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WO2014146949A1 - Türgriffanordnung für ein kraftfahrzeug mit kapazitivem näherungssensor und nfc-sende-/empfangseinheit - Google Patents

Türgriffanordnung für ein kraftfahrzeug mit kapazitivem näherungssensor und nfc-sende-/empfangseinheit Download PDF

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Publication number
WO2014146949A1
WO2014146949A1 PCT/EP2014/054825 EP2014054825W WO2014146949A1 WO 2014146949 A1 WO2014146949 A1 WO 2014146949A1 EP 2014054825 W EP2014054825 W EP 2014054825W WO 2014146949 A1 WO2014146949 A1 WO 2014146949A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
door handle
antenna coil
nfc
nfc antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/054825
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Gerdes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG filed Critical Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Publication of WO2014146949A1 publication Critical patent/WO2014146949A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
    • H01Q1/3283—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle side-mounted antennas, e.g. bumper-mounted, door-mounted
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
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    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C2209/00—Indexing scheme relating to groups G07C9/00 - G07C9/38
    • G07C2209/60—Indexing scheme relating to groups G07C9/00174 - G07C9/00944
    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle
    • G07C2209/64—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle using a proximity sensor

Definitions

  • the invention relates to an outside door handle for a
  • outside door handle at least one
  • Capacitive proximity sensor with at least one sensor electrode and a drive and evaluation circuit and a
  • Control circuit has.
  • a capacitive proximity sensor comprises a
  • the control and evaluation circuit measures the capacity of the
  • Electrode opposite to ground By approaching a hand of the
  • a corresponding ID transmitter If a corresponding ID transmitter is within the reception range, it reacts by transmitting an RF radio signal which comprises a unique identifier (ID).
  • ID a unique identifier
  • An RF receiver unit in the vehicle receives this signal and checks the access authorization based on the identifier. Unless the access authorization
  • the desire is also known that users of motor vehicles in everyday life as little as possible to be charged by entrained devices and keys for motor vehicles. There is therefore the desire to individual functions of the motor vehicle by using devices to
  • NFC Near Field Communication
  • the object of the invention is to save space for components for NFC communication in an outside door handle
  • the outside door handle according to the invention for a motor vehicle has at least one capacitive proximity sensor and a control circuit.
  • the proximity sensor comprises at least one sensor electrode and a control and evaluation circuit which serves, for example, both the control of the sensor electrode with certain voltage curves and the evaluation in the sense of measuring capacitance changes.
  • the capacitive proximity sensor has a sensor electrode in the form of a metal plate or layer, which via a
  • the outside door handle comprises at least one NFC module that can be coupled to an NFC antenna coil.
  • the NFC module is, for example, an integrated circuit with the required for bidirectional near field communication transmission, coding, reception and
  • One of the at least one sensor electrode is designed as an NFC antenna coil, and the terminals of the NFC antenna coil can be coupled to the NFC module via a coupling circuit.
  • the coupling circuit comprises, for example, a plurality of electronic switching components, optionally with associated control and evaluation circuits.
  • Coupling circuit, the drive and evaluation circuit and the NFC module are coupled to the control circuit which controls the coupling circuit such that the terminals of the NFC antenna coil in response to an operating state of the
  • Control circuit can be selectively connected to the NFC device or separated from the NFC device such that the NFC Antenna coil as the sensor electrode of the capacitive
  • Proximity sensor acts.
  • An operating state of the control circuit here is, for example, a state of the capacitance measurement or of an imminent NFC communication (eg transmission request or readiness for reception).
  • the use of a designed as NFC antenna coil sensor electrode reduces the number of components used for the outside door handle and thus the cost.
  • the controlled by the control circuit separation of the NFC module from the designed as NFC antenna coil sensor electrode capacitance measurement is not or only minimally influenced by the NFC module.
  • Control circuit controlled The control circuit has information on how to use each of the sensor electrode designed as an NFC antenna coil. The information is formed as the operating state of the control circuit.
  • control circuit controls the coupling circuit, the control and evaluation circuit and the NFC module. Between the functions of measuring capacity and NFC communication, for example, in fixed
  • Time intervals can be switched, or it can have a function priority.
  • the drive and evaluation circuit can be designed so that their influence on the NFC antenna coil
  • formed sensor electrode is low when used as an NFC antenna coil.
  • the permanent connection reduces the number of required components and parasitic effects.
  • the coupling circuit has a switching device for coupling one of Connect the NFC antenna coil to the control and evaluation circuit. This is advantageous when the input circuits coupled to the sensor electrode of the
  • Control and evaluation circuit would disturb the function of the NFC antenna coil.
  • Switching device contained in a component that also contains the control and evaluation circuit.
  • the switching device part of a connection circuit of a
  • This circuit also includes the drive and evaluation circuit that with the
  • the drive and evaluation circuit, the switching device of the coupling circuit and the control circuit in one
  • Microcontroller included.
