EP4228934A1 - Anordnung für eine erfassung einer aktivierungshandlung und für eine kommunikation bei einem fahrzeug - Google Patents

Anordnung für eine erfassung einer aktivierungshandlung und für eine kommunikation bei einem fahrzeug

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Publication number
EP4228934A1
EP4228934A1 EP21785861.2A EP21785861A EP4228934A1 EP 4228934 A1 EP4228934 A1 EP 4228934A1 EP 21785861 A EP21785861 A EP 21785861A EP 4228934 A1 EP4228934 A1 EP 4228934A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arrangement
communication
processing device
communication signal
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21785861.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Berthold Sieg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG filed Critical Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Publication of EP4228934A1 publication Critical patent/EP4228934A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R25/00—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles
    • B60R25/20—Means to switch the anti-theft system on or off
    • B60R25/24—Means to switch the anti-theft system on or off using electronic identifiers containing a code not memorised by the user
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for detecting an activation action and for communication in a vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for this purpose.
  • sensors can be used on vehicles to detect an approach.
  • the approach is an activation action with which a user can activate a function on the vehicle.
  • safety-related functions such as unlocking the vehicle
  • the activation of the function requires successful authentication by means of communication between the vehicle and a mobile device.
  • the detection of the activation action can then initially lead to the initiation of the authentication via the communication in order to then activate the function if the authentication is successful.
  • the sensor and a communication arrangement for communication can be arranged adjacently. The communication and the detection can then be carried out repeatedly in parallel, but alternately if possible.
  • a disadvantage of the known solutions is that the communication, in particular near-field communication, and the detection can collide.
  • the generation of the alternating magnetic field during near-field communication can disrupt the detection.
  • the object is achieved in particular by a (particularly electronic) arrangement for (preferably capacitive) detection of an activation action and preferably for communication, particularly preferably in a vehicle.
  • the arrangement according to the invention is designed for integration into the vehicle, e.g. B. in a door handle or other vehicle component of the vehicle.
  • the arrangement z. B. have fasteners to be mounted in the vehicle component.
  • An arrangement is preferably understood to mean an electronic circuit arrangement.
  • the arrangement according to the invention can have the following components, preferably mounted on a printed circuit board of the arrangement: a (in particular electronic) communication arrangement for repeated output of an electrical communication signal via a (in particular electrical, i.e.
  • the repeated output is carried out at predefined time intervals (hereinafter referred to as the output interval), and in particular the communication signal that is output in each case has a predefined signal duration (e.g.
  • a (particularly electronic) sensor arrangement for the (particularly capacitive and/or repeated) detection of the activation action a sensor electrode preferably being repeatedly evaluated for this purpose at predefined time intervals, in particular e by repeated charge transfers, a (in particular electrically conductive) coupling arrangement, which is electrically connected to the transmission connection (in particular directly), a (in particular electronic) processing device of the sensor arrangement, which is electrically connected to the coupling arrangement (in particular is electrically connected directly), in order to to detect the output of the communication signal via the coupling arrangement.
  • the invention can thus make it possible for the output of the communication signal to be able to be detected in order to recognize a detection that at least partially overlaps in time (ie a collision).
  • the communication signal for example an NFC ping
  • the coupling arrangement picks up the communication signal at the transmission connection for this purpose.
  • the transmission connection can in turn be electrically connected to a transmission output pin (TX pin) of the communication arrangement.
  • the communication signal can also optionally be tapped directly at the transmit output pin, where then the transmit connection is run as the output pin.
  • the transmission connection is provided in particular to transmit the communication signal to a communication element, in particular a transmission antenna for the communication.
  • the communication signal can accordingly be embodied as an antenna signal.
  • the communication signal is z. B. partially transmitted via the coupling arrangement to an input port of the processing device. In this way, the returned communication signal can trigger an interrupt in the processing device, so that acquisition values acquired at this point in time are discarded, since they were acquired at the same time as the communication signal was output and are therefore disturbed. It is thus an advantage of the invention that the reliability of the detection can be improved when operating in parallel with the communication arrangement.
  • the communication arrangement and/or the processing device and/or the sensor arrangement can each have an integrated circuit such as a microcontroller or be designed as such an integrated circuit.
  • the integrated circuit can have multiple inputs and/or outputs (e.g. pins or ports) in order to receive and/or transmit electrical signals.
  • the communication signal can e.g. B. are output via an output of the communication arrangement as an electrical signal, and are transmitted via at least one conductor track of the printed circuit board. In this way, the output communication signal can be transmitted to a communication element such as an antenna via the transmission connection to generate a magnetic field, which serves for communication.
  • the transmission connection can also be designed as a conductor track.
  • a part of the communication signal can also be branched off by the coupling arrangement via at least one conductor track of the printed circuit board and fed back to an input of the processing device.
  • the vehicle is designed as a motor vehicle, in particular as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, preferably with a high-voltage vehicle electrical system and/or an electric motor. It can also be possible for the vehicle to be in the form of a fuel cell vehicle and/or passenger vehicle and/or semi-autonomous or autonomous vehicle.
  • the vehicle has a security system which z. B. enables authentication through communication with a mobile device such as an identification transmitter (ID transmitter) or smartphone. At least one function of the vehicle can be activated as a function of the communication and/or the authentication. If the authentication of the mobile device is necessary for this, the function can be a security-related function, such as unlocking the vehicle or enabling an engine start.
  • the security system can thus also be designed as a passive access system, which initiates the authentication and/or the activation of the function when the approach of the mobile device to the vehicle is detected without active manual operation of the mobile device.
  • the communication signal is repeatedly sent out, which can be received by the mobile device when approaching, and then the authentication is triggered. It is also possible for the communication to be initiated when the activation action, such as the approach, is detected by the detection of the sensor arrangement.
  • the function can also involve activation of vehicle lighting and/or actuation (opening and/or closing) of a flap (eg front or rear or side flap or door). For example, the vehicle lighting is automatically activated when the approach is detected and/or the flap is actuated when the activation action of a user is detected.
  • the communication arrangement is designed to carry out the communication in the form of near-field communication (in particular NFC) via a communication element, for which purpose the transmission connection can be designed for electrical connection to the communication element in order to transmit the communication signal to the communication element ( electrically) and to preferably generate a communication range for near-field communication, in particular for communication with a mobile device such as a smartphone or an N FC transponder.
  • the near-field communication can be spatially limited to this communication area, so that it is necessary for the mobile device to approach it, which can possibly be detected by detecting the activation action.
  • the communication signal can be in the form of a ping signal in order to detect the approach of the mobile device and/or the entry of the mobile device into the communication area.
  • the sensor arrangement is designed as a capacitive sensor which has at least one electrically conductive sensor electrode in order to carry out the detection via the sensor electrode as a capacitive detection, the sensor electrode preferably being adjacent to a communication element for the communication of the communication arrangement is arranged.
