阅读说明：本技术 具有绝缘的内凹槽和外凹槽的速度传感器 (Speed sensor with insulated inner and outer grooves ) 是由 A·克卢夫廷格尔 K·莱希纳 M·布莱辛 G·克莱因 于 2019-01-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于对相对于速度传感器(100)运动的对象的速度进行测量的速度传感器(100),其具有速度传感器壳体(111),所述速度传感器壳体设置用于滑动锁合地和/或摩擦锁合地和/或形状锁合地被置入固定的接收部中,其中,所述速度传感器壳体(111)容纳由塑料组成的注塑模制件(107),速度传感器元件(104,105)的至少一部分被注塑包入所述注塑模制件中。本发明设置了,a)所述注塑模制件(107)在其指向速度传感器壳体(111)的壁的内面(112)的外周面(113)上具有至少一个外凹槽(116),其中,在外凹槽(116)的边界面与速度传感器壳体(111)的壁的内面(112)之间分别构造有外空腔,和/或b)在注塑模制件(107)之内构造有至少一个内凹槽(119),该内凹槽形成内空腔。通过被充注以空气或被部分或者完全地抽真空的所述腔,应该使从壳体到注塑模制件上的热传递或者在所述注塑模制件之内的热传送变困难。(The invention relates to a speed sensor (100) for measuring the speed of an object moving relative to the speed sensor (100), comprising a speed sensor housing (111) which is provided for being inserted into a stationary receptacle in a sliding and/or frictional and/or form-fitting manner, wherein the speed sensor housing (111) accommodates an injection-molded part (107) made of plastic, into which at least a part of a speed sensor element (104, 105) is injection-molded. According to the invention, a) the injection-molded part (107) has at least one outer groove (116) on its outer circumferential surface (113) directed toward the inner surface (112) of the wall of the speed sensor housing (111), wherein an outer cavity is formed between the boundary surface of the outer groove (116) and the inner surface (112) of the wall of the speed sensor housing (111), and/or b) at least one inner groove (119) is formed within the injection-molded part (107), which inner groove forms an inner cavity. By means of the chamber being filled with air or being partially or completely evacuated, heat transfer from the housing to the injection-molded part or within the injection-molded part should be made difficult.)

具有绝缘的内凹槽和外凹槽的速度传感器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于对相对于速度传感器运动的对象的速度进行测量的速度传感器，该速度传感器具有速度传感器壳体，该速度传感器壳体设置为用于摩擦锁合和/或形状锁合地置入到固定的接收部中，其中，速度传感器壳体容纳由塑料制成的注塑模制件，速度传感器元件的至少一部分被注塑包入该注塑模制件中。

本发明还涉及一种根据权利要求16所述的驾驶员辅助系统，尤其是制动防滑调节系统(ABS)、驱动防滑调节系统(ASR)、行驶动态调节系统(ESP)、自适应速度调节系统(ACC)或者车辆跟随调节系统，所述系统包含至少一个速度传感器。

本发明还涉及一种根据权利要求17所述的具有驾驶员辅助系统的机动车。

背景技术

这种速度传感器设置为用于在机器部件如齿轮运动时确定其速度或者转速并且通过连接的电线路将相应的信号传输给电子装置用于进一步处理。这种速度传感器例如可以由车轮转速传感器代表，该车轮转速传感器在制动防滑调节的范畴内感测机动车的车轮转速。

无源的速度传感器和有源的速度传感器是已知的。有源的速度传感器是感测器，其包含在内部增强的或形成信号的结构元件并且可以借助电流供给装置来运行。传感器信号可以直接通过其集成在传感器中的电子装置输出矩形信号。相反，无源的速度传感器是仅包含无源的元件(如具有电感、电容和电阻的感应线圈)。在大多数情况下，信号作为模拟电压被输出，并且通常遵循正弦电压，该正弦电压的频率相应于转速而改变。

