WO2004007879A1 - Elektronische steuerschaltung mit einem sender für ein fahrzeugtür-schliesssystem - Google Patents

Elektronische steuerschaltung mit einem sender für ein fahrzeugtür-schliesssystem Download PDF

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WO2004007879A1
WO2004007879A1 PCT/EP2003/050245 EP0350245W WO2004007879A1 WO 2004007879 A1 WO2004007879 A1 WO 2004007879A1 EP 0350245 W EP0350245 W EP 0350245W WO 2004007879 A1 WO2004007879 A1 WO 2004007879A1
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WO
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housing
control circuit
electronic control
induction coil
circuit according
Prior art date
Application number
PCT/EP2003/050245
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English (en)
French (fr)
Inventor
Elio Mariotto
Rachid Dadi
Benedikt Othmar Scheller
Original Assignee
Schaffner Emv Ag
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Publication date
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Priority to AU2003271744A priority patent/AU2003271744A1/en
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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/78—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles as part of a hands-free locking or unlocking operation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B77/00—Vehicle locks characterised by special functions or purposes
    • E05B77/34—Protection against weather or dirt, e.g. against water ingress
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/77—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles comprising sensors detecting the presence of the hand of a user

Definitions

  • the present invention relates to an electronic control circuit for a vehicle door locking system.
  • the present invention also relates to a vehicle door handle with a cavity in which an electronic control circuit is housed.
  • a vehicle door locking system is unlocked by means of an electronic control circuit integrated in the vehicle door handle, that is, from a state that prevents opening of the door or flap to a state that enables opening of the door or flap ,
  • a contactless portable data carrier for example in a chip card or in a key hanger
  • the data query is triggered by a mechanical switching element or by a proximity sensor, which triggers the forwarding of a data query to the external portable data carrier when a person approaches the handle.
  • the data carrier for example a transponder
  • the locking system only releases the door when the identification is valid.
  • known electronic control circuits for vehicle door locking systems often comprise a transmitter or a transceiver with a resonance circuit which, for example, consists of the series connection of an induction coil with a capacitance.
  • the induction coil generates an electromagnetic field that is received by the external data carrier.
  • the desired range is typically around one and a half meters. To achieve this range at the desired frequency, an induction coil with a large inductance must be provided become. Such an inductance can only be achieved if the induction coil comprises the largest possible ferrite core.
  • the induction coil must be installed outside the car body so that the electromagnetic field is not damped.
  • the optimal position for mounting the induction coil is inside the car door handle, very close to the data carrier of an approaching person and to the other electronic and mechanical parts of the car door locking system.
  • the induction coil or even the entire electronic circuit is sometimes cast into a polymeric mass, primarily to protect it from moisture.
  • the electronics of the control circuit are sensitive to water and dust and must therefore be protected against moisture infiltration. It is already known to mount electronic components in a car door handle and to subsequently make this handle watertight with synthetic seals (for example made from Santoprene or from another elastomer). However, the assembly of the handle with such seals is a process which has to be carried out manually and is therefore expensive. If an identical control circuit is determined for installation in different handles, the problem of water resistance must be solved anew for each handle. It has also been proposed to encapsulate the electronic components in a thermoplastic insulating material. Experiments were carried out with a "hot melt" material (for example Macromelt), which is sprayed at a temperature of approximately 215 ° degrees and at low pressure.
  • a "hot melt" material for example Macromelt
  • Patent application WO01 / 07736 describes a locking device for motor vehicles, in which the induction coil is mounted as a component on a printed circuit board and is protected against impacts by accommodating it in a base part. The induction coil is firmly mounted on the circuit board so that it could break if the circuit board or the housing is deformed.
  • Patent application WO01 / 07736 describes an outer door handle for vehicles in which the electronic components are protected by a U-shaped shell. However, such a shell is not watertight, so that the watertightness must be ensured by the handle.
  • Another object of the invention is to provide such an electronic control circuit in which the risk of the ferrite core breaking can be significantly reduced without increasing the manufacturing costs. According to the invention, these objectives are achieved by an electronic control circuit according to claim 1, preferred exemplary embodiments being specified in the dependent claims.
  • an electronic control circuit for a car door locking system in which a control unit with at least one induction coil is provided, the named induction coil being accommodated in a cavity in a handle of the named vehicle door locking system, and in which the Induction coil is protected by a multi-part closed housing in the cavity.
  • the ferrite rod is preferably only loosely attached in the housing, so that a certain mechanical play can absorb any deformation of the handle.
  • it is attached to the housing by means of retaining clips.
  • Retaining clips have the significant advantage that they can be manufactured cheaply and can even be part of a housing or a printed circuit board without increasing the manufacturing costs.
  • they can have a spring effect, so that the ferrite core can move easily if the handle is deformed.
  • Fig. 1 shows the handle of a pull handle and part of a vehicle door in cross section.
  • Fig. 2 is a first variant of the control circuit shown in perspective.
  • Fig. 3 is a perspective variant of the second control circuit.
  • Fig. 4 is a schematic of the electronic control circuit.
  • FIG. 1 shows a vehicle door pull handle, which comprises an inner part 9 fastened to the vehicle door and a handle 7 designed as a bow handle.
  • the handle 7 comprises a handle dome 70 which, with the end facing away from the handle 7, projects into the interior 90 of the vehicle door and is connected to the car door locking system, which is not shown for reasons of clarity.
  • the car door locking system is unlocked via the vehicle central locking system in order to free the handle dome 70 and thus the handle 7.
