JP2019535020A - 車両用、自動車用センサ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つのセンサモジュール（２）と、センサモジュール（２）への電気的接触接続のためにセンサモジュール（２）に接続された少なくとも１つの接続線路とを備え、センサモジュール（２）は、少なくとも１つのセンサ（７，１４）を有する車両用、特に自動車用のセンサ装置（１）に関し、導体箔（３）として形成された接続線路上に配置されたセンサモジュール（２）は、導体箔（３）を少なくとも部分的に包囲する、被覆材料の射出成形により形成された被覆部（８）によって囲まれていることを特徴とする。

Description

本発明は、少なくとも１つのセンサモジュールと、センサモジュールへの電気的接触接続のためにセンサモジュールに接続された少なくとも１つの接続線路とを備え、センサモジュールはセンサを有する、車両用、特に自動車用のセンサ装置に関する。

さらに、本発明は、この種のセンサ装置を備えた車両用の車体部品に関する。

さらに、本発明は、対応するセンサ装置又は対応する車体部品を製造するための方法に関する。

背景技術
冒頭に述べた形式のセンサ装置は、従来技術から公知である。乗員及び他の道路利用者の安全性を高めるために、特に事故の際の怪我から乗員及び／又は例えば歩行者などの他の道路利用者を保護する安全装置を、車両に設けることは公知である。安全装置として、特にエアバッグ装置、ベルトテンショナなどが公知である。これらの安全装置は、例えば他の道路利用者、特に歩行者との衝突を検出するセンサ装置からのセンサデータに依存して駆動制御される。歩行者の事故を検出するために、２つ以上の加速度センサを備え、及び／又は、圧力ホースベースのシステムを含むシステムが公知である。次いで、これらのシステムは、例えば、車両と、周辺環境からの物体との衝突を検出するために、車両のバンパー内に配置されている。車両長手側における衝突を検出するために、今日では、特に少なくとも１つの加速度センサと共に車両のＢピラー、Ｃピラー又はＤピラーに配置される複数のセンサ装置、あるいは、特に少なくとも１つの圧力センサと共に車両ドアに配置される複数のセンサ装置が使用される。フロント領域内における物体との衝突を検出するために、今日では、例えば中央制御機器内に存在する複数の加速度センサ、及び／又は、車両の湾曲クロスメンバに沿って存在する複数の加速度センサが使用される。これらのセンサから出力された信号は、車両のそれぞれの安全装置のトリガに関して決定するために、制御機器、特にエアバッグ制御機器のアルゴリズムによってさらに処理される。

また、自動車においても多岐に使用されるセンサとして回転数検出器を備えたセンサ装置も公知である。磁化された回転数センサを評価する回転数検出器は、通常、少なくとも１つの測定素子又は感知素子を含み、これらはハーフブリッジ又はフルブリッジとして設計され、通常はＡＳＩＣ内に取り付けられている。以下において、センサとは、測定素子及びＡＳＩＣからなる全体、即ち、測定信号を最初に受け入れる回路全体を意味するものと理解されたい。通常、このセンサは、２つのプラグピンを有する２つのバスバーによって接続される。

通常、センサは、固有のハウジングと、例えばバンパーやドアトリムのような車両の車体部分に電気的に接触接続するための接続線路とを有するセンサモジュールとして固定される。固定のために、ねじ結合又はクリップ結合がしばしば設けられる。電気的な接触接続は、ワイヤハーネスに取り付けられるプラグも介して行われることが多い。基本的には、電子部品の電気的接触接続のために、少なくとも１つの支持体箔上に又は少なくとも２つの支持体箔の間に１つ以上の電気的導体線路を支持しかつ可撓性に形成されている導体箔を使用することも公知である。導体箔は、特にその平坦な構造によって、既存の構造部内に省スペース的に統合化することが可能である。

