DE102020125376A1

DE102020125376A1 - Kommunikationsvorrichtung für ein Fahrzeug sowie ein Verfahren hierzu

Info

Publication number: DE102020125376A1
Application number: DE102020125376.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Chabrowski
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2022-03-31
Also published as: WO2022069117A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) für ein Fahrzeug (1) zur Bereitstellung einer Kommunikation und/oder Detektion bei dem Fahrzeug (1), und insbesondere ausgebildet zur Integration in ein Fahrzeugteil (5), aufweisend- eine Verarbeitungsanordnung (70) zur Verarbeitung eines elektrischen Signals (S), welches für die Kommunikation und/oder Detektion spezifisch ist,- wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung (50), die jeweils ein elektrisch leitfähiges Funktionselement (31) zur Bereitstellung des Signals (S) durch eine Funktionsdurchführung (F) und ein Abschirmelement (40) zur Abschirmung für die Funktionsdurchführung (F) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (40) das Funktionselement (31) umgibt, um die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen (x, y, z) bereitzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Bereitstellung einer Kommunikation und/oder Detektion bei dem Fahrzeug, eine Bedienvorrichtung hierfür sowie ein entsprechendes Verfahren.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei Fahrzeugen verschiedene Sensoren und Kommunikationsmittel zum Einsatz kommen. Bspw. kann ein kapazitiver Sensor verwendet werden, um eine Annäherung und/oder Berührung und/oder Geste am Fahrzeug zu detektieren. Anschließend kann ein induktiver Sensor eine Berührung und/oder einen Druck erfassen. Auf diese Weise kann eine Aktivierungshandlung eines Benutzers detektiert werden, welche bspw. an einem Türgriff des Fahrzeuges stattfindet. Abhängig von der Detektion der Aktivierungshandlung kann eine Fahrzeugfunktion wie ein Entriegeln und/oder Öffnen der Tür erfolgen. Falls für die Fahrzeugfunktion eine Authentifizierung notwendig ist, kann ein Kommunikationsmittel wie eine NFC-Antenne genutzt werden, um entsprechende Authentifizierungsinformationen mittels einer Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einem Authentifizierungsmittel auszutauschen.
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist, dass sich die verschiedenen Technologien zur Detektion und/oder Kommunikation gegenseitig stören können. Um Störungen zu vermeiden, wird zudem herkömmlicherweise ein größerer Abstand zwischen den Antennen oder Sensorelementen gewählt. Dies bringt allerdings höhere Anforderungen an den notwendigen Bauraum mit sich. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung zum parallelen Betrieb solcher Technologien vorzuschlagen und vorzugsweise den benötigten Bauraum zu minimieren.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs, eine Bedienvorrichtung mit den Merkmalen des weiteren Vorrichtungsanspruchs sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Bereitstellung einer Kommunikation und/oder Detektion bei dem Fahrzeug. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, in ein Fahrzeugteil des Fahrzeuges integriert zu werden. Diese Ausbildung zur Integration in das Fahrzeugteil kann bspw. dadurch ermöglicht sein, dass Befestigungsmittel und/oder geometrische Anpassungen an das Fahrzeugteil vorgesehen sind. Das Fahrzeugteil ist bspw. eine Bedienfläche am Fahrzeug oder ein Türgriff oder eine Tür oder eine Heckklappe oder dergleichen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Verarbeitungsanordnung zur Verarbeitung eines elektrischen Signals aufweisen. Die Verarbeitungsanordnung kann dabei eine elektronische Verarbeitungsanordnung sein, und zur Verarbeitung bspw. einen Mikrocontroller nutzen. Ebenfalls kann eine elektronische Schnittstelle zu einem Steuergerät des Fahrzeuges Teil der Verarbeitungsanordnung sein, um z. B. über die Schnittstelle ein Ergebnis der Detektion und/oder Kommunikation an das Steuergerät zu übermitteln und/oder über die Schnittstelle eine Aktivierung einer Fahrzeugfunktion in Abhängigkeit von der Detektion und/oder Kommunikation zu triggern.
Das voranstehend beschriebene elektrische Signal kann für die Kommunikation und/oder Detektion spezifisch sein. Darunter ist insbesondere zu verstehen, dass anhand des Signals ein Ergebnis der Detektion und/oder Kommunikation durch die Verarbeitung ermittelt werden kann. Das Signal kann bspw. eine Information darüber umfassen, ob eine Veränderung in der Umgebung der Vorrichtung erfolgt, bspw. durch eine Aktivierungshandlung eines Benutzers. Auch kann das Signal wenigstens eine Information umfassen, welche über die Kommunikation übertragen wird. Dies kann z. B. eine Authentifizierungsinformation über den Benutzer sein, welcher die Aktivierungshandlung durchführt. Das Signal ist insbesondere ein elektrisches Signal, welches abhängig ist von der Veränderung in der Umgebung und/oder einem Kommunikationssignal der Kommunikation. Das Kommunikationssignal ist z. B. ein Funksignal und/oder Nahfeldkommunikationssignal, wie ein magnetisches Feld.
Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens eine oder genau eine oder wenigstens zwei oder genau zwei elektrische Funktionsanordnung(en) aufweisen, die wiederum jeweils aufweisen:

- (wenigstens oder genau) ein elektrisch leitfähiges Funktionselement zur Bereitstellung des (voranstehend beschriebenen elektrischen) Signals durch eine Funktionsdurchführung (des Funktionselements) und
- (wenigstens oder genau) ein Abschirmelement zur Abschirmung für die bzw. der Funktionsdurchführung.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass das Abschirmelement das Funktionselement (insbesondere räumlich und/oder geometrisch) umgibt, vorzugsweise um die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen bereitzustellen. Die Abschirmung kann dazu dienen, elektromagnetische Störungen (von außerhalb) auf die Funktionsdurchführung und/oder verursacht durch die Funktionsdurchführung (und auf andere Sensormittel) zumindest zu reduzieren. Dies kann durch eine das Funktionselement umgebende Geometrie des Abschirmelements derart erfolgen, dass die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen erfolgt.
