用于利用探测场检测物理测量值的传感器以及车辆的制作方法

本实用新型涉及一种用于利用探测场检测物理测量值的传感器，用于监控传感器的方法，用于执行方法的控制装置，和具有传感器和控制装置的车辆。

背景技术：

由WO 2010/037 810 A1已知一种用于发出传感器信号的传感器，该传感器信号与物理测量值相关，该物理测量值通过探测场利用检测装置来检测。

技术实现要素：

本实用新型的目的是，改进已知的电子组件。

所述目的通过独立权利要求的特征来实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

根据本实用新型的一个方面，用于利用探测场检测物理测量值的传感器包括：用于检测探测场并且输出与物理测量值相关的传感器信号的传感器电路、至少部分地容置传感器电路的壳体、和在传感器电路和壳体之间的湿度检测装置，该湿度检测装置构造用于产生监控信号，所述监控信号与进入传感器电路与壳体之间的湿度相关。

所说明的传感器基于下述构思，壳体应保护传感器电路避免湿气进入，因为否则传感器电路可能由于进入的湿气而被侵蚀。上述情况会引起，在传感器电路上的电导线可能会不希望地短路或断路，由此不能再实现传感器的可靠的功能。

然而所说明的传感器基于下述知识，壳体本身承受风化现象和环境影响，并且例如受到湿气侵蚀——传感器电路应受到保护避免遭受湿气，因为湿气可能有助于形成导电的电解液。长此以往，因此特别是在极度潮湿的区域、例如在车辆上车轮转速传感器中安装时，不能确保传感器电路受到足够的保护以避免湿气进入。

在此所说明的传感器利用下述建议形成，鉴于进入的湿气来监控传感器。以这种方式可以识别出下述危险：传感器提供错误信号或者面临失效，以便准备相应的对策，如为车辆寻找车间。

在所说明的传感器的一种改进方案中，所述传感器电路包括：用于将探测场转换成探测信号的检测装置和用于基于所述探测信号发出传感器信号的信号处理电路，湿度检测装置布置在检测装置和/或信号处理电路的表面上。

因为检测装置和信号处理电路原本就存在，所以其表面通过在其上布置湿度检测装置而被有利地使用，从而不需要附加构造空间用于实施本实用新型。如果检测装置和/或信号处理电路构造成集成电路，则湿度检测装置当然应布置在钝化层的开口之上或之中，以便其不会不希望地屏蔽待测量的湿度。上述情况例如可以类似于接触面、还称为接合焊盘来实现。

在所说明的传感器的一种特殊的改进方案中，湿度检测装置是电阻式和/或电容器检测装置，其具有第一电极和与第一电极电分离的第二电极，并且在两个电极之间的电阻和/或电容与待检测的湿度相关。这种湿度检测装置不仅能成本经济地制造，其还能平面地、例如以之前所述的方式安装在检测装置和/或信号处理电路的表面上，从而本实用新型的技术实施方案几乎不出现必要安装空间的增大。

在所说明的传感器的一种优选的改进方案中，两个电极是彼此接合的梳状电极。以这种方式可以在两个电极之间提供特别大的、参与电阻和/ 或电容的作用面，由此湿度检测装置在所说明的传感器中具有较高的灵敏度。

在所说明的传感器的另一种改进方案中，探测场与在车辆上的车轮的转速相关，并且传感器电路被布置用于，发出与转速相关的信号作为传感器信号。这种车轮转速传感器可能尤其在车辆中在运行期间承受特别大的湿度，由此由于进入到壳体和传感器电路之间的湿度引起了提高的失效风险。然而在本实用新型的范围内，降低了由于进入的湿度引起的安全风险，因为这种安全风险可以在可能对安全至关重要的影响之前识别出，以便开始可能的对策。

在另一种改进方案中，壳体是至少部分包围传感器电路的保护体，尤其是塑料保护体。

根据本实用新型的另一个方面，用于监控所说明的传感器之一的方法包括下述步骤：检测监控信号；在下述情况下发出错误信号：监控信号满足预先确定的条件，所述条件与在传感器电路和壳体之间预先确定的湿度相关。

监控在此可以在任意时刻实现。一种可能性是，为了研发目的而进行监控，以便研究例如新式壳体的密封湿气的作用。利用所说明的方法现在不必再等待，直至进入的湿度对传感器产生影响并且该传感器在其功能方面受到损害，而是上述情况事先已经能被检测出，由此能降低测试时间并且使研发活动加快。

