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DE102017112688A1 - Motor vehicle door handle with transmitting device and sensor device - Google Patents

Motor vehicle door handle with transmitting device and sensor device Download PDF

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Publication number
DE102017112688A1
DE102017112688A1 DE102017112688.0A DE102017112688A DE102017112688A1 DE 102017112688 A1 DE102017112688 A1 DE 102017112688A1 DE 102017112688 A DE102017112688 A DE 102017112688A DE 102017112688 A1 DE102017112688 A1 DE 102017112688A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sensor electrode
shield
antenna coil
vehicle door
door handle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102017112688.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Berthold Sieg
Andreas Gornik
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
Priority to DE102017112688.0A priority Critical patent/DE102017112688A1/en
Priority to JP2019558794A priority patent/JP2020525671A/en
Priority to PCT/EP2018/059514 priority patent/WO2018224205A1/en
Priority to EP18718137.5A priority patent/EP3583697A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugtürgriff mit einer kapazitiven Sensoranordnung,wobei eine Antennenspule (2) mit wenigstens einer Spulenwicklung in einem Griffgehäuse (1) aufgenommen ist und eine Sensorelektrode (5) beabstandet zu der Antennenspule in dem Griffgehäuse aufgenommen ist. Die Sensorelektrode (5) und die Antennenspule (2) überlappen in Richtung ihrer jeweiligen längsten Erstreckung und sind mit einer Steuer- und Auswerteschaltung (6) gekoppelt.
Zwischen der Sensorelektrode (5) und der Antennenspule (2) ist eine elektrisch leitfähige Abschirmung (4) angeordnet, welche mittels der Steuer- und Auswerteschaltung mit einem Abschirmpotenzial koppelbar ist.
Die Steuer- und Auswerteschaltung steuert die Sensorelektrode, die Abschirmung und die Antennenspule derart an, dass die Antennenspule zeitversetzt zu der Sensorelektrode angesteuert wird und die Abschirmung wenigstens zeitweise mit dem Abschirmpotenzial gekoppelt ist, wenn die Sensorelektrode angesteuert wird.

Figure DE102017112688A1_0000
The invention relates to a vehicle door handle with a capacitive sensor arrangement, wherein an antenna coil (2) with at least one coil winding in a handle housing (1) is accommodated and a sensor electrode (5) spaced from the antenna coil in the handle housing is received. The sensor electrode (5) and the antenna coil (2) overlap in the direction of their respective longest extension and are coupled to a control and evaluation circuit (6).
Between the sensor electrode (5) and the antenna coil (2), an electrically conductive shield (4) is arranged, which can be coupled by means of the control and evaluation circuit with a Abschirmpotenzial.
The control and evaluation circuit controls the sensor electrode, the shield and the antenna coil in such a way that the antenna coil is actuated offset in time to the sensor electrode and the shield is at least temporarily coupled to the Abschirmpotenzial when the sensor electrode is driven.
Figure DE102017112688A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürgriff mit einer Sendeeinrichtung und einer Sensoreinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Fahrzeugtürgriff mit einer kapazitiven Sensoranordnung zur Erfassung von Annäherungen an den Fahrzeugtürgriff. Die kapazitive Sensoranordnung ist in einem Griffgehäuse des Fahrzeugtürgriffs aufgenommen. Ebenso in dem Griffgehäuse aufgenommen ist eine Antennenspule mit wenigstens einer Spulenwicklung. Die Antennenspule kann insbesondere als Sendespule für niederfrequente Signale (beispielsweise im Bereich von 125 kHz) ausgebildet sein.The invention relates to a motor vehicle door handle with a transmitting device and a sensor device. In particular, the invention relates to a vehicle door handle having a capacitive sensor arrangement for detecting approaches to the vehicle door handle. The capacitive sensor arrangement is accommodated in a handle housing of the vehicle door handle. Also included in the handle housing is an antenna coil with at least one coil winding. The antenna coil can in particular be designed as a transmitting coil for low-frequency signals (for example in the range of 125 kHz).

In dem Griffgehäuse ist die Sensorelektrode beabstandet zu der Antennenspule aufgenommen, so dass sich die Sensorelektrode mit Ihrer längsten Erstreckung in Richtung der Wickelachse der Spulenwicklung erstreckt. Die Sensorelektrode und die Antennenspule sind entsprechend mit im Wesentlicher gleicher Orientierung entlang ihrer Längserstreckung in dem Griffgehäuse aufgenommen. Die Sensorelektrode und die Antennenspule sind außerdem so zueinander ausgerichtet, dass sie in Richtung ihrer längsten Erstreckung wenigstens teilweise überlappen, also innerhalb des Griffgehäuses zumindest abschnittsweise nebeneinander verlaufen.In the handle housing, the sensor electrode is accommodated at a distance from the antenna coil, so that the sensor electrode extends with its longest extension in the direction of the winding axis of the coil winding. The sensor electrode and the antenna coil are accordingly accommodated in substantially the same orientation along their longitudinal extension in the handle housing. The sensor electrode and the antenna coil are also aligned with each other so that they overlap at least partially in the direction of their longest extent, so run at least partially adjacent to each other within the handle housing.

