WO2007009767A2 - Kapazitiver regensensor - Google Patents

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WO2007009767A2
WO2007009767A2 PCT/EP2006/007101 EP2006007101W WO2007009767A2 WO 2007009767 A2 WO2007009767 A2 WO 2007009767A2 EP 2006007101 W EP2006007101 W EP 2006007101W WO 2007009767 A2 WO2007009767 A2 WO 2007009767A2
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sensor
rain sensor
housing
circuit board
capacitive
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Hans-Michael Schmitt
Martin Blaufuss
Jochen Gans
Thomas Polzer
Maik Rienecker
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Preh Gmbh
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Publication of WO2007009767A3 publication Critical patent/WO2007009767A3/de
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Definitions

  • the present invention relates to a capacitive rain sensor for a motor vehicle, comprising a printed circuit board with sensor structures laminated thereon and with electronic components.
  • a capacitive rain sensor for a motor vehicle consists of a printed circuit board with sensor structures laminated thereon and with electronic components, wherein the sensor structures and the electronic components are arranged on different, preferably opposite sides of the printed circuit board.
  • the electronic components are, for example, an evaluation unit and / or electronics for connecting the sensor to the motor vehicle electronics.
  • the sensor structures are preferably made of printed conductors which are applied to the printed circuit board using known techniques such as etching.
  • the arrangement of the sensor structures and the electronic components on different sides of the printed circuit board has the advantage that the conductor plate surface completely or in large part serves as a detection surface. Thus, an increase in the detection range of the capacitive rain sensor is achieved without simultaneously increasing the circuit board.
  • the sensor structures consist of at least two conductive surfaces. These surfaces thus form the electrodes of a capacitor, which acts as a capacitive rain sensor.
  • the arrangement of the conductive surfaces achieves a desired distribution of the stray field between the electrodes. This leads in particular to a maximized detection range of the rain sensor according to the invention.
  • the conductive surfaces are preferably formed concentric. This means that a first surface is arranged completely in a recess of a second surface and is thus surrounded by the second surface.
  • the conductive surfaces are comb-shaped and interlocked. Of course, any other shape of the conductive surfaces is possible.
  • the rain sensor is arranged in a housing, wherein the circuit board forms a part of the housing.
  • the side of the printed circuit board on which the sensor structures are arranged points to the outside and the side carrying the electronic components to the inside. This ensures that the sensor structures are arranged as close as possible to the disk to be examined when mounted sensor.
  • the printed circuit board does not lie between the sensor structures and the disk surface to be examined. This achieves an improved detection sensitivity.
  • the housing is wholly or partially electrically conductive.
  • the rain sensor according to the invention is protected from disturbing electromagnetic fields.
  • this prevents the stray field between the electrodes from extending beyond the housing and, for example, condensing water on the housing being interpreted as rain on the pane to be examined.
  • the conductive region of the housing consists for example of a metal, conductive coated plastic or an MID material.
  • the housing is preferably electrically connected to the circuit board. In particular, this connection is between the housing and one or more of the outermost conductive surfaces. With outermost surfaces while surfaces are designated, between which and the edge of the circuit board no further surfaces are arranged.
  • the electronic components are cast, for example with a resin or other potting compound.
  • the entire interior of the housing is filled to prevent the ingress of moisture into the housing and thus a variable influence on the stray field between the electrodes.
  • the capacitive rain sensor additionally has a humidity sensor.
  • a sensor unit is provided with which, in addition to rain on the outside of a pane, fogging of the inside of the pane can also be detected.
  • a moisture sensor is described for example in the patent DE 101 52 999 C2. It consists essentially of a capacitor with a dielectric arranged between the capacitor plates, which has a relative humidity dependent on the relative permittivity.
  • the humidity sensor is connected either directly or via a metal plate to the disc.
  • the moisture sensor according to the present invention is preferably arranged in a recess of the printed circuit board.
  • electronic components also include those components that are necessary to control the humidity sensor and to evaluate the sensor data.
