서의 서비스 수명이 상당히 증가되는 것을 가능하게 한다.
특정된 센서의 확장에서, 기계적 응력을 야기하는 센서의 엘리먼트와 보상 엘리먼트는 대칭적으로, 특히 점 대칭적으로 배열된다. 2 개의 엘리먼트들의 대칭적 배열은 기계적 응력이 가능한 한 완전히 상쇄되는 이상적인 조건을 달성하기를 시도한다.
보상 엘리먼트는, 예를 들어, 래커 (lacquer) 로서, 중복성 스루 홀 (redundant through hole) 로서, 또는 매립 조성물에서의 공동 (cavity) 으로서 구현됨으로써, 매립 조성물과는 상이한 재료로 이루어질 수도 있다.
특정된 센서의 추가적인 확장에서, 매립 조성물에서 적어도 부분적으로 매립된 센서의 엘리먼트는 센서 엘리먼트를 포함한다. 반면, 보상 엘리먼트는 센서 엘리먼트와는 상이한 전기적 컴포넌트를 포함할 수 있고, 따라서 비-중복성 (non-redundant) 이도록 설계될 수 있다.
이러한 비-중복성 컴포넌트는 예를 들어 EMC 로서 알려진 전자기적 호환성을 증가시키기 위한 필터 엘리먼트일 수 있다.
특정된 센서의 특정 확장에서, 도체 트랙과 센서 엘리먼트 사이의 전기적 콘택트 (electrical contact) 는 그 도체 트랙과의 또는 다른 도체 트랙과의 보상 엘리먼트의 전기적 콘택트와는 상이할 수도 있다. 이러한 방식으로, 2 개의 엘리먼트들 사이의 상이한 기하학적 또는 다른 상이한 인과관계적 인자들이 보상될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 전기적 콘택트들은 예를 들어 그들의 사이즈에서 상이할 수 있고, 사이즈 차이는 기계적 응력이 추가로 감소되도록 하는 방식으로 설계되어야 한다.
본 발명의 추가적인 양태에 따라, 검출된 물리적 변수에 기초하여 차량의 거동을 제어하기 위한 차량용 제어 디바이스는 물리적 변수를 검출하기 위한 특정된 센서들 중의 하나를 포함한다.
상술된 본 발명의 특징들 및 이점들 및 이들이 달성되는 방식은, 도면들과 함께 보다 상세하게 설명되는 예시적인 실시형태들의 이하의 설명과 함께 더 명확하게 되고 더 이해가능하게 될 것이다.
도 1 은 구동 역학 조정 유닛을 갖는 차량의 개략도이다.
도 2 는 도 1 의 차량의 회전 속도 센서의 개략적 표현이다.
도 3 은 중간 생산 상태에서 도 2 의 회전 속도 센서의 판독 헤드의 개략적 표현이다.
도 4 는 대안적인 판독 헤드의 개략적 단면도이다.
도 5 는 판독 헤드에 대한 상이한 컴포넌트들의 이상적, 이론적 배열의 개략도이다.
도 6 은 제 1 관점으로부터의 제어 디바이스이다.
도 7 은 제 2 관점으로부터의 도 6 의 제어 디바이스이다.
도 8 은 선형 포지션 센서의 개략적 평면도이다.
도 9 는 대안적인 선형 포지션 센서의 개략적 평면도이다.
도면들에서, 동일한 기술적 엘리먼트들은 동일한 참조부호들이 제공되고 오직 한번만 설명된다.
섀시 (6) 가 휠들 (4) 상에 지지된 차량 (2) 의 개략도를 나타내는 도 1 에 대한 참조가 이루어진다. 휠들 (4) 중 2 개는 내연 기관 (10) 에 의해 축 (8) 을 통해 구동된다. 내연 기관의 기본적인 동작 원리는 알려져 있고, 따라서 추가로 이하에서 논의되지 않을 것이다.
알려진 방식에서, 예를 들어, DE 10 2012 206 552 A1 를 참조하면, 내연 기관 (10) 의 밸브 타이밍은, 상이한 회전 속도 범위들에서 더 나은 연료 이용을 획득하기 위해서 내연 기관 (10) 의 로드 포인트를 조정하기 위해서, 캠샤프트 타이머 (12) 로 조정될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 캠샤프트 제어 디바이스 (14) 는 회전 속도 센서 (18) 를 이용하여 내연 기관 (10) 의 회전 속도를 검출하고, 검출된 회전 속도 (20) 에 기초하여 제어 신호 (22) 로 캠샤프트 타이머 (12) 를 제어한다. 회전 속도 (20) 에 기초하여 제어 신호 (18) 를 생성하는 수단은 알려져 있고, 추가로 이하에서 논의되지 않을 것이다. 이것의 상세한 내용들은 관련 전문 문헌에서 발견될 수 있다.