  • the detection can e.g. B. be performed by repeated charge transfers to the sensor electrode, wherein the amount of charge transferred can be evaluated by the processing device to measure a varying capacitance provided by the sensor electrode.
  • the change in capacitance can depend on the activation action, such as approaching the sensor electrode.
  • the amount of charge transferred may be represented by the sensing values of the sensing.
  • the charge is transferred to a capacitor or integrator and an analog-to-digital conversion of the voltage across the capacitor or at the integrator is carried out in order to obtain the detection values digitally.
  • the detection values can then be temporarily stored for evaluating the variable capacitance and/or for detecting or detecting the activation action.
  • the processing device is designed to receive part of the communication signal (ie the returned communication signal) via the coupling arrangement, in particular in order to detect a collision of the communication with the detection, preferably in order to detect the collision to suspend collection.
  • the detection can e.g. B. be suspended in that the detection values detected simultaneously with the output of the communication signal are discarded.
  • the communication signal can be an NFC ping, which is used, for example, to detect an N FC transponder, in particular to detect an NFC card, by the communication arrangement.
  • NFC front end of the communication arrangement does not provide any feedback during this detection or output of the NFC ping.
  • the coupling arrangement can be used to feed back the communication signal (in particular the ping signal) directly to a port of the processing device, e.g. B. a microcontroller serve. If at the same time the Detection occurs with the output of the communication signal, it can be recognized as a collision.
  • the processing device is designed to receive part of the communication signal via the coupling arrangement and to evaluate it by means of undersampling, in particular to measure it, in order (on the basis of this evaluation or measurement) to output the communication signal detect.
  • the undersampling can be necessary or useful since the frequency of the communication signal for the evaluation, in particular the measurement, by the processing device is possibly too high.
  • the processing device may be designed primarily to perform the detection and not to measure the frequency of the communication signal. It can also be possible that the processing device is temporarily operated in an energy-saving mode in which the clock frequency of the processing device is reduced and is therefore not sufficient for loss-free measurement of the frequency of the communication signal.
  • undersampling means that the sampling of the returned communication signal is performed by the processing device with less than twice the bandwidth and/or does not fulfill the conditions of the Nyquist-Shannon sampling theorem.
  • the communication signal can be implemented as a signal (in particular ping) with a frequency (in particular N FC carrier frequency) of 13.56 MHz and/or with a signal duration of 40 ps.
  • the communication signal is then output at the frequency for the duration of the signal and then pauses until the next output.
  • the frequency can be too high for direct evaluation, in particular measurement, by the processing device.
  • a counter component such as an event counter of the processing device can be used in order to count the frequency of the communication signal in a lossy manner and, depending on the result, to trigger an interrupt in the processing device, which suspends the acquisition, ie in particular discards the current acquisition values.
  • the lossy counting of the NFC carrier frequency can be controlled and therefore still be valid. It has surprisingly turned out that, despite the undersampling, the result or the evaluation is specific to the presence of the output of the communication signal and can be used to distinguish when the output takes place and when not.
  • the communication arrangement may be designed to transmit the communication signal with a frequency of essentially 13.56 MHz and/or with a signal duration in the range from 10 ps to 80 ps, preferably 20 ps to 60 ps, preferably essentially 40 ps, and/or with an interval (referred to as the output interval) in the range from 50 ms to 200 ms, preferably essentially 100 ms, repeatedly over time. It is possible that a crystal is not used for the clock of the components, so that deviations from the specified values are implied.
  • the detection by the sensor arrangement can also be carried out repeatedly, in particular synchronized with the output of the communication signal, the detection of the output of the communication signal preferably being used for synchronization in order to avoid simultaneous output and detection, ie a collision.
  • the communication arrangement can be configured separately from the sensor arrangement, in particular encapsulated by the sensor arrangement, so that the sensor arrangement cannot communicate directly with the communication arrangement or cannot receive a signal directly from the communication arrangement, which communicates the output of the communication signal. Provision can therefore be made for the communication signal to be “tapped” via the coupling arrangement, ie branched off in terms of circuitry. However, this makes it necessary for the processing device to check whether the communication signal is actually present at the coupling arrangement, or some other signal (an edge or a high-low level cannot simply be evaluated). For this purpose, the detection of the output can Measurement, in particular frequency measurement, in the returned communication signal by the processing device.
  • the processing device is designed to repeatedly initiate the detection parallel to the repeated output of the communication signal, and to recognize a detection overlapping with the output based on a part of the communication signal fed back via the coupling arrangement as a collision.
  • the coupling arrangement connects a transmit pin (Tx pin) of the communication arrangement to a port of the processing device. If the communication signal is detected via this port, e.g. B. by a frequency evaluation, the detection values resulting from the overlapping detection can be discarded.
  • a sensor electrode is at least partially operated by the processing device for the detection of a sensor signal, wherein the sensor signal can bring about electrical charge transfers to the sensor electrode.
  • the sensor signal for the detection is transmitted at 333 kHz, for example.
  • the processing device which may also generate or evaluate the sensor signal, may not be suitable for lossless sampling of the communication signal. Nevertheless, undersampling is possible, which has been found to be sufficient to only perform the detection of the output.
  • the processing device is designed to carry out a frequency evaluation of the communication signal, preferably a frequency measurement, in particular by means of undersampling, of the communication signal via the coupling arrangement.
  • a frequency evaluation of the communication signal preferably a frequency measurement, in particular by means of undersampling, of the communication signal via the coupling arrangement.
  • a further advantage can be achieved within the scope of the invention if the processing device has a counter component in order to carry out a frequency evaluation of the communication signal via the coupling arrangement. Depending on the counter reading, the presence of the communication signal, ie the output, can then be inferred.
  • a counter component z. B. a counter (engl. Counter) of the processing device is used.
  • the processing device is designed to be operated in different operating modes, which differ in terms of a clock frequency of the processing device.
  • the scanning capability for the communication signal can be dependent on the clock frequency. Depending on the clock frequency, it may therefore be necessary for the processing device to sample the returned communication signal in the form of undersampling.
  • the operating modes can e.g. B. include a normal operation and a power saving mode, wherein in the power saving mode the processing device z. B. is operated with a clock frequency of 2 MHz. In normal operation, the processing device can e.g. B. be operated with a clock frequency of 16 MHz.
  • the coupling arrangement has a coupling resistor in order to return the communication signal to the processing device in a filtered, particularly low-pass filtered manner.
  • the coupling arrangement can optionally also have a coil or a capacitor, but can advantageously use the input capacitance of an input of the processing device, to which the coupling arrangement can be electrically connected for forwarding the communication signal. Furthermore, this also enables interference suppression of the detection of the output of the communication signal.
  • the coupling resistance is in particular an ohmic resistance.
  • the coupling arrangement has a coupling resistor which is electrically connected to an input of the processing device in order to form a filter, in particular a low-pass filter, with an input capacitance of the input.
  • the entrance is e.g. B. a port
  • the input capacity is z. B. the port capacitance, which together with the coupling resistance can have a low-pass effect.