Sowohl die Sensorelektrode als auch die Antennenspule sind mit einer Steuer- und Auswerteschaltung gekoppelt.Both the sensor electrode and the antenna coil are coupled to a control and evaluation circuit.

Fahrzeugtürgriffe der beschriebenen Art sind im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart das Dokument DE 10 2011 086 609 A1 einen entsprechenden Türgriff mit einer Antenneneinheit und einer Sensoreinrichtung.Vehicle door handles of the type described are known in the art. For example, the document discloses DE 10 2011 086 609 A1 a corresponding door handle with an antenna unit and a sensor device.

Eine andere Türgriffeinrichtung ist beispielsweise in dem Dokument DE 10 2005 035 935 A1 offenbart.Another door handle device is, for example, in the document DE 10 2005 035 935 A1 disclosed.

Während in herkömmlichen Türgriffen die Antennenspule und die Sensorelektrode in einem Griffgehäuse in ausreichendem Abstand zueinander angeordnet werden konnten, erfordern Reduzierungen des Bauraums bei aktuellen Türgriffen und besonders raumsparenden Anordnungen die Anordnungen der Antenne in großer Nähe zu der Sensorelektrode.While in conventional door handles, the antenna coil and the sensor electrode could be arranged in a handle housing at a sufficient distance from each other, reductions in space in current door handles and particularly space-saving arrangements require the arrangements of the antenna in close proximity to the sensor electrode.

Die ordnungsgemäße Funktion der Sensorelektrode kann in derart kompakten Bauformen beeinflusst werden, so dass die Sensorelektrode nicht ordnungsgemäß funktioniert.The proper function of the sensor electrode can be influenced in such compact designs, so that the sensor electrode does not function properly.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine robuste und weniger anfällige Konstruktion eines Fahrzeugtürgriffes mit geringem Bauraum bereitzustellen.The object of the invention is to provide a robust and less susceptible construction of a vehicle door handle with little space.

Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugtürgriff mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved by a vehicle door handle having the features of claim 1.

Gemäß der Erfindung wird zwischen der Sensorelektrode und der Antennenspule wenigstens eine elektrisch-leitfähige Abschirmung angeordnet, welche durch die Steuer- und Auswerteschaltung mit einem Abschirmpotenzial koppelbar ist.According to the invention, at least one electrically conductive shield is arranged between the sensor electrode and the antenna coil, which can be coupled by the control and evaluation circuit to a shielding potential.

Bei Anordnung der Antennenspule und der Sensorelektrode in großer räumlicher Nähe, insbesondere eine Annäherung bis auf wenige Millimeter (jedenfalls weniger als 10 mm) oder einen Bruchteil von Millimetern, bildet sich eine kapazitive Kopplung zwischen Sensorelektrode und Antennenspule aus, welche eine ordnungsgemäße Funktion der Sensorelektrode beeinträchtigt. Die erfindungsgemäße Anordnung einer Abschirmung zwischen der Sensorelektrode und der Antennenspule bewirkt, dass einerseits eine kapazitive Kopplung zwischen der Antennenspule und der Abschirmung und andererseits zwischen der Abschirmung der Sensorelektrode etabliert wird. Die Kopplung der Abschirmung mit einem Abschirmpotenzial ermöglicht dabei eine weitgehende Aufhebung der negativen Beeinflussung der Funktion der Sensorelektrode. Insbesondere wird durch die Abschirmung eine resonante Verkopplung der Antennenspule und der Sensorelektrode unterdrückt. Zwar wird durch die Abschirmung auch die Sensitivität der Sensorelektrode beeinflusst, der positive Effekt durch die Unterdrückung der resonanten Verkopplung ist jedoch größer, so dass das System insgesamt effektiver arbeitet.In the arrangement of the antenna coil and the sensor electrode in close proximity, in particular an approach to a few millimeters (at least less than 10 mm) or a fraction of millimeters, a capacitive coupling between the sensor electrode and the antenna coil is formed, which impairs proper functioning of the sensor electrode , The inventive arrangement of a shield between the sensor electrode and the antenna coil causes on the one hand, a capacitive coupling between the antenna coil and the shield and on the other hand between the shield of the sensor electrode is established. The coupling of the shielding with a shielding potential allows a substantial cancellation of the negative influence on the function of the sensor electrode. In particular, a resonant coupling of the antenna coil and the sensor electrode is suppressed by the shielding. Although the shielding also affects the sensitivity of the sensor electrode, the positive effect due to the suppression of the resonant coupling is greater, so that the system operates more effectively overall.