본 실시형태의 맥락에서의 회전 속도 센서 (18) 는 특별한 방식으로 설계된다. 이것이 보다 자세히 논의되기 전에, 회전 속도 센서 (18) 의 기본적인 구조 그 자체가 더 자세하게 논의될 것이다. 이를 위해, 도 1 의 차량 (2) 에서의 회전 속도 센서 (18) 의 가능한 실시형태의 개략도를 나타내는 도 2 에 대한 참조가 이루어진다.
본 실시형태에서의 회전 속도 센서 (18) 는, 내연 기관 (10) 의 미도시의 로터 상에 회전적으로 고정 방식으로 탑재된 인코더 디스크 (26), 및 섀시 (6) 상에 고정 위치에 탑재된 판독 헤드 (28) 를 포함하는 능동 회전 속도 센서로서 설계된다.
본 실시형태에서의 인코더 디스크 (26) 는 함께 체인으로 연결된 자기적 북극들 (30) 및 자기적 남극들 (32) 로 이루어지고, 이들은 함께 예시의 화살표로 표시된 자기 인코더 필드 (33) 를 여기시킨다. 내연 기관 (10) 의 로터 상에 탑재된 인코더 디스크 (26) 가 회전의 방향 (34) 에서 로터와 함께 회전할 때, 자기 인코더 필드 (33) 는 그것과 함께 회전한다.
본 실시형태에서의 판독 헤드 (28) 는 센서 프로브 (35) 를 포함하고, 이 센서 프로브는 자기 인코더 필드 (17) 의 모션 (motion) 의 함수로서 전기적 센서 신호 (39) 를 발생시킨다. 자기-저항 효과에 기초한 측정 원리와 같은 임의의 소망되는 측정 원리가 이 목적을 위해 이용될 수 있다. 전기적 센서 신호 (39) 는 따라서 검출될 회전 속도 (20) 에 의존한다.
센서 신호 (39) 는 그 다음, 판독 헤드 (28) 에 배열된 신호 프로세싱 회로 (40) 에서 프로세싱될 수 있다. 여기서, 펄스 신호 (42) 는 보통 센서 신호 (39) 로부터 생성되고, 여기서, 미리정의된 시간 세그먼트에 걸쳐, 펄스 신호 (42) 는 검출될 회전 속도에 종속적인 다수의 펄스들을 포함한다. 이 펄스 신호 (42) 는 그 다음, 캠샤프트 제어 디바이스 (14) 에 출력되고, 이 캠샤프트 제어 디바이스는 그 다음, 펄스 신호 (42) 에서의 펄스들의 수를 카운트함으로써 회전 속도 (20) 를 도출할 수 있다.
잘 알려진 바와 같이, 내연 기관 (10) 으로 인해 무시할 수 없는 간섭 필드들이 발생하기 때문에, 지지 자석 (43) 이 판독 헤드 (28) 에 배열되어 이들 간섭 필드들을 상쇄시키고 따라서 낮은 공차들로 회전 속도 (20) 의 검출을 가능하게 한다. 지지 자석 (43) 은 따라서 간섭 필드들을 적당하게 상쇄시킬 수 있을만큼 충분히 강하도록 선택되어야 한다.
종래에, 예를 들어, WO 2010 / 037 810 A1 에서 상기 언급된 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 판독 헤드 (28) 는 리드 프레임 상에 구현된다. 이러한 리드 프레임은 예를 들어 도 3 에 도시되고, 참조 부호 44 로 참조된다. 리드 프레임 (44) 은 지지 프레임 (46), 판독 헤드 (28) 가 위에 지지되고 상호연결되는 삽입 아일랜드 (48), 2 개의 댐바들 (dambars) (50) 및 2 개의 콘택트 단자들 (52) 을 포함한다. 댐바들 (50) 은 콘택트 단자들 (52) 을 직접 유지하고, 지지 프레임 (46) 상에 보조 프레임 (53) 을 통해 삽입 아일랜드 (48) 를 유지한다. 리드 프레임 (44) 에서, 지지 프레임 (46), 삽입 아일랜드 (48), 댐바들 (50), 콘택트 단자들 (52) 및 보조 프레임 (53) 은 일체형 스탬핑된 부분 또는 스탬핑된 프레임으로서 설계되고, 여기서, 전술된 엘리먼트들은 전기적으로 전도성인 금속 플레이트로부터 스탬핑 (stamping) 함으로써 형성된다.
