專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)門(mén)把手內(nèi)的傳感器電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置在汽車(chē)門(mén)把手內(nèi)的傳感器電子器件，該傳感器電子器件具有 設(shè)置在印刷電路板上的傳感器評(píng)估和控制電路，以及具有用于對(duì)物體接近門(mén)把手進(jìn)行檢測(cè) 的電容式傳感器的與所述傳感器評(píng)估和控制電路相連接的傳感器電極，其中，印刷電路板 設(shè)置在門(mén)把手的內(nèi)部。
背景技術(shù)：
開(kāi)頭所述類(lèi)型的傳感器電子器件例如用于對(duì)操作者(駕駛員)的手接近汽車(chē)門(mén)把 手進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)到操作者的手接近時(shí)，設(shè)置在汽車(chē)內(nèi)的控制器電子器件啟動(dòng)對(duì)操作者 攜帶的身份識(shí)別(ID)發(fā)送器(電子鑰匙)發(fā)出無(wú)線電問(wèn)詢(xún)，也就是對(duì)操作者身上(例如衣 兜或者公文包內(nèi))攜帶的應(yīng)答器或者無(wú)線電收發(fā)器發(fā)出無(wú)線電問(wèn)詢(xún)。這種無(wú)線電應(yīng)答例如 借助發(fā)射處于例如125kHz的頻率范圍內(nèi)，也就是處于低頻(LF)頻率范圍內(nèi)的無(wú)線電信號(hào) 來(lái)實(shí)施，其中，為了發(fā)射而使用例如設(shè)置在門(mén)把手內(nèi)部的線圈。只要ID發(fā)送器處于發(fā)射線 圈的接收范圍內(nèi)，ID發(fā)送器就接收無(wú)線電信號(hào)，無(wú)線電信號(hào)對(duì)其中用于識(shí)別的要求進(jìn)行辨 識(shí)并既而從其那方面以更高的頻率范圍(例如以兆赫頻率范圍)發(fā)射包括識(shí)別ID發(fā)送器 的編碼的應(yīng)答信號(hào)。汽車(chē)的控制裝置接收該應(yīng)答，檢驗(yàn)編碼并因此釋放借助由操作者握住 的門(mén)把手對(duì)門(mén)鎖的操作。因此特別是使用對(duì)操作者接近進(jìn)行檢測(cè)的傳感器，以便不必由發(fā) 射線圈始終發(fā)出問(wèn)詢(xún)信號(hào)。問(wèn)詢(xún)信號(hào)僅在檢測(cè)到操作者的身體部分接近的情況下才發(fā)射。為了對(duì)操作者身體部分的接近門(mén)把手進(jìn)行檢測(cè)，通常使用電容式接近傳感器。這 種電容式接近傳感器例如在出版文獻(xiàn)EP 1 339 025 Al或者出版文獻(xiàn)EP 1 235 190中有 所介紹。此外，該傳感器的基本原理例如在出版文獻(xiàn)US 5，730，165 A中有所介紹。為提高具有傳感器電極的電容式傳感器的靈敏度或?yàn)閿U(kuò)大傳感器的作用范圍，提 出在傳感器電極與汽車(chē)側(cè)處于汽車(chē)后面的金屬接地面(接地面也可以存在于門(mén)把手內(nèi)部 的電路內(nèi))之間設(shè)置有屏蔽性的金屬面，其中，該屏蔽性金屬面的電位借助電壓跟蹤電路 對(duì)傳感器電極的電位進(jìn)行跟蹤(無(wú)需兩個(gè)電極直接相互聯(lián)接(koppeln))。這種有源屏蔽例 如在出版文獻(xiàn)EP 0 518 836 Al中有所介紹。

發(fā)明內(nèi)容
從這種現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)在于，完成一種開(kāi)頭所述類(lèi)型的、設(shè)置在門(mén)把 手內(nèi)的傳感器電子器件，在該傳感器電子器件中，提高靈敏度、降低易受干擾性并實(shí)現(xiàn)緊湊 的結(jié)構(gòu)。依據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)具有權(quán)利要求1特征的、設(shè)置在汽車(chē)門(mén)把手內(nèi)的傳感器 電子器件得以解決。