用于车辆的远距离通讯信息技术装置的制作方法

本实用新型涉及用于安装在车辆中的、连接至车辆的车载诊断系统的远距离通讯信息技术（telematics）装置或者盒。

背景技术：

许多现代车辆都具有复杂的诊断系统，其允许对发动机功能和驾驶员的行为进行分析。许多车辆都包含大量传感器以便感测发动机的操作。感测到的参数可以包括不同的变量，诸如加速度、减速度、温度以及噪声。这些传感器沿CAN（控制局域网络）总线将其读数发送至车载诊断（OBD）插口。当检修车辆时，能够将监测设备连接至OBD插口并且从各种传感器获取读数。

这种OBD插口的存在还允许在车辆使用期间以及在处于车库中的情况下访问该数据。由这些传感器提供的数据在使用期间提供驾驶员行为和发动机功能两者的指示，并且可以存在能够连续地对其进行监测并且使用无线通信系统将收集到的数据传送至远程分析器的优点。

除了从安装于车辆的传感器收集的数据之外，可以有利的是收集能够与从车载诊断系统收集到的数据一起发送的有关车辆使用的其它数据。例如，能够收集GPS数据的GPS天线将允许收集关于车辆的位置和行进的行程的信息。

尽管在使用期间收集数据可以是有利的，但这需要将远距离通讯信息技术装置或者盒装配于OBD插口，以便收集和传送该数据。期望这种盒是小且分立的，使得能够将其附接至位于车辆中某处的OBD插口而不过度地延伸到车辆的有用空间内。

对于该盒是小且分立的期望与对于其提供越来越复杂的电路以便监测和传送越来越大量的多种多样的数据的期望相互对立。此外，在提供蜂窝无线通信能力的情况下，假定这种通信频率可以低至800 MHZ，那么还需要合理大小的天线。这种天线将也需要具有一定保护以免受到来自该盒内的其它电路的信号的干扰。

常规地，这种远距离通讯信息技术盒的电路已经被安装在印刷电路板上，该印刷电路板本身被安装成在壳体内形成堆叠。这种格式需要制造单个电路板、将其连接在一起并且安装在壳体内。此外，在这种构造的情况下，难以将用于无线通信的合适大小的天线安装在来自其它电路的干扰不太大的位置处。

将期望的是提供一种紧凑的且具有减小的制造成本的远距离通讯信息技术盒。

技术实现要素：

本实用新型的第一方面提供了一种用于附接至车辆的车载诊断系统的远距离通讯信息技术装置，所述远距离通讯信息技术装置包括：柔性电路板，其安装在壳体内并且包括第一部分、第二部分和中间部分；所述柔性电路板折叠在所述壳体内使得所述第一部分的至少一部分叠在所述第二部分的至少一部分上，所述第一部分和第二部分由所述中间部分链接；其中，所述部分中的一者进一步包括延伸部并且具有接近所述延伸部的远端部安装的天线，其中该延伸部使所述部分延伸超过所述第一部分、所述中间部分和所述第二部分中的至少一者。

常规地，远距离通讯信息技术装置通过将部件安装在印刷电路板上并且将印刷电路板堆叠在壳体内来解决在小空间中对大数量的部件或者装置的需要。然而，单独的电路板的制造和堆叠是相当复杂的，并且因此是昂贵的。本实用新型的发明者通过使用柔性电路板来解决该问题，所述柔性电路板折叠在壳体内，使得第一部分和第二部分至少部分地彼此重叠，从而形成与堆叠具有相似性的布置，而且该布置带有本身能够承载部件的额外的中间部段。此外，单个电路板（尽管是一个柔性的电路板）的使用使得制造更加容易。将天线安装在有限空间内的问题由具有延伸部的其中一个部分来解决，其中，接近延伸部的远端部（即，在该远端部处或者朝向该远端部）安装天线，使得该天线远离至少一些部件。

在一些实施例中，所述第一部分、所述中间部分和所述第二部分中的每一个均包括电气部件安装部，每个电气部件安装部均具有安装在其上的至少一个电气部件；并且所述延伸部延伸超过所述电气部件部使得在或者朝向远离所述电气部件安装部的所述延伸部的端部安装所述天线。

每个部分均可以具有电气部件安装部，并且延伸部延伸超过该电气部件安装部，并且因此保持天线远离电气部件的该部分。电气部件可以是电子部件，其可以是天线，并且其可以是某种形式的有源装置或者无源装置。