본 실시형태의 맥락에서, 예를 들어 자기-저항 엘리먼트의 형태의 센서 프로브 (35), 및 신호 평가 회로 (40) 가 삽입 아일랜드 (48) 상에 탑재되고 예를 들어 솔더링 (soldering) 또는 본딩 (bonding) 에 의해 전기적으로 접촉된다. 샘플링된 신호 (39) 가 센서 프로브 (35) 와 신호 평가 회로 (40) 사이에서 삽입 아일랜드 (48) 및 본딩 와이어 (54) 를 통해 송신될 수 있도록, 센서 프로브 (35) 및 신호 평가 회로 (40) 는 또한 본딩 와이어 (54) 를 통해 서로 연결된다.
본 실시형태에서의 삽입 아일랜드 (48) 는 2 개의 콘택트 단자들 (52) 중 하나에 직접 연결되는 한편, 2 개의 콘택트 단자들 (52) 중의 다른 것은 삽입 아일랜드 (48) 로부터 전기적으로 절연되고 추가적인 본딩 와이어 (54) 를 통해 신호 평가 회로 (40) 에 연결된다. 이러한 방식으로, 데이터 신호 (42) 는 2 개의 콘택트 단자들 (56) 을 통해 신호 평가 회로 (40) 로부터 출력될 수 있다.
본 실시형태의 맥락에서의 지지 프레임 (46) 은 2 개의 평행하게 달리는 운반 스트립들 (transport strips) (58) 을 포함하고, 이들은 연결 웨브들 (webs) 을 통해 서로 연결된다. 운반 스트립 (58) 은 운반 홀들 (62) 을 포함하고, 이 운반 홀들 내로 운반 툴 (transport tool) (추가로 예시되지 않음) 이 결합되어 리드 프레임 (44) 을 이동시킬 수 있다. 운반 스트립 (58) 상에서, 인덱스 홀 (64) 이 또한 형성되고, 이에 의해, 운반 동안 리드 프레임 (44) 의 위치가 정의되고 따라서 조정될 수 있다.
판독 헤드 (28) 를 보호하기 위해, 판독 헤드 (28), 및 콘택트 단자들 (52) 을 지지하는 삽입 아일랜드 (48) 주위로 하우징 (housing) 이 형성될 수 있다. 하우징은 예를 들어 판독 헤드 (28) 주위의 보호 조성물로서 설계될 수 있고, 이 시점에서 간략함을 위해 DE 10 2008 064 047 A1 와 같은 관련 종래 기술에 대한 참조가 이루어진다.
이 판독 헤드 (28) 는 이제, 펄스 신호 (42) 가 이것으로 송신될 수 있도록, 캠샤프트 제어 디바이스 (14) 에 적어도 전기적으로 연결되어야 한다. 필요한 전기적 접속 프로세스들은 제조 비용들에서의 증가를 필요로 했을 뿐만 아니라, 결과적인 접속은 원칙적으로 전기적으로 및 기계적으로 에러의 소스를 나타냈고, 이러한 기초 상에서, 판독 헤드 (28) 및 따라서 전체 회전 속도 센서 (18) 는 실패할 수도 있다.
예시적인 실시형태는, 인쇄 회로 기판 모듈에서 회전 속도 센서 (18) 의 판독 헤드 (28) 를 매립하는 것을 제안함으로써 이러한 문제점을 해결한다. 이러한 인쇄 회로 기판 모듈은, 참조 부호 66 으로 단면도로 도시된 도 4 의 기초 상에서 이하 더 자세히 설명될 것이다.
인쇄 회로 기판 모듈 (66) 은 서로의 상부에 적층된 복수의 절연 층들 (67) 을 포함하고, 그 위에 도체 트랙들 (68) 이 적용된다. 도체 트랙들 (68) 또는 절연 층들 (67) 은 회전 속도 센서 (18) 의 판독 헤드 (28) 를 구성하는 개별 컴포넌트들 (35, 40) 을 지지하고, 이 회전 속도 센서의 판독 헤드는, 이미 언급된 센서 프로브 (35) 및 이미 언급된 신호 프로세싱 회로 (40) 에 추가하여, 수동 컴포넌트들로서 필터 엘리먼트들 (69) 을 또한 포함할 수 있고, 이 필터 엘리먼트들은 판독 헤드 (28) 그리고 따라서 회전 속도 센서 (18) 의 전자기적 호환성을 증가시킨다.