  • One terminal of the sensor electrode designed as an NFC antenna coil is connected to a port of the microcontroller, and the terminal is disconnected from the drive and evaluation circuit by the port
  • a microcontroller may also contain other circuit parts or components for an NFC communication. As a result, the entire coupling circuit or even a part of the NFC module can be integrated into the microcontroller. The number of components and the influence of parasitic effects can be reduced.
  • control circuit has a arranged in an interior of the outside door handle microcontroller.
  • a microcontroller is a programmable block.
  • Programming can be used to implement new functions or, for example, to adapt the behavior of the door outside handle to changing conditions.
  • At least one further capacitive proximity sensor each of which is at least one
  • the sensor electrode designed as an NFC antenna coil and at least one of the sensor electrodes of the at least one further one
  • capacitive proximity sensor coupled to a common control and evaluation circuit. Due to this multiple use for different sensor electrodes, the number of required components can be reduced.
  • Analog switches are that they are realized on the one hand without mechanical switching components and on the other hand have a comparatively small capacity with relatively low internal resistance.
  • the circuit board can be rigid or flexible.
  • coupling capacitances and RF signal guides are highly dependent on the exact placement of the components to each other.
  • the components are spatially fixed to each other. Also, this type of assembly reduces costs.
  • Ladder has the advantage that no discrete component is needed.
  • At least the coupling circuit and the drive and evaluation circuit are also arranged on the printed circuit board which is designed as an NFC antenna coil. This allows the parasitic capacitances and inductances of the
  • Sensor electrode arranged.
  • the sensor electrode designed as an NFC antenna coil is separated from the NFC module, it is used as the sensor electrode of the capacitive proximity sensor.
  • Coupling circuit then form a spatial extent of
  • FIG. 1 shows a schematic view of a printed circuit board of an outside door handle according to the invention
  • Figure 2 is a block diagram of circuit components of an outside door handle according to the invention
  • Figure 3 is a block diagram of circuit components of an alternative embodiment of an inventive
  • Figure 1 shows a schematic representation of a
  • Printed circuit board 10 which is located in an interior of a
  • Embodiment of an outside door handle according to the invention is housed, wherein the printed circuit board shown is arranged in such a way in the longitudinal direction in the outside door handle that formed as an NFC antenna coil sensor electrode 20 in a
  • Metallization layer of the circuit board 10 is disposed adjacent to a lock cylinder.
  • This sensor electrode 20 should preferably be used as a sensor electrode of a capacitive sensor for detecting an approach of an operator body part,
  • a finger serve to initiate a locking or locking the door lock.
  • a plate formed as a sensor electrode 73 of a second capacitive proximity sensor is further arranged, for example, to detect the approach of an operator's body part, for. B. the hand of
  • the sensor electrode 20 designed as an NFC antenna coil has two connections 21, 22.
  • the terminals 21, 22 are connected to a coupling circuit 30.
  • the coupling circuit 30 is in turn connected to an NFC module 40 and a microcontroller 55.
  • the microcontroller 55 contains a drive and evaluation circuit for the sensor electrode 20 and a drive and evaluation circuit for a further sensor electrode 73.
  • a terminal 71 of the sensor electrode 73 is connected to the microcontroller 55.
  • the coupling circuit 30 couples the terminals 21 and 22 of the sensor electrode 20 formed as an NFC antenna coil to either the NFC package 40 or to the one in the NFC package 40
  • Microcontroller 55 contained control and evaluation.
  • Sensor electrode 73 of the second capacitive proximity sensor in Longitudinally spaced from the formed as NFC antenna coil sensor electrode 20 arranged to reduce mutual interference.
  • the components like the
  • Microcontroller 55, the NFC device 40 and the coupling circuit 30 are on the circuit board 10 between the two electrodes
  • the components 55, 40, 30 and the electrodes 20 and 73 formed in the printed circuit board metallization layer appear on a circuit board side.
  • PCB side be mounted.
  • the circuit board may be two or more
  • Have metallization levels and the sensor electrode 20 and the sensor electrode 73 may be formed in different planes or on different sides of the circuit board 10.
  • the sensor electrode 73 and optionally further sensor electrodes are formed as separate components (metal plates or foils or metallization layers of further printed circuit boards) and are arranged at a distance from the printed circuit board 10.
  • FIG. 2 shows the components placed on the printed circuit board 10 according to FIG. 1 in a block diagram.
  • the coupling circuit 30 comprises a plurality of switching elements 31a, 31b and 31c, for example semiconductor switching devices, such as MOS or bipolar switching transistors or the like.
  • semiconductor switching devices such as MOS or bipolar switching transistors or the like.
  • Terminal 22 designed as NFC antenna coil
  • Terminals 21 and 22 separated from the NFC device 40.
