具有电容式传感器和近场通信的用于机动车的门把手装置制造方法及图纸

用于机动车的传感器装置，其具有电路板(10；20；40)，在电路板上构造有电容式传感器的传感器电极(13；22；44)。感应式近场传输装置构造有近场传输线圈(11；21；30)，该近场传输线圈在电路板(10；20；40)上具有至少一个线匝。近场传输线圈(11；21；30)和传感器电极(13；22；34)相对彼此布置成使得传感器电极位于近场传输线圈的被线匝包围的内部区域中，其中，传感器电极具有纵长延伸的中间导体(14)和多个从中间导体延伸出的分岔导体(15)。分岔导体间隔开地从中间导体出发，使得分岔导体(15)仅经由中间导体(14)电气耦合，并且分别成对地朝向彼此背对的侧地布置在中间导体上，从而对于每个分岔导体而言均有配属的分岔导体构造在中间导体的每个背对的侧上。

Door handle device for motor vehicle with capacitive sensor and near-field communication

A sensor device for a motor vehicle has a circuit board (10; 20; 40) on which a sensor electrode (13; 22; 44) of a capacitive sensor is configured. The inductive near-field transmission device is configured with a near-field transmission coil (11; 21; 30), which has at least one wire turn on the circuit board (10; 20; 40). The near-field transmission coil (11; 21; 30) and the sensor electrode (13; 22; 34) are arranged relative to each other so that the sensor electrode is located in an internal area surrounded by wire turns of the near-field transmission coil, wherein the sensor electrode has an intermediate conductor (14) extending longitudinally and a plurality of bifurcated conductors (15) extending from the intermediate conductor. The bifurcated conductor starts from the intermediate conductor at intervals, so that the bifurcated conductor (15) is electrically coupled only through the intermediate conductor (14), and is arranged on the intermediate conductor in pairs towards the side opposite to each other, so that for each bifurcated conductor, there are corresponding bifurcated conductors configured on each side opposite to each other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电容式传感器和近场通信的用于机动车的门把手装置
本专利技术涉及一种用于机动车的传感器装置，该传感器装置具有至少单层的电路板，在电路板上构造有至少一个电容式传感器的传感器电极。感应式近场传输装置构造有具有至少一个线匝的近场传输线圈，其在至少单层的电路板上延伸。控制电子部件与传感器电极和近场传输装置耦合。
技术介绍
