DE102005035935B4 - Motor vehicle door handle with integrated capacitive sensor, inductive transmitting antenna and an arrangement for reducing false triggering of the capacitive sensor - Google Patents
Motor vehicle door handle with integrated capacitive sensor, inductive transmitting antenna and an arrangement for reducing false triggering of the capacitive sensor Download PDFInfo
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Abstract
Kraftfahrzeugtürgriff (1), enthaltend: a) eine Sensorelektrode (3) eines kapazitiven Annäherungssensors, b) eine mit der Sensorelektrode (3) gekoppelte Steuer- und Auswerteschaltung (5), c) eine Masseleitung (6) und wenigstens eine Spannungsversorgungsleitung (7), die mit der Steuer- und Auswerteschaltung (5) gekoppelt und aus dem Türgriff (1) herausgeführt sind, d) eine Antennenspule (9), die in der Nähe der Sensorelektrode (3) angeordnet ist und zum Aussenden langwelliger HF-Signale dient, e) wenigstens eine Antennenspulenzuleitung (10), die neben der Masse- und der Spannungsversorgungsleitung (6, 7) aus dem Türgriff (1) herausgeführt ist, und dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kraftfahrzeugtürgriff (1) wenigstens ein Kondensator (11, 12) zwischen der wenigstens einen Antennenspulenzuleitung (10) und der Masseleitung (6) und/oder der Spannungsversorgungsleitung (7) eingekoppelt ist, wobei die Kapazität des Kondensators (11, 12) so gewählt ist, daß der Einfluß von Störsignalen auf der wenigstens einen Antennenspulenzuleitung (10) auf die von der Steuer- und Auswerteschaltung (5) erfaßte Kapazität des kapazitiven Annäherungssensors verringert wird, ohne das Senden der langwelligen HF-Signale durch die Antennenspule (9) wesentlich zu beeinträchtigen.Motor vehicle door handle (1), comprising: a) a sensor electrode (3) of a capacitive proximity sensor, b) a control and evaluation circuit (5) coupled to the sensor electrode (3), c) a ground line (6) and at least one voltage supply line (7) d) an antenna coil (9) which is arranged in the vicinity of the sensor electrode (3) and serves for emitting long-wave RF signals, d) an antenna coil (9) which is coupled to the control and evaluation circuit (5) and led out of the door handle (1), e) at least one antenna coil lead (10), which is led out of the door handle (1) in addition to the ground and the power supply line (6, 7), and characterized in that in the motor vehicle door handle (1) at least one capacitor (11, 12) between the at least one Antennenspulenzuleitung (10) and the ground line (6) and / or the power supply line (7) is coupled, wherein the capacitance of the capacitor (11, 12) is selected so that the influence of Störsi gnalen on the at least one Antennenspulenzuleitung (10) is reduced to the capacitance of the capacitive proximity sensor detected by the control and evaluation circuit (5), without significantly affecting the transmission of the long-wave RF signals through the antenna coil (9).
Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürgriff mit einer Sensorelektrode eines kapazitiven Annäherungssensors, einer mit der Sensorelektrode gekoppelten Steuer- und Auswerteschaltung, eine Masseleitung und wenigstens einer Spannungsversorgungsleitung, die mit der Steuer- und Auswerteschaltung gekoppelt und aus dem Türgriff herausgeführt sind, einer Antennenspule, die in der Nähe der Sensorelektrode angeordnet ist und zum Aussenden langwelliger HF-Signale dient, und wenigstens einer Antennenspulenzuleitung, die neben der Masse- und der Spannungsversorgungsleitung aus dem Türgriff herausgeführt ist.The invention relates to a motor vehicle door handle having a sensor electrode of a capacitive proximity sensor, coupled to the sensor electrode control and evaluation circuit, a ground line and at least one power supply line, which are coupled to the control and evaluation circuit and led out of the door handle, an antenna coil, in the Is arranged near the sensor electrode and for emitting long-wave RF signals, and at least one Antennenspulenzuleitung, which is led out of the door handle next to the ground and the power supply line.
Ein Türgriff der eingangs genannten Art wird in Kraftfahrzeugen verwendet, um einem berechtigten Benutzer, der im Besitz eines ID-Gebers (”Schlüssels”) für das Kraftfahrzeug ist, einen Zugang zu dem Kraftfahrzeug zu ermöglichen, ohne daß dieser den Schlüssel zu betätigen oder gar in ein Schloß der Tür einzuführen braucht. Eine derartige Zugangsmöglichkeit zu einem Kraftfahrzeug bezeichnet man auch als ”Keyless Entry”. Mit Hilfe der Sensorelektrode des kapazitiven Annäherungssensors, bei welcher es sich in der Regel um eine an der Innenseite des Türgriffs in dessen Innerem untergebrachte dünne Metallplatte oder Metallschicht handelt, wird ein sich zwischen der Sensorelektrode und der Umgebungsmasse ausbildendes elektrisches Feld erzeugt, welches einer bestimmten Kapazität der Sensorelektrode gegenüber Masse entspricht. Dringt beispielsweise die Hand eines den Zugang wünschenden Benutzers in dieses elektrische Feld ein, so ändert sich das elektrische Feld und somit auch die zwischen der Sensorelektrode und Masse messbare Kapazität. Besonders stark ändert sich die Kapazität, wenn die Hand in den Zwischenraum zwischen der Innenseite des Türgriffs (wo sich die Sensorelektrode befindet) und der metallischen Türwandung (welche auf Masse liegt) eindringt. Diese relativ starke Änderung der messbaren Kapazität wird mit Hilfe eines Schwellwertvergleichs herangezogen, um ein das Zugreifen des Benutzers anzeigendes Signal zu erzeugen. Die Auswertung des von der Sensorelektrode erzeugten Signals und die Erzeugung des den Zugriff eines Benutzers anzeigenden Signals übernimmt eine Steuer- und Auswerteschaltung. Die Steuer- und Auswerteschaltung, zumindest soweit diese die mit der Sensorelektrode gekoppelten Eingangsschaltungen umfaßt, ist ebenfalls im Türgriff angeordnet, da die Zuleitung zwischen der Sensorelektrode und der Steuer- und Auswerteschaltung ebenfalls als Sensorelektrode wirkt und ein Herausführen dieser Zuleitung aus dem Türgriff zu einer unerwünschten Feldverteilung führen würde.A door handle of the type mentioned is used in motor vehicles to allow an authorized user, who is in possession of an ID transmitter ("key") for the motor vehicle, to access the motor vehicle without the latter to operate the key or even into a lock of the door needs to introduce. Such access to a motor vehicle is also referred to as a keyless entry. With the aid of the sensor electrode of the capacitive proximity sensor, which is usually a thin metal plate or metal layer accommodated on the inside of the door handle in its interior, an electric field is generated between the sensor electrode and the surrounding mass, which has a specific capacitance the sensor electrode corresponds to ground. If, for example, the hand of a user desiring access enters this electric field, the electric field and thus also the capacitance measurable between the sensor electrode and the ground will change. The capacity changes particularly when the hand enters the space between the inside of the door handle (where the sensor electrode is located) and the metallic door wall (which is grounded). This relatively large change in the measurable capacity is used by means of a threshold comparison to generate a signal indicating the user's access. The evaluation of the signal generated by the sensor electrode and the generation of the signal indicating the access of a user assumes a control and evaluation circuit. The control and evaluation circuit, at least as far as this includes the coupled with the sensor electrode input circuits is also arranged in the door handle, since the supply line between the sensor electrode and the control and evaluation circuit also acts as a sensor electrode and lead out this lead from the door handle to an undesirable Field distribution would result.
Wenn mit Hilfe des kapazitiven Annäherungssensors ein Zugriff eines Benutzers erfaßt wird, so wird bei einem ”Keyless Entry”-System ein Dialog zwischen einem Steuergerät des Kraftfahrzeugs und dem bei dem Benutzer befindlichen ID-Geber initiiert. Dabei müssen sowohl Signale vom Kraftfahrzeug an den ID-Geber als auch in umgekehrter Richtung ausgetauscht werden. Da lediglich solche ID-Geber angesprochen werden sollen, die sich in unmittelbarer Nähe der Tür, deren Türgriff betätigt werden soll, befinden, ist es erforderlich, für die Kommunikation vom Kraftfahrzeug zum ID-Geber zumindest anfänglich eine Verteilung eines elektromagnetischen Feldes der Sendeeinrichtung des Kraftfahrzeugs zu erzeugen, die lediglich in unmittelbarer Nähe des Kraftfahrzeugs ausreicht, um eine Empfangseinrichtung des ID-Gebers zum Ansprechen zu veranlassen. Deshalb wählt man – zumindest für den Beginn des Dialogs zwischen der Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs und dem ID-Geber – eine Sendespule, die im langwelligen Hochfrequenzbereich angesteuert wird. Diese Sendespule, beispielsweise eine auf einem Ferritkern aufgewickelte Spule, wird ebenfalls in den Türgriff integriert und erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld, welches lediglich im Nahbereich (das heißt innerhalb von Entfernungen, die weit unterhalb der Wellenlänge liegen) ausreicht, um ein Ansprechen der Empfangseinrichtung des ID-Gebers zu ermöglichen.When an access by a user is detected by means of the capacitive proximity sensor, a dialog between a control unit of the motor vehicle and the ID transmitter located at the user is initiated in a keyless entry system. Both signals from the motor vehicle to the ID transmitter and in the reverse direction must be replaced. Since only those ID encoders are to be addressed, which are located in the immediate vicinity of the door whose door handle is to be actuated, it is necessary for the communication from the motor vehicle to the ID transmitter at least initially a distribution of an electromagnetic field of the transmitting device of the motor vehicle to generate, which is sufficient only in the immediate vicinity of the motor vehicle to cause a receiving device of the ID transmitter to respond. Therefore, one chooses - at least for the beginning of the dialogue between the control device of the motor vehicle and the ID transmitter - a transmitting coil which is driven in the long-wave high-frequency range. This transmitting coil, for example, a coil wound on a ferrite core, is also integrated into the door handle and generates an electromagnetic alternating field which is sufficient only in the near range (that is, within distances that are far below the wavelength) to a response of the receiving device of the ID -Gebers to allow.
Diese Sendespule ist im Türgriff in der Regel in der Nähe der Sensorelektrode des kapazitiven Annäherungssensors, vorzugsweise langgestreckt parallel zu dieser Elektrode, angeordnet. Die die Sendespule ansteuernden Treiberschaltungen befinden sich in der Regel nicht im Türgriff, sondern in einem innerhalb des Kraftfahrzeugs untergebrachten Steuergerät, so daß Antennenspulenzuleitungen von der Antennenspule aus dem Türgriff herauszuführen sind.This transmitting coil is arranged in the door handle usually in the vicinity of the sensor electrode of the capacitive proximity sensor, preferably elongated parallel to this electrode. The drive coil driving the driver circuits are usually not in the door handle, but in a housed within the motor vehicle control unit, so that antenna coil leads are led out of the door handle of the antenna coil.
Neben einer Masseleitung und wenigstens einer Spannungsversorgungsleitung, die mit der Steuer- und Auswerteschaltung gekoppelt sind, und den Antennenspulenzuleitungen sind ferner Steuersignalleitungen von der Steuer- und Auswerteschaltung aus dem Türgriff herauszuführen. Es ist auch möglich, daß eine Leitung gleichzeitig sowohl als Antennenspulenzuleitung als auch als Masseleitung oder Spannungsversorgungsleitung genutzt wird.In addition to a ground line and at least one voltage supply line, which are coupled to the control and evaluation circuit, and the antenna coil leads are also control signal lines lead out of the control and evaluation circuit of the door handle. It is also possible that a line is used simultaneously both as an antenna coil lead and as a ground line or power supply line.
Bei dieser bekannten Anordnung hat es sich nunmehr gezeigt, daß es durch Störsignale auf den Antennenspulenzuleitungen, welche beispielsweise durch kurzzeitige Unterbrechungen der Zuleitungen entstehen können, zu Fehl-Auslösungen des kapazitiven Sensors kommen kann.In this known arrangement, it has now been found that it can come to false triggering of the capacitive sensor by interference signals on the antenna coil leads, which may arise, for example, by brief interruptions of the leads.