Die Abschirmung ist geeignet, Ihre Wirkung unabhängig von dem Betriebszustand der Antennenspule zu entfalten. Die Sensorelektrode wird nämlich keineswegs nur bei Betrieb der Antennenspule gestört, stattdessen ist die Induktivität der Antennenspule kapazitiv an die Sensorelektrode gekoppelt und beeinflusst die Funktion der Sensorelektrode auch im Ruhezustand der Antennenspule.The shield is suitable for developing its effect independently of the operating state of the antenna coil. The sensor electrode is in no way disturbed only during operation of the antenna coil, instead, the inductance of the antenna coil is capacitively coupled to the sensor electrode and affects the function of the sensor electrode even in the idle state of the antenna coil.

Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Antennenspule zeitversetzt zu der Sensorelektrode angesteuert wird, wesentlich ist jedoch, dass die Abschirmung wenigstens derart mit zeitlicher Überlappung zusammen mit der Sensorelektrode derart angesteuert wird, dass die Abschirmung wenigstens zeitweise mit dem Abschirmpotenzial gekoppelt ist, wenn die Sensorelektrode angesteuert wird. Als Abschirmpotenzial kann insbesondere die Griffmasse oder Fahrzeugmasse dienen.It may be provided within the scope of the invention that the antenna coil is actuated offset in time to the sensor electrode, but it is essential that the shield is at least so timely overlapped together with the sensor electrode is driven such that the shield is at least temporarily coupled to the Abschirmpotenzial, when the sensor electrode is driven. In particular, the grip mass or vehicle mass can serve as shielding potential.

Zu den Betriebszeiten der Sensorelektrode wirkt die zwischen Antennenspule und Sensorelektrode angeordnete und mit dem Abschirmpotenzial gekoppelte elektrisch-leitfähige Abschirmung als Entkopplungselement, welches die unmittelbare kapazitive Kopplung zwischen Sensorelektrode und Antennenspule aufhebt. Auch wenn die Sensorelektrode kapazitiv mit der Abschirmung gekoppelt ist, ist die diesbezügliche Auswirkung auf die Sensorelektrode, insbesondere aufgrund der Kopplung der Abschirmung mit dem Abschirmpotenzial, wesentlich geringer als die ungeschirmte Kopplung mit der Induktivität der Antennenspule.During the operating times of the sensor electrode, the electrically conductive shield arranged between the antenna coil and the sensor electrode and coupled to the shielding potential acts as a decoupling element, which acts as the direct contactor capacitive coupling between the sensor electrode and antenna coil cancels. Even if the sensor electrode is capacitively coupled to the shield, the effect on the sensor electrode in this respect, in particular due to the coupling of the shield to the shielding potential, is substantially less than the unshielded coupling with the inductance of the antenna coil.

Die Abschirmung kann als Metallfolie, Metallblech sowie auch als komplexere Leiterstruktur ausgebildet sein. Ebenso kann die Sensorelektrode als einzelne Leiterfläche oder geteilte Leiterfläche sowie auch ebenfalls als komplexe Leiterstruktur gebildet sein.The shield may be formed as a metal foil, sheet metal as well as a more complex conductor structure. Likewise, the sensor electrode can be formed as a single conductor surface or divided conductor surface as well as also as a complex conductor structure.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sensorelektrode und die Abschirmung auf einer gemeinsamen Leiterplatte aufgebracht, jedoch auf unterschiedlichen Ebenen dieser Leiterplatte. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Abschirmung und die Sensorelektrode auf voneinander abgewandten Seiten einer einzigen Leiterplatte anzuordnen, es können jedoch auch mehrschichtige Leiterplatten zum Einsatz kommen.In a preferred embodiment of the invention, the sensor electrode and the shield are applied to a common circuit board, but at different levels of this circuit board. In particular, it may be provided to arrange the shield and the sensor electrode on opposite sides of a single printed circuit board, but it can also be used multilayer printed circuit boards.

Die Sensorelektrode und/oder die Abschirmung können auf dieser Leiterplatte als oberflächenmontierte Bauelemente aufgebracht sein.The sensor electrode and / or the shield can be applied to this printed circuit board as surface-mounted components.

Es ist jedoch besonders bevorzugt, die Sensorelektrode und die Abschirmung jeweils als Leiterbahn unmittelbar auf der Leiterplatte auszubilden.However, it is particularly preferred to form the sensor electrode and the shield each as a conductor directly on the circuit board.