替选地，传感器可以安装在车辆中，并且所述车辆基于发出的错误信号转变为故障运行模式。车辆例如可以由正常运行模式——其中未受限制地提供所有功能——转变为故障运行模式，其中仅限制或甚至不再提供确定的与安全相关的功能。重要的限制在此例如是，对于车辆来说所允许的最大速度大大低于在正常运行模式中的最大速度。同时可以向驾驶员发出指示，寻找车间，以便更换被鉴定为错误的传感器。

根据本实用新型的另一个方面，控制装置被布置用于执行所说明的方法之一。

在所说明的控制装置的一种改进方案中，所说明的装置具有存储器和处理器。在此，所说明的方法以计算机程序的形式存储在存储器中，并且处理器在下述情况被设置用于执行所述方法：计算机程序从存储器装载到处理器中。

根据本实用新型的另一个方面，计算机程序包括程序编码器，以便在下述情况下实施所说明的方法之一的所有步骤：计算机程序在计算机或所说明的装置之一上执行。

根据本实用新型的另一个方面，计算机程序产品包含程序编码，该程序编码存储在计算机可读的数据载体上，并且当该程序编码在数据处理装置上执行时，该程序编码实施所说明的方法之一。

根据本实用新型的另一个方面，车辆包括：承载在至少一个车轮上的底盘；与车轮连接的探测元件，所述探测元件被布置用于发出与车轮一起旋转的探测场；所说明的传感器之一，用于基于探测场发出传感器信号；所说明的控制装置之一，用于基于进入到传感器电路和壳体之间的湿度发出监控信号。

附图说明

本实用新型的上述特性、特征和优点以及如实现的方式和方法与下面对实施例的描述相关地更清楚且更明确地解释，所述实施例与附图相关地进行详细阐述，其中：

图1示出了具有行驶动力学控制系统的车辆的示意图，

图2示出了在图1的车辆中的转速传感器的示意图，

图3a示出了图2的转速传感器在第一制造阶段中的示意图，

图3b示出了图2的转速传感器在第二制造阶段中的示意图，

图3c示出了图2的转速传感器在第三制造阶段中的示意图，

图4示出了用于图2和图3的转速传感器的湿度检测装置的示意图，和

图5示出了用于评估来自图4的湿度传感器的监控信号的评估电路的示意图。

具体实施方式

在附图中，相同的技术元件具有相同的附图标记且仅描述一次。

参照图1，该图示出了车辆2的示意图，其具有已知的行驶动力学控制系统。关于这个行驶动力学控制系统的细节例如可以从DE 10 2011 080 789 A1获悉。

车辆2包括底盘4和四个车轮6。每个车轮6可以通过位置固定地在底盘4上固定的制动器8相对于底盘4减速，以使车辆2在未进一步示出的道路上的运动减速。

在此以本领域技术人员已知的方式可能发生的是：车辆2的车轮6失去其路面附着，并且车辆2甚至由于转向不足或过度转向而驶离例如通过未进一步示出的方向盘预先给定的轨迹。上述情况通过已知的控制回路、例如ABS(防抱死系统)和ESP(电子稳定程序)来避免。

在本实施方式中，车辆2为此在车轮6上具有转速传感器10，所述转速传感器检测车轮6的转速12。此外，车辆2具有惯性传感器14，该惯性传感器检测车辆2的行驶动力学数据16，其中例如能以本领域技术人员已知的方式发出俯仰率、侧倾率、横摆率、横向加速度、纵向加速度和/或竖直加速度。

基于所检测的转速12和行驶动力学数据16，控制器18能以本领域技术人员已知的方式来确定，车辆2是否在行车道上打滑或者甚至偏离于上述预先给定的轨迹，并且相应地利用已知的控制器输出信号20对此作出反应。控制器输出信号20然后可以由调整装置22使用，以便借助调整信号 24来操控调整元件、例如制动器8，该制动器对打滑以及偏离于预先给定的轨迹以已知的方式作出反应。

以下借助在图1中示出的转速传感器10详细阐述本实用新型，但本实用新型也可以应用于任意的电子装置，尤其是任意的传感器、例如磁场传感器、加速度传感器、转速传感器、固体声传感器或温度传感器。

参照图2，该图示出了在图1的车辆2中的转速传感器10的示意图。

转速传感器10在本实施方式中设计成主动的转速传感器10，在其范围内由不能相对转动地与车轮6之一连接的编码盘26——其由多个磁极28 组成——发出磁场30。磁场30穿过在壳体32中容置的检测装置34，该检测装置通过信号处理电路36连接到数据电缆38上，通过该数据电缆可以将转速12传输给控制器18。在此，检测装置34、信号处理电路36和数据电缆38可以通过例如形式为引线框的接线40彼此接线。为了提高转速传感器10的电磁兼容性，可以布置屏蔽板42。