  • the cut-off frequency is z. B. in the range of 15 to 20 MHz. This enables a passband for a frequency of the communication signal, in particular NFC frequency, e.g. B. 13.56 MHz.
  • the output, in particular the TX output pin, of the communication arrangement, via which the communication signal is output, can have very low impedance, e.g. B. only in the range of 2 ohms.
  • the coupling resistance, however, z. B. have a resistance in the range of 680 ohms, and the input capacitance z. 15 pF (picofarads). It is thus possible to provide a filter for detecting the output of the communication signal with little technical effort.
  • the coupling arrangement has a coupling resistance which is adapted to an input capacitance of an input of the processing device.
  • the adaptation takes place in such a way that the frequency of the communication signal is allowed to pass through to the input and other frequencies are damped, in particular a low-pass effect is achieved.
  • the invention also relates to a method for (in particular capacitive) detection of an activation action and for communication in a vehicle. It is provided that the following steps are carried out, preferably one after the other or in any order, whereby the steps can also be carried out repeatedly:
  • FIG. 2 shows a further schematic representation of parts of an arrangement according to the invention mounted on a vehicle
  • FIG. 3 shows a schematic illustration for visualizing a method according to the invention.
  • FIG. 1 shows an arrangement 10 according to the invention for—in particular capacitive—detection 260 of an activation action and for communication in a vehicle 1 .
  • the arrangement 10 according to the invention can be used as a circuit arrangement z. B. have at least or exactly one circuit board on which the components of the assembly 10 are attached.
  • the arrangement 10 according to the invention is shown in FIG. 2 in the state integrated into the vehicle 1 .
  • the arrangement 10 z. B. be mounted in a door handle 2 to provide a communication area 150 for communication adjacent to the door handle 2.
  • the communication can be limited to the communication area 150, and thus z. B. only be possible in the vicinity of the vehicle 1.
  • a communication arrangement 100 can be provided for a repeated output 160 of an electrical communication signal 20 via an electrical transmission connection 110 in order to thereby facilitate the communication to provide.
  • the communication area 150 can be generated, in particular by the output 160 of the communication signal 20 to a communication element 120 .
  • the communication element 120 is designed, for example, as a communication antenna 120, in particular an NFC antenna coil.
  • the output 160 of the communication signal 20 can result in an alternating magnetic field being created in the area around the communication element 120, which can be used for near-field communication.
  • a sensor arrangement 200 for the detection 260 of the activation action can be provided in order, for example, to detect the activation action as an approach to the door handle 2 .
  • the approach can also be detected in the communication area 150, for example.
  • a coupling arrangement 300 is provided, which is electrically connected to the transmission connection 110 .
  • the coupling arrangement 300 may be a branch of the transmission link 110 in order to electrically partially feed back the communication signal 20 to an electronic processing device 210 of the sensor arrangement 200 .
  • the processing device 210 which is electrically connected to the coupling arrangement 300, in particular is electrically directly connected via an input 240, can in this way detect the output 160 of the communication signal 20 via the coupling arrangement 300.
  • the sensor arrangement 200 can be embodied as a capacitive sensor which has at least one electrically conductive sensor electrode 220 in order to carry out the detection 260 via the sensor electrode 220 as a capacitive detection 260 .
  • the sensor electrode 220 can be arranged adjacent to the communication element 120 for the communication of the communication arrangement 100 .
  • the processing device 210 can be designed to receive a part of the communication signal 20 via the coupling arrangement 300 in order to detect a collision 265 of the communication with the detection 260 in order to suspend the detection 260 when the collision 265 is detected.
  • the processing device 210 is designed to carry out a frequency evaluation of the communication signal 20 via the coupling arrangement 300 by means of undersampling of the communication signal 20 . It is possible that the communication arrangement 100 can be designed to transmit the communication signal 20 at a frequency of essentially 13.56 MHz and/or with a signal duration in the range of 40 ps, and/or with an interval in the range of 100 ms, output repeatedly over time. The undersampling can therefore be necessary, in particular when the processing device 210 is designed to be operated in different operating modes which differ in terms of a clock frequency of the processing device 210 .
  • the processing device 210 can have a counter component 230 in order to carry out the frequency evaluation of the communication signal 20 via the coupling arrangement 300 .
  • the coupling arrangement 300 can have a coupling resistor 310 in order to return the communication signal 20 to the processing device 210 in a filtered manner.
  • the coupling resistor 310 can be electrically connected to the input 240 of the processing device 210 in order to form a filter with an input capacitance of the input 240 .
  • FIG. 3 shows that processing device 210 can be configured to repeatedly initiate detection 260 parallel to repeated output 160 of communication signal 20, and one that overlaps with output 160 Detection 260 (see reference numeral 265) based on a part of the communication signal 20 fed back via the coupling arrangement 300 as a collision 265.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (10) für eine Erfassung (260) einer Aktivierungshandlung und für eine Kommunikation bei einem Fahrzeug (1), insbesondere ausgebildet zur Integration in das Fahrzeug (1), aufweisend: - eine Kommunikationsanordnung (100) für eine wiederholte Ausgabe (160) eines elektrischen Kommunikationssignals (20) über eine Sendeverbindung (110), um die Kommunikation bereitzustellen, - eine Sensoranordnung (200) für die Erfassung (260) der Aktivierungshandlung, eine Kopplungsanordnung (300), welche elektrisch mit der Sendeverbindung (110) - verbunden ist, - eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung (210) der Sensoranordnung (200), welche mit der Kopplungsanordnung (300) elektrisch verschaltet ist, um über die Kopplungsanordnung (300) die Ausgabe (160) des Kommunikationssignals (20) zu detektieren.

Description

Anordnung für eine Erfassung einer Aktivierungshandlung und für eine Kommunikation bei einem Fahrzeug
B e s c h r e i b u n g Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für eine Erfassung einer Aktivierungshandlung und für eine Kommunikation bei einem Fahrzeug. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zu diesem Zweck.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Sensoren und insbesondere kapazitive Sensoren bei Fahrzeugen zur Erfassung einer Annäherung verwendet werden können. Bspw. ist die Annäherung eine Aktivierungshandlung, mit welcher ein Benutzer eine Funktion am Fahrzeug aktivieren kann. Bei sicherheitsrelevanten Funktionen, wie die Entriegelung des Fahrzeuges, ist es üblicherweise vorgesehen, dass die Aktivierung der Funktion eine erfolgreiche Authentifizierung mittels einer Kommunikation des Fahrzeuges mit einem mobilen Gerät voraussetzt. Die Erfassung der Aktivierungshandlung kann dann zunächst zur Initiierung der Authentifizierung über die Kommunikation führen, um dann bei erfolgreicher Authentifizierung die Funktion zu aktivieren. Entsprechend können der Sensor und eine Kommunikationsanordnung zur Kommunikation benachbart angeordnet sein. Die Kommunikation und die Erfassung können dann parallel, jedoch möglichst abwechselnd, wiederholt durchgeführt werden.