본 실시형태에서의 센서 프로브 (35) 및 신호 프로세싱 회로 (40) 는 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 의 2 개의 절연 층들 (67) 사이에서 매립 조성물 (70) 에 매립된다. 이러한 방식으로, 이들 엘리먼트들은 외부 영향들에 대해서 보호된다. 개별 층들은 도금된 스루 홀들 (71) 을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 을 상위-레벨 회로에 전기적으로 연결하기 위해 솔더 조인트들 (solder joints) 이 또한 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 상에 존재할 수 있다.
하지만, 도 4 에서 나타낸 바와 같이 매립에 있어서의 문제점은, 예를 들어 온도 변화들로 인해 개별 기계적 컴포넌트들 (35, 40, 69) 에 의해 야기되는 개별 기계적 응력 (73) 이 총 기계적 응력 (74) 으로 합해지고, 이는 다시, 예를 들어, 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 을 변형시킬 수 있다는 점이다. 이러한 변형은 다른 것들 중에서도 솔더 조인트들 (72) 로 하여금 상위-레벨 회로로부터 분리되게 할 수 있고, 판독 헤드 (28) 그리고 따라서 회전 속도 센서 (18) 의 실패를 초래할 수 있다.
예시적인 실시형태는, 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 을 가능한 한 대칭적으로 설계하여, 개별 컴포넌트들 (35, 40, 69) 에 의해 야기되는 개별 기계적 응력 (73) 이 상쇄되고 총 기계적 응력 (74) 이 따라서 최소화되도록 하는 것을 제안함으로써 이러한 문제점을 해결한다. 이를 위해서, 상이한 보상 엘리먼트들이 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 에 존재하고, 개별 기계적 응력 (73) 을 상쇄시킬 수 있다. 본 실시형태 뒤의 사상을 실현하기 위해서 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 에 도시된 모든 보상 엘리먼트들을 실제로 구현하는 것이 엄격하게 필요하지는 않다. 도시된 개별 보상 엘리먼트들은, 총 기계적 응력을 특정의, 합리적인 제한 아래 유지하기 위해 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 에서 컴포넌트들이 어떻게 대칭적으로 배열될 수 있는지를 보여주기 위해 오직 일 예로서 의도된 것이다.
한편으로, 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 에서 대칭적 도체 트랙 배열을 설계하기 위해서, 보상 엘리먼트로서 중복성 도체 트랙 (68') 및 중복성 절연 층 (67') 을 도입하는 것이 가능하다. 따라서, 중복성 매립 조성물 (70') 이 또한 통합되고, 이는 매립 조성물 (70) 과는 상이하거나 또는 대안적으로 매립 조성물과 동일하도록 선택될 수 있다.
추가적인 옵션으로서, 센서 프로브 (35) 및 신호 프로세싱 회로 (40) 가 서로 대칭적으로 설계될 수 있다. 이 경우의 이점은, 중복성 컴포넌트들이 보상 엘리먼트들로서 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 내로 통합될 필요가 없다는 것이다. 2 개의 컴포넌트들 (35, 40) 사이에 기하학적, 재료적, 또는 다른 고유한 물리적 특성들에서의 차이들에 대해 보상하기 위해서, 개별 컴포넌트들 (35, 40) 및 도체 트랙들 사이의 콘택트들 (75) 을 상이한 기하학적 구조들로 치수화하는 것이 또한 가능하고, 이는 도 4 에서 센서 프로브 (35) 상의 그리고 신호 프로세싱 회로 (40) 상의 콘택트들 (75) 의 폭에서의 변화들에 의해 나타내어진다.
또한, 중복성 컷아웃들 (cutouts) (76) 이 보상 엘리먼트들로서 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 내로 도입될 수 있다.
인쇄 회로 기판 모듈 (66) 의 이상적인 경우가 도 5 에 도시된다. 여기서, 개별 엘리먼트들 사이의 거리들 (77) 의 모두는 대칭의 축 (78) 에 대해 서로 대칭적이다. 하지만 실제로, 이러한 이상적인 개념은, 예를 들어, 컴포넌트들 (35, 40, 69) 이 그러면 더 이상 도체 트랙들 (68) 과 접촉될 수 없을 것이라는 단순한 이유로 구현될 수 없다. 하지만, 이상적인 경우는 인쇄 회로 기판 모듈 (66) 의 설계에서 가능한 한 시도되어야 한다.