這種傳感器電子器件具有設(shè)置在印刷電路板上的傳感器評(píng)估和控制電 路，所述印刷電路板具有帶地電位的接地金屬化平面。傳感器電子器件還包括用于對(duì)物體 接近門(mén)把手進(jìn)行檢測(cè)的電容式傳感器的、與傳感器評(píng)估和控制電路相連接的傳感器電極以 及設(shè)置在傳感器電極與印刷電路板的接地金屬化平面之間的屏蔽電極以及與屏蔽電極聯(lián)接的屏蔽電極控制電路，該屏蔽電極控制電路使屏蔽電極的電位跟蹤傳感器電極的電位。 傳感器評(píng)估和控制電路在這里應(yīng)當(dāng)理解為是指任何如下的電路布置，該電路布置一方面包 括用于評(píng)估和繼續(xù)傳送傳感器輸出信號(hào)的電路而另一方面包括用于對(duì)傳感器和/或者門(mén) 電子器件其他元件進(jìn)行控制的電路。印刷電路板設(shè)置在門(mén)把手的內(nèi)部并且傳感器評(píng)估和控 制電路的結(jié)構(gòu)元件裝配裝配在印刷電路板的上側(cè)。印刷電路板具有至少四個(gè)通過(guò)絕緣層彼 此絕緣的金屬化平面，其中，設(shè)置在上側(cè)的第一金屬化平面包括傳感器評(píng)估和控制電路的 結(jié)構(gòu)元件之間的線路連接(Leitungsverbindimg)，第二金屬化平面為接地金屬化平面，第 三金屬化平面包括屏蔽電極以及第四金屬化平面包括傳感器電極，從而傳感器評(píng)估和控制 電路的結(jié)構(gòu)元件的連接線路(Anschlussleitung)設(shè)置在接地金屬化平面的一側(cè)上而屏蔽 電極以及傳感器電極設(shè)置在接地金屬化平面的另一側(cè)上。這種設(shè)置使得利用唯一的印刷電 路板結(jié)構(gòu)一方面給出被屏蔽的電容式傳感器電極并且另一方面通過(guò)傳感器電極與電路系 統(tǒng)之間的屏蔽的介入(Einkopplimg)減少在傳感器評(píng)估和控制電路內(nèi)流動(dòng)的電流或者施 加的電壓對(duì)傳感器電極的影響。總體上，通過(guò)本發(fā)明保證傳感器電子器件的所有電氣機(jī)構(gòu) 的電磁兼容功能，從而確保遵守與電磁兼容性(EMV)相關(guān)的規(guī)定和準(zhǔn)則。
本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的并且適當(dāng)?shù)臉?gòu)造方案和改進(jìn)方案來(lái)自相應(yīng)的從屬權(quán)利要求。在優(yōu)選的構(gòu)造方案中，傳感器評(píng)估和控制電路包括用于與便攜式ID發(fā)送器通信 的電路的發(fā)射線圈，也就是例如上述的發(fā)射線圈，該發(fā)射線圈將處于LF頻率范圍(例如 125kHz)內(nèi)的喚醒信號(hào)發(fā)射至ID發(fā)送器。在這種實(shí)施方式中，依據(jù)本發(fā)明的布置方案，特別 是接地金屬化平面的加入提高了線圈的EMV安全性。關(guān)于傳感器電子器件的緊湊的結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的改進(jìn)方案中涉及如下，屏蔽電極控 制電路為傳感器評(píng)估和控制電路的組成部分。為進(jìn)一步提高緊湊性，具有優(yōu)點(diǎn)的是，傳感器評(píng) 估和控制電路用的供電導(dǎo)軌(Spannungsversorgungsleitbahn)設(shè)置在第一金屬化平面內(nèi)。在依據(jù)本發(fā)明的傳感器電子器件的另一種構(gòu)造方案中，在第一金屬化平面與接地 金屬化平面之間設(shè)置至少另一個(gè)金屬化平面，該金屬化平面具有傳感器評(píng)估和控制電路的 結(jié)構(gòu)元件之間的供電導(dǎo)軌和/或者線路連接。特別優(yōu)選的是，印刷電路板具有處于Imm到3mm之間的總厚度，優(yōu)選為約1. 5mm的
