DE102016226156A1

DE102016226156A1 - Sensoranordnung und Steuergerät mit Sensoranordnung

Info

Publication number: DE102016226156A1
Application number: DE102016226156.8A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wenk; Matthias Keuten; Jürgen Henniger; Andreas Albert
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-06-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (1) mit einem Sensorelement (3), mit einem elektrischen Verbindungselement (6), welches einerseits mit dem Sensorelement (3) und andererseits mit Kontaktelementen (4) in elektrischem Kontakt steht, wobei das Verbindungselement (6) unter Ausbildung eines Sensordoms (5) mit einem Kunststoff umspritzt ist, und wobei an einem dem Sensorelement (3) gegenüberliegenden Domfuß (7) des Sensordoms (5) eine Entstörvorrichtung (2) angeordnet ist, die mit den Kontaktelementen (4) in elektrischem Kontakt steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Steuergerät mit einer derartigen Sensoranordnung.
Derartige Sensoranordnungen finden insbesondere in der Automobilindustrie Anwendung. Der Einbauort derartiger Sensoranordnungen ist insbesondere ein Getriebe oder ein Motorraum eines Kraftfahrzeugs. Die Sensorelemente einer derartigen Sensoranordnung dienen beispielsweise zur Ermittlung einer Motordrehzahl oder eines Bauteilweges. Die Sensorelemente werden über Kontaktelemente mit externen Auslese- oder Steuergeräten elektrisch kontaktiert. Elektrische Verbindungselemente, beispielsweise Stanzgitter werden hierbei mit einem Kunststoff ummantelt, insbesondere umspritzt, und bilden mit dem Sensor und einer Sensorabdeckung eine Sensoranordnung, oft auch Sensordom genannt.
Aufgrund der Anforderungen an die EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) ist in der Regel eine Entstörung der Sensorsignale nötig.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art derart schaffen, dass eine Entstörvorrichtung derart in die Sensoranordnung integriert ist, dass die Entstörvorrichtung nahe am Sensor angebracht ist, ohne dass dabei die Geometrie der Sensoranordnung mechanisch geschwächt wird.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Sensoranordnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß ist an einem dem Sensorelement gegenüberliegenden Domfuß des Sensordoms eine Entstörvorrichtung angeordnet, die mit den Kontaktelementen in elektrischem Kontakt steht. Dadurch wird insbesondere eine ortsnahe Entstörung der Sensorsignale erreicht.
Insbesondere ist die Entstörvorrichtung in einer Kavität des Domfußes angeordnet, zum Beispiel verstemmt; insbesondere kann sie in der Kavität des Domfußes mittels einer Dichtung oder durch Verkleben, Lackieren oder Verschweißen gegen die Umgebung abgedichtet sein.
Die Entstörvorrichtung kann aber auch zusammen mit dem elektrischen Verbindungselement mit Kunststoff umspritzt sein, wobei letzteres zu einer Reduzierung der Anzahl der Schritte bei der Herstellung der Sensoranordnung führt.
Die Entstörvorrichtung ist je nach Anwendungsfall als Leiterplatte, ASIC, MID (Molded Interconnect Device), gehäustes elektronisches Bauelement, Flexfolie oder als Stanzgitterträgermodul ausgeführt.
Vorteilhafter Weise ist der elektrische Kontakt zwischen der Entstörvorrichtung und den Kontaktelementen durch Pressfitkontakte, Federkontakte oder Schneidklemmkontakte, durch Stanzgitter oder durch Löten, Nieten, Crimpen oder Schweißen hergestellt.
Insbesondere weist die Entstörvorrichtung mindestens ein elektronisches Bauteil auf, beispielsweise einen Widerstand, einen Kondensator oder eine Spule, bzw. eine Kombination aus diesen Bauteilen.
Das Material des Sensordoms kann je nach Anforderung Duroplast, Thermoplast oder eine Kombination aus beiden sein.
Die Entstörvorrichtung ist insbesondere als Leiterplatte oder Flexfolie ausgeführt, wobei der Umfang der Entstörvorrichtung je nach geometrischer Beschaffenheit des aufnehmenden Domfußes einem Rechteck oder mindestens einem Segments eines Kreises oder einer Kreisscheibe entspricht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuergerät mit einer Sensoranordnung mit einer einfachen und dennoch effektiven Entstörung der Sensorsignale anzugeben.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Steuergerät mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß ist der Domfuß der Sensoranordnung derart an einem des Steuergeräts angeordnet, dass die Entstörvorrichtung der Sensoranordnung mit einer Steuerschaltung des Steuergerätes in einem elektrischen Kontakt steht. Dadurch ist eine zuverlässige Entstörung der Sensorsignale gegeben.
Insbesondere ist der elektrische Kontakt zwischen der Entstörvorrichtung und der Steuerschaltung des Steuergerätes je nach Anwendung durch Pressfitkontakte, Federkontakte oder Schneidklemmkontakte, durch Stanzgitter oder durch Löten, Nieten, Crimpen oder Schweißen hergestellt.
Vorteilhafter Weise ist die Entstörvorrichtung in der Kavität des Domfußes mittels einer Dichtung, Verkleben, Lackieren oder Verschweißen gegen die Umgebung abgedichtet
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Sensoranordnung;
2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäße Steuergerät mit einer Sensoranordnung nach 1;
3 eine Untersicht auf einen Domfuß einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung; und
4 eine Untersicht auf einen weiteren Domfuß.

