DE102014107809B4 - Door handle with capacitive or inductive sensor - Google Patents
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Abstract
Türgriff (10), insbesondere Türaußengriff eines Kraftfahrzeugs, mit einem Sensor (24), der eine im Inneren des Türgriffs (10) angeordnete erste Metallfläche (30) und eine in einem Abstand dazu angeordnete zweite Metallfläche (32), die in Richtung der ersten Metallfläche (30) verbiegbar ist, sowie eine Detektionseinrichtung umfasst, mittels welcher eine durch die Änderung des Abstands zwischen den Metallflächen (30, 32) verursachte Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung detektierbar ist dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Detektion einer einen Schwellenwert überschreitenden Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung eine erste vordefinierte oder programmierbare Aktion auszulösen und bei Detektion eines Kontakts zwischen der ersten Metallfläche (30) und der zweiten Metallfläche (32) eine zweite vordefinierte oder programmierbare Aktion auszulösen.Door handle (10), in particular outside door handle of a motor vehicle, with a sensor (24) which has a first metal surface (30) arranged inside the door handle (10) and a second metal surface (32) arranged at a distance therefrom, which is directed in the direction of the first Metal surface (30) is bendable, and comprises a detection device by means of which a change in capacitance or inductance caused by the change in the distance between the metal surfaces (30, 32) can be detected, characterized in that the detection device is designed to set a threshold value upon detection of a to initiate a first predefined or programmable action when a change in capacitance or inductance is exceeded and to initiate a second predefined or programmable action upon detection of a contact between the first metal surface (30) and the second metal surface (32).
Description
Die Erfindung betrifft einen Türgriff, insbesondere einen Türaußengriff eines Kraftfahrzeugs, mit einem Sensor.The invention relates to a door handle, in particular an outside door handle of a motor vehicle, with a sensor.
Derartige Türgriffe sind grundsätzlich bekannt und werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um eine schlüssellose Entriegelung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die Sensoren dieser Türgriffe sind in Form von kapazitiven Näherungsschaltern ausgebildet, d.h. sie messen die Kapazität zwischen einer aktiven Elektrode und dem elektrischen Erdpotential. Diese Form von kapazitivem Sensor eignet sich nicht für einen Einsatz in verchromten Türgriffen, da die aktive Elektrode durch die Chromschicht elektrisch abgeschirmt wird, so dass keine Kapazitätsmessung mehr möglich ist.Such door handles are known in principle and are used, for example, in motor vehicles in order to enable the vehicle to be unlocked without a key. The sensors of these door handles are designed in the form of capacitive proximity switches, i.e. they measure the capacitance between an active electrode and the electrical ground potential. This form of capacitive sensor is not suitable for use in chrome-plated door handles, as the active electrode is electrically shielded by the chrome layer so that capacitance measurement is no longer possible.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Türgriff mit einem Sensor zu schaffen, welcher auch bei verchromter Oberfläche des Türgriffs die Erfassung einer Berührung des Türgriffs ermöglicht.The invention is based on the object of creating a door handle with a sensor which, even with a chrome-plated surface of the door handle, enables the detection of a touch of the door handle.
Die Aufgabe wird durch einen Türgriff nach Anspruch 1 gelöst und insbesondere dadurch, dass der Sensor eine im Inneren des Türgriffs angeordnete erste Metallfläche und eine in einem Abstand dazu angeordnete zweite Metallfläche, die in Richtung der ersten Metallfläche verbiegbar ist, sowie eine Detektionseinrichtung umfasst, mittels welcher eine durch die Änderung des Abstands zwischen den Metallflächen verursachte Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung detektierbar ist.The object is achieved by a door handle according to claim 1 and in particular in that the sensor comprises a first metal surface arranged in the interior of the door handle and a second metal surface arranged at a distance therefrom, which can be bent in the direction of the first metal surface, and a detection device by means of which a change in capacitance or inductance caused by the change in the distance between the metal surfaces can be detected.
Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, eine Kapazitätsmessung nicht zwischen der aktiven Elektrode und dem elektrischen Erdpotential vorzunehmen, sondern stattdessen eine Kapazitätsänderung zwischen zwei zueinander beabstandeten Metallflächen zu detektieren. Die Problematik der elektrischen Abschirmung der aktiven Elektrode wird mit anderen Worten also dadurch gelöst, dass eine abschirmende zweite Metallfläche selbst zum Bestandteil des Sensors gemacht wird. Alternativ zur Kapazitätsmessung kann bei entsprechender Ausbildung der Detektionseinrichtung auch eine Induktivitätsmessung durchgeführt und eine durch die Annährung der Metallflächen hervorgerufene Induktivitätsänderung detektiert werden. In beiden Fällen lässt sich der erfindungsgemäße Türgriff unter Beibehaltung seiner Sensorfunktionalität auch mit einer metallisierten Oberfläche, beispielsweise einer verchromten Oberfläche, verwenden.The invention is based on the general idea of not taking a capacitance measurement between the active electrode and the electrical ground potential, but instead detecting a change in capacitance between two metal surfaces that are spaced apart from one another. In other words, the problem of electrical shielding of the active electrode is solved by making a shielding second metal surface itself part of the sensor. As an alternative to the capacitance measurement, if the detection device is designed accordingly, an inductance measurement can also be carried out and a change in inductance caused by the approach of the metal surfaces can be detected. In both cases, the door handle according to the invention can also be used with a metallized surface, for example a chrome-plated surface, while maintaining its sensor functionality.
