WO2017063840A1 - Sensorvorrichtung zum erfassen einer annäherung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Sensorvorrichtung zum erfassen einer annäherung für ein kraftfahrzeug Download PDF

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WO2017063840A1
WO2017063840A1 PCT/EP2016/072542 EP2016072542W WO2017063840A1 WO 2017063840 A1 WO2017063840 A1 WO 2017063840A1 EP 2016072542 W EP2016072542 W EP 2016072542W WO 2017063840 A1 WO2017063840 A1 WO 2017063840A1
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decorative element
sensor device
decorative
sensor
coupled
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PCT/EP2016/072542
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Jörg Thomas
Matthias WÜSTHOLZ
Dirk Beilker
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Continental Automotive Gmbh
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    • H03K2217/96077—Constructional details of capacitive touch and proximity switches comprising an electrode which is floating

Definitions

  • the present invention relates to systems and Sensorvorrich ⁇ lines for detecting an approach for a motor vehicle.
  • the present invention relates to a sensor ⁇ device for detecting an approach for a motor vehicle and a manufacturing method for producing a sensor device for a motor vehicle.
  • Optical or capacitive sensors are typically realized in the form of printed circuit boards, conductive color prints, sheets or wires mounted, glued or ducked behind a decorated surface.
  • a first aspect of the present invention relates to a sensor device for detecting an approach for a motor vehicle, wherein the sensor device comprises: a first decorative element configured to be coupled to ground and to dissipate electrostatic discharges, ESD;
  • a second decorative element which is electrically decoupled with the first decorative element and which is adapted to detect the approach and a sensor signal generie ⁇ ren;
  • a third decorative element which is capacitively coupled to the second decorative element and which is adapted to receive the sensor signal via the capacitive coupling.
  • corative element designates a component of a component for a motor vehicle, wherein the component can be designed with a specific surface structure or with a specific three-dimensional shape and can be adapted to the function, the operability or the
  • component can also be understood as a "component”.
  • the decorated component or decorative element is in Mehrkomponen ⁇ th or two components, abbreviated 2K, injection molding produced.
  • 2K two components
  • capacitive sensing for example, conductive electrodes and non-conductive areas are necessary.
  • one component is conductive, one component non-conductive.
  • the film can also be back-injected. In the backspring zen foil and plastic combine to a high-quality decorated part.
  • Chrome-plated decoration means one component is chrome plated and another component is not chrome plated.
  • the conductive or chrome-plated component is used as a sensor ⁇ electrode, or antenna, for capacitive proximity sen sation.
  • the contacting to the electronics takes place For example, via conductive rubber or conductive adhesive, spring contacts or connecting parts. Furthermore, a non-contact coupling via a capacitive coupling can also take place.
  • the present invention advantageously enables the operation of applying a sensor electrode, also referred to as an antenna element, to be omitted.
  • the sensor device is embodied for example as a proximity switch ⁇ , including proximity sensor, proximity switch and can on approach, ie react without contact without direct contact to a user, for example, a finger of Benut ⁇ dec.
  • the sensor device can be used for example in the vehicle or motor vehicle for driver-vehicle interaction and as a trigger of security measures.
  • the present invention advantageously makes it possible for the sensor electrode to be decoupled from the ESD lead, since, for example, different components or decorative elements are used which take over the proximity sensing or the ESD lead-off.
  • an evaluation electronics for reading out sensor signals comprises: a readout circuit for reading from the sensor signals; and a sensor device, wherein the readout circuit is adapted to be coupled to the third decorative element and to process the capacitive coupled by the second decorative element sensor signals.
  • a production method for producing a sensor device comprising the following method steps: Forming a support element, a first decorative element, a second decorative element and a third Dekorelemen ⁇ tes; and
  • the sensor device comprising the carrier element, the first decorative element, the second decorative element and the third decorative element.
  • the first decorative element and the second decorative element are arranged such that a distance between the first decorative element and the second decorative element is given between a minimum distance value and a maximum distance value. This allows advantageous to avoid a faulty radio ⁇ tion of the sensor device from electrostatic discharge.