在一些实施例中，包括所述延伸部的所述部分比其它部分长出所述延伸部的长度。

如果第一部分、第二部分和中间部分中的每一个均具有相似的长度，并且其中延伸部延伸超过这些部分，则这可以是有利的。以此方式，天线被安装为远离安装在所有这些部分上的部件。

在一些实施例中，所述延伸部的长度是至少10 mm。

已经发现，在提供紧凑的装置与减小远距离通讯信息技术盒内的电路与天线之间的干扰之间，远距离通讯信息技术盒内的天线与其它部件之间相距至少10 mm的距离是良好的折中。

在一些实施例中，所述天线是适合于接收和传送蜂窝无线通信信号的天线。

在天线是用于接收和传送蜂窝无线通信信号的天线的情况中，那么这些信号可以在800 MHz与3 GHz之间，并且因此该天线将需要具有合理的大小。将天线安装在远离装置的其它部件的延伸部上不仅减小了干扰作用，而且还向天线排他地提供壳体的一部分，从而允许该天线具有相对大的大小。

在一些实施例中，所述天线安装为大致垂直于所述第一部分、所述第二部分和所述中间部分中的至少一者。

天线安装为大致垂直于至少一个中间部分，并且在一些实施例中大致垂直于第一部分、第二部分和中间部分中的全部。以此方式安装天线允许该天线具有壳体的整个横截面面积。此外，垂直于大部分电路允许来自天线的至少一个波瓣（lobe）延伸远离该电路并且远离安装在远距离通讯信息技术盒内的任何电源。

就此而言，天线可以具有多种形式，而且在一些实施例中，天线可以包括安装在非传导性板上的传导性图案，该非传导性板具有壳体的横截面面积的80%或者更多的横截面面积。

在一些实施例中，所述第一部分和第二部分大致彼此平行，并且所述中间部分大致垂直于所述第一部分和第二部分两者。

提供折叠的电路板提供了良好地配合在壳体内的紧凑形状，在第一部分和第二部分大致垂直于中间部分且形成U型形状的情况下尤其如此。应注意的是，对于本专利申请，在70度与110度之间的角度被认为是大致垂直的。

在一些实施例中，所述第一部分包括安装在背向所述第二部分的面向外的侧上的、用于连接至所述车辆上的诊断连接器的连接器。

其中一个部分将承载用于连接至车辆上的诊断连接器的连接器，并且其应从远距离通讯信息技术装置指向外，使得该装置能够连接至车辆。

在一些实施例中，所述第一部分包括所述延伸部，并且所述连接器沿所述延伸部的至少一部分延伸。

连接器可以在包括延伸部的部分上。连接器的大小取决于OBD插口的大小，并且因此，在其安装在柔性电路板的一部分上的情况下，其为该部分的大小提供下限。将连接器安装在具有延伸部的部分上意味着最长部分的最小大小受到连接器的大小的操纵，并且这允许与连接器将安装在不包括延伸部的其中一个部分上的情况相比，远距离通讯信息技术盒更小。

在一些实施例中，所述第二部分包括安装在背向所述第一部分的面向外的侧上的、用于接收来自GPS卫星的信号的GPS天线。

接收来自GPS卫星的信号的GPS天线是对远距离通讯信息技术装置的有用添加物，其允许提取有关车辆的位置和行进的任何行程的信息。然而，GPS信号弱并且难以检测到，并且因此为了使GPS天线处于便利位置以便检测这种信号，如果将其安装在电路板的向外背向电路板的其余部分的一侧上，则是有利的。因此，有利地，连接器安装在一个面向外的部分上并且GPS天线安装在另一个面向外的部分上，从而意味着当部件连接至车辆时，GPS天线背向车辆连接器并且背向远距离通讯信息技术盒的内部。

在一些实施例中，所述至少一个部件包括调制解调器、GPS天线、处理器、数据储存器、加速计、陀螺仪传感器和蓝牙模块中的至少一者。

远距离通讯信息技术装置上的部件可以包括多件物品，包括用于无线通信的调制解调器、如之前提及的GPS天线、处理器、数据储存器、加速计、陀螺仪传感器、蓝牙或者其它短程无线通信模块以及其它电路（诸如电源）。

