本發(fā)明涉及一種傳感器模塊，尤其用于電機或者功率電子設(shè)備的溫度測量，其中，傳感器模塊具有至少一個測量值發(fā)生器。

此外，本發(fā)明還涉及一種具有至少一個這種傳感器模塊的電機。

本發(fā)明還涉及一種具有至少一個這種傳感器模塊的功率電子設(shè)備。

最后，本發(fā)明涉及一種車輛，尤其是電動或者混合動力車輛或者電動或者混合動力汽車，其具有這種電機和/或這種功率電子設(shè)備，控制和/或調(diào)節(jié)單元，以及電纜束，通過電纜束將電機或者功率電子設(shè)備與控制和/或調(diào)節(jié)單元電連接。

背景技術(shù)：

這種傳感器模塊用于需要檢測測量值的多類應(yīng)用中。

由us4669049a公開了一種溫度測量設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷并且通過在前文所述的傳感器模塊中的測量值發(fā)生器可靠地對物理參數(shù)進(jìn)行檢測。此外，本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種電機，功率電子設(shè)備以及具有可靠的傳感器模塊的車輛。

該目的在前文所述的傳感器模塊的情況中由此實現(xiàn)，即傳感器模塊具有至少一個用于降低干擾信號的去干擾部件。

此外該目的在前文所述的電機的情況中由此實現(xiàn)，即電機具有至少一個這種傳感器模塊。

另外，該目的在前文所述的功率電子設(shè)備的情況中由此實現(xiàn)，即該功率電子設(shè)備具有至少一個這種傳感器模塊。

最好，該目的在前文所述的車輛的情況中由此實現(xiàn)，即該車輛具有這種電機和/或這種功率電子設(shè)備。

所提出的傳感器模塊具有至少一個測量值發(fā)生器，其尤其用于測定至少一個物理參數(shù)。例如，借助相應(yīng)的測量值發(fā)生器能夠輸出電壓或者電壓降或者電流，電壓或者電壓降或者電流能夠推導(dǎo)出待測量的物理參數(shù)。

此外，提出的傳感器模塊具有至少一個去干擾部件，其適合并且設(shè)置用于降低干擾信號。尤其是干擾信號能夠由高頻電場，但是也能夠由高頻磁場引發(fā)，高頻電場或高頻磁場對相應(yīng)的測量值發(fā)生器產(chǎn)生影響，尤其是通過靜電(stillstrom)對相應(yīng)的測量值發(fā)生器產(chǎn)生影響。在此，干擾信號會損害測量值發(fā)生器的精度或者可靠度。相應(yīng)的是，如下地設(shè)計相應(yīng)的去干擾部件，從而降低干擾信號并進(jìn)而減小所基于的尤其是電場或者磁場的影響。

尤其是利用提出的傳感器模塊能夠相對于至今為止使用的傳感器實現(xiàn)以下優(yōu)點。在常規(guī)的傳感器中，耦合到傳感器、例如溫度傳感器的電路線上的干擾電流會導(dǎo)致傳感器或者溫度探測器的變熱。因此在常規(guī)的傳感器的情況中不能測量出傳感器周邊的真實溫度，而是測量到經(jīng)過上級的評估電路的有偏差的溫度。

在常規(guī)的傳感器的情況中至今為止通過屏蔽電纜束來減少或者消除在傳感器或者溫度探測器上的干擾耦合。因為該效果取決于干擾頻率并且不是寬帶地實現(xiàn)，因此部分地調(diào)整了或者提高了對于系統(tǒng)中的溫度變化的允許偏差。

相反，在提出的傳感器模塊中，尤其能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的優(yōu)點，即提高了測量的測量精度和可靠度，即能夠放棄對電纜束的屏蔽并且能夠放棄不調(diào)整或者提高例如溫度變化的允許偏差。

通過在相應(yīng)的測量值發(fā)生器或者在溫度探測器的附近引入相應(yīng)的去干擾部件，例如電容器，干擾電流經(jīng)過相應(yīng)的電容器流動并且減少對相應(yīng)的測量探測器的加熱。去干擾部件的選擇和尺寸設(shè)定、例如電容值在此優(yōu)選地匹配于系統(tǒng)要求或者應(yīng)用領(lǐng)域。