  • the first decorative element and the second decorative element are arranged such that the minimum distance value prevents a signal disturbance of the sensor signal generated in the second de ⁇ corelement and the maximum distance value causes damage to the second decorative element by electrostatic Prevents discharges. This allowed ⁇ light advantageous to minimize signal interference.
  • the senor device has a carrier element. This advantageously allows to ensure ei ⁇ nen stable structure of the sensor device.
  • the carrier element Po lypropylen ⁇ , polystyrene, polyethylene, polymethyl methacrylate, cellulose acetate, polycarbonate, glass fiber reinforced polycarboxylic carbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene or plastic or an electrically non-conductive material.
  • the first decorative element and / or the second decorative element and / or the third decorative element comprises a metal or an electrically conductive material
  • the senor device can be produced by a multi-component injection molding.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a sensor device for detecting an approach for a motor vehicle according to an imple mentation of the prior invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of a Sensorvorrich processing for detecting an approach of a vehicle according to an off operation example of ahead ⁇ invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of a Sensorvorrich processing for detecting an approach of a vehicle according to an off operation example of ahead ⁇ invention
  • Fig. 4 is a schematic representation of a Sensorvorrich processing for detecting an approach of a vehicle according to an off operation example of ahead ⁇ invention
  • Fig. 5 is a schematic representation of a sensor device for detecting an approach for a force vehicle according to one embodiment of the prior invention
  • Fig. 6 is a schematic representation of a Ausenseelekt ronik for detecting an approach for a motor vehicle according to an exemplary implementation from the ahead ⁇ invention.
  • Fig. 7 is a schematic representation of a flow chart of a manufacturing method for a Sensorvor ⁇ direction according to a guide, for example from the front lying invention.
  • the motor vehicle or vehicle is at ⁇ play as a motor vehicle or a hybrid vehicle such as a car, a bus or a truck or else a rail vehicle, a ship, an aircraft such as a helicopter or airplane, or for example a Bicycle .
  • the sensor device can also be used in consumer goods, eg. As vehicles, machinery, or other consumer goods, are integrated.
  • the sensor device 100 for detecting an approach for a motor vehicle for example, comprises a first element Dekorele ⁇ A, a second decorative element B, and a third Dekorele ⁇ ment C.
  • the sensor device 100 is shown tivisch perspectives in FIG. 1.
  • the first decorative element A can be designed to be coupled with ground and to discharge electrostatic discharges, ESD, also called ESD impact.
  • ESD electrostatic discharges
  • the second decorative element B may be electrically disconnected with the first De ⁇ korelement A and be designed to detect the approach and to generate a sensor signal.
  • the third decorative element C may be capacitively coupled to the second de ⁇ corelement B and be adapted to receive the sensor signal via the capacitive coupling.
  • a first decorative element A is grounded in order to derive a defined ESD impact in a defined manner.
  • mass ⁇ net is described, for example, a conductive body which 0 volt is defined as a rule, with the potential and represents the reference potential ⁇ for all signal and operating voltages.
  • a second decorative element B is used as a sensor electrode.
  • the second decorative element B is electrically separated from the grounded first decorative element A.
  • the second Dekorele ⁇ ment B is at least partially or holistically with a defined distance D_AB to the first decorative element A is ⁇ forms.
  • the defined distance D_AB guarantees an electrical flashover from the second decorative element B to the first decorative element A in the case of an ESD impact on the second decorative element B.
  • a further electrically conductive component in the form of the third decorative element C is mounted electrically separate from the first decorative element A and the second decorative element B.
  • the third decorative element C is preferably mounted at a defined distance to the second decorative element B so that a defined capacitive coupling between the second De korelement ⁇ B and the third decorative element C is formed.
  • a distance of at least 3.5 mm or a distance of at least 1.5 mm or a distance of at least 0.1 mm is provided.
  • a distance of up to 6 mm or a distance of up to 2 mm or a distance of up to 0.5 mm is provided.
  • the third decorative element C can be connected to the evaluation electronics, for example by conductive rubber.
  • the sensor signal is thus capacitively coupled from the second decorative element B via the insulator to the third decorative element C and the off ⁇ evaluation electronics supplied.
  • the sensor device 100 comprises, for example, a Susun ⁇ element 10 has.
