用于檢測(cè)編碼器元件的位置的傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)編碼器元件的位置的傳感器，一種用于制造所述傳感器的方法，以及一種用于制造轉(zhuǎn)換器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由WO 2010/037810 Al已知了一種用于基于檢測(cè)到的物理參量輸出電信號(hào)的傳感器。所述傳感器具有測(cè)量電路，所述測(cè)量電路封裝入電路殼體中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是，改進(jìn)已知的傳感器。
[0004]該目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于檢測(cè)編碼器元件一一所述編碼器元件發(fā)送與位置相關(guān)的物理參量一一的位置的傳感器包括:用于將物理參量轉(zhuǎn)換為電編碼器信號(hào)的變換器；布線載體上的電路，其用于接收來(lái)自變換器的編碼器信號(hào)并輸出對(duì)應(yīng)于編碼器信號(hào)的測(cè)量信號(hào)；以及保護(hù)復(fù)合物，所述保護(hù)復(fù)合物至少部分地包封變換器和布線載體并因此將變換器保持在布線載體上。
[0006]所述傳感器是基于以下考慮:可以將開(kāi)頭所述的傳感器中的測(cè)量電路設(shè)置成，檢測(cè)與編碼器元件的位置相關(guān)的物理參量，例如電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)、光或聲，并將其轉(zhuǎn)換為與編碼器元件的位置相關(guān)的電測(cè)量信號(hào)。這種位置傳感器例如可以檢測(cè)編碼器元件的角位置和/或直線位置并由此確定例如車輛中的油門(mén)踏板和/或制動(dòng)踏板的位置。
[0007]然而就所述傳感器而言認(rèn)識(shí)到，用于將由傳感器輸出的且與待檢測(cè)的位置相關(guān)的物理參量轉(zhuǎn)換為至少與期望的測(cè)量信號(hào)相關(guān)的編碼器信號(hào)的變換器必須固定地保持在布線載體上一一在所述布線載體上也承載了輸出測(cè)量信號(hào)的電路。
[0008]在這種情況下，變換器可以容納在變換器殼體中。一方面為了保護(hù)整個(gè)傳感器不受機(jī)械和其它因素影響，以及另一方面也為了可靠地將傳感器的各個(gè)構(gòu)件保持在一起，可以最終將容納在變換器殼體中的變換器和其它構(gòu)件一起布置并澆鑄在傳感器殼體中。
[0009]然而，為此必須提供三個(gè)不同的元件，即變換器殼體、澆鑄件和傳感器殼體，這不僅成本過(guò)高而且要求相當(dāng)大的結(jié)構(gòu)空間。
[0010]相反，所述傳感器的基本構(gòu)思在于，所有構(gòu)件可以通過(guò)共同的保護(hù)復(fù)合物保持在一起。所述傳感器的所有電構(gòu)件，像變換器和電路，可以使用例如粘合、釬焊或燒結(jié)技術(shù)彼此接觸。與上述設(shè)計(jì)相反，電接觸的構(gòu)件在此可以和保護(hù)復(fù)合物一起直接在單個(gè)注塑過(guò)程中注塑包覆或灌裝，所述保護(hù)復(fù)合物通過(guò)這種方式不僅將傳感器的構(gòu)件保持在一起而且容納它們并且保護(hù)它們不受污物和其它環(huán)境因素(像濕氣)的影響。通過(guò)這種方式，可以低成本且節(jié)省結(jié)構(gòu)空間地制造所述傳感器。
[0011 ] 變換器和布線載體可以直接用保護(hù)復(fù)合物通過(guò)注塑包覆或灌裝而被封裝。
[0012]此外，變換器和布線載體可以在單個(gè)注塑過(guò)程中或在單個(gè)灌裝過(guò)程中用保護(hù)復(fù)合物相應(yīng)地通過(guò)注塑包覆或灌裝而被封裝。
[0013]最終，保護(hù)復(fù)合物可以直接形成所述傳感器的外殼。