Eine derartige Ausbildung der Sensorelektrode und der Abschirmung ist einfach zu fertigen und bereits bei der Leiterplattenherstellung vorzusehen. Außerdem können auf diese Weise auch komplexere Leitergeometrien sowohl für die Sensorelektrode als auch für die Abschirmung vorgesehen werden. Schließlich wird auch die Ausrichtung der Sensorelektrode zu der Abschirmung präzise fixiert.Such a design of the sensor electrode and the shield is easy to manufacture and already provided in the production of printed circuit boards. In addition, more complex conductor geometries can be provided for both the sensor electrode and for the shield in this way. Finally, the orientation of the sensor electrode to the shield is also precisely fixed.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Sensorelektrode verzweigte Leitstrukturen auf, die sich auf wenigstens einer Ebene der Leiterplatte erstrecken.In a particularly preferred embodiment of the invention, the sensor electrode has branched conductive structures which extend on at least one plane of the printed circuit board.

Die Nutzung verzweigter Leiterstrukturen sorgt einerseits dafür, dass ein größerer Flächenbereich von der Sensorelektrode umspannt oder umgriffen werden kann, der aufgrund der nicht vollständigen Ausfüllung dieses Bereiches mit Leitmaterial der Sensorelektrode gleichzeitig für weitere Bauelemente oder zum Beispiel Durchbrüche in der Leiterplatte zur Verfügung steht. Auf diese Weise wird eine kompakte Bauweise weiter begünstigt sowie materialoptimiert eine möglichst große Sensitivität der Sensorelektrode erreicht.The use of branched conductor structures on the one hand ensures that a larger surface area can be encompassed or encompassed by the sensor electrode, which due to the incomplete filling of this region with conductive material of the sensor electrode is simultaneously available for further components or, for example, openings in the printed circuit board. In this way, a compact design is further favored and material optimized to achieve the greatest possible sensitivity of the sensor electrode.

In einer Weiterbildung der Erfindung, weist die Abschirmung verzweigte Leiterstrukturen auf, die sich auf wenigstens einer Ebene der Leiterplatte erstrecken. Auch für die Abschirmung gilt im Wesentlichen dasselbe wie vorstehend für die Sensorelektrode gesagt. Durch die Verzweigung einer Leitstruktur wird erreicht, dass ein möglichst großer Bereich vom elektromagnetischen Einfluss der Abschirmung erfasst wird, während gleichzeitig der Belegungsbereich durch die Leiterstruktur der Abschirmung reduziert wird.In a development of the invention, the shield has branched conductor structures which extend on at least one plane of the printed circuit board. The same applies in principle to the shielding as stated above for the sensor electrode. The branching of a guide structure ensures that as large a range as possible is detected by the electromagnetic influence of the shielding, while at the same time the coverage area is reduced by the conductor structure of the shielding.

Es ist besonders bevorzugt, die vorstehend erörterten verzweigten Leiterstrukturen in einer gabelförmigen Anordnung auszubilden, wobei von einer gemeinsamen Leiterbasis eine Mehrzahl von parallelen Leiterbahnen ausgeht. Eine solche gabelförmige Ausbildung ermöglicht es, die Leiterbasis, also die Gabelbasis, in einer einfachen Weise zu kontaktieren, wobei sich die verzweigten Leiterstrukturen als Gabelzinken von der Leiterbasis erstrecken und einen Bereich der Leiterplatte beabstandet durchgreifen.It is particularly preferred to form the forked conductor structures discussed above in a fork-shaped arrangement, wherein a plurality of parallel conductor tracks originate from a common conductor base. Such a bifurcated configuration makes it possible to contact the conductor base, ie the fork base, in a simple manner, wherein the branched conductor structures extend as fork arms from the conductor base and pass through an area of the printed circuit board at a distance.