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist, dass die Kommunikation, insbesondere Nahfeldkommunikation, und die Erfassung kollidieren können. Bspw. kann durch die Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes bei der Nahfeldkommunikation die Erfassung gestört werden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lösung für die Erfassung der Aktivierungshandlung bereitzustellen, auch wenn parallel hierzu die Kommunikation bereitgestellt wird.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs und 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 Anordnung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit 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 (insbesondere elektronische) Anordnung für eine (bevorzugt kapazitive) Erfassung einer Aktivierungshandlung und bevorzugt für eine Kommunikation, besonders bevorzugt bei einem Fahrzeug. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Anordnung zur Integration in das Fahrzeug ausgebildet ist, z. B. in einen Türgriff oder eine andere Fahrzeugkomponente des Fahrzeuges. Hierzu kann die Anordnung z. B. Befestigungsmittel aufweisen, um in die Fahrzeugkomponente montiert zu werden. Unter einer Anordnung wird vorzugsweise eine elektronische Schaltungsanordnung verstanden. Ferner kann die erfindungsgemäße Anordnung die nachfolgenden Komponenten aufweisen, vorzugsweise befestigt auf einer Leiterplatte der Anordnung: eine (insbesondere elektronische) Kommunikationsanordnung für eine wiederholte Ausgabe eines elektrischen Kommunikationssignals über eine (insbesondere elektrische, d. h. elektrisch leitfähige) Sendeverbindung, um die Kommunikation bereitzustellen, wobei vorzugsweise die wiederholte Ausgabe in vordefinierten zeitlichen Abständen (nachfolgend als Ausgabeintervall bezeichnet) durchgeführt wird, und insbesondere das hierbei jeweils ausgegebene Kommunikationssignal eine vordefinierte Signaldauer (bspw. 40 ps) und Frequenz, insbesondere NFC-Frequenz (d. h. üblicherweise 13,56 MHz), aufweist, eine (insbesondere elektronische) Sensoranordnung für die (insbesondere kapazitive und/oder wiederholte) Erfassung der Aktivierungshandlung, wobei vorzugsweise hierzu in vordefinierten zeitlichen Abständen wiederholt eine Sensorelektrode ausgewertet wird, insbesondere durch wiederholte Ladungsübertragungen, eine (insbesondere elektrisch leitfähige) Kopplungsanordnung, welche elektrisch mit der Sendeverbindung (insbesondere direkt) verbunden ist, eine (insbesondere elektronische) Verarbeitungsvorrichtung der Sensoranordnung, welche mit der Kopplungsanordnung elektrisch verschaltet ist (insbesondere direkt elektrisch verbunden ist), um über die Kopplungsanordnung die Ausgabe des Kommunikationssignals zu detektieren.
In anderen Worten kann eine Rückführung des Kommunikationssignals, z. B. NFC (Near Field Communication) Signals, an die Verarbeitungsvorrichtung zur Detektion der Kommunikation, insbesondere eines NFC Betriebs, dienen. Die Erfindung kann es somit ermöglichen, dass die Ausgabe des Kommunikationssignals detektiert werden kann, um eine zeitlich zumindest teilweise überlappende Erfassung (also eine Kollision) zu erkennen. Hierzu kann das Kommunikationssignal, bspw. ein NFC Ping, über die Kopplungsanordnung an die Verarbeitungsvorrichtung teilweise zurückgeführt werden. Bspw. greift die Kopplungsanordnung hierzu das Kommunikationssignal an der Sendeverbindung ab. Die Sendeverbindung kann wiederum mit einem Sende-Ausgangspin (TX-Pin) der Kommunikationsanordnung elektrisch verbunden sein. Auch kann das Kommunikationssignal optional direkt am Sende-Ausgangspin abgegriffen werden, wobei dann die Sendeverbindung als der Ausgangspin ausgeführt ist. Die Sendeverbindung ist insbesondere dazu vorgesehen, das Kommunikationssignal an ein Kommunikationselement, insbesondere eine Sendeantenne für die Kommunikation, zu übertragen. Das Kommunikationssignal kann entsprechend als ein Antennensignal ausgeführt sein. Das Kommunikationssignal wird z. B. über die Kopplungsanordnung teilweise zu einem Eingangsport der Verarbeitungsvorrichtung übertragen. Auf diese Weise kann durch das rückgeführte Kommunikationssignal ein Interrupt bei der Verarbeitungsvorrichtung ausgelöst werden, damit zu diesem Zeitpunkt erfasste Erfassungswerte der Erfassung verworfen werden, da diese gleichzeitig mit der Ausgabe des Kommunikationssignal erfasst wurden und somit gestört sind. Somit ist es ein Vorteil der Erfindung, dass die Zuverlässigkeit der Erfassung bei einem Parallelbetrieb mit der Kommunikationsanordnung verbessert werden kann.
Die Kommunikationsanordnung und/oder die Verarbeitungsvorrichtung und/oder die Sensoranordnung können jeweils einen integrierten Schaltkreis wie einen Mikrocontroller aufweisen oder als ein solcher integrierter Schaltkreis ausgebildet sein. Der integrierte Schaltkreis kann mehrere Ein- und/oder Ausgänge (bspw. Pins oder Ports) aufweisen, um elektrische Signale zu empfangen und/oder zu senden. Das Kommunikationssignal kann z. B. über einen Ausgang der Kommunikationsanordnung als elektrisches Signal ausgegeben werden, und über wenigstens eine Leiterbahn der Leiterplatte übertragen werden. Auf diese Weise kann das ausgegebene Kommunikationssignal über die Sendeverbindung an ein Kommunikationselement wie eine Antenne übertragen werden, um ein Magnetfeld zu erzeugen, welches der Kommunikation dient. Auch die Sendeverbindung kann dabei als eine Leiterbahn ausgeführt sein. Ebenfalls über wenigstens eine Leiterbahn der Leiterplatte kann ein Teil des Kommunikationssignals durch die Kopplungsanordnung abgezweigt und an einen Eingang der Verarbeitungsvorrichtung rückgeführt werden.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, insbesondere als ein Hybridfahrzeug oder als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem Hochvolt-Bordnetz und/oder einem Elektromotor. Außerdem kann es möglich sein, dass das Fahrzeug als ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug und/oder semiautonomes 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) oder Smartphone eine Authentifizierung ermöglicht. In Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Authentifizierung kann wenigstens eine Funktion des Fahrzeuges 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 das Kommunikationssignal ausgesendet, welches durch das mobile Gerät bei der Annäherung empfangen werden kann, und dann die Authentifizierung auslöst. Auch ist es möglich, dass die Kommunikation dann initiiert wird, wenn die Aktivierungshandlung wie die Annäherung durch die Erfassung der Sensoranordnung 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 der Aktivierungshandlung eines Benutzers die Klappe betätigt.