発明の開示
請求項１の特徴を有する本発明に係るセンサ装置は、コンパクトで取り扱いが容易なセンサ装置が提供されるという利点を有し、このセンサ装置は、有利には車両に統合化することができ、１つ以上のセンサモジュールの位置決めも容易である。本発明によれば、導体箔として形成された接続線路上に配置されたセンサモジュールが、導体箔を少なくとも部分的に包囲する、被覆材料の射出成形により形成された被覆部（以下、単に被覆部とも称する）によって囲まれるように設けられている。従って、センサモジュールは、被覆部によって導体箔に簡単な方法により保持されている。これにより、導体箔におけるセンサモジュールの位置が設定され、車両内におけるセンサ装置の取り付けを容易にする。この種のセンサ装置は、好ましくは、車両ドアに配置することが可能であるが、例えば車両のバンパー内や垂直ピラー内に配置することも可能である。好ましくは、導体箔は、一方の側に接着剤を有しており、この接着剤を用いて導体箔が簡単な方法によって車体要素に、例えばトリム要素に、固定可能であり又は少なくとも予め取り付け可能である。そのため、導体箔は、好ましくは多層に構造化されており、特に接着剤層を有している。この接着剤層は、好ましくは、取り付け前は、剥離可能な保護層によって覆われている。

本発明の好ましい実施形態によれば、センサは、圧力センサとして構成されていることが想定されている。その限りにおいては、このセンサ装置を用いることによって、液圧、空気圧又は機械的圧力が検出可能である。代替的にセンサは、好ましくは、例えば自動車の駆動輪又はクランクシャフトの回転数を検出するための回転数検出器として構成されている。

本発明の好ましい発展形態によれば、導体箔上に、複数のセンサモジュールが配置され、それぞれが導体箔を少なくとも部分的に包囲する被覆部によって囲まれていることが想定されている。上述したように、それによって、導体箔へのセンサモジュールの配置が決定されている。これにより、特に、隣接するセンサモジュール間の距離は、既に取り付け前に決定され、これによって本来の取り付けが迅速であるにもかかわらず正確に実施可能である。各センサモジュールは、導体箔の少なくとも１つの電気的導体路と電気的に接続されている。このことは、例えば製造時にはんだ付け又は接触接続によって行われ得る。特に導体箔は、１つ以上の導体路が当該導体箔を通る残余の導体路の延在形態よりも拡幅又は拡大された接触面を有するコンタクト部分を有しているので、この箇所においてセンサモジュールの簡単な電気的接触接続が保証されている。複数のセンサモジュールが存在する場合には、それらは同一に構成されていてもよく、即ち、例えば全てが圧力センサ又は速度センサを有していてもよく、あるいは、複数のセンサモジュールは異なって構成されていてもよく、そのため、例えば、１つのセンサモジュールは圧力センサを有し、他は回転数検出器を有していてもよい。

さらに、好ましくは、被覆部は、センサモジュールを車両の車体部分に固定するための少なくとも１つの固定手段を有することが想定されている。この固定手段は、例えば、センサモジュールを車体部分に特に取り外し可能に固定するために、車両の車体部分の対応する対向手段と協働するロック手段又はクランプ手段であり得る。被覆部は、例えば、当該被覆部によって形成されるハウジングが、センサモジュールを固定するために車体部分の対応する差込み突起又は差込み収容部と協働する差込み収容部及び／又は差込み突起を有するように形成されている。特に、固定手段は、車体部分へのセンサモジュールの係止又はクリッピングを可能にするために、少なくとも領域毎に弾性的に変形可能に形成されている。

さらに好ましくは、被覆部が車体部分を少なくとも部分的に共に形成することが想定されている。それにより、センサ装置は、車体部分の統合化された構成部品であり、既に車体部分の製造時に共に考慮される。これにより、センサ装置自体の交換可能性は、困難になるが、センサ機能を有する車体部分の製造は容易になる。

好ましくは、被覆部は、弾性的に変形可能に形成されている。これにより、車体部分へのセンサモジュールの後からの成形を可能にするために、センサモジュール全体が弾性的に変形可能であることが保証される。これにより、センサモジュール又はセンサ装置の簡単で正確に適合する取り付けが保証されている。