  • the handle 7 can be pulled outwards to open the vehicle door.
  • the handle 7 can be rotated about the joint 71 shown.
  • the door could open automatically after recognition of a valid identification of the person requesting access.
  • the handle 7 there is a cavity 72, in which the electronic control circuit 1 is accommodated, which is intended to enable the authorized user to trigger the unlocking of the car door locking system in the most convenient way possible.
  • the cavity is only accessible from that side through which the control circuit must be inserted during assembly.
  • the cavity 72 is accessible from both longitudinal ends so that the control circuit is inserted from one side and a connector described later from the other side.
  • the control circuit 1 is connected to the car door locking system inside the vehicle by connecting cables 12. She will preferably powered by these connecting cables from the car battery. In the event of a power failure, the door can preferably be opened by means of a locking cylinder (not shown) with a key provided for such cases.
  • the control circuit includes a touch sensor 82 which is a
  • a proximity sensor 5 triggers another signal when a hand or another earthed object approaches, particularly in the case of a hand approaching the space between the handle 7 and the inside of the handle 9.
  • these signals are from a control unit 20 interpreted with a microcontroller and at least one induction coil 3 in order to forward a data query to an external contactless data carrier, not shown.
  • the data carrier preferably consists of a transponder
  • a first variant of the control circuit 1 is described in more detail in connection with FIGS. 2 and 4. It comprises a large number of electronic components which are mounted on a thin, flexible printed circuit board 2 in a synthetic insulating housing 1, 13 and which are electrically connected by electrical connecting means, not shown.
  • the housing 1 longitudinally fills most of the cavity 72 in the handle 7.
  • the housing consists of two parts 1 and 13, which are ultrasonically welded or glued to one another after assembly.
  • the lower part 1 is a cover which has holding clamps 10, 11, lugs 51, ribs 212, 50 and recesses 40 in order to position and / or hold various components of the control circuit, as described later.
  • the upper part 13 is a floor which is reinforced with reinforcing ribs.
  • the base 13 with positioning means (not shown) in order to hold certain components (including the easily bendable proximity sensor electrodes 5 described later) on both sides. If the thickness of the cavity allows, it is also possible to provide the cover 1 with reinforcing ribs.
  • a glass-reinforced polymer is preferably used as the material for the housing.
  • the bottom is placed over the lid 1 and aligned and temporarily fixed by cooperating lugs 18 and holes 130.
  • a rubber seal can be provided, in particular to seal the entry of the cable 12. Both housing parts are then glued together or preferably welded with ultrasound.
  • the control circuit 1 comprises a contactless transmitter in order
  • the contactless transmitter comprises one Resonance circuit with an induction coil 3 and a capacitor 4, which are mounted directly on the cover 1 in the variant shown.
  • the induction coil consists, for example, of a winding of an electrically insulated wire on a plate-shaped ferromagnetic ferrite core.
  • the length of the ferrite core is greater than 40 mm. However, its thickness must be less than 4 mm so that it can be installed in a car door handle.
  • the profile of the ferrite core is X-shaped.
  • ferrite core is used in this description and in the claims as a general term for all soft magnetic induction coil cores.
  • the induction coil 3 is fastened to the cover 1 by a plurality of holding clamps 10, 11.
  • Four first nose-shaped holding jaws 11 hold the lateral flanks of the induction coil 3 in order to restrict both their lateral and their vertical freedom of movement.
  • Four second holding clamps are also preferably used in order to restrict the longitudinal freedom of movement of the induction coil 3.
  • the first and second holding clamps are designed in such a way that the induction coil 3 can move more along its longitudinal axis than along the other two axes.
  • the core can preferably be displaced along its longitudinal axis by at least one millimeter or as part of the deflection. This freedom of movement is made possible both by the play between the core and the second clamps and by the elasticity of the second holding clamps.
  • the housing 1 can be deformed or bent without stressing or even breaking the ferrite core and without exerting pressure on the electrical contacts.
  • the play between the ferrite core and the holding clamps 10 and the resilient effect of the second holding clamps also allow the induction coil to be assembled more easily, which is simply clicked into place.
  • the ferrite core does not touch the upper inside of the cavity so that the housing can absorb a certain amount of deflection without stressing the ferrite core.
  • the first holding clamps 10, 11 are part of the synthetic cover 1. It would also be possible (although possibly more expensive) to mount synthetic or metal holding clamps on the cover 1, or to fix the ferrite core to the bottom 13.
  • the first and / or second retaining clips could be mounted and held through openings in the housing 1. If conductor tracks are provided on the inside of the housing 1, metal retaining clips can also be mounted on these conductor tracks, for example as SMD components.
  • the induction coil could also be attached to the printed circuit board 2 (preferably with additional holding clamps).
  • the cavity 72 inside the handle is preferably not filled with potting compound.
  • the induction coil is thus held only by the holding clamps 10, 11.
  • the seal is made through the housing 1, in which seals, not shown, can be provided.
  • a gel for example a silicone gel
  • a gel can be poured into the housing.
  • the capacitance of the resonance circuit is preferably one
  • Ceramic or polypropylene capacitor with a value of approx. 1 5 to 18nF. It is used to match the impedance of the induction coil to the driver stage of the microcontroller. It is preferably positioned and / or fastened in the cover by further ribs 40.
  • An SMD control unit 20 built around a microcontroller can be mounted on the left underside of the printed circuit board 2. It is connected to the induction coil 3 via connecting cables, not shown, and / or via conductor tracks, not shown.