  • the support member 10 may polypropylene, Po ⁇ lystyrol, polyethylene, polymethyl methacrylate, Celluloseace ⁇ tat, polycarbonate, glass fiber reinforced polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene or plastic or an electrically non-conductive material have.
  • the carrier element 10 can provide a mechanical connection or coupling for the decorative elements A, B, C and serve as a carrier.
  • the carrier element 10 can serve as a support during manufacture ⁇ structure for the decorative elements A, B, C, which in ⁇ example by:
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a sensor device for detecting an approach for a motor vehicle according to an embodiment of the present OF INVENTION ⁇ dung.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of a sensor device for detecting an approach for a motor vehicle according to an embodiment of the present OF INVENTION ⁇ dung.
  • the sensor device 100 in FIG. 3 is shown in perspective.
  • the first decorative element A and the second decorative element B are arranged such that a distance D_AB between the first decorative element A and the second decorative element B is given within a minimum distance value and a maximum distance value.
  • a minimum distance value between the first decorative element A and the second decorative element B for example, a distance of at least 15 mm or a distance of at least 3 mm or a distance of at least 0.5 mm is provided.
  • a maximum distance between the first decorative element A and the second decorative element B for example, a distance of up to 60 mm or a distance of up to 10 mm or a distance of up to 5 mm is provided.
  • the further reference symbols in FIG. 3 have already been explained in FIG. 1 and will therefore not be described any further.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a sensor device for detecting an approach for a motor vehicle according to an embodiment of the present OF INVENTION ⁇ dung.
  • the sensor device 100 as shown in Fig. 4, for example, has a circuit board connector 102, wherein the circuit board connector 102 is adapted to be coupled to a circuit board.
  • the sensor device 100 can also be coupled in a contactless manner with the printed circuit board, so that a slight air gap, for example only a few microns long, is sufficient to dissipate an ESD spark.
  • the sensor device 100 may also be coated with a conductive ink, i. H. an electrically conductive paint, or a conductive rubber are electronically coupled to the circuit board.
  • a conductive ink i. H. an electrically conductive paint, or a conductive rubber are electronically coupled to the circuit board.
  • the sensor device 100 may be coupled to the circuit board by capacitive coupling.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a sensor device for detecting an approach for a motor vehicle according to an embodiment of the present OF INVENTION ⁇ dung.
  • the sensor device 100 has, for example, an antenna plug 104 or a plurality of antenna plugs 104, the antenna plugs 104 being designed to be coupled to an antenna device.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an evaluation unit 1000 for detecting an approach for a motor vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the evaluation electronics 1000 for reading out sensor signals comprises read-out circuit 200 and a sensor device 100.
  • the readout circuit 200 is designed to be coupled to the third decorative element C of the sensor device 100 and to process the capacitive signals coupled by the second decorative element B sensor signals.
  • Fig. 7 shows a schematic illustration of a flow diagram ⁇ a manufacturing method for a Sensorvor ⁇ device for a motor vehicle. The method includes, for example , the following method steps: As a first step of the method, forming takes place

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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung (100) zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Sensorvorrichtung (100) umfasst: ein erstes Dekorelement (A), welches dazu ausgebildet ist, mit Masse gekoppelt zu werden und elektrostatische Entladungen, ESD, abzuleiten; ein zweites Dekorelement (B), welches elektrisch mit dem ersten Dekorelement (A) entkoppelt ist und welches dazu ausgebildet ist, die Annäherung zu erfassen und ein Sensorsignal zu generieren; ein drittes Dekorelement (C), welches kapazitiv mit dem zweiten Dekorelement gekoppelt ist und welches dazu ausgebildet ist, über die kapazitive Koppelung das Sensorsignal aufzunehmen.

Description

Beschreibung
Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme und Sensorvorrich¬ tungen zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensor¬ vorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug und ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Technischer Hintergrund
Optische oder kapazitive Sensoren werden üblicherweise in Form von Leiterplatten, leitfähigen Farbdrucken, Blechen oder Drähten realisiert, die hinter einer dekorierten Oberfläche montiert, geklebt oder geduckt sind.
Zusammenfassung der Erfindung Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes¬ serte Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustel¬ len .