出于成本的原因和重量降低的原因，機動車制造商首先努力地避免使用屏蔽的線路或者減少其數(shù)量。由此提高了干擾電流耦合到電纜束中并且因此檢測到有錯誤的溫度的風(fēng)險。視偏差的程度而定，有錯誤的溫度會導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低或者舒適度降低直至在全運行中導(dǎo)致驅(qū)動裝置關(guān)閉，這體現(xiàn)出了安全方面的風(fēng)險。通過使用提出的傳感器模塊降低了附加的安全措施、例如像屏蔽件的必要性，提出的傳感器模塊具有以相應(yīng)的測量值發(fā)生器形式存在的至少一個干擾不敏感的傳感器。因此在降低外部措施、如屏蔽件的成本時同時提升了穩(wěn)固性。然而，如果電纜系如之前被屏蔽地設(shè)計，那么在這種現(xiàn)有的具有電纜系的屏蔽的系統(tǒng)中使用這種抗干擾的測量值發(fā)生器、尤其是溫度傳感器則在屏蔽由于老化，腐蝕等等而退化時提高了安全性。

尤其是，提出的傳感器模塊設(shè)計成單獨的結(jié)構(gòu)單元或者組件，其尤其能夠在制造提出的電機或者提出的功率電子設(shè)備時作為結(jié)構(gòu)單元或者組件被裝入。傳感器模塊的這種設(shè)計允許其在剩余的電機或者剩余的提出的功率電子設(shè)備中或者處盡可能近地定位或者安裝在以下的位置中，在該位置處應(yīng)該對物理參數(shù)進(jìn)行檢測。通過立刻在傳感器模塊中借助相應(yīng)的去干擾部件執(zhí)行去干擾，達(dá)到了精確和可靠的測量值檢測，因為一方面?zhèn)鞲衅髂K能盡可能靠近用于測量的理想位置安裝并且另一方面已經(jīng)在該理想位置處執(zhí)行了去干擾。

提出的傳感器模塊優(yōu)選地設(shè)計用于溫度檢測，其中，也提出了用于檢測例如是亮度的其他物理參數(shù)或者光學(xué)信號、濕度、壓力、電場或者磁場等等的設(shè)計方案。

提出的電機例如可以設(shè)計成電動機或者發(fā)電機。

提出的功率電子設(shè)備尤其可以設(shè)計成整流器，逆變器或者變流器。

提出的車輛具有控制和/或調(diào)節(jié)單元，其通過電纜束與提出的電機和/或提出的功率電子設(shè)備電連接。因此，相應(yīng)的傳感器模塊還通過電纜束與控制和/或調(diào)節(jié)單元電連接?？刂坪?或調(diào)節(jié)單元例如能夠設(shè)計成微控制器，處理器(cpu)或者類似物并且尤其控制和/或調(diào)節(jié)電機、功率電子設(shè)備和/或提出的車輛。優(yōu)選的是，提出的車輛的電機用于行駛驅(qū)動并且借助設(shè)計成變流器的功率電子設(shè)備供應(yīng)對于行駛驅(qū)動來說必要的電功率。

在本發(fā)明的優(yōu)選的設(shè)計方案中，傳感器模塊具有模塊殼體，其中相應(yīng)的測量值發(fā)生器和相應(yīng)的去干擾部件由模塊殼體至少部分地包圍。

優(yōu)選的是，當(dāng)從用于傳感器模塊的接口的開口看時，模塊殼體大部分地或者全部地包圍相應(yīng)的測量值發(fā)生器和相應(yīng)的去干擾部件。

通過傳感器模塊包括模塊殼體，傳感器模塊獲得這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即其與電子技術(shù)的部件，如電阻，繼電器，電容，線圈，二極管，晶體管和類似物相對應(yīng)。因此傳感器模塊作為這樣的組件存在，其能夠與制造提出的電機或者提出的功率電子設(shè)備時的其他電子技術(shù)組件類似地被加工、裝配等等。

優(yōu)選的是，模塊殼體對于待檢測的物理參數(shù)來說是足夠穿透的。如果物理參數(shù)例如是亮度，那么模塊殼體因此就具有對于待檢測的光學(xué)信號來說透明的材料。