總厚度。在這種情況下，在第二金屬化平面與第三金屬化平面之間設(shè)置有厚度0. 3至2mm 的絕緣層，優(yōu)選約0. 5mm的絕緣層。在本發(fā)明的優(yōu)選構(gòu)造方案中，屏蔽電極在側(cè)向上在各側(cè)超出傳感器電極至少 0. 3mm，優(yōu)選超出約0. 3至0. 6mm。在本發(fā)明的其他構(gòu)造方案中設(shè)置為，金屬化平面分別由35 μ m至70 μ m的導(dǎo)電層 形成，所述導(dǎo)電層優(yōu)選為銅層。最后，本發(fā)明在改進(jìn)方案中設(shè)置為，印刷電路板以如下方式與門(mén)把手的外壁部相 鄰地設(shè)置，即，傳感器電極貼靠在外壁部上。不言而喻，前面提到的和后面還要介紹的特征不僅能以各所給出的組合的形式應(yīng) 用，而且同樣能以其他組合的形式應(yīng)用。本發(fā)明的范圍僅通過(guò)權(quán)利要求來(lái)限定。


本發(fā)明主題的其他細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)來(lái)自結(jié)合附圖的下列說(shuō)明，在所述附圖中示例性示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。在所述附圖中 圖1示出設(shè)置在汽車(chē)門(mén)把手內(nèi)的依據(jù)本發(fā)明的傳感器電子器件的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出整合到印刷電路板1中的依據(jù)本發(fā)明的傳感器電子器件的示意剖面圖。 印刷電路板1設(shè)置在汽車(chē)門(mén)把手的內(nèi)腔2內(nèi)并以底側(cè)3貼靠在門(mén)把手的外壁部4上。在印 刷電路板1的上側(cè)5固定有傳感器評(píng)估和控制電路6的結(jié)構(gòu)元件。印刷電路板1具有設(shè)置在其上側(cè)5上的第一金屬化平面7。第一金屬化平面7包 括傳感器評(píng)估和控制電路6的結(jié)構(gòu)元件之間的線路連接，連同供電線路。此外，印刷電路板 1具有第二金屬化平面8，該第二金屬化平面8是接地面或者接地金屬化平面，帶地電位并 且使傳感器評(píng)估和控制電路6接地。印刷電路板1附加包括第三金屬化平面9和第四金屬化平面10。第四金屬化平面 10具有電容式傳感器的至少一個(gè)傳感器電極11，該傳感器電極11與接地金屬化平面(第 二金屬化平面8)保持間距地設(shè)置。傳感器電極11用于對(duì)物體接近門(mén)把手進(jìn)行檢測(cè)。在該 圖示中，物體為操作者的手12，手12處于由傳感器電極11產(chǎn)生的電場(chǎng)內(nèi)。傳感器電極11 通過(guò)連接線路(未示出)與傳感器評(píng)估和控制電路6連接。也稱(chēng)為控制電子器件的傳感器評(píng)估和控制電路6主要包括用于相對(duì)于接地確定 傳感器電極11電容的評(píng)估電子器件或者測(cè)量電路。在傳感器電極11與接地金屬化平面 (第二金屬化平面8)之間可以檢測(cè)確定的電容，該電容一方面依賴(lài)于傳感器電極11相對(duì)于 接地金屬化平面的形狀和布置，而另一方面既依賴(lài)于設(shè)置在傳感器電極11與接地金屬化 平面之間的材料，也依賴(lài)于停留在傳感器電極11周?chē)奈矬w。如果在傳感器電極11與接 地金屬化平面之間施加電壓，那么在傳感器電極11與接地金屬化平面之間形成電場(chǎng)，該電 場(chǎng)一般在傳感器電極11距接地金屬化平面距離最小的位置上表現(xiàn)出電場(chǎng)的最高密度(最 高場(chǎng)強(qiáng))。最強(qiáng)的電場(chǎng)直接在傳感器電極11與接地金屬化平面之間構(gòu)成，而且僅小部分電 場(chǎng)延伸到周?chē)?。這一點(diǎn)也意味著，處于附近的物體的變化對(duì)電場(chǎng)的影響相對(duì)較小并因此對(duì) 在傳感器電極11與接地金屬化平面之間所檢測(cè)的電容的影響相對(duì)較小。為提高傳感器電 子器件的靈敏度，提出在傳感器電極11與接地金屬化平面之間，也就是在第四金屬化平 面10與第二金屬化平面8之間布置有在第三金屬化平面9內(nèi)構(gòu)成的屏蔽電極。屏蔽電極 控制電路負(fù)責(zé)使屏蔽電極的電位跟蹤傳感器電極11的電位，但其中，傳感器電極11不直接 與屏蔽電極連接。于是，具有屏蔽電極控制電路的屏蔽電極使傳感器電極11與接地金屬化 平面之間不再構(gòu)成強(qiáng)電場(chǎng)，而是該電場(chǎng)開(kāi)始在印刷電路板1的外部(也就是在門(mén)把手前面) 擴(kuò)散。