合目的的には、各センサモジュールは、センサが配置されている支持体を有する。この支持体は、特に、電気的コンタクトの個別化をもたらす電気的導体路を有するいわゆるインターポーザとして形成されている。そのため、センサに割り当てられている導体路の第１の端部は、導体箔の導体路に接触接続する導体路の他の端部よりも相互に密に配置されている。これにより、センサの確実な接触接続が保証されると同時に、導体箔に対する特に接触接続領域における不所望な短絡が、簡単な方法によって防止されている。好ましくは、事前取り付け用のセンサは、既に支持体に取り付けられている。この場合、各センサの取り付けは、従来の方法により支持体に行うことができる。

さらに好ましくは、支持体は、可撓性に形成されていることが想定されている。特に、これにより、例えばバンパーにおいて通常であるような、例えば曲率を有する車体部分へのセンサモジュール自体の形状の適合化が確実に保証される。特に、センサの電子／電気部品も同様に好ましくは、損傷なく変形可能に形成されている。特にこの目的のために、例えば集積回路は、弾性的に変形可能であるように薄く形成されている。

本発明の好ましい発展形態によれば、導体箔はストライプ状に形成され、少なくとも１つの弾性的及び／又は塑性的に変形可能な支持体箔と、弾性的及び／又は塑性的に当該支持体箔と共に変形可能な少なくとも１つの導体路とを有することが想定されている。それにより、導体箔は、ストライプ状又は帯状に延在し、その延在形態に沿って前述したような１つ以上のセンサモジュールを備えている。弾性的及び／又は塑性的に変形可能な１つ以上の支持体箔及び１つ以上の導体路により、各車体部分への導体箔の挿入及び適合化が簡単な方法によって可能になる。

請求項１０の特徴を有する本発明に係る車体部品は、車体部分と、当該車体部分に固定された本発明によって構成された少なくとも１つのセンサ装置とによって優れている。ここでは、既に述べた利点が生じる。

特に、センサ装置は、車体部分に統合化されて構成されていることが想定されている。好ましくは、この目的のために車体部品は、少なくとも部分的にセンサ装置の被覆部として形成されている。特にこの車体部品は、センサ装置の各センサモジュールのための付加的又は前述のハウジングを形成する。

センサ装置、特に上述したような本発明に係るセンサ装置を製造する又は上述した車体部品を製造する本発明に係る方法は、請求項１２の特徴によって優れている。この場合は、最初に、センサモジュールが、導体箔として形成された接続線路上に配置され、次いで、導体箔及びセンサモジュールは、当該センサモジュールが、導体箔も少なくとも部分的に包囲する被覆部によって囲まれるように被覆されることが想定されている。これにより、既に述べた利点が生じる。

他の利点並びに好ましい特徴及び特徴の組合せは、特に前述の説明及び特許請求の範囲から明らかになる。

以下においては、本発明を図面に基づいてより詳細に説明する。

センサ装置の簡略化された断面図。 センサ装置のセンサモジュールの簡略化された平面図。 自動車の車体部品の簡略図。 他の実施例によるセンサ装置を示した図。

図１は、センサモジュール２及び導体箔３を有するセンサ装置１を、簡略化された縦断面図により示している。導体箔３は、ストライプ状又は帯状に形成され、特に、少なくとも１つの支持体箔３＿１から形成されており、支持体箔３＿１上には、複数の導電性の導体路３＿２が配置されている。導体箔３は、特に公知の方法によって製造されている。

図２は、センサモジュール２を、簡略化された平面図で示している。このセンサモジュール２は、電気的に非導電性でかつ弾性的に変形可能な材料から製造されている支持体４を有している。この支持体４上には、外側から内側へ又はその逆にスター状に延在する複数の導体路５が配置されている。支持体４の外縁にはそれぞれ複数の導電性のコンタクト箇所６が配置されており、この場合、明確さの理由から、ここでは、いくつかの導体路５及びコンタクト箇所６にのみ参照符号が付されている。これらのコンタクト箇所６は、例えば、それらと一体的に形成された導体路５のうちのそれぞれ１つの端部に接続されている。これらの導体路５は、コンタクト箇所６から支持体４の中央に延在しており、この中央には、圧力センサ７が配置されており、導体路５の自由端部によって電気的に接触接続されている。圧力センサ７の接触接続のために、導体路５の、図２からは明らかではない他方の端部には、対応するコンタクト箇所が設けられている。これにより、支持体４は、導体路５と各コンタクト箇所６と共にいわゆるインターポーザを形成する。このインターポーザは、圧力センサ７の電気的コンタクトの、複数のコンタクト箇所６への個別化を提供する。これらの複数のコンタクト箇所６は、圧力センサ７のコンタクト箇所に比較して相互にさらに離隔して配置されており、従って、容易に接触接続可能である。本明細書においては、これらのコンタクト箇所６は、導体箔３の導体路３＿２と電気的に接続されている。