  • the control circuit 1 also comprises a proximity sensor with (in this preferred example) two proximity sensor electrodes 5 in order to sense people who are approaching the handle.
  • the proximity sensor electrodes 5 are electrically connected to the control unit 20 in such a way that the capacitance changes caused by the user body between the proximity sensor electrodes 5 and the earth are sensed. If a (grounded) person approaches the proximity sensor electrodes 5, the capacitance between these electrodes and the earth is impaired.
  • the control unit 20 preferably determines these small changes in capacity using a charge transfer measuring system, ie by switching the unknown capacity with a larger reference capacity via switches.
  • the proximity sensor electrodes 5 consist of two curved strips which are positioned and held by two pairs of cooperating ribs 50 in the cover 1 and in the base 13. One end 50 of each electrode 5 is soldered into a recess 27 through the printed circuit board or fastened with conductive adhesive, so that they cannot be unsoldered by longitudinal forces caused by bending of the housing.
  • the shield 21 consists of two strips made from one part and connected to one another by a bridge 210.
  • the bridge 210 is soldered to the upper accessible side of the circuit board 2 at two points 25; two further soldering feet 211 are soldered onto further soldering points 26 of the printed circuit board 2 and electrically connected to the earth. In this way, the shielding strips are positioned precisely and additionally increase the flexural rigidity of the assembly.
  • the shielding strips 21 are glued to the points 25, 26 instead of soldered with an electrically conductive adhesive in order to better control the overall thickness.
  • the touch sensor already mentioned consists of the largest possible capacitance 22 with an electrode on each side of the circuit board. The distance between the two electrodes can be increased by an additional printed circuit board 20.
  • the printed circuit board is connected to the electronics inside the vehicle via connecting cables 12, which in this variant are soldered directly into openings through the printed circuit board 2 or by the so-called auto-splice method. These cables go through the housing 1, 13; a rubber seal is preferably provided to make the housing watertight.
  • Dispensing with potting in the housing 1, 13 permits longitudinal play of the various components, in particular the induction coil, when the housing bends, so that the electrical contacts and the ferrite core do not have to absorb any pressure.
  • FIG. 3 shows a second embodiment variant of the control circuit, in which the connecting cables 12 are connected to the printed circuit board 2 via a plug 122-123.
  • the plug 122 also creates the watertightness of the housing 1, 13.
  • This variant has the advantage that the housing 1, 13 can be inserted from one side and the plug from the opposite side in a handle with two openings on both sides of the cavity 72. It is therefore not necessary to pull the connecting cable 12 through the cavity.
  • control unit in the housing can only consist of the induction coil.
  • the ferrite core could also have a greater thickness, for example up to 8 mm, in order to achieve better efficiency.

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Abstract

Elektronische Steuerschaltung für ein Autotür-Schliesssystem mit mindestens einer Induktionsspule (3), um eine Datenabfrage an einen externen kontaktlosen Datenträger weiterzuleiten, und um die Entsicherung des Autotür-Schliesssystems auszulösen, wenn eine gültige Antwort vom benannten Datenträger empfangen wird. Die Induktionsspule (3) umfasst einen Ferritkern und ist in einem Hohlraum (72) in einem Handgriff (7) des Autotür-Schliesssystems untergebracht. Die Steuereinheit wird durch ein mehrteiliges wasserdichtes Gehäuse (1, 13) geschützt.

Description

Elektronische Steuerschaltung mit einem Sender für ein Fahrzeugtür-
Schliesssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Steuerschaltung für ein Fahrzeugtür-Schliesssystem. Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Fahrzeugtür-Handgriff, mit einem Hohlraum, in welchem eine elektronische Steuerschaltung untergebracht ist.
Bei solchen Autotür-Schliesssystemen wird mittels einer im Fahrzeugtür-Handgriff integrierten elektronischen Steuerschaltung ein Fahrzeugtür-Schliesssystem entsichert, das heisst von einem Zustand, der eine Öffnung der Tür oder Klappe verhindert, in einen Zustand, der eine Öffnung der Tür oder Klappe ermöglicht, überführt.
Bei Schliesssystemen der oben genannten Art ist schon bekannt, einer Person Zutritt zu einem Fahrzeug über eine Datenabfrage eines kontaktlosen tragbaren Datenträgers (zum Beispiel in einer Chipkarte oder in einem Schlüsselhänger) zu ermöglichen. Die Datenabfrage wird durch ein mechanisches Schaltelement ausgelöst, oder durch einen Annäherungssensor, der die Weiterleitung einer Datenabfrage an den externen tragbaren Datenträger auslöst, wenn sich eine Person dem Handgriff nähert. Der Datenträger (zum Beispiel ein Transponder) wird durch die empfan- gene Datenabfrage "geweckt" und beantwortet sie, indem er eine Identifizierungsmeldung an das Schliesssystem sendet. Erst im Falle einer gültigen Identifizierung löst das Schliesssystem die Entsicherung der Tür aus.
Um mit dem externen kontaktlosen Datenträger zu kommunizieren, umfassen bekannte elektronische Steuerschaltungen für Fahrzeug- tür-Schliesssysteme oft einen Sender oder einen Sender-Empfänger mit einer Resonanzschaltung, die beispielsweise aus der Reihenschaltung einer Induktionsspule mit einer Kapazität besteht. Die Induktionsspule erzeugt ein elektromagnetisches Feld, das vom externen Datenträger empfangen wird. Die gewünschte Reichweite beträgt typischerweise etwa anderthalb Meter. Um diese Reichweite bei der gewünschten Frequenz zu erreichen, muss eine Induktionsspule mit einer grossen Induktivität vorgesehen werden. Eine solche Induktivität kann nur erreicht werden, wenn die Induktionsspule einen möglichst grossen Ferritkern umfasst.