這一點(diǎn)又導(dǎo)致整個(gè)布置的場(chǎng)強(qiáng)或電容對(duì)處于電場(chǎng)內(nèi)的物體更強(qiáng)的依賴(lài)性，也就是說(shuō)， 產(chǎn)生電容式傳感器更高的靈敏度，該傳感器因此更好地適合用作接近傳感器。為了對(duì)電容式傳感器的電容進(jìn)行測(cè)量，存在各種各樣的做法。在大多數(shù)方法中，在 傳感器電極11與接地金屬化平面之間施加變化的電壓，這一點(diǎn)也意味著，屏蔽電極的電位 必須始終跟蹤傳感器電極11的電位。在測(cè)量電容時(shí)以及在跟蹤電位時(shí)的做法由現(xiàn)有技術(shù) 公知，例如由出版文獻(xiàn) EP 0 518 836 AUDE 196 81 725 B4 或者 DE 10 2006 044778 Al。 因此，測(cè)量原理和屏蔽電極11的電位跟蹤技術(shù)在這里因此未詳細(xì)介紹。因此，印刷電路板1的結(jié)構(gòu)總計(jì)具有四個(gè)通過(guò)絕緣層13、14和15彼此絕緣的金屬化平面7、8、9、10，其中，傳感器評(píng)估和控制電路6的結(jié)構(gòu)元件的連接線路設(shè)置在接地金屬 化平面的一側(cè)上而屏蔽電極以及傳感器電極11設(shè)置在接地金屬化平面的另一側(cè)上。圖1中示意示出的金屬化平面7、8、9、10和絕緣層13、14、15的厚度以及金屬化平 面7、8、9、10彼此的距離一方面依賴(lài)于制造技術(shù)并且另一方面依賴(lài)于傳感器電子器件所要 求的應(yīng)用領(lǐng)域。例如金屬化平面7、8、9、10之間的各個(gè)距離或者說(shuō)絕緣層13、14、15的厚度 大于金屬化平面7、8、9、10的厚度。這樣例如設(shè)置在接地金屬化平面(第二金屬化平面8) 與屏蔽電極(第三金屬化平面9)之間的絕緣層14厚度為0. 3mm至2mm，其中，優(yōu)選厚度為 約0.5mm。此外，其他絕緣層13和15也可以具有與絕緣層14的厚度相類(lèi)似的厚度。于是 在上下文中，也可以考慮金屬化平面7、8、9、10分別由35 μ m至70 μ m的導(dǎo)電層形成，其中， 優(yōu)選銅層作為導(dǎo)電層。此外如圖1所示，屏蔽電極11在側(cè)向上在各側(cè)超出傳感器電極8至 少0. 3mm。但也可以考慮的是約0. 3至0. 6mm的范圍，屏蔽電極11在側(cè)向上在各側(cè)以該范 圍超出傳感器電極8。在優(yōu)選構(gòu)造方案中，傳感器評(píng)估和控制電路6包括用于與便攜式ID發(fā)送器通信的 電路的發(fā)射線圈。在所示實(shí)施方式的其它構(gòu)造方案中可以考慮的是，傳感器評(píng)估和控制電路6用的 供電導(dǎo)軌設(shè)置在第一金屬化平面7內(nèi)。
第一金屬化平面7與接地金屬化平面(也就是第二金屬化平面8)之間此外可以 選擇性地設(shè)置至少另一個(gè)金屬化平面，該金屬化平面具有傳感器評(píng)估和控制電路6結(jié)構(gòu)元 件之間的供電導(dǎo)軌和/或者線路連接?？傮w上通過(guò)本發(fā)明提供如下的傳感器電子器件，將該傳感器電子器件整合在厚度 處于Imm與3mm之間的印刷電路板1中，其中，總厚度優(yōu)選約為1. 5mm。在此，印刷電路板1 能夠以如下方式與門(mén)把手的外壁部4相鄰地設(shè)置，即，傳感器電極8貼靠在外壁部4上。
權(quán)利要求
設(shè)置在汽車(chē)的門(mén)把手內(nèi)的傳感器電子器件，所述傳感器電子器件具有設(shè)置在印刷電路板(1)上的傳感器評(píng)估和控制電路(6)，所述傳感器評(píng)估和控制電路(6)具有帶地電位的接地金屬化平面，用于對(duì)物體(12)接近所述門(mén)把手進(jìn)行檢測(cè)的電容式傳感器的與所述傳感器評(píng)估和控制電路(6)連接的傳感器電極(11)以及設(shè)置在所述傳感器電極(11)與所述印刷電路板(1)的所述接地金屬化平面之間的屏蔽電極以及與所述屏蔽電極聯(lián)接的屏蔽電極控制電路，所述屏蔽電極控制電路使所述屏蔽電極的電位跟蹤所述傳感器電極(11)的電位，其中，所述印刷電路板(1)設(shè)置在所述門(mén)把手的內(nèi)部