CN109716652A - 电容式接近传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的电容式接近传感器(1)的制造方法和一种按照该制造方法构造的接近传感器(1)。按照该方法，在此成形出带有整合的电子器件壳体(4)的电极支架(2)。将至少一个电容式传感器电极(10)在此埋入到电极支架(2)中。此外，将传感器电子器件(8)布置在电子器件壳体(4)中并且在电子器件壳体(4)内与传感器电极(10)或各自的传感器电极(10)接触。与电极支架(2)分开地制造用于对传感器电子器件(8)供能的插塞元件(30)，并且借助供能线路(24)与传感器电子器件(8)接触。

Description

电容式接近传感器

技术领域

本发明涉及一种用于电容式接近传感器的制造方法，该电容式接近传感器被设立和设置用于使用在机动车中。此外，本发明还涉及这种电容式接近传感器。

背景技术

尤其由敏感元件和相关的控制器(也称为控制和评估单元)形成的接近传感器，经常使用在机动车中。这种接近传感器例如被用于检测人或被识别成障碍物的物体与机动车或者与该机动车的机动运动的车辆部分的间距。在这种情况下，这种接近传感器例如在针对机动运动的车门和/或车窗玻璃的(特别是无碰触的)防夹或防撞的范畴内使用。此外，接近传感器也用于检测接近事件，例如车辆使用者的人体的运动，并且由此例如推导出车辆使用者的开门意愿。由此能方便例如没有空余的手来操作相应的车门或操作远程操作装置的用于驱控车门的开关的车辆用户操作相应的车门。

在传统的接近传感器中，控制器通常插入到所配属的壳体中并且被该壳体密封地包围。为了使控制器与机动车的能量供应装置接触，在此将插塞连接器整合地成形到所述壳体中。由此一方面实现了简单的密闭并且还减少了构件数量，这分别有助于降低安装耗费。因为这种接近传感器在车型数量渐增的情况下使用，然而经常需要使插塞连接器与使用在相应的车型中(特别是针对其车载电网)的对应插头相匹配。由此又会提高生产成本，因为特别是在由塑料注塑包封的壳体中必须为匹配的壳体制造和提供不同的注塑工具。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，说明一种能成本低廉地制造的电容式接近传感器。

该技术问题按照本发明通过一种具有权利要求1的特征的用于电容式接近传感器的制造方法解决。此外，该技术问题按照本发明还通过一种带有权利要求2的特征的电容式接近传感器解决。本发明的其它有利的和部分本身有创造性的实施方式和扩展设计方案在从属权利要求中以及接下来的说明书中陈述。

按本发明的制造方法用以生产用于机动车的电容式接近传感器。在该制造方法的范畴内，在注塑技术上由塑料成形出一种具有整合在其中的电子器件壳体(也称为“电子器件槽”)的电极支架。至少一个电容式接近传感器被埋入到这种电极支架中。紧接着将传感器电子器件布置在电极支架的电子器件壳体中并且在电子器件壳体内将传感器电子器件(优选直接地)与传感器电极或各自的传感器电极接触。此外，用于给传感器电子器件供能并且在此优选用于与由机动车提供的能源接触的插塞元件与电极支架分开(以及因此优选也与电子器件壳体分开)地制造。这就是说，这个插塞元件不形成之前所说明的电极支架的任何部分。传感器电子器件在此借助所配属的(优选直接与传感器电子器件接触的)供能线路与这个插塞元件接触。

按本发明的电容式接近传感器用于使用在机动车中。所述电容式接近传感器在此按照之前所说明的制造方法生产。换句话说，所述电容式接近传感器(下文中简称为接近传感器)包括电容式传感器电极或各自的(之前已说明的)电容式传感器电极、传感器电子器件以及电极支架，之前所说明的电子器件壳体整合式地构造在该电极支架内，并且传感器电极或者各自的传感器电极埋入到该电极支架中。传感器电子器件在此布置在电子器件壳体中并且在该电子器件壳体中与传感器电极接触(也就是说，优选在信号传输技术上连接)。传感器电子器件的供能线路在此被引到(之前所说明的)与电极支架分开制造的插塞元件上。

通过将电子器件壳体，特别是形式为凹部状构造在电极支架内并且在此形成了用于传感器电子器件的壳体罩壳的电子器件槽，整合到电极支架内以及通过将传感器电极埋入到电极支架中，简化了安装时对接近传感器的操作。此外，也简化了接近传感器的生产，因为(单个)构件的总数有利地得到减少。因为电极支架由(优选热塑性的)塑料注塑而成并且传感器电极或各自的传感器电极在注塑过程中埋入到电极支架内，所以也能有利地以很低的安装耗费提高接近传感器的介质密封性。