在本發(fā)明的另外優(yōu)選的設(shè)計方案中，模塊殼體在此具有導(dǎo)熱能力為至少0.2w/m*k的材料。

優(yōu)選地應(yīng)用以下類型的材料，即傳感器模塊設(shè)計用于檢測溫度。作為材料尤其使用塑料，例如聚對苯二酸乙二醇酯(pet)，聚丙烯(pp)，聚甲基丙烯酸甲酯(pmma，有機玻璃)，聚乙烯(pe)或者上述的混合物。

尤其是，也可以使用導(dǎo)熱能力為至少80w/m*k的材料，為此例如可以使用鐵，鋼，鋁，一些另外的金屬或者金屬合金。

在本發(fā)明的另外優(yōu)選的設(shè)計方案中，模塊殼體在此具有至少一個殼體開口，其中，相應(yīng)的測量值發(fā)生器從模塊殼體的內(nèi)部至少伸入到相應(yīng)的殼體開口中。

相應(yīng)的測量值發(fā)生器至少部分地布置在相應(yīng)的殼體開口中。因此，相應(yīng)的測量值發(fā)生器能夠完全地布置在相應(yīng)的殼體開口中，或者相應(yīng)的測量值發(fā)生器能夠部分地布置在模塊殼體的內(nèi)部并且部分地布置在相應(yīng)的殼體開口中。傳感器模塊的這種類型的設(shè)計方案實現(xiàn)了物理參數(shù)的精確測定，尤其是當(dāng)相應(yīng)的測量值發(fā)生器應(yīng)該盡可能地與另外的要被檢測物理參數(shù)的組件直接接觸時。在檢測作為物理參數(shù)的亮度時，傳感器模塊的這種類型的設(shè)計方案也提供了優(yōu)點。

在可替換的設(shè)計方案中，其尤其能夠在檢測作為物理參數(shù)的亮度或者光學(xué)信號時被使用，也可以提出，即相應(yīng)的測量值發(fā)生器完全布置在模塊殼體的內(nèi)部并且在此從外看布置在相應(yīng)的殼體開口的后面。

在本發(fā)明的另一個有利的設(shè)計方案中，傳感器模塊具有輸入接觸件和輸出接觸件，其中，相應(yīng)的測量值發(fā)生器和相應(yīng)的去干擾部件以相應(yīng)的并聯(lián)電路布置，其中，相應(yīng)的并聯(lián)電路一方面與輸入接觸件電連接并且另一方面與輸出接觸件電連接。

通過相應(yīng)的測量值發(fā)生器和相應(yīng)的去干擾部件以相應(yīng)的并聯(lián)電路布置，提供了相對簡單的傳感器模塊。相應(yīng)的并聯(lián)電路在此一方面與輸入接觸件并且另一方面與輸出接觸件電連接。

在本發(fā)明的另一個有利的設(shè)計方案中，輸入接觸件和輸出接觸件在此分別設(shè)計成沒有屏蔽的電纜。

因為在提出的傳感器模塊的情況中，去干擾已經(jīng)在傳感器模塊中現(xiàn)場執(zhí)行，因此可以放棄用于輸入接觸件和輸出接觸件的屏蔽的電纜。因此為輸入接觸件和輸出接觸件可以使用相應(yīng)的無屏蔽的電纜，這節(jié)省了成本并降低了復(fù)雜性。

在本發(fā)明的另一個有利的設(shè)計方案中，相應(yīng)的測量值發(fā)生器設(shè)計成溫度傳感器。

溫度傳感器例如可以具有熱導(dǎo)體(ntc)，冷導(dǎo)體(ptc)，熱電偶或者類似物或者設(shè)計成這些部件。

在本發(fā)明的另一個有利的設(shè)計方案中，相應(yīng)的去干擾部件設(shè)計成電容器，借助電容器能夠優(yōu)選在50khz至500mhz的頻率范圍中實現(xiàn)去干擾。

給出的頻率范圍的干擾信號例如能夠在混合動力車輛中通過用于燃油噴射的壓電部件產(chǎn)生。如上所述，干擾信號會導(dǎo)致測量值發(fā)生器的變熱，這通過干擾電流產(chǎn)生，其中，測量值發(fā)生器的變熱會導(dǎo)致相對于待測量的物理參數(shù)的錯誤的測量值。