(2)中并且所述傳感器評(píng)估和控制電路(6)的結(jié)構(gòu)元件裝配在所述印刷電路板(1)的上側(cè)(5)上，其中，所述印刷電路板(1)具有至少四個(gè)通過(guò)絕緣層(13、14、15)彼此絕緣的金屬化平面(7、8、9、10)，其中，設(shè)置在所述印刷電路板(1)的所述上側(cè)(5)上的第一金屬化平面(7)包括所述傳感器評(píng)估和控制電路(6)的所述結(jié)構(gòu)元件之間的線路連接，第二金屬化平面(8)是所述接地金屬化平面，第三金屬化平面(9)包括所述屏蔽電極，以及第四金屬化平面(10)包括所述傳感器電極(11)，從而所述傳感器評(píng)估和控制電路(6)的所述結(jié)構(gòu)元件的連接線路設(shè)置在所述接地金屬化平面的一側(cè)上而所述屏蔽電極以及所述傳感器電極(11)設(shè)置在所述接地金屬化平面的另一側(cè)上。
2.按權(quán)利要求1所述的傳感器電子器件，其特征在于，所述傳感器評(píng)估和控制電路(6) 包括用于與便攜式身份識(shí)別發(fā)送器通信的電路的發(fā)射線圈。
3.按權(quán)利要求1或2所述的傳感器電子器件，其特征在于，所述屏蔽電極控制電路是所 述傳感器評(píng)估和控制電路(6)的組成部分。
4.按權(quán)利要求1-3之一所述的傳感器電子器件，其特征在于，用于所述傳感器評(píng)估和 控制電路(6)的供電導(dǎo)軌設(shè)置在所述第一金屬化平面(7)內(nèi)。
5.按權(quán)利要求1-4之一所述的傳感器電子器件，其特征在于，在所述第一金屬化平面(7)與所述接地金屬化平面之間設(shè)置有至少另一金屬化平面，所述至少另一金屬化平面具 有在所述傳感器評(píng)估和控制電路(6)的所述結(jié)構(gòu)元件之間的供電導(dǎo)軌和/或者線路連接。
6.按權(quán)利要求1-5之一所述的傳感器電子器件，其特征在于，所述印刷電路板(1)具有 處于1mm與3mm之間的，優(yōu)選約1. 5mm的總厚度。
7.按權(quán)利要求6所述的傳感器電子器件，其特征在于，在所述第二金屬化平面(8)與所 述第三金屬化平面(9)之間設(shè)置有厚度為0. 3mm至2mm，優(yōu)選約0. 5mm的絕緣層(14)。
8.按權(quán)利要求1-7之一所述的傳感器電子器件，其特征在于，所述屏蔽電極側(cè)向地在 各側(cè)超出所述傳感器電極(11)至少0. 3mm，優(yōu)選超出約0. 3mm至0. 6mm。
9.按權(quán)利要求1-8之一所述的傳感器電子器件，其特征在于，所述金屬化平面(7、8、9、 10)分別由35 y m至70 y m的導(dǎo)電層形成，所述導(dǎo)電層優(yōu)選為銅層。
10.按權(quán)利要求1-9之一所述的傳感器電子器件，其特征在于，所述印刷電路板(1)以 如下方式與所述門(mén)把手的外壁部(4)相鄰地設(shè)置，即，所述傳感器電極(11)貼靠在所述外 壁部⑷上。
全文摘要
汽車(chē)門(mén)把手內(nèi)的傳感器電子器件，具有在印刷電路板上的傳感器評(píng)估和控制電路、與之連接的用于對(duì)物體接近門(mén)把手進(jìn)行檢測(cè)的電容式傳感器的傳感器電極、帶地電位的接地金屬化平面和在其與傳感器電極之間的屏蔽電極，印刷電路板具有至少四個(gè)以絕緣層彼此絕緣的金屬化平面，在印刷電路板上側(cè)上的第一金屬化平面包括傳感器評(píng)估和控制電路結(jié)構(gòu)元件間的線路連接，第二金屬化平面是接地金屬化平面，第三金屬化平面包括屏蔽電極，第四金屬化平面包括傳感器電極，從而傳感器評(píng)估和控制電路結(jié)構(gòu)元件的連接線路設(shè)置在接地金屬化平面的一側(cè)上而屏蔽電極和傳感器電極設(shè)置在接地金屬化平面的另一側(cè)上。該方案具有改善靈敏度、降低易受干擾性及結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E05B65/20GK101873126SQ201010166930
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月22日
發(fā)明者伊科·林迪奇, 彼得·范加斯特爾 申請(qǐng)人:胡夫·許爾斯貝克和福斯特有限及兩合公司