因此，在制动防滑调节的情况下转速传感器可以是“无源的”或者“有源的”。因此，没有持久作用的电流供给的转速传感器(“无源的”感应线圈)称为“无源的”。例如具有“霍尔效应”作用原理的转速传感器称为“有源的”，所述转速传感器的“有源的”电子构件持久地与电流供给连接。

由DE 43 31 969 C2已知这种类型的速度传感器。

在此，在使用这种速度传感器时会发生以下情况：相对较大的热能从周围环境(例如在制动盘附近的遮挡结构(Verbau)中)或者从运动对象处传递到速度传感器上，这尤其在上述的有源的速度传感器中是不利的，在该有源的速度传感器中传感器元件包括集成的分析评估电子装置。由于过热，这种速度传感器可能引起错误测量或可能失效。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于，进一步研发上述类型的速度传感器，使得该速度传感器具有更高的功能可靠性。此外，也应提供一种具有至少一个这种速度传感器的车辆辅助系统以及一种具有这种车辆辅助系统的车辆。

该任务通过权利要求1、16和17的特征来解决。

本发明涉及一种速度传感器用于测量相对于速度传感器运动的对象的速度，该速度传感器包括速度传感器壳体，该速度传感器壳体设置为用于摩擦锁合和/或形状锁合地置入到固定的接收部中，其中，速度传感器壳体容纳由塑料组成的注塑模制件，速度传感器元件的至少一部分被注塑包入所述注塑模制件中。

因此，在由塑料组成的注塑模制件原型成形时，在一个加工过程中将速度传感器元件的至少一部分被注塑包入注塑模制件中。在此，电线缆可以从注塑模制件中伸出，所述电线缆与速度传感器元件的至少一部分电连接，以便将由速度传感器元件所感测的速度信号进一步传输给例如电子装置用于进一步处理。

速度传感器元件可以是上述的无源或有源的速度传感器元件。

根据本发明设置，

a)所述注射模制件在其指向速度传感器壳体的壁的内面的外周面上具有至少一个外凹槽，其中，在外凹槽的边界面与速度传感器壳体的壁的内面之间分别构造有外空腔，和/或

b)在注塑模制件之内构造有至少一个内凹槽，该内凹槽形成内空腔。

尤其，在注塑模制件的外周面中或外周面上存在多个彼此间隔开和彼此分开的外凹槽，和/或在注塑模制件之内存在多个彼此间隔开和彼此分开的内凹槽。

外凹槽的边界面应该理解为外凹槽的这样一个面，所述面指向外空腔中并且例如包括外凹槽的底面。尤其，除了至少一个空的外凹槽之外，注塑模制件的外周面光滑地构造并且例如是柱形的。

内空腔或外空腔尤其不是用于接收其它结构元件、例如密封环，而是形成绝缘腔。

这种内空腔或外空腔类似于真空瓶地减弱三种可能的热传递过程：热传导、热辐射和对流。热传导不仅受到内空腔或外空腔中的空气或真空的影响，因为空气或真空具有很小的导热性。同样，内空腔或外空腔中的空气或真空也降低了通过辐射实现的热传递。内空腔或外空腔的优选抽真空防止通过对流实现的热传递。

在此，当然可以在注塑模制件的外周面上或者在注塑模制件之内构造多个这样的空的内凹槽或外凹槽或者内空腔或外空腔，这以有利的方式使从速度传感器壳体的壁处和从注塑模制件处的热传送变得困难或者使注塑模制件之内的热传导变得困难，所述壁可以通过与速度传感器的接收部(直接)接触被加热。由此降低了作用到注塑模制件上的热负载和从而作用到速度传感器元件的至少一部分上的热负载，这提高了速度传感器元件的功能安全性。此外，在注塑模制件之内形成的空腔阻止在注塑模制件之内的热传导并且从而阻止热传导到速度传感器的在那里被注塑包入的至少一部分中。

通过在从属权利要求中列举的措施，可以实现本发明第一方面的有利扩展方案和改进方案。

根据一个优选的实施方式，至少一个内空腔或外空腔被抽真空或被部分抽真空。如上面所述，这导致进一步减少在速度传感器壳体的壁与注塑模制件之间或在注塑模制件之内的热传递过程。