  • Coupling circuit 30, the NFC module 40 and the drive and Evaluation circuit 60 are connected to ports 51 of a microcontroller 50.
  • Proximity sensor is also connected to an associated control and evaluation electronics 70, which in turn is also coupled to the microcontroller 50.
  • the microcontroller 50 controls the drive and
  • the NFC antenna coil 20 is connected via the switching devices 31b and 31c with the NFC module 40.
  • the sensor electrode 20 acts as an NFC antenna coil of the NFC module 40.
  • the sensor electrode 20 designed as an NFC antenna coil is characterized by
  • the NFC device 40 is disconnected from the terminals 21 and 22 by means of the switching devices 31b and 31c.
  • the switching devices may be, for example, analog switches that affect capacitance measurement and NFC communication only to a small, tolerable extent.
  • the analog switch has a low internal resistance and low parasitic capacitances.
  • Microcontroller 50 may include drive and evaluation circuits 60 and / or 70 in a preferred embodiment of this embodiment.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the invention
  • microcontroller 50 is again via ports 51 with the first Control and evaluation circuit 60, the second control and evaluation circuit 70, the NFC module 40 and a
  • Coupling circuit 35 connected. The second drive and
  • Evaluation circuit 70 forms with the sensor electrode 73, the second capacitive proximity sensor.
  • the NFC module 40 is in turn connected via the coupling circuit 35, which comprises two switching elements 36b, 36c, to terminals 21 and 22 of the sensor electrode 20 designed as an NFC antenna coil.
  • terminal 22 of the NFC antenna coil 20 is permanently connected to the first drive and evaluation circuit 60. The number of required switching elements 31 is thus lower than in the embodiment of the invention shown in FIG.
  • the mode of operation substantially corresponds to that of the embodiment shown in FIG.
  • the sensor electrode 20 designed as an NFC antenna coil is not separated from the drive and evaluation circuit 60.
  • the NFC communication is not or not significantly disturbed by the drive and evaluation circuit 60.
  • Capacitance measurement is performed. The driving and
  • Evaluation circuit 60 can be part of the microcontroller 50.

Landscapes

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Abstract

Ein Türaußengriff für ein Kraftfahrzeug weist mindestens einen kapazitiven Näherungssensor mit wenigstens einer Sensorelektrode (20) und einer Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) und eine Steuerschaltung (50) auf. Der Türaußengriff umfasst mindestens einen mit einer NFC-Antennenspule (20) koppelbaren NFC-Baustein (40). Eine Sensorelektrode (20) ist als NFC-Antennenspule ausgebildet. Die Anschlüsse (21, 22) der NFC-Antennenspule (20) sind über eine Koppelschaltung (30) mit dem NFC-Baustein (40) koppelbar. Die Koppelschaltung (30), die Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) und der NFC-Baustein (40) sind mit der Steuerschaltung (50; 55) gekoppelt. Die Steuerschaltung (50) steuert die Koppelschaltung (30) derart an, dass die Anschlüsse (21, 22) der NFC-Antennenspule (20) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der Steuerschaltung (50) selektiv mit dem NFC-Baustein (40) verbunden oder von dem NFC-Baustein (40) derart getrennt werden können, dass die NFC- Antennenspule (20) als Sensorelektrode (60) des kapazitiven Näherungssensors wirkt.

Description

Türgriffanordnung für ein Kraftfahrzeug mit kapazitivem Näherungssensor und NFC-Sende-/Empfangseinheit
Die Erfindung betrifft einen Türaußengriff für ein
Kraftfahrzeug, wobei der Türaußengriff mindestens einen
kapazitiven Näherungssensor mit wenigstens einer Sensorelektrode und einer Ansteuer- und Auswerteschaltung und eine
SteuerSchaltung aufweist.
Türaußengriffe mit integrierten kapazitiven Sensoren sind allgemein bekannt. In der Offenlegungsschrift DE 196 17 038 AI der Anmelderin werden zum Beispiel kapazitive Sensoren benutzt, um eine Annäherung eines potentiellen Bedieners zu detektieren. Ein kapazitiver Annäherungssensor umfasst dabei eine
Sensorelektrode und eine Ansteuer- und Auswerteschaltung. Die Ansteuer- und Auswerteschaltung misst die Kapazität der
Elektrode gegenüber Masse. Durch Annäherung einer Hand des
Bedieners wird die Kapazität der Elektrode verändert, und die Kapazitätsänderung wird durch die Ansteuer- und
Auswerteschaltung erfasst. Sobald der Sensor eine Annäherung erfasst hat, wird z. B. ein 125-kHz-Aufwecksignal ausgesendet.
