[0001] Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugtürgriff mit einer Sensorelektronik, welche
wenigstens einen induktiven Sensor aufweist. Außerdem ist im Fahrzeugtürgriff eine
Sende-/Empfangseinrichtung mit einer Antennenspule aufgenommen, die für eine Nahfeldkommunikation
ausgebildet ist, wobei die Antennenspule als langgestreckte Struktur ausgebildet ist.
[0002] Ein Abschnitt des Fahrzeugtürgriffes ist als langgestreckte, umgreifbare Handhabe
ausgebildet, in welcher die Sensorelektronik und die Antennenspule aufgenommen sind.
Dabei ist die Antennenspule mit ihrer längsten Erstreckung in Längsrichtung der Handhabe
ausgerichtet.
[0003] Fahrzeugtürgriffe, die sowohl Sensoren als auch Kommunikationseinrichtungen aufweisen
sind insbesondere aus dem Bereich der schlüssellosen Zugangssysteme (Keyless-Entry)
bekannt. So offenbart beispielsweise das Dokument
WO 2015/180942 A1 eine Sensoreinrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der eine Mehrlagenplatine in einer
Handhabe eines Fahrzeugtürgriffes untergebracht ist. Auf verschiedenen Ebenen der
Mehrlagenplatine sind Elektrodenbereiche ausgebildet, die mit einer Steuerschaltung
gekoppelt sind. Um unterschiedliche Erfassungsrichtungen und Sensitivitäten der Erfassung
realisieren zu können, werden die Elektroden mit wechselnden Funktionen im zeitlichen
Multiplexbetrieb angesteuert, beispielsweise zeitweise als Sensorelektrode, zeitweise
als Referenzelektrode und zeitweise als Schirmelektrode. Auf diese Weise wird mit
der Sensoreinrichtung ein kapazitives Erfassungssystem für Annäherungen durch Benutzer
des Kraftfahrzeuges gebildet.
[0004] Die in Fahrzeugtürgriffen enthaltenen Sende-/Empfangseinrichtungen mit ihren Antennenstrukturen
sind häufig zur Aussendung von Weck- und Erkennungssignalen für schlüssellose Zugangssysteme
ausgebildet. Beispielsweise sind Antennensysteme für die Aussendungen von Signalen
im Bereich um 125 kHz bekannt. Auch Sende-/Empfangseinrichtungen mit ihren Antennenstrukturen
für Nahfeldkommunikation sind bekannt.
[0005] Die Anordnung mehrerer Funktionskomponenten, insbesondere solcher Funktionskomponenten
mit die elektrische und elektromagnetische Felder erzeugen, sind in den engen Bauräumen
von Fahrzeugtürgriffen problematisch. Häufig beeinflussen sich die Felder der Funktionskomponenten
gegenseitig. Dies kann deren Funktion beeinträchtigen und einer gewünschten kompakten
Bauform der Fahrzeugtürgriffe entgegenstehen.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrzeugtürgriff mit kompakter Bauweise und induktiver
Sensorik zur Erfassung von Betätigungen sowie Nahfeldkommunikationseinrichtungen bereitzustellen.
[0007] Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugtürgriff mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst.
[0008] Der erfindungsgemäße Fahrzeugtürgriff weist in der Handhabe, im Bereich des wenigstens
einen induktiven Sensors der Sensorelektrode eine leitfähige Schirmelektrode auf,
welche dem induktiven Sensor zugeordnet ist. Diese Schirmelektrode ist benachbart
zu dem induktiven Sensor platziert und kann als passive Schirmelektrode gänzlich ohne
Potenzialkontrolle platziert sein oder dauerhaft mit einem festen Potenzial gekoppelt
sein (z.B. Fahrzeugmasse). Die Schirmelektrode kann auch als aktive Schirmelektrode
betrieben werden. Im aktiven Betrieb der Schirmelektrode ist diese mit einer veränderlichen
Potenzialvorgabe gekoppelt, beispielsweise durch Verbindung mit einem Steuergerät,
welches die Potenzialvorgabe zeitlich oder situationsabhängig veränderlich einstellt.
Die Schirmelektrode kann in ihren Abmessungen zur vollständigen Überdeckung des induktiven
Sensors ausgebildet sein, wobei die Überdeckung eine Projektion der Fläche der Schirmelektrode
auf den Sensor bezeichnet.