此外，通过将插塞元件与电极支架分开制造，能使电极支架有利地作为标准构件用于多种使用在(必要时也是不同生产商的)不同车型中的接近传感器。由此能将制造成本保持得很低，因为能用一个和同一个工具来制造用于多个与不同车型匹配的接近传感器的电极支架。

传感器电子器件优选形成了接近传感器的也被称为“控制器”的控制和评估单元，借助该控制和评估单元尤其能评估在接近传感器运行中由传感器电极或各自的传感器电极生成的测量信号。在优选的设计方案中，传感器电子器件在此包括微控制器，该微控制器带有处理器和数据存储器，在微控制器内在程序技术上执行形式为运行软件(固件)的用于评估所检测到的测量信号的功能。但传感器电子器件也能在本发明的范畴内备选地由一种无法编程的电子构件、例如ASIC形成。此外，传感器电子器件优选在两种变型方案中均包括电路板(也称为印制电路板，简称为PCB)，在电路板上布置有之前所说明的电子结构元件。

在一种优选的实施方案中，之前所说明的供能线路也包括数据线路，数据线路用于将由传感器电子器件在评估测量信号时生成的传感器数据传输给机动车的上级的“车载电子器件”。

在一种就接近传感器的介质密封性而言适宜的实施方案中，电极支架的形成了电子器件壳体的器壁的一部分的器壁优选仅被传感器电极或各自的传感器电极贯穿。因为传感器电极或各自的传感器电极在注塑技术上整合(埋入)到电极支架中并且因此在其进入电子器件壳体(进入电子器件槽)的区域中已经被有效地密闭，所以接近传感器的密封耗费能有利地保持得特别低。此外，能简单并且因此较为成本低廉地设计用于在注塑技术上生产电极支架的注塑工具。

在一种适宜的实施方案中，插塞元件尤其一体地(也就是说整体地)实施在如下的盖上，电子器件壳体(在按规定的最终安装状态下)以该盖封闭。供能线路优选也穿过布置在盖中的线路套管而通往插塞元件。因此，在这种实施方案中，仅用于电子器件壳体的(特别是与电极支架分开制造的)盖需要与插塞元件的在接近传感器的特殊应用中所需的造型相匹配。

特别是针对插塞元件整合到电子器件壳体的盖中的情况，供能线路在一种适宜的实施方案中由一条或特别是多条布置在电路板上的导体迹线来构造。这些导体迹线在此优选在注塑技术上整合到盖中，使得这个电路板的导体迹线与分别配属的插塞接触部(例如插脚)接触。在按规定的安装状态下，这个电路板的导体迹线与传感器电子器件接触。

在一种备选的实施方案中，之前提到的插塞接触部穿过盖并且在按规定的最终安装状态下优选直接与传感器电子器件接触。

在另一种适宜的实施方案中，传感器电子器件尤其在按规定的预安装状态下固定在盖上(并且优选与整合到盖内的插塞元件的之前所说明的插塞接触部接触)。传感器电子器件在这种情况下优选具有基础机构，基础机构被设立成用于在盖安装在电极支架上时自行地使传感器电子器件与传感器电极或各自的传感器电极接触。这就是说，传感器电极或各自的传感器电极在本实施方案中在安装盖时借助之前所说明的基础机构与传感器电子器件接触。这种基础机构例如涉及刀式接触部、接触弹簧、卡夹接触部和类似物，它们实现了自行的和在此防丢失的接触。由此进一步简化了接近传感器的安装，这是因为能特别是自动地、也就是说无需单独的辅助动作地实现传感器电极或各自的传感器电极与传感器电子器件的单独的接触。

在另一种形成了整合到盖中的插塞元件的备选方案的适宜的实施方案中，供能线路(以及必要时包含在该供能线路中的数据线路)尤其以线缆的形式穿过电子器件壳体的壁元件而通往电极支架的外侧。壁元件例如涉及之前所说明的(特别是分开制造的)盖或可选地涉及电极支架本身的器壁。在电极支架的外侧的区域中，供能线路在此与单独制造的插塞元件连接。这种实施方式的优势在此为，视接近传感器的使用地点而定和/或视车型而定，能以简单的方式改变供能线路的长度，以便能将传感器电子器件简单地接驳到机动车的车载电网上、特别是接驳在“线缆束”上。此外，仅单独的插塞元件需要与由相应的车型提供的对应件相匹配。

在一种于本发明的范畴内能考虑到的适宜的实施方式中，插塞元件在此不固定在电极支架上或盖上，而是更确切地说自由悬置地布置在供能线路上。供能线路由此能以简单的方式引导向机动车的之前所说明的线缆束。