[0014]在所述傳感器的改進(jìn)方案中，所述保護(hù)復(fù)合物的膨脹系數(shù)處于機(jī)電部件的膨脹系數(shù)的范圍內(nèi)。所述改進(jìn)方案是基于以下考慮:變換器和保護(hù)復(fù)合物之間不同的膨脹系數(shù)會(huì)導(dǎo)致引入機(jī)械負(fù)荷，像機(jī)械應(yīng)力。該機(jī)械負(fù)荷會(huì)歪曲測(cè)量結(jié)果，因此就所述傳感器而言應(yīng)該保持盡可能小的引入的應(yīng)力。這在改進(jìn)方案中通過(guò)合適地選擇保護(hù)復(fù)合物和變換器的膨脹系數(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0015]在所述傳感器的優(yōu)選的改進(jìn)方案中，保護(hù)復(fù)合物包括熱固性塑料材料。就所述傳感器而言，當(dāng)使用具有磁芯的、轉(zhuǎn)化磁通量的電構(gòu)件(其轉(zhuǎn)換原理取決于磁芯的飽和)作為變換器時(shí)，熱固性塑料材料具有特別有利的效果。取決于引入的應(yīng)力而達(dá)到磁芯的飽和，這會(huì)歪曲測(cè)量結(jié)果。然而用于磁芯的常見(jiàn)材料一一例如鐵一一的膨脹系數(shù)處于熱固性塑料材料的膨脹系數(shù)的范圍內(nèi)。
[0016]在所述傳感器的另一個(gè)改進(jìn)方案中，布線載體上的電路包括不具有保護(hù)復(fù)合物的部分。當(dāng)布線載體和變換器被保護(hù)復(fù)合物包封時(shí)，傳感器可以固定在該部分上。
[0017]在所述傳感器的優(yōu)選的改進(jìn)方案中，電路在不具有保護(hù)復(fù)合物的部分中設(shè)計(jì)成輸出測(cè)量信號(hào)。通過(guò)這種方式，可以有利地使用對(duì)在布線載體和變換器周圍施加保護(hù)復(fù)合物必要的該暴露部分，以便例如通過(guò)電纜將所述傳感器連接至車輛中的上級(jí)單元，例如馬達(dá)控制裝置。電纜與電路在暴露部分中的電接觸可以通過(guò)接觸彈簧、壓入銷、邊緣組群插頭、釬焊或粘合實(shí)現(xiàn)。
[0018]在所述傳感器的另一個(gè)改進(jìn)方案中，變換器是電轉(zhuǎn)換器，尤其是線性感應(yīng)位置傳感器，簡(jiǎn)稱LIPS，其設(shè)置成基于編碼器元件的位置傳輸至少一個(gè)參考信號(hào)作為編碼器信號(hào)。轉(zhuǎn)換器可以是上述轉(zhuǎn)換磁通量的電構(gòu)件。就所述傳感器而言，轉(zhuǎn)換器應(yīng)該理解為這樣一種電構(gòu)件，其具有兩個(gè)彼此電鍍分開(kāi)的線圈，所述線圈通過(guò)共同的接觸介質(zhì)(如空氣或上述磁芯)在彼此間傳輸電能。例如如果該編碼器元件本身是磁體，則其改變整個(gè)接觸介質(zhì)的傳輸特性，這表現(xiàn)為兩個(gè)線圈的改變的傳輸行為。就所述傳感器而言，LIPS應(yīng)該是這樣一種轉(zhuǎn)換器，其具有第三線圈，其中第二和第三線圈布置用于與第一線圈交換電能。根據(jù)設(shè)計(jì)為磁體的編碼器元件相對(duì)于第二和第三線圈的位置，得到第一和第二線圈以及第一和第三線圈之間的傳輸關(guān)系的一種確定的情況。因?yàn)榫幋a器元件的位置在此利用兩個(gè)不同的傳輸關(guān)系在兩個(gè)不同的地點(diǎn)檢測(cè)，所以在位置檢測(cè)中也可以使用上述磁芯的飽和。
[0019]當(dāng)線圈在轉(zhuǎn)換器中通過(guò)成圈器卷繞在磁芯上時(shí)，磁芯在優(yōu)選的改進(jìn)方案中具有處于成圈器的膨脹系數(shù)的范圍的膨脹系數(shù)。通過(guò)這種方式，可以例如通過(guò)利用熱固性塑料材料的注塑包覆將成圈器直接設(shè)置在磁芯上，而不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力引入磁芯上且因此不會(huì)發(fā)生由轉(zhuǎn)換器歪曲測(cè)量結(jié)果。否則必須通過(guò)將磁芯安置在成圈器內(nèi)部彈性材料中來(lái)避免這種機(jī)械應(yīng)力的引入。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于制造所述傳感器的方法包括以下步驟:
[0021]-使變換器與布線載體上的電路接觸；以及