[0009] Der induktive Sensor erfasst mechanische Betätigungen der Handhabe. Induktive Sensoren
erfassen Lageveränderungen von benachbarten leitfähigen Komponenten sehr empfindlich
und reagieren mit veränderlicher Induktivität auf relative Lageveränderungen des Sensors
gegenüber den umgebenden metallischen Komponenten. Wird beispielsweise bei einer Betätigung
der Handhabe das Gehäuse der Handhabe verformt, so tritt eine Lageänderung der umgebenen
Komponenten des induktiven Sensors auf, damit auch der Schirmelektrode, so dass die
Verformung durch den induktiven Sensor erfasst werden kann. Als induktive Sensoren
können dabei handelsübliche induktive Sensoren verwendet werden, außerdem können induktive
Leiterstrukturen auf Platinen ausgebildet werden, beispielsweise spulenförmige oder
spiralförmige Leiterstrukturen, die eine Induktivität bilden.
[0010] Neben dem wenigstens einen induktiven Sensor ist erfindungsgemäß die Antennenspule
der Sende-/Empfangseinrichtung so platziert, dass der induktive Sensor mit der Schirmelektrode
einerseits und die Antennenspule andererseits in eine Richtung in Längserstreckung
der Handhabe wenigstens teilweise überlappen und in eine Richtung quer zu der Längserstreckung
der Handhabe überlappungsfrei übereinander angeordnet sind.
[0011] Dies bedeutet, dass der induktive Sensor und die zugeordnete Schirmelektrode einerseits
und die langgestreckte Antennenspule andererseits über einen Bereich der Längserstreckung
der Handhabe ausgedehnt sind, wobei sie jedoch übereinander platziert sind, so dass
sich ihre elektromagnetischen Felder geringstmöglich gegenseitig beeinflussen. Die
Komponenten sind zwar in überlappenden Bauräumen in Längsrichtung der Handhabe angeordnet,
jedoch ohne, dass sich die Bauräume in einer Richtung quer dazu überlappen oder schneiden.
Beispielsweise kann die Antennenspule sich über einen weiten Bereich der Handhabe
erstrecken, so dass ein mobiles Kommunikationsgerät, beispielsweise ein Smartphone
oder eine Schlüsselkarte, bei Aufbau einer Nahfeldkommunikation in einem weiten Bereich
der Handhabe mit der darin befindlichen Antennenspule zur Nahfeldkommunikation gekoppelt
werden kann. Die Antennenspule ist dabei jedoch so schmal ausgeführt, dass unter oder
über der Antennenspule der induktive Sensor mit der Schirmelektrode platziert ist.
Der induktive Sensor mit der Schirmelektrode ist also außerhalb des Bereichs angeordnet,
der von der Antennenspule umschlossenen ist. Wird der innere Spulenraum der Antennenspule
beidseitig verlängert, so umfasst dieser Raum weder den induktiven Sensor noch die
dem induktiven Sensor zugeordnete Schirmelektrode. Entsprechend verlaufen die Feldlinien
der Antennenspule für die Nahfeldkommunikation nicht unmittelbar durch den induktiven
Sensor oder die Schirmelektrode.
[0012] Wenn in diesem Kontext von einer Anordnung der Komponenten übereinander die Rede
ist, so ist dabei eine Stapelung in einer Richtung quer zur Längserstreckung der Handhabe
gemeint. Dies kann insbesondere eine überlappungsfreie Anordnung in einer Richtung
bedeuten, die bei endgültiger Montage am Fahrzeug vertikal verläuft, sofern der Fahrzeugtürgriff
mit seiner Handhabe am Fahrzeug in horizontaler Richtung montiert ist. Beispielsweise
kann die Antennenspule dann in der oberen Hälfte der Handhabe platziert und zur Außenseite
der Handhabe, also vom Fahrzeug abgewandt orientiert sein oder schräg nach oben orientiert
sein, um eine einfache Wechselwirkung für einen Benutzer mit einem Nahfeldkommunikationsgerät
(zum Beispiel seinem Smartphone) zu erlauben. Im unteren Abschnitt der Handhabe, beispielsweise
in deren unteren Hälfte, befindet sich dann der wenigstens eine induktive Sensor mit
der zugeordneten Schirmelektrode, um Verformungen der Handhabe beim Zug an der Handhabe
zu erfassen.