不过，在一种优选(是自由悬置的插塞元件的备选方案)的实施方案中，插塞元件(可选地以能拆卸的方式)固定在电极支架的表面上、特别是固定在电极支架的上侧或下侧上。插塞元件在此例如夹紧在电极支架上、拧接在电极支架上、与该电极支架焊接或粘接。

在一种适宜的扩展设计方案中，电极支架在此具有多个用于插塞元件的容纳位置。由此能如之前已说明的那样通过调整供能线路的长度使插塞元件在电极支架上的位置有利地变化以及因此与相应的车型的联接情况相匹配。不同的容纳位置在此例如分别通过成形在电极支架上的有插塞元件能夹入其中的夹子或备选通过用于容纳这种夹子的凹处实现。电极支架例如具有“轨道状的”沟槽，插塞元件就其在电极支架上的位置而言能特别灵活地夹入或“钩入”到沟槽中。

附图说明

接下来借助附图详细阐释本发明的实施例。附图中：

图1在示意性俯视图中示出了在预安装状态下的电容式接近传感器；

图2在纵剖面图中示出了在按规定的预安装状态下的按图1的电容式接近传感器；

图3在按图2的视图中示出了在按规定的最终安装状态下的接近传感器；

图4在按图2的视图中示出了在按规定的最终安装状态下的电容式接近传感器的一个备选的实施例；以及

图5在按图2的视图中又示出了在按规定的最终安装状态下的电容式接近传感器的另一个实施例。

彼此对应的部分在所有图中始终配设相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示意性示出了电容式接近传感器1。接近传感器1包括基本上板状构造的电极支架2，在该电极支架内整合地成形有形式为凹部的电极壳体(称为“电子器件槽”)。这种电子器件槽4在此被同样与电极支架2一起整合地形成的壳体凸缘6环形闭合地围绕。该壳体凸缘6以及电极支架2的绕凹部环绕的“凸肩”(“凹部壁”)在此形成了用于电子器件槽4的器壁。电极支架2在此在注塑工序中用热塑性塑料生产。接近传感器1此外还包括布置在电子器件槽4中的也称为控制器的传感器电子器件8。此外，接近传感器1还包括两个分别由能导电的引线(或包括多条这样的引线的绞合线)形成的传感器电极10，所述传感器电极用注塑技术埋入到电极支架2中，也就是说，以电极支架2的塑料注塑包封，并且以称为接触端部12的端部伸入到电子器件槽4中。

传感器电子器件8包括电路板14(也称为“印制电路板”，简称PCB)以及多个布置在该电路板14上的电气部件16。这些电气部件16中的其中一个在此由微处理器18形成。电气部件16此外借助构造在电路板14上的导体迹线20在信号传输技术上相互接触。为了能为电气部件16以及传感器电极10供应电能，传感器电子器件8还具有联接元件22，该联接元件在按规定的最终安装状态下(参看图3)与用于由机动车的车载电网提供能量的联接线路24接触，其中，接近传感器在按规定的使用状态下安装在该机动车中。联接线路24因此共同形成了供能线路，通过该供能线路在接近传感器1运行时将所需的能量传输给传感器电子器件8。联接线路24中的至少一个联接线路用于将由传感器电子器件8产生的传感器信号转达给车辆的处于接近传感器1上级的控制电子器件。

两个传感器电极10以它们的接触端部12分别与传感器电子器件8的对应的联接面26焊接以传输信号。焊接部位在图2中通过焊接熔核28示出。

在图1和图2中分别示出了接近传感器的一种预安装状态。在此，电子器件槽4朝着接近传感器1的外侧敞开。在下文中加以详细说明的插塞元件30与电极支架2分开地生产并且因此不形成电极支架2的任何部分。

如在图3中所示那样，之前提到的插塞元件30与壳体盖32整合式构造，借助该壳体盖在按图3的按规定的最终安装状态下介质密封地封闭电子器件槽4。插塞元件30在此包括插头凸缘34，插头凸缘用于构成与车载电网的对应插头的介质密封的、防丢失的连接。插头凸缘34在此环形闭合地围绕多个称为“插脚36”的插塞接触部，插塞接触部在按图3的本实施例中与联接线路24一体式构造。插塞元件30整合到壳体盖32中的优点在此为，针对多种不同的车型始终能使用相同的电极支架2作为标准构件。与车载电网的各自的对应插头的匹配在此有利地通过壳体盖32的相应的构造实现。