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Kommunikationsanordnung dazu ausgeführt ist, die Kommunikation in der Form einer Nahfeldkommunikation (insbesondere NFC) über ein Kommunikationselement durchzuführen, wobei hierzu die Sendeverbindung zur elektrischen Verbindung mit dem Kommunikationselement ausgeführt sein kann, um das Kommunikationssignal an das Kommunikationselement (elektrisch) zu übertragen und um vorzugsweise einen Kommunikationsbereich für die Nahfeldkommunikation zu erzeugen, insbesondere zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät wie einem Smartphone oder einem N FC-Transponder. Dabei kann die Nahfeldkommunikation auf diesen Kommunikationsbereich räumlich begrenzt sein, sodass eine Annäherung des mobilen Geräts erforderlich ist, welche ggf. durch die Erfassung der Aktivierungshandlung erkannt werden kann. Auch kann es möglich sein, dass das Kommunikationssignal als ein Ping- Signal ausgeführt ist, um die Annäherung des mobilen Geräts und/oder den Eintritt des mobilen Geräts in den Kommunikationsbereich zu detektieren. Des Weiteren kann es vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung als ein kapazitiver Sensor ausgeführt ist, welcher wenigstens eine elektrisch leitfähige Sensorelektrode aufweist, um die Erfassung über die Sensorelektrode als eine kapazitive Erfassung durchzuführen, wobei vorzugsweise die Sensorelektrode benachbart zu einem Kommunikationselement für die Kommunikation der Kommunikationsanordnung angeordnet ist. Die Erfassung kann z. B. durch wiederholte Ladungsübertragungen zur Sensorelektrode durchgeführt werden, wobei die Menge der übertragenen Ladung durch die Verarbeitungsvorrichtung ausgewertet werden kann, um eine durch die Sensorelektrode bereitgestellte veränderliche Kapazität zu messen. Die Veränderung der Kapazität kann dabei abhängig sein von der Aktivierungshandlung, wie einer Annäherung an die Sensorelektrode. Die Menge der übertragenen Ladung kann bspw. durch die Erfassungswerte der Erfassung repräsentiert werden. Bspw. wird hierzu die Ladung an einen Kondensator oder Integrator übertragen und eine Analog-Digital-Wandlung der Spannung über dem Kondensator bzw. bei dem Integrator durchgeführt, um die Erfassungswerte digital zu erhalten. Die Erfassungswerte können dann zur Auswertung der veränderlichen Kapazität und/oder zur Erfassung bzw. Detektion der Aktivierungshandlung zwischengespeichert werden.
Es ist ferner denkbar, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt ist, über die Kopplungsanordnung einen Teil des Kommunikationssignals (d. h. das rückgeführte Kommunikationssignal) zu empfangen, insbesondere, um eine Kollision der Kommunikation mit der Erfassung zu detektieren, vorzugsweise, um bei der Detektion der Kollision die Erfassung auszusetzen. Die Erfassung kann z. B. dadurch ausgesetzt werden, dass die gleichzeitig mit der Ausgabe des Kommunikationssignals erfassten Erfassungswerte verworfen werden. Das Kommunikationssignal kann ein NFC Ping sein, welcher bspw. zur Detektion eines N FC-Transponders, insbesondere zur Kartendetektion einer NFC-Karte, durch die Kommunikationsanordnung dient. Allerdings kann es ein Problem sein, dass das NFC Frontend der Kommunikationsanordnung keine Rückmeldung während dieser Detektion bzw. Ausgabe des NFC Pings bietet. Daher kann die Kopplungsanordnung zur direkten Rückführung des Kommunikationssignals (insbesondere Ping Signals) zu einem Port der Verarbeitungsvorrichtung, z. B. eines Mikrocontrollers, dienen. Wenn gleichzeitig die Erfassung mit der Ausgabe des Kommunikationssignals erfolgt, kann dies als Kollision erkannt werden.
Um die Erfassung auszusetzen, kann bei der Detektion der Kollision z. B. ein Interrupt der Verarbeitungsvorrichtung ausgelöst werden, welcher dazu führt, dass Erfassungswerte der Erfassung während der Ausgabe nicht zur Detektion der Aktivierungshandlung führen können. Auf diese Weise ist eine Kollisionsentdeckung möglich.
Es kann von Vorteil sein, wenn im Rahmen der Erfindung die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt ist, über die Kopplungsanordnung einen Teil des Kommunikationssignals zu empfangen und mittels einer Unterabtastung auszuwerten, insbesondere zu messen, um (anhand dieser Auswertung bzw. Messung) die Ausgabe des Kommunikationssignals zu detektieren. Die Unterabtastung kann notwendig oder sinnvoll sein, da die Frequenz des Kommunikationssignals für die Auswertung, insbesondere Messung, durch die Verarbeitungsvorrichtung ggf. zu hoch ist. Die Verarbeitungsvorrichtung kann primär zur Durchführung der Erfassung ausgeführt sein, und nicht zur Messung der Frequenz des Kommunikationssignals. Auch kann es möglich sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung zeitweise in einem Energiesparmodus betrieben wird, in welchem die Taktfrequenz der Verarbeitungsvorrichtung verringert ist und somit nicht zur verlustfreien Messung der Frequenz des Kommunikationssignals ausreicht. Insbesondere wird unter der Unterabtastung verstanden, dass die Abtastung des rückgeführten Kommunikationssignals durch die Verarbeitungsvorrichtung mit weniger als der doppelten Bandbreite durchgeführt wird und/oder die Bedingungen des Nyquist-Shannon-Abtasttheorems nicht erfüllt.
Bspw. kann das Kommunikationssignal als ein Signal (insbesondere Ping) mit einer Frequenz (insbesondere N FC-Trägerfrequenz) von 13,56 MHz und/oder mit einer Signaldauer von 40 ps ausgeführt sein. Das Kommunikationssignal wird dann während der Signaldauer mit der Frequenz ausgegeben und pausiert anschließend bis zur nächsten Ausgabe. Die Frequenz kann zu hoch sein für die direkte Auswertung, insbesondere Messung, durch die Verarbeitungsvorrichtung. Bspw. kann eine Zählerkomponente wie ein Event-Counter der Verarbeitungsvorrichtung genutzt werden, um verlustbehaftet die Frequenz des Kommunikationssignals zu zählen und abhängig von dem Ergebnis ein Interrupt der Verarbeitungsvorrichtung auszulösen, welcher die Erfassung aussetzt, d. h. insbesondere die aktuellen Erfassungswerte verwirft. Das verlustbehaftete Zählen der NFC- Trägerfrequenz kann dabei allerdings kontrolliert erfolgen und somit dennoch gültig sein. Es hat sich hierbei überraschenderweise herausgestellt, dass trotz der Unterabtastung das Ergebnis bzw. die Auswertung für das Vorliegen der Ausgabe des Kommunikationssignals spezifisch ist, und zur Unterscheidung dienen kann, wann die Ausgabe erfolgt und wann nicht.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die Kommunikationsanordnung dazu ausgeführt ist, das Kommunikationssignal mit einer Frequenz von im Wesentlichen 13,56 MHz und/oder mit einer Signaldauer im Bereich von 10 ps bis 80 ps, vorzugsweise 20 ps bis 60 ps, bevorzugt im Wesentlichen 40 ps, und/oder mit einem Intervall (als Ausgabeintervall bezeichnet) im Bereich von 50 ms bis 200 ms, vorzugsweise im Wesentlichen 100 ms, zeitlich wiederholt auszugeben. Es ist möglich, dass auf die Verwendung eines Quarzes für den Takt der Komponenten verzichtet wird, sodass Abweichungen von den angegebenen Werten impliziert sind.