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Sensorvorrichtung umfasst: ein erstes Dekorelement, welches dazu ausgebildet ist, mit Masse gekoppelt zu werden und elektrostatische Entladungen, ESD, abzuleiten;
ein zweites Dekorelement, welches elektrisch mit dem ersten Dekorelement entkoppelt ist und welches dazu ausgebildet ist, die Annäherung zu erfassen und ein Sensorsignal zu generie¬ ren; und
ein drittes Dekorelement, welches kapazitiv mit dem zweiten Dekorelement gekoppelt ist und welches dazu ausgebildet ist, über die kapazitive Koppelung das Sensorsignal aufzunehmen.
Der Begriff „Dekorelement", wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, bezeichnet dabei eine Komponente eines Bau¬ teils für ein Kraftfahrzeug. Die Komponente kann dabei mit einer bestimmten Oberflächenstruktur oder mit einer bestimmten dreidimensionalen Formgebung ausgebildet sein und an die Funktion, die Bedienbarkeit oder die Lebensdauer der Komponente angepasst sein. Der Begriff „Dekorelement" kann auch als „Komponente" verstanden werden.
Das dekorierte Bauteil oder Dekorelement ist im Mehrkomponen¬ ten oder zwei Komponenten, abgekürzt 2K, Spritzgussverfahren herstellbar. Zur kapazitiven Sensierung sind beispielsweise leitende Elektroden und nichtleitende Bereiche notwendig.
Bei einer Dekoration durch Folie oder Lackierung ist eine Komponente leitend, eine Komponente nicht leitend ausgeführt. Die Folie kann auch hinterspritzt werden. Beim Hintersprit zen vereinen sich Folie und Kunststoff zu einem hochwertigen dekorierten Teil.
Bei einer Dekoration durch Verchromen ist eine Komponente verchromt, eine andere Komponente wird nicht verchromt.
Die leitende bzw. verchromte Komponente wird als Sensor¬ Elektrode, oder auch Antenne, zur kapazitiven Näherungssen- sierung genutzt. Die Kontaktierung zur Elektronik erfolgt beispielsweise über Leitgummi oder Leitkleber, Federkontakte oder Anschlussteile. Ferner kann auch eine berührungslose Koppelung über eine kapazitive Koppelung erfolgen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass der Arbeitsschritt des Applizierens einer Sensor-Elektrode, auch als Antennenelement bezeichnet, entfällt.
Die Sensorvorrichtung ist beispielsweise als ein Näherungs¬ schalter, auch Näherungsinitiator, Annäherungsschalter ausgebildet und kann auf Annäherung, d. h. ohne direkten Kontakt zu einem Benutzer, beispielsweise zu einem Finger des Benut¬ zers berührungsfrei reagieren.
Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise im Fahrzeug oder Kraftfahrzeug zur Fahrer-Kraftfahrzeug Interaktion sowie als Auslöser von Sicherheitsmaßnahmen eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass ein Entkoppeln der Sensor-Elektrode von der ESD-Ableitung erfolgt, da beispielsweise unterschiedliche Komponenten bzw. Dekorelemente eingesetzt werden welche die Näherungssensie- rung bzw. die ESD-Ableitung übernehmen.
Nach einem weiteren, zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Auswerteelektronik zum Auslesen von Sensorsignalen vorgesehen, wobei die Auswerteelektronik umfasst: einen Ausleseschaltkreis zum Auslesen von den Sensorsignalen; und eine Sensorvorrichtung, wobei der Ausleseschaltkreis dazu ausgebildet ist, mit dem dritten Dekorelement gekoppelt zu werden und die kapazitiv von dem zweiten Dekorelement eingekoppelten Sensorsignale zu verarbeiten.
Nach einem weiteren, dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung vorgesehen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: Ausbilden eines Trägerelementes, eines ersten Dekorelementes, eines zweiten Dekorelementes und eines dritten Dekorelemen¬ tes; und
Bereitstellen der Sensorvorrichtung umfassend das Trägerelement, das erste Dekorelement, das zweite Dekorelement und das dritte Dekorelement.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet .
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Dekorelement und das zweite Dekorelement derart angeordnet sind, dass ein Abstand zwischen dem ersten Dekorelement und dem zweiten Dekorelement zwischen einem Mindestabstandswert und einem Maximalabstands- wert gegeben ist. Dies ermöglicht vorteilhaft, eine Fehlfunk¬ tion der Sensorvorrichtung durch elektrostatische Entladungen zu vermeiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Dekorelement und das zweite Dekorelement derart angeordnet sind, dass der Mindestabstandswert eine Signalstörung des in dem zweiten De¬ korelement generierten Sensorsignals unterbindet und der Ma- ximalabstandswert eine Schädigung des zweiten Dekorelements durch elektrostatische Entladungen verhindert. Dies ermög¬ licht vorteilhaft, Signalstörungen zu minimieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung ein Trägerelement aufweist. Dies ermöglicht vorteilhaft, ei¬ nen stabilen Aufbau der Sensorvorrichtung zu gewährleisten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägerelement Po¬ lypropylen, Polystyrol, Polyethylen, Polymethylmethacrylat , Celluloseacetat, Polycarbonat, glasfaserverstärktes Polycar- bonat, Acrylnitril-Butadien-Styrol oder Kunststoff oder ein elektrisch nicht-leitfähiges Material aufweist. Dies ermög¬ licht vorteilhaft, unterschiedliche Anforderungsprofile durch unterschiedliche Stoffeigenschaften zu erfüllen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Dekorelement und/oder das zweite Dekorelement und/oder das dritte Dekor¬ element durch
i) Beschichten einer Oberfläche des Trägerelements; und/oder durch
ii) Auftragen einer Folie auf das Trägerelement; und/oder durch
iii) Auftragen von leitfähigen Material ausgebildet werden. Dies ermöglicht vorteilhaft, zusätzliche Montage- und/oder Fertigungsschritte zu vermeiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorlie- genden Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Dekorelement und/oder das zweite Dekorelement und/oder das dritte Dekor- element ein Metall oder ein elektrisch leitfähiges Material aufweist
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung durch ein Mehrkomponenten-Spritzgießen herstellbar ist.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsformen beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der vorliegenden Erfindung.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren der Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Figuren der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraft fahrzeug gemäß einem Aus führungsbeispiel der vor liegenden Erfindung;
Fig . 2 eine schematische Darstellung einer Sensorvorrich tung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Aus führungsbeispiel der vor¬ liegenden Erfindung;
Fig . 3 eine schematische Darstellung einer Sensorvorrich tung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Aus führungsbeispiel der vor¬ liegenden Erfindung;
Fig . 4 eine schematische Darstellung einer Sensorvorrich tung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Aus führungsbeispiel der vor¬ liegenden Erfindung;
Fig . 5 eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraft- fahrzeug gemäß einem Aus führungsbeispiel der vor liegenden Erfindung;
Fig . 6 eine schematische Darstellung einer Auswerteelekt ronik zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraft fahrzeug gemäß einem Aus führungsbeispiel der vor¬ liegenden Erfindung; und
Fig . 7 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Herstellungsverfahrens für eine Sensorvor¬ richtung gemäß einem Aus führungsbeispiel der vor liegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Aus führungsbeispielen
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Kompo¬ nenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist .
Bei dem Kraftfahrzeug bzw. Fahrzeug handelt es sich bei¬ spielsweise um ein Kraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug, wie ein Auto, ein Bus oder ein Lastkraftwagen oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad .
Die Sensorvorrichtung kann auch in Konsumgüter, z. B. Fahrzeuge, Maschinen, oder sonstige Verbrauchsgüter, integriert werden.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin- dung. Die Sensorvorrichtung 100 zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug umfasst beispielsweise ein erstes Dekorele¬ ment A, ein zweites Dekorelement B, und ein drittes Dekorele¬ ment C. Die Sensorvorrichtung 100 ist in der Fig. 1 perspek- tivisch dargestellt.
Das erste Dekorelement A kann dazu ausgebildet sein, mit Mas¬ se gekoppelt zu werden und elektrostatische Entladungen, ESD, abzuleiten, auch ESD-Einschlag genannt .
Das zweite Dekorelement B kann elektrisch mit dem ersten De¬ korelement A entkoppelt sein und dazu ausgebildet sein, die Annäherung zu erfassen und ein Sensorsignal zu generieren. Das dritte Dekorelement C kann kapazitiv mit dem zweiten De¬ korelement B gekoppelt sein und dazu ausgebildet sein, über die kapazitive Koppelung das Sensorsignal aufzunehmen.