Eine derartige gegabelte Struktur stellt hinsichtlich der einfachen Kontaktierbarkeit und Raumwirkung der Elektrodenstruktur eine effektive Anordnung dar.Such a bifurcated structure represents an effective arrangement in terms of easy contactability and spatial effect of the electrode structure.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die größte Ausdehnung der Sensorelektrode so gewählt, dass sie zwischen 80 % und 120 % der größten Ausdehnung der Abschirmung beträgt. Besonders effektiv ist die abschirmende Wirkung der Abschirmung auf die Sensorelektrode dann, wenn die Längenerstreckung etwa gleich gewählt wird, insbesondere wenn die Sensorelektrode in den Randbereichen nicht erheblich über die Abschirmung hinausragt. Gleichwohl hat sich gezeigt, dass erforderlichenfalls eine Abweichung in der Längenausdehnung im beschriebenen Maß die Abschirmwirkung dennoch ausreichen lässt.According to a preferred embodiment of the invention, the largest dimension of the sensor electrode is chosen to be between 80% and 120% of the maximum extent of the shield. The shielding effect of the shielding on the sensor electrode is particularly effective if the length extension is selected to be approximately the same, in particular if the sensor electrode does not protrude considerably beyond the shielding in the edge regions. Nevertheless, it has been shown that, if necessary, a deviation in the longitudinal extent in the degree described still allows the shielding effect to be sufficient.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtürgriffes ist vorgesehen, die Sensorelektrode und die Abschirmung in Richtung parallel zu der Leiterplattenebene mit deckungsgleicher Geometrie auszubilden.According to a particularly preferred embodiment of the motor vehicle door handle according to the invention is provided to form the sensor electrode and the shield in the direction parallel to the printed circuit board plane with congruent geometry.

In dieser Gestaltung wird die Sensorelektrode mit deckungsgleicher Geometrie zu der Abschirmung, jedoch auf unterschiedlichen Flächen oder Ebenen der Leiterplatte ausgebildet. Diese Gestaltung ist hinsichtlich ihrer Fertigung besonders einfach. Es ist sogar möglich, ggf. die Funktionen der Sensorelektrode und der Abschirmung, je nach Anordnung der Leiterplatte zu vertauschen, da dieselbe Geometrie vorhanden ist.In this configuration, the sensor electrode is formed with congruent geometry to the shield, but on different areas or planes of the circuit board. This design is particularly simple in terms of their production. It is even possible to possibly interchange the functions of the sensor electrode and the shield, depending on the arrangement of the circuit board, since the same geometry is present.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Fahrzeugtürgriffes sind die Sensorelektrode und die Abschirmung in Richtung parallel zu der Leiterplattenebene und mit unterschiedlichen Geometrien ausgebildet, und zwar so, dass in einer Projektion senkrecht zu der Leiterplattenebene von der Sensorelektrode belegte Sensorelektrodenbereiche mit von der Abschirmung freien Bereichen überlappen. In a particularly preferred embodiment of the vehicle door handle, the sensor electrode and the shield are formed in the direction parallel to the printed circuit board plane and with different geometries, in such a way that in a projection perpendicular to the printed circuit board plane of the sensor electrode occupied sensor electrode areas overlap with the shielding-free areas.

Es hat sich gezeigt, dass die Abschirmungswirkung auf die Sensorelektrode optimiert werden kann, indem die Leiterstrukturen der Sensorelektrode einerseits und der Abschirmelektrode andererseits auf dem Leiterplattenebenen derart versetzt und mit unterschiedlicher Geometrie angeordnet werden, dass keine Deckungsgleichheit in einer Richtung senkrecht zu der Leiterplattenebene besteht. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Sensorelektrode, eine, zwei oder mehrere Leiterstrukturen mit paralleler Erstreckung auf einer Sensorebene aufweist, während die Abschirmung die Leiterstrukturen derart ausrichtet, dass die leitenden Bereiche in den Zwischenräumen der Leiterstrukturen der Sensorelektrode liegen, wobei durchaus Überlappungen zwischen den Leiterstrukturen möglich sind. Wenn hier von Überlappungen die Rede ist, ist teilweise Deckungsgleichheit in einer Projektion senkrecht zu der Leiterplattenebene gemeint. Eine Kontaktherstellung zwischen den Leitern erfolgt nicht, da die Leiterstrukturen auf unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte angeordnet sind.It has been found that the shielding effect on the sensor electrode can be optimized by the conductor structures of the sensor electrode on the one hand and the shielding electrode on the other hand on the PCB levels offset and arranged with different geometry that no congruence in a direction perpendicular to the circuit board level. For example, provision may be made for the sensor electrode to have one, two or more conductor structures with a parallel extension on a sensor plane, while the shield aligns the conductor structures such that the conductive regions lie in the interstices of the conductor structures of the sensor electrode, with overlaps between the conductor structures possible are. Whenever overlaps are mentioned here, it is meant to be partially congruent in a projection perpendicular to the board level. A contact between the conductors does not occur because the conductor structures are arranged on different levels of the circuit board.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, ist der kleinste Abstand zwischen Abschirmung und Antennenspule zu weniger als 8 mm gewählt, vorzugsweise weniger als 4 mm.In a preferred embodiment of the invention, the smallest distance between the shield and the antenna coil is chosen to be less than 8 mm, preferably less than 4 mm.