Befindet sich ein entsprechender ID-Geber in Empfangsreichweite, so reagiert dieser mit Aussenden eines HF-Funksignals, das eine eindeutige Kennung (ID) umfasst. Eine HF-Empfangseinheit im Fahrzeug empfängt dieses Signal und prüft anhand der Kennung eine Zugangsberechtigung. Sofern die Zugangsberechtigung
vorliegt, wird eine Bedienung des Fahrzeugs über den
Türaußengriff freigegeben.
Grundsätzlich ist außerdem der Wunsch bekannt, dass Benutzer von Kraftfahrzeugen im Alltag möglichst wenig durch mitgeführte Geräte und Schlüssel für die Kraftfahrzeuge belastet werden möchten. Es besteht daher der Wunsch, einzelne Funktionen des Kraftfahrzeugs durch eine Verwendung von Geräten zu
legitimieren, die vom Benutzer ohnehin mitgeführt werden. Dies können beispielsweise Mobiltelefone sein. Zunehmend mehr Geräte des täglichen Lebens, insbesondere Mobiltelefone, umfassen Funktionen zu einer sogenannten Nahfeld- Kommunikation (NFC = Near Field Communication) .
Aufgabe der Erfindung ist es, Komponenten zur NFC- Kommunikation platzsparend in einem Türaußengriff
unterzubringen, um diese beispielsweise für eine Kommunikation im Rahmen der Erkennung einer Zugangsberechtigung einsetzen zu können .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Türaußengriff mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Türaußengriff für ein Kraftfahrzeug weist mindestens einen kapazitiven Näherungssensor und eine Steuerschaltung auf. Der Näherungssensor umfasst wenigstens einen Sensorelektrode und eine Ansteuer- und Auswerteschaltung, die beispielsweise sowohl der Ansteuerung der Sensorelektrode mit bestimmten Spannungsverläufen als auch der Auswertung im Sinne eines Messens von Kapazitätsänderungen dient. Vorzugweise weist der kapazitive Näherungssensor eine Sensorelektrode in Form einer Metallplatte oder -Schicht auf, die über eine
(vorzugsweise kurze) Zuleitung mit der Ansteuer- und
Auswerteschaltung verbunden ist. Der Türaußengriff umfasst mindestens einen mit einer NFC-Antennenspule koppelbaren NFC- Baustein. Der NFC-Baustein ist beispielsweise eine integrierte Schaltung mit den für die bidirektionale Nahfeldkommunikation erforderlichen Sende-, Codier-, Empfangs- und
Decodierschaltungen . Eine der wenigstens einen Sensorelektrode ist als NFC-Antennenspule ausgebildet, und die Anschlüsse der NFC-Antennenspule sind über eine Koppelschaltung mit dem NFC- Baustein koppelbar. Die Koppelschaltung umfasst beispielsweise mehrere elektronische Schaltbauelemente, gegebenenfalls mit zugehörigen Ansteuer- und Auswerteschaltungen. Die
Koppelschaltung, die Ansteuer- und Auswerteschaltung und der NFC-Baustein sind mit der Steuerschaltung gekoppelt, die die Koppelschaltung derart ansteuert, dass die Anschlüsse der NFC- Antennenspule in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der
Steuerschaltung selektiv mit dem NFC-Baustein verbunden oder von dem NFC-Baustein derart getrennt werden können, dass die NFC- Antennenspule als Sensorelektrode des kapazitiven
Näherungssensors wirkt. Ein Betriebszustand der Steuerschaltung ist hier beispielsweise ein Zustand der Kapazitätsmessung oder einer bevorstehenden NFC-Kommunikation (z. B. Sendewunsch oder Empfangsbereitschaft ) .
Durch ein platzsparendes Unterbringen von NFC-Komponenten in dem Türaußengriff können zusätzliche Komfortfunktionen
realisiert werden. Darüber hinaus reduziert die Verwendung einer als NFC-Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode die Anzahl der für den Türaußengriff verwendeten Bauteile und somit die Kosten. Durch die von der Steuerschaltung gesteuerte Trennung des NFC-Bausteins von der als NFC-Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode wird die Kapazitätsmessung durch den NFC- Baustein nicht oder nur minimal beeinflusst.
Die Funktionen des Türaußengriffs werden durch die
Steuerschaltung gesteuert. Die Steuerschaltung verfügt über Informationen darüber, wie jeweils die als NFC-Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode zu verwenden ist. Die Informationen bilden sich als Betriebszustand der Steuerschaltung ab. In
Abhängigkeit von den Informationen steuert die Steuerschaltung die Koppelschaltung, die Ansteuer- und Auswerteschaltung und den NFC-Baustein . Zwischen den Funktionen des Messens der Kapazität und der NFC-Kommunikation kann beispielsweise in festen
ZeitIntervallen umgeschaltet werden, oder es kann eine Funktion Priorität haben.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist einer der
Anschlüsse der als NFC-Antennenspule ausgebildeten
Sensorelektrode permanent mit der Ansteuer- und
Auswerteschaltung des kapazitiven Näherungssensors verbunden. Dabei kann die Ansteuer- und Auswerteschaltung so ausgebildet sein, dass ihr Einfluss auf die als NFC-Antennenspule
ausgebildete Sensorelektrode bei ihrer Verwendung als NFC- Antennenspule gering ist. Durch die permanente Verbindung werden die Anzahl der benötigten Bauteile und parasitäre Effekte reduziert.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Koppelschaltung eine Schalteinrichtung zum Koppeln eines der Anschlüsse der NFC-Antennenspule mit der Ansteuer- und Auswerteschaltung auf. Dies ist dann von Vorteil, wenn die mit der Sensorelektrode gekoppelten Eingangsschaltungen der
Ansteuer- und Auswerteschaltung die Funktion der NFC- Antennenspule stören würden.