Ein erstes Dekorelement A wird auf Masse gelegt um einen et- waigen ESD-Einschlag definiert abzuleiten. Als Masse bezeich¬ net man beispielsweise einen leitenden Körper, der im Regelfall mit dem Potential 0 Volt definiert wird und das Bezugs¬ potential für alle Signal- und Betriebsspannungen darstellt. Ein zweites Dekorelement B wird als Sensor-Elektrode genutzt.
Das zweite Dekorelement B ist elektrisch von dem auf Masse gelegten ersten Dekorelement A getrennt. Das zweite Dekorele¬ ment B ist zumindest teilweise oder ganzheitlich mit einem definierten Abstand D_AB zu dem ersten Dekorelement A ausge¬ bildet .
Der definierte Abstand D_AB garantiert einen elektrischen Überschlag von dem zweiten Dekorelement B zu dem ersten De- korelement A bei einem ESD-Einschlag auf das zweite Dekorele¬ ment B. Dadurch kann ein ESD-Einschlag auf das Dekorelement B definiert durch den elektrischen Überschlag auf das erste De¬ korelement A abgeleitet werden.
Um das zweite Dekorelement B zur ESD-geschützten Sensierung bzw. Signalerfassung zu nutzen, ist beispielsweise eine wei- tere elektrisch leitende Komponente in Form des dritten De- korelementes C elektrisch von dem ersten Dekorelement A und dem zweiten Dekorelement B getrennt angebracht .
Das dritte Dekorelement C ist in einem definierten Abstand zu dem zweiten Dekorelement B vorzugsweise so angebracht, dass eine definierte kapazitive Kopplung zwischen dem zweiten De¬ korelement B und dem dritte Dekorelement C ausgebildet wird.
Als Mindestabstandswert zwischen dem dritten Dekorelement C und dem zweiten Dekorelement B ist beispielsweise ein Abstand von mindestens 3,5 mm oder ein Abstand von mindestens 1,5 mm oder ein Abstand von mindestens 0,1 mm vorgesehen.
Als Maximalabstandswert zwischen dem dritten Dekorelement C und dem zweiten Dekorelement B ist beispielsweise ein Abstand von bis zu 6 mm oder ein Abstand von bis zu 2 mm oder ein Abstand von bis zu 0,5 mm vorgesehen.
Das dritte Dekorelement C kann mit der Auswerteelektronik, z.B. durch Leitgummi, verbunden werden. Das Sensorsignal wird somit kapazitiv von dem zweiten Dekorelement B über den Isolator zu dem dritten Dekorelement C eingekoppelt und der Aus¬ werteelektronik zugeführt .
Dies bietet den Vorteil, dass durch angepasste Werkzeug- und/oder Bauteilauslegung die leitenden Komponenten oder Dekorelemente A, B, C aus dem gleichen Material bzw. mit der gleichen Oberflächenbeschichtung, beispielsweise Chrom oder Kupfer oder Aluminium, gefertigt werden können. Somit entfallen zusätzliche oder unterschiedliche Montag und/oder Ferti¬ gungsschritte . Dies ermöglicht vorteilhaft, dass eine ESD Entkopplung statt¬ findet, obwohl die eigentliche Sensor-Elektrode direkt im ESD-gefährdeten Bereich liegt.
Die Sensorvorrichtung 100 weist beispielsweise ein Trägerele¬ ment 10 aufweist. Das Trägerelement 10 kann Polypropylen, Po¬ lystyrol, Polyethylen, Polymethylmethacrylat , Celluloseace¬ tat, Polycarbonat , glasfaserverstärktes Polycarbonat , Acryl- nitril-Butadien-Styrol oder Kunststoff oder ein elektrisch nicht-leitfähiges Material aufweisen.
Das Trägerelement 10 kann eine mechanische Verbindung oder Koppelung für die Dekorelemente A, B, C bereitstellen und als Träger dienen.
Das Trägerelement 10 kann während der Fertigung als Stütz¬ struktur für die Dekorelemente A, B, C dienen, welche bei¬ spielsweise durch:
i) ein Beschichten einer Oberfläche des Trägerelements 10; und/oder
ii) Auftragen einer Folie auf das Trägerelement 10; und/oder iii) Auftragen von leitfähigen Material auf das Trägerelement 10 ausgebildet werden.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin¬ dung .