Bei einer derart kompakten Anordnung zwischen Abschirmung und Antennenspule ist die Verringerung der Baugröße der Fahrzeugtürgriffe möglich, wobei damit eine Gewichtreduzierung, Verbesserung der Aerodynamik und Erweiterung der Designmöglichkeiten mit sich bringt. Eine derart geringe Ausdehnung ist nur möglich, in dem die erfindungsgemäße Abschirmung und Kopplung mit einem Abschirmpotenzial realisiert wird.With such a compact arrangement between the shield and the antenna coil, it is possible to reduce the size of the vehicle door handles, thereby resulting in a reduction in weight, an improvement in the aerodynamics and an expansion of the design options. Such a small extent is only possible in which the shielding and coupling according to the invention with a shielding potential is realized.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

  • 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugtürgriff gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 zeigt schematisch die Ober- und Unterseite einer Leiterplatte der ersten Ausführungsform mit Sensorelektrode und Abschirmung sowie gekoppelter Steuer- und Auswerteeinrichtung;
  • 3 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Leiterplatte mit Sensorelektrode und Abschirmung gemäß der ersten Ausführungsform.
The invention will now be explained with reference to the accompanying drawings.
  • 1 shows schematically a vehicle door handle according to the invention according to a first embodiment of the invention;
  • 2 shows schematically the top and bottom of a circuit board of the first embodiment with sensor electrode and shield and coupled control and evaluation device;
  • 3 schematically shows a section through a printed circuit board with sensor electrode and shield according to the first embodiment.

In 1 ist ein Fahrzeugtürgriff mit einem Gehäuse 1 gezeigt. In dem Gehäuse 1 ist eine Antennenspule 2 mit einer Spulenwicklung gezeigt, die um einen Ferritkern gewunden ist. Eine Leiterplatte 3 ist benachbart zu der Antennenspule 2 angeordnet. Der Abstand der Antennenspule 2 von der Leiterplatte 3 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel weniger als 10 mm. Auf einer der Antennenspule 2 zugewandten Seite der Leiterplatte 3 ist eine Abschirmung 4 als Leiterbahn auf der Leiterplatte 3 angeordnet. Die Leiterplatte 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel 1 mm dick ausgeführt. Auf einer der Antennenspule 2 abgewandten Seite der Leiterplatte 3 ist eine Sensorelektrode 5 als Leiterstruktur auf der Leiterplatte 3 angeordnet. Mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 sind sowohl die Antennenspule 2 als auch die Abschirmung 4 und die Sensorelektrode 5 gekoppelt. Über die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 kann die Antennenspule 2 zum Aussenden von niederfrequenten Signalen im Bereich von 125 kHz angesteuert werden. Die Abschirmung 4 kann über die Steuer- und Auswerteeinrichtung 6 mit einem konstanten Abschirmpotenzial gekoppelt werden, während die Sensorelektrode 5 als kapazitiver Sensor betrieben wird.In 1 is a vehicle door handle with a housing 1 shown. In the case 1 is an antenna coil 2 shown with a coil winding wound around a ferrite core. A circuit board 3 is adjacent to the antenna coil 2 arranged. The distance of the antenna coil 2 from the circuit board 3 is less than 10 mm in this embodiment. On one of the antenna coil 2 facing side of the circuit board 3 is a shield 4 as a trace on the circuit board 3 arranged. The circuit board 3 is made 1 mm thick in this embodiment. On one of the antenna coil 2 opposite side of the circuit board 3 is a sensor electrode 5 as a conductor structure on the circuit board 3 arranged. With a control and evaluation device 6 are both the antenna coil 2 as well as the shielding 4 and the sensor electrode 5 coupled. About the control and evaluation device 6 can the antenna coil 2 be driven to transmit low frequency signals in the range of 125 kHz. The shield 4 can via the control and evaluation 6 be coupled with a constant shielding potential while the sensor electrode 5 operated as a capacitive sensor.

Die Ansteuerung einer Sensorelektrode als kapazitivem Sensor ist im Stand der Technik ausführlich beschrieben. Insbesondere erfolgt eine unter Steuerung der Steuer- und Auswerteeinrichtung eine mehrfache Umladung der Sensorelektrode, um die Kapazität der Sensorelektrode zu erfassen, welche durch eine Annäherung eines Gegenstandes, beispielsweise der Hand eines Benutzers beeinflusst wird.The control of a sensor electrode as a capacitive sensor is described in detail in the prior art. In particular, under the control of the control and evaluation device, multiple transposition of the sensor electrode takes place in order to detect the capacitance of the sensor electrode, which is influenced by an approach of an object, for example the hand of a user.

