DE102010045422A1 - Device for operating door or flap of motor car, has sensing unit designed as cable, where conductors of cable serve as active shield and are formed as metallic core e.g. copper wire, and metallic layer partially covering insulating layer - Google Patents

Device for operating door or flap of motor car, has sensing unit designed as cable, where conductors of cable serve as active shield and are formed as metallic core e.g. copper wire, and metallic layer partially covering insulating layer Download PDF

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Abstract

The device has a sensing unit (3) detecting an object in a detection region bordered on a motor car, so that a moving part is activated over detection. The sensing unit is designed as a coaxial cable, where conductors of the coaxial cable serve as an active shield and are formed as a metallic core e.g. copper wire. A metallic layer e.g. metallic foil, partially covers an insulating layer, which is made of plastic. A metallic sheathing forms a sensing electrode, where the sensing electrode constructs an electric field. The sensing unit is arranged at a bumper (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung einer Tür oder Klappe eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinheit aufweist, um eine Detektion eines Objektes in wenigstens einem an das Kraftfahrzeug angrenzenden Detektionsbereich zu ermöglichen, so dass über die Detektion die Betätigung des beweglichen Teils aktivierbar ist.The invention relates to a device for actuating a door or flap of a vehicle, wherein the device has a sensor unit in order to enable detection of an object in at least one detection area adjacent to the motor vehicle, so that the detection of the actuation of the movable part can be activated.

Aus dem Stand der Technik ist eine Sensoreinheit bekannt, welche an einem Stoßfänger angeordnet ist. Bei der Sensoreinheit handelt es sich um eine Eindrahtelektrode, welche als Seele einen Kupferdraht aufweist, die von einer Kunststoffschicht ummantelt ist. Nachteilig bei solch einer Sensoreinheit ist allerdings die geringe Reichweite zur Erfassung des Benutzers, welcher sich der Heckklappe nähert. Der Sensor detektiert den Benutzer erst knapp vor dem Stoßfänger, so dass bei einem schlüsselfreien Schließsystem sich die Heckklappe erst sehr spät öffnet.From the prior art, a sensor unit is known, which is arranged on a bumper. The sensor unit is a single-wire electrode, which has a copper wire as the core, which is encased by a plastic layer. A disadvantage of such a sensor unit, however, is the low range for detecting the user, which approaches the tailgate. The sensor only detects the user just in front of the bumper, so that with a key-free locking system, the tailgate opens very late.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zur Betätigung einer Tür oder Klappe eines Fahrzeugs mit einer Sensoreinheit bereitzustellen, die eine größere Reichweite zur Detektion des Benutzers aufweist.The object of the invention is therefore to provide a device for actuating a door or flap of a vehicle with a sensor unit, which has a greater range for the detection of the user.