Die Funktionsdurchführung ist bspw. die Erzeugung eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes, insbesondere Wechselfeldes, zur Detektion und/oder Kommunikation. Die Abschirmung kann z. B. in der Form einer elektrischen und/oder elektromagnetischen Abschirmung dadurch ermöglicht werden, dass das Abschirmelement ein festes elektrisches Potential aufweist und/oder ein elektromagnetisches Feld erzeugt und/oder das magnetische und/oder elektromagnetische Feld des Funktionselements beeinflusst. Das Funktionselement und/oder das Abschirmelement können jeweils ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen und vorzugsweise elektrisch leitfähige Bahnen oder Flächen einer Leiterplatte sein. Das Funktionselement kann konkret eine Antenne oder eine Spule sein, insbesondere zur Funkkommunikation und/oder Detektion mittels induktiver Erfassung.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn im Rahmen der Erfindung das elektrisch leitfähige Funktionselement als eine elektrische Spule eines (insbesondere induktiven) Sensors, insbesondere LDC-Sensors (Inductance-to-Digital Converter Sensors), der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet ist, um vorzugsweise für die Detektion die Funktionsdurchführung in der Form einer (insbesondere induktiven) Erfassung einer Veränderung in einer Umgebung des Funktionselements und/oder einer Induktivitätsveränderung bereitzustellen, sodass das elektrische Signal für die Veränderung bzw. Induktivitätsveränderung spezifisch ist. Das Funktionselement kann entsprechend zur induktiven Sensorik geeignet sein, um eine Bewegung und/oder Positionsänderung anhand der Induktivitätsveränderung festzustellen. Hierzu kann ein magnetisches Wechselfeld - bspw. durch ein oszillierendes LC-Glied - erzeugt und durch das Funktionselement in die Umgebung bereitgestellt werden. Das Funktionselement ist entsprechend Teil eines Schwingkreises. Ein elektrisch leitfähiges Aktivierungsmittel kann in der Umgebung vorgesehen sein, um durch die Aktivierungshandlung bewegt zu werden. Diese Bewegung bzw. Positionsänderung des Aktivierungsmittels kann zur Induktivitätsveränderung führen, welche wiederum zur Veränderung einer Oszillationsfrequenz des Schwingkreises führen kann. Eine Auswertung dieser Veränderung durch den induktiven Sensor kann entsprechend zur Detektion der Aktivierungshandlung führen. Das elektrische Signal ist dabei bspw. das elektrische Strom- und/oder Spannungssignal am Funktionselement.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das elektrisch leitfähige Funktionselement als eine Antenne, insbesondere NFC-Antenne, einer Kommunikationsvorrichtung der Vorrichtung ausgebildet ist, um vorzugsweise für die Kommunikation die Funktionsdurchführung in der Form eines Aussendens und/oder Empfangens eines Kommunikationssignals bereitzustellen, sodass das elektrische Signal für das Kommunikationssignal spezifisch ist. Die Kommunikation kann eine Funk- und/oder Nahfeldkommunikation sein. Das elektrische Signal ist dabei bspw. das elektrische Strom- und/oder Spannungssignal am Funktionselement. Insbesondere kann das Kommunikationssignal, insbesondere Funksignal, Authentifizierungsinformation über den Benutzer umfassen.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das Abschirmelement als ein, insbesondere schaltbares, Erkennungsmittel für eine Erkennungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erkennung der Funktionsdurchführung ausgeführt ist, wobei vorzugsweise die Erkennungsvorrichtung wenigstens ein Schaltmittel zum Umschalten zwischen einem Erkennungsmodus, in welchem die Erkennung der Funktionsdurchführung über das Abschirmelement erfolgt und/oder bereitgestellt ist, und einem Abschirmmodus, in welchem die Abschirmung für die Funktionsdurchführung über das Abschirmelement erfolgt und/oder bereitgestellt ist, aufweist. Das Schaltmittel ist z. B. ein elektronischer Schalter wie ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), welcher elektrisch mit dem Abschirmelement zum Umschalten verschaltet ist. Bspw. kann durch das Schaltmittel das Abschirmelement mit einem elektrischen Potential wie Masse oder einem von Masse abweichenden elektrischen Potential verbunden werden. In anderen Worten kann das Abschirmelement durch das Schaltmittel auf das Potential durchgeschaltet werden. Dies kann im Abschirmodus der Fall sein. Im Erkennungsmodus kann hingegen diese Verbindung zum Potential getrennt sein und das Abschirmelement insbesondere potentialfrei liegen, also „floatet“ geschaltet sein. Dies ermöglicht es, das Abschirmelement in der Art einer Antenne zu verwenden, um die Funktionsdurchführung zu erkennen. Im Erkennungsmodus schirmt das Abschirmelement somit nicht (zumindest nicht primär) ab, sondern dient zur Erfassung elektromagnetischer Felder. Sobald das Funktionselement ein Feld erzeugt und/oder verändert, kann dies über das Abschirmelement registriert werden. Bspw. verursacht die Funktionsdurchführung des Funktionselements einen Anstieg und/oder eine Veränderung eines elektrischen Erkennungssignals, insbesondere elektrischen Stroms des Abschirmelements. Dieses Erkennungssignal kann durch die Erkennungsvorrichtung ausgewertet werden, um die aktive Funktionsdurchführung zu detektieren. Ebenfalls können auf diese Weise die Pausen zwischen den Funktionsdurchführungen ermittelt werden. Wenn das Funktionselement die Funktionsdurchführung in festen, regelmäßigen Abständen wiederholt durchführt, kann entsprechend auch eine Frequenz und/oder eine „Phase“ und/oder ein Startzeitpunkt der wiederholten Durchführungen ermittelt werden. Dies ermöglicht eine Synchronisation der Funktionsdurchführung mit anderen Funktionen.
Es kann vorgesehen sein, dass im Erkennungsmodus durch das Abschirmelement ein elektrisches Erkennungssignal bereitgestellt wird, welches für einen durch die Funktionsdurchführung im Abschirmelement induzierten, elektrischen Strom spezifisch bzw. dadurch verursacht wird. Das Erkennungssignal kann anschließend an wenigstens ein Signalverarbeitungsmittel wie einen Operationsverstärker und/oder Analog-Digital-Wandler übertragen werden, um das Erkennungssignal zu digitalisieren und das Vorliegen der Funktionsdurchführung anhand des digitalisierten Erkennungssignals festzustellen.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn die wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung an einer mehrlagigen Leiterplatte angeordnet ist, wobei jeweils das Abschirmelement und das Funktionselement an einer gemeinsamen Lage angeordnet sein können, und/oder das Abschirmelement das Funktionselement zumindest überwiegend umgibt. Dies ermöglicht es, die Abschirmung in der Ebene dieser Lage in unterschiedlichen Richtungen bereitzustellen. Ferner kann es vorgesehen sein, durch die Verwendung wenigstens eines weiteren Abschirmelements auf wenigstens einer weiteren Lage eine Abschirmung noch für weitere Richtungen zu ermöglichen.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung als zumindest zwei oder zumindest drei Funktionsanordnungen ausgeführt sind, welche an unterschiedlichen Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte angeordnet sind. In anderen Worten können mehrere Funktionsanordnungen vorgesehen sein, jeweils mit wenigstens einem Funktionselement und/oder Abschirmelement. Dies ermöglicht die Verbesserung der Funktionsdurchführung. Die Abschirmelemente können dabei auch miteinander elektrisch kontaktieren und/oder über Durchkontaktierungen elektrisch verbunden sein. Auch können die Funktionselemente miteinander elektrisch verbunden sein, und insbesondere miteinander kontaktieren, und/oder miteinander über Durchkontaktierungen elektrisch verbunden sein. Somit können die miteinander verbundenen Abschirmelemente potentialgleich und/oder die miteinander verbundenen Funktionselemente potentialgleich sein.