Der Abstand zwischen der ersten und zweiten Metallfläche kann im Bereich von 50 µm bis 150 µm liegen und beispielsweise 100 µm betragen, so dass bereits eine durch eine Berührung des Türgriffs im Bereich des Sensors hervorgerufene minimale Verbiegung der zweiten Metallfläche in Richtung der ersten Metallfläche von weniger als 100 µm beispielsweise zu einer signifikanten Kapazitätsänderung, z.B. im Bereich von 0,1 bis 1 pF, führen kann. Der Zwischenraum zwischen den Metallflächen weist bevorzugt ein Dielektrikum auf, der Einfachheit halber ein Gas, wie z.B. Luft, und/oder einen elastisch verformbaren Feststoff, wie z.B. einen Kunststoffschaum oder ähnliches.The distance between the first and second metal surface can be in the range of 50 µm to 150 µm and for example 100 µm, so that even a minimal bending of the second metal surface in the direction of the first metal surface caused by touching the door handle in the area of the sensor is less than 100 μm, for example, can lead to a significant change in capacitance, for example in the range from 0.1 to 1 pF. The space between the metal surfaces preferably has a dielectric, for the sake of simplicity a gas, such as air, and / or an elastically deformable solid, such as a plastic foam or the like.
Überschreitet die detektierte Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung einen vorbestimmten Schwellenwert wird erfindungsgemäß eine vordefinierte oder programmierbare Aktion ausgelöst, z.B. die Ver- oder Entriegelung einer Fahrzeugtür. Wird die zweite Metallfläche soweit eingedrückt, dass sie mit der ersten Metallfläche in Kontakt gerät, wird eine zweite vordefinierte oder programmierbare Aktion ausgelöst, wie z.B. die Ver- oder Entriegelung aller Fahrzeugtüren, Ein-/Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung etc.If the detected change in capacitance or inductance exceeds a predetermined threshold value, a predefined or programmable action is triggered according to the invention, e.g. locking or unlocking a vehicle door. If the second metal surface is pressed in so far that it comes into contact with the first metal surface, a second predefined or programmable action is triggered, such as locking or unlocking all vehicle doors, switching the vehicle lights on / off, etc.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims, the description and the drawing.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Metallfläche durch eine Außenhaut des Türgriffs gebildet. So kann die Außenhaut zum Beispiel aus einem Metallblech geformt sein, welches gleichzeitig die zweite Metallfläche bildet.According to one embodiment, the second metal surface is formed by an outer skin of the door handle. For example, the outer skin can be formed from a metal sheet, which at the same time forms the second metal surface.
Alternativ kann die zweite Metallfläche auch auf eine Außenhaut des Türgriffs aufgebracht sein. Beispielsweise kann die Außenhaut aus einem Kunststoffmaterial geformt sein, auf welches die zweite Metallfläche aufgetragen ist, z.B. in Gestalt einer Chrombeschichtung.Alternatively, the second metal surface can also be applied to an outer skin of the door handle. For example, the outer skin can be formed from a plastic material to which the second metal surface is applied, for example in the form of a chrome coating.
Die erste Metallfläche ist bevorzugt auf einem im Wesentlichen nichtverformbaren Kern des Türgriffs angeordnet, wobei „im Wesentlichen nichtverformbar“ in diesem Kontext bedeutet, dass sich der Kern durch die bei normalem Gebrauch des Türgriffs auftretenden Kräfte nicht verformen lässt. Eine Abstandsänderung zwischen den Metallflächen und die damit einhergehende Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung kann also nur durch eine Verbiegung der zweiten Metallfläche erreicht werden.The first metal surface is preferably arranged on a substantially non-deformable core of the door handle, “substantially non-deformable” in this context means that the core cannot be deformed by the forces that occur during normal use of the door handle. A change in the distance between the metal surfaces and the associated change in capacitance or inductance can therefore only be achieved by bending the second metal surface.