Die Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Sensoreinheit als Koaxialkabel ausgebildet ist, wobei ein als metallische Seele ausgebildeter Leiter des Koaxialkabels als aktive Abschirmung dient.The invention is achieved in that the sensor unit is designed as a coaxial cable, wherein a designed as a metallic core conductor of the coaxial cable serves as an active shield.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass die Reichweite der Sensoreinheit zur Detektion des sich an die Heckklappe annähernden Benutzers vergrößert wird. Dadurch wird bereits frühzeitig die Kommunikation zwischen einem Fahrzeugsteuergerät und einem Funkschlüssel des Benutzers gestartet, so dass bereits bei der Annäherung des Benutzers an die Heckklappe diese geöffnet wird.The solution according to the invention has the advantage that the range of the sensor unit for detecting the approaching to the tailgate user is increased. As a result, the communication between a vehicle control unit and a radio key of the user is started at an early stage, so that it is already opened when the user approaches the tailgate.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Leiter des Koaxialkabels zumindest teilweise von einer ersten Isolierschicht des Koaxialkabels ummantelt ist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the conductor of the coaxial cable is at least partially encased by a first insulating layer of the coaxial cable.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Isolierschicht des Koaxialkabels ein εr aufweist, welches einen Wert zwischen 5 und 1 aufweist. Der Vorteil ist, dass dadurch die Reichweite der Sensoreinheit vergrößert wird, weil das elektrische Feld einen größeren Detektionsbereich erzeugt.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the first insulating layer of the coaxial cable has an ε r , which has a value between 5 and 1. The advantage is that thereby the range of the sensor unit is increased, because the electric field generates a larger detection area.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Isolierschicht aus einem geschäumten Material besteht, welches Luftkammern aufweist.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the first insulating layer consists of a foamed material having air chambers.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Isolierschicht aus Luft besteht.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the first insulating layer consists of air.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Isolierschicht zumindest teilweise von einer metallischen Schicht ummantelt ist, welche als Sensorelektrode dient.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the first insulating layer is at least partially covered by a metallic layer which serves as a sensor electrode.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die metallische Schicht als Metallfolie und/oder Drahtgeflecht und/oder Draht, insbesondere als spiralförmig aufgewickelter Draht ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the metallic layer is formed as a metal foil and / or wire mesh and / or wire, in particular as a helically wound wire.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die metallische Schicht zumindest teilweise von einer zweiten Isolierschicht, insbesondere aus Kunststoff ausgebildeten Isolierschicht, ummantelt ist, welche zur Isolierung gegen äußere Umwelteinflüsse dient, insbesondere um die metallischen Anteile des Koaxialkabel gegen Feuchtigkeit und Korrosion zu schützen.According to a further preferred embodiment of the invention it is provided that the metallic layer is at least partially encased by a second insulating layer, in particular made of plastic insulating layer, which serves to insulate against external environmental influences, in particular to the metallic portions of the coaxial cable against moisture and corrosion protect.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Seele als Kupferdraht ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the core is formed as a copper wire.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung an einem Stoßfänger angeordnet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the sensor device is arranged on a bumper.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das als Sensoreinheit ausgebildete Koaxialkabel an mindestens einem Ende wasserdicht ausgebildet ist. Dadurch wird in vorteilhafterweise ausgeschlossen, dass Feuchtigkeit in die einzelnen Schichten der Sensoreinheit eindringt und das elektrische Feld, welches durch die Sensoreinheit erzeugt wird, gestört wird.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the coaxial cable designed as a sensor unit is formed watertight at at least one end. As a result, it is advantageously precluded that moisture penetrates into the individual layers of the sensor unit and the electric field generated by the sensor unit is disturbed.

In den Figuren ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:In the figures, the invention is illustrated schematically with reference to an embodiment. Show it:

1 ein Fahrzeug mit einer in einem Stoßfänger angeordneten Sensoreinheit 1 a vehicle with a arranged in a bumper sensor unit

2 die als Koaxialkabel ausgebildete Sensoreinheit aufweisend den Schichtaufbau in der Seitenansicht 2 the trained as a coaxial cable sensor unit comprising the layer structure in the side view

3 einen Schnitt I-I durch das Koaxialkabel in 2 3 a section II through the coaxial cable in 2

In der 1 ist ein Fahrzeug 1 gezeigt, welches einen Stoßfänger 2 aufweist, in welchem zwei Sensoreinheiten 3 angeordnet sind, wobei die Eine zur Bodenebene ausgerichtet ist und die Andere im Wesentlichen 90° versetzt zur Bodenebene ausgerichtet ist. In the 1 is a vehicle 1 shown a bumper 2 in which two sensor units 3 are arranged, with the one aligned with the ground plane and the other is aligned substantially 90 ° offset to the ground plane.

Der Benutzer nähert sich einer Hecklappe des Fahrzeugs. Die Sensoreinheit 3 detektiert mit Hilfe des von der Sensoreinheit 3 erzeugten elektrischen Felds den Benutzer in einem angrenzenden Detektionsbereich, so dass über die Detektion die Betätigung der Heckklappe aktivierbar ist.The user approaches a tailgate of the vehicle. The sensor unit 3 detected by means of the sensor unit 3 generated electric field, the user in an adjacent detection area, so that the detection of the actuation of the tailgate is activated.