为了简化接近传感器的安装，在一个备选的实施例中，相应的传感器电极10借助自行接触的基础机构，在当前具体而言借助一个卡夹接触部40，与传感器电子器件8接触。传感器电子器件8在此以它的电路板14埋入到壳体盖32中，具体而言压入到壳体盖32中。在此形成了插脚36与电路板14的所配属的导体迹线的直接的接触。因此壳体盖32和所压入的传感器电子器件8一起形成了预安装单元，该预安装单元能作为整体安装在电极支架2上。卡夹接触部40在此被这样构造，使得在传感器电子器件8移入到电子器件槽4中时，各自的传感器电极10自动地(自行地，也就是说没有人的附加干预地)接触并且被防丢失地保持。因此，取消了传感器电子器件8作为零散的构件在电子器件槽4中的定位并且取消了与各自的传感器电极10的焊接。

在图5中示出了接近传感器1的另一个备选的实施例。在这种情况下，插塞元件30与壳体盖32分开构造。联接线路24在此以线缆或“线缆束”的形式通过壳体盖32从电子器件槽4穿引而出并且因此在电子器件槽4外与插塞元件30的(在此未详细示出的)插脚36接触。为了使壳体盖32内的联接线路24密闭，在壳体盖32的贯通部中布置有密封元件42。插塞元件30以未详细示出的方式与电极支架2夹紧。由此也能将用于多种不同的车型的壳体盖32构造成标准构件。具体来说，插塞元件30在此被夹紧在电极支架2的上侧上。

在另一种在按图5的实施例的基础上建立起来的未详细示出的实施例中，电极支架2具有多个用于插塞元件30的容纳位置。插塞元件30由此被沿着电极支架2的纵向延伸方向紧固在，具体来说夹紧在不同的位置上，并且因此与各自的车型的车载电网的线缆束上的装入情况相匹配。

本发明的主题并不局限于之前所说明的实施例。更确切地说，由本领域技术人员能从之前的说明书中推导出本发明的其它的实施方式。借助不同的实施例说明的本发明的单个特征和它们的设计变型方案尤其也能以其它方式相互组合。

附图标记列表

1 接近传感器

2 电极支架

4 电子器件槽

6 壳体凸缘

8 传感器电子器件

10 传感器电极

12 接触端部

14 电路板

16 电气部件

18 微处理器

20 导体迹线

22 联接元件

24 联接线路

26 联接面

28 焊接熔核

30 插塞元件

32 壳体盖

34 插头凸缘

36 插脚

40 卡夹接触部

42 密封元件

Claims (8)

1.用于机动车的电容式接近传感器(1)的制造方法，

-其中，在注塑技术上由塑料成形出带有整合的电子器件壳体(4)的电极支架(2)，

-其中，将至少一个电容式传感器电极(10)埋入到所述电极支架(2)中，其方式是：以所述电极支架(2)的塑料注塑包封电容式传感器电极(10)，

-其中，将传感器电子器件(8)布置在所述电子器件壳体(4)中并且在所述电子器件壳体(4)之内使传感器电子器件与传感器电极(10)或各自的传感器电极(10)接触，

-其中，与所述电极支架(2)分开地制造用于对所述传感器电子器件(8)供能的插塞元件(30)，并且

-其中，借助供能线路(24)使所述传感器电子器件(8)与所述插塞元件(30)接触。

2.用于机动车的电容式接近传感器(1)，其按照权利要求1所述的制造方法制造。

3.按照权利要求2所述的电容式接近传感器(1)，

其中，与电极支架(2)整合地构造的电子器件壳体(4)的器壁仅由传感器电极(10)或各自的传感器电极(10)贯穿。

4.按照权利要求2或3所述的电容式接近传感器(1)，

其中，插塞元件(30)一体式地实施在利用其将所述电子器件壳体(4)封闭的盖(32)上。

5.按照权利要求4所述的电容式接近传感器(1)，

其中，所述传感器电子器件(8)固定在所述盖(32)上，并且其中，所述传感器电子器件(8)借助在安装所述盖(32)时自行地接触的基础机构(40)与传感器电极(10)或各自的传感器电极(10)接触。

6.按照权利要求2所述的电容式接近传感器(1)，

其中，形式为线缆的供能线路(24)穿过所述电子器件壳体(4)的壁元件地引导至所述电极支架(2)的外侧并且与分开地制造的插塞元件(30)连接。

7.按照权利要求6所述的电容式接近传感器(1)，

其中，所述插塞元件(30)固定在所述电极支架(2)的表面上。

8.按照权利要求6或7所述的电容式接近传感器(1)，

其中，所述电极支架(2)具有多个用于所述插塞元件(30)的容纳位置。