Ferner kann auch die Erfassung durch die Sensoranordnung wiederholt durchgeführt werden, insbesondere synchronisiert mit der Ausgabe des Kommunikationssignals, wobei bevorzugt die Detektion der Ausgabe des Kommunikationssignals zur Synchronisierung verwendet wird, um eine gleichzeitige Ausgabe und Erfassung, also eine Kollision, zu vermeiden.
Die Kommunikationsanordnung kann separat von der Sensoranordnung ausgebildet sein, insbesondere gekapselt von der Sensoranordnung ausgebildet sein, sodass die Sensoranordnung nicht unmittelbar mit der Kommunikationsanordnung kommunizieren kann bzw. nicht unmittelbar von der Kommunikationsanordnung ein Signal erhalten kann, welches die Ausgabe des Kommunikationssignals mitteilt. Daher kann es vorgesehen sein, dass das Kommunikationssignals über die Kopplungsanordnung „angezapft“, also schaltungstechnisch abgezweigt, wird. Dies macht es jedoch erforderlich, dass die Verarbeitungsvorrichtung prüft, ob wirklich das Kommunikationssignals an der Kopplungsanordnung vorliegt, oder ein sonstiges Signal (es kann nicht einfach eine Flanke oder ein High-Low-Pegel ausgewertet werden). Hierzu kann die Detektion der Ausgabe eine Messung, insbesondere Frequenzmessung, bei dem rückgeführten Kommunikationssignal durch die Verarbeitungsvorrichtung umfassen.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt ist, parallel zur wiederholten Ausgabe des Kommunikationssignals die Erfassung wiederholt zu initiieren, und eine mit der Ausgabe überlappende Erfassung anhand eines über die Kopplungsanordnung rückgeführten Teils des Kommunikationssignals als Kollision zu erkennen. Bspw. verbindet die Kopplungsanordnung einen Sendepin (Tx- Pin) der Kommunikationsanordnung mit einem Port der Verarbeitungsvorrichtung. Falls über diesen Port das Kommunikationssignal detektiert wird, z. B. durch eine Frequenzauswertung, können die aus der überlappenden Erfassung resultierenden Erfassungswerte verworfen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass für die Erfassung eine Sensorelektrode durch ein Sensorsignal zumindest teilweise durch die Verarbeitungsvorrichtung betrieben wird, wobei das Sensorsignal elektrische Ladungsübertragungen zur Sensorelektrode bewirken kann. Das Sensorsignal für die Erfassung wird bspw. mit 333 kHz übertragen. Entsprechend eignet sich die Verarbeitungsvorrichtung, welche ggf. auch das Sensorsignal erzeugt oder auswertet, ggf. nicht zur verlustlosen Abtastung des Kommunikationssignals. Gleichwohl kommt eine Unterabtastung in Frage, welche sich als ausreichend herausgestellt hat, um lediglich die Detektion der Ausgabe durchzuführen.
In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt ist, über die Kopplungsanordnung eine Frequenzauswertung des Kommunikationssignals, vorzugsweise Frequenzmessung, insbesondere mittels einer Unterabtastung, des Kommunikationssignals durchzuführen. Hierzu kommt z. B. ein Zähler der Verarbeitungsvorrichtung mit 2 bis 16 MHz zum Einsatz, wobei die Taktfrequenz je nach Modus variieren kann, z. B. je nachdem, ob ein Energiesparmodus der Verarbeitungsvorrichtung vorliegt.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn die Verarbeitungsvorrichtung eine Zählerkomponente aufweist, um über die Kopplungsanordnung eine Frequenzauswertung des Kommunikationssignals durchzuführen. Je nach Zählerstand kann dann auf das Vorliegen des Kommunikationssignals, also die Ausgabe, geschlossen werden. Als Zählerkomponente kommt z. B. ein Zähler (engl. Counter) der Verarbeitungsvorrichtung zum Einsatz.
Optional kann es vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsvorrichtung dazu ausgeführt ist, in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben zu werden, welche sich hinsichtlich einer Taktfrequenz der Verarbeitungsvorrichtung unterscheiden. Dabei kann das Abtastvermögen für das Kommunikationssignal abhängig von der Taktfrequenz sein. Je nach Taktfrequenz kann es somit erforderlich sein, dass die Abtastung des rückgeführt Kommunikationssignals durch die Verarbeitungsvorrichtung in der Form einer Unterabtastung erfolgt. Die Betriebsarten können z. B. einen Normalbetrieb und einen Energiesparmodus umfassen, wobei im Energiesparmodus die Verarbeitungsvorrichtung z. B. mit einer Taktfrequenz in Höhe von 2 MHz betrieben wird. Im Normalbetrieb kann die Verarbeitungsvorrichtung z. B. mit einer Taktfrequenz in Höhe von 16 MHz betrieben werden.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Kopplungsanordnung einen Kopplungswiderstand aufweist, um das Kommunikationssignal gefiltert, insbesondere tiefpassgefiltert, an die Verarbeitungsvorrichtung rückzuführen. Die Kopplungsanordnung kann hierzu ggf. auch eine Spule oder einen Kondensator aufweisen, vorteilhafterweise aber die Eingangskapazität eines Eingangs der Verarbeitungsvorrichtung nutzen, mit welchem die Kopplungsanordnung zur Weiterleitung des Kommunikationssignals elektrisch verbunden sein kann. Dies ermöglicht ferner auch eine Entstörung der Detektion der Ausgabe des Kommunikationssignals. Der Kopplungswiderstand ist insbesondere ein ohmscher Widerstand.