센서 프로브 (35) 는, 프로브 상의 개별 기계적 응력 (73) 이 가능한 한 작게 유지되도록, 가능한 한 중앙에 배열되어야 한다. 이러한 방식으로, 개별 기계적 응력 (73) 에 의해 유발되는 측정 에러들은 작게 유지될 수 있다.
컴포넌트들 (40, 35) 및 수동 컴포넌트들 (69) 을 매립함으로써, 결과적인 센서 시스템 (28) 을 상당한 정도로 소형화하는 것이 가능하다. 동시에, 캠샤프트 제어 디바이스 (14) 와 같은 제어 디바이스의 추가적인 컴포넌트들이 역시 매립될 수 있다. 이는, 예컨대 캠샤프트 제어 디바이스 (14) 의 예시적인 실시형태에서, 제어 디바이스 상에서 인쇄 회로 기판 공간 또는 컴포넌트 탑재 면이 감소되는 것을 가능하게 한다.
또한, 도 3 의 맥락에서 상기 언급된 보호 조성물로, 예를 들어 주입 압착에 의해, 가외의 캡슐화 단계에서 다시 한번 개별 컴포넌트들 (35, 40) 을 케이스에 넣을 필요가 없다. 예를 들어 수지의 형태로 그들의 전체 표면에 걸쳐 매립 조성물 (70) 로 컴포넌트들을 둘러쌈으로써, 이러한 보호 조성물이 쓸모없게 된다. 동시에, 수지는 예컨대 공기 대류로서 컴포넌트들의 전력 손실에 의해 발생되는 열을 분산시키기 위한 더 나은 열 특성들을 제공한다. 인쇄 회로 기판 설계에 의해, 인쇄 회로 기판 층 구조에서 간단한 EMC 보호 조치들을 구현하는 것이 매우 단순하다. 제어 디바이스, 달리 말하면, 캠샤프트 제어 디바이스 (14) 의 인쇄 회로 기판에 대한 판독 헤드 (28) 의 형태에서의 센서 시스템의 연결은 표면 접촉에 의해 기계적으로 보다 강건한 방식으로 설계될 수 있다. 판독 헤드 (28) 의 컴포넌트들 (35, 40) 의 서로에 대한 그리고 기판에 대한 와이어 본딩 기술에 의한 전기적 접촉이 더 이상 필요하지 않다. 콘택트는 예를 들어 구리 포일들 (인쇄 회로 기판의 내부 층들) 로서 구현될 수 있는 도체 트랙들 (68) 의 구조화를 통해 달성될 수 있다. 이것은 보다 강건한 그리고 훨씬 더 짧은 신호 연결을 형성한다.
예시적인 실시형태는 회전 속도 센서 (18) 를 참조하여 설명되었다. 이전에 설명된 사상이 사용될 수 있는 대안적인 또는 추가적인 센서들에서, 센서 프로브 (35) 는 예를 들어 가속도들, 회전 레이트들 및/또는 기계적 진동을 검출할 수 있다.
대안적으로, 이전에 언급되었던 바와 같이 이전에 설명된 사상은 전체 제어 디바이스들에서 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 도 7 에서 사시도로서 도시된 Car2X 제어 디바이스 (79) 는 이 목적을 위해 언급되어야 한다. 이들은 예를 들어 WO 2010 / 139 526 A1 로부터 알려진, (Car2X 로서 알려진) 모바일 ad-hoc 네트워크들에 가입할 수 있는 제어 디바이스들이다. 이러한 Car2X 네트워크들의 노드들은 신호등과 같은 도로 교통 상황에서 발견되는 차량들 또는 다른 물체들과 같은 특정 도로 교통 사용자들일 수 있다. 이들 네트워크들을 통해, 사고들, 혼잡, 위험한 상황들과 같은 도로 교통 조건들에 관한 정보가 Car2X 네트워크에 가입된 도로 교통 사용자에 제공될 수 있다.
이전에 언급된 Car2X 제어 디바이스와 같은 전체 제어 디바이스들에서의 전술된 사상의 이용에 의해, 제어 디바이스에서 구현되는 모듈들의 임의의 비틀림 또는 휨이 감소될 수 있다.
상기 특정된 사상의 추가적인 이점은 도 8 및 도 9 를 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 이들 도면들은 예를 들어 DE 10 2014 201 790 A1 으로부터 알려진 바와 같이 선형 포지션 센서 (80), 또는 LIPS 를 나타낸다.