Damit diese Reichweite erreicht werden kann, muss die Induktionsspule ausserhalb der Autokarosserie montiert werden, damit das elektromagnetische Feld nicht gedämpft wird. Die optimale Position für die Montage der Induktionsspule befindet sich innerhalb des Autotürhandgriffs, sehr nah von dem Datenträger einer sich nähernden Person und von den übrigen elektronischen und mechanischen Teilen des Autotürschliess- systems. Die Induktionsspule oder gar die gesamte elektronische Schaltung wird manchmal in eine polymerische Masse eingegossen, um sie vor allem vor Feuchtigkeit zu schützen.
Aus aerodynamischen- und Designgründen werden aber viele Autotürhandgriffe sehr dünn ausgestaltet, so dass die verfügbare Dicke für die Induktionsspule begrenzt ist. Der Ferritkern muss in diesem Fall sehr dünn und lang sein. Dünne Ferritkerne können aber zerbrechen, wenn der Autotürhandgriff unsanft behandelt wird und wenn das Gehäuse um die Steuerschaltung deformiert wird. Dieses Risiko muss unbedingt reduziert werden, weil der Autofahrer sonst nicht mehr in sein Auto gelangen könnte.
Ausserdem ist die Elektronik der Steuerschaltung wasser- und staubempfindlich und muss somit vor Feuchtigkeitsinfiltrationen geschützt werden. Es ist bereits bekannt, elektronische Komponenten in einem Autotürhandgriff zu montieren und diesen Handgriff nachträglich mit synthetischen Dichtungen (zum Beispiel aus Santoprene oder aus einem anderen Elastomer) wasserdicht zu machen. Die Montage des Handgriffs mit solchen Dichtungen ist jedoch ein Prozess, welcher manuell durchgeführt werden muss und aus diesem Grund teuer ist. Wird eine gleiche Steuerschaltung für die Montage in verschiedene Handgriffe bestimmt, muss das Problem der Wasserdichtheit für jeden Handgriff neu gelöst werden. Es wurde auch vorgeschlagen, die elektronischen Bauteile in einem thermoplastischen isolierenden Material einzukapseln. Es wurden Versuche mit einem "Hot Melt" Material (zum Beispiel Macromelt) durchgeführt, das bei einer Temperatur von ca. 215° Grad und mit niedrigem Druck gespritzt wird. Diese Lösung hat sich als effizient erwiesen, hat aber den Nachteil, dass jede Biegebeanspruchung der Einheit den Ferritkern der Induktionsspule durch die Vergussmasse belastet. Ausserdem bietet das elastische Vergussmaterial kaum Schutz vor Stössen und trägt nicht zur Erreichung der nötigen Baugruppensteife bei. Der Schutz der Induktionsspule ist daher vor allem von den metallischen Aussenteilen des Handgriffs abhängig, die aber bei jedem Fahrzeug anders gestaltet sind. Die Patentanmeldung WO01/07736 beschreibt eine Schliessvorrichtung für Kraftfahrzeuge, in welcher die Induktionsspule als Bauteil auf einer Leiterplatte montiert wird und vor Stössen durch Unterbringung in einem Basisteil geschützt wird. Die Induktionsspule ist fest auf der Leiterplatte montiert, so dass sie bei Deformation der Leiterplatte oder des Gehäuses zerbrechen könnte.
Die Patentanmeldung WO01/07736 beschreibt einen Türaussen- griff für Fahrzeuge, im welchem die elektronischen Bauteile durch eine U- förmige Schale geschützt sind. Eine solche Schale ist jedoch nicht wasserdicht, so dass die Wasserdichtheit durch den Handgriff gewährleistet werden muss.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Steuerschaltung für ein Fahrzeugtür-Schliesssystem vorzusehen, die eine Induktionsspule mit einem Ferritkern umfasst, und die möglichst dünn ausgestaltet werden kann.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine solche elektronische Steuerschaltung vorzusehen, in welchem das Risiko, dass der Ferritkern zerbricht, erheblich reduziert werden kann, ohne dass sich dadurch die Herstellungskosten erhöhen. Erfindungsgemäss werden diese Ziele durch eine elektronische Steuerschaltung gemäss Anspruch 1 erzielt, wobei bevorzugte Ausführungsbeispiele in den abhängigen Ansprüchen angegeben sind.
Insbesondere werden diese Ziele durch eine elektronische Steuer- Schaltung für ein Autotür-Schliesssystem erreicht, in welcher eine Steuereinheit mit mindestens einer Induktionsspule vorgesehen ist, wobei die benannte Induktionsspule in einem Hohlraum in einem Handgriff des benannten Fahrzeugtür-Schliesssystems untergebracht ist, und in welcher die Induktionsspule durch ein mehrteiliges geschlossenes Gehäuse im Hohl- räum geschützt wird.
Dies hat den wesentlich Vorteil, dass die Induktionsspule durch das Gehäuse effizient vor Stössen, Durchbiegungen des Autotürhandgriffs, Feuchtigkeit und/oder Schmutz geschützt wird. Ausserdem kann die Wasserdichtheit bereits beim Zusammenbau der Schaltung gewährleistet werden und ist nicht von der Montage im Fahrzeugtürhandgriff abhängig.