2 zeigt schematisch die voneinander abgewandten Seiten der Leiterplatte 3, die zur Übersichtlichkeit in dieser Darstellung auseinandergeklappt dargestellt ist. Die in 2 oben dargestellte obere Deckfläche der Leiterplatte 3 zeigt eine gabelartige Leiterstruktur welche die Abschirmung 4 bildet. Die in 2 unten dargestellte untere Deckfläche der Leiterplatte 3 zeigt eine Gabelstruktur mit zwei Zinken, welche die Sensorelektrode 5 bildet. Es ist zu beachten, dass in 2 die Leiterplatte 2 durch zwei getrennte Elemente dargestellt wird, in der Realität jedoch eine einzige Leiterplatte bildet. Die Steuer- und Auswerteeinrichtung ist in dieser Darstellung sowohl mit der Abschirmung 4 als auch der Sensorelektrode 5 gekoppelt. Die gebrochenen Linien in 2 zeigen einen Bereich, durch den in 3 schematisch ein Schnitt gelegt wurde. Die Leiterplatte ist in ihren Abmessungen auf den Bauraum des Türgriffs 1 angepasst. Die Abmasse der Leiterplatte 3 betragen in diesem Ausführungsbeispiel etwa 80 mm x 13 mmm x 1 mm. 2 schematically shows the opposite sides of the circuit board 3 , which is shown unfolded for clarity in this presentation. In the 2 Upper top surface of the printed circuit board shown above 3 shows a fork-like conductor structure which the shield 4 forms. In the 2 shown below lower cover surface of the circuit board 3 shows a fork structure with two prongs, which the sensor electrode 5 forms. It should be noted that in 2 the circuit board 2 is represented by two separate elements, but in reality forms a single circuit board. The control and evaluation device is in this illustration both with the shield 4 as well as the sensor electrode 5 coupled. The broken lines in 2 show an area through which in 3 schematically a section was laid. The circuit board is in its dimensions to the space of the door handle 1 customized. The dimensions of the circuit board 3 amount in this embodiment about 80 mm x 13 mm x 1 mm.

In 3 ist die Leiterplatte 3 dargestellt, auf deren Unterseite die Leiterbahnen der Sensorelektrode 5 gezeigt sind. Auf der abgewandten Seite der Leiterplatte ist die Abschirmung 4 erkennbar. Die Abschirmung 4 ist, wie in 3 ersichtlich, zwischen der Sensorelektrode 5 und der Antennenspule 2 angeordnet. Außerdem ist erkennbar, dass die Abschirmung 4 und die Sensorelektrode 5 in der Leiterplattenebene der Leiterplatte 3 nicht deckungsgleich angeordnet sind. Vielmehr fassen die verzweigen Leiter der Abschirmung 4 die Leiter der Sensorelektrode 5 gleichsam ein, indem sie Bereiche seitlich von der Sensorelektrode 5 überdecken und einen Mittelbereich weitgehend freilassen, in welchem sich die Projektion der Sensorelektrode 5 befindet. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Anordnung eine optimierte Abschirmung der Sensorelektrode 5 gegenüber der Antennenspule 2 bietet.In 3 is the circuit board 3 represented on the underside of the conductor tracks of the sensor electrode 5 are shown. On the far side of the PCB is the shield 4 recognizable. The shield 4 is how in 3 seen, between the sensor electrode 5 and the antenna coil 2 arranged. It can also be seen that the shield 4 and the sensor electrode 5 in the PCB level of the PCB 3 are not arranged congruently. Rather, the branching ladder summarize the shielding 4 the conductors of the sensor electrode 5 as it were by placing areas to the side of the sensor electrode 5 cover and leave a middle area largely free, in which the projection of the sensor electrode 5 located. It has been found that such an arrangement provides optimized shielding of the sensor electrode 5 opposite the antenna coil 2 offers.

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  • DE 102005035935 A1 [0005]DE 102005035935 A1 [0005]

Claims (10)