In einer weiteren Möglichkeit kann es vorgesehen sein, dass die Abschirmelemente mehrerer Funktionsanordnungen derart an den unterschiedlichen Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte verteilt angeordnet sind, dass die gesamte Abschirmung der Abschirmelemente die Funktionsdurchführung der Funktionselemente in zumindest zwei zueinander orthogonale Richtungen begrenzt. Bspw. kann das Feld, welches bei der Funktionsdurchführung erzeugt wird, durch die Abschirmung in den zumindest zwei zueinander orthogonalen Richtungen begrenzt werden.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Abschirmelement der wenigstens einen Funktionsanordnung und wenigstens ein weiteres Abschirmelement derart an den unterschiedlichen Lagen einer mehrlagigen Leiterplatte verteilt angeordnet sind, dass die gesamte Abschirmung der Abschirmelemente die Funktionsdurchführung der Funktionselemente in zumindest drei zueinander orthogonale Richtungen begrenzt, sodass vorzugsweise die Abschirmung topfförmig ausgebildet ist. Bspw. kann das Feld, welches bei der Funktionsdurchführung erzeugt wird, durch die Abschirmung in den zumindest drei zueinander orthogonalen Richtungen begrenzt werden. Das weitere Abschirmelement ist bspw. als eine elektrisch leitfähige Fläche ausgebildet, welche sich geometrisch über eine größere Fläche erstreckt als das Funktionselement.
Es kann optional möglich sein, dass wenigstens ein Sensormittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kapazitiven Erfassung vorgesehen ist, und vorzugsweise das Abschirmelement zwischen dem wenigstens einen Sensormittel und dem Funktionselement angeordnet ist, um das Sensormittel von dem Funktionselement abzuschirmen und/oder umgekehrt. Das Sensormittel ist bspw. eine Elektrode zur kapazitiven Erfassung, und stellt somit eine veränderliche Kapazität bereit. Die veränderliche Kapazität kann z. B. gegenüber der Umgebung des Sensormittels ausgebildet werden, bspw. mit der Fahrzeugkarosserie als Gegenelektrode. Eine Aktivierungshandlung in der Umgebung kann entsprechend diese Kapazität verändern, und diese Veränderung kann durch einen kapazitiven Sensor ausgewertet werden. Hierzu werden bspw. wiederholte Ladungsübertragungen zwischen dem Sensormittel und einem Integrator des kapazitiven Sensors durchgeführt, um anhand der durch den Integrator gespeicherten Ladungsmenge die Veränderung zu quantifizieren. Eine positive Detektion der Aktivierungshandlung kann z. B. erfolgen, wenn diese Ladungsmenge einen Schwellenwert überschreitet. In diesem Falle kann eine Fahrzeugfunktion wie eine Entriegelung getriggert werden.
Die kapazitive Erfassung und insbesondere die Ladungsübertragungen können bspw. dann pausieren, wenn die Funktionsdurchführung des Funktionselements erfolgt. Allerdings kann es vorgesehen sein, dass der kapazitive Sensor und die Funktionsdurchführung durch unterschiedliche Schaltungen getriggert werden. Um dennoch die Information zu erhalten, zu welchen Zeitpunkten die Funktionsdurchführung stattfindet und entsprechend die kapazitive Erfassung pausiert werden muss, kann eine Erkennungsvorrichtung vorgesehen sein.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens ein Sensormittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kapazitiven Erfassung vorgesehen ist, um abwechselnd und/oder synchronisiert zur Funktionsdurchführung die kapazitive Erfassung durchzuführen, insbesondere gemäß einer Synchronisierung zur Vermeidung einer gegenseitigen Störung und/oder durch eine Pausierung der kapazitiven Erfassung, wenn die Funktionsdurchführung stattfindet. Dabei kann eine Erkennungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, um die Synchronisierung anhand eines von dem Abschirmelement bereitgestellten Erkennungssignals durchzuführen. Das Erkennungssignal ist dabei für die Funktionsdurchführung spezifisch, da das Abschirmelement benachbart und/oder unmittelbar angrenzend an das Funktionselement angeordnet ist und daher durch die Funktionsdurchführung elektrisch beeinflusst wird.
Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Abschirmelement ringförmig ausgebildet ist, und/oder das Funktionselement vollständig in einer geometrischen Ebene umgeben ist. Bspw. kann das Abschirmelement eine ringförmige Leitbahn und/oder elektrisch leitfähige Fläche an der Leiterplatte sein. Weiter kann das Funktionselement zumindest im Wesentlichen im Innenkreis des ringförmigen Abschirmelement angeordnet sein.
Das Abschirmelement und das Funktionselement einer jeweiligen Funktionsanordnung sind elektrisch voneinander getrennt und/oder beabstandet angeordnet und/oder weisen unterschiedliche elektrische Potentiale auf.
Es kann optional möglich sein, dass das Abschirmelement zur Bereitstellung der Abschirmung mit einem vordefinierten elektrischen Potential, insbesondere Masse oder ein von Masse abweichendes Potential, verbunden ist, insbesondere über ein Schaltmittel der Vorrichtung. Dabei kann es möglich sein, dass das Abschirmelement dynamisch durch das Schaltmittel mit dem Potential verbunden wird, und somit nicht fest mit dem Potential verbunden ist.
Es ist ferner denkbar, dass die Vorrichtung zur Integration in ein Fahrzeugteil des Fahrzeuges ausgebildet ist, um eine Bedienfläche für das Fahrzeugteil bereitzustellen, um vorzugsweise in Abhängigkeit von der Verarbeitung des elektrischen Signals durch die Verarbeitungsanordnung eine Aktivierungshandlung an der Bedienfläche zu detektieren und eine Fahrzeugfunktion des Fahrzeuges zu aktivieren. Die Aktivierungshandlung kann z. B. eine Geste und/oder Berührung und/oder Berührungsabfolge an der Bedienfläche sein.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Bedienvorrichtung für ein Fahrzeug. Hierbei ist vorgesehen, dass die Bedienvorrichtung eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweisen kann, insbesondere um durch die Detektion eine Aktivierungshandlung eines Benutzers an der Bedienvorrichtung zu detektieren und/oder die Kommunikation als eine Kommunikation mit einem mobilen Gerät des Benutzers durchzuführen. Damit bringt die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben wurden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bereitstellung einer Kommunikation und/oder Detektion bei einem Fahrzeug, wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen Reihenfolge oder in beliebiger Reihenfolge, wobei die Schritte wiederholt durchgeführt werden können:

- Bereitstellen eines elektrischen Signals durch wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung, insbesondere durch ein elektrisch leitfähiges Funktionselement der Funktionsanordnung, wobei das elektrische Signal für die Kommunikation und/oder Detektion spezifisch ist, wobei das elektrische Signal mittels einer Funktionsdurchführung des elektrisch leitfähigen Funktionselements der Funktionsanordnung bereitgestellt wird, vorzugsweise in der Form eines elektrischen Stroms am Funktionselement, welcher z. B. an einer elektrischen Schnittstelle des Funktionselements ausgegeben wird,
- Durchführen einer Verarbeitung des elektrischen Signals durch eine Verarbeitungsanordnung, insbesondere um in Abhängigkeit von der Verarbeitung eine Fahrzeugfunktion des Fahrzeuges zu aktivieren,
- Durchführen einer Abschirmung für die Funktionsdurchführung, insbesondere für das Funktionselement, durch ein Abschirmelement der Funktionsanordnung.

Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass das Abschirmelement das Funktionselement umgibt, um die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen (bei dem Funktionselement) bereitzustellen. Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. Zudem kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen sein, wobei die Funktionsanordnung und die Verarbeitungsanordnung Teile der Vorrichtung sein können.
Es kann ferner bei der Erfindung vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Detektion einer Aktivierungshandlung in einem Detektionsbereich verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu geeignet sein, an einem Fahrzeugteil des Fahrzeuges montiert zu werden, vorzugsweise um im Bereich dieses Fahrzeugteils den Detektionsbereich entstehen zu lassen. Das Fahrzeugteil ist z. B. eine erfindungsgemäße Bedienvorrichtung oder ein Türgriff, in welchen die Vorrichtung aufgenommen ist, oder auch eine Tür oder Klappe oder ein Stoßfänger oder ein Türschweller des Fahrzeuges.
Es können ggf. auch verschiedene Aktivierungshandlungen detektiert werden, insbesondere durch die Funktionsanordnung und/oder durch ein Sensormittel und ggf. auch zusammen mit weiteren Funktionsanordnungen und/oder wenigstens einem weiteren Sensormittel. In anderen Worten kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit von der Verarbeitung des elektrischen Signals durch die Verarbeitungsanordnung eine erste und/oder zweite und/oder weitere Aktivierungshandlung detektiert und in Abhängigkeit von der jeweiligen Detektion eine jeweilige Fahrzeugfunktion des Fahrzeuges aktiviert werden. Auch kann alternativ oder zusätzlich wenigstens ein Sensormittel vorgesehen sein, insbesondere zur kapazitiven Erfassung, um anhand der Erfassung des Sensormittels eine erste und/oder zweite und/oder weitere Aktivierungshandlung zu detektieren und in Abhängigkeit von der jeweiligen Detektion eine jeweilige Fahrzeugfunktion des Fahrzeuges zu aktivieren.
Die Detektion einer (ersten) Aktivierungshandlung kann bspw. dazu dienen, eine (erste) Funktion des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Detektion zu aktivieren. Es kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine zweite Aktivierungshandlung detektiert wird, um zumindest eine (zweite oder weitere) Funktion des Fahrzeuges zu aktivieren, wobei sich dann die Funktionen voneinander unterscheiden.
Die Fahrzeugfunktion, insbesondere die aktivierbare (erste und/oder wenigstens zweite) Funktion des Fahrzeuges, ist z. B. wenigstens eine der folgenden:

- Eine Verrieglung des Fahrzeuges,
- Eine Entriegelung des Fahrzeuges,
- Die Initiierung einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung eines beweglichen Teils des Fahrzeuges, insbesondere einer Front- oder Heck- oder Seitenklappe (wie einer Seitentür oder eines Kofferraumdeckels) des Fahrzeuges, wobei die Bewegung vorzugsweise motorisiert durchgeführt wird,
- Die Aktivierung einer Fahrzeugbeleuchtung,
- Die Initiierung einer Authentifizierung beim Fahrzeug.

Die erste und wenigstens zweite Funktion können dabei auch unterschiedliche der genannten Funktionen sein. Damit ist es z. B. möglich, dass die Detektion der ersten Aktivierungshandlung die Aktivierung einer anderen Funktion des Fahrzeuges auslöst als die Detektion der zweiten Aktivierungshandlung. Bspw. kann die Detektion einer Annäherung an eine erste Außenseite des Türgriffs die Verriegelung und die Detektion einer Annäherung an eine zweite Außenseite des Türgriffs die Entriegelung auslösen. Die zweite Außenseite kann dabei einer Türgriffmulde zugewandt und die erste Außenseite der Türgriffmulde abgewandt sein (oder umgekehrt). Dies ermöglicht eine komfortable und einfache Bedienung der Funktionen für einen Benutzer des Fahrzeuges.
Um die Detektion durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in kompakter und platzsparender Bauweise bereitzustellen, kann die Vorrichtung eine mehrlagige Leiterplatte aufweisen, an der wenigstens ein - insbesondere elektrisch leitfähiges - Funktionselement und/oder wenigstens ein elektrisch leitfähiges Sensormittel zur kapazitiven Erfassung angeordnet ist. Das Sensormittel kann dadurch zur kapazitiven Erfassung geeignet sein, dass es (bei entsprechender elektrischer Ansteuerung) ein elektrisches Feld bereitstellen kann, und/oder dass es gegenüber der Umgebung des Fahrzeuges und/oder in Zusammenwirkung mit einer elektrischen Masse oder Gegenelektrode des Fahrzeuges eine veränderliche Kapazität bereitstellt, die von der Umgebung abhängig ist. Die elektrische Ansteuerung des Sensormittels kann durch eine Verarbeitungsvorrichtung (wie einen Mikrocontroller, integrierten Schaltkreis oder dergleichen) der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgen, z. B. durch wiederholte Ladungsübertragungen.
Um die Detektion zu verbessern, können wenigstens zwei Abschirmelemente zur Abschirmung für die Funktionsdurchführung (wie eine induktive Erfassung) vorgesehen sein. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Abschirmelemente an unterschiedlichen Lagen der Leiterplatte angeordnet sind. Dabei kann eines der Abschirmelemente an einer ersten Lage (der unterschiedlichen Lagen der Leiterplatte) angeordnet sein und/oder an der ersten Lage das Funktionselement (räumlich) umgeben, um vorzugsweise die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen bereitzustellen.
Die mehrlagige Ausbildung der Leiterplatte hat den weiteren Vorteil, dass die Anordnung der Abschirmelemente an mehreren Lagen erfolgen kann und somit eine dreidimensionale Anordnung der Abschirmelemente ermöglicht. Damit kann die Abschirmung besonders flexibel an den Detektionsbereich und/oder die Struktur des Funktionselements angepasst werden. Die konkrete dreidimensionale Ausbildung der Abschirmelemente an der Leiterplatte ermöglicht ferner die Einstellung der Abschirmung in der Weise, dass die unterschiedlichen Richtungen festgelegt werden, in denen die Abschirmung erfolgen soll. Damit kann die Abschirmung auch dreidimensional durch die Abschirmelemente erzeugt werden, und gemäß einem besonderen Vorteil topfförmig. Damit kann die Abschirmung in besonders zuverlässiger Weise eine räumliche Begrenzung der Funktionsdurchführung, aber ggf. auch der kapazitiven Erfassung durch das Sensormittel, bewirken.