Der Ferritstab wird vorzugsweise im Gehäuse nur lose befestigt, so dass ein gewisses mechanisches Spiel allfällige Deformationen des Handgriffs absorbieren kann. In einer bevorzugten Variante wird er durch Halteklemmen an das Gehäuse befestigt. Halteklemmen haben den wesentlichen Vorteil, dass sie billig hergestellt werden können und sogar Teil eines Gehäuses oder einer Leiterplatte sein können, ohne dabei die Herstellungskosten zu erhöhen. Ausserdem können sie eine Federwirkung haben, so dass sich der Ferritkern bei allfälligen Deformationen des Handgriffs leicht bewegen kann.
Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Handhabe eines Ziehhandgriffs und einen Teil einer Fahrzeugtür im Querschnitt. Fig. 2 eine perspektivisch dargestellte erste Variante der Steuerschaltung.
Fig. 3 eine perspektivisch dargestellte zweite Variante der Steuerschaltung.
Fig. 4 ein Schema der elektronischen Steuerschaltung.
In der Figur 1 ist mit 7 ein Fahrzeugtür-Ziehhandgriff dargestellt, welcher einen an der Fahrzeugtür befestigten Innenteil 9 und eine als Bügelgriff ausgestaltete Handhabe 7 umfasst. Die Handhabe 7 umfasst einen Griffdom 70, der mit dem der Handhabe 7 abgewandten Ende in den Innenraum 90 der Fahrzeugtür ragt und mit dem aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Autotür-Schliesssystem verbunden ist. Das Autotür-Schliesssystem wird über das Fahrzeug-Zentralverriegelungssystem entsichert, um den Griffdom 70 und somit die Handhabe 7 zu befreien. Im befreiten Zustand kann die Handhabe 7 nach aussen gezogen werden um die Fahrzeugtür zu öffnen. Zu diesem Zweck kann die Handhabe 7 um das dargestellte Gelenk 71 gedreht werden. Als Variante könnte die Türe nach der Erkennung einer gültigen Identifizierung der den Zutritt begehrenden Person automatisch aufspringen.
In der Handhabe 7 befindet sich ein Hohlraum 72, in welchem die elektronische Steuerschaltung 1 untergebracht ist, die dem berechtigten Benutzer auf möglichst komfortable Weise die Auslösung der Entsicherung des Autotür-Schliesssystems ermöglichen soll. In der dargestellten Variante ist der Hohlraum nur von jener Seite her zugänglich, durch welche die Steuerschaltung während der Montage eingeschoben werden muss. In einer bevorzugten, nicht dargestellten Variante ist aber der Hohlraum 72 von beiden longitudinalen Enden her zugänglich, damit die Steuerschaltung von einer Seite her eingefügt wird und ein später beschriebener Stecker von der anderen Seite.
Die Steuerschaltung 1 wird durch Verbindungskabel 12 mit dem Autotür-Schliesssystem im Innern des Fahrzeugs verbunden. Sie wird vor- zugsweise über diese Verbindungskabel von der Autobatterie mit Strom versorgt. Im Falle eines Stromausfalls kann die Tür vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Schliesszylinders mit einem für solche Fälle vorgesehenen Schlüssel geöffnet werden.
Die Steuerschaltung umfasst einen Berührungssensor 82, der ein
Signal auslöst, sobald der Benutzer einen Finger (insbesondere einen Daumen) auf die äussere Seite der Handhabe legt. Ein Annäherungssensor 5 löst ein anderes Signal aus, wenn sich eine Hand oder ein anderes geerdetes Objekt nähert, insbesondere im Falle der Annäherung einer Hand an den Zwischenraum zwischen Handhabe 7 und dem Innenteil des Handgriffs 9. Wie später erläutert, werden diese Signale von einer Steuereinheit 20 mit einem Mikrokontroller und mindestens einer Induktionsspule 3 interpretiert, um eine Datenabfrage an einen nicht dargestellten externen kontaktlosen Datenträger weiterzuleiten.
Der Datenträger besteht vorzugsweise aus einem Transponder
(der beispielsweise in eine Chipkarte oder in einen Schlüsselhänger integriert werden kann) und wird durch diese Datenabfrage "geweckt". Wenn die Datenabfrage an ihn gerichtet ist, reagiert er mit einer Antwort, die eine Identifizierung des Datenträgers beinhaltet oder die mit einer solchen Identifizierung signiert wird. Die Antwort wird vom Schliesssystem empfangen, um die Entsicherung des Autotür-Schliesssystems auszulösen, wenn sie die erwartete Identifizierung enthält bzw. wenn sie mit dieser erwarteten Identifizierung signiert wurde.