Nach einer weiteren Möglichkeit kann es vorgesehen sein, dass die Kopplungsanordnung einen Kopplungswiderstand aufweist, welcher mit einem Eingang der Verarbeitungsvorrichtung elektrisch verbunden ist, um mit einer Eingangskapazität des Eingangs ein Filter, insbesondere Tiefpassfilter, auszubilden. Der Eingang ist z. B. ein Port, die Eingangskapazität ist z. B. die Portkapazität, welche zusammen mit dem Kopplungswiderstand eine Tiefpasswirkung haben kann. Bei dem Filter liegt die Grenzfrequenz z. B. im Bereich von 15 bis 20 MHz. Dies ermöglicht einen Durchlassbereich für eine Frequenz des Kommunikationssignals, insbesondere NFC-Frequenz, z. B. 13,56 MHz. Der Ausgang, insbesondere TX Ausgangspin, der Kommunikationsanordnung, über welchen das Kommunikationssignal ausgegeben wird, kann dabei sehr niederohmig sein, z. B. nur im Bereich von 2 Ohm liegen. Der Kopplungswiderstand kann hingegen z. B. einen Widerstandswert im Bereich 680 Ohm aufweisen, und die Eingangskapazität z. B. 15 pF (Picofarad) betragen. Somit ist es möglich, mit geringem technischen Aufwand einen Filter für die Detektion der Ausgabe des Kommunikationssignals bereitzustellen.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Kopplungsanordnung einen Kopplungswiderstand aufweist, welcher an eine Eingangskapazität eines Eingangs der Verarbeitungsvorrichtung angepasst ist. Bspw. erfolgt die Anpassung (bspw. durch eine Simulation) in der Weise, dass die Frequenz des Kommunikationssignals zum Eingang durchgelassen wird und andere Frequenzen gedämpft werden, insbesondere eine Tiefpasswirkung erzielt wird.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren für eine (insbesondere kapazitive) Erfassung einer Aktivierungshandlung und für eine Kommunikation bei einem Fahrzeug. Hierbei ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge, wobei die Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:
Durchführen einer wiederholten Ausgabe eines elektrischen Kommunikationssignals durch eine Kommunikationsanordnung über eine Sendeverbindung, um die Kommunikation bereitzustellen,
Durchführen der Erfassung der Aktivierungshandlung durch eine Sensoranordnung, Durchführen einer Detektion der Ausgabe des Kommunikationssignals durch eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung der Sensoranordnung über eine Kopplungsanordnung, wobei die Kopplungsanordnung elektrisch mit der Sendeverbindung verbunden ist.
Damit bringt das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anordnung beschrieben worden sind. Zudem kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Schritte des Verfahrens durch eine erfindungsgemäße Anordnung ausgeführt werden. 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:
Fig. 1 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Anordnung montiert an einem Fahrzeug und
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 für eine - insbesondere kapazitive - Erfassung 260 einer Aktivierungshandlung und für eine Kommunikation bei einem Fahrzeug 1 gezeigt. Die erfindungsgemäße Anordnung 10 kann dabei als eine Schaltungsanordnung z. B. mindestens oder genau eine Leiterplatte aufweisen, auf welcher die Komponenten der Anordnung 10 befestigt sind.
In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung 10 im in das Fahrzeug 1 integrierten Zustand dargestellt. Dabei kann die Anordnung 10 z. B. in einen Türgriff 2 montiert werden, um einen Kommunikationsbereich 150 für die Kommunikation angrenzend zum Türgriff 2 bereitzustellen. Die Kommunikation kann hierbei auf den Kommunikationsbereich 150 beschränkt, und somit z. B. nur im Nahbereich zum Fahrzeug 1 möglich sein.
Ferner sind in Figur 1 die Komponenten einer erfindungsgemäßen Anordnung 10 mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Es kann eine Kommunikationsanordnung 100 für eine wiederholte Ausgabe 160 eines elektrischen Kommunikationssignals 20 über eine elektrische Sendeverbindung 110 vorgesehen sein, um hierdurch die Kommunikation bereitzustellen. Auf diese Weise kann, insbesondere durch die Ausgabe 160 des Kommunikationssignals 20 an ein Kommunikationselement 120, der Kommunikationsbereich 150 erzeugt werden. Das Kommunikationselement 120 ist bspw. als eine Kommunikationsantenne 120, insbesondere NFC-Antennenspule, ausgebildet. Somit kann die Ausgabe 160 des Kommunikationssignals 20 dazu führen, dass im Bereich um das Kommunikationselement 120 ein magnetisches Wechselfeld entsteht, welches zur Nahfeldkommunikation dienen kann.
Weiter kann eine Sensoranordnung 200 für die Erfassung 260 der Aktivierungshandlung vorgesehen sein, um bspw. die Aktivierungshandlung als eine Annäherung an den Türgriff 2 zu detektieren. Die Annäherung kann bspw. auch im Kommunikationsbereich 150 detektiert werden.
Ferner ist eine Kopplungsanordnung 300 vorgesehen, welche elektrisch mit der Sendeverbindung 110 verbunden ist. Es kann sich bei der Kopplungsanordnung 300 um eine Abzweigung der Sendeverbindung 110 handeln, um das Kommunikationssignal 20 elektrisch an eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung 210 der Sensoranordnung 200 teilweise rückzuführen. Die Verarbeitungsvorrichtung 210, welche mit der Kopplungsanordnung 300 elektrisch verschaltet ist, insbesondere über einen Eingang 240 elektrisch direkt verbunden ist, kann auf diese Weise über die Kopplungsanordnung 300 die Ausgabe 160 des Kommunikationssignals 20 detektieren.
In einer optionalen Ausgestaltung kann die Sensoranordnung 200 als ein kapazitiver Sensor ausgeführt sein, welcher wenigstens eine elektrisch leitfähige Sensorelektrode 220 aufweist, um die Erfassung 260 über die Sensorelektrode 220 als eine kapazitive Erfassung 260 durchzuführen. Dabei kann die Sensorelektrode 220 benachbart zu dem Kommunikationselement 120 für die Kommunikation der Kommunikationsanordnung 100 angeordnet sein. Entsprechend kann aber auch die Ausgabe 160 des Kommunikationssignals 20 an das Kommunikationselement 120 zur Störung der Erfassung 260 führen. Daher kann die Verarbeitungsvorrichtung 210 dazu ausgeführt sein, über die Kopplungsanordnung 300 einen Teil des Kommunikationssignals 20 zu empfangen, um eine Kollision 265 der Kommunikation mit der Erfassung 260 zu detektieren, um bei der Detektion der Kollision 265 die Erfassung 260 auszusetzen. Die Verarbeitungsvorrichtung 210 ist dazu ausgeführt, über die Kopplungsanordnung 300 eine Frequenzauswertung des Kommunikationssignals 20 mittels einer Unterabtastung des Kommunikationssignals 20 durchzuführen. Es ist möglich, dass die Kommunikationsanordnung 100 dazu ausgeführt sein kann, das Kommunikationssignal 20 mit einer Frequenz von im Wesentlichen 13,56 MHz und/oder mit einer Signaldauer im Bereich von 40 ps, und/oder mit einem Intervall im Bereich von 100 ms, zeitlich wiederholt auszugeben. Daher kann die Unterabtastung notwendig sein, insbesondere dann, wenn die Verarbeitungsvorrichtung 210 dazu ausgeführt ist, in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben zu werden, welche sich hinsichtlich einer Taktfrequenz der Verarbeitungsvorrichtung 210 unterscheiden. Die Verarbeitungsvorrichtung 210 kann eine Zählerkomponente 230 aufweisen, um über die Kopplungsanordnung 300 die Frequenzauswertung des Kommunikationssignals 20 durchzuführen.