  • the rain sensor and the moisture sensor are preferably arranged in different regions of a housing consisting of at least two regions.
  • the region of the housing which contains the rain sensor is preferably completely or partially electrically conductive and / or filled with a casting compound.
  • the housing of the housing housing the humidity sensor has recesses, via which the humidity sensor is in contact with the interior air of the motor vehicle, whose moisture is to be measured near the window.
  • the moisture sensor is protected from contamination by a moisture-permeable membrane, such as a Goretex membrane.
  • the rain sensor or a sensor unit of a rain sensor and a moisture sensor is preferably coupled by means of a film to a pane of the motor vehicle, in particular the windshield.
  • the film is designed, for example, as an adhesive film and / or as a thermally conductive film.
  • the film compensates for any existing disc curvature and ensures that there is no ambient air between the disc and the rain sensor or the sensor unit.
  • FIG. 1 shows the sensor side of the printed circuit board of a capacitive rain sensor
  • FIG. 2 shows a mounted rain sensor with an electric stray field
  • FIG. 4 shows different forms of the sensor structures
  • FIG. 5 is a sectional view of a mounted capacitive rain sensor
  • FIG. 6 is an exploded view of a rain and humidity sensor
  • FIG. 7 shows a rain and humidity sensor
  • FIG. 9 shows a rain sensor
  • FIG. 1 shows a plan view of the side of the printed circuit board 5 of an exemplary capacitive rain sensor 1 carrying the sensor structures.
  • the sensor structures are laminated in the form of electrodes 2 and 3.
  • a recess is introduced, in which a moisture sensor 4 is arranged.
  • the electrodes 2 and 3 are designed as concentric surfaces.
  • the outer electrode surface 2 has the shape of an unfilled rectangle with rounded corners.
  • the inner electrode surface 3 has the shape of a rectangle and lies completely within the area covered by the electrode 2.
  • Figure 2 shows the sectional view of a arranged on a disc 7 capacitive rain sensor 1, wherein for reasons of clarity, no housing is shown.
  • the electrodes 2 and 3 are arranged on the side facing the disc 7 of the circuit board 5.
  • the electronic components 6 are arranged on the opposite side of the printed circuit board 5.
  • the electrodes 2 and 3 form a capacitor which forms the schematically indicated stray field lines 8.
  • the stray field lines 8 extend partially within the disc 7, but also extend through the disc 7 therethrough.
  • This capacitance change is evaluated by the electronic components 6 and forwarded, for example as control information for a windshield wiper to an on-board electronics.
  • Figure 3 shows a sectional view through the circuit board 5 of a capacitive rain sensor.
  • the electrodes 2 and 3 are arranged on one side of the circuit board 5.
  • Through-contacts 9 provide an electrical contact between the electrodes 2 and 3 and the electronic components 6, not shown, on the opposite side of the printed circuit board 5.
  • the electrically conductive edge contact 10 encloses the side edges of the printed circuit board 5. By means of the edge contact 10, an electrical connection between the capacitive rain sensor 1 and a not shown, completely or partially electrically conductive housing is produced.
  • the edge contact 10 and the electrical conductivity of the housing influence the course of the field lines 8 in such a way that they predominantly extend into or through the pane 7 and not into the space on the side of the pane 7 facing the rain sensor 1.
  • FIG. 4 shows alternative shapes for the concentric electrodes 2 and 3.
  • the outer electrode 3 in FIG. 4a has essentially the shape of an unfilled quadrilateral, the inner electrode 2 that of a quadrangle.
  • the outer electrode 2 in Figure 4b has the shape of an oval-shaped ring, the inner electrode 3 in the form of a filled oval.
  • the outer electrode 2 in Figure 4c is annular, the inner electrode 3 has a circular shape.
  • the shape of the electrodes 2 and 3 taking into account the desired design and geometry of the rain sensor 1 can be selected.
  • FIG. 5 shows the sectional view of a sensor 1 which is arranged in a housing 12.
