【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种特别用于汽车应用的电加热和电容式感测装置，以及制造这样的电加热和电容式感测装置的方法。
技术介绍
1、在汽车传感器应用领域中使用用于所谓的脱手检测(hands off detection，hod)系统的传感器是已知的，其中，一个或若干个传感器提供关于驾驶员的手是否放在方向盘上的信息。该信息可以作为自动驾驶辅助系统(automatic driver assistance system，adas)的输入提供，自动驾驶辅助系统例如是自适应巡航控制(adaptive cruise control，acc)，其可以基于所提供的传感器信号警告驾驶员并提醒他再次重新控制方向盘。还已知在hod系统中使用电容式传感器，其中，电容式传感器用于检测天线电极附近的导体或导体部分的存在和/或位置。
2、如本文所使用的，术语“电容式感测装置”表示传感器，其响应于被感测物(人、人身体的一部分、宠物、物体等)对电场的影响而生成信号。一般而言，电容式感测装置通常包括至少一个天线电极，在感测装置工作的同时，向该天线电极施加振荡电信号并且随后该天线电极将电场发射到邻近天线电极的空间区域中。该传感器包括至少一个感测电极——其可以与发射天线电极相同或不同——在该感测电极处检测物体或生物对电场的影响。
3、在一些(所谓的“加载模式”)电容式传感器中，该至少一个天线电极同时用作感测电极。在这种情况下，测量电路响应于振荡电压被施加到该至少一个天线电极来确定流入该至少一个天线电极的电流。电压与电流的关系产生该至少一个天线电极与地电势之间
4、电容式感测装置通常布置在车辆座椅加热器或车辆方向盘加热器中所包括的电加热装置附近。由于加热器构件，例如加热器线，被定期电气连接至车辆接地，因此它们可能对待测量的电容式传感器信号具有很大影响。
5、电加热装置广泛用于汽车工业中。这样的加热设备的基本必要性在于，只要所述加热装置不工作，车辆使用者就不会看到或感知到它们。一般而言，电加热装置可以被集成在另一组件中或被另一组件覆盖，另一组件例如方向盘的装饰罩。另一要求是在加热装置已经被启动之后提供均匀或一致的加热，例如在指定的时间间隔内遵循可预先确定的若干摄氏度的加热速率进行加热。均匀加热防止热点和/或冷区的生成。这些要求通常禁止使用传统的加热丝，例如基于铜或铜镍(锰)基合金的加热丝，其提供相当低的电阻率温度依赖性并且也可能被驾驶员感知。
技术实现思路
1、专利技术目的
2、因此，期望提供一种改进的电加热和电容式感测装置，特别是用于汽车应用的电加热和电容式感测装置，其中，所述电加热和感测装置防止在加热操作期间出现热点，同时提供增强的感测功能。该目的通过独立权利要求的主题来实现。
3、专利技术概述
4、在本专利技术的一个方面，该目的通过一种电加热和电容式感测装置来实现，该装置包括：平面基板；导电加热轨道，其被布置在所述基板的表面上，该导电轨道能够连接至电流源，使得在加热操作期间电流流过该导电轨道。该导电轨道能够连接至电容式感测电路，使得在感测操作期间电容式感测信号被施加到该导电轨道。该导电轨道至少包括在所述基板上沿彼此以一定距离延伸的第一加热轨道区段和第二加热轨道区段，由此在所述第一加热轨道区段与所述第二加热轨道区段之间形成间隙。加热和感测装置还包括被布置在第一加热轨道区段与第二加热轨道区段之间的间隙中的、基板的表面上的导电材料层。导电材料层的宽度小于所述第一加热轨道区段与所述第二加热轨道区段之间的间隙的宽度。该层被布置成与第一加热轨道区段和第二加热轨道区段分离。加热和感测装置还包括导电材料的门构件，所述门构件被布置在间隙的一部分内并且在导电材料层与第一加热轨道区段和第二加热轨道区段中的单一一者之间延伸以便将导电材料层局部地连接至第一加热轨道区段和第二加热轨道区段中的所述一者。
5、术语“基板”通常是指被配置为支撑导电加热轨道的具有平坦形状的材料。基板可以例如包括塑料箔，该塑料箔包含以下至少之一：聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、热塑性聚氨酯(tpu)、聚氨酯(pu)、塑料、聚合物或其混合物。
6、术语“分离”通常是指空间分离或隔离。由于宽度不同，在导电材料层与第一加热轨道区段和第二加热轨道区段之间形成通道状结构。因此，导电材料层可以与导电加热轨道(分别与第一加热轨道区段和第二加热轨道区段)空间分离。