Die Abschirmelemente können lagenübergreifend elektrisch miteinander verbunden sein, und somit eine einzige („funktionsanordnungsübergreifende“) Abschirmvorrichtung bilden. Das jeweilige Abschirmelement ist insbesondere in der Form einer elektrisch leitfähigen Fläche und/oder Leiterbahn, und die elektrische Verbindung der Abschirmelemente insbesondere als Durchkontaktierung (d.h. „via“) vorgesehen.
Es kann vorgesehen sein, dass das Funktionselement und/oder das Abschirmelement und/oder die (elektrische) Masse an der Leiterplatte durch Leiterbahnen und/oder -flächen ausgebildet ist. Diese Elemente können z. B. eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,9 mm aufweisen.
Eine mehrlagige Leiterplatte (sogenannte „Multilayer-Leiterplatte“) kann ferner den Nutzen haben, dass die Packungsdichte erhöht wird, und/oder die Erzeugung elektrischer und/oder magnetischer Felder verbessert werden kann. Insbesondere wenn mehr als ein Detektionsbereich für die Detektion vorgesehen ist, ggf. für unterschiedliche Seiten der Vorrichtung, und/oder zusätzlich noch eine Nahfeldkommunikation als die Kommunikation durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellt wird, kann durch den Einsatz mehrerer Lagen die Ausrichtung der Felder für die Sensorik und/oder Abschirmung und/oder für die Kommunikation vereinfacht werden. Die einzelnen Lagen der Leiterplatte können auch als (engl.) Layer bezeichnet werden. Die mehrlagige Leiterplatte kann mindestens oder genau 4 Lagen aufweisen, welche fest miteinander verbunden sind.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als eine Sensor- und/oder Kommunikationsvorrichtung ausgebildet sein. Damit ist es möglich, dass die Vorrichtung und insbesondere die Leiterplatte mehrere elektronische Komponenten aufweist, welche sowohl zur Erfassung in wenigstens einem Detektionsbereich als auch zur Kommunikation, insbesondere Nahfeldkommunikation, dienen. Somit kann durch die Vorrichtung ein kompaktes und einzeln handhabbares Modul bereitgestellt werden, das mehrere Funktionen komfortabel z. B. für einen Türgriff bereitstellen kann. Die Kommunikation kann konkret eine Funk-Kommunikation bzw. eine drahtlose Kommunikation betreffen, sodass hier entsprechende Kommunikationsfelder (elektrische und/oder magnetische Felder) entstehen. Daher können sich die unterschiedlichen Felder für die Sensorerfassung und die Kommunikation auch gegenseitig stören, sodass dann eine zuverlässige Abschirmung notwendig ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgeführt sein, mindestens eine der nachfolgenden Funktionen bereitzustellen:

- die Detektion in der Form einer Detektion wenigstens einer Aktivierungshandlung, wie einer Annäherung und/oder Berührung und/oder Geste und/oder taktile Betätigung durch einen Benutzer,
- die Kommunikation in der Form einer kontaktlosen Kommunikation, vorzugsweise Funk-Kommunikation, wie eine Nahfeldkommunikation, insbesondere mit einem mobilen Gerät wie einen ID-Geber und/oder Smartphone und/oder dergleichen, vorzugsweise zur Authentifizierung,
- eine Aktivierung einer Fahrzeugfunktion, insbesondere einer sicherheitsrelevanten Fahrzeugfunktion wie einer Entriegelung und/oder Verriegelung, oder einer Bewegung eines beweglichen Teils des Fahrzeuges, wie einer Klappe, in Abhängigkeit von der Detektion.

Bspw. kann die Fahrzeugfunktion dann aktiviert werden, bspw. durch eine elektrische Signalausgabe der Vorrichtung, wenn die Detektion positiv erfolgt ist, also bspw. die Annäherung und/oder Berührung und/oder Betätigung und/oder Geste detektiert wurde. Das mobile Gerät kann separat vom Fahrzeug ausgeführt sein, und bspw. dazu geeignet sein, durch eine Person mit sich geführt zu werden (z. B. in einer Tasche).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner als ein einzeln handhabbares Modul ausgeführt sein, welches als ein einziges Bauteil am Fahrzeug und/oder Fahrzeugteil montierbar und insbesondere integrierbar ist. Hierzu kann die Vorrichtung Positionierungsmittel wie Ausnehmungen oder geometrische Anpassungen aufweisen, welche eine eindeutige Anbringung am Fahrzeug ermöglichen. Die Positionierungsmittel können gleichzeitig oder alternativ als Befestigungsmittel wie Rastelemente oder Klipse oder Klebemittel ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann an einem Teil des Fahrzeuges wie eine Tür und/oder ein Türgriff und/oder eine Heckklappe und/oder eine Frontklappe montiert werden. Zur Montage kann bspw. die Befestigung über die Befestigungsmittel und die Positionierung mittels der Positionierungsmittel erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise in einen Türgriff des Fahrzeuges, bevorzugt Außentürgriff des Fahrzeuges, integriert sein. Damit kann die Vorrichtung dazu ausgeführt sein, die Kommunikation und/oder die Detektion im Bereich des Türgriffs durchzuführen. Die Vorrichtung kann zur Integration in den Türgriff montiert werden, um auf diese Weise über den Türgriff am Fahrzeug montiert zu werden, insbesondere an einer Tür des Fahrzeuges.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, bevorzugt Personenkraftfahrzeug, insbesondere als ein Hybridfahrzeug oder als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem Hochvolt-Bordnetz und/oder einem Elektromotor und/oder einer Brennkraftmaschine. Außerdem kann es möglich sein, dass das Fahrzeug als ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder semi-autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug ein Sicherheitssystem auf, welches z. B. durch die Kommunikation mit einem mobilen Gerät wie einem Identifikationsgeber (ID-Geber, elektronischer Schlüssel) oder Smartphone eine Authentifizierung ermöglicht. In Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Authentifizierung kann (die) wenigstens eine Funktion des Fahrzeuges (d. h. die Fahrzeugfunktion) aktiviert werden. Falls hierzu die Authentifizierung des mobilen Geräts notwendig ist, kann es sich bei der Funktion um eine sicherheitsrelevante Funktion handeln, wie ein Entriegeln des Fahrzeuges oder eine Freigabe eines Motorstarts. Somit kann das Sicherheitssystem auch als ein passives Zugangssystem ausgebildet sein, welches ohne aktive manuelle Betätigung des mobilen Geräts die Authentifizierung und/oder die Aktivierung der Funktion bei Detektion der Annäherung des mobilen Geräts an das Fahrzeug initiiert. Hierzu wird bspw. wiederholt ein Wecksignal durch das Sicherheitssystem ausgesendet, welches durch das mobile Gerät bei der Annäherung empfangen werden kann und dann die Authentifizierung auslöst. Ebenfalls kann die Annäherung dadurch erkannt werden, dass die Aktivierungshandlung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung detektiert wird. Auch kann die Funktion eine Aktivierung einer Fahrzeugbeleuchtung und/oder ein Betätigen (Öffnen und/oder Schließen) einer Klappe (z. B. Front- oder Heck- oder Seitenklappe bzw. -tür) betreffen. Bspw. wird automatisch bei der Detektion der Annäherung die Fahrzeugbeleuchtung aktiviert und/oder bei der Detektion einer Geste eines Benutzers die Klappe betätigt.