  • the rain sensor 1 again consists of a printed circuit board 5 which carries the sensor structures in the form of electrodes 2 and 3 on one side and electronic components 6 on the other side.
  • the printed circuit board 5 forms a part of the housing 12 by closing it.
  • the housing 12 is designed to be electrically conductive in order to protect the electrodes 2 and 3 from electromagnetic interference fields and to prevent or reduce propagation of the stray field characteristics forming between the electrodes 2 and 3 into the vehicle interior.
  • the housing 12 is preferably electrically connected to the printed circuit board 5.
  • the capacitive rain sensor 1 is attached via an adhesion-promoting film 11 on the disc 7.
  • the film 11 serves on the one hand for fixing the rain sensor 1, on the other hand the compensation of any curvatures of the disc 7. An air gap between the rain sensor 1 and the disc 7 is prevented by them, which could falsify the detection result by moisture from the vehicle interior in the area Stray field lines penetrates.
  • the film 11 can be combined with any embodiment of the rain sensor according to the invention and preferably covers the surface of the sensor 1 facing the disk completely. Alternatively, the film 11 may overhang the edge of this surface or cover only portions thereof.
  • edge contact 10 of FIG. 3 or the electrically conductive housing 12 of FIG. 5 is at the potential of one of the electrodes 2 or 3, preferably at the ground potential, then the detection area covered by the rain sensor 1 increases as far as the edge of the sensor.
  • the stray field lines thus end at least partially on the housing 12 or the edge contact 10, resulting in an enlarged detection range.
  • FIG. 6 shows an exploded view of a sensor unit comprising a capacitive rain sensor and a moisture sensor 4.
  • the sensor structures and the electronic components are arranged on the printed circuit board 5, which has a recess for the humidity sensor 4.
  • the circuit board 5 forms the conclusion of the housing 12.
  • the housing 12 is divided into two areas. In a first, in Figure 6 substantially oval-shaped area with a rectangular extension on a longitudinal side of the oval of the capacitive rain sensor is arranged. This area is closed, for example by means of a cover 13. This first region is optionally filled with a potting compound 16, which prevents penetration of moisture-carrying ambient air into the housing. In a second region of the housing 12, the humidity sensor 4 is arranged.
  • the housing 12 is designed such that the interior air of the motor vehicle can reach the humidity sensor 4. This is done by means of recesses 15.
  • the recesses 15 in this part of the housing 12 by means of a moisture-permeable membrane 14, z. B. a Goretex membrane, sealed. The entire sensor unit is applied over the film 11 on a disc.
  • FIG. 7 shows a perspective view of the sensor unit 1 shown in an exploded view in FIG. 6.
  • the housing 12, the cover 13, the moisture-permeable membrane 14 and the adhesion-promoting film 11 can be seen.
  • FIG. 8 shows the underside of a sensor unit 1 similar to that shown in FIG.
  • the basic structure corresponds to that of the embodiment of Figure 1, but here is the shape of the housing 12 and the sensor surfaces 2 and 3 formed differently.
  • FIG. 9 shows the underside of a sensor unit 1 which has only one rain sensor consisting of the sensor surfaces 2 and 3.
  • connection device for connection to the electronics of the motor vehicle.
  • This connection device consists for example of a socket for receiving a plug, wherein the socket may be formed as part of the housing 12. Alternatively, a cable with a plug is led out of the housing 12.

Abstract

Kapazitiver Regensensor (1) für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einer Leiterplatte (5) mit darauf aufkaschierten Sensorstrukturen (2, 3) und mit elektronischen Bauteilen (6), wobei die Sensorstrukturen (2, 3) und die elektronischen Bauteile (6) auf unterschiedlichen Seiten der Leiterplatte (5) angeordnet sind.

Description

B E S C H R E I B U N G
Kapazitiver Regensensor
Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Regensensor für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einer Leiterplatte mit darauf aufkaschierten Sensorstrukturen und mit elektronischen Bauteilen.