[0013] Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass ein großer Bereich der Handhabe
als aktiver Bereich sowohl für die Nahfeldkommunikation als auch für die Betätigungserkennung
durch den induktiven Sensor genutzt werden kann. Die Erstreckung entlang der Längsachse
der Handhabe bei gleichzeitiger Anordnung der verschiedenen induktiven Funktionskomponenten
übereinander erhöht den Komfort und vergrößert die Bediensicherheit, da ein großer
Handhabenbereich zur Wechselwirkung mit dem Benutzer zur Verfügung steht. Gleichzeitig
wird die gegenseitige Beeinflussung der Komponenten weitestgehend minimiert.
[0014] Die Abmessung des Querschnitts der Antennenspule in einer Richtung quer zu ihrer
Längserstreckung kann den gesamten Bereich einnehmen, welcher von dem induktiven Sensor
und der zugeordneten Schirmelektrode unbeeinflusst ist.
[0015] Es ist bevorzugt, dass die Schirmelektrode mit induktivem Sensor in der Richtung
der Längserstreckung der Handhabe vollständig mit der Erstreckung der Antennenspule
überlappt.
[0016] Diese Gestaltung ist bevorzugt, da eine große Ausdehnung der Antennenspule über einen
möglichst großen Abschnitt der Handhabe einen Komfortgewinn für einen Benutzer bietet,
da dieser nicht nach einem zur Nahfeldkommunikation geeigneten Abschnitt der Handhabe
suchen muss, sondern ein Kommunikationsmittel in einem größeren Abschnitt der Handhabe
zur Kopplung anordnen kann. Da gleichzeitig die Schirmelektrode mit dem induktiven
Sensor vollständig im Bereich der Längserstreckung der Antennenspule angeordnet ist,
begünstigt gleichzeitig eine kompakte Bauform bei gleichzeitig möglicher Maximierung
der Antennenerstreckung.
[0017] In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Schirmelektrode, welche dem wenigstens
einen induktiven Sensor zugeordnet ist, aus einem metallischen Flachmaterial gebildet
und zwischen dem induktiven Sensor und einem Gehäuseabschnitt der Handhabe angeordnet.
[0018] Das metallische Flachmaterial kann ein Blech oder eine metallische Folie sein, welche
bei der Montage beispielsweise an der Innenseite des Gehäuses befestigt wird und Bewegungen
des Gehäuses bei Zugriff eines Benutzers mitvollzieht und dadurch für den induktiven
Sensor detektierbar macht. Wie oben bereits ausgeführt, kann das metallische Flachmaterial
potenzialfrei montiert werden oder einer Potenzialkontrolle unterworfen werden, die
ggf. auch zeitveränderliche Potenziale zur Funktionsbeeinflussung erlaubt.
[0019] In einer alternativen Gestaltung der Erfindung ist die Schirmelektrode als metallische
Beschichtung innen oder außen an dem Gehäuse der Handhabe ausgebildet.
[0020] Eine metallische Beschichtung der Handhabe, beispielsweise eine Verchromung oder
teilweise oder vollständige metallische Lackierung kann als Schirmelektrode dienen
und außerdem eine beständige und ästhetische sowie leicht herstellbare Gestaltung
erlauben.
[0021] Während die konkreten Abmessungen der Anordnung abhängig von den baulichen Anforderungen
bei Fahrzeugen sind, ist die Antennenspule in einer bevorzugten Gestaltung der Erfindung
in Längsrichtung der Handhabe wenigstens mit einer Größe von 6 cm, vorzugsweise mit
einer Größe von wenigstens 10 cm ausgebildet.
[0022] Während es grundsätzlich angestrebt werden sollte, die Antennenspule über einen möglichst
großen Abschnitt der Handhabe zu erstrecken, um den Bedienkomfort zu verbessern, ist
dies keineswegs zwingend erforderlich. Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1a zeigt einen erfindungsgemäßen Fahrzeugtürgriff in einer Außenansicht von
oben;
Figur 1b zeigt den Fahrzeugtürgriff aus Figur 1a von vorne;
Figur 2a zeigt eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugtürgriffes
von oben;
Figur 2b zeigt eine erste schematische teildurchsichtige Ansicht des erfindungsgemäßen
Fahrzeugtürgriffes von vorne;
Figur 2c zeigt eine zweite schematische teildurchsichtige Darstellung des Fahrzeugtürgriffes
von vorne;
Figur 3a zeigt das Prinzip einer Nahfeldkommunikation mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugtürgriff;
Figur 3b zeigt das Prinzip einer rückseitigen Betätigung zur induktiven Detektion
durch einen Benutzer an dem erfindungsgemäßen Fahrzeugtürgriff;
Figur 3c zeigt das Prinzip einer frontseitigen Betätigung zur induktiven Detektion
durch einen Benutzer an dem erfindungsgemäßen Fahrzeugtürgriff.