Bei anderen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, mehr als nur einen Anschluss der NFC-Antennenspule über die
Schalteinrichtung mit der Ansteuer- und Auswerteschaltung zu koppeln .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die
Schalteinrichtung in einem Bauelement enthalten, das auch die Ansteuer- und Auswerteschaltung enthält. Beispielsweise kann die Schalteinrichtung Teil einer Anschlussbeschaltung eines
integrierten Schaltkreises sein. Dieser Schaltkreis umfasst auch die Ansteuer- und Auswerteschaltung, die den mit der
Sensorelektrode verbundenen Anschluss entweder mit internen Schaltungsteilen der Ansteuer- und Auswerteschaltung verbindet oder diesen hochohmig schaltet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Ansteuer- und Auswerteschaltung, die Schalteinrichtung der Koppelschaltung und die Steuerschaltung in einem
MikroController enthalten. Ein Anschluss der als NFC- Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode ist mit einem Port des MikroControllers verbunden, und der Anschluss wird von der Ansteuer- und Auswerteschaltung getrennt, indem der Port
hochohmig geschaltet wird. Bei einer Weiterbildung dieser
Ausführungsform ist die gesamte Koppelschaltung in dem
MikroController enthalten.
Ein MikroController kann auch weitere Schaltungsteile oder auch Komponenten für eine NFC-Kommunikation enthalten. Dadurch können die gesamte Koppelschaltung oder auch ein Teil des NFC- Bausteins in den MikroController integriert werden. Dabei können die Anzahl der Bauteile und der Einfluss parasitärer Effekte reduziert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Steuerschaltung einen in einem Innenraum des Türaußengriffs angeordneten MikroController auf. Ein MikroController ist ein programmierbarer Baustein. Durch eine Anpassung der
Programmierung lassen sich neue Funktionen realisieren oder beispielsweise das Verhalten des Türaußengriffs an veränderte Rahmenbedingungen anpassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein weiterer kapazitiver Näherungssensor, der jeweils wenigstens eine
Ansteuer- und Auswerteschaltung und eine Sensorelektrode umfasst, mit der Steuerschaltung gekoppelt. Weitere kapazitive Näherungssensoren können für Komfortfunktionen oder zur
getrennten Erkennung einer frontalen Annäherung einer
Bedienerhand einerseits und eines Hintergreifens des
Türaußengriffs andererseits genutzt werden.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sind die als NFC-Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode und wenigstens eine der Sensorelektroden des wenigstens einen weiteren
kapazitiven Näherungssensors mit einer gemeinsamen Ansteuer- und Auswerteschaltung gekoppelt. Durch diese Mehrfachnutzung für verschiedene Sensorelektroden kann die Anzahl der benötigen Bauteile reduziert werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die
Koppelschaltung Analogschalter auf. Die Vorteile von
Analogschaltern bestehen darin, dass sie einerseits ohne mechanische Schaltbauelemente realisiert sind und andererseits eine vergleichsweise geringe Kapazität bei vergleichsweise geringem Innenwiderstand haben.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die
Steuerschaltung, die Ansteuer- und Auswerteschaltung, der NFC- Baustein und die Koppelschaltung auf einer gemeinsamen
Leiterplatte montiert. Die Leiterplatte kann starr oder auch flexibel sein. Insbesondere Koppelkapazitäten und HF- Signalführungen sind stark von der exakten Platzierung der Komponenten zueinander abhängig. Bei der Platzierung und der Montage des NFC-Bausteins , der Koppelschaltung, der Ansteuer- und Auswerteschaltung und der Steuerschaltung auf einer
gemeinsamen Leiterplatte sind die Komponenten zueinander räumlich fixiert. Auch senkt diese Art der Montage die Kosten. Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die als NFC-Antennenspule ausgestaltete Sensorelektrode von einem
Leiterzug auf der Platine gebildet. Diese Gestaltung als
Leiterzug hat den Vorteil, dass kein diskretes Bauelement benötigt wird.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind auf der die als NFC-Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode umfassenden Leiterplatte zumindest auch die Koppelschaltung und die Ansteuer- und Auswerteschaltung angeordnet. Dadurch lassen sich die parasitären Kapazitäten und Induktivitäten der
Zuleitungen verringern und exakter einstellen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind sämtliche im Zustand des Trennens des NFC-Bausteins von der als NFC- Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode mit den Anschlüssen der als NFC-Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode noch gekoppelten Bauelemente der Koppelschaltung unmittelbar
benachbart zu der als NFC-Antennenspule ausgebildeten
Sensorelektrode angeordnet. Wenn die als NFC-Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode von dem NFC-Baustein getrennt ist, wird sie als Sensorelektrode des kapazitiven Näherungssensors genutzt. Die Leiterbahnen zwischen den Anschlüssen der als NFC- Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode zu der
Koppelschaltung bilden dann eine räumliche Ausdehnung der
Sensorelektrode. Indem die Bauelemente der Koppelschaltung, die auch beim Trennen vom NFC-Baustein noch mit der Sensorelektrode verbunden sind, möglichst nah an der Sensorelektrode platziert sind, ergibt sich eine geringe Ausdehnung.
Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Leiterplatte eines erfindungsgemäßen Türaußengriffs ,
Figur 2 ein Blockschaltbild von Schaltungskomponenten eines erfindungsgemäßen Türaußengriffs, und Figur 3 ein Blockschaltbild von Schaltungskomponenten einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Türaußengriffs . Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer
Leiterplatte 10, die in einem Innenraum eines
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Türaußengriffs untergebracht ist, wobei die dargestellte Leiterplatte derart in Längsrichtung in dem Türaußengriff angeordnet ist, dass eine als NFC-Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode 20 in einer
Metallisierungsschicht der Leiterplatte 10 benachbart zu einem Schließzylinder angeordnet ist. Diese Sensorelektrode 20 soll vorzugsweise als Sensorelektrode eines kapazitiven Sensors zum Erfassen einer Annäherung eines Bedienerkörperteils,
beispielsweise eines Fingers, dienen, mit der ein Verschließen oder Verriegeln des Türschlosses initiiert werden soll. In der Metallisierungsschicht der Leiterplatte 10 ist ferner eine als Platte ausgebildete Sensorelektrode 73 eines zweiten kapazitiven Näherungssensors angeordnet, der beispielsweise zum Erfassen der Annäherung eines Bedienerkörperteils, z. B. der Hand des
Bedieners, dient, um damit einen Funkdialog mit einem ID-Geber zum Autorisieren eines Zugangs zum Fahrzeug und eine
entsprechende Entriegelung des Türschlosses auszulösen.
Die als NFC-Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode 20 weist zwei Anschlüsse 21, 22 auf. Die Anschlüsse 21, 22 sind mit einer Koppelschaltung 30 verbunden. Die Koppelschaltung 30 ist wiederum mit einem NFC-Baustein 40 und einem MikroController 55 verbunden. Der MikroController 55 enthält eine Ansteuer- und Auswerteschaltung für die Sensorelektrode 20 und eine Ansteuer- und Auswerteschaltung für eine weitere Sensorelektrode 73. Ein Anschluss 71 der Sensorelektrode 73 ist mit dem MikroController 55 verbunden. Die Koppelschaltung 30 koppelt die Anschlüsse 21 und 22 der als NFC-Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode 20 entweder mit dem NFC-Baustein 40 oder mit der in dem
MikroController 55 enthaltenen Ansteuer- und Auswerteschaltung.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 ist die
Sensorelektrode 73 des zweiten kapazitiven Annäherungssensors in Längsrichtung beabstandet zu der als NFC-Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode 20 angeordnet, um gegenseitige Beeinflussungen zu reduzieren. Die Bauelemente, wie der
MikroController 55, der NFC-Baustein 40 und die Koppelschaltung 30 sind auf der Leiterplatte 10 zwischen den beiden Elektroden
20 und 73 angeordnet. Bei der in Figur 1 gezeigten schematischen Darstellung erscheinen die Bauelemente 55, 40, 30 und die in der Leiterplatten-Metallisierungsschicht ausgebildeten Elektroden 20 und 73 auf einer Leiterplattenseite.
Bei einer anderen, bevorzugten Ausführungsform können die
Bauelemente 55, 40 und 30 auch auf der anderen
Leiterplattenseite montiert sein. Bei noch anderen
Ausführungsformen kann die Leiterplatte zwei oder mehr
Metallisierungsebenen aufweisen und können die Sensorelektrode 20 und die Sensorelektrode 73 in verschiedenen Ebenen oder auf verschiedenen Seiten der Leiterplatte 10 ausgebildet sein.
Schließlich ist es auch denkbar, dass die Sensorelektrode 73 und gegebenenfalls weitere Sensorelektroden als separate Bauteile (Metallplatten oder -folien oder Metallisierungsschichten weiterer Leiterplatten) ausgebildet und beabstandet von der Leiterplatte 10 angeordnet sind.