Fahrzeugtürgriff mit einer kapazitiven Sensoranordnung, wobei eine Antennenspule mit wenigstens einer Spulenwicklung in einem Griffgehäuse aufgenommen ist, wobei eine Sensorelektrode beabstandet zu der Antennenspule in dem Griffgehäuse aufgenommen ist, so dass sich die Sensorelektrode mit ihrer längsten Erstreckung in Richtung der Wickelachse der Spulenwicklung erstreckt, wobei die Sensorelektrode und die Antennenspule in Richtung ihrer jeweiligen längsten Erstreckung wenigstens teilweise überlappen, wobei die Sensorelektrode und die Antennenspule mit einer Steuer- und Auswerteschaltung gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sensorelektrode und der Antennenspule wenigstens eine elektrisch leitfähige Abschirmung angeordnet ist, welche mittels der Steuer- und Auswerteschaltung mit einem Abschirmpotenzial koppelbar ist, wobei die Steuer- und Auswerteschaltung ausgebildet ist, die Sensorelektrode, die Abschirmung und die Antennenspule derart anzusteuern, dass die Antennenspule zeitversetzt zu der Sensorelektrode angesteuert wird und die Abschirmung wenigstens zusammen mit der Sensorelektrode angesteuert wird, so dass die Abschirmung wenigstens zeitweise mit dem Abschirmpotenzial gekoppelt ist, wenn die Sensorelektrode angesteuert wird.Vehicle door handle having a capacitive sensor arrangement, wherein an antenna coil is accommodated with at least one coil winding in a handle housing, wherein a sensor electrode spaced from the antenna coil in the handle housing is accommodated, so that the sensor electrode extends with its longest extent in the direction of the winding axis of the coil winding the sensor electrode and the antenna coil at least partially overlap in the direction of their respective longest extent, the sensor electrode and the antenna coil being coupled to a control and evaluation circuit, characterized in that at least one electrically conductive shield is arranged between the sensor electrode and the antenna coil the control and evaluation circuit can be coupled to a shielding potential, wherein the control and evaluation circuit is designed to control the sensor electrode, the shield and the antenna coil such that the Antenna coil is actuated offset in time to the sensor electrode and the shield is driven at least together with the sensor electrode, so that the shield is at least temporarily coupled to the Abschirmpotenzial when the sensor electrode is driven. Fahrzeugtürgriff nach Anspruch 1, wobei die Sensorelektrode und die Abschirmung auf einer gemeinsamen Leiterplatte, jedoch auf unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte aufgebracht sind.Vehicle door handle after Claim 1 , wherein the sensor electrode and the shield are applied to a common circuit board, but at different levels of the circuit board. Fahrzeugtürgriff nach Anspruch 2, wobei die Sensorelektrode und die Abschirmung jeweils als Leiterbahnen auf der Leiterplatte ausgebildet sind.Vehicle door handle after Claim 2 , wherein the sensor electrode and the shield are each formed as conductor tracks on the circuit board. Fahrzeugtürgriff nach einem der Anspruch 3, wobei die Sensorelektrode verzweigte Leiterstrukturen aufweist, die sich auf wenigstens einer der Ebenen der Leiterplatte erstrecken.Vehicle door handle after one of Claim 3 wherein the sensor electrode has branched conductor patterns extending on at least one of the planes of the circuit board. Fahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei die Abschirmung verzweigte Leiterstrukturen aufweist, die sich auf wenigstens einer der Ebenen der Leiterplatte erstrecken.Vehicle door handle after one of Claims 3 to 4 wherein the shield has branched conductor structures extending on at least one of the planes of the circuit board. Fahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei wenigstens eine der Leiterstrukturen gabelförmig ausgebildet ist, wobei von einer gemeinsamen Leiterbasis eine Mehrzahl von parallelen Leiterbahnen ausgeht.Vehicle door handle after one of Claims 4 to 5 , Wherein at least one of the conductor structures is fork-shaped, wherein from a common conductor base emanates a plurality of parallel conductor tracks. Fahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die größte Ausdehnung der Sensorelektrode zwischen 80% und 120% der größten Ausdehnung der Abschirmung beträgt.Vehicle door handle after one of Claims 4 to 6 , wherein the largest dimension of the sensor electrode is between 80% and 120% of the maximum extent of the shield. Fahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Sensorelektrode und die Abschirmung in Richtungen parallel zu der Leiterplattenebene mit deckungsgleicher Geometrie ausgebildet sind.Vehicle door handle after one of Claims 4 to 7 wherein the sensor electrode and the shield are formed in directions parallel to the printed circuit board plane with congruent geometry. Fahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Sensorelektrode und die Abschirmung in Richtungen parallel zu der Leiterplattenebene derart mit unterschiedlicher Geometrie ausgebildet sind, dass in einer Richtung senkrecht zu der Leiterplattenebene von der Sensorelektrode belegte Sensorelektrodenbereiche mit von der Abschirmung freien Bereichen abschnittsweise überlappen.Vehicle door handle after one of Claims 4 to 7 wherein the sensor electrode and the shield are formed in directions parallel to the circuit board plane having different geometries such that sensor electrode regions occupied by the sensor electrode in a direction perpendicular to the board plane overlap in sections with regions free of the shield. Fahrzeugtürgriff nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der kleinste Abstand zwischen Sensorelektrode und Antennenspule weniger als 6 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm beträgt.Vehicle door handle according to one of the preceding claims, wherein the smallest distance between the sensor electrode and the antenna coil is less than 6 mm, preferably less than 3 mm.
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