Eine der Komfortfunktionen in modernen Kraftfahrzeugen stellt die bedarfsweise automatische Aktivierung der Scheibenwischer dar. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, Regen auf der Windschutzscheibe zu detektieren, wozu unter anderem kapazitive Regensensoren bekannt sind. Die deutsche Patentschrift DE 101 52 998 C2 beschreibt beispielsweise eine Sensoreinheit, bei der ein kapazitiver Regensensor, ein Beschlagssensor sowie eine Auswerteeinheit auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind. Der Regensensor besteht dabei aus zwei elektrisch voneinander getrennten leitfähigen Bahnen, die einen Kondensator bilden. Dessen Kapazität ändert sich in Abhängigkeit der im Streufeld vorhandenen Regenmenge.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen kapazitiven Regensensor bereit zu stellen, der eine verbesserte Detektionsempfindlichkeit aufweist. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch den kapazitiven Regensensor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
Ein kapazitiver Regensensor für ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1 besteht aus einer Leiterplatte mit darauf aufkaschierten Sensorstrukturen und mit elektronischen Bauteilen, wobei die Sensorstrukturen und die elektronischen Bauteile auf unterschiedlichen, bevorzugt gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte angeordnet sind. Bei den elektronischen Bauteilen handelt es sich beispielsweise um eine Auswerteeinheit und / oder eine Elektronik zur Anbindung des Sensors an die Kraftfahrzeugelektronik. Die Sensorstrukturen bestehen bevorzugt aus Leiterbahnen, die mit Hilfe bekannter Techniken wie beispielsweise Ätzen auf die Leiterplatte aufgebracht werden. Die Anordnung der Sensorstrukturen und der elektronischen Bauteile auf unterschiedlichen Seiten der Leiterplatte hat den Vorteil, dass die Leiter- plattenfläche vollständig oder zu großen Teilen als Detektionsfläche dient. Somit wird eine Vergrößerung des Erfassungsbereichs des kapazitiven Regensensors erzielt, ohne gleichzeitig die Leiterplatte zu vergrößern.
Bevorzugt bestehen die Sensorstrukturen aus mindestens zwei leitfähigen Flächen. Diese Flächen bilden damit die Elektroden eines Kondensators, der als kapazitiver Regensensor wirkt. Durch die Anordnung der leitfähigen Flächen wird eine gewünschte Verteilung des Streufeldes zwischen den Elektroden erzielt. Dies führt insbesondere zu einem maximierten Erfassungsbereich des erfindungsgemäßen Regensensors. Dazu sind die leitfähigen Flächen bevorzugt konzentrisch ausgebildet. Dies bedeutet, dass eine erste Fläche vollständig in einer Ausnehmung einer zweiten Fläche angeordnet ist und somit von der zweiten Fläche umgeben wird. Alternativ sind die leitfähigen Flächen kammförmig ausgebildet und ineinander verzahnt. Selbstverständlich ist jede andere Formgebung der leitfähigen Flächen möglich.
In einer Ausgestaltungsform ist der Regensensor in einem Gehäuse angeordnet, wobei die Leiterplatte einen Bestandteil des Gehäuses bildet. Dabei zeigt die Seite der Leiterplatte, auf der die Sensorstrukturen angeordnet sind, nach außen und die die elektronischen Bauteile tragende Seite nach innen. Dadurch wird erreicht, dass die Sensorstrukturen beim montierten Sensor so nah wie möglich an der zu untersuchenden Scheibe angeordnet sind. Im Gegensatz zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Sensor liegt die Leiterplatte nicht zwischen den Sensorstrukturen und der zu untersuchenden Scheibenoberfläche. Dadurch wird eine verbesserte Detektionsempfindlichkeit erzielt.