Figur 2 zeigt die auf der Leiterplatte 10 gemäß Figur 1 platzierten Komponenten in einem Blockschaltbild. Die Anschlüsse
21 und 22 der als NFC-Antennenspule ausgebildeten
Sensorelektrode 20 sind mit der Koppelschaltung 30 verbunden. Die Koppelschaltung 30 umfasst mehrere Schaltelemente 31a, 31b und 31c, beispielsweise Halbleiterschaltbauelemente, wie MOS- oder Bipolar-Schalttransistoren oder dergleichen. In dem in Figur 2 dargestellten Zustand der Koppelschaltung 30 sind die Anschlüsse 21 und 22 mit dem NFC-Baustein 40 verbunden, nicht aber mit der Ansteuer- und Auswerteschaltung 60. In einem anderen, nicht in Figur 2 dargestellten Zustand ist der
Anschluss 22 der als NFC-Antennenspule ausgebildeten
Sensorelektrode 20 über die Koppelschaltung 30 mit der Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 verbunden und sind die beiden
Anschlüsse 21 und 22 von dem NFC-Baustein 40 getrennt. Die
Koppelschaltung 30, der NFC-Baustein 40 und die Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 sind mit Ports 51 eines MikroControllers 50 verbunden. Die Sensorelektrode 73 des zweiten kapazitiven
Näherungssensors ist ebenfalls mit einer zugehörigen Ansteuer- und Auswerteelektronik 70 verbunden, die wiederum ebenfalls mit dem MikroController 50 gekoppelt ist.
Der MikroController 50 steuert die Ansteuer- und
Auswerteschaltungen 60 und 70, den NFC-Baustein 40 und die
Koppelschaltung 30. In Abhängigkeit von einem Betriebszustand des MikroControllers 50 ist beispielsweise die NFC-Antennenspule 20 über die Schaltbauelemente 31b und 31c mit dem NFC-Baustein 40 verbunden. Die Sensorelektrode 20 wirkt als NFC-Antennenspule des NFC-Bausteins 40. In diesem Betriebszustand ist die als NFC- Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode 20 durch das
geöffnete Schaltbauelement 31a von der Ansteuer- und
Auswerteschaltung getrennt, wodurch eine Beeinflussung der NFC- Kommunikation durch die Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 vermieden werden kann. Nach Abschluss der NFC-Kommunikation kann in einen anderen Betriebszustand gewechselt werden, um zum
Beispiel eine Verriegelung der Außentüren eines Kraftfahrzeugs auszulösen. In diesem weiteren Betriebszustand des
MikroControllers 50 ist ein Anschluss 22 der Sensorelektrode 20 über das Schaltbauelement 31a der Koppelschaltung 30 mit der Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 verbunden. Um die
Kapazitätsmessung nicht zu beeinflussen, wird der NFC-Baustein 40 mittels der Schaltbauelemente 31b und 31c von den Anschlüssen 21 und 22 getrennt. Die Schaltbauelemente können zum Beispiel Analogschalter sein, die die Kapazitätsmessung und die NFC- Kommunikation nur in geringem, tolerierbarem Maße beeinflussen. Vorzugsweise verfügt der Analogschalter über einen geringen Innenwiderstand und geringe parasitäre Kapazitäten. Der
MikroController 50 kann bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform Ansteuer- und Auswerteschaltungen 60 und/oder 70 enthalten.
Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Türaußengriffs, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in Figur 2 gekennzeichnet sind. Der MikroController 50 ist wiederum über Ports 51 mit der ersten Ansteuer- und Auswerteschaltung 60, der zweiten Ansteuer- und Auswerteschaltung 70, dem NFC-Baustein 40 und einer
Koppelschaltung 35 verbunden. Die zweite Ansteuer- und
Auswerteschaltung 70 bildet mit der Sensorelektrode 73 den zweiten kapazitiven Näherungssensor. Der NFC-Baustein 40 ist wiederum über die Koppelschaltung 35, die zwei Schaltelemente 36b, 36c umfasst, mit Anschlüssen 21 und 22 der als NFC- Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode 20 verbunden. Bei dieser Ausführungsform ist Anschluss 22 der NFC-Antennenspule 20 permanent mit der ersten Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 verbunden. Die Anzahl der benötigten Schaltelemente 31 ist somit geringer als bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung.
