简化的电容传感器单元的制作方法
【专利说明】简化的电容传感器单元
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的传感器单元，其用于非接触式操作尤其是机动车箱盖等类似部件的执行元件。在此，传感器单元装有至少一个电容传感器元件，其中，传感器元件具有金属线，所述金属线布置在支承元件上。此外，本发明还涉及一种根据权利要求23前序部分的、一种用于(尤其是)非接触式打开和/或关闭车辆的箱盖等类似部件的安全系统。另外，本发明还涉及一种根据权利要求24前序部分的用于制造传感器单元的方法，该传感器单元用于非接触式操作尤其是车辆的箱盖等类似部件的执行元件。
[0002]根据现有技术已足够了解这种传感器单元，例如它们用于在车辆中非接触式打开后备箱盖。文献DE 10 2010 049 400 Al公开了这种传感器单元。为此目的，在相应传感器单元上应用电容传感器作为接近传感器，它们合乎目的地具有宽幅电极。宽幅构成的电极的优点是，传感器区域优化设置，以便能够通过电容变化在传感器处识别尤其是使用者腿部形式的物体的接近。因而已证明有利的是，电容传感器具有一定宽度以改善测量结果。根据文献DE 10 2010 038 705 Al同样得知一种传感器单元，其用于非接触式操控车辆后备箱盖。在该文献中同样阐述了怎样实现避免碰撞位于箱盖范围内的物体。
[0003]根据文献DE 10 2010 060 364 Al也已知一种操作车辆后备箱的传感器单元，其具有两个分开的电容接近传感器，以便能够在测量技术方面检测腿部运动尤其是运动过程。该传感器单元与车辆安全系统连接，从而通过传感器单元可以启动使用者ID传感器的认证。
[0004]因而，迄今为止根据现有技术已知的、用于这种传感器单元的传感器具有一定宽度和长度，以获得优化的测量范围。为此将通常平坦的导电带或薄膜用作为传感器。然而，因为它们在车辆重要区域内尤其设置在承受重污染、石击和喷水等的保险杠内侧上，所以这些传感器必须受保护安放以免受外部影响。在实践中已表明，没有得到足够保护的传感器会因喷水和石击而受损，这导致传感器的功能失效。
【发明内容】
[0005]本发明任务是提供一种尤其是车辆安全系统的传感器单元以及传感器系统，其克服现有技术已知的缺点。尤其是本发明任务是得到一种廉价耐用的传感器单元，其也可耐受外部机械性的环境影响。
[0006]该任务根据本发明通过具有独立权利要求1特征的尤其是根据特征部分的传感器单元解决。该任务也通过一种具有独立权利要求21的特征的安全系统，尤其是车辆的(被动或主动)无钥匙进入系统解决。同样为了解决任务建议一种制造具有权利要求22特征的尤其是根据特征部分的传感器单元的方法。在装置和方法的从属权利要求中列出本发明优选改进方式。关于本发明传感器单元和/或本发明安全系统公开的特征在此也适用于本发明制造方法，反之亦然。此外，可以通过根据权利要求24的本发明方法来制造本发明的传感器单元。
[0007]用于非接触式操作尤其是车辆箱盖等类似部件的执行元件的本发明传感器单元具有至少一个电容传感器元件，其中，传感器元件又具有金属线，所述金属线布置在支承元件上。在此根据本发明规定，支承元件具有至少一个导电芯体。所述导电芯体用于改进电容传感器元件的测量技术特性，必要时扩展传感器元件的测量范围。为此目的，导电芯体电容耦合至支承元件的金属线。因而，金属线和导电芯体共同构成电容传感器元件，由此也可获得所需的传感器元件宽度。为此无需金属线自身直接与导电芯体导电相连。而是也可以在金属线和导电芯体之间设置(导电)绝缘体。通过这种特别简单的实施方式可以廉价制造本发明传感器单元，这是因为具有电容传感器元件的本发明传感器单元可以自动化生产。此外，现有电容传感器元件尤其较好地得到保护避免受外部机械影响，从而确保传感器单元尤其是在恶劣测量环境下(例如车辆的潮湿外部环境下)持久工作。通过金属线电容耦合至导电芯体，相应电容传感器元件也具有杰出的测量特性，它们在试验中已被证实是非常有利的。此外可行的是，金属线尤其可以避免受外部影响的方式布置在支承元件上。因而支承元件在一定程度上充当金属线的壳体。也可以想到，金属线与支承元件可以设置在另一壳体或护罩内，从而所述单元可靠地避免受例如湿气、盐等的外部影响。
[0008]本发明传感器单元可以具有至少两个或多个电容传感器元件，它们按照理想方式通过共同的插头彼此相连。也可以想到，各个传感器元件使用分开的插头。通常它们各个彼此并排或高度错开地设置在车辆上，以便能够识别使用者例如暗示的踩踏或路过的运动过程。为此目的，本发明传感器单元通过现有插头与控制单元电子相连。按照理想方式，金属线从各个传感器元件直接延伸进入插头，从而可以取消连接点或过渡件。由此同样可以降低制造成本。因而也可以省去传感器单元的重要的薄弱点，这是因为传感器元件是非接触式构成的，即，传感器元件没有电触点，也没有包络或浇注的触点。在已述控制单元中也可以汇集多个传感器单元并且在那里进行测量技术分析。控制单元可以将确定的测量信号传送至车辆电子设备或单独的安全系统。为此，控制单元优选具有例如CAN或LIN总线形式的数据总线接口。为此，本发明传感器单元可以简单方式和方法集成到整个车辆电子设备内。