Für eine besonders einfache Verschaltung und eine besonders kompakte Bauform des Sensors ist eine, insbesondere flexible, gedruckte Leiterplatte zwischen der ersten Metallfläche und dem Kern des Türgriffs angeordnet.For a particularly simple connection and a particularly compact design of the sensor an, in particular flexible, printed circuit board is arranged between the first metal surface and the core of the door handle.
Bevorzugt bildet die auf dem im Wesentlichen nichtverformbaren Kern angeordnete erste Metallfläche eine mit der Detektionseinrichtung verbundene Sensorelektrode. Die verschaltete aktive Elektrode ist mit anderen Worten starr gelagert, während die passive Gegenelektrode durch die bewegliche zweite Metallfläche gebildet ist. Dies hat bauliche Vorteile, weil die Schaltungskomponenten im Betrieb keiner Verformung ausgesetzt sind und deshalb nicht notwendigerweise flexibel ausgebildet sein müssen. Gleichwohl ist es prinzipiell vorstellbar, die aktive Elektrode an der biegsamen Außenhaut und die passive Elektrode an dem starren Kern vorzusehen.The first metal surface arranged on the essentially non-deformable core preferably forms a sensor electrode connected to the detection device. In other words, the connected active electrode is rigidly mounted, while the passive counter electrode is formed by the movable second metal surface. This has structural advantages because the circuit components are not exposed to any deformation during operation and therefore do not necessarily have to be flexible. In principle, however, it is conceivable to provide the active electrode on the flexible outer skin and the passive electrode on the rigid core.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind zwei lateral beabstandete Abstandshalter zwischen der ersten Metallfläche und der zweiten Metallfläche angeordnet. Diese können beispielsweise durch Klebefolien gebildet sein. Die Stärke der Abstandshalter gibt die Spaltbreite zwischen den Metallflächen vor. Gleichzeitig bilden die Abstandshalter Gegenlager für die zweite Metallfläche, um welche sich die zweite Metallfläche herum verbiegen kann, wenn zwischen den Abstandshaltern eine Kraft auf die zweite Metallfläche ausgeübt wird, d.h. diese eingedrückt wird. Durch eine gezielte Schwächung des Materials der Außenhaut im Bereich der Abstandshalter kann die Verbiegung der zweiten Metallfläche zusätzlich erleichtert werden.According to a further advantageous embodiment, two laterally spaced spacers are arranged between the first metal surface and the second metal surface. These can be formed for example by adhesive films. The thickness of the spacers determines the gap width between the metal surfaces. At the same time, the spacers form counter bearings for the second metal surface, around which the second metal surface can bend if a force is exerted on the second metal surface between the spacers, i.e. if it is pressed in. A targeted weakening of the material of the outer skin in the area of the spacers can additionally facilitate the bending of the second metal surface.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist zusätzlich zu dem voranstehend beschriebenen Sensor ein kapazitiver Näherungsschalter vorgesehen. Beispielsweise kann der voranstehend beschriebene Sensor an einer der Tür abgewandten Seite des Türgriffs angeordnet sein, während der Näherungsschalter türseitig an dem Türgriff vorgesehen ist. Es versteht sich, dass für eine einwandfreie Funktion des Näherungsschalters darauf zu achten ist, dass die aktive Elektrode des Näherungsschalters nicht metallisch abgeschirmt ist. Zur Umgehung dieser Abschirmungsproblematik könnte anstelle des Näherungsschalters selbstverständlich auch ein zweiter kapazitiver oder induktiver Sensor der voranstehend beschrieben Art verwendet werden.According to yet another embodiment, a capacitive proximity switch is provided in addition to the sensor described above. For example, the sensor described above can be arranged on a side of the door handle facing away from the door, while the proximity switch is provided on the door handle on the door side. It goes without saying that for the proximity switch to function properly, it must be ensured that the active electrode of the proximity switch is not shielded by metal. To circumvent this problem of shielding, a second capacitive or inductive sensor of the type described above could of course also be used instead of the proximity switch.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
-
1 zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Türgriffs.
-
1 shows schematically the structure of a door handle according to the invention.
Bei dem in
Zwischen dem Kern
Die Sensorelektrode
Wird die Außenhaut
Es versteht sich, dass bereits eine Verbiegung der Außenhaut
Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung voranstehend zwar anhand eines kapazitiven Sensors
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- TürgriffDoor handle
- 1212
- Kerncore
- 1414th
- AußenhautOuter skin
- 1616
- Pfeilarrow
- 1818th
- KunststoffmaterialPlastic material
- 2020th
- ChrombeschichtungChrome plating
- 2424
- Sensorsensor
- 2626th
- SensorelektrodeSensor electrode
- 2828
- LeiterbahnTrack
- 3030th
- MetallflächeMetal surface
- 3232
- MetallflächeMetal surface
- 3434
- AbstandshalterSpacers
- 3636
- Spaltgap
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