用于车辆风挡的温度传感器装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于感测车辆风挡的温度的温度传感器装置，特别地，用于感测汽车的风挡的温度的温度传感器装置。


背景技术：

2.已知温度传感器、湿度传感器、光学传感器或者它们的组合可以用于安装在车辆中的风挡感测装置，为了自动控制风挡擦拭器的加热、通风、空调和操作。作为示例，风挡温度感测装置通常用于防雾情况。
3.为了允许对车辆风挡的温度和/或湿度精确且可靠的监控，感测装置的传感器在车辆的整个使用寿命期间必须可靠地保持与风挡表面的持续接触，并且因此在整个使用寿命期间传感器和其与风挡的连接必须能够承受机械冲击和振动。因此，传感器需要牢固地附接到风挡。
4.在本领域中已知，传感器装置包括印刷电路板(pcb)。例如，热敏电阻附接到柔性的聚酰亚胺膜。聚酰亚胺膜的一端连接到pcb，并且，在其上附接着热敏电阻的另一端附接到风挡表面20。设置有热敏电阻的端可以通过布置在热敏电阻的任意一侧的由热泡沫制成的泡沫元件压靠在风挡表面。然而，用于将聚酰亚胺膜与热敏电阻固定在风挡上的泡沫受到老化、降解和/或机械应力。此外，热敏电阻至聚酰亚胺膜的焊接、感测装置到pcb的焊接以及连接器引脚接触到pcb的焊接代表相当复杂且昂贵的制造过程。
5.根据另一种方法，风挡的温度通过热敏电阻测量，该热敏电阻附接到与风挡接触的一个pcb上，并且通过两个弹簧元件与提供对测量数据的处理的另一个pcb连接，该两个弹簧元件也用于尝试保持设置有热敏电阻的pcb与风挡表面的永久接触。再次，整个制造过程是相当耗时且昂贵的，并且得到的结构是相当复杂且易于与风挡分离的。
6.根据替代的方法，热敏电阻放置在柔性pcb上。再次，整个制造过程是相当耗时且昂贵的。
7.鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种用于车辆风挡的温度传感器装置，该装置能够以低成本容易地制造，并且仍然允许可靠且永久的感测操作。