尤其，速度传感器壳体可以至少部分地构造为柱形套筒形状，并且注塑模制件至少部分地构造为柱形的实心体，尤其在构造有至少一个空腔的重叠区域中。

内凹槽或外凹槽可以仅部分地而非完全地穿过注塑模制件。然而替代地，也可以考虑注塑模制件被至少一个内凹槽或外凹槽完全穿过。

特别优选地，速度传感器壳体实施为夹紧套筒。这意味着，例如，速度传感器壳体具有向外弹性突出的部分，所述向外弹性突出的部分在置入接收部中时发生变形并且由此在接收部(例如孔)的内表面与速度传感器壳体的弹性突出部分的外表面之间产生摩擦锁合。通过摩擦锁合，单独地且与可选的附加形状锁合一起可以将速度传感器保持在接收部中。

速度传感器壳体尤其可以由钢板制成。

特别优选地，在速度传感器壳体与注塑模制件之间可布置至少一个密封元件，该密封元件使至少一个外腔相对于周围环境密封。因此，至少一个密封元件阻止至少一个空的并且例如被抽真空的外腔被充注以来自周围环境的空气。

根据一个扩展方案，速度传感器可以是转速传感器，并且运动的对象可以是旋转的对象，其中，旋转的对象例如驱动具有永磁体或铁磁齿部的转子，所述永磁体或铁磁齿部这样布置在转子的周边上，使得它们的极或者说齿部和空隙彼此交替。

然后，具有永磁体的转子尤其形成速度传感器的组成部分，因为速度传感器的测量原理基于：转子的旋转在磁场中产生脉冲形的变化，所述脉冲形的变化在速度传感器的静止部分的输出接头上引起交流电压信号，所述输出接头在该情况下例如包括用于扫描磁场中的变化的霍尔元件以及半导体芯片作为速度传感器元件。附加地，信号被半导体芯片增强并且针对相应接口进行调整(Konditionieren)。这例如可以是具有协议的电流接口。

尤其，速度传感器壳体可以杯形地构造并且在其指向旋转对象的端部上具有速度传感器壳体底部。此外，在注塑模制件的周面的指向旋转对象的位于末端侧的端面上可以构造位于端面侧的外凹槽，在该位于端面侧的外凹槽的底面中布置速度传感器元件的至少一部分，其中，在位于端面侧的外凹槽的底面与速度传感器壳体底部之间构造有位于端面侧的外空腔。然后，速度传感器元件的至少一部分通过该位于端面侧的外空腔相对于旋转对象特别有效地热绝缘。

然而，速度传感器元件距离其旋转对象越远，则可由其感测的信号就越低。这种技术矛盾有利地通过设置导铁磁的耦合元件来解决。由铁磁材料组成的耦合元件例如轴向地从速度传感器元件延伸到注塑模制件的位于端面侧的外凹槽中。

在一个有利的实施方式中，该耦合元件可以构型有冷却肋，所述冷却肋减少了到速度传感器元件上的热流。作为另一有利的特性，耦合元件可以在至少一个端部上具有收窄部，该收窄部用于集中速度传感器元件中的电场。

然而，速度传感器元件不限于在此仅示例性提到的霍尔元件。尤其可以考虑具有基于磁阻效应的测量原理的任何有源或无源的速度传感器元件，在所述磁阻效应情况下，通过施加外部磁场而出现材料电阻的变化(MR传感器)。

本发明还涉及一种机动车的驾驶员辅助系统，例如制动防滑调节系统(ABS)、驱动防滑调节系统(ASR)、行驶动态调节系统(ESP)、自适应速度调节系统(ACC)或者用于至少部分自主行驶的车辆跟随调节系统，所述系统设有上述速度传感器，本发明也涉及一种具有这种驾驶员辅助系统的机动车。