支持体４は、複数のコンタクト箇所６が電気的な接続を形成すべく導体箔３の対応する導体路３＿２に接触接続するように導体箔３に被着されている。任意選択的に、これらのコンタクト箇所６は、電気的な接触接続を恒久的に保証するために各導体路３＿２に溶接又ははんだ付けされている。

導体箔３に当接するセンサモジュール２は、被覆部８によって囲まれており、この被覆部８もまた、導体箔３を部分的に包囲している。それにより、一方では、この被覆部８によってセンサモジュール２自体が囲まれ、外部の影響から保護されており、他方では、センサモジュール２がこれによって導体箔３に簡単な方法で固定されている。その限りにおいては、このセンサモジュール２と導体箔３とは、車体部分へのセンサ装置１の容易な配置と固定とを可能にする有利なユニットを構成している。センサ装置１は、特にここでは図示されていない制御機器と導体箔３とによって接続されている。この制御機器は、圧力センサ７によって検出又は提供されたセンサデータを用いて、例えば、エアバッグ装置又はベルトテンショナなどの車両の安全装置を駆動制御する。

車両内における配置構成については、センサ装置１は、容易に車体部分に固定することが可能である。この目的のために、図３は、一実施例における自動車の車体部分９を断面図によって示している。この場合、車体部分９は、自動車の例えばドアトリムなどの車両ドア構造部を示している。車体部分９は、少なくとも部分的に湾曲して形成されており、この場合、センサ装置１は、その内側に配置されており、このセンサ装置１は、本実施例においては、前述したように、導体箔３上に配置された２つのセンサモジュール２＿１、２＿２を有している。これらのセンサモジュール２＿１，２＿２は、被覆部８により、導体箔３と共にそれぞれ囲まれていることによって、導体箔３におけるそれらの相互の距離が設定され、これによって、車体部分９における複数のセンサモジュール２を備えたセンサ装置１の取り付けが容易になる。導体箔３の柔軟な構成によって、当該導体箔３を簡単な方法により、湾曲された車体部分９の内側１０に沿って案内することができ、それによって、当該導体箔３は、車体部分９において省スペース的にかつ最適に配置され又は配置可能である。

同様に、図３に示されている他の実施例によれば、センサ装置１は車体部分９に統合化されている。この目的のために、車体部分９自体は、センサモジュール２＿２の被覆部８の一部を形成しており、これは図３中の右方に示されている。従って、被覆部８を用いることにより、車体部分９と同様に共に成形することができ、これによって、特にコンパクトでかつ良好に取り扱い可能なユニットが形成される。各センサモジュール２＿２を、後から車体部分９の付加的被覆部８によって含有させ、それによって、当該車体部分９に保持させることも考えられる。他の実施例によれば、好ましくは、２つのセンサモジュール２＿１，２＿２が車体部分９に固定されている。もちろん、３つ以上のセンサモジュール２を導体箔３に配置することも可能である。従って、車体部分９は、センサ装置１と共に、自動車の安全装置を駆動制御する圧力センサシステムを既に備えている有利な車体部品を形成する。