Wie in 2 und 3 gezeigt ist die Sensoreinheit als Koaxialkabel ausgebildet, welches einen schichtweisen Aufbau aufweist. Die Sensoreinheit 3 ist als Koaxialkabel ausgebildet, wobei der als metallische Seele ausgebildete Leiter 4 des Koaxialkabels als aktive Abschirmung dient. Dabei weist die metallische Seele des Koaxialkabels das gleiche Potential wie die erste metallische Ummantelung auf. Die metallische Ummantelung bildet die Sensorelektrode. Dadurch wirkt die erste metallische Ummantelung als Sensorelektrode nicht nach innen, sondern verstärkt nach außen, d. h. es wird nach außen hin eine Feldverstärkung erreicht. Der Leiter 4 ist aus einem Kupferdraht ausgebildet. Der Leiter 4 des Koaxialkabels ist vollständig von einer ersten Isolierschicht 5 des Koaxialkabels ummantelt. Die erste Isolierschicht 5 des Koaxialkabels weist ein εr auf, welches einen Wert zwischen 5 und 1 aufweist. Die erste Isolierschicht 5 umfasst ein geschäumtes Material, welches Luftkammern aufweist. Die erste Schicht 5 umfasst vorzugsweise Polytetrafluorethylen, alternativ Polypropylen oder Polyethylen. Alternativ kann die erste Isolierschicht 5 auch lediglich aus Luft bestehen. Die erste Isolierschicht 5 ist wiederum vollständig von einer metallischen Schicht 6 ummantelt, welche als Sensorelektrode dient. Die Sensorelektrode baut ein elektrisches Feld auf. Wenn das elektrische Feld von einem Benutzer beeinflusst wird, indem der Benutzer in den Detektionsbereich der Sensoreinheit gelangt, wird das Fahrzugsteuergerät von der Sensoreinheit angesteuert und leitet den Vorgang zur Öffnung der Heckklappe ein. Die metallische Schicht 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Metallfolie und Drahtgeflecht ausgebildet, wobei das Drahtgeflecht die Metallfolie überdeckt. Alternativ kann die metallische Schicht auch nur als spiralförmig aufgewickelter Draht ausgebildet sein, welcher die erste Schicht 5 ummantelt. Die metallische Schicht 6 ist vollständig von einer zweiten Isolierschicht 7 ummantelt, welche aus Kunststoff ausgebildeten ist und zur Isolierung gegen äußere Umwelteinflüsse dient, um die metallischen Anteile des Koaxialkabels gegen Feuchtigkeit und Korrosion zu schützen. Das als Sensoreinheit 3 ausgebildete Koaxialkabel ist an einem seiner Enden wasserdicht ausgebildet. Das andere Ende des Koaxialkabels dient zur Aufnahme einer Steckverbindung.As in 2 and 3 the sensor unit is shown as a coaxial cable, which has a layered structure. The sensor unit 3 is designed as a coaxial cable, wherein the trained as a metallic core conductor 4 of the coaxial cable serves as an active shield. In this case, the metallic core of the coaxial cable has the same potential as the first metallic sheath. The metallic sheath forms the sensor electrode. As a result, the first metallic sheathing does not act as a sensor electrode to the inside, but reinforced to the outside, ie it is achieved to the outside field amplification. The leader 4 is formed of a copper wire. The leader 4 of the coaxial cable is completely covered by a first insulating layer 5 Coaxial cable sheathed. The first insulating layer 5 of the coaxial cable has an ε r , which has a value between 5 and 1. The first insulating layer 5 comprises a foamed material having air chambers. The first shift 5 preferably comprises polytetrafluoroethylene, alternatively polypropylene or polyethylene. Alternatively, the first insulating layer 5 also consist only of air. The first insulating layer 5 is again completely of a metallic layer 6 sheathed, which serves as a sensor electrode. The sensor electrode builds up an electric field. If the electric field is influenced by a user by the user entering the detection area of the sensor unit, the vehicle control unit is actuated by the sensor unit and initiates the process of opening the tailgate. The metallic layer 6 is formed in this embodiment as a metal foil and wire mesh, wherein the wire mesh covers the metal foil. Alternatively, the metallic layer may also be formed only as a helically wound wire, which is the first layer 5 jacketed. The metallic layer 6 is completely covered by a second insulating layer 7 which is formed of plastic and serves to insulate against external environmental influences, to protect the metallic components of the coaxial cable against moisture and corrosion. The as sensor unit 3 trained coaxial cable is watertight at one of its ends. The other end of the coaxial cable is used to accommodate a connector.