Eine erste Variante der Steuerschaltung 1 wird in Zusammenhang mit den Figuren 2 und 4 näher beschrieben. Sie umfasst eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen, die auf einer dünnen, flexiblen Leiterplatte 2 in einem synthetischen isolierenden Gehäuse 1, 13 montiert sind und durch nicht dargestellte elektrische Verbindungsmittel elektrisch verbunden sind. Das Gehäuse 1 füllt longitudinal den grössten Teil des Hohlraums 72 in der Handhabe 7 aus. Erfindungsgemäss besteht das Gehäuse aus zwei Teilen 1 und 13, die nach der Montage mit Ultraschall wasserdicht miteinander verschweisst oder verklebt werden. Der untere Teil 1 ist ein Deckel, der über Halteklemmen 10, 11, Nasen 51, Rippen 212, 50 und Aussparungen 40 verfügt, um verschiedene Komponenten der Steuerschaltung zu positionieren und/ oder zu halten, wie später beschrieben. Der obere Teil 13 ist ein Boden, der mit Verstärkungsrippen verstärkt wird. Es ist auch möglich, den Boden 13 mit nicht dargestellten Positionierungsmitteln zu versehen, um gewisse Komponenten (unter anderem die leicht biegbaren, später beschriebenen Annäherungssensorelektroden 5) an beiden Seiten zu halten. Falls die Dicke des Hohlraums es erlaubt, ist es möglich, auch den Deckel 1 mit Verstärkungsrippen zu versehen. Als Material für das Gehäuse wird vorzugsweise ein Glas-verstärktes Polymer verwendet.
Bei der Montage werden alle elektronischen Komponenten provisorisch auf den Deckel 1 gelegt und durch die Haltemittel 10, 1 1, 212, 40, 50, 51 positioniert oder befestigt. Eine später beschriebene Leiterplatte wird verkehrt über den Deckel montiert, und zwar derart, dass zu prüfende elektrische Lötverbindungen zugänglich sind, solange der Boden 13 nicht montiert ist. Elektrische und optische Tests können dann durchgeführt werden. Bei diesen Tests können insbesondere die Wicklung der Induktionsspule 3 und die Lötverbindungen des Kondensators 4, der Abschirmstreifen 21 , der Annäherungssensorelektroden 5 und der Verbindungskabel 12 getestet werden.
Nach diesen Tests wird der Boden über den Deckel 1 gelegt und durch kooperierende Nasen 18 und Löcher 130 ausgerichtet und provisorisch befestigt. Eine nicht dargestellte Gummi-Dichtung kann vorgesehen werden, insbesondere um den Eintritt der Kabel 12 abzudichten. Beide Gehäuseteile werden dann miteinander verklebt oder vorzugsweise mit Ultraschall verschweisst.
Die Steuerschaltung 1 umfasst einen kontaktlosen Sender, um
Daten mit dem externen kontaktlosen Datenträger auszutauschen. In der bevorzugten dargestellten Variante umfasst der kontaktlose Sender eine Resonanzschaltung mit einer Induktionsspule 3 und eine Kapazität 4, die in der dargestellten Variante direkt an den Deckel 1 montiert sind. Die Induktionsspule besteht beispielsweise aus einer Wicklung eines elektrisch isolierten Drahtes auf einem plattenförmigen ferromagnetischen Ferritkern. Damit die benötigte Induktivität erreicht wird, ist die Länge des Ferritkernes grösser als 40 mm. Seine Dicke muss jedoch kleiner als 4 mm sein, damit eine Montage in einem Autotürhandgriff möglich ist. In einer bevorzugten Variante ist das Profil des Ferritkernes X-förmig. Der Fachmann wird verstehen, dass anstatt eines Ferritkerns auch einen anderer weich magnetischer Kern (zum Beispiel aus einem amorphem Material oder einen laminierten Kern) äquivalent verwendet werden könnte. Demzufolge wird "Ferritkern" in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen als allgemeiner Begriff für alle weich magnetischen Induktionsspulenkerne verwendet.
Die Induktionsspule 3 wird durch mehrere Halteklemmen 10, 11 am Deckel 1 befestigt. Vier erste nasenförmige Haltekiemmen 11 halten die lateralen Flanken der Induktionsspule 3, um sowohl deren laterale als auch deren vertikale Bewegungsfreiheit einzuschränken. Vier zweite Halteklemmen werden ausserdem vorzugsweise verwendet, um auch die longi- tudinale Bewegungsfreiheit der Induktionsspule 3 einzuschränken. Die ersten und zweiten Halteklemmen sind derart ausgestaltet, dass sich die Induktionsspule 3 mehr entlang ihrer longitudinalen Achse als entlang der beiden anderen Achsen bewegen kann. Vorzugsweise kann der Kern entlang seiner longitudinalen Achse um mindestens einen Millimeter beziehungsweise im Rahmen der Durchbiegung verschoben werden. Diese Bewegungsfreiheit wird sowohl durch das Spiel zwischen dem Kern und den zweiten Klemmen als auch durch die Elastizität der zweiten Halteklemmen ermöglicht. Da die Induktionsspule 3 durch die zweiten Halteklemmen 10 nur lose befestigt wird, kann das Gehäuse 1 deformiert oder gebogen werden, ohne den Ferritkern zu belasten oder gar zu brechen und ohne Druck auf die elektrischen Kontakte auszuüben. Das Spiel zwischen dem Ferritkern und den Halteklemmen 10 und die federnde Wirkung der zweiten Halteklemmen erlauben ausserdem eine einfachere Montage der Induktionsspule, die einfach eingeklickt wird. Als Variante könnte man in einer nicht dargestellten Ausführungsform vollständig auf die zweiten Halteklemmen 10 verzichten. Der Ferritkern berührt die obere Innerseite des Hohlraums nicht, damit das Gehäuse eine gewisse Durchbiegung aufnehmen kann, ohne den Ferritkern zu belasten.