在一些实施例中，所述第一部分包括安装在面朝所述第二部分的面向内的侧上的所述调制解调器。

该调制解调器需要大量功率但不需要观测从远距离通讯信息技术盒的外侧接收到的信号。因此，如果该调制解调器安装在面向内的侧上使得面向外的侧可用于其它部件，则可以是有利的。尤其有利的是调制解调器安装在支撑连接器的部分的面向内的侧上的情况，因为这允许将来自车辆的功率简单且直接地供应至调制解调器。

在一些实施例中，所述远距离通讯信息技术装置进一步包括局部电源，所述局部电源安装在所述第一部分与所述第二部分之间。

尽管远距离通讯信息技术装置能够接收来自车辆的功率，但有利的是如果该远距离通讯信息技术装置也具有局部电源，从而允许其在不接收来自车辆的功率时（也许在车辆不在使用中时）传送和/或监测信号的情况。将电源安装在第一部分与第二部分之间允许该第一部分和该第二部分彼此分开。此外，在该位置中，来自GPS天线和蜂窝无线通信天线的面向外的波瓣均指向为远离电源。此外，在GPS天线的情况中，GPS天线与电源之间存在电路板，在电路板具有传导性层或者接地板的情况下，这进一步遮蔽天线以免受电源影响。局部电源可以是电池，或者可以是大电容器，该大电容器在车辆操作时且在远距离通讯信息技术装置接收来自车辆的功率时被充电，并且能够在车辆不操作时通过缓慢地放电来向远距离通讯信息技术装置提供功率。

在一些实施例中，所述柔性电路板包括附接至至少一个非传导性片的至少一个传导性片，所述柔性电路板包括至少两个柔性部分以及至少三个带有更大刚度的部分，所述第一部分、所述第二部分和所述中间部分包括所述三个更刚硬的部分。

柔性电路板包括传导性片，该传导性片在恰当地安装有部件和天线的情况下在该部件和天线之间提供防护。具体地，通过使用柔性电路板，由传导性层形成的接地平面延伸穿过各部分，从而当相比于分开的堆叠的电路板时提供了大小增加的接地平面，并且因此提供了改进的防护。用于安装部件的第一部分、第二部分和中间部分是刚性的，并且这些部分之间带有柔性部分，从而允许电路板被折叠。

尽管在一些实施例中电路板的部分能够使部件仅安装在一侧上，但如果这些部分使部件安装在两侧上，则将是有利的，原因在于这在装置的空间效率方面提供了进一步的改进。

所附独立权利要求和从属权利要求中阐述了其它具体方面和优选方面。从属权利要求的特征可以根据情况与独立权利要求的特征组合，并且呈不同于在权利要求中明确地阐述的那些组合的组合。

在设备特征被描述为能够操作成提供一定功能的情况中，应理解的是，这包括提供该功能的设备特征或者适应于或者被配置为提供该功能的设备特征。

附图说明

现在将参照附图进一步描述本实用新型的实施例，附图中：

图1示出根据实施例的远距离通讯信息技术装置；

图2示出根据实施例的柔性电路板的一侧，其中远距离通讯信息技术装置的部件安装于其上；

图3示出图2中示出的柔性电路板的另一侧；

图4示出安装在柔性电路板的延伸部上的天线；以及

图5示意性地示出穿过远距离通讯信息技术装置的横截面，并且其中示意性地示出了GPS天线和蜂窝天线的波瓣。

具体实施方式

图1示意性地示出根据实施例的远距离通讯信息技术装置的横截面。该远距离通讯信息技术装置安装在壳体10内并且包括柔性电路板20，该柔性电路板20被折叠以形成U型形状。柔性电路板20由夹有至少一个传导性层的非传导性层形成，所述至少一个传导性层具有蚀刻在其中的传导性轨道。在一些实施例中，可以存在多个层，其允许更好的防护并且提供更多的连接可能性。

柔性电路板20的一部分具有延伸部，该延伸部上安装有用于传送和接收蜂窝无线通信信号的天线50。通过将天线安装在延伸部上，使该天线远离安装在柔性电路板上的部件以及也远离电池30，当与远距离通讯信息技术装置连接的车辆不操作时，该电池30向柔性电路板20的部件供应功率。此外，天线50安装成大致垂直于柔性电路板，并且这允许天线的主要波瓣从壳体向外延伸并且远离远距离通讯信息技术电路。