具有集成的电容式传感器的传感器装置通常是已公知的，尤其是其在机动车的门外把手中的应用。DE19617038A1例如公开了一种具有电容式传感器的门把手，以便检测可能的操作者的接近。这种电容式接近传感器在此包括传感器电极以及操控和评估电路。操控和评估电路测量电极相对于地的电容量。由于操作者的手的接近，使得电极的电容量改变，并且电容量改变通过操控和评估电路来检测。一旦传感器检测到接近，那么据此发送无钥匙进入系统的唤醒信号。此外公知的是，机动车的用户在日常生活中希望尽可能少地受到携带用于机动车的设备和钥匙的负担。因此存在如下期望，即，通过使用由用户携带的具有其他的主要功能的设备也使机动车的功能合法化。这例如可以是移动电话。为了在移动设备与车辆之间进行信息交换，可以使用近场传输装置作为通信接口。尤其地，为此建立了根据NFC标准的通信接口，并且已经将其装入在大量的移动设备中。例如WO2014/146949A1描述了一种具有电容式电极和近场传输装置的车门把手。在那里，将近场装置的传输线圈和电容式传感器电极布置到了一个且同一个电路板上。在车辆、例如门把手上的操作元件之内的结构空间是有限的。然而，如果为敏感的元件(即传感器电极和近场传输线圈)提供越多的位置，那么就能够越敏感地构造电容式传感器和近场传输装置。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种改进的用于机动车的传感器装置，其具有改进的结构空间使用和最佳的敏感性。该任务通过具有权利要求1的特征的传感器装置来解决。开头提到的类型的根据本专利技术的传感器装置构造成使得传感器电极构造在由近场传输线圈的线匝包围的内部区域中。近场传输线圈和传感器电极可以构造为电路板上的导体迹线和导体面。它们在此不仅可以构造在电路板的同一平面上，而且在是多层的电路板的情况下也可以构造在电路板的不同的平面上。然而，在任意情况下，通过近场传输线圈都限定有如下的内部区域，该内部区域位于线匝之内，然而没有被该线匝覆盖。因此其指的是无线匝的内部区域及该内部区域沿线匝轴线在电路板的若干层或若干平面上的投影。传感器电极构造在近场传输线圈的该自由的内部区域中。根据本专利技术，传感器电极在此以特别的几何形状构造，以便最小化传感器电极中的涡流。在近场传输装置运行时，在传感器电极中，在线圈的自由的内部区域中感应出涡流。涡流生成了与所产生的磁场方向相反地作用的磁场，并且因此明显限制近场传输装置的通信能力。根据本专利技术，传感器电极构造有纵长延伸的中间导体和多个从中间导体延伸出的分岔导体。在此，分岔导体沿中间导体彼此间隔开地布置，从而分岔导体就好像从中间导体伸出的分岔，并且仅经由中间导体电气地相互耦合。分岔导体在它们背对中间导体的侧上具有自由的(没有与另外的构件电耦合的)端部。此外，分岔导体分别成对地朝向彼此背对的侧地布置在中间导体上，从而对于每个分岔导体而言均有配属的分岔导体构造在中间导体的每个背对的侧上。所有导体(即中间导体和分岔导体)可以作为导体迹线构造在电路板的平面上。中间导体和分岔导体一起形成传感器电极，并且形成一种圣诞树状分岔结构或两侧的梳子结构。在此原则上，分岔导体可以占据任意的形状，然而，分岔导体相互间并且和中间导体一起地不应形成闭合的环形结构，在该环形结构中可能会构成更大的涡流区域。根据本专利技术，以该方式形成了如下传感器电极，该传感器电极使探测区部分地被导体结构占用，然而却不提供空间来构成更大的涡流区域。已被证实的是，以该方式能够实现电容式传感器的可靠的探测，并且能够实现近场传输线圈的敏感的运行。因为电路板的一个且同一个面区域可以不仅用于电容式传感器电极，而且还用于近场传输装置，所以传感器装置的更紧凑的结构形式是可能的，或者近场传输装置和电容式传感器装置的敏感区域的进一步的延伸是可能的。近场传输线圈和传感器电极可以以常规的方式，即例如如在上述的现有技术中描述的那样被操控。根据本专利技术的布置的另外的优点在于，减小了近场传输线圈的导体路径与传感器电极之间出现的寄生电容。在本专利技术的有利的改进方案中，所有成对的分岔导体分别相互对称地构造。这意味着的是，参照分岔导体在中间导体上的安置点地，每对分岔导体在其长度、宽度和其造型方面都是对称的。以该方式，可以在近场装置运行期间减小在电容式传感器的导电的电极面中的不期望地感应出的电压。在本专利技术的改进方案中，分岔导体全部笔直延伸地构造，并且以一致的相对于中间导体的分岔角度布置。分岔导体的一致的笔直的构造和一致的分岔角度导致中间导体彼此间的间距一致。相应地，在中间导体之间的电感效应和电容效应一致地且在其长度上以尽可能小的波动出现。在该设计的改进方案中，分岔角度是90°，从而使分岔导体和中间导体形成两侧的梳子结构。这种布置确保了关于中间导体在其整个长度上出现了分岔导体的一致的作用，这是因为分岔导体密度在中间导体周围的区域中尽可能小地变化。而在倾斜的分岔导体的情况下，会相对于中间导体错开地出现具有分岔导体的不同的面密度的面区域。这可能会在一些个别情况下是期望的或有利的。然而，90°的分岔角度确保了一致的面密度和确保了传感器电极中的不期望地感应出的电压被特别可靠的消除。