Es kann optional möglich sein, dass mehrere Funktionsanordnungen vorgesehen sind, und die Abschirmelemente der Funktionsanordnungen derart an den Lagen verteilt angeordnet sind, dass die (durch die Abschirmelemente erzeugte) Abschirmung einen Kommunikations- und/oder Detektionsbereich des Funktionselements in drei zueinander orthogonale Richtungen begrenzt, und/oder in einer Ebene den Kommunikations- und/oder Detektionsbereich zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, umgibt, insbesondere sodass die Abschirmung topfförmig ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Abschirmung dreidimensional durch die Abschirmelemente ausgebildet wird. Darunter wird insbesondere verstanden, dass der Einfluss der Abschirmung bzw. das elektrische Feld, welches durch die Abschirmelemente erzeugt wird, eine dreidimensionale geometrische Form um das Funktionselement ausbildet. Unter der konkret hierfür vorgesehenen Topfform kann verstanden werden, dass die Abschirmung in mindestens einer ersten Ebene das Funktionselement umgibt, und in einer weiteren Ebene sich (einseitig zum Funktionselement und flächig) parallel zur zumindest einen ersten Ebene erstreckt. In anderen Worten ist das Funktionselement von einem Topf der Abschirmung aufgenommen. Geometrisch bildet der Teil der Abschirmung in der mindestens einen ersten Ebene somit die Wandung und der Teil der Abschirmung in der weiteren Ebene den Boden des Topfes. Es bilden hierbei die Abschirmelemente selbst geometrisch optional ebenfalls einen Topf, oder alternativ keinen Topf. Letzteres kann bedeuten, dass die Topfform nur durch das durch die Abschirmelemente erzeuge Feld - also die Abschirmung, gebildet wird.
Es ist ferner denkbar, dass die Abschirmelemente an den unterschiedlichen Lagen über Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind, und somit potentialgleich vorgesehen sind. Durchkontaktierungen (engl. Vias) bieten dabei generell eine zuverlässige Möglichkeit, Leiterbahnen bzw. -flächen auf unterschiedlichen Lagen elektrisch miteinander zu verbinden. Dies ermöglicht eine dreidimensionale Anordnung der Abschirmelemente, allerdings ohne die Notwendigkeit, die Abschirmelemente auf jeder Lage separat ansteuern zu müssen. Bspw. können die miteinander verbundenen Abschirmelemente nur an einer der Lagen mit einer Verarbeitungsanordnung und/oder Verarbeitungsvorrichtung zur Ansteuerung verbunden sein.
Das Funktionselement kann optional als ein Kommunikationsmittel ausgebildet sein, z. B. als eine Antenne oder dergleichen. Das Funktionselement kann Teil einer Kommunikationsvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein, wobei die Kommunikationsvorrichtung dazu geeignet ist, eine Nahfeldkommunikation wie NFC (engl. near field communication) oder RFID (engl. radio-frequency identification) bereitzustellen bzw. durchzuführen. Das Kommunikationsmittel ist z. B. als eine Antenne, insbesondere NFC-Antenne, ausgebildet, welche zumindest teilweise an einigen oder sämtlichen der Lagen der Leiterplatte vorgesehen sein kann. Die Teile des Kommunikationsmittels auf den unterschiedlichen Lagen können dabei mittels Durchkontaktierungen miteinander elektrisch verbunden sein, um insgesamt eine Schleife (z. B. NFC-Loop) auf mehreren Layern bereitzustellen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer x-y Schnittansicht,
2 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer x-z Schnittansicht,
3 eine weitere schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer x-z Schnittansicht,
4 eine weitere schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. einer erfindungsgemäßen Bedienvorrichtung in einer x-y Seitenansicht, und
5 eine schematische Darstellung eines Verlaufs der Funktionsdurchführung und kapazitiven Erfassung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 für ein Fahrzeug 1 zur Bereitstellung einer Kommunikation und/oder Detektion bei dem Fahrzeug 1 gezeigt. Eine mögliche Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 am Fahrzeug 1 ist in 4 dargestellt. Hierbei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in einen Türgriff 5 bzw. eine Bedienvorrichtung 5 integriert, welche an einer Fahrzeugtür 2 montiert ist. Eine weitere mögliche Anordnung kann im Bereich einer Heckklappe 6 gegeben sein.
In 1 ist erkennbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung 50 aufweisen kann, die jeweils ein elektrisch leitfähiges Funktionselement 31 und ein Abschirmelement 40 aufweist. Wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, kann das Funktionselement 31 zur Bereitstellung eines elektrischen Signals S durch eine Funktionsdurchführung F, und das Abschirmelement 40 zur Abschirmung für die Funktionsdurchführung F verwendet werden. Somit ermöglicht die in 1 gezeigte Anordnung eine Abschirmung des Funktionselements 31 durch das Abschirmelement 40. Hierzu kann das Abschirmelement 40 - wie dargestellt - ringförmig ausgebildet sein. Das Funktionselement 31 ist dabei im Innenkreis des Rings angeordnet. Die dargestellte ringförmige Ausbildung des Abschirmelements 40 bildet somit eine konkrete Ausführung eines Abschirmelements 40, welches das Funktionselement 31 umgibt, um die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen x, y, z bereitzustellen.
In 2 ist die Befestigung der Funktionsanordnung 50 an einer mehrlagigen Leiterplatte 20 gezeigt. Die Leiterplatte 20 kann beispielhaft eine erste Lage 21, eine zweite Lage 22, eine dritte Lage 23 und eine vierte Lage 24 aufweisen. In der ersten Lage 21 kann ein Sensormittel 32 integriert sein, welches eine kapazitive Erfassung ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann ein Sensormittel 32 in der vierten Lage 24 vorgesehen sein. In der dritten und vierten Lage 23, 24 kann jeweils die Funktionsanordnung 50 vorgesehen sein, und somit jeweils ein Funktionselement 31 und ein Abschirmelement 40 aufweisen. Das Funktionselement 31 der dritten Lage 23 kann über eine Durchkontaktierung mit dem Funktionselement 31 der vierten Lage 24 elektrisch verbunden sein. Das Abschirmelement 40 der dritten Lage 23 kann ebenfalls über eine Durchkontaktierung mit dem Abschirmelement 40 der vierten Lage 24 elektrisch verbunden sein. Zudem kann es möglich sein, dass das Abschirmelement 40 der dritten Lage 23 über eine Durchkontaktierung mit einem weiteren Abschirmelement 41 der zweiten Lage 22 elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise bilden die ringförmigen Abschirmelemente 40 zusammen mit dem weiteren Abschirmelement 41 eine Topfform um die Funktionselemente 31. Damit ist in anderen Worten das wenigstens eine Abschirmelement 40 der wenigstens einen Funktionsanordnung 50 und wenigstens ein weiteres Abschirmelement 41 derart an den unterschiedlichen Lagen 21, 22, 23, 24 einer mehrlagigen Leiterplatte 20 verteilt angeordnet, dass die gesamte Abschirmung 41 der Abschirmelemente 40 die Funktionsdurchführung F der Funktionselemente 31 in zumindest drei zueinander orthogonale Richtungen x, y, z begrenzt, sodass die Abschirmung 41 topfförmig ausgebildet ist.