天线50安装于其上的柔性电路板的部分是第一部分24，并且该第一部分24包括外表面，连接器引脚70安装于该外表面上以便连接至车辆上的OBD插口。柔性电路板20的第一部分的相对侧上是远距离通讯信息技术装置的部件62，在该实施例中，该部件62包括调制解调器。通过将调制解调器安装于与连接器引脚70相对的柔性电路板的反侧上，提供了对从车辆供应的功率的接近，由于调制解调器是高功率消耗型（power hungry）部件，因此这是重要的。此外，当调制解调器安装在此处时，其不占据外表面，从而保留柔性电路板20的外表面可用于诸如传送和接收信号的天线的部件。

柔性电路板20被折叠在壳体10内使得第二部分28叠在第一部分24上并且具有在这两个部分之间的中间部分26。安装在该第一部分与第二部分之间的是电池30，其在车辆不操作时向安装在电路板上的各种部件供应功率。

第二部分28的外表面上存在GPS天线40，该GPS天线40检测和接收GPS信号。通过将该GPS天线安装为背向连接器，其具有远离车辆的视线（sight）并且因此能够更好地拾取GPS信号，其中GPS信号能够是难以检测的弱信号。

如能够看到的那样，这种布置提供了带有小占用空间的紧凑设计，并且以空间有效的方式安装部件。使用单个印刷电路板（该单个印刷电路板是柔性的并且被折叠以提供多个部件安装表面）提供了仅需要单个电路板的制造简易性。这样的布置还提供了在部件周围和安装在中央的电池周围延伸的传导性平面，从而提供改进的电气防护。具体地，该传导性平面为GPS天线提供防护以免受电池影响。在一些实施例中，可以由大电容器取代电池，并且如果该大电容器受到防护以免受诸如GPS天线的部件影响，则将是有利的。

此外，将GPS天线安装在与OBD连接器相对的外表面上以及将无线通信天线安装在第一部分的一个端部处且垂直于该第一部分提供了一定布置，该布置允许来自这些天线的主要波瓣远离远距离通讯信息技术装置且远离在使用中远距离通讯信息技术装置附接于其的车辆向外延伸。当然，也将存在以其它方式行进的其它波瓣，但主要波瓣将具有关于从车辆外部接收到的信号的良好视线。

图2示出处于非折叠状态中的柔性电路板20的一侧。所示出的一侧是当折叠时的外侧。在该实施例中，柔性电路板20具有带有延伸部27的第一部分24，该延伸部27延伸超过柔性电路板的其它部分并且保持天线安装桩柱（peg）52。柔性电路板20的第一部分24包括连接器引脚安装板75，该连接器引脚安装板75是非传导性的且稳健的，且安装被配置为与车辆上的OBD插口连接的连接引脚70并且允许来自OBD插口的信号和功率到达远距离通讯信息技术装置的部件。

就此而言，现代车辆具有用于感测车辆的操作条件（诸如温度、加速度和减速度）的传感器。来自这些传感器的信号经由CAN总线被传送至OBD插口，当例如检修车辆时，所述信号能够在该处被输出以便分析。也能够在车辆操作时通过将远距离通讯信息技术装置塞入该插口内来收集该信号。这样的装置应当是紧凑的，以便不妨碍驾驶员的运动。每个连接器引脚70与OBD插口上的不同插口匹配，并且接收不同的信号和/或功率。在一些实施例中，连接器引脚安装板75具有在中间的空间，并且该空间可以被用于在柔性印刷电路板20上安装其它远距离通讯信息技术部件60。

第一部分24是刚性部分，连接器引脚70和其它远距离通讯信息技术装置安装在该刚性部分上。第一部分24经由柔性部分22连接至中间部分26。该柔性部分22允许印刷电路板被折叠。柔性部分22包括用于在不同部分上连接部件的传导性轨道。存在安装于中间部分26上的部件，并且这些部件可以包括处理器82、存储器84、加速计86以及陀螺仪88。

就此而言，除了安装在车辆上的传感器之外，可以在远距离通讯信息技术装置内安装额外的传感器以提供额外数据，当评估驾驶员行为和车辆操作条件两者时，所述额外数据可以是有帮助的。用以检测沿所有三个维度的运动的陀螺仪可以是有用的，加速计也可以是有用的，以检测车辆的运动的变化，诸如当驾驶员进入车辆时或者当车辆碰撞另一个车辆或者碰撞驾驶表面中的不规则物时会出现的变化。