LIPS (80) 는 도체 트랙들 (68) 및 절연 층 (67) 으로 이루어진 인쇄 회로 기판을 포함하고, 그 위에는 센서를 상위-레벨 전기적 시스템에 연결하기 위해 압입 끼워맞춤 연결들을 위한 복수의 삽입 포인트들 (81) 이 형성된다.
이전에 언급된 특허 문헌에서 개시된 바와 같이 측정 트랜스듀서 (35) 로서 코일 구조가 사용될 수 있다. 또한, 신호 처리 회로 (40) 는 다시, 측정 트랜스듀서 (35) 로부터의 센서 신호들이 상위-레벨 전기적 시스템에 출력되기 전에 그 측정 트랜스듀서 (35) 로부터의 센서 신호들을 적응시키도록 배열될 수 있다.
LIPS (80) 에서의 측정 트랜스듀서 (35) 는 소위 파인 피치 (fine pitch) 컴포넌트이고, 이의 보호를 위해, 도 8 에서 제안된 래커처리된 구역 (82) 이 알려진 방식으로 형성되어야 한다. 측정 트랜스듀서 (35) 를 매립함으로써, 도 2 에서 도시된 상술된 사상의 맥락에서, 이 래커처리된 구역 (82) 은 완전히 생략될 수 있고, 이는 소형화가 추가적으로 증가되게 하는 것을 가능하게 한다.

Claims (10)

  1. 물리적 변수 (20) 를 검출하기 위한 센서 (28) 로서,
    - 상기 물리적 변수 (20) 에 종속적인 전기적 신호 (39) 를 출력하기 위한 센서 엘리먼트 (35),
    - 상기 센서 엘리먼트 (35) 를 지지하는 기판 (67),
    - 상기 기판 (67) 상에서 상기 전기적 신호 (39) 를 전도시키는 도체 트랙 (68), 및
    - 매립 조성물 (70) 로서, 상기 센서 엘리먼트 (35) 는 상기 매립 조성물 (70) 에 완전히 매립되고 상기 도체 트랙 (68) 은 상기 매립 조성물 (70) 에 적어도 부분적으로 매립되는, 상기 매립 조성물 (70) 을 포함하고,
    - 적어도 하나의 보상 엘리먼트 (40, 70', 76) 가 상기 매립 조성물 (70) 에 매립되고, 이 보상 엘리먼트에 의해, 상기 매립 조성물 (70) 에 적어도 부분적으로 매립된 상기 센서 (28) 의 엘리먼트에 의해 유발되는 기계적 응력 (73) 이 상쇄되는, 센서 (28).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기계적 응력 (73) 을 야기하는 상기 센서 (28) 의 엘리먼트와 상기 보상 엘리먼트 (40, 70', 76) 는 대칭적으로 배열되는, 센서 (28).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보상 엘리먼트 (40, 70', 76) 는 상기 매립 조성물 (70) 과는 상이한 재료로 이루어지는, 센서 (28).
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매립 조성물 (70) 에 적어도 부분적으로 매립된 상기 센서 (28) 의 엘리먼트는 상기 센서 엘리먼트 (35) 를 포함하는, 센서 (28).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상 엘리먼트 (40, 70', 76) 는 상기 센서 엘리먼트 (35) 와는 상이한 전기적 컴포넌트 (40, 69) 를 포함하는, 센서 (28).
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 센서 엘리먼트 (35) 와는 상이한 상기 전기적 컴포넌트는 필터 엘리먼트 (69) 또는 신호 프로세싱 회로 (40) 인, 센서 (28).
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 도체 트랙 (68) 과 상기 센서 엘리먼트 (35) 사이의 전기적 콘택트 (75) 는 상기 도체 트랙 (68) 과의 또는 다른 도체 트랙과의 상기 보상 엘리먼트 (40, 70', 76) 의 전기적 콘택트 (75) 와 상이한, 센서 (28).
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기적 콘택트들 (75) 은 그들의 사이즈가 상이한, 센서 (28).
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 사이즈의 차이는 상기 기계적 응력 (73) 이 추가적으로 감소되도록 하는 방식으로 설계되는, 센서 (28).
  10. 검출된 물리적 변수 (20) 에 기초하여 차량 (2) 의 거동을 제어하기 위한 차량 (2) 용 제어 디바이스로서, 상기 물리적 변수 (20) 를 검출하기 위한, 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 센서 (28) 를 포함하는, 차량용 제어 디바이스.
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