1 zeigt eine Sensoranordnung 1 mit einem Sensorelement 3, das in einer Sensoraufnahme 8 eines Sensordoms 5 angeordnet ist. Zur Signalverbindung des Sensorelements 3 mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten externen Auslese- und Steuergerät dienen Kontaktelemente 4. Letztere sind an einem dem Sensorelement gegenüberliegenden Ende eines Sensordoms 5 der Sensoranordnung 1 angeordnet. Das Deckelelement 15, das zum Schutz des Sensorelements 3 dient, ist insbesondere lösbar mit dem Sensordom 5 verbunden, beispielsweise mit diesem verrastet oder mit diesem heißverstemmt.
Mit dem Sensorelementpin 16 des Sensorelements 3 einerseits und mit den Kontaktelementen 4 andererseits in elektrischem Kontakt steht ein elektrisches Verbindungselement 6, das beispielsweise durch ein Stanzgitter oder eine Flexfolie gebildet ist. Das Verbindungselement 6 ist zum Beispiel aus einer Kupferlegierung. Das Verbindungselement 6 bildet Leiter- bzw. Kontaktbahnen, die den Kontaktelementen 4 zugeordnet sind und von jeweiligen Sensorelementpins 16 des Sensorelements 3 hin zum entsprechenden Kontaktelement 4 führt. Die Anzahl der enstprechenden Sensorelementpins 16 und Kontaktelemente 4 hängt insbesondere von der Art des Sensorelements 3 ab, wobei hier exemplarisch nur ein Pin bzw. Stift dargestellt ist. Das Verbindungselement 6 ist unter Ausbildung des Sensordoms 5 mit Kunststoff umspritzt. Hierbei kommt in der Regel ein einstufiges Umspritzverfahren mit Duroplast oder Thermoplast oder ein zweistufiges Umspritzungsverfahren mit einer Kombination aus beiden zum Einsatz.
An einem dem Sensorelement 3 gegenüberliegenden Domfuß 7 des Sensordoms 5 ist eine Entstörvorrichtung 2 angeordnet, die mit den Kontaktelementen 4 in elektrischem Kontakt steht.
Die Entstörvorrichtung 2 ist hier in einer Kavität 9 des Domfußes 7 angeordnet, beispielsweise verstemmt. Optional und auch hier nicht explizit dargestellt, ist die Entstörvorrichtung 2 in der Kavität 9 des Domfußes 7 mittels einer Dichtung, oder durch Verkleben, Lackieren oder Verschweißen gegen die Umgebung abgedichtet.
Die Entstörvorrichtung 2 könnte aber auch zusammen mit dem Verbindungselement 6 mit dem Sensordom 5 umspritzt sein, was hier nicht dargestellt ist.
Die Entstörvorrichtung 2 ist hier als Leiterplatte ausgeführt. Auf der Entsörvorrichtung 2 ist ein Entsörbauteil 17 angeordnet, insbesondere ein Widerstand, ein Kondensator oder eine Spule. Je nach Anwendungsfall kann aber auch eine Kombination aus diesen Bauteilen zur Anwendung kommen.
Die elektrische Kontaktstelle 10 zwischen der Entstörvorrichtung 2 und den Kontaktelementen 4 kann durch einen Pressfitkontakt, Federkontakte oder Schneidklemmkontakte, oder durch ein Stanzgitter oder durch Löten, Nieten, Crimpen oder Schweißen hergestellt sein.
2 zeigt ein Steuergerät 11 mit einer Sensoranordnung 1 nach 1. Das Steuergerät 11 umfasst ein Schutzgehäuse 13, in dem eine Steuerschaltung 12 angeordnet ist. Der Domfuß 7 der Sensoranordnung 1 ist derart an dem Schutzgehäuse 13 des Steuergeräts 11 angeordnet, dass die Entstörvorrichtung 2 der Sensoranordnung 1 mit der Steuerschaltung 12 des Steuergerätes 11 mittels eines Schaltungskontakts 14 in elektrischem Kontakt steht, wobei diese elektrische Kontaktstelle 10, wie bereits erwähnt, jeweils durch einen Pressfitkontakt, Federkontakt oder Schneidklemmkontakt, oder durch ein Stanzgitter oder durch Löten, Nieten, Crimpen oder Schweißen hergestellt sein kann. Dadurch ist ein Steuergerät 11 mit einer zuverlässigen Entstörung der Sensorsignale gegeben.
Die Entstörvorrichtung 2 kann optional in der Kavität des Domfußes mittels einer Dichtung, Verkleben, Lackieren oder Verschweißen gegen die Umgebung abgedichtet sein.
3 und 4 zeigen jeweils eine Untersicht auf einen Domfuß 7 einer erfindungsgemäßen Sensoranordnung 1, wobei die geometrische Form der Entstörvorrichtung 2, die beispielsweise als starre Leiterplatte oder Flexfolie ausgebildet ist, der Form des Domfußes 7 angepasst ist.
Die Form des Domfußes 7 in 3 ist rechteckig, dem entsprechend ist auch die Entstörvorrichtung 2 rechteckig ausgeführt.
Die Form des Domfußes 7 in 4 ist kreisförmig, dem entsprechend ist die Entstörvorrichtung 2 als ein Segment einer Kreisscheibe ausgeführt, wobei hier in der Mitte des Domfußes 7 eine Befestigungs- bzw. Positioniervorrichtung 18 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1: Sensoranordnung
2: Entstörvorrichtung
3: Sensorelement
4: Kontaktelement
5: Sensordom
6: Elektrisches Verbindungselement
7: Domfuß
8: Sensoraufnahme
9: Kavität
10: Kontaktstelle
11: Steuergerät
12: Steuerschaltung
13: Schutzgehäuse
14: Schaltungskontakt
15: Deckelelement
16: Sensorelementpin
17: Entstörbauteil
18: Befestigungs-/ Positioniervorrichtung

Claims

Sensoranordnung (1) - mit einem Sensorelement (3), - mit einem elektrischen Verbindungselement (6), welches einerseits mit dem Sensorelement (3) und andererseits mit Kontaktelementen (4) in elektrischem Kontakt steht, - wobei das Verbindungselement (6) unter Ausbildung eines Sensordoms (5) mit einem Kunststoff umspritzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einem dem Sensorelement (3) gegenüberliegenden Domfuß (7) des Sensordoms (5) eine Entstörvorrichtung (2) angeordnet ist, die mit den Kontaktelementen (4) in elektrischem Kontakt steht.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörvorrichtung (2) in einer Kavität (9) des Domfußes (7) angeordnet ist.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörvorrichtung (2) in der Kavität (9) des Domfußes (7) mittels einer Dichtung, Verkleben, Lackieren oder Verschweißen gegen die Umgebung abgedichtet ist.
Sensoranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörvorrichtung (2) zusammen mit dem Verbindungselement (6) mit Kunststoff umspritzt ist.
Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörvorrichtung (2) als Leiterplatte, MID (Molded Interconnect Device), gehäustes elektronisches Bauelement, ASIC, Flexfolie oder als Stanzgitterträgermodul ausgeführt ist.
Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktstelle (10) zwischen der Entstörvorrichtung (2) und den Kontaktelementen (4) durch einen Pressfit-, Federkontakt oder Schneidklemmkontakt, durch ein Stanzgitter oder durch Löten, Nieten, Crimpen oder Schweißen hergestellt ist.
Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörvorrichtung (2) mindestens ein elektronisches Bauteil (17) umfasst, insbesondere einen Widerstand, einen Kondensator oder eine Spule, oder eine Kombination aus diesen Bauteilen.
Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensordom (5) aus Duroplast, Thermoplast oder einer Kombination aus beiden ist.
Sensoranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörvorrichtung (2) als Leiterplatte oder Flexfolie ausgeführt ist, mit jeweils einem Umfang entsprechend einem Rechteck oder mindestens einem Segments eines Kreises oder einer Kreisscheibe.
Steuergerät (11) mit einer Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Domfuß (7) derart an einem Schutzgehäuse (13) des Steuergeräts (11) angeordnet ist, dass die Entstörvorrichtung (2) der Sensoranordnung (1) mit einer Steuerschaltung (12) des Steuergerätes (11) in elektrischem Kontakt steht .
Steuergerät (11) mit einer Sensoranordnung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktstelle (10) zwischen der Entstörvorrichtung (2) und der Steuerschaltung (12) durch einen Pressfit-, Federkontakt oder Schneidklemmkontakt, durch ein Stanzgitter oder durch Löten, Nieten, Crimpen oder Schweißen hergestellt ist.
Steuergerät (11) mit einer Sensoranordnung (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Entstörvorrichtung (2) in der Kavität (9) des Domfußes (7) mittels einer Dichtung, Verkleben, Lackieren oder Verschweißen gegen die Umgebung abgedichtet ist.