Im dargestellten Beispiel sind die ersten Halteklemmen 10, 11 Teil des synthetischen Deckels 1. Es wäre aber auch möglich (obwohl eventuell teurer) synthetische oder metallene Halteklemmen am Deckel 1 zu montieren, oder den Ferritkern am Boden 13 zu befestigen. Beispielsweise könnten die ersten und/oder zweiten Halteklemmen durch Öffnungen im Gehäuse 1 montiert und gehalten werden. Werden Leiterbahnen an der Innenseite des Gehäuses 1 vorgesehen, können metallene Halteklemmen beispielsweise auch als SMD-Bauteile auf diese Leiterbahnen montiert werden. Die Induktionsspule könnte auch (vorzugsweise mit weiteren Halteklemmen) an der Leiterplatte 2 befestigt werden.
In dieser Ausführungsvariante wird der Hohlraum 72 im Inneren des Handgriffs vorzugsweise nicht durch Vergussmasse gefüllt. Die Induktionsspule wird somit nur durch die Halteklemmen 10, 11 gehalten. Die Dichtung erfolgt durch das Gehäuse 1, in welchem nicht dargestellte Dichtungen vorgesehen werden können. Um Vibrationen zu dämpfen, kann ein Gel (zum Beispiel ein Silicon-Gel) ins Gehäuse gegossen werden.
Die Kapazität der Resonanzschaltung ist vorzugsweise ein
Keramik- oder Polypropylen-Kondensator mit einem Wert von ca. 1 5 bis 18nF. Sie dient der Impedanzanpassung der Induktionsspule an die Treiberstufe des Mikrocontrollers. Sie wird vorzugsweise durch weitere Rippen 40 im Deckel positioniert und/oder befestigt.
Auf der linken Unterseite der Leiterplatte 2 kann eine um einen nicht dargestellten Mikrokontroller gebaute SMD-Steuereinheit 20 montiert werden. Sie wird mit der Induktionsspule 3 über nicht dargestellte Verbindungskabel und/oder über nicht dargestellte Leiterbahnen verbunden. Die Steuerschaltung 1 umfasst ausserdem einen Annäherungs- sensor mit (in diesem bevorzugten Beispiel) zwei Annäherungssensorelektroden 5, um Personen, die sich dem Handgriff nähern, zu sensieren. Die Annäherungssensorelektroden 5 sind elektrisch derart mit der Steuereinheit 20 verbunden, dass die vom Benutzerkörper verursachten Kapazitätsänderungen zwischen den Annäherungssensorelektroden 5 und der Erde sensiert werden. Nähert sich eine (geerdete) Person den Annäherungs- sensorelektroden 5, wird die Kapazität zwischen diesen Elektroden und der Erde beeinträchtigt. Die Steuereinheit 20 ermittelt diese kleinen Kapazitätsänderungen vorzugsweise anhand eines Ladungsübertragungsmesssystems, d.h. indem die unbekannte Kapazität mit einer grösseren Referenzkapazität über Schalter geschaltet wird.
In der dargestellten Ausführungsvariante bestehen die Annäherungssensorelektroden 5 aus zwei gebogenen Streifen, die durch zwei Paare von kooperierenden Rippen 50 im Deckel 1 und im Boden 13 positioniert und gehalten werden. Ein Ende 50 jeder Elektrode 5 wird in eine Aussparung 27 durch die Leiterplatte gelötet oder mit Leitkleber befestigt, so dass sie nicht durch longitudinale Kräfte, die durch eine Durchbiegung des Gehäuses verursacht werden, entlötet werden können.
Zwischen jeder Annäherungssensorelektrode 5 und der Induktionsspule 3 ist eine durch weitere Rippen 212 gehaltene elektrostatische Abschirmung vorgesehen. Durch diese Abschirmung wird unter anderem verhindert, dass die Messung der Kapazität zwischen den Annäherungssensorelektroden und der Erde durch die Induktionsspule 3 gestört wird und dass parasitäre Ladungen auf die empfindlichen Annäherungssensorelektroden 5 gelangen. Erfindungsgemäss besteht die Abschirmung 21 aus zwei aus einem Teil hergestellten und über eine Brücke 210 miteinander verbundenen Streifen. Die Brücke 210 wird an zwei Punkten 25 auf die obere zugängliche Seite der Leiterplatte 2 gelötet; zwei weiteren Lötfüsse 211 werden auf weitere Lötpunkte 26 der Leiterplatte 2 gelötet und mit der Erde elektrisch verbunden. So werden die Abschirmstreifen genau positioniert und erhöhen zusätzlich die Durchbiegesteifig- keit der Baugruppe. In einer bevorzugten Variante werden die Abschirmstreifen 21 mit einem elektrisch leitenden Klebemittel auf de Punkte 25,26 geklebt statt gelötet, um die Gesamtdicke besser zu kontrollieren. Der bereits erwähnte Berührungssensor besteht aus einer möglichst grossen Kapazität 22 mit einer Elektrode auf jeder Seite der Leiterplatte. Der Abstand zwischen den zwei Elektroden kann durch eine zusätzliche Leiterplatte 20 erhöht werden.
Die Leiterplatte wird über Verbindungskabel 12 mit der Elektronik im Inneren des Fahrzeugs verbunden, die in dieser Variante direkt in Öffnungen durch die Leiterplatte 2 oder durch das sogenannte Auto-Splice Verfahren gelötet sind. Diese Kabel gehen durch das Gehäuse 1, 13; eine Gummi-Dichtung ist vorzugsweise vorgesehen, um das Gehäuse wasserdicht zu machen.
Der Verzicht auf Verguss im Gehäuse 1, 13 erlaubt bei Gehäusedurchbiegung ein Längsspiel der verschiedenen Komponenten, insbesondere der Induktionsspule, so dass die elektrischen Kontakte und der Ferritkern keinen Druck aufnehmen müssen.