[0023] In Figur 1a ist ein Fahrzeugtürgriff 1 gezeigt, der einen Handhabenabschnitt 2 zwischen
zwei Befestigungsabschnitten 3a und 3b aufweist. Die Befestigungsabschnitte 3a und
3b dienen zur Festlegung des Fahrzeugtürgriffes am Fahrzeug, wo eine Montage mit zugehörigen
Befestigungsmitteln erfolgt. In anderen Ausführungsformen kann ein solcher Fahrzeugtürgriff
auch einseitig festgelegt oder als feststehender oder versenkbarer Fahrzeugtürgriff
ausgebildet sein.
[0024] Die Figuren 2a, 2b und 2c zeigen den Fahrzeugtürgriff aus den Figuren 1a und 1b in
schematischen Ansichten, um die darin aufgenommenen Komponenten und deren Lage darzustellen.
[0025] Fig. 2a zeigt den Fahrzeugtürgriff in einer schematischen Schnittansicht von oben.
In Fig. 2b sind die Komponenten im Innern des Fahrzeugtürgriffs 1 mit gebrochenen
Linien dargestellt, währen der Fahrzeugtürgriff von vorne gezeigt ist. In Figur 2c
ist die Darstellung gegenüber der Fig. 2b geändert, so dass der Fahrzeugtürgriff mit
gebrochenen Linien dargestellt ist, währen die vorderseitigen Komponenten im Innern
mit durchgezogenen Linien dargestellt sind. Im Inneren des Fahrzeugtürgriffes 1, nämlich
im Bereich der Handhabe 2, also dem Mittelabschnitt des Fahrzeugtürgriffes 1 ist eine
Platine 5 angeordnet. Die Platine 5 ist im Gehäuse des Fahrzeugtürgriffes 1 beispielsweise
mit entsprechenden Befestigungsmitteln (nicht gezeigt) verklipst oder darin vergossen.
[0026] Auf der Platine 5, die beispielsweise auch als Mehrlagenplatine ausgebildet sein
kann, ist in diesem Beispiel auf der Außenseite (in Figur 2a auf der unteren Seite)
eine Antennenspule 6 ausgebildet, die als gedruckte Leiterspule auf der Platine ausgeführt
ist. Auf der Rückseite der Platine 5, also auf der dem Fahrzeug zugewandten Seite
der Platine (in Figur 2a oben) ist eine Sensoranordnung 7 mit induktiven Sensoren
(7a, 7b, 7c) platziert. An der Innenseite des Gehäuses des Fahrzeugtürgriffes im Abschnitt
der Handhabe 2 ist eine Schirmelektrode 8 aus einem metallischen Flachmaterial benachbart
zu den induktiven Sensoren der Sensoranordnung 7 platziert.
[0027] Wie in Figur 2a, 2b und 2c erkennbar, überlappen die Längserstreckungen der Sensoranordnung
7 mit den induktiven Sensoren und der Schirmelektrode 8 sowie die Antennenspule 6
in Längsrichtung 10 des Fahrzeugtürgriffes 1. Wie die Figuren 2b und 2c zeigen, sind
die Komponenten, also die Antennenspule 6 einerseits und die Sensoreinrichtung 7 mit
den induktiven Sensoren sowie die Schirmelektrode 8 in einer Richtung quer zur Längserstreckung
der Handhabe 2 überlappungsfrei, nämlich übereinander angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel
liegt die Antennenspule 6 in Figuren 2b und 2c, also bei einer Frontansicht des Fahrzeugtürgriffes
1 oberhalb der Sensoreinrichtung 7 mit den induktiven Sensoren sowie der zugeordneten
Schirmelektrode 8. Es ist deutlich, dass die Antennenspule 6 den nahezu gesamten Längsabschnitt
der Handhabe 2 überspannt, um einen möglichst weiten Kopplungsbereich für eine Nahfeldkommunikation
bereitzustellen. Dennoch ist es möglich, bei beengtem Bauraum auch die induktive Sensorik
unterzubringen, ohne dass sich die elektromagnetischen Felder der induktiven Komponenten
unmittelbar gegenseitig durchgreifen und beeinflussen.