Ferner ist eine Verarbeitungsanordnung 70 zur Verarbeitung des elektrischen Signals S an der Leiterplatte 20 vorgesehen, wobei das elektrische Signal S aufgrund der Bereitstellung durch die Funktionsdurchführung F für die Kommunikation und/oder Detektion spezifisch ist. Das Signal S kann dabei z. B. von dem Funktionselement 31 über eine nur schematisch mit einer gestrichelten Linie dargestellten elektrischen Leiterbahn an die Verarbeitungsanordnung 70 übertragen werden, und/oder umgekehrt. Durch die Verarbeitung ist es möglich, die Kommunikation und/oder Detektion in einem Kommunikations- und/oder Detektionsbereich 51 bereitzustellen. Der Kommunikations- und/oder Detektionsbereich 51 kann hierbei hinsichtlich seiner Position relativ zur Leiterplatte 20 und/oder seiner geometrischen Erstreckung durch eine Ausrichtung der Funktionsanordnung 50 und/oder der Ausbildung und Anordnung der Abschirmelemente 40 definiert sein.
Das elektrisch leitfähige Funktionselement 31 kann, wie beispielhaft in 3 gezeigt, als eine elektrische Spule eines induktiven Sensors 30, insbesondere LDC-Sensors, der Vorrichtung 10 ausgebildet sein, um für die Detektion die Funktionsdurchführung F in der Form einer induktiven Erfassung F einer Induktivitätsveränderung bereitzustellen, sodass das elektrische Signal S für die Induktivitätsveränderung spezifisch ist. Um diese induktive Erfassung F für die Detektion einer Aktivierungshandlung zu nutzen, kann am Fahrzeugteil 5 ein elektrisch leitfähiges Aktivierungsmittel 33 angeordnet sein, welches relativ zum Funktionselement 31 beweglich ausgeführt ist. Bei einer Aktivierungshandlung wie einer Berührung des Türgriffs 5 im Detektionsbereich 51 kann die Bewegung verursacht werden, und somit zu einer messbaren Veränderung der Induktivität führen.
In 1 ist gezeigt, dass das Abschirmelement 40 als ein, insbesondere schaltbares, Erkennungsmittel 40 für eine Erkennungsvorrichtung 60 der Vorrichtung 10 zur Erkennung der Funktionsdurchführung F ausgeführt sein kann. Dabei kann die Erkennungsvorrichtung 60 wenigstens ein Schaltmittel 61 zum Umschalten zwischen einem Erkennungsmodus, in welchem die Erkennung der Funktionsdurchführung F über das Abschirmelement 40 erfolgt, und einem Abschirmmodus, in welchem die Abschirmung für die Funktionsdurchführung F über das Abschirmelement 40 erfolgt, aufweisen. In anderen Worten kann im Abschirmmodus das Abschirmelement 40 über das Schaltmittel 61 mit einem elektrischen Potential wie Masse GND oder einem von Masse abweichenden Potential verbunden sein. Im Erkennungsmodus kann hingegen diese Verbindung getrennt sein. Dies ermöglicht es, das Abschirmelement 40 im Erkennungsmodus zur Erfassung von elektrischen Feldern einzusetzen, um die Funktionsdurchführung F zu erkennen. Bspw. induziert die Funktionsdurchführung F einen elektrischen Strom im Abschirmelement 40, welcher als Erkennungssignal M an ein Signalverarbeitungsmittel 62 wie einen Operationsverstärker 62 und/oder Analog-Digital-Wandler 62 übertragen werden kann.
Es kann wenigstens ein Sensormittel 32 der Vorrichtung 10 zur kapazitiven Erfassung K vorgesehen sein. Wie in 5 veranschaulicht ist, kann auf diese Weise abwechselnd und synchronisiert zur Funktionsdurchführung F die kapazitive Erfassung K durchgeführt werden, insbesondere gemäß einer Synchronisierung zur Vermeidung einer gegenseitigen Störung. Durch die Erkennungsvorrichtung 60 der Vorrichtung 10 kann die Synchronisierung anhand des von dem Abschirmelement 40 bereitgestellten Erkennungssignals M durchgeführt werden. Es ist erkennbar, dass die Funktionsdurchführung F und die kapazitive Erfassung K zeitlich nicht überlappen. Eine Vermeidung dieser Überlappung ist erforderlich, um Störungen zu vermeiden. Da jedoch die Funktionsdurchführung F und die kapazitive Erfassung K ggf. nicht von der gleichen Elektronik angesteuert werden, muss bspw. die kapazitive Erfassung K an die Funktionsdurchführung F angepasst und im zeitlichen Verlauf t wiederholt neu synchronisiert werden. Hierzu kann durch die Erkennungsvorrichtung 60 und anhand des Erkennungssignals M erkannt werden, wann und/oder wie lange die Funktionsdurchführung F erfolgt. Die Kenntnis dieser Parameter (Zeitpunkt der Funktionsdurchführung F und Dauer der Funktionsdurchführung F, wobei letztere ggf. vorbekannt ist) kann eine zur Funktionsdurchführung F zeitversetzte Ansteuerung der kapazitive Erfassung K ermöglichen, bei welcher die Überlappung vermieden wird. Die Funktionsdurchführung F und/oder kapazitive Erfassung K wiederholt sich dabei bspw. in gleichen zeitlichen Abständen, z. B. 12 ms. Es kann vorgesehen sein, dass für jede Synchronisierung zur Erfassung der Funktionsdurchführung F eine Umschaltung in den Erkennungsmodus erfolgt, und ansonsten der Abschirmmodus vorliegt.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugtür
5: Fahrzeugteil, Türgriff, Bedienvorrichtung
6: Heckklappe
10: Vorrichtung
20: Leiterplatte
30: induktiver Sensor, LDC Sensor, Kommunikationsvorrichtung, NFC-Vorrichtung
31: Funktionselement, Sensorelement, Antenne
32: Sensormittel
33: Aktivierungsmittel
40: Abschirmelement, Erkennungsmittel
41: weiteres Abschirmelement
50: Funktionsanordnung
51: Detektionsbereich, Kommunikationsbereich
60: Erkennungsvorrichtung
61: Schaltmittel
62: Signalverarbeitungsmittel, Operationsverstärker, Analog-Digital-Wandler
70: Verarbeitungsanordnung
21-24: Lagen der Leiterplatte
x, y, z: Richtungen
F: Funktionsdurchführung
K: kapazitive Erfassung
M: Erkennungssignal
GND: Masse
S: Signal

Claims