Bevorzugt ist das Gehäuse ganz oder teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet. Dadurch wird einerseits der erfindungsgemäße Regensensor vor störenden elektromagnetischen Feldern geschützt. Andererseits wird dadurch verhindert, dass sich das Streufeld zwischen den Elektroden über das Gehäuse hinaus erstreckt und beispielsweise Kondenswasser auf dem Gehäuse als Regen auf der zu untersuchenden Scheibe interpretiert wird. Dazu besteht der leitfähige Bereich des Gehäuses beispielsweise aus einem Metall, leitfähig beschichtetem Kunststoff oder einem MID-Material. Dabei ist das Gehäuse bevorzugt elektrisch mit der Leiterplatte verbunden. Diese Verbindung besteht insbesondere zwischen dem Gehäuse und einer oder mehreren der äußersten leitfähigen Flächen. Mit äußersten Flächen sind dabei Flächen bezeichnet, zwischen denen und dem Rand der Leiterplatte keine weiteren Flächen angeordnet sind. Dies führt zu einer optimierten Verteilung des Streufeldes. In einer Ausgestaltungsform der Erfindung sind die elektronischen Bauteile vergossen, beispielsweise mit einem Harz oder einer sonstigen Vergussmasse. Bevorzugt ist der gesamte Innenraum des Gehäuses gefüllt, um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse und somit einen veränderlichen Einfluss auf das Streufeld zwischen den Elektroden zu verhindern.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung weist der kapazitive Regensensor zusätzlich einen Feuchtesensor auf. Somit wird eine Sensoreinheit bereitgestellt, mit der neben Regen auf der Außenseite einer Scheibe auch einen Beschlag der Innenseite der Scheibe detek- tierbar ist. Ein derartiger Feuchtesensor wird beispielsweise in der Patentschrift DE 101 52 999 C2 beschrieben. Er besteht im Wesentlichen aus einem Kondensator mit einem zwischen den Kondensatorplatten angeordneten Dielektrikum, welches eine von der Luftfeuchtigkeit abhängige Dielektrizitätszahl aufweist. Der Feuchtesensor wird entweder direkt oder über eine Metallplatte mit der Scheibe verbunden. Dazu ist der Feuchtesensor gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt in einer Aussparung der Leiterplatte angeordnet. Bei Verwendung eines Feuchtesensors umfassen die auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauteile auch diejenigen Bauteile, die zur Ansteuerung des Feuchtesensors und zur Auswertung der Sensordaten notwendig sind.
Bevorzugt sind der Regensensor und der Feuchtesensor in unterschiedlichen Bereichen eines aus mindestens zwei Bereichen bestehenden Gehäuses angeordnet. Der Bereich des Gehäuses, der den Regensensor enthält, ist wie vorstehend beschrieben bevorzugt ganz oder teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet und / oder mit einer Gussmasse verfüllt. Dadurch werden die Einflüsse von elektromagnetischen Störfeldern sowie des Klimas innerhalb des Kraftfahrzeugs auf das Messergebnis minimiert. Der den Feuchtesensor beherbergende Bereich des Gehäuses weist Ausnehmungen auf, über die der Feuchtesensor in Kontakt mit der Innenraumluft des Kraftfahrzeugs steht, deren Feuchtigkeit in Scheibennähe zu messen ist. Optional wird der Feuchtesensor durch eine feuchtigkeitsdurchlässige Membran, beispielsweise eine Goretex-Membran, vor Verschmutzung geschützt.
Bevorzugt wird der Regensensor bzw. eine Sensoreinheit aus einem Regen- und einem Feuchtesensor mittels einer Folie an eine Scheibe des Kraftfahrzeugs, insbesondere die Windschutzscheibe, gekoppelt. Dabei ist die Folie beispielsweise als Klebefolie und / oder als thermisch leitfähige Folie ausgebildet. Die Folie gleicht eine eventuell vorhandene Scheibenkrümmung aus und gewährleistet, dass sich keine Umgebungsluft zwischen der Scheibe und dem Regensensor beziehungsweise der Sensoreinheit befindet. Die Erfindung soll anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Figur 1 die Sensorseite der Leiterplatte eines kapazitiven Regensensors,
Figur 2 einen montierten Regensensor mit elektrischem Streufeld,
Figur 3 einen Schnitt durch die Leiterplatte eines kapazitiven Regensensors,
Figur 4 verschiedene Ausprägungen der Sensorstrukturen,
Figur 5 eine Schnittdarstellung eines montierten kapazitiven Regensensors,
Figur 6 eine Explosionszeichnung eines Regen- und Feuchtesensors,
Figur 7 einen Regen- und Feuchtesensor,
Figur 8 eine andere Ansicht des Sensors aus Figur 8 und
Figur 9 einen Regensensor.