在根据本专利技术的传感器装置的优选的设计方案中，从中间导体出发的分岔导体在整个长度上以恒定的宽度构成。在传感器装置原则上可以具有如下分岔导体，这些分岔导体具有渐宽的区域和渐细的区域，而在本设计方案中设置了分岔导体的恒定的宽度。该设计方案也能够实现简化的制造并且确保了分岔导体相互的间距在其延伸长度上保持恒定。根据本专利技术的传感器装置的另一优选的设计方案设置的是，所有分岔导体与其相邻的分岔导体具有一致的间距。通常，沿中间导体的分岔导体对的间距可以变化，而分岔导体在中间导体的长度上的均匀分布对于传感器电极的尽可能好的面占用来说是有利的。根据本专利技术的优选的实施方式，以如下方式测定相邻的分岔导体之间的间距，使得间距相应于相邻的分岔导体的宽度的0.1倍至10倍。被分岔导体占用的面和在分岔导体之间构成的自由的面可以相应使得自由的面的面占用在份额上更大或使得通过分岔导体所占用的在份额上更大。选择其中哪种设计方案是与传感器电极和整个设备的尺寸有关的，然而可以简单地在模拟计算中根据经验进行优化。重要的是，在制造公差的范围内，除了通过中间导体实现的连接以外，相邻的分岔导体在任何时候都被电气分离。近场传输线圈可以以矩形的线圈横截面构造在电路板上，并且在此，传感器电极的中间导体可以沿线圈横截面的对称轴线构造。如果近场传输线圈相应地根据矩形的面区域围绕电路板的区域地引导，那么传感器电极的中间导体可以沿该矩形的中间轴线构造，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于机动车的传感器装置，所述传感器装置具有：/n至少单层的电路板(10；20；40)，在所述电路板上构造有至少一个电容式传感器的传感器电极(13；22；34)，/n感应式近场传输装置，其中，所述感应式近场传输装置具备带有至少一个线匝的近场传输线圈(11；21；30)，其中，所述至少一个线匝构造在所述至少单层的电路板(10；20；40)上，/n控制电子部件(12)，所述控制电子部件与所述传感器电极(13；22；34)和所述近场传输装置耦合，/n其特征在于，/n所述近场传输线圈(11；21；30)和所述传感器电极(13；22；34)相对彼此布置成使得所述传感器电极构造在所述近场传输线圈的被线匝包围的内部区域中，/n其中，所述传感器电极具有纵长延伸的中间导体(14)和多个从所述中间导体延伸出的分岔导体(15)，/n其中，所述分岔导体沿所述中间导体彼此间隔开地延伸，使得所述分岔导体(15)仅经由所述中间导体(14)电气耦合，/n其中，所述分岔导体分别成对地朝向彼此背对的侧地布置在所述中间导体上，从而对于每个分岔导体而言均有配属的分岔导体构造在所述中间导体的每个背对的侧上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170330 DE 102017106869.41.用于机动车的传感器装置，所述传感器装置具有：
至少单层的电路板(10；20；40)，在所述电路板上构造有至少一个电容式传感器的传感器电极(13；22；34)，
感应式近场传输装置，其中，所述感应式近场传输装置具备带有至少一个线匝的近场传输线圈(11；21；30)，其中，所述至少一个线匝构造在所述至少单层的电路板(10；20；40)上，
控制电子部件(12)，所述控制电子部件与所述传感器电极(13；22；34)和所述近场传输装置耦合，
其特征在于，
所述近场传输线圈(11；21；30)和所述传感器电极(13；22；34)相对彼此布置成使得所述传感器电极构造在所述近场传输线圈的被线匝包围的内部区域中，
其中，所述传感器电极具有纵长延伸的中间导体(14)和多个从所述中间导体延伸出的分岔导体(15)，
其中，所述分岔导体沿所述中间导体彼此间隔开地延伸，使得所述分岔导体(15)仅经由所述中间导体(14)电气耦合，
其中，所述分岔导体分别成对地朝向彼此背对的侧地布置在所述中间导体上，从而对于每个分岔导体而言均有配属的分岔导体构造在所述中间导体的每个背对的侧上。


2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，每对分岔导体关于所述中间导体对称地构造。


3.根据权利要求1或2所述的传感器装置，其中，所有分岔导体笔直地构造，并且以一致的相对于所述中间导体的分岔角度分岔出。


4.根据权利要求3所述的传感器装置，其中，所述分岔角度是90度，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝特霍尔德·西格，
申请(专利权)人：胡夫·许尔斯贝克和福斯特有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE