CN111386558B - 用于机动车辆的门把手的非接触式通信中继器远程馈电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车辆的门（11）的把手（12）的装置（10）。装置（10）包括结合在门（11）中的初级模块（20），其向结合在把手（12）中的次级模块（30）进行感应耦合馈电。初级模块（20）包括初级线圈（22）并且次级模块（30）包括位于面对初级线圈（22）的次级线圈（32）。次级线圈（32）还用作针对初级模块（20）与终端（40）之间的非接触式通信的中继器。如果把手（12）可缩回，则装置（10）还使得能够估计在把手（12）在缩回位置与展开位置之间移位期间的把手（12）的位置。

Description

用于机动车辆的门把手的非接触式通信中继器远程馈电装置

技术领域

本发明属于应用于能量传输、非接触式通信和位置传感器功能的电磁感应的领域。本发明尤其涉及远程馈电装置，其充当用于机动车辆的门把手的非接触式通信中继器（répéteur）。

背景技术

在最近的机动车辆中，门把手越来越频繁地结合有电子模块，所述电子模块被配置成履行某些功能，如例如检测车辆用户的存在和/或对该用户进行认证。该把手模块于是通常必须将信息传送给本身结合在门中的另一初级电子模块。

已知用电缆将把手模块连接到门模块，以便向把手模块馈电，并且可能地使得能够通过有线方式在这两个电子模块之间交换信息。

然而，门模块和把手模块之间的这种电气布线带来许多缺点。实际上，除了它们在把手模块中所代表的成本和体积之外，电缆在车辆的制造期间施加了显著的机械结合约束。

为了使得能够实现更高级的功能，如例如在车辆出借或机动车共享应用的情境中使用所提供的暂时性的虚拟钥匙，或者从车辆外部访问车辆数据，可能需要在结合到门中的初级模块与如移动电话或者电子手环或卡之类的终端之间建立非接触式通信。

门模块通常结合在门中在把手附近，以优化门模块与把手模块之间的通信。然而，这对于须在终端与门模块之间建立的非接触式通信展现出缺点，因为在这种情况下，终端与门模块之间的把手的存在可能妨碍这两个元件彼此足够靠近以便能够建立所谓的“近场”非接触式通信。

在机动车辆中，还已知使用可展开把手用于门。这样的把手大多数时间处于缩回门内的位置，也就是说这样的把手与门的车身齐平，以便几乎不可见，并且把手仅在用户需要从车辆外部打开门时处于展开位置。使用可展开把手有两个主要优点。第一个优点是当车辆的门把手处于缩回位置时，由于车辆更好地穿过空气而增强了空气动力学性能。第二个优点是美学范畴上的。

在可展开把手的情况下，门模块通常结合有位置传感器，以操控使得能够展开把手的马达。把手可展开的事实增加了额外的机械结合约束，这是因为将门模块连接到把手模块的电缆必须适应于把手模块的移位而不是束缚其移位。

为了省去电缆，已知例如使用磁感应无线馈电装置。在两个电子模块之间还存在许多无线通信装置，其使用例如蓝牙或NFC（针对“Near Field Communication（近场通信）”的英语首字母缩合词）技术。还已知使用电感传感器来确定目标相对于传感器的位置。例如，LVDT（针对“Linear Variable Differential Transformer（线性可变差动变压器）”的英语首字母缩合词）传感器是基于由初级线圈产生的磁场在两个次级线圈中感生的电压随导电目标的位置的变化。然而，这些装置在门把手电子模块中的增殖与该模块的小型化以及其复杂性和其成本的降低背道而驰。

本发明的目的是弥补现有技术的缺点中的全部或部分，尤其是上文阐述的那些。

发明内容

为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于机动车辆的门把手的装置，其包括结合在门中的初级模块（module primaire）和结合在把手中的次级模块（module secondaire）。初级模块包括初级线圈，并且次级模块包括面对所述初级线圈布置的次级线圈。初级模块被配置成形成电磁场，该电磁场适于通过初级线圈与次级线圈之间的磁感应来向次级模块馈电。初级模块包括适于借助于初级线圈与终端交换信息的通信电路。次级模块包括通信电路，该通信电路适于借助于次级线圈与终端和初级模块交换信息，并且被配置成向初级模块中继（répéter）由终端发给所述初级模块的信息，和/或向终端中继由初级模块发给所述终端的信息。

要注意到，表述“交换信息”意指在一个方向上、或在另一方向上、或在两个方向上的信息发送。

通过这样的布置，由初级模块通过感应耦合向次级模块馈电，并且次级模块还充当针对须在结合到门中的初级模块与终端（如例如移动电话）之间建立的无线通信的中继器。

在特定实施例中，本发明还可以包括单独考虑或根据任何可能的技术组合来考虑的下面的一个或多个特征。

在特定实施例中，通信电路还被配置成独立于终端地在初级模块与次级模块之间交换信息。

在特定实施例中，把手可相对于门缩回，并且当把手在缩回位置与相对于门展开的位置之间移位时，初级线圈和次级线圈保持彼此面对。这样，即使把手移位，电能的传输和初级模块与次级模块之间的通信也保持运转。

在特定实施例中，次级模块还包括控制电路，该控制电路被配置成测量代表由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的参数，并根据所述测量来估计在把手在缩回位置与展开位置之间移位期间的把手的位置。

下面定义“磁场通量的幅值”的含义。作为提醒，穿过具有有向面积的无穷小元

的磁场

的通量是这两个向量的标量积。穿过面积S的磁场

的通量于是为下面的积分：

。

另一方面，在具有圆形匝的线圈中的磁场

的方向为沿着该线圈的轴线，并且其幅值在理论上由下面的表达式来定义：

其中，μ ₀是真空磁导率，N是线圈的匝数，l是线圈的长度，并且i是流过线圈匝的电流。

在忽略线圈边缘的效应的情况下，亦即，在将场B视为恒定的且在线圈横截面的面积S上的任一点处由（1）来定义的情况下，由该线圈产生并穿过面积S的磁场通量于是为：

。

如果流经线圈的电流i例如以正弦交变电流的形式变化，则穿过面积S的磁场通量将同样变化。对于本描述的其余部分，将“磁场通量的幅值”定义为磁场通量在给定时刻可以取的最大值。这对应于表示磁场通量随时间变化的信号的包络。因此，如果流经线圈的电流i是正弦交变电流，则其可以以表达式

的形式来表示，其中ω对应于所述正弦交变电流的角频率，于是，参考上面的表达式（2），可以根据下面的表达式来表示磁场通量的幅值：

。

由初级线圈产生并穿过与所述初级线圈相对放置的次级线圈的磁场将取决于若干因素，尤其是初级线圈与次级线圈分隔的距离。该距离越大（如把手处于展开位置时的情况），由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值就越小。因此，可以基于代表由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的测量来估计把手的位置。

在特定实施例中，代表由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的参数是在所述次级线圈中感生的电压的幅值。

在特定实施例中，次级模块的控制电路还被配置成根据把手的估计位置来激活或去激活对在初级模块与终端之间交换的信息的中继。

实际上，当把手缩回时，它可能不再构成初级模块与终端之间的通信的障碍，因此不再需要次级模块的中继器功能。

在特定实施例中，初级模块还包括控制电路，该控制电路被配置成测量代表由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的参数，并根据所述测量来估计在把手在缩回位置与展开位置之间移位期间的把手的位置。

在特定实施例中，代表由初级线圈产生的穿过次级线圈的磁场通量的幅值的参数是在所述初级线圈中流动的充电电流的强度幅值。

在特定实施例中，初级模块的控制电路还被配置成根据把手的估计位置来控制使把手相对于门移位的马达。

在特定实施例中，初级线圈和次级线圈具有基本垂直于门的平面的轴线。用这种布置，与终端的通信得到优化，这是因为当终端靠近把手时，次级线圈于是通常面对所述终端的天线。

根据第二方面，本发明涉及一种机动车辆的门，其包括根据本发明的任一实施例的装置。

根据第三方面，本发明涉及一种机动车辆，其包括具有根据本发明的任一实施例的装置的门。

附图说明

通过阅读后面的描述将会更好地理解本发明，该描述是作为完全非限制性的示例给出的，并且是参考下面的图1至图5进行的：

- 图1：根据本发明的装置的初级模块和次级模块的示意性表示；

- 图2：根据本发明的装置的实施例的以透视图的示意性表示；

- 图3：当门把手处于展开位置时初级模块和次级模块的示意性表示；

- 图4：当门把手处于缩回位置时初级模块和次级模块的多个示意性表示；

- 图5：示意性地示出了初级线圈两端的电压的幅值、初级线圈中的充电电流的强度幅值以及次级线圈两端的电压的幅值随时间的演变的曲线图。

在这些附图中，各图之间相同的附图标记标示相同或相似的元件。为清楚起见，所示元件未按比例绘制，除非有相反陈述。

具体实施方式

如前所述，本发明涉及装置10，其包括结合到机动车辆的门11中的初级电子模块20和结合到所述门11的把手12中的次级电子模块30。此处要注意到，术语“门”可以等同地指代侧门、后备箱的门或车辆的任何其他类型的开启部件（ouvrant）。

在该装置10中，初级模块20负责向次级模块30的远程馈电。“远程馈电”意指通过电磁耦合将电能从初级模块20无线传输到次级模块30。

在该装置10中，次级模块30还可以充当使得能够在初级模块20与终端40（如例如，移动电话、电子卡或手环）之间进行非接触式通信的中继器。“非接触式通信”意指非常短的距离（即，几厘米的距离，或最多几十厘米的距离）上的无线通信。

在特定实施例中，如果结合有次级模块30的把手12可相对于结合有初级模块20的门11缩回，则装置10还可以使得能够估计把手12的位置，尤其是以便知悉把手12是处于缩回位置还是展开位置。

如将在本描述的其余部分中详细描述的，根据本发明的装置10的一个特点在于，相同的部件——即初级线圈22和次级线圈32——被用来执行远程馈电功能和非接触式通信功能、甚至在必要时还有位置传感器功能。

图1示意性地示出了这样的装置10。其包括对应于门模块的初级模块20和对应于把手模块的次级模块30。

初级模块20例如由车辆的电气网络进行馈电，并且可以藉由诸如CAN（英语“Controller Area Network（控域网）”的首字母缩合词）总线之类的多路复用总线而连接到其他电子模块（控制器、计算机、传感器等）。这些元件未在图1中示出。

初级模块20包括初级线圈22，在所考虑的示例中，通过交变电压向初级线圈22馈电。因此，交变电流在初级线圈22中流动，于是产生电磁场。

初级模块20还包括称为通信电路25的电子电路，传统上，通信电路25可以包括一个或多个微控制器和/或（FPGA、PLD等类型的）可编程逻辑电路和/或专用集成电路（ASIC）和/或一组分立的电子组件，以及对于进行信号处理的领域的技术人员来说认为是已知的所有部件（模拟滤波器、放大器、模数转换器、采样器等等）。通信电路25例如被配置成根据要发送给次级模块30或终端40（如移动电话、或者电子卡或手环）的信息来调制施加在初级线圈22两端的电压。通信电路25还可以被配置成基于调制初级线圈22两端的电压的信号来接收由次级模块30或终端40发送的信息。

在特定实施例中，初级模块20还可以包括称为“控制电路”24的电子电路，传统上，控制电路24可以包括一个或多个微控制器和/或（FPGA、PLD等类型的）可编程逻辑电路和/或专用集成电路（ASIC）和/或一组分立的电子组件。如将在后文参考图5描述的，在结合有次级模块30的把手12是可展开把手的情况下，控制电路24可以例如使用初级线圈22中的电流的变化作为输入参数来估计与初级线圈22相对放置的次级模块30的次级线圈32的位置。这尤其可以使得能够确定把手12是处于展开位置还是缩回位置。实际上，初级线圈22中的电流强度的幅值52根据存在于初级线圈22与次级线圈32之间的或强或弱的磁耦合而变化。磁耦合取决于初级线圈22与次级线圈32分隔的距离而强弱不同，即，取决于在展开位置与缩回位置之间变化的把手12的位置而强弱不同。要注意到，由于初级线圈22由电压发生器来馈电，即由电压驱动，因此观察到在初级线圈22中流动的电流强度的幅值52的这种变化。如下情况也是可能的：通过由电流发生器进行馈电而以电流驱动初级线圈22。在这种情况下，在次级线圈32的移位期间将观察到的是初级线圈22两端的电压幅值的变化。控制电路24还可以驱动负责展开门11的把手12的马达。于是根据次级模块30相对于初级模块20的估计位置来控制该马达。

要注意到，在所考虑的示例中，初级线圈22相对于初级模块20固定，次级线圈32相对于次级模块30固定，初级模块20相对于门11固定，并且次级模块30相对于把手12固定。于是，估计初级线圈22相对于次级线圈32的位置等同于估计初级模块20相对于次级模块30的位置，或者等同于估计把手12相对于门11的位置。

在图1所示的示例中，通信电路25和控制电路24是两个分离的电路，但是其完全可以实质上对应于单个且同一个电子电路，其某些组件可以同时执行二者所固有的功能。

次级模块30包括位于面对初级线圈22的次级线圈32（例如，初级线圈22的轴线与次级线圈32的轴线基本相同）。次级线圈32于是即为由由于交变电流在初级线圈22中流动而产生的磁场穿过次级线圈32而感生的电流的所在之处。由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值随着次级线圈32与初级线圈22分隔的距离减小而增大。因此，在可展开把手12的情况下，由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值在把手12处于缩回位置时将高于把手12处于展开位置时。

次级模块30还包括称为“通信电路”35的电子电路，传统上，通信电路35可以包括一个或多个微控制器和/或（FPGA、PLD等类型的）可编程逻辑电路和/或专用集成电路（ASIC）和/或一组分立的电子组件，以及对于进行信号处理的领域的技术人员来说认为是已知的所有部件（模拟滤波器、放大器、模数转换器、采样器等等）。通信电路35例如被配置成根据要发送给初级模块20或终端40的信息来调制施加在次级线圈32两端的电压。通信电路35还可以被配置成基于调制次级线圈32两端的电压的信号来接收由初级模块20或终端40发送的信息。

在特定实施例中，次级模块30还可以包括称为控制电路34的电子电路，传统上，控制电路34可以包括一个或多个微控制器和/或（FPGA、PLD等类型的）可编程逻辑电路和/或专用集成电路（ASIC）和/或一组分立的电子组件、以及一个或多个传感器，其使得能够例如检测用户的手或徽章的接近，这于是最终可以触发把手12的展开、门11的锁定或解锁。控制电路34可以被配置成与通信电路35进行通信，以例如将关于用户的存在或认证的信息发送到初级模块20。

在结合有次级模块30的把手12是可展开把手的情况下，控制电路34可以例如使用次级线圈32中的电压的变化作为输入参数来估计所述次级模块30相对于初级模块20的位置。这尤其可以使得能够确定把手12是处于展开位置还是缩回位置。实际上，次级线圈32两端的电压的幅值53根据存在于初级线圈22与次级线圈32之间的或强或弱的磁耦合而变化，并且磁耦合取决于初级线圈22与次级线圈32分隔的距离而强弱不同，即，取决于在展开位置与缩回位置之间变化的把手12的位置而强弱不同。

称为“远程馈电电路”36的电路使得能够取回在初级线圈22和次级线圈32之间通过磁感应传输的电能，以向次级模块30、尤其是控制电路34和通信电路35馈电。远程馈电电路36例如可以包括整流器（AC-DC转换器），以便基于次级线圈32中感生的交变电流或电压来向次级模块30馈送直流电流或电压。

控制电路34、通信电路35和远程馈电电路36在图1中被示出为分离的电路，但是其完全可以例如实质上对应于单个且同一个电子电路并且共享某些组件。

针对本描述的其余部分，作为完全非限制性的示例，考虑在初级模块20、次级模块30和终端40之间建立的非接触式通信链路是基于近场通信技术，其首字母缩合词为NFC（英语的“Near Field Communication”）。NFC技术是基于标准ISO/CEI 14443的非接触式射频通信技术。它是基于13.56 MHz的RFID-HF（英语“Radio Frequency Identification – High Frequency（射频识别-高频）”）技术。该技术使得能够使两个装置在非常短的距离内（几厘米）以低能耗进行通信，并且实施起来相对容易。

针对本描述的其余部分，作为完全非限制性的示例，考虑终端40是支持NFC技术的移动电话。因此，终端40具有天线42，天线42通过与另一模块的天线（如例如，次级模块30的次级线圈32或初级模块20的初级线圈22）的磁耦合而使得能够建立与之的通信。移动电话40与初级模块20之间的通信可以证实是必要的，例如以便在机动车队的共享应用的情境中交换存储在移动电话40的存储器中的充当暂时性的虚拟钥匙的标识符。根据另一示例，初级模块20可以向移动电话40发送信息，该信息提供对车辆数据（燃料水平、维护需求等）的访问。根据又一示例，移动电话40与初级模块20之间的NFC通信可以用来发起与使得能够以比NFC的数字速率更高的数字速率来传输数据的其他技术（例如，蓝牙、Wi-Fi或Wi-FiDirect）的网关（配对）。

移动电话40与初级模块20之间的把手12的存在可能妨碍这两个元件彼此足够靠近以便能够建立高质量的NFC通信。为此，在根据本发明的装置10中，次级模块30充当针对移动电话40与初级模块20之间的通信的“NFC中继器”。换言之，次级模块30的通信电路35被配置成接收由移动电话40发送给初级模块20的信号，并将其中继给初级模块20。同样，次级模块30的通信电路35被配置成接收由初级模块20发送给移动电话40的信号，并将其中继给移动电话40。如果初级模块20结合在门11中在把手12附近，则初级模块20与次级模块30分隔的距离将足够小而使得能够经由NFC技术在这两个模块之间交换信息。要注意到，分隔门11与把手12的车身可能会干扰NFC通信，因此应当保持足够小的距离，例如小于8cm，以维持良好的通信性能。一方面是移动电话40与次级模块30分隔的距离、以及另一方面是次级模块30与初级模块20分隔的距离于是都足够小（例如，小于8cm），以使得能够实现藉由次级模块30的在移动电话40与初级模块20之间的NFC通信。于是，使用次级模块30作为中继器使得能够在移动电话40与初级模块20之间建立基于NFC技术的通信，即使这两个元件之间的距离大于使得能够实现NFC非接触式通信所通常容许的最大距离也是如此。

由次级模块30执行的转发可以是完全相同的，即，由移动电话40或初级模块20发送并由次级模块30接收的信息的比特流量可以由次级模块30不经处理和修改而原样重发。在另一示例中，可以设想次级模块30处理和/或修改次级模块30从移动电话40或初级模块20接收的信息的比特流量。

在特定实施例中，当移动电话40不存在时，初级模块20的通信电路25和次级模块30的通信电路35不交换信息。一旦次级模块30检测到移动电话40的存在，它就将其通知给初级模块20，并然后充当初级模块20与移动电话40之间的NFC中继器。例如，NFC通信可以由次级模块30（其于是以“读取器”模式操作）通过向移动电话40（其于是以“卡片模拟”模式操作）发送命令来发起，移动电话40对接收到的命令做出响应。于是可以然后在初级模块20与移动电话40之间建立对等模式（英语为“peer to peer”）的NFC通信，于是可以藉由充当NFC中继器的次级模块30来依次交换信息。根据另一可能示例，在发起通信时，次级模块30可以以“卡片模拟”模式操作，并且移动电话40可以以“读取器”模式操作。

在特定实施例中，初级模块20的通信电路25和次级模块30的通信电路35还可以用于以相对于移动电话40完全独立的方式在初级模块20与次级模块30之间交换信息。

该信息可以例如对应于由属于控制电路34的电容传感器检测到用户的手的存在的指示。如果把手12是可缩回把手，则该指示于是可以触发把手12的展开。在另一示例中，该指示可以涉及基于由电子徽章发送的信号的用户认证指示。于是，初级模块20可以例如在接收到由次级模块30发送的该指示时触发门11的解锁。

图2以透视图示意性地示出了装置10的一个实施例。图2尤其示出了结合在把手12中的次级模块30的次级线圈32相对于结合在门11中的初级模块20的初级线圈22的布置。

在该实施例中，初级线圈22和次级线圈32具有平行的各自的轴线，并且在与所述轴线正交的平面中具有相同的矩形形状。有利地，初级线圈22和次级线圈32位于彼此相对，以优化存在于这两个线圈之间的电感耦合。另外，在所示示例中，初级线圈22和次级线圈32的轴线相对于门11的平面基本上垂直，以便优化与移动电话40的通信。实际上，利用这些布置，移动电话40的天线42可以容易地处于面对次级线圈32。这样做足以使移动电话40的任一面靠近结合有次级模块30的把手12。

在图2中，元件27示意性地表示结合了初级模块20的控制电路24和通信电路25的电子块，而元件37表示结合了次级模块30的控制电路34、通信电路35和远程馈电电路36的电子块。元件37尤其可以包括一个或多个电容传感器，其安置于把手12的外面上，并且例如用来检测用户的手的存在。

在图2所示的实施例中，把手12是可缩回的，即，把手12以及因此的次级模块30沿垂直于门11的平面的平移移动13在缩回位置（其中次级线圈32位于最接近初级线圈22处）和展开位置（其中次级线圈32位于最远离初级线圈22处）之间移位。当把手12处于缩回位置时，初级线圈22与次级线圈32分隔的距离小于当把手12展开时，并且因此由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场的幅值大于当把手12展开时。如后文将参考图5详细描述的，该物理现象解释了可以估计把手12相对于门11的位置。尤其是，可以根据在初级线圈22与次级线圈32之间存在的磁耦合的强度来确定把手12是处于缩回位置还是展开位置。

初级线圈22或次级线圈32可以包括一个或多个匝。该一个或多个匝可以例如由共面地勾勒在初级模块20和次级模块30的电路分别集成于其上的印刷电路板上的迹线构成。

根据其他实施例，初级线圈22或次级线圈32可以由具有几匝的绕组组成，这几匝于是绕它们各自的轴线重叠。

要注意到，可设想初级线圈22和次级线圈32的其他布置，并且这些仅相当于本发明的变型。例如，初级线圈22和/或次级线圈32可以具有圆形的匝。根据另一示例，初级线圈22的匝的尺寸可以与次级线圈32的匝的尺寸不同。

还应注意，可设想次级线圈32相对于初级线圈22的其他类型的移动，如例如沿着曲线的移动。

最后，尽管图2示出了可展开把手12的情况，但是完全可以在固定把手的情况中使用装置10。在这种情况下，将仅使用远程馈电和通信功能。

图3包括当门11的把手12处于展开位置时初级模块20和次级模块30的两个示意性表示。

图3的部分a）以截面视图示意性地示出了位于机动车辆的门11中的初级模块20（其中尤其可以看到初级线圈22）和结合在门11的把手12中的次级模块30（其中尤其可以看到次级线圈32）。于是，初级模块20和次级模块30可以彼此通信，例如以便交换与用户存在检测或用户认证有关的信息。实际上，初级线圈22和次级线圈32仅相距几厘米，于是可以进行NFC类型的近场通信。

图3的部分b）以相同的截面视图示意性地示出了必须在移动电话40与初级模块20之间建立通信的情况。随着把手12的展开，移动电话40的天线42不能足够近地位于初级线圈22对面，无法在移动电话40与初级模块20之间直接建立NFC类型的近场通信。在这种情况下，如前文参考图1解释的，次级模块30充当NFC中继器，即次级模块30的通信电路35被配置成藉由次级线圈32来接收由移动电话40发送的信号以将其中继给初级模块20。同样，次级模块30的通信电路35被配置成接收由初级电路20发送的信号以将其中继给移动电话40。

要注意到，图3也可以应用于固定把手12的情况。

图4包括当门11的把手12处于缩回位置时初级模块20和次级模块30的多个示意性表示。

图4的部分a）和b）示出了一个实施例，其中当把手12在展开位置和缩回位置之间移位时，初级模块20保持固定。于是可以看到，当把手12处于缩回位置时，次级线圈32特别靠近初级线圈22。可以在初级模块20与次级模块30之间建立NFC通信。

图4的部分b）示出了必须在移动电话40与初级模块20之间建立通信的情况。随着把手12缩回，它不再妨碍移动电话40的天线42位于足够靠近初级模块20的初级线圈22（即，例如，距离初级模块20的初级线圈22小于8cm）。因此，可以直接在移动电话40与初级模块20之间建立通信，而无需次级模块30充当中继器。在这种情况下，控制电路34可以被配置成当把手12处于缩回（或者是展开）位置时，在通信电路35处去激活（或者是激活）次级模块30的中继器功能。后文将参考图5解释控制电路34可以如何确定把手12是处于缩回位置还是展开位置。根据其他实施方式，也可设想即使当把手12缩回时也保持次级模块30的中继器功能被激活。在这种情况下，例如，由移动电话40发送给初级模块20的信息有可能被初级模块20重复接收：一方面直接从移动电话40接收，并且另一方面是次级模块30的转发。然而，初级模块20可以被配置成例如通过忽略与先前在预定时间期间已经接收到的信息相同的信息来正确地管理这种情况。

图4的部分c）示出了特定的实施例，其中初级模块20与把手12成一体，并且当把手12移位时，其经历与次级模块30相同的移位。在这种情况下，无论把手12的位置如何，次级模块30都必须仍然充当使得能够在移动电话40与初级模块20之间建立通信的中继器。同样，在这种情况下，控制电路24将不能根据由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值来估计把手12的位置，因为无论把手12的位置如何该幅值都将基本上恒定。

图5包括若干曲线图，其示出了初级线圈22两端的电压的幅值51、初级线圈22中的充电电流的强度幅值52以及次级线圈32两端的电压的幅值53随时间的演变。在图5中，所考虑的实施例是参考图4的部分a）和b）描述的实施例，即，在该实施例中，把手12是可展开的，但是无论把手12的位置如何，初级模块20都相对于门11保持固定。

图5的部分a）示出了初级线圈22两端的电压随时间的演变。曲线51尤其表示初级模块20施加到初级线圈22两端的交变电压的幅值的包络。

初级线圈22两端的电压幅值51通常是恒定的。但是，如曲线图的部分54所示，可以对其进行调制，以使其成为传送要发送给次级模块30或移动电话40的信息的信号。通信电路25例如被配置成生成这样的信号。

而且，如曲线图的部分55所示，可以通过传送由次级模块30或移动电话40发送给初级模块20的信息的信号来调制初级线圈22两端观察到的电压幅值51。这样的信号例如由次级模块30通过由通信电路35调制施加在次级线圈32两端的电压幅值53来生成。因此，流过次级线圈32的电流将产生电磁场，该电磁场将引起在曲线图的部分55中观察到的初级线圈22两端的电压幅值51的变化。

有利地，由初级模块20进行信息传输的时段的平均持续时间（如由图5的部分a）的曲线图的部分54所示）比起在其期间施加在初级线圈22两端的电压幅值51接近其最大值的时段的平均持续时间很小。例如，这两个平均持续时间之间的比率小于5％。因此，由初级模块20进行的信息传输对初级模块20对次级模块30进行的感应能量传输的效率仅有很小的影响。还可设想使用相对较大的调制率（例如约75％或更高）来调制初级线圈22两端的电压，使得在如由曲线图的部分54示出的调制时段期间的初级线圈22两端的电压的平均幅值保持相对较高，以便最小化对初级模块20向次级模块30的感应能量传输的影响。

重要的是要注意，在传统的远程馈电装置中，已知使用用于磁感应电能传输的一个或多个线圈来交换与充电有关的信息（充电水平、充电速度等）。在所考虑的示例中，涉及到还传输不一定与远程馈电功能相关的信息，如例如与机动车队的共享应用有关的信息、或来自检测用户的手或徽章的存在的传感器的信息。

信号的调幅无线电传送对于本领域技术人员是已知的，因此在本申请中将不再进一步详述。

应当注意，在当前描述的实施例中使用的幅度调制仅是用于对在初级模块20、次级模块30和移动电话40之间传送信息的信号进行编码的非限制性示例。而且，可以使用其他类型的调制，如例如频率调制或相位调制，并且它们仅相当于本发明的变型。

图5的部分b）示出了在初级线圈22中测量到的充电电流的强度幅值52随时间的演变。特别地，曲线图的部分56对应于门11的把手12从缩回位置向展开位置的移位。

初级线圈22中的充电电流的强度幅值52与初级线圈22和次级线圈32分隔的距离相关地变化。实际上，该距离越小，并且初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值就越大，换言之，初级线圈22与次级线圈32之间的感应耦合就越强，并且因此，充电电流的强度幅值52就将越大。

考虑到如先前参考图2至图4描述的线圈的布置，当次级线圈32最靠近初级线圈22时、即当门11的把手12缩回时，充电电流的强度幅值52因此最大。

当把手12展开时，次级线圈32逐渐远离初级线圈22。于是，由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值逐渐减小，并且初级线圈22中的充电电流的强度幅值52也逐渐减小。当次级线圈32距初级线圈22最远时、即当把手12完全展开时，第一初级线圈22中的充电电流的强度幅值52达到最小值。

因此，初级线圈22中的充电电流的强度幅值52的最大（或者是最小）值对应于把手12的缩回（或者是展开）位置。于是有可能在初级模块20处根据充电电流的强度幅值52的值来确定把手12是处于展开位置还是缩回位置。初级模块20的控制电路24例如负责测量初级线圈22中的充电电流的强度幅值52并估计把手12的位置，这可以例如使得能够操控负责展开所述把手12的马达。

还应注意到，可以使用代表由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值的其他参数。因此，如果认为初级线圈22是由交变电流源馈电的（而不再是由交变电压源），则代替测量初级线圈22中的充电电流的强度幅值52，可以例如测量初级线圈22中的充电电压的幅值。

图5的部分c）示出了次级线圈32两端的电压幅值53随时间的演变。该电压是由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场所感生的。如前文解释的，当把手12处于缩回位置时，次级线圈32最靠近初级线圈22，并且由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值最大。相反，当把手12处于展开位置时，次级线圈32与初级线圈22相距最远，并且由初级线圈22产生的穿过次级线圈32的磁场通量的幅值最小。

因此，初级线圈22在次级线圈32中感生的电压的幅值53在缩回位置处最大，并且当次级线圈32远离初级线圈22时、即当把手12逐渐朝向展开位置移位时（曲线图的部分57），幅值53逐渐减小，直到当把手12到达展开位置并止动时达到最小值。

因此，可以根据次级线圈32中感生的电压的幅值53的值，在次级模块30处确定把手12是处于展开位置还是缩回位置。次级模块30的控制电路34例如负责测量次级线圈32中感生的电压的幅值53并估计把手12的位置，这例如可以使得能够取决于把手12处于展开还是缩回位置来激活或去激活对在初级模块20和移动电话40之间交换的信息的中继，如参考图4的部分b）描述的。根据另一示例，把手12处于展开或缩回位置的指示可以由初级模块20发给次级模块30。

当门11的把手12处于缩回位置时，从初级模块20向次级模块30的感应耦合能量传输最佳地进行，但是该传输在展开位置中、以及在缩回位置与展开位置之间变化的任何位置中也进行（尽管性能较低），这是由于以下事实：次级线圈32在其移位期间始终保持面对初级线圈22。

因此，本发明通过提出用于机动车辆的门11的把手12的无线装置10而解决了现有技术的缺点，在装置10中，结合在把手12中的次级模块30由结合在门11中的初级模块20来远程馈电。例如如果必须在移动电话与汽车的控制计算机（如BCM，“Body Control Module（车身控制模块）”的英语首字母缩合词）之间建立双向通信，则除了其他可能功能之外，次级模块30还可以被实施以充当终端40与初级模块20之间的NFC类型的近场通信的中继器。最后，初级模块20和/或次级模块30还可以被配置成在把手12可缩回的特定情况下估计把手12的位置。远程馈电、非接触式通信、以及在必要时还有位置传感器的各种功能全部都可以通过使用初级线圈22和次级线圈32来实现，这尤其使得能够实现小型化并降低装置10的制造复杂性和成本。在初级模块20与次级模块30之间没有电缆简化了门11的制造期间的机械结合约束。

然而，本发明不限于所描述和示出的实施例。特别地，如图2至图4所示的初级线圈22和次级线圈32的形状和布置不能解释为是限制性的。把手12相对于门11的移动13也是如此，其不一定限于直线平移移动。

而且，本描述主要使用了其中终端40是移动电话的示例，但是其也可能涉及到芯片卡或诸如徽章、手环、手表等的能够使用短距离非接触技术与初级模块20通信的其他连接对象。

本描述中介绍的NFC技术仅作为非限制性示例的名义给出。实际上，可设想其他短距离非接触式通信技术作为本发明的变型。

还要注意到，尽管前述实施例涉及机动车辆的门，但是本发明通常也可以很好地适用于其他开启部件。

更一般地，尽管本发明特别良好地适合于用于门把手的系统的实现，但是也可设想将本发明用于其他应用。

Claims (11)

1.用于机动车辆的门（11）的把手（12）的装置（10），其包括结合在门（11）中的初级模块（20）和结合在把手（12）中的次级模块（30），初级模块（20）包括初级线圈（22）并且次级模块（30）包括面对所述初级线圈（22）布置的次级线圈（32），

• 初级模块（20）被配置成形成电磁场，该电磁场适于通过初级线圈（22）与次级线圈（32）之间的磁感应来向次级模块（30）馈电，

• 初级模块（20）包括适于借助于初级线圈（22）与终端（40）交换信息的通信电路（25），

• 次级模块（30）包括通信电路（35），该通信电路（35）适于借助于次级线圈（32）与终端（40）和初级模块（20）交换信息，并且被配置成向初级模块（20）中继由终端（40）发给所述初级模块（20）的信息，和/或向终端（40）中继由初级模块（20）发给所述终端（40）的信息，

该装置的特征在于，把手（12）可相对于门（11）缩回，并且其中，当把手（12）在缩回位置与相对于门（11）展开的位置之间移位时，初级线圈（22）和次级线圈（32）保持彼此面对，并且次级模块（30）还包括控制电路（34），该控制电路（34）被配置成测量代表由初级线圈（22）产生的穿过次级线圈（32）的磁场通量的幅值的参数，根据所述测量来估计在把手（12）在缩回位置与展开位置之间移位期间的把手（12）的位置，并根据把手（12）的估计位置来激活或去激活对在初级模块（20）与终端（40）之间交换的信息的中继。

2.根据权利要求1所述的装置（10），其中，通信电路（25、35）还被配置成独立于终端（40）地在初级模块（20）与次级模块（30）之间交换信息。

3.根据权利要求1所述的装置（10），其中，代表由初级线圈（22）产生的穿过次级线圈（32）的磁场通量的幅值的参数是在所述次级线圈（32）两端感生的电压的幅值（53）。

4.根据权利要求1至3中的一项所述的装置（10），其中，初级模块（20）还包括控制电路（24），该控制电路（24）被配置成测量代表由初级线圈（22）产生的穿过次级线圈（32）的磁场通量的幅值的参数，并根据所述测量来估计在把手（12）在缩回位置与展开位置之间移位期间的把手（12）的位置。

5.根据权利要求4所述的装置（10），其中，代表由初级线圈（22）产生的穿过次级线圈（32）的磁场通量的幅值的参数是在所述初级线圈（22）中流动的充电电流的强度幅值（52）。

6.根据权利要求4所述的装置（10），其中，初级模块（20）的控制电路（24）还被配置成根据把手（12）的估计位置来控制使把手（12）相对于门（11）移位的马达。

7.根据权利要求5所述的装置（10），其中，初级模块（20）的控制电路（24）还被配置成根据把手（12）的估计位置来控制使把手（12）相对于门（11）移位的马达。

8.根据权利要求1至3和5至7中的一项所述的装置（10），其中，初级线圈（22）和次级线圈（32）具有基本垂直于门（11）的平面的轴线。

9.根据权利要求4所述的装置（10），其中，初级线圈（22）和次级线圈（32）具有基本垂直于门（11）的平面的轴线。

10.机动车辆的门（11），其特征在于，其包括根据权利要求1至9中的一项所述的装置（10）。

11.机动车辆，其特征在于，其包括根据权利要求10所述的门（11）。

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