[0022]-至少部分地用保護(hù)復(fù)合物包封變換器和布線載體，使得保護(hù)復(fù)合物將變換器保持在布線載體上。
[0023]在所述方法的特殊的改進(jìn)方案中，變換器和/或布線載體的待由保護(hù)復(fù)合物包封的表面在變換器和布線載體被保護(hù)復(fù)合物包封之前被活性化。在下文中，變換器和/或布線載體的表面的活性化應(yīng)理解為部分地破壞變換器和/或布線載體的表面的分子結(jié)構(gòu)，從而在變換器和/或布線載體的表面上產(chǎn)生自由基團(tuán)。這些自由基團(tuán)能夠與保護(hù)復(fù)合物形成化學(xué)和/或物理結(jié)合，從而其不會(huì)再?gòu)牟季€載體和/或變換器的表面脫落。
[0024]保護(hù)復(fù)合物在此包括多孔材料，例如聚酰胺。多孔聚酰胺能夠以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式物理地與布線載體和/或變換器的活性化的表面結(jié)合并因此改善布線載體和變換器之間的機(jī)械保持。
[0025]在所述傳感器的額外的改進(jìn)方案中，在與保護(hù)復(fù)合物接觸的區(qū)域中，使布線載體和/或變換器的表面的至少一部分變粗糙，從而擴(kuò)大有效的活性化的表面并增加布線載體和/或變換器之間和保護(hù)復(fù)合物的附著作用。
[0026]在所述傳感器的特殊的改進(jìn)方案中，布線載體和/或變換器的表面的粗糙部分借助于激光變粗糙。利用激光不僅可以活性化布線載體和/或變換器的表面，通過(guò)激光還可以從布線載體和/或變換器的表面清除可能存在的脫模劑，所述脫模劑會(huì)抑制布線載體和/或變換器之間和保護(hù)復(fù)合物的附著。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種用于制造電轉(zhuǎn)換器、尤其是線性感應(yīng)位置傳感器(LIPS)的方法包括以下步驟:
[0028]-布置用于轉(zhuǎn)換器的電接頭和用于轉(zhuǎn)換器的磁芯；
[0029]-圍繞磁芯形成成圈器，使得電接頭被成圈器保持；以及
[0030]-將至少一個(gè)線圈線卷繞在成圈器上。
[0031]所述方法可以相應(yīng)地?cái)U(kuò)展與上述轉(zhuǎn)換器的特征相對(duì)應(yīng)的特征。尤其是，磁芯的膨脹系數(shù)可以處于成圈器的膨脹系數(shù)的范圍內(nèi)，這帶來(lái)已描述的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0032]結(jié)合下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明的對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及它們的實(shí)現(xiàn)方式和方法變得更清楚明白，附圖中:
[0033]圖1示出具有位置傳感器的串聯(lián)主缸；
[0034]圖2示出圖1的位置傳感器；
[0035]圖3示出圖2的位置傳感器上的接口 ；
[0036]圖4示出圖2的位置傳感器上的備選接口 ；
[0037]圖5示出圖2的位置傳感器上的另一個(gè)備選接口 ；
[0038]圖6示出在第一生產(chǎn)狀態(tài)中，圖2的位置傳感器中的變換器；以及
[0039]圖7示出在第二生產(chǎn)狀態(tài)中，圖2的位置傳感器中的變換器。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在附圖中相同的技術(shù)元件具有相同的附圖標(biāo)記且僅描述一次。
[0041]參考圖1，示出了具有位置傳感器4的串聯(lián)主缸2。
[0042]串聯(lián)主缸2還具有壓力活塞6，所述壓力活塞以可沿運(yùn)動(dòng)方向8運(yùn)動(dòng)的方式布置在殼體10中，其中壓力活塞6的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)未不出的腳踏板控制。壓力活塞6本身分為初級(jí)活塞12和次級(jí)活塞14，其中初級(jí)活塞12封閉殼體10的