Dabei ist auf der linken Seite der Fig. 2 eine Unteransicht der Sensorvorrichtung dargestellt und auf der rechten Seite der Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Sensorvorrichtung dargestellt . Die weiteren Bezugszeichen in der Fig. 2 sind bereits in der Fig. 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben . Die Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin¬ dung . Die Sensorvorrichtung 100 in der Fig. 3 ist perspektivisch dargestellt .
Bei der in der Fig. 3 dargestellten Sensorvorrichtung sind das erste Dekorelement A und das zweite Dekorelement B derart angeordnet, dass ein Abstand D_AB zwischen dem ersten Dekorelement A und dem zweiten Dekorelement B innerhalb von einem Mindestabstandswert und einem Maximalabstandswert gegeben ist . Als Mindestabstandswert zwischen dem ersten Dekorelement A und dem zweiten Dekorelement B ist beispielsweise ein Abstand von mindestens 15 mm oder ein Abstand von mindestens 3 mm oder ein Abstand von mindestens 0,5 mm vorgesehen. Als Maximalabstandswert zwischen dem ersten Dekorelement A und dem zweiten Dekorelement B ist beispielsweise ein Abstand von bis zu 60 mm oder ein Abstand von bis zu 10 mm oder ein Abstand von bis zu 5 mm vorgesehen. Die weiteren Bezugszeichen in der Fig. 3 sind bereits in der Fig. 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben .
Die Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensor- Vorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin¬ dung . Die Sensorvorrichtung 100 wie in der Fig. 4 dargestellt, weist beispielsweise einen Leiterplattenstecker 102 auf, wobei der Leiterplattenstecker 102 dazu ausgebildet ist, mit einer Leiterplatte gekoppelt zu werden.
Die Sensorvorrichtung 100 kann auch berührungslos mit der Leiterplatte gekoppelt werden, so dass bei einer Berührung eine geringe - beispielsweise nur wenige μπι lange - Luftstre- cke ausreicht, um einen ESD-Funken abzuleiten.
Die Sensorvorrichtung 100 kann auch mit einem Leitlack, d. h. einem elektrisch leitfähiger Lack, oder einem Leitgummi mit der Leiterplatte elektronisch gekoppelt werden.
Ferner kann die Sensorvorrichtung 100 durch eine kapazitive Kopplung mit der Leiterplatte gekoppelt werden.
Die weiteren Bezugszeichen in der Fig. 4 sind bereits in der Fig. 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben .
Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensorvorrichtung zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahr- zeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin¬ dung .
Die Sensorvorrichtung 100, wie in der Fig. 5 dargestellt, weist beispielsweise einen Antennenstecker 104 bzw. mehrere Antennenstecker 104 auf, wobei die Antennenstecker 104 dazu ausgebildet sind, mit einer Antennenvorrichtung gekoppelt zu werden .
Anstelle der Antennenstecker 104 kann auch eine kapazitive Koppelung zwischen Antennenvorrichtung und Sensorvorrichtung erfolgen . Die weiteren Bezugszeichen in der Fig. 5 sind bereits in der Fig. 1 erläutert worden und werden daher nicht weiter beschrieben . Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Auswerteelektronik 1000 zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegen¬ den Erfindung. Die Auswerteelektronik 1000 zum Auslesen von Sensorsignalen umfasst Ausleseschaltkreis 200 und eine Sensorvorrichtung 100.
Der Ausleseschaltkreis 200 ist dazu ausgebildet, mit dem dritten Dekorelement C der Sensorvorrichtung 100 gekoppelt zu werden und die kapazitiv von dem zweiten Dekorelement B eingekoppelten SensorSignale zu verarbeiten.