技术实现要素：

8.本发明通过提供一种用于感测车辆风挡温度的温度传感器装置以解决上述目的，该温度传感器装置包括：单个印刷电路板(pcb)，其包括电路；安装在印刷电路板上的温度传感器(温度感测装置)；和导热垫，该导热垫附接到温度传感器并且被布置为与风挡(的内表面)热地且机械地直接接触。
9.电路可以包括测量和控制电路，其用于处理由温度传感器感测到的数据以及控制温度传感器。温度传感器可以是热敏电阻。导热垫可以由金属材料组成或包括金属材料，例如贵金属，例如金或铜。温度传感器可以例如被焊接到印刷电路板。印刷电路板可以是非柔性(刚性)的印刷电路板。另一个传感器，例如湿度传感器可以额外地安装在印刷电路板上。
10.由此定义的构造可以仅使用其上安装温度传感器的单个pcb相对简单地且成本高效地制造。特别地，通过附接到温度传感器且布置为直接接触风挡(的内表面)的导热垫，获得了允许长期可靠的温度测量过程的易于实现的热接触。
11.根据实施例，印刷电路板包括突片部分(延伸部)，并且温度传感器安装在突片部分。由此，使得温度传感器通过导热垫接触风挡的定位可以更方便。导热垫还可以附接到印刷电路板的突片部分，以便促进导热垫与风挡的可靠且永久的热接触。特别地，导热垫可以附接到印刷电路板的突片部分的边缘处。
12.印刷电路板包括导电和导热线，特别地是铜线，其可以被布置为从风挡接收一些热流，并且温度传感器可以被布置为与至少一些导线热接触。当温度传感器装置附接到车辆风挡时，导线可以提供由风挡辐射的热量朝向温度传感器的热传导，由此，温度测量的精确度可以显著提升。
13.此外，印刷电路板可以包括布置在电路的至少一些部分和温度传感器之间的开口。由于电路的电子部件产生的热量对温度传感器执行的温度感测的影响可以被显著减小，这样的开口还提高温度测量的精确度。
14.根据上述的一个实施例，温度传感器装置还可以包括配置为将温度传感器装置附接到风挡的附接器件，其中，附接器件包括被布置为且配置为将由电路发出的热量远离温度传感器传导的至少一个部分，以便进一步提高温度传感器装置的温度测量的精确度。
15.附接器件可以包括夹具构件或由夹具构件组成，特别地，夹具构件由金属材料制成或包括金属材料，其中，布置为且配置为将由电路发出的热量远离温度传感器传导的至少一个部分是夹具构件的一部分。
16.此外，提供了用于包括风挡的机动车辆的除雾控制器件或擦拭器操作控制器件，该除雾控制器件或擦拭器控制器件包括用于感测风挡湿度的湿度传感器装置以及根据上述一个实施例的温度传感器装置。
17.此外，提供了一种将温度传感器装置附接到车辆风挡的方法，该方法包括以下步骤：
18.在安装在车辆中的后视镜或风挡处提供支架器件；
19.提供根据上述的一个实施例的温度传感器装置，其中，温度传感器装置的印刷电路板包括导热和导电线；和
20.将由此提供的温度传感器装置紧固到支架器件，使得导热垫在朝向车辆的车厢的风挡的内表面处与风挡热地且机械地直接接触。
21.此外，温度传感器装置可以以这样的方式被紧固到支架：印刷电路板的导热和导电线与风挡热接触。
22.将参照附图描述本发明的附加特征和优势。在说明书中，参考附图示出了本发明的优选实施例。需要理解的是，这些实施例不代表本发明的全部范围。
附图说明
23.现在将以示例的方式并参考附图来描述本发明，在附图中：
24.图1示出了根据本发明的温度传感器装置的示例性实施例，以及温度传感器装置的一部分的横截面图。
25.图2示出了根据本发明的温度传感器装置在示例性实施例的上下文中与热控制相关的方面。
具体实施方式
26.本发明提供了一种用于感测车辆风挡温度的温度传感器装置，其中，温度传感器装置包括单个非柔性pcb和安装在pcb上的温度传感器。非柔性pcb(即刚性pcb)不能在没有损坏的情况下被明显地弯曲或卷起。在此处使用的pcb的弯曲半径可以特别地小于1mm。温度传感器装置包括通过导热垫与风挡热接触的温度传感器。
27.图1示例性地示出了根据本发明的温度传感器装置10的实施例，以及温度传感器装置10在箭头所示的方向上的横截面图。pcb1被封装在壳体2中。一些电路3形成在pcb1上。电路3包括用于数据处理和传感器控制的电路元件。
28.pcb包括突片部分1a。温度传感器4附接到pcb的突片部分1a。由此，温度传感器4直接安装到pcb1。例如，温度传感器4被焊接到突片部分1a。事实上，在焊接电路3的全部或一些其他电子部件(例如在一些回流工艺中)到pcb1的过程中，温度传感器4可以焊接到pcb1的突片部分1a。
29.根据实施例，温度传感器4是热敏电阻。热敏电阻可以是负温度系数(ntc)热敏电阻，其特征在于电阻随着感测温度指数型下降。ntc热敏电阻可以基于多晶氧化陶瓷制成，特别地，表现出晶体结构，该晶体结构基本上是由烧结过程导致的尖晶石结构。
30.为了感测车辆的风挡5的温度，需要提供与风挡5可靠的热接触。如图1所示，热接触通过连接到温度传感器4的导热垫6提供。导热垫6可以由贵金属制成或者包括贵金属，例如金或铜或它们的一些合金。应注意的是，温度传感器4与风挡没有直接接触，而是接触经由导热垫6进行。由此，温度传感器4在使用寿命期间的退化可以被降低。壳体2包括对应于导热垫6的延伸部2a，其也可以与风挡5接触。
31.为了将温度传感器装置10附接到风挡5，提供了一种附接器件7。温度传感器装置10的附接器件7可以包括夹具构件，例如金属夹具构件，其被配置为夹到支架构件，该支架构件可以例如被定位在风挡或定位在安装在车辆中的后视镜。
32.当夹具构件27被紧固到支架构件，获得了风挡5和温度传感器装置10(和-经由导热垫6-温度传感器装置10的温度传感器4)之间可靠且永久的机械和热接触。通过温度传感器装置10，例如可以实现汽车车厢内低成本的除雾控制和/或擦拭器控制。
33.在图2中示出了本发明的温度传感器装置20的另一个实施例。温度传感器装置20与图1所示的装置非常类似。温度传感器装置20包括单个刚性pcb21，其被封装在壳体22中。一些电路23形成在pcb21上。电路23包括用于数据处理和传感器控制的电路元件。
34.温度传感器24，例如(ntc)热敏电阻，附接到pcb21的突片部分21a。由此，温度传感器24直接安装到pcb21。例如，温度传感器24被焊接到pcb21的突片部分21a。温度传感器24连接到导热垫26，其可以由贵金属制成或包括贵金属，例如金。导热垫26提供与风挡的热接触，风挡的温度需要被温度传感器24感测。
35.夹具构件27用于温度传感器装置20与车辆风挡的附接。夹具构件包括夹具突片27a，其被紧固到壳体，并且还可以紧固到pcb21。特别地，夹具突片27a与形成在pcb21上的电路23热接触。
36.由pcb21的电子部件产生的热量的热流由图2中的箭头表示。期望pcb21的电路23的电子部件产生的热量不影响利用温度传感器24对风挡温度的测量。因此，夹具构件27的夹具突片27a由例如允许将热量远离温度传感器24传导的金属材料制成。
37.此外，可以设置用于阻挡朝向温度传感器24的热流的一些热屏障。在图2示出的实施例中，这样的屏障包括形成在pcb21中的开口29，其允许消散由pcb21的电路23的电子部件产生的热量。
38.所有前述的实施例不意图限制但用作示出本发明的特征和优势的示例。需要理解的是，上述的部分或全部特征还能够以不同的方式结合。
39.附图编号
40.1，21
ꢀꢀꢀ
pcb
41.1a，21a 突片部分
42.2，22
ꢀꢀꢀ
壳体
43.2a
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
延伸部
44.3，23
ꢀꢀꢀ
电路
45.4，24
ꢀꢀꢀ
温度传感器
[0046]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
风挡
[0047]
6，26
ꢀꢀꢀ
导热垫
[0048]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
附接器件
[0049]
10，20
ꢀꢀ
温度传感器装置
[0050]
27
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
夹具构件
[0051]
27a
ꢀꢀꢀꢀꢀ
夹具突片
[0052]
29
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开口