7、术语“门构件”通常是指由导电材料形成的元件。应当注意的是，门构件可以基本上在第一轨道区段和第二轨道区段的延伸方向上延伸。门构件相对于导电材料层的延伸可以特别小，使得电感测信号可以从相应的加热轨道区段穿过门构件，同时没有加热电流流过导电材料层。
8、术语“局部”通常是指特定位置，分别是指形成在导电材料层与第一加热轨道或第二加热轨道之间的狭窄通道状结构内的门构件的位置。门构件可以被布置在导电材料层与第一加热轨道区段或第二加热轨道区段之间的间隙的一部分内。换言之，门构件可以与导电材料和相邻加热轨道区段之一接触。
9、所提出的电加热和电容式感测装置的一个优点是，由于门构件的小尺寸，电感测信号可以通过门构件，同时去往导电材料层的电加热电流的流动被阻止。这可以允许在电容式感测操作期间，提供相对高的表面电导率的导电层可以用作有助于生成电容式感测装置的有源区域的天线的一部分。换言之，在电容式感测操作期间，电加热和电容式感测装置的有源区域可以由加热轨道以及导电层限定。
10、所提出的电加热和电容式感测装置的另一优点是其结构不易被用户感知。由于导电材料层被填充在第一加热轨道区段与第二加热轨道区段之间的间隙中，因此相邻加热轨道之间不存在生成可感知的弯曲的深度。加热装置还可以有利地被安装在诸如纺织方向盘罩之类的罩下方。
11、由于布置在加热轨道区段之间的导电材料层，所提出的电加热装置的另一优点是可以在加热操作期间提供在散热方面的增强的均匀性。加热轨道之间的基板上的导电材料可以提供类似于热桥的功能。导电层可以通过为源自加热轨道和/或受热基板的热传递提供仅具有小阻力的路径来促进所述热传递，例如，基于传导的热传递。因此，电加热装置的热阻降低，并且由加热轨道提供的热能可以经由导电材料层、相应地所述材料的表面而被均匀地消散。因此，可以减少或完全防止由加热轨道引起的热点和/或由间隙引起的冷区的生成。
12、本专利技术特别可用于汽车应用领域，但也可有利地用于建筑构造或医疗应用。本专利申请中使用的术语“汽车”应特别理解为适用于包括客车、卡车、半挂卡车和公共汽车的车辆。
13、在优选实施例中，门构件、导电加热轨道和/或导电材料层由相同材料形成。在如果门构件、导电加热轨道和/或导电材料层由相同材料制成的情况下，电加热和电容式感测装置可以在电容式感测方面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电加热和电容式感测装置(100；200；300)，包括：
2.根据权利要求1所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述门构件(110；310)、所述导电加热轨道(316)和/或所述导电材料层(103；203；303)是由相同的导电材料形成的。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述门构件(110；310)在所述第一轨道区段和所述第二轨道区段的延伸方向上的长度延伸比所述导电材料层在该方向上的长度延伸小至少50倍，优选地，所述门构件(110；310)的所述长度延伸比所述导电材料层的所述长度延伸小至少100倍，并且甚至更优选地，所述门构件(110；310)的所述长度延伸比所述导电材料层的所述长度延伸小至少200倍。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述导电材料层(103；203；303)的厚度和所述第一加热轨道区段和/或所述第二加热轨道区段的厚度基本相等。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100
6.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述第一加热轨道区段和所述第二加热轨道区段中的每一者均具有沿所述电加热和电容式感测装置的长度方向(X)延伸的第一波状形状。