中间部分26经由另一个柔性部分22连接至第二部分28。当柔性电路板被折叠在远距离通讯信息技术装置壳体内时，那么第二部分28叠在第一部分24上，并且中间部分26大致垂直于这两个部分。于是电池30被装纳在这些部分之间。当部件被折叠并且被用于安装GPS天线40时，该图中所示的第二部分28的表面将背向连接引脚70，因此GPS天线40背向车辆且背向远距离通讯信息技术装置本身。这允许其具有关于车辆的外部的视线并且检测从GPS卫星接收到的信号。除了GPS天线之外，还存在用于分析GPS天线40所接收到的信号和确定车辆的位置的GPS电路42。

图3示出柔性电路板20的另一个表面，其包括第一部分24、第二部分28和中间部分26，这些部分由柔性部分22连结在一起。安装在第一部分24上的是调制解调器62，该调制解调器62消耗相对大量的功率并且因此被安装成靠近连接引脚70以便容易通达从车辆供应的功率。供电线路90安装在中间部分26上。在该实施例中，也存在安装于第二部分28上的蓝牙芯片95。技术人员应当清楚的是，这些仅是不同部件的示例以及可以安装它们的位置的示例。取决于具体的远距离通讯信息技术装置的性质和功能要求以及不同部件的大小和形状，部件以及其在柔性电路板上的位置可以不同。然而，一般地，令人期望的是将连接引脚和GPS天线安装在柔性电路板的相同的面向外的侧上并且在不同的部分上。

图4示意性地示出天线50。天线50包括安装孔54，该安装孔54与来自第一部分24的延伸部27的桩柱52协作。这些桩柱将天线保持在恰当位置并且还提供与天线的传导性连接。天线50被设计为用于诸如GSM（移动通信全球系统）的蜂窝通信，并且包括带有印刷于其上的传导性图案56的平坦平面。该传导性图案形成用于接收和传送蜂窝信号的谐振结构。由于这种信号的波长和频率（其可以在低至800 MHz的频率下），该天线需要具有合理的大小。此外，该天线应当被定位成相对远离远距离通讯信息技术装置内的部件。将天线安装在延伸部的端部处使得该天线与其它部分以及与安装在其它部分上的部件相距一定距离。此外，通过将天线安装成大致垂直于柔性电路板20的每个部分，以及通过提供图案以生成指向外的波瓣，提供了有效地传送和接收无线通信信号的部件。这些信号包括在远距离通讯信息技术盒处接收或者检测到的数据，并且使用蜂窝通信被传送至能够储存和/或分析该信息的远程分析装置。

应注意的是，在一些情况下，也可以存在也许由蓝牙模块和/或其它近场通信模块提供的某种形式的更加局部的无线通信。这样的模块允许局部地传送来自远距离通讯信息技术盒的信号，也许传递至驾驶员的移动电话（当该电话位于车辆内时）。然后该移动电话能够将这些信号传送至远程分析部件和/或将有关车辆条件和/或他的驾驶行为的信息传送至驾驶员。以此方式，可以减少或者甚至避免使远距离通讯信息技术装置具有蜂窝无线通信能力的需要。

图5示意性地示出从安装在柔性电路板20上的天线40和50延伸的波瓣。如能够看到的那样，主要波瓣（如图所示）延伸远离远距离通讯信息技术装置的其它部件并且远离连接至车辆的连接器。波瓣57从天线50延伸，且波瓣47从GPS天线40延伸。GPS天线可以是陶瓷天线并且适应于检测低功率GPS信号。

总之，提供了一种远距离通讯信息技术装置，其具有小的占用空间，能够接收来自车辆上的OBD插口的信号，并且在一些实施例中能够检测GPS信号以及接收和传送GSM信号。

该装置的部件安装在柔性电路板20上，然后该柔性电路板20以折叠状态安装在壳体内。当相比于由电路板的堆叠形成的装置时，该柔性电路板提供了制造的容易性。柔性电路板的传导性接地板也提供了防护并且特别地防护电池不受天线的波瓣的影响。该布置也提供了特别紧凑且空间有效的布置。

尽管本文已经参照附图详细地公开了本实用新型的说明性实施例，但应理解的是，本实用新型不限于这些精确的实施例，并且在不背离如所附权利要求及其等效物所限定的本实用新型的范围的情况下，本领域技术人员能够在其中实现各种改变和改型。