通過使用具有合適的電容值的電容器作為相應(yīng)的去干擾部件，能夠足夠地降低干擾信號，由此確保了對待檢測的物理參數(shù)的精確和可靠的測量。這由此實現(xiàn)，即相應(yīng)的測量值發(fā)生器對于相應(yīng)的干擾信號是不敏感的。因此能夠放棄用于將傳感器模塊與上級的控制和/調(diào)節(jié)單元電連接的電纜的特別的設(shè)計方案或者布線。因此例如可以放棄對所述電纜的屏蔽。

例如，相應(yīng)的電容器在此可以具有100nf量級的電容。

因此，相應(yīng)的電容器尤其具有在50nf至500nf的范圍中的電容，由此在多種應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)充分降低干擾信號。

在本發(fā)明的另外優(yōu)選的設(shè)計方案中，電機具有定子和能旋轉(zhuǎn)地支承在定子中的轉(zhuǎn)子以及至少一個電繞組，其相應(yīng)地布置在定子中，其中相應(yīng)的傳感器模塊與電繞組熱接觸。

相應(yīng)的傳感器模塊與電繞組的熱接觸例如可以由此實現(xiàn)，即相應(yīng)的傳感器模塊抵靠在相應(yīng)的電繞組上。有利的是，相應(yīng)的傳感器模塊被置入到電繞組中，由此尤其能夠盡可能精確地檢測相應(yīng)的繞組的溫度。尤其是，相應(yīng)的傳感器模塊能夠布置在定子的繞組頭的區(qū)域中或者定子的軸向中央的區(qū)域中。

在本發(fā)明的另外優(yōu)選的設(shè)計方案中，功率電子設(shè)備具有半導(dǎo)體開關(guān)，其中，相應(yīng)的傳感器模塊與相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)接觸。

為了確保在相應(yīng)的傳感器模塊和相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)之間的熱接觸，相應(yīng)的傳感器模塊例如抵靠在相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)上，由此尤其能夠盡可能精確地檢測相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)的溫度。例如可以使用晶體管，諸如igbts或者fets作為半導(dǎo)體開關(guān)。二極管，三極管和半導(dǎo)體繼電器和類似物也可以用作為半導(dǎo)體開關(guān)。

在本發(fā)明的另外優(yōu)選的設(shè)計方案中，電纜束的用于使得相應(yīng)的傳感器模塊與控制和/或調(diào)節(jié)單元電連接的部分具有沒有屏蔽的電纜。

如上所述，通過提出的傳感器模塊，在傳感器模塊中已經(jīng)現(xiàn)場執(zhí)行相應(yīng)測量值的去干擾，這通過傳感器模塊具有相應(yīng)的去干擾部件實現(xiàn)。因此，電纜束的使得相應(yīng)的傳感器模塊與控制和/或調(diào)節(jié)單元電連接的部分可以放棄具有屏蔽的電纜。相應(yīng)地，所述電纜設(shè)計成無屏蔽的電纜，由此能夠節(jié)省成本并且能夠降低復(fù)雜性。

附圖說明

接下來根據(jù)在附圖中示出的實施例進(jìn)一步地本發(fā)明進(jìn)行說明和描述。圖中示出：

圖1-3是提出的傳感器模塊的第一至三實施例，

圖4是提出的電機的一個實施例，

圖5是提出的功率電子設(shè)備的一個實施例，以及

圖6是提出的車輛的一個實施例。

具體實施方式

圖1示出了提出的傳感器模塊1的第一實施例，其中示出了示意圖。

傳感器模塊1具有測量值發(fā)生器2以及去干擾部件3，用于減少干擾信號。

圖2示出了提出的傳感器模塊1的第二實施例。

傳感器模塊1具有測量值發(fā)生器2以及用于減少干擾信號的去干擾部件3。此外，傳感器模塊1具有模塊殼體4，其中，測量值發(fā)生器2和去干擾部件3實際由模塊殼體4完全包圍。模塊殼體4具有殼體開口5，其中，測量值發(fā)生器2從模塊殼體4的內(nèi)部部分地伸入到殼體開口5中。