Die Betriebsweise entspricht im Wesentlichen der des in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiels. Abweichend wird im Betriebszustand der NFC-Kommunikation die als NFC-Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode 20 nicht von der Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 getrennt. In einem Betriebszustand der Ansteuer- und Auswerteschaltung 60, der von dem MikroController 50 kontrolliert wird, wird die NFC-Kommunikation nicht oder nicht wesentlich durch die Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 gestört. In dem Betriebszustand des MikroControllers, in dem die Kapazitätsmessung ausgeführt wird, wird die als NFC- Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode durch die
Schaltbauelemente 36b und 36c der Koppelschaltung 35 von dem
NFC-Baustein 40 getrennt. Der Betriebszustand der Ansteuer- und Auswerteschaltung 60 wird derart geändert, dass eine
Kapazitätsmessung durchgeführt wird. Die Ansteuer- und
Auswerteschaltung 60 kann dabei ein Teil des MikroControllers 50 sein.

Claims

Patentansprüche
1. Türaußengriff für ein Kraftfahrzeug, wobei der
Türaußengriff mindestens einen kapazitiven Näherungssensor mit wenigstens einer Sensorelektrode (20) und einer Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) und eine Steuerschaltung (50; 55) aufweist ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Türaußengriff mindestens einen mit einer NFC- Antennenspule (20) koppelbaren NFC-Baustein (40) umfasst,
eine der wenigstens einen Sensorelektrode (20) als NFC-
Antennenspule ausgebildet ist und die Anschlüsse (21, 22) der NFC-Antennenspule (20) über eine Koppelschaltung (30; 35) mit dem NFC-Baustein (40) koppelbar sind,
die Koppelschaltung (30; 35), die Ansteuer- und
Auswerteschaltung (60) und der NFC-Baustein (40) mit der
Steuerschaltung (50; 55) gekoppelt sind,
wobei die Steuerschaltung (50; 55) die Koppelschaltung (30; 35) derart ansteuert, dass die Anschlüsse (21, 22) der NFC-Antennenspule (20) in Abhängigkeit von einem
Betriebszustand der Steuerschaltung (50; 55) selektiv mit dem NFC-Baustein (40) verbunden oder von dem NFC-Baustein (40) derart getrennt werden können, dass die NFC-Antennenspule (20) als Sensorelektrode (60) des kapazitiven Näherungssensors wirkt .
2. Türaußengriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Anschlüsse (22) der NFC-Antennenspule (20) stets mit der Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) gekoppelt ist .
3. Türaußengriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelschaltung (30; 35) eine Schalteinrichtung (31a) zum Koppeln eines der Anschlüsse (22) der NFC-Antennenspule (20) mit der Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) aufweist.
4. Türaußengriff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (31a) in einem Bauelement enthalten ist, das die Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) enthält.
5. Türaußengriff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ansteuer- und Auswerteschaltung (60), die
Schalteinrichtung (31a) der Koppelschaltung (30; 35) und die Steuerschaltung (50; 55) in einem MikroController enthalten sind,
ein Anschluss (22) der NFC-Antennenspule mit einem Port (51; 56) des MikroControllers verbunden ist und
der Anschluss (22) von der Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) getrennt wird, indem der Port (51; 56) hochohmig
geschaltet wird.
6. Türaußengriff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Koppelschaltung (30; 35) in dem
MikroController enthalten ist.
7. Türaußengriff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (50; 55) einen in einem Innenraum des Türaußengriffs angeordneten
MikroController aufweist.
8. Türaußengriff nach einen der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren jeweils eine Ansteuer- und Auswerteschaltung (70) und wenigstens eine
Sensorelektrode (73) umfassenden und mit der Steuerschaltung (50; 55) gekoppelten kapazitiven Näherungssensor.
9. Türaußengriff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als NFC-Antennenspule ausgebildete Sensorelektrode (20) und wenigstens eine der Sensorelektroden (73) des
wenigstens einen weiteren kapazitiven Näherungssensors mit einer gemeinsamen Ansteuer- und Auswerteschaltung (60, 70) gekoppelt sind.
10. Türaußengriff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelschaltung (30; 35) Analogschalter aufweist.
11. Türaußengriff nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (50; 55), die Ansteuer- und Auswerteschaltung (60), der NFC-Baustein (40) und die Koppelschaltung (30; 35) auf einer Leiterplatte (10) montiert sind.
12. Türaußengriff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als NFC-Antennenspule
ausgebildete Sensorelektrode (20) von einem Leiterzug auf einer Leiterplatte (10) gebildet ist.
13. Türaußengriff nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass auf der die als NFC-Antennenspule
ausgebildete Sensorelektrode (20) umfassenden Leiterplatte (10) zumindest die Koppelschaltung (30; 35) und die Ansteuer- und Auswerteschaltung (60) angeordnet sind.
14. Türaußengriff nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, dass sämtliche im Zustand des Trennens des NFC-Bausteins (40) von der als NFC-Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode (20) mit den Anschlüssen (21, 22) der als NFC- Antennenspule ausgebildeten Sensorelektrode (20) gekoppelten Bauelemente der Koppelschaltung (30; 35) unmittelbar
benachbart zu der NFC-Antennenspule (20) angeordnet sind.
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