Mit anderen Worten ausgedrückt, die Sensorsignale werden von dem zweiten Dekorelement B an das dritte Dekorelement C ge¬ leitet - beispielsweise per kapazitiver Übertragung - und von dort an den Ausleseschaltkreis 200- beispielsweise per elek¬ trischer Übertragung, durch ohmschen Kontakt. Die Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Fluss¬ diagramms eines Herstellungsverfahrens für eine Sensorvor¬ richtung für ein Kraftfahrzeug. Das Verfahren zum umfasst da¬ bei die folgenden Verfahrensschritte: Als ein erster Schritt des Verfahrens erfolgt ein Ausbilden
51 eines Trägerelementes 10, eines ersten Dekorelementes A, eines zweiten Dekorelementes B und eines dritten Dekorelemen¬ tes C. Als ein zweiter Verfahrensschritt erfolgt ein Bereitstellen
52 der Sensorvorrichtung 100 umfassend das Trägerelement 10, das erste Dekorelement A, das zweite Dekorelement B und das dritte Dekorelement C.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise mo¬ difizierbar. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfin¬ dung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend" und „auf¬ weisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele be¬ schrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Sensorvorrichtung (100) zum Erfassen einer Annäherung für ein Kraftfahrzeug, wobei die Sensorvorrichtung (100) umfas st :
- ein erstes Dekorelement (A) , welches dazu ausgebildet ist, mit Masse gekoppelt zu werden und elektrostati¬ sche Entladungen, ESD, abzuleiten;
- ein zweites Dekorelement (B) , welches elektrisch mit dem ersten Dekorelement (A) entkoppelt ist und welches dazu ausgebildet ist, die Annäherung zu erfassen und ein Sensorsignal zu generieren; und
- ein drittes Dekorelement (C) , welches kapazitiv mit dem zweiten Dekorelement gekoppelt ist und welches da¬ zu ausgebildet ist, über die kapazitive Koppelung das Sensorsignal aufzunehmen.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Dekorelement (A) und das zweite Dekorelement (B) derart angeordnet sind, dass ein Abstand (D_AB) zwischen dem ersten Dekorelement (A) und dem zweiten Dekorelement (B) zwischen einem Mindestabstandswert und einem Maximalab- standswert gegeben ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste Dekorelement (A) und das zweite Dekorelement (B) derart angeordnet sind, dass der Mindestabstandswert eine Sig¬ nalstörung des in dem zweiten Dekorelement (B) generierten SensorSignals unterbindet und der Maximalabstands- wert eine Schädigung des zweiten Dekorelements durch elektrostatische Entladungen verhindert.
Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensorvorrichtung ein Trägerelement (10) aufweist . Sensorvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Trägerelement (10) Polypropylen, Polystyrol, Polyethylen, Poly- methylmethacrylat , Celluloseacetat, Polycarbonat , glas¬ faserverstärktes Polycarbonat , Acrylnitril-Butadien- Styrol oder Kunststoff oder ein elektrisch nicht- leitfähiges Material aufweist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 5, wobei das erste Dekorelement (A) und/oder das zweite Dekorelement (B) und/oder das dritte Dekor¬ element (C) durch
i) Beschichten einer Oberfläche des Trägerelements (10); und/oder
ii) Auftragen einer Folie auf das Trägerelement (10); und/oder
iii) Auftragen von leitfähigen Material
ausgebildet werden.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das erste Dekorelement (A) und/oder das zweite Dekorelement (B) und/oder das dritte Dekorelement (C) ein Metall oder ein elektrisch leitfähiges Material aufweist.
Sensorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei die Sensorvorrichtung durch ein Mehrkomponenten-Spritzgießen herstellbar ist.
Auswerteelektronik (1000) zum Auslesen von Sensorsignalen mit :
- einem Ausleseschaltkreis (200) zum Auslesen von den Sensorsignalen; und
- einer Sensorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8,
- wobei der Ausleseschaltkreis (200) dazu ausgebildet ist, mit dem dritten Dekorelement (C) gekoppelt zu werden und die kapazitiv von dem zweiten Dekorelement (B) eingekoppelten SensorSignale zu verarbeiten. Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Sensorvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfas st :
- Ausbilden (Sl) eines Trägerelementes (10), eines ers¬ ten Dekorelementes (A) , eines zweiten Dekorelementes (B) und eines dritten Dekorelementes (C) ; und
- Bereitstellen (S2) der Sensorvorrichtung (100) umfassend das Trägerelement (10), das erste Dekorelement
(A) , das zweite Dekorelement (B) und das dritte Dekor¬ element (C) .
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