一種壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車門把手，特別是涉及汽車無鑰匙進(jìn)入與啟動(dòng)系統(tǒng)中安裝在門把手上的壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車的無鑰匙進(jìn)入與啟動(dòng)系統(tǒng)(Passive Entry Passive Start - PEPS)，目前已有多種技術(shù)可以在門把手上設(shè)置傳感器作為PEPS系統(tǒng)的喚醒開關(guān)。中國專利號(hào)為ZL201210294053.X的專利中公開了一種采用壓電元件作為門把手傳感器的PEPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)，通過抓握門把手的動(dòng)作，觸發(fā)壓電元件，隨后系統(tǒng)自動(dòng)查詢、認(rèn)證操作者的身份信息，并根據(jù)認(rèn)證結(jié)果確定是否將車門解鎖。
[0003]從門把手被抓握到傳感器輸出有效信號(hào)這段時(shí)間，要求越短越好，也即傳感器的反應(yīng)必須越快越好。因?yàn)樽ノ臻T把手一一拉門把手一一門被打開這一過程是連貫的，傳感器在門把手被抓握后，輸出有效信號(hào)越遲，PEPS系統(tǒng)開鎖指令發(fā)出也會(huì)推遲，從而導(dǎo)致本應(yīng)是連貫的開門過程因未能及時(shí)解鎖而卡滯，給使用者造成不愉快的操作感受。
[0004]大部分壓電元件除了正壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)外同時(shí)具有熱釋電效應(yīng)。在利用壓電元件的逆壓電效應(yīng)于電聲和超聲工程時(shí)，熱釋電效應(yīng)相對(duì)于施加在壓電元件上的強(qiáng)大電功率而言，所起的干擾完全可以被忽略，但在利用壓電元件的正壓電效應(yīng)于聲音、振動(dòng)和加速度等探測時(shí)，由于拾取到的信號(hào)非常微弱，來自探測目標(biāo)或環(huán)境的熱釋電干擾強(qiáng)度會(huì)達(dá)到不容忽視的程度。
[0005]在ZL201210294053.X號(hào)中國專利所述的壓電式門把手傳感器中，其壓電元件安裝在門把手朝向車門的內(nèi)側(cè)表面，在抓握門把手時(shí)，人手會(huì)直接接觸壓電元件。人手本身具有一定的溫度，其接觸壓電元件產(chǎn)生的熱釋電效應(yīng)會(huì)對(duì)壓電元件的工作產(chǎn)生干擾。通過實(shí)驗(yàn)觀察，我們發(fā)現(xiàn)該專利所述的壓電式門把手傳感器在環(huán)境溫度較高時(shí)，傳感器的反應(yīng)明顯地會(huì)由于熱釋電干擾而變慢，開門時(shí)被卡滯的現(xiàn)象會(huì)頻繁發(fā)生。其測試結(jié)果如圖1所示:當(dāng)元件表面溫度低于人手溫度，例如，元件表面溫度是25°C，人手溫度是32°C時(shí)，元件輸出的信號(hào)中會(huì)同時(shí)含有壓電和熱釋電成分，示波器顯示此時(shí)的波形如圖1 (a);為了避免熱釋電效應(yīng)，改用溫度為25°C的小木棒輕觸元件，結(jié)果得到如圖1(b)的波形。而當(dāng)環(huán)境溫度為65°C (如夏天將汽車停放在戶外陽光下，門把手可達(dá)到這個(gè)溫度)時(shí)，再次測量32°C人手和65°C小木棒輕觸壓電傳感器的輸出波形，得到圖1 (d)和(e)。
[0006]圖1 (d)很好地揭示了環(huán)境溫度較高時(shí)傳感器反應(yīng)變慢而引起的開門被卡滯的現(xiàn)象。與25°C時(shí)的情形不同，受試壓電元件此時(shí)的輸出信號(hào)極性改變且延遲了約200mS。就是這個(gè)延遲導(dǎo)致了開門被卡滯的現(xiàn)象。而圖1 (e)和圖1 (b)顯示，65°C時(shí)元件的壓電性能并無變化。圖1 (d)中的負(fù)脈沖，是冷的手接觸熱的壓電元件時(shí)強(qiáng)烈的熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)極性信號(hào)在抵消了壓電效應(yīng)的正極性脈沖后留下的影響。
[0007]圖1 (a)和圖1 (d)波形表面上完全不同，但是卻是同一個(gè)原因?qū)е碌?人手直接接觸壓電元件，壓電與熱釋電效應(yīng)同時(shí)產(chǎn)生，互相干涉。在手的溫度高于壓電元件的溫度時(shí)，兩種效應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)極性相同，因而會(huì)互相加強(qiáng)；在手的溫度低于壓電元件的溫度時(shí)，兩種效應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)極性相反，會(huì)互相削弱。
[0008]由上可見，熱釋電效應(yīng)對(duì)ZL201210294053.X號(hào)中國專利所述的PEPS門把手系統(tǒng)存在極大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在提供一種消除了熱釋電效應(yīng)影響的壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)，以使壓電式門把手傳感器在不同環(huán)境溫度下反應(yīng)同樣快捷，消除因?yàn)榄h(huán)境溫度較高時(shí)傳感器反應(yīng)變慢而引起的開門被卡滯的現(xiàn)象。
[0010]本發(fā)明所述的壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)，傳感器為在受按壓變形時(shí)能夠在上下表面產(chǎn)生電壓的壓電元件，在門把手本體的抓握部位上設(shè)置壓電元件，在壓電元件的外側(cè)表面覆蓋有柔性隔熱膜。
[0011]本發(fā)明所述的壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)，采用柔性隔熱膜覆蓋壓電元件，在人手抓握門把手時(shí)，其抓握動(dòng)作產(chǎn)生的壓力變化仍然可即時(shí)傳遞到壓電元件上，而人手與壓電元件之間的溫差，則需經(jīng)過隔熱膜后方能傳遞到壓電元件，其延遲了壓電元件的熱釋電效應(yīng)，使壓電效應(yīng)與熱釋電效應(yīng)錯(cuò)開。這樣，在環(huán)境溫度高于人手溫度時(shí)，壓電元件因壓電效應(yīng)輸出的正脈沖與熱釋電效應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)脈沖被柔性的隔熱膜成功分離出來，避免了熱釋電效應(yīng)對(duì)壓電效應(yīng)產(chǎn)生不良影響。無論門把手工作環(huán)境溫度如何，反應(yīng)都會(huì)同樣迅速，原來存在的環(huán)境溫度較高時(shí)傳感器反應(yīng)變慢而引起的開門被卡滯的現(xiàn)象被完全消除。此外，由于柔性隔熱膜的存在，環(huán)境中的冷熱氣流和噪聲不再直接作用在壓電元件上，傳感器被這些干擾誤觸發(fā)的情形也不再出現(xiàn)。
【附圖說明】
[0012]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的壓電式門把手傳感器的輸出波形圖。
[0013]圖2是本發(fā)明所述壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是圖2所示壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的輸出波形圖。
[0015]圖4、5是圖2所示壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)的壓電元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖6、7是圖2所示壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)的壓電元件的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖2所示。一種壓電式門把手傳感器結(jié)構(gòu)，傳感器為在受按壓變形時(shí)能夠在上下表面產(chǎn)生電壓的壓電元件3，在門把手本體1的抓握部位上設(shè)置壓電元件，在壓電元件的外側(cè)表面(即面向人手抓握的一側(cè)的表面)覆蓋有柔性隔熱膜；門把手本體1的抓握部位上設(shè)置有安裝壓電元件3的凹槽，壓電元件安裝于凹槽內(nèi)，覆蓋于壓電元件外側(cè)的柔性隔熱膜2位于門把手可被人手接觸的抓握部位的表面。抓握門把手時(shí)，壓電元件即時(shí)受壓變形產(chǎn)生壓電信號(hào)，而人手的溫度則需要先傳遞到隔熱薄膜，而后經(jīng)由隔熱薄膜傳遞到壓電元件表面，由于隔熱薄膜的存在，人