Figur 1 zeigt in Draufsicht die die Sensorstrukturen tragende Seite der Leiterplatte 5 eines beispielhaften kapazitiven Regensensors 1. In einem Bereich der Leiterplatte 5 sind die Sensorstrukturen in Form von Elektroden 2 und 3 aufkaschiert. In einen zweiten Bereich der Leiterplatte 5 ist eine Ausnehmung eingebracht, in der ein Feuchtesensor 4 angeordnet ist.
Die Elektroden 2 und 3 sind als konzentrische Flächen ausgeführt. Die äußere Elektrodenfläche 2 hat die Form eines nicht ausgefüllten Rechtecks mit abgerundeten Ecken. Die innere Elektrodenfläche 3 hat die Form eines Rechtecks und liegt vollständig innerhalb der von der Elektrode 2 umfassten Fläche.
Figur 2 zeigt die Schnittdarstellung eines auf einer Scheibe 7 angeordneten kapazitiven Regensensors 1 , wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit kein Gehäuse dargestellt ist. Die Elektroden 2 und 3 sind auf der der Scheibe 7 zugewandten Seite der Leiterplatte 5 angeordnet. Die elektronischen Bauteile 6 sind auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 5 angeordnet. Die Elektroden 2 und 3 bilden einen Kondensator, der die schematisch angedeuteten Streufeldlinien 8 ausbildet. Die Streufeldlinien 8 verlaufen teilweise innerhalb der Scheibe 7, erstrecken sich jedoch auch durch die Scheibe 7 hindurch. Trifft ein Regentropfen im Bereich der Feldlinien 8 auf die dem Regensensor 1 abgewandten Seite der Scheibe 7, so verändert der Regentropfen die Dielektrizitätszahl im Bereich der Feldlinien 8 und damit die Kapazität des Kondensators. Diese Kapazitätsänderung wird von den elektronischen Bauteilen 6 ausgewertet und beispielsweise als Steuerungsinformation für einen Scheibenwischer an eine Bordelektronik weitergeleitet.
Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch die Leiterplatte 5 eines kapazitiven Regensensors. Auf einer Seite der Leiterplatte 5 sind die Elektroden 2 und 3 angeordnet. Durchkontak- tierungen 9 stellen einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektroden 2 beziehungsweise 3 und den nicht dargestellten elektronischen Bauteilen 6 auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 5 her. Die elektrisch leitfähige Randkontaktierung 10 fasst die Seitenränder der Leiterplatte 5 ein. Mittels der Randkontaktierung 10 wird eine elektrische Verbindung zwischen dem kapazitiven Regensensor 1 und einem nicht dargestellten, vollständig oder teilweise elektrisch leitfähigen Gehäuse hergestellt. Durch die Randkontaktierung 10 und die elektrische Leitfähigkeit des Gehäuses wird der Verlauf der Feldlinien 8 dahingehend beein- flusst, dass sich diese überwiegend in bzw. durch die Scheibe 7 erstrecken und nicht in den Raum auf der dem Regensensor 1 zugewandten Seite der Scheibe 7.