关于主动的转速传感器的其它背景信息例如可以由DE 101 46 949A1 获悉。

在之前所述的车辆2中安装时，对于转速传感器10的长使用寿命来说特别重要的是，尽可能密封地防止湿气进入。恰恰是由于转速传感器10 安装在车辆2行驶期间可能被甩溅大量污物和水的车轮6上，所以防止湿气进入的密封是非常重要的，这避免了例如接线40被侵蚀并且损坏。

为了实现上述密封，转速传感器10的、包括检测装置34和信号分析电路36的传感器电路44以下述方式利用形成壳体32的保护体包裹。

在图3a中示出了，电子组件44在没有壳体32的情况下插入到工具 45中以使壳体32成型。在此，接线40设计成上述引线框，在其上机械地保持检测装置34和信号分析电路36，并且使它们电连接。为了支持对磁场30的检测，使检测装置34弯曲。

在形式为引线框的接线40上设置电接口46，数据电缆38例如通过绞接(Splicen)连接到该电接口上。

成型工具45以其它部件补充，它们一起形成了成型腔47，该成型腔在图3a中敞开并且所以仅部分地示出。然后形成壳体32的保护体插入到所述成型腔48中。在此可以使用任意的塑料材料作为保护体，其中成型过程取决于所应用的塑料材料。如果例如使用热塑性塑料作为塑料材料，则成型过程可以是注塑过程。

然后利用壳体32包裹的传感器电路44可以保持在固定销50上、插入另一个工具52中，并且容置在另一个保护体54、所谓的上模(Overmold) 中。

然而壳体32和另外的保护体54防止湿度进入的保护作用由于磨损现象和其它老化现象而可能随着时间的推移而减弱，从而不能持久地确保没有湿气进入壳体32和传感器电路44之间。

在此，本实施方式与下述建议结合，在传感器电路44和壳体32之间布置例如在图4中示出的湿度检测装置56，该湿度检测装置检测进入传感器电路44和壳体32之间的湿气。该湿度检测装置56原则上能以任意方式构成并且以任意方式布置在传感器10中，只要其以下述方式布置：检测之前提到的湿度。

然而优选地，湿度检测装置56布置在检测装置34的表面上和/或信号处理电路36的表面上，以便尽可能小地保持空间需求。替选地，为了布置湿度检测装置56还可以使用存在的结构，该结构例如为了测试目的或出于其它原因在制造期间已经设置在传感器电路44的表面上，并且该结构在功能方面在传感器10正常运行期间不被应用。

湿度检测装置56可以包括具有多个指状导线60的第一梳状电极58 和同样具有多个指状导线64的第二梳状电极62。在此，第一梳状电极58 的指状导线60接合到第二梳状电极62的指状导线64中，由此在两个梳状电极58、62之间实现相应拉长的气隙66。

替选地或附加地，两个梳状电极58、62还可以缠绕，由此例如形成了螺旋形的气隙66，该气隙同样拉长地构成。

如果湿气进入到气隙66中，则该湿气引起两个梳状电极58、62之间的电容和电阻变化。或者可以通过施加到梳状电极58、62上的电压68来检测电阻且以下述方式进行评估。替选地或附加地，然而电容还可以被考虑作为用于进行评估的基础。

为此参照图5，该图示意性示出了用于施加到湿度检测装置56上的、与在梳状电极58、62之间的电阻相关、进而与湿度相关的电压68的评估装置70。因此该电压68为监控信号，利用该监控信号可以监控在传感器电路44和壳体32之间的湿度。

首先利用电压测量装置70检测电压68。所测量的电压72可以在比较装置74中与预先确定的条件76进行对比，该条件应与预先确定的湿度相关，所述预先确定的湿度为传感器电路44和壳体32之间最大允许出现的湿度。因为湿度使两个梳状电极58、62之间的电阻和电容降低，所以预先确定的条件76例如可以设计成最小电压，电压68不能降低到该最小电压之下。

如果所述电压68且进而所检测的电压72降低到预先确定的、形式为最小电压的条件76之下，则比较装置74可以发出错误信号78，其指出了在传感器电路44和壳体32之间温度过大。针对这个故障在车辆2中能以任意的方式作出反应。一种可能性是，车辆2转变为故障运行模式，其中例如车辆的最高速度被降低至预先确定的最小值。