附图说明

下面在附图中示出并在下面的说明中详细阐述了本发明的实施例。在附图中示出了：

图1A根据本发明的速度传感器的一个优选实施方式的横截面视图；

图1B具有用于传导磁通量的耦合元件的根据本发明的速度传感器的一个优选实施方式的横截面视图；

图1C图1b的用于传导磁通量的耦合元件的一个优选实施方式的横截面视图；

图2根据本发明的速度传感器的另一实施方式的横截面视图；

图3图1的速度传感器的部分截取的立体视图。

具体实施方式

在此，在图1A中示出例如实施为车轮转速传感器的速度传感器100的一个优选实施方式，该速度传感器用于测量机动车车轮的车轮转速。在此，速度传感器100在此例如在防抱死系统(ABS)中使用。

速度传感器100包括霍尔IC104，该霍尔IC与装配在机动车的车轮上的速度传感器100的转子101共同作用，以便与所述转子同步旋转。转子101具有环103，该环103具有多个永磁体102，所述永磁体这样布置在转子101的周边上，使得所述永磁体的磁极彼此交替，使得在转子101旋转时所述永磁体在磁通量方面产生脉冲形式的变化。固定的霍尔IC 104包括霍尔元件105以及在此未明确示出的其他结构元件。因此，霍尔元件105磁性耦合到永磁体102的磁回路中。霍尔元件105通过在此未示出的电压线路被供给以电压并且通过同样未示出的接地线路接地。在此，霍尔元件105和霍尔IC104例如形成一个结构单元，其中，霍尔元件105指向转子101。

霍尔元件105产生作用到其输出接头上的交流电压作为通过转子101的旋转所产生的磁通量变化的结果，该输出接头在此与霍尔IC104的分析评估电子装置连接，然后该分析评估电子装置将输出信号馈入到信号线缆中，在所述信号线缆中，施加在其上的交流电压信号的波形被转换成标准化的信号形式。这种霍尔IC 104的测量原理充分已知，并且因此在此不进一步阐述。在此，霍尔IC 104和霍尔元件105例如形成一个结构单元并且与信号线缆106一起完全地注塑成型到注塑模制件107中，所述注塑模制件在此例如形成柱形实心体。在此，由霍尔元件105和霍尔IC 104组成的该结构单元尤其布置在注塑模制件107的指向转子101的端部108中，而信号线缆106的接头109从注塑模制件107的另一端部110伸出，然后将线缆连接到所述接头上并且将车轮转速信号馈入到在此未示出的外部的ABS调节电子装置中以用于进一步处理。注塑模制件107可以由任意的、适合于注塑的塑料材料通过注塑成型来制成。

在此，由塑料组成的注塑模制件107例如部分地布置或容纳在速度传感器壳体111之内，其中，在此例如仅注塑模制件107的远离转子101指向的端部110还从速度传感器壳体111伸出。

在此，速度传感器壳体111例如杯形和柱形地构造并且例如通过对钢板深拉来产生。在此，注塑模制件107的外直径例如略微小于速度传感器壳体111的壁的径向内周面112的内直径，使得速度传感器壳体111的壁的径向内周面112基本上与注塑模制件的径向外周面113接触。

然后，速度传感器100以其速度传感器壳体111的径向外周面114可移动地置入到例如具有夹紧套筒的固定的接收部的在此未示出的柱形孔中，所述夹紧套筒与机动车的底盘连接，相应的车轮可旋转地支承在该底盘上。

然后，集成有霍尔IC104和霍尔元件105的注塑模制件107的与转子101对置的端部108被杯形的速度传感器壳体111的速度传感器壳体底部115围住或者说包围。然后，在速度传感器壳体底部115和转子101之间形成净空或起作用的空气间隙116’。

在此，注塑模制件107在其指向速度传感器壳体111的壁的径向内周面112的径向外周面113上例如具有多个彼此间隔开的径向外凹槽116，其中，在每个外凹槽116的边界面与速度传感器壳体111的壁的径向内周面112之间分别形成空腔。“空腔”意味着，在那里没有布置另外的结构元件，例如密封件。然而“空腔”可以被充注以处于环境压力下的空气、被抽真空或者也可以被部分抽真空。