Figur 4 zeigt alternative Formgebungen für die konzentrischen Elektroden 2 und 3. Die äußere Elektrode 3 in Figur 4a hat im Wesentlichen die Form eines nicht ausgefüllten Vierecks, die innere Elektrode 2 die eines Vierecks. Die äußere Elektrode 2 in Figur 4b hat die Form eines ovalförmigen Rings, die innere Elektrode 3 die Form eines ausgefüllten Ovals. Die äußere Elektrode 2 in Figur 4c ist kreisringförmig ausgebildet, die innere Elektrode 3 weist eine Kreisform auf. Prinzipiell ist die Form der Elektroden 2 und 3 unter Berücksichtigung der gewünschten Bauform und Geometrie des Regensensors 1 wählbar.
Figur 5 zeigt die Schnittdarstellung eines Sensors 1 , der in einem Gehäuse 12 angeordnet ist. Der Regensensor 1 besteht wieder aus einer Leiterplatte 5, die auf einer Seite die Sensorstrukturen in Form der Elektroden 2 und 3 trägt und auf der anderen Seite elektronische Bauteile 6. Dabei bildet die Leiterplatte 5 einen Bestandteil des Gehäuses 12, indem sie dieses abschließt. Das Gehäuse 12 ist elektrisch leitfähig ausgeführt, um die Elektroden 2 und 3 vor elektromagnetischen Störfeldern zu schützen und eine Ausbreitung der sich zwischen den Elektroden 2 und 3 ausbildenden Streufeldkennlinien in den Fahrzeuginnenraum zu vermeiden bzw. zu verringern. Dazu ist das Gehäuse 12 bevorzugt elektrisch mit der Leiterplatte 5 verbunden. Der kapazitive Regensensor 1 ist über eine haftvermittelnde Folie 11 auf der Scheibe 7 angebracht. Die Folie 11 dient einerseits zur Fixierung des Regensensors 1 , andererseits dem Ausgleich etwaiger Krümmungen der Scheibe 7. Durch sie wird ein Luftspalt zwischen dem Regensensor 1 und der Scheibe 7 verhindert, der das Detektionsergebnis verfälschen könnte, indem Feuchtigkeit aus dem Fahrzeuginnenraum in den Bereich der Streufeldlinien eindringt. Die Folie 1 1 ist mit jeder erfindungsgemäßen Ausführungsform des Regensensors kombinierbar und deckt bevorzugt die der Scheibe zugewandte Fläche des Sensors 1 vollständig ab. Alternativ kann die Folie 11 über den Rand dieser Fläche überstehen oder nur Teile davon abdecken.
Liegt die Randkontaktierung 10 aus Figur 3 beziehungsweise das elektrisch leitfähige Gehäuse 12 aus Figur 5 auf dem Potential einer der Elektroden 2 oder 3, bevorzugt auf dem Massepotential, so vergrößert sich die vom Regensensor 1 abgedeckte Detektionsfläche bis hin zum Rand des Sensors. Die Streufeldlinien enden somit zumindest teilweise am Gehäuse 12 beziehungsweise der Randkontaktierung 10, wodurch sich ein vergrößerter Erfassungsbereich ergibt.
Figur 6 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Sensoreinheit aus einem kapazitiven Regensensor und einem Feuchtesensor 4. Die Sensorstrukturen und die elektronischen Bauteile sind auf der Leiterplatte 5 angeordnet, die eine Aussparung für den Feuchtesensor 4 aufweist. Die Leiterplatte 5 bildet den Abschluss des Gehäuses 12. Dabei ist das Gehäuse 12 in zwei Bereiche unterteilt. In einem ersten, in Figur 6 im Wesentlichen ovalförmigen Bereich mit einem rechteckigen Fortsatz an einer Längsseite des Ovals ist der kapazitive Regensensor angeordnet. Dieser Bereich wird beispielsweise mittels eines Deckels 13 verschlossen. Dieser erste Bereich ist optional mit einer Vergussmasse 16 gefüllt, die ein Eindringen von Feuchtigkeit tragender Umgebungsluft in das Gehäuse verhindert. In einem zweiten Bereich des Gehäuses 12 ist der Feuchtesensor 4 angeordnet. In diesem Bereich ist das Gehäuse 12 derart ausgestaltet, dass die Innenraumluft des Kraftfahrzeugs an den Feuchtesensor 4 gelangen kann. Dies geschieht mittels Ausnehmungen 15. Zum Schutz des Feuchtesensors 4 beispielsweise vor Verschmutzungen sind die Ausnehmungen 15 in diesem Teil des Gehäuses 12 mittels einer feuchtigkeitsdurchlässigen Membran 14, z. B. einer Goretex- Membran, verschlossen. Die gesamte Sensoreinheit ist über die Folie 11 auf eine Scheibe aufgebracht.