Ein Kraftfahrzeugtürgriff, der sowohl eine Sensorelektrode eines kapazitiven Annäherungssenors und eine mit der Sensorelektrode gekoppelte Steuer- und Auswerteschaltung als auch eine Antennenspule (in der Nähe der Sensorelektrode) enthält, ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
Aufgabe der Erfindung ist es, die Gefahr von Fehl-Auslösungen des kapazitiven Sensors zu verringern.The object of the invention is to reduce the risk of false triggering of the capacitive sensor.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftfahrzeugtürgriff der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Kraftfahrzeugtürgriff wenigstens ein Kondensator zwischen der wenigstens einen Antennenspulenzuleitung und der Masseleitung und/oder der Spannungsversorgungsleitung eingekoppelt ist, wobei die Kapazität des Kondensators so gewählt ist, daß der Einfluß von Störsignalen auf der wenigstens einen Antennenspulenzuleitung auf die von der Steuer- und Auswerteschaltung erfaßte Kapazität des kapazitiven Annäherungssensors verringert wird, ohne das Senden der langwelligen HF-Signale durch die Antennenspule wesentlich zu beeinträchtigen.This object is achieved in a motor vehicle door handle of the type mentioned in the present invention that in the motor vehicle door handle at least one capacitor between the at least one Antennenspulenzuleitung and the ground line and / or the power supply line is coupled, wherein the capacitance of the capacitor is selected so that the influence of Noise on the at least one antenna coil lead is reduced to the capacitance of the capacitive proximity sensor detected by the control and evaluation circuit, without significantly affecting the transmission of the long-wave RF signals through the antenna coil.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß es aufgrund der räumlichen Nähe der Antennenspule zur kapazitiven Sensorelektrode eine starke kapazitive Kopplung zwischen Sensorelektrode und Antennenspule und somit eine kapazitive Kopplung zu den Spulenzuleitungen gibt. Mit Hilfe der geeignet dimensionierten Kondensatoren wird der größte Teil der Störsignale nach Masse abgeleitet, ohne das Senden der langwelligen HF-Signale zu beeinträchtigen.The invention is based on the finding that, due to the spatial proximity of the antenna coil to the capacitive sensor electrode, there is a strong capacitive coupling between the sensor electrode and the antenna coil and thus a capacitive coupling to the coil leads. With the help of appropriately dimensioned capacitors, most of the noise is dissipated to ground without affecting the transmission of the long-wave RF signals.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der zwei Antennenspulenzuleitungen von der Antennenspule aus dem Türgriff herausgeführt sind, wird jeweils ein Kondensator zwischen einem Anschluß in der Nähe der Antennenspule innerhalb des Türgriffs und einem Masseanschluß innerhalb des Türgriffs, mit dem auch die Steuer- und Auswerteschaltung verbunden ist, eingekoppelt. Unter Berücksichtigung des Umstands, daß die übliche Sendefrequenz der Antennenspule im langwelligen Hochfrequenzbereich, beispielsweise bei 125 kHz, liegt, hat sich gezeigt, daß die auftretenden Störimpulse mit Kondensatoren mit einer Kapazität zwischen 10 pF und 1000 pF, vorzugsweise zwischen 20 pF und 200 pF, beispielsweise 50 pF, ausreichend unterdrückt werden können.In the preferred embodiment, in which two antenna coil leads are led out of the door handle from the antenna coil, one capacitor is connected between a terminal near the antenna coil inside the door handle and a ground terminal inside the door handle, to which the control and evaluation circuit is also connected , coupled. Taking into account the fact that the usual transmission frequency of the antenna coil in the long-wave high-frequency range, for example at 125 kHz, it has been found that the glitches occurring with capacitors having a capacity between 10 pF and 1000 pF, preferably between 20 pF and 200 pF, For example, 50 pF, can be sufficiently suppressed.
Vorteilhafte und/oder bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous and / or preferred developments of the invention are characterized in the subclaims.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment shown in the drawing.
Im Inneren des Türgriffs
Im Rahmen dieses Dialogs zwischen der Steuereinrichtung und dem ID-Geber werden auf einen langwelligen hochfrequenten Träger aufmodulierte Signale übertragen. Eine im Türgriff
Erfindungsgemäß sind innerhalb des Türgriffs
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche alternative Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise könnte auf eine der Antennenspulenzuleitungen
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