7.根据权利要求6所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述第一加热轨道区段(202')具有相对于所述加热轨道区段(202')的第一边缘(212)处的内顶点(207)的内半径(R1)，其中，所述内半径(R1)在所述第一加热轨道区段(202')的一部分上延伸至所述第一加热轨道区段的第二边缘(214)；并且其中，所述第一加热轨道区段具有相对于所述第二边缘(214)处的外顶点(209)的外半径(R2)，其中，所述外半径(R2)在所述间隙(206)的一部分上延伸至所述第二加热轨道区段(202”)的第一边缘(222)；并且其中，所述内半径(R1)和所述外半径(R2)相等。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述导电轨道(316)包括以下至少之一：Cu、Ni、Ag、Al或其混合物。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的电加热装置(100；200；300)，其中，所述导电加热轨道(316)包括彼此以并联方式电气连接的多条加热迹线(318'；318”；318”')，其中，所述多条加热迹线中的第一加热迹线包括所述第一加热轨道区段，并且其中，所述多条加热迹线中的第二加热迹线包括所述第二加热轨道区段。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的电加热装置(100；200；300)，其中，所述导电加热轨道(316)具有曲折形状或U形，并且其中，所述第一加热轨道区段和所述第二加热轨道区段由所述曲折形状或U形的相邻分支形成。
11.用于汽车应用的方向盘加热器(300)，包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电加热和电容式感测装置(100；200；300)，所述方向盘加热器还包括：电流源，其能够连接至所述导电加热轨道(316)的接触端子(320；322)；控制单元，其被配置用于将所述电流源连接至所述端子，以相应地控制加热操作；以及电容式感测电路，其用于发送所述电容式感测信号。
12.制造电加热和电容式感测装置的方法，所述方法至少包括以下步骤：
13.制造电加热和电容式感测装置的方法，所述方法至少包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述导电材料的选择性去除的步骤是通过使用切割工艺、激光切割工艺、部分吻切工艺、轮廓切割工艺或蚀刻工艺来执行的，由此所述导电材料从外侧到所述基板至少部分地被切割或蚀刻。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电加热和电容式感测装置(100；200；300)，包括：
2.根据权利要求1所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述门构件(110；310)、所述导电加热轨道(316)和/或所述导电材料层(103；203；303)是由相同的导电材料形成的。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述门构件(110；310)在所述第一轨道区段和所述第二轨道区段的延伸方向上的长度延伸比所述导电材料层在该方向上的长度延伸小至少50倍，优选地，所述门构件(110；310)的所述长度延伸比所述导电材料层的所述长度延伸小至少100倍，并且甚至更优选地，所述门构件(110；310)的所述长度延伸比所述导电材料层的所述长度延伸小至少200倍。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述导电材料层(103；203；303)的厚度和所述第一加热轨道区段和/或所述第二加热轨道区段的厚度基本相等。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述基板(104)包括传导织物或箔。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述第一加热轨道区段和所述第二加热轨道区段中的每一者均具有沿所述电加热和电容式感测装置的长度方向(x)延伸的第一波状形状。
7.根据权利要求6所述的加热和感测装置(100；200；300)，其中，所述第一加热轨道区段(202')具有相对于所述加热轨道区段(202')的第一边缘(212)处的内顶点(207)的内半径(r1)，其中，所述内半径(r1)在所述第一加热轨道区段(202')的一部分上延伸至所述第一加热轨道区段的第二边缘(214)；并且其中，所述第一加热轨道区段具有相对于所述第二边缘(214)处的外顶点...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·奥尔索斯，
申请(专利权)人：IEE国际电子工程股份公司，
类型：发明
国别省市：
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