車体部分９内へのセンサ装置１の統合化は、エンドユーザによる電子システム内への介入を阻止する覆い隠された取り付けの利点を提供する。これによりシステムの安全性が高まる。センサ装置１のわずかな厚さに基づき、車体部分９内へのセンサ装置１の統合化によって、車体部分９の機械的な構造部堅牢性は、影響を受けない又はほとんど影響を受けない。車体部分９に統合化された構成要素としてのセンサ装置１のセンサ機能は、例えば統合化された電気エネルギー蓄積器、電熱線又は誘導コイルなどのように、端部部品内に直接統合化された他の機能と組み合わせ可能であり、これにより、車体部品のマルチ機能性が導体路手法のように実行される。

特に、センサ装置１の統合化された構成によって、導体箔上又は車体部分９上へのセンサの高精度の位置決め及び配向が達成され、これによって、製造の際の及びその後の機能性検査の際のステップの数を低減することができる。

導体箔ベースのバック射出成形技術又は押出被覆技術によるセンサ装置１の製造、あるいは代替的に、車体部分９への導体箔ベースの統合化によるセンサ装置１の製造は、安価であり、それほど時間を要しない。センサ装置１の取り付けのために、被覆部８は、それぞれ、各センサモジュール２の車体部分９への固定のために存在する１つ以上の固定手段１１を有することが想定されてもよい。そのため、図１に破線により示されている実施例によれば、固定手段１１は、車体部分９の対応する差込み収容部１３内に差込み可能である差込み突起１２として形成されていることが想定されている。合目的的には、差込み突起１２及び差込み収容部１３は、それぞれ圧入嵌めを形成するように形成されているので、各センサモジュール２は、容易に車体部分９に取り付け可能であり、あるいは少なくとも、予め取り付け可能である。各センサモジュール２の車体部分９への形状結合的な係止を可能にするために、固定手段を係止手段として形成することも考えられる。

その他に、ここでは製造コストを、２Ｒ２製造ラインを使用することによって、あるいは、導体箔面積の低減を目的とした開放型半導体を直接取り付けることによってさらに低減することができる。また、車両における又は車体部分９におけるセンサ装置１の簡単な取り付けによっても、例えばモールド過程、特にＬＣＭ（ＬＣＭ＝ｌｉｑｕｉｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍｏｌｄｉｎｇ）過程におけるＦＲＰ構造部として車体部分９内へのセンサ装置１の直接の統合化によっても、製造コストは低減される。

使用される技術により、センサモジュール２の圧力センサ７は、簡単な方法によって車体部分９に、特にバンパーに直接統合化される。もちろん、車体部分９はドアトリムであってもよい。また、センサ装置１を、車両シート内に配置することも考えられる。直接的差込み技術を使用することによって、センサ装置１の部品の簡単な電気的接続を実現することができる。その上さらに、センサモジュール２の好ましいハウジングによって、カスタム仕様のプラグイン接続部を直接導体箔３に被着させることができる。センサ装置１の柔軟な構成により、既に例示的に図３に示されているように、センサ装置１の後からの変形も可能である。適当なケース技術を使用することによって、複数のセンサモジュールを上下に積層するまでの複雑な構造及び幾何学形状を形成することができる。導体箔３が３層以上の支持体箔及び導体路を有するならば、多層構造により、複雑な電気的回路の実現さえも可能である。好ましくは、導体箔３の支持体材料、及び、任意選択的に各センサモジュール２の支持体４も、弾性的及び塑性的に変形可能な材料から製造されており、そのため、支持体箔３及び場合によっては支持体４が伸張又は延在可能であり、さらに全ての方向で変形可能である。特に、支持体４の変形性によって、センサモジュール２自体を挿入部品として適合化させて形成することが可能であり、そのため、ここでは、立体的に成形された車体部分内に形状に合わせて適合化され、又は、これに装着可能である。

前述の実施例によるセンサモジュール２が、それぞれセンサとして圧力センサ７を有することが想定されているのに対して、図４に示されている他の実施例によるセンサモジュール２は、圧力センサの代わりに又は圧力センサに対して付加的に、回転数検出器１４を有することが想定されている。この回転数検出器１４（以下においては、センサとも称する）は、導体箔３上に配置され、導体路５によってプラグピン１５と接続されている。このプラグピン１５も、好ましくはセンサ１４も、プラスチックによって被覆されており、この場合、被覆部８は、このケースにおいては、プラグピン１５が外部からの対応するコンタクトプラグによって電気的に接触接続可能であるように、プラグピン１５から部分的に離間して存在している。センサ１４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１６を有しており、この集積回路１６は、可撓性の支持体上に前述したように形成され、支持体箔３上に配置されている。この回路１６は、好ましくは、ハーフブリッジ又はフルブリッジとして構成された回転数検出器１４の測定素子１７を有しており、好ましくは統合化されている。

好ましい構成によれば、センサ装置１は、従来よりも小さい回転数検出器によって実現することができ、この場合は、回路１６及び感知素子又は測定素子１７を支持する導体箔３の直接の噴霧又は被覆によって製造コストが低減される。その上さらに、脆弱な接続箇所の数も低減する。センサ１４は、取り付けの際には、支持体箔３上に正確に位置決めされ、支持体上又は支持体内の下請け部品として消費される。好ましくは、許容誤差に関する枠組み条件は、支持体部品内へ導体箔３を統合化した後のさらなる配向が不要であり、かつ、センサモジュール２の配向に関する要求を伴うさらなる取り付けステップが不要となるように構成される。既に上述したように、ここでも、実装のための特に統合化された部品のための平面取り付け技法の手段が使用可能であり、これによって、さらなるコストの利点が生じることになる。

Claims (12)

1. 少なくとも１つのセンサモジュール（２）と、前記センサモジュール（２）への電気的接触接続のために前記センサモジュール（２）に接続された少なくとも１つの接続線路とを備え、前記センサモジュール（２）は、少なくとも１つのセンサ（７，１４）を有する、車両用、特に自動車用のセンサ装置（１）において、
   導体箔（３）として形成された前記接続線路上に配置された前記センサモジュール（２）が、前記導体箔（３）を少なくとも部分的に包囲する、被覆材料の射出成形により形成された被覆部（８）によって囲まれていることを特徴とする、センサ装置（１）。
2. 前記センサは、圧力センサ（７）又は回転数検出器（１４）として構成されている、請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記導体箔（３）上に、複数の前記センサモジュール（２）が配置され、それぞれが、前記導体箔（３）を少なくとも部分的に包囲する前記被覆部（８）によって囲まれている、請求項１又は２に記載のセンサ装置。
4. 前記各被覆部（８）は、前記各センサモジュール（２）を車両の車体部分（９）に固定するための少なくとも１つの固定手段（１１）を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
5. 前記被覆部（８）は、前記車体部分を少なくとも部分的に共に形成する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセンサ装置。
6. 前記被覆部（８）は、弾性的に変形可能に形成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサ装置。
7. 前記各センサモジュール（２）は、前記センサ（７）が配置される支持体（４）を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のセンサ装置。
8. 前記支持体（４）は、可撓性に形成されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンサ装置。
9. 前記導体箔（３）は、ストライプ状に形成され、少なくとも１つの弾性的及び／又は塑性的に変形可能な支持体箔（３＿１）と、弾性的及び／又は塑性的に前記支持体箔（３＿１）と共に変形可能な少なくとも１つの導体路（３＿２）とを有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のセンサ装置。
10. 車体部分（９）と、前記車体部分（９）に固定された請求項１乃至９のいずれか一項に記載の少なくとも１つのセンサ装置（１）とを備えた車両用、特に自動車用の車体部品。
11. 前記センサ装置（１）は、前記車体部品（９）に統合化されて構成されている、請求項１０に記載の車体部品。
12. 少なくとも１つのセンサモジュール（２）と、前記センサモジュール（２）への電気的接触接続のために前記センサモジュール（２）に接続された少なくとも１つの接続線路とを備え、前記センサモジュール（２）は、少なくとも１つのセンサ（７，１４）を有する、センサ装置（１）、特に請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）を製造する方法において、
    前記センサモジュール（２）が、導体箔（３）として形成された前記接続線路上に配置され、前記導体箔（３）を少なくとも部分的に包囲する被覆部（８）によって囲まれることを特徴とする、方法。

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