In 5 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein Koaxialkabel dargestellt, das eine weitere metallische Ummantelung aufweist, wobei diese zusätzliche Ummantelung mit der Masse (Ground) verbunden ist, so dass diese Ummantelung als Abschirmung des Sensorsystem nach außen dient. Die Kabelseele weist dasselbe elektrische Potential wie die erste metallische Ummantelung auf und wirkt daher als aktive Abschirmung nach innen. Dadurch wird das elektrische Sensorfeld nach außen hin verstärkt.In 5 is shown as a further embodiment, a coaxial cable having a further metallic sheath, said additional sheath is connected to the ground (ground), so that this sheath serves as a shield of the sensor system to the outside. The cable core has the same electrical potential as the first metallic sheath and therefore acts as an active shield to the inside. As a result, the electric sensor field is amplified to the outside.

Die zweite metallische Ummantelung soll dagegen den Sensor in den Bereichen unwirksam machen, wo keine Sensierung notwendig oder es zu Fehlsensierungen kommen kann.By contrast, the second metallic sheathing is intended to render the sensor ineffective in the areas where no sensing is necessary or misdetections may occur.

In 6 ist das Gesamtsystem in einem Fahrzeug schematisch dargestellt. Von einem Steuergerät im Fahrzeug verläuft das Koaxialkabel, in diesem Fall mit zweiter metallischer Ummantelung, zum Heckbereich, wobei in der Sensorzone am Koaxialkabel die zweite metallische Ummantelung entfernt ist, so dass die Sensorelektrode (erste metallische Ummantelung) wirksam sein kann. Die Endbereiche des Koaxialkabels sind zum Schutz gegen Umwelteinflüsse isoliert. Die zweite metallische Ummantelung ist mit Masse (elektrisch, Batterie) verbunden und wirkt als Abschirmung für den Sensor.In 6 the overall system in a vehicle is shown schematically. From a control unit in the vehicle, the coaxial cable, in this case with the second metallic sheathing, runs to the rear area, wherein the second metallic sheath is removed in the sensor zone on the coaxial cable, so that the sensor electrode (first metallic sheath) can be effective. The end portions of the coaxial cable are insulated to protect against environmental influences. The second metallic sheath is connected to ground (electrical, battery) and acts as a shield for the sensor.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei mehrere Abschnitte des Koaxialkabel keine zweite metallische Ummantelung aufweisen. Dadurch wird das Kabel in mehrere sensierende Bereiche aufgeteilt. Der Zwischenabschnitt mit zweiter metallischer Ummantelung kann mit Masse verbunden oder ohne elektrische Verbindung sein. 7 shows a further embodiment, wherein a plurality of sections of the coaxial cable have no second metallic sheath. This splits the cable into several sensing areas. The intermediate portion with second metallic sheath may be connected to ground or without electrical connection.

Das Koaxialkabel kann mehrere Zwischenabschnitte mit und ohne zweiter metallischer Ummantelung aufweisen.The coaxial cable may have a plurality of intermediate sections with and without a second metallic sheath.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
22
Stoßfängerbumper
33
Sensoreinheitsensor unit
44
Leiter, Seele (+ Potential), Aktive AbschirmungHead, Soul (+ Potential), Active Shielding
55
erste Isolierschichtfirst insulating layer
66
erste metallische Schicht, Ummantelung, Sensorelektrode (+ Potential)first metallic layer, sheath, sensor electrode (+ potential)
77
zweite Isolierschichtsecond insulating layer
88th
zweite metallische Schicht, Ummantelungsecond metallic layer, sheath
99
dritte Isolierschichtthird insulating layer
1010
Koaxialkabelbereich mit zweiter metallischen UmmantelungCoaxial cable area with second metallic sheath
1111
Koaxialkabelbereich ohne zweite metallische UmmantelungCoaxial cable area without second metallic sheath
1212
Steuergerätcontrol unit
1313
Zwischenabschnitt mit zweiter metallischen UmmantelungIntermediate section with second metallic sheathing