尤其在注塑模制件107的周面的指向转子101的端面上构造有在此例如盘形的并且与速度传感器100的中心轴线117同轴的、位于端面侧的外凹槽116，霍尔元件105这样布置在所述外凹槽的底部中，使得霍尔元件105的传感器面指向或者伸入到位于端面侧的凹槽中。

此外，在注塑模具107的位于端面侧的外凹槽116的底面和速度传感器壳体底部115之间可以形成位于端面侧的外空腔。然后，霍尔元件105和霍尔IC104通过所述位于端面侧的外空腔特别有效地相对于转子101热绝缘。

此外，在此例如实施为环绕的密封环的密封元件118布置在速度传感器壳体111的壁的径向内周面112与注塑模制件107的径向外周面114之间，使得外空腔116相对于周围环境密封。

除了空的外凹槽116之外或者替代该外凹槽，还可以在注塑模制件107的内部中构造空的内凹槽119，然后这些空的内凹槽形成内空腔。然后，这些空的内凹槽119也彼此分开或者说彼此间隔开。

图1B示出另一实施方式，该实施方式克服了由位于端面侧的外空腔引起的缺点，所述外空腔在此也构造在注塑模制件107的位于端面侧的外凹槽116和速度传感器壳体底部115之间，因为该外空腔引起有效空气间隙116’的增大并且因此可能使霍尔IC104的霍尔元件105中的信号减弱。为了补偿信号减弱，在此设置由铁磁材料组成的耦合元件120，该耦合元件在此轴向地例如从霍尔IC 104延伸到注塑模制件107的位于端面侧的外凹槽116中。该耦合元件由于其铁磁材料增强了磁通量并且从而也增强霍尔IC 104的信号。

耦合元件120可以附加地具有冷却肋121并且为了聚集磁场而在至少一个端部上具有收窄部122，如在图1C中所示。为了安置在铁磁的磁极转子(Polrad)上，可以添加磁体123用于预紧霍尔元件105。此外，在图1B中，传感器尖端的内周面用112’标注，传感器尖端的外周面用113’标注。

图1C以放大图示出耦合元件120的过渡部以及可选的热解耦件116，所述耦合元件具有其逐渐收窄的端部122用于使霍尔IC 104的霍尔元件105中的磁通量聚集。

图2示出了在此例如也实施为车轮转速传感器的速度传感器100的另一实施方式，在该速度传感器的情况下，替代如在图1A中那样的磁性编码的转子101或环103而存在铁磁性地以齿部和空隙102’编码的转子101。为了磁性地预紧霍尔元件105，例如考虑附加的永磁体123。

图3以速度传感器100的部分截取的图示示出外凹槽116的一个示例，在该图示中部分地去掉了速度传感器壳体111，该外凹槽优选仅部分地穿过注塑模制件107并因此也类似于盲孔地具有底面作为边界面。

这样形成的内空腔和外空腔尤其不是用于接收其它结构元件，例如密封环，而是分别形成绝缘空腔。尤其，内空腔和外空腔被抽真空，然后外空腔尤其通过密封环118相对于周围环境密封，使得没有空气可以从外部进入到外空腔中。

附图标记列表

100 速度传感器

101 转子

102 永磁体

102’ 齿部/空隙

103 环

104 霍尔IC

105 霍尔元件

106 信号线缆

107 注塑模制件

108 端部

109 接头

110 端部

111 速度传感器壳体

112 径向内周面

112’ 传感器尖端的内周面

113 径向外周面

113’ 传感器尖端的外周面

114 径向外周面

115 速度传感器壳体底部

116 外凹槽

116’ 传感器和转子之间的空气间隙

117 中心轴线

118 密封环

119 内凹槽

120 用于磁通量的耦合元件

212 用于排走热能量的冷却肋

122 耦合元件的用于聚集磁通量的收窄部

123 永磁体