[0028] Figur 3a zeigt schematisch und beispielhaft, wie ein Benutzer 20 mit einem Gerät
21 zur Nahfeldkommunikation, beispielsweise einem NFC-kommunikationsfähigen Handy,
in Kopplungsdistanz zu dem Fahrzeugtürgriff 1 gelangt und das Gerät 21 den Fahrzeugtürgriff
annähert und beispielsweise auf den Fahrzeugtürgriff 1 auflegt (im oberen Bereich
der Handhabe in den Figuren 2b und 2c). Auf diese Weise kann eine Kopplung 22 eingerichtet
werden und ein Datenaustausch über die Antennenspule 6 etabliert werden.
[0029] Die Figuren 3b und 3c zeigen mechanische Einwirkungen eines Benutzers auf den Fahrzeugtürgriff
in übertriebener Form, wobei die Verformung des Fahrzeugtürgriffes 1, insbesondere
des Handhabenabschnittes 2 bei mechanischer Einwirkung gezeigt ist. Eine solche mechanische
Einwirkung auf den Fahrzeugtürgriff würde in dem Ausführungsbeispiel zu einer Lageveränderung
der Schirmelektrode 8 gegenüber der Sensoranordnung 7 mit den induktiven Sensoren
führen und damit eine detektierbare Einwirkung auf den Fahrzeugtürgriff.
1. Fahrzeugtürgriff (1) mit einer Sensorelektronik (7), die wenigstens einen induktiven
Sensor (7a, 7b, 7c) aufweist, mit
einer Sende-/Empfangseinrichtung mit einer Antennenspule (6), die für eine Nahfeldkommunikation
ausgebildet ist, wobei die Antennenspule als langgestreckte Struktur ausgebildet ist,
wobei ein Abschnitt des Fahrzeugtürgriffs (1) als langgestreckte, umgreifbare Handhabe
(2) ausgebildet ist, in der die Sensorelektronik (7) und die Antennenspule (6) aufgenommen
sind, wobei die Antennenspule mit ihrer längsten Erstreckung in Längsrichtung der
Handhabe (2) ausgerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem wenigstens einen induktiven Sensor in der Handhabe (2) wenigstens eine aus einem
leitfähigen gebildete Schirmelektrode (8) zugeordnet ist, welche benachbart zu dem
induktiven Sensor (7a, 7b, 7c) in platziert ist,
wobei der wenigstens eine induktive Sensor (7a, 7b, 7c) und die zugeordnete Schirmelektrode
(8) derart neben der Antennenspule (6) angeordnet sind, dass die Schirmelektrode mit
induktivem Sensor einerseits und die Antennenspule andererseits
- in einer Richtung in Längserstreckung (10) der Handhabe (2) wenigstens teilweise
überlappen und
- in einer Richtung quer zu der Längserstreckung (10) der Handhabe überlappungsfrei
übereinander angeordnet sind.
2. Fahrzeugtürgriff nach Anspruch 1, wobei die Schirmelektrode mit induktivem Sensor
in der Richtung der Längserstreckung der Handhabe vollständig mit der Erstreckung
der Antennenspule überlappt.
3. Fahrzeugtürgriff nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antennenspule zur
Nahfeldkommunikation nach dem NFC-Standard ausgebildet ist.
4. Fahrzeugtürgriff nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schirmelektrode
aus einem metallischen Flachmaterial ausgebildet ist und zwischen dem induktiven Sensor
und einem Gehäuseabschnitt der Handhabe angeordnet ist.
5. Fahrzeugtürgriff nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schirmelektrode
als metallische Beschichtung innen oder außen an dem Gehäuse der Handhabe ausgebildet
ist.
6. Fahrzeugtürgriff nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Antennenspule sich
in Längsrichtung der Handhabe wenigstens 6 cm, vorzugsweise wenigstens 10 cm erstreckt.