Claims (17)

Vorrichtung zur Betätigung einer Tür oder Klappe eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinheit aufweist, um eine Detektion eines Objektes in wenigstens einem an das Kraftfahrzeug angrenzenden Detektionsbereich zu ermöglichen, so dass über die Detektion die Betätigung des beweglichen Teils aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit als Koaxialkabel ausgebildet ist, wobei ein als metallische Seele ausgebildeter Leiter des Koaxialkabels als aktive Abschirmung dient.Device for actuating a door or flap of a vehicle, the device having a sensor unit in order to enable detection of an object in at least one detection area adjacent to the motor vehicle, so that the detection of the actuation of the movable part is activated, characterized in that the sensor unit is designed as a coaxial cable, wherein a designed as a metallic core conductor of the coaxial cable serves as an active shield. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter des Koaxialkabels zumindest teilweise von einer ersten Isolierschicht des Koaxialkabels ummantelt ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the conductor of the coaxial cable is at least partially encased by a first insulating layer of the coaxial cable. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolierschicht des Koaxialkabels ein εr aufweist, welches einen Wert zwischen 5 und 1 aufweist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the first insulating layer of the coaxial cable has an ε r , which has a value between 5 and 1. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolierschicht aus einem geschäumten Material besteht, welches Luftkammern aufweist.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the first insulating layer consists of a foamed material having air chambers. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolierschicht aus Luft besteht.Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the first insulating layer consists of air. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolierschicht zumindest teilweise von einer metallischen Schicht ummantelt ist, welche als Sensorelektrode dient.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first insulating layer is at least partially sheathed by a metallic layer which serves as a sensor electrode. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht als Metallfolie und/oder Drahtgeflecht und/oder Draht, insbesondere als spiralförmig aufgewickelter Draht ausgebildet ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that the metallic layer is formed as a metal foil and / or wire mesh and / or wire, in particular as a helically wound wire. Vorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht zumindest teilweise von einer zweiten Isolierschicht, insbesondere aus Kunststoff ausgebildeten Isolierschicht, ummantelt ist, welche zur Isolierung gegen äußere Umwelteinflüsse dient, insbesondere um die metallischen Anteile des Koaxialkabels gegen Feuchtigkeit und Korrosion zu schützen.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the metallic layer is at least partially encased by a second insulating layer, in particular made of plastic insulating layer, which serves to insulate against external environmental influences, in particular the metallic components of the coaxial cable against moisture and corrosion to protect. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele als Kupferdraht ausgebildet ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the core is formed as a copper wire. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung an einem Stoßfänger angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sensor device is arranged on a bumper. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das als Sensoreinheit ausgebildete Koaxialkabel an mindestens einem Ende wasserdicht ausgeblidet ist.Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the formed as a sensor unit coaxial cable is leaked watertight at least one end. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koaxialkabel von einer zusätzlichen zweiten metallischen Ummantelung umgeben ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the coaxial cable is surrounded by an additional second metallic sheath. Vorrichtung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite metallische Ummantelung an Masse (Ground) angeschlossen ist.Apparatus according to claim 12, characterized in that the second metallic sheath is connected to ground (ground). Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Koaxialkabel von einer zusätzlichen äußeren Isolierschicht umgeben ist.Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the coaxial cable is surrounded by an additional outer insulating layer. Vorrichtung nach einem der Ansprüche von 12 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass das Koaxialkabel bereichsweise, vorzugsweise im Endbereich, keine 2. metallische Ummantelung umfasst, so dass das Koaxialkabel in diesen Bereichen als Sensor wirkt.Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the coaxial cable partially, preferably in the end, no 2. Metallic sheath comprises, so that the coaxial cable acts as a sensor in these areas. Vorrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass das Koaxialkabel mehrere Abschnitte ohne zweite metallische Ummantelung aufweist.Apparatus according to claim 15, characterized in that the coaxial cable has a plurality of sections without a second metallic sheath. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Ummantelungen der Zwischenabschnitte mit Masse (Ground) verbunden sind.Apparatus according to claim 16, characterized in that the metallic sheaths of the intermediate sections are connected to ground.
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