Figur 7 zeigt eine perspektivische Ansicht der in Figur 6 in Explosionsdarstellung angegebenen Sensoreinheit 1. Hier sind das Gehäuse 12, der Deckel 13, die feuchtigkeitsdurchlässige Membran 14 und die haftvermittelnde Folie 11 erkennbar. Figur 8 zeigt die Unterseite einer Sensoreinheit 1 ähnlich der in Figur 7 dargestellten. Der prinzipielle Aufbau entspricht dem der Ausführungsvariante aus Figur 1 , jedoch ist hier die Form des Gehäuses 12 und der Sensorflächen 2 und 3 anders ausgebildet.
Figur 9 zeigt die Unterseite einer Sensoreinheit 1 , die lediglich einen aus den Sensorflächen 2 und 3 bestehenden Regensensor aufweist.
Bevorzugt weisen die vorstehend beschriebenen Sensoreinheiten zusätzlich eine in den Figuren nicht dargestellte Anschlusseinrichtung zum Anschluss an die Elektronik des Kraftfahrzeugs auf. Diese Anschlusseinrichtung besteht beispielsweise aus einer Buchse zur Aufnahme eines Steckers, wobei die Buchse als Bestandteil des Gehäuses 12 ausgebildet sein kann. Alternativ ist aus dem Gehäuse 12 ein Kabel mit einem Stecker herausgeführt.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele sind rein exemplarisch und insofern nicht als beschränkend zu verstehen. So kann insbesondere die Form der Sensorstrukturen oder des Gehäuses variieren, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

P A T E N T A N S P R U C H E
1.
Kapazitiver Regensensor (1) für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einer Leiterplatte (5) mit darauf aufkaschierten Sensorstrukturen (2, 3) und mit elektronischen Bauteilen (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstrukturen (2, 3) und die elektronischen Bauteile (6) auf unterschiedlichen Seiten der Leiterplatte (5) angeordnet sind.
2.
Kapazitiver Regensensor (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorstrukturen (2, 3) aus mindestens zwei leitfähigen Flächen bestehen.
3.
Kapazitiver Regensensor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei leitfähigen Flächen konzentrisch angeordnet sind.
4.
Kapazitiver Regensensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Regensensor (1) in einem Gehäuse (12) angeordnet ist und die Leiterplatte (5) einen Bestandteil des Gehäuses (12) bildet.
5.
Kapazitiver Regensensor (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) ganz oder teilweise elektrisch leitfähig ausgebildet ist.
6.
Kapazitiver Regensensor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) elektrisch mit der Leiterplatte (5) verbunden ist.
7.
Kapazitiver Regensensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile (6) vergossen sind. g
8.
Kapazitiver Regensensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Feuchtesensor (4).
9.
Kapazitiver Regensensor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der
Feuchtesensor (4) in einer Aussparung der Leiterplatte (5) angeordnet ist.
10.
Kapazitiver Regensensor (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Regensensor (1) und der Feuchtesensor (4) in unterschiedlichen Bereichen eines aus mindestens zwei Bereichen bestehenden Gehäuses (12) angeordnet sind.
11.
Kapazitiver Regensensor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Regensensor (12) beziehungsweise eine Sensoreinheit aus einem Regen- (12) und einem Feuchtesensor (4) mittels einer Folie (11) an eine Scheibe (7) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere die Windschutzscheibe, gekoppelt wird.
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