Vorrichtung (10) für ein Fahrzeug (1) zur Bereitstellung einer Kommunikation und/oder Detektion bei dem Fahrzeug (1), und insbesondere ausgebildet zur Integration in ein Fahrzeugteil (5), aufweisend: - eine Verarbeitungsanordnung (70) zur Verarbeitung eines elektrischen Signals (S), welches für die Kommunikation und/oder Detektion spezifisch ist, - wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung (50), die jeweils ein elektrisch leitfähiges Funktionselement (31) zur Bereitstellung des Signals (S) durch eine Funktionsdurchführung (F) und ein Abschirmelement (40) zur Abschirmung für die Funktionsdurchführung (F) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (40) das Funktionselement (31) umgibt, um die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen (x,y,z) bereitzustellen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Funktionselement (31) als eine elektrische Spule eines induktiven Sensors (30), insbesondere LDC-Sensors, der Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um für die Detektion die Funktionsdurchführung (F) in der Form einer induktiven Erfassung (F) einer Induktivitätsveränderung bereitzustellen, sodass das elektrische Signal (S) für die Induktivitätsveränderung spezifisch ist, oder dass das elektrisch leitfähige Funktionselement (31) als eine Antenne, insbesondere NFC-Antenne, einer Kommunikationsvorrichtung (30) der Vorrichtung (10) ausgebildet ist, um für die Kommunikation die Funktionsdurchführung (F) in der Form eines Aussendens und/oder Empfangens eines Kommunikationssignals bereitzustellen, sodass das elektrische Signal (S) für das Kommunikationssignal spezifisch ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (40) als ein, insbesondere schaltbares, Erkennungsmittel (40) für eine Erkennungsvorrichtung (60) der Vorrichtung (10) zur Erkennung der Funktionsdurchführung (F) ausgeführt ist, wobei die Erkennungsvorrichtung (60) wenigstens ein Schaltmittel (61) zum Umschalten zwischen einem Erkennungsmodus, in welchem die Erkennung der Funktionsdurchführung (F) über das Abschirmelement (40) erfolgt, und einem Abschirmmodus, in welchem die Abschirmung für die Funktionsdurchführung (F) über das Abschirmelement (40) erfolgt, aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung (50) an einer mehrlagigen Leiterplatte (20) angeordnet ist, wobei jeweils das Abschirmelement (40) und das Funktionselement (31) an einer gemeinsamen Lage (21, 22, 23, 24) angeordnet sind, und das Abschirmelement (40) das Funktionselement (31) zumindest überwiegend umgibt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung (50) als zumindest zwei oder zumindest drei Funktionsanordnungen (50) ausgeführt sind, welche an unterschiedlichen Lagen (21, 22, 23, 24) einer mehrlagigen Leiterplatte (20) angeordnet sind.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmelemente (40) mehrerer Funktionsanordnungen (50) derart an den unterschiedlichen Lagen (21, 22, 23, 24) einer mehrlagigen Leiterplatte (20) verteilt angeordnet sind, dass die gesamte Abschirmung (41) der Abschirmelemente (40) die Funktionsdurchführung (F) der Funktionselemente (31) in zumindest zwei zueinander orthogonalen Richtungen (x, y, z) begrenzt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abschirmelement (40) der wenigstens einen Funktionsanordnung (50) und wenigstens ein weiteres Abschirmelement (41) derart an den unterschiedlichen Lagen (21, 22, 23, 24) einer mehrlagigen Leiterplatte (20) verteilt angeordnet sind, dass die gesamte Abschirmung (41) der Abschirmelemente (40) die Funktionsdurchführung (F) der Funktionselemente (31) in zumindest drei zueinander orthogonalen Richtungen (x, y, z) begrenzt, sodass die Abschirmung (41) topfförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensormittel (32) der Vorrichtung (10) zur kapazitiven Erfassung (K) vorgesehen ist, und das Abschirmelement (40) zwischen dem wenigstens einen Sensormittel (32) und dem Funktionselement (31) angeordnet ist, um das Sensormittel (32) von dem Funktionselement (31) abzuschirmen und/oder umgekehrt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensormittel (32) der Vorrichtung (10) zur kapazitiven Erfassung (K) vorgesehen ist, um abwechselnd und synchronisiert zur Funktionsdurchführung (F) die kapazitive Erfassung (K) durchzuführen, insbesondere gemäß einer Synchronisierung zur Vermeidung einer gegenseitigen Störung, wobei eine Erkennungsvorrichtung (60) der Vorrichtung (10) vorgesehen ist, um die Synchronisierung anhand eines von dem Abschirmelement (40) bereitgestellten Erkennungssignals (M) durchzuführen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (40) ringförmig ausgebildet ist, und das Funktionselement (31) vollständig in einer geometrischen Ebene umgibt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (40) zur Bereitstellung der Abschirmung mit einem vordefinierten elektrischen Potential, insbesondere Masse, verbunden ist, insbesondere über ein Schaltmittel (61) der Vorrichtung (10).
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Integration in ein Fahrzeugteil (5) des Fahrzeuges (1) ausgebildet ist, um eine Bedienfläche für das Fahrzeugteil (5) bereitzustellen, um in Abhängigkeit von der Verarbeitung des elektrischen Signals (S) durch die Verarbeitungsanordnung (70) eine Aktivierungshandlung an der Bedienfläche zu detektieren und eine Fahrzeugfunktion des Fahrzeuges (1) zu aktivieren.
Bedienvorrichtung (5) für ein Fahrzeug (1), welche eine Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Verfahren zur Bereitstellung einer Kommunikation und/oder Detektion bei einem Fahrzeug (1), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden: - Bereitstellen eines elektrischen Signals (S) durch wenigstens eine elektrische Funktionsanordnung (50), wobei das elektrische Signal (S) für die Kommunikation und/oder Detektion spezifisch ist, wobei das elektrische Signal (S) mittels einer Funktionsdurchführung (F) eines elektrisch leitfähigen Funktionselements (31) der Funktionsanordnung (50) bereitgestellt wird, - Durchführen einer Verarbeitung des elektrischen Signals (S) durch eine Verarbeitungsanordnung (70), insbesondere um in Abhängigkeit von der Verarbeitung eine Fahrzeugfunktion des Fahrzeuges (1) zu aktivieren, - Durchführen einer Abschirmung für die Funktionsdurchführung (F) durch ein Abschirmelement (40) der Funktionsanordnung (50), dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (40) das Funktionselement (31) umgibt, um die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen (x, y, z) bereitzustellen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist, wobei die Funktionsanordnung (50) und die Verarbeitungsanordnung (70) Teile der Vorrichtung (10) sind.