Ferner kann die Kopplungsanordnung 300 einen Kopplungswiderstand 310 aufweisen, um das Kommunikationssignal 20 gefiltert an die Verarbeitungsvorrichtung 210 rückzuführen. Der Kopplungswiderstand 310 kann hierbei mit dem Eingang 240 der Verarbeitungsvorrichtung 210 elektrisch verbunden sein, um mit einer Eingangskapazität des Eingangs 240 ein Filter auszubilden.
Aus Figur 3 ist in einem beispielhaften Verlauf der Kommunikation und Erfassung 260 über die Zeit t ersichtlich, dass die Verarbeitungsvorrichtung 210 dazu ausgeführt sein kann, parallel zur wiederholten Ausgabe 160 des Kommunikationssignals 20 die Erfassung 260 wiederholt zu initiieren, und eine mit der Ausgabe 160 überlappende Erfassung 260 (s. Bezugszeichen 265) anhand eines über die Kopplungsanordnung 300 rückgeführten Teils des Kommunikationssignals 20 als Kollision 265 zu erkennen.
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. Bezu gszei chen l iste
1 Fahrzeug
2 Türgriff
10 Anordnung
20 Kommunikationssignal
100 Kommunikationsanordnung
110 Sendeverbindung
120 Kommunikationselement, Kommunikationsantenne, NFC-Spule
150 Kommunikationsbereich
160 Ausgabe, NFC Messung
200 Sensoranordnung
210 Verarbeitungsvorrichtung
220 Sensorelektrode
230 Zählerkomponente
240 Eingang
260 Erfassung
265 Kollision
300 Kopplungsanordnung
310 Widerstandselement, Kopplungswiderstand t Zeit

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Anordnung (10) für eine Erfassung (260) einer Aktivierungshandlung und für eine Kommunikation bei einem Fahrzeug (1), insbesondere ausgebildet zur Integration in das Fahrzeug (1), aufweisend: eine Kommunikationsanordnung (100) für eine wiederholte Ausgabe (160) eines elektrischen Kommunikationssignals (20) über eine Sendeverbindung (110), um die Kommunikation bereitzustellen, eine Sensoranordnung (200) für die Erfassung (260) der Aktivierungshandlung, eine Kopplungsanordnung (300), welche elektrisch mit der Sendeverbindung (110) verbunden ist, eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung (210) der Sensoranordnung (200), welche mit der Kopplungsanordnung (300) elektrisch verschaltet ist, um über die Kopplungsanordnung (300) die Ausgabe (160) des Kommunikationssignals (20) zu detektieren. Anordnung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsanordnung (100) dazu ausgeführt ist, die Kommunikation in der Form einer Nahfeldkommunikation über ein Kommunikationselement (120) durchzuführen, wobei hierzu die Sendeverbindung (110) zur elektrischen Verbindung mit dem Kommunikationselement (120) ausgeführt ist, um das Kommunikationssignal (20) an das Kommunikationselement (120) zu übertragen und einen Kommunikationsbereich (150) für die Nahfeldkommunikation zu erzeugen.
Anordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (200) als ein kapazitiver Sensor ausgeführt ist, welcher wenigstens eine elektrisch leitfähige Sensorelektrode (220) aufweist, um die Erfassung (260) über die Sensorelektrode (220) als eine kapazitive Erfassung (260) durchzuführen, wobei die Sensorelektrode (220) benachbart zu einem Kommunikationselement (120) für die Kommunikation der Kommunikationsanordnung (100) angeordnet ist. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) dazu ausgeführt ist, über die Kopplungsanordnung (300) einen Teil des Kommunikationssignals (20) zu empfangen, um eine Kollision der Kommunikation mit der Erfassung (260) zu detektieren, um bei der Detektion der Kollision die Erfassung (260) auszusetzen. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) dazu ausgeführt ist, über die Kopplungsanordnung (300) einen Teil des Kommunikationssignals (20) zu empfangen und mittels einer Unterabtastung auszuwerten, um die Ausgabe (160) des Kommunikationssignals (20) zu detektieren. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsanordnung (100) dazu ausgeführt ist, das Kommunikationssignal (20) mit einer Frequenz von im Wesentlichen 13,56 MHz und/oder mit einer Signaldauer im Bereich von 10 ps bis 80 ps, vorzugsweise 20 ps bis 60 ps, bevorzugt im Wesentlichen 40 ps, und/oder mit einem Intervall im Bereich von 50 ms bis 200 ms, vorzugsweise im Wesentlichen 100 ms, zeitlich wiederholt auszugeben. 18 Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) dazu ausgeführt ist, parallel zur wiederholten Ausgabe (160) des Kommunikationssignals (20) die Erfassung (260) wiederholt zu initiieren, und eine mit der Ausgabe (160) überlappende Erfassung (260) anhand eines über die Kopplungsanordnung (300) rückgeführten Teils des Kommunikationssignals (20) als Kollision zu erkennen. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) dazu ausgeführt ist, über die Kopplungsanordnung (300) eine Frequenzauswertung des Kommunikationssignals (20), insbesondere mittels einer Unterabtastung, des Kommunikationssignals (20) durchzuführen. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) eine Zählerkomponente (230) aufweist, um über die Kopplungsanordnung (300) eine Frequenzauswertung des Kommunikationssignals (20) durchzuführen. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsvorrichtung (210) dazu ausgeführt ist, in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben zu werden, welche sich hinsichtlich einer Taktfrequenz der Verarbeitungsvorrichtung (210) unterscheiden. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsanordnung (300) einen Kopplungswiderstand (310) aufweist, um das Kommunikationssignal (20) gefiltert an die Verarbeitungsvorrichtung (210) rückzuführen. 19 Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsanordnung (300) einen Kopplungswiderstand (310) aufweist, welcher mit einem Eingang (240) der Verarbeitungsvorrichtung (210) elektrisch verbunden ist, um mit einer Eingangskapazität des Eingangs (240) ein Filter auszubilden. Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsanordnung (300) einen Kopplungswiderstand (310) aufweist, welcher an eine Eingangskapazität eines Eingangs (240) der Verarbeitungsvorrichtung (210) angepasst ist. Verfahren für eine Erfassung (260) einer Aktivierungshandlung und für eine Kommunikation bei einem Fahrzeug (1), wobei die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
Durchführen einer wiederholten Ausgabe (160) eines elektrischen Kommunikationssignals (20) durch eine Kommunikationsanordnung (100) über eine Sendeverbindung (110), um die Kommunikation bereitzustellen,
Durchführen der Erfassung (260) der Aktivierungshandlung durch eine Sensoranordnung (200),
Durchführen einer Detektion der Ausgabe (160) des Kommunikationssignals (20) durch eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung (210) der Sensoranordnung (200) über eine Kopplungsanordnung (300), wobei die Kopplungsanordnung (300) elektrisch mit der Sendeverbindung (110) verbunden ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Verfahrens durch eine Anordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt werden.
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