[0009]根据本发明也可以想到，金属线大致平行于支承元件的纵向延伸。为此可以取消将金属线卷绕到支承元件上，以获得测量范围的确定宽度。因而金属线大致线性地在支承元件上延伸，因而可以应用特别短的金属线，其也可以特别简单且可靠地固定在支承元件上。
[0010]此外根据本发明可以规定，金属线不间断布置在支承元件，其中，尤其是金属线两端尤其是突出设置在支承元件的一端上。术语“不间断”可以理解为，金属线不是简单终结于支承元件上或其内，而是金属线的仅一个回线或中间段完整布置在支承元件上并且金属线的两端按照理想方式连接至已述插头。据此可以实现通过简单电阻测量检查传感器元件或本发明传感器单元的功能性。此外也可以利用控制单元简单实现插头识别，这是因为电阻测量可直接提供情况。因而也可以简单实现对具有不间断固定在支承元件上的连续金属线的电容传感器元件的持久断裂监控。另外，不间断布置的优点还在于，在支承元件上没有设置始终体现为薄弱点的附加导电触点，这是因为它们务必要避免腐蚀和机械负荷。因而连续金属线的重要优点在于，它恰好不具有这种薄弱点。
[0011]同样在本发明范围内可行的是，金属线大致在一个平面内布置在支承元件上。在此已被证实有利的是，金属线的假想平面可以接近和/或平行于导电芯体布置，由此总体上改进传感器元件的电容功率。为此优点还在于，金属线和导电芯体之间的绝缘体具有大电容率或介电常数。通过在支承元件上或其内使用导电芯体明显改进或增大了电容传感器元件的测量范围。不同于裸露金属线的测量范围，带有导电芯体的电容传感器元件的测量范围可以增大数倍。
[0012]在本发明中还可以想到，直接布置在支承元件上的一段金属线具有一长度，所述长度大致双倍于支承元件的长度。因而明确的是，金属线在支承元件的一端上来回穿引。在此有利的是，金属线沿着支承元件的整个长度延伸并且在对置一端转体约180°，以便从另一端(第二端部)又返回第一端部。在此，金属线尤其是U形布置在支承元件上，其中，金属线在第二端部上的转向也可以在支承元件之外(即不直接在支承元件上)发生。
[0013]为了改善本发明传感器单元的测量特性，导电芯体可以是大面积的。导电芯体可以完整布置在支承元件内，也可以仅布置在支承元件上。然而重要的是，金属线电容耦合至导电芯体。
[0014]此处要说明的是，也可以想到，导电芯体完全地构成支承元件。对此可以理解为，导电芯体自身是支承元件。在此适当的是，所应用的金属线自身具有绝缘体，其将金属线与支承元件电绝缘。
[0015]同样可以想到，支承元件用护罩包络或注塑包封，护罩尤其体现为电绝缘体。在这种情况下支承元件可以完全由导电芯体组成。不言而喻，自身由非导电材料制成并具有导电芯体的支承元件也是有涂层或包络的。
[0016]此外在本发明范围内可行的是，导电芯体是平面构成的。在此甚至可以想到，导电芯体呈薄膜状。按照适当方式已证实有利的是，芯体的厚度小于5mm，优选小于2mm，尤其优选小于0.5_。在此，导电芯体的减小的厚度的优点在于，整个传感器元件变得更为弹性，这是因为随着厚度缩小，导电芯体的机械变形更容易。
[0017]此外在本发明范围内可行的是，导电芯体大致沿支承元件的整个长度和/或宽度延伸。因而芯体不必绝对完整布置在支承元件内，而是也可以在支承元件的第一或第二端部上与该支承元件一同终结。由于芯体沿支承元件的整个长度和/或整个宽度延伸，也可以获得特别长和/或宽的本发明传感器单元的测量范围。此外也可以更简单地制造支承元件，这是因为在很大程度上支承元件可以通过嵌入非常长的导电芯体，作为连续物料或成卷产品(Meterware)尤其按照(塑料)连铸工艺制造。针对制造本发明传感器单元，必须仅将支承元件的连铸坯按照所需长度切割，其中，仅固定导电金属线，按照有利方式这通过夹住实现。
[0018]为了特别简单地将支承元件(恰好在成卷产品中)缩短至其所需长度，可以规定，导电芯体和/或支承元件具有相应分离点和/或预定断裂点或分界部。因而可以将尤其制成为成卷产品的、具有导电芯体的支承元件通过简单分割(例如切割、锯切或拧下或扯裂)，达到所需长度。为此目的，导电芯体可以具有已述分离点和/或预定断裂点。在支承元件中为此可以存在已述分界部。按照适当方式，芯体的分开和/或预定断裂点在几何上与支承元件分界部互相一致。
[0019]因为导电金属线不间断地在载体上延伸，所以其首先可以设有插头，从而能够特别简单地、大致自动化以及在少量制造步骤中完整地执行制造本发明传感器单元。此外，也可以制造可个性化变化的传感器单元，因为如已述，只需将支承元件缩短至相应长度，然后将相应长的金属线设置在其上。因而无需其他个性化制造标准。可以实现期望的批量生产。
[0020]此外，根据本发明可在支承元件上设置凸起，其尤其设置在支承元件分界部和/或芯体的分离点或预定断裂点区域内。前述凸起体现为支承元件的材料积聚/积累部，利用其可在分离点处封闭截短后的支承元件。为此可以应用这种凸起，其通过加热而材料配合地封闭支承元件的分离点，以便由此保护导电芯体免受腐蚀。在由防腐蚀材料制成的导电芯体中可能有意义的是，支承元件的分离点利用凸起的材料材料配合地封闭，从而在可能存在凹口的区域内无法积聚湿气或水分。而湿气和水分会明显歪曲电容传感器的测量结果。因而所述凸起用于在支承元件被截开时材料配合地封闭分离点(且尤其是留有凹口)。按照理想方式，凸起设置在支承元件的分界部区域内或者芯体的分离点或