模塊殼體4尤其具有導(dǎo)熱能力為至少0.2w/m*k，優(yōu)選為至少80w/m*k的的材料。

圖3示出了提出的傳感器模塊1的第三實施例。

傳感器模塊1具有測量值發(fā)生器2以及用于減少干擾信號的去干擾部件3。測量值發(fā)生器2和去干擾部件3在此以并聯(lián)電路8布置，并聯(lián)電路一方面與傳感器模塊1的輸入接觸件6電連接并且另一方面與輸出接觸件7電連接。在此，相應(yīng)的無屏蔽的電纜9作為輸入接觸件和輸出接觸件7使用。

根據(jù)第一至第三實施例的傳感器模塊1優(yōu)選地用于對電機或者功率電子設(shè)備進(jìn)行溫度測量。為此，測量值發(fā)生器2優(yōu)選地設(shè)計成溫度傳感器。去干擾部件3尤其可以設(shè)計成電容器，借助其能夠優(yōu)選在50khz至500mhz的頻率范圍中實現(xiàn)去干擾。例如，電容器能夠為此具有在100nf量級中的電容值。

圖4示出了提出的電機10的一個實施例，其中示出了沿著機器軸線22的縱向剖面。

電機10具有定子12和轉(zhuǎn)子13。轉(zhuǎn)子13布置在定子12的內(nèi)部并且通過軸20借助于軸承21能旋轉(zhuǎn)地支承在電機10的機器殼體19中。定子具有電繞組14，其中提出的傳感器模塊1抵靠在電繞組14上。

圖5示出了提出的功率電子設(shè)備11的一個實施例，其中示出了示意圖。

功率電子設(shè)備11具有半導(dǎo)體開關(guān)15和提出的傳感器模塊1，其抵靠在半導(dǎo)體開關(guān)15上。

圖6示出了提出的車輛16的一個實施例，其例如能夠設(shè)計成電動或混合動力車輛。

車輛16具有提出的電機10，控制和/或調(diào)節(jié)單元17以及電纜束18，通過電纜束將電機10與控制和/或調(diào)節(jié)單元電連接。電機10具有提出的傳感器模塊1，其中電纜束18的使得傳感器模塊1與控制和/或調(diào)節(jié)單元17電連接的部分具有沒有屏蔽的電纜9。

可替換地或者附加于提出的電機10，車輛16可以具有提出的功率電子設(shè)備，其與電機10類似地通過電纜束8與控制和/或調(diào)節(jié)單元17電連接。在此電纜束18的使得功率電子設(shè)備的傳感器模塊1與控制和/或調(diào)節(jié)單元17電連接的部分具有沒有屏蔽的電纜9。

綜上，本發(fā)明涉及一種傳感器模塊，尤其用于電機或者功率電子設(shè)備的溫度測量，其中，傳感器模塊具有至少一個測量值發(fā)生器。此外，本發(fā)明還涉及一種電機，具有：定子；和能旋轉(zhuǎn)地支承在定子中的轉(zhuǎn)子；至少一個電繞組，其相應(yīng)地布置在定子中；以及至少一個這種傳感器模塊。此外本發(fā)明還涉及一種功率電子設(shè)備，具有至少一個半導(dǎo)體開關(guān)和至少一個這種傳感器模塊。最后，本發(fā)明涉及一種車輛，尤其是電動或者混合動力車輛或者電動或者混合動力汽車，具有：這種電機和/或這種功率電子設(shè)備，控制和/或調(diào)節(jié)單元，以及電纜束，借助電纜將電機或者功率電子設(shè)備與控制和/或調(diào)節(jié)單元電連接。

為了通過前文所述的傳感器模塊中的測量值發(fā)生器可靠地檢測物理參數(shù)而提出，傳感器模塊具有至少一個用于減低干擾信號的去干擾部件。此外提出，電機具有至少一個這種傳感器模塊，其中相應(yīng)的傳感器模塊抵靠在相應(yīng)的電繞組上。此外提出，功率電子設(shè)備具有至少一個這種傳感器模塊，其中相應(yīng)的傳感器模塊抵靠在相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)上。最后提出，車輛具有這種電機和/或這種功率電子設(shè)備。