Die Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Steuerschaltung, in welcher die Verbindungskabel 12 über einen Stecker 122-123 mit der Leiterplatte 2 verbunden sind. Der Stecker 122 erzeugt ausserdem die Wasserdichtheit des Gehäuses 1,13. Diese Variante hat den Vorteil, dass in einem Handgriff mit zwei Öffnungen an beiden Seiten des Hohlraums 72 das Gehäuse 1, 13 von einer Seite her und der Stecker von der gegenüberliegenden Seite eingeführt werden können. Es ist somit nicht nötig, die Verbindungskabel 12 durch den Hohlraum zu ziehen.
Obwohl sich die ganze Beschreibung auf einen Fahrzeug-Ziehhandgriff bezieht, wird man verstehen, dass sich diese Erfindung auch für andere Typen von Fahrzeug-Türaussengriffen eignet, insbesondere für Griffklappen oder für Antennen innerhalb des Fahrzeugs oder im Kofferbereich. Für manche Anwendungen kann die Steuereinheit im Gehäuse lediglich aus der Induktionsspule bestehen. In diesem Fall könnte der Ferritkern auch eine grössere Dicke haben, beispielsweise bis 8mm, um einen besseren Wirkungsgrad zu erreichen.

Claims

Ansprüche
1. Elektronische Steuerschaltung für ein Fahrzeugtür-Schliess- system, enthaltend: eine Steuereinheit (20) mit mindestens einer Induktionsspule (3), wobei die benannte Induktionsspule (3) in einem Hohlraum (72) in einem Handgriff (7) des benannten Fahrzeugtür-Schliesssystems untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die benannte Induktionsspule im benannten Hohlraum durch ein mehrteiliges Gehäuse (1, 13) geschützt wird.
2. Elektronische Steuerschaltung gemäss Anspruch 1, in welcher die benannte Steuereinheit (20) durch das benannte Gehäuse (1, 13) geschützt wird.
3. Elektronische Steuerschaltung gemäss Anspruch 2, in welcher das benannte Gehäuse als wasserdichtes Bauelement vorgesehen ist, dass nachträglich im benannten Fahrzeugtür-Handgriff montiert werden kann.
4. Elektronische Steuerschaltung gemäss Anspruch 2, in welcher mindestens ein benannter Teil des benannten Gehäuses (1, 13) mit Halte- klemmen, Nasen und/oder Rippen versehen ist, um die benannte Induktionsspule (3) zu halten.
5. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher ein elastisches Material, zum Beispiel ein Gel, im benannten Gehäuse (1, 13) vorgesehen ist, um Vibrationen der benannten Induktionsspule (3) zu dämpfen.
6. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, in welcher mindestens ein benannter Teil des benannten Gehäuses (1, 13) mit Verstärkungsrippen (131) versehen ist.
7. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, in welcher die benannten Teile des benannten Gehäuses (1, 13) über kooperierende Nasen (18) und Löcher (130) miteinander befestigt sind.
8. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, in welcher die benannten Teile des benannten Gehäuses (1, 13) mit
Ultraschall miteinander verschweisst sind, derart, dass das benannte Gehäuse wasserdicht ist.
9. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, in welcher die benannten Teile des benannten Gehäuses (1, 13) derart miteinander verklebt sind, dass das benannte Gehäuse wasserdicht ist.
10. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, in welcher ein Zwischenraum zwischen der benannten Induktionsspule und mindestens einem benannten Teil des benannten Gehäuses vorgesehen ist, derart, dass das benannte Gehäuse (1, 13) durchgebogen werden kann, ohne die Induktionsspule (3) zu verbiegen.
1 1. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10, in welcher die benannte Induktionsspule im benannten Gehäuse derart gehalten wird, dass sie sich longitudinal bewegen kann, so dass das benannte Gehäuse (1, 13) durchgebogen werden kann, ohne die Induk- tionsspule (3) zu verbiegen.
12. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11, in welcher das benannte Gehäuse (1 , 13) ohne Verguss bleibt.
13. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, in welcher die Länge der benannten Induktionsspule grösser als 40 mm und die Dicke der benannten Induktionsspule kleiner als 4 mm ist.
14. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einem Annäherungssensor mit mindestens einer Annäherungssensorelektrode (5), um die Weiterleitung der benannten Datenabfrage auszulösen, wenn sich eine Person der benannten Annäherungssensorelektrode nähert, wobei die benannten Annäherungssensorelektroden durch weitere Rippen (50) an der Innenseite des benannten Gehäuses (1, 13) befestigt sind.
15. Elektronische Steuerschaltung gemäss Anspruch 14, in welcher die benannten Annäherungssensorelektroden in Aussparungen (27) in einer Leiterplatte (2) gelötet sind.
16. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei eine elektrostatische Abschirmung zwischen jeder benannten Annäherungssensorelektrode (5) und der benannten Induktionsspule (3) vorgesehen ist, wobei die benannte Abschirmung aus zwei aus einem Teil hergestellten und miteinander verbundenen Streifen besteht.
17. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 16, in welcher die benannte Steuereinheit (20) und die benannte Induktionsspule auf einer Leiterplatte (2) montiert sind.
18. Elektronische Steuerschaltung gemäss Anspruch 17, in welcher die obere Seite der benannten Leiterplatte (2) durch ein Deckelteil (1) des benannten Gehäuse bedeckt wird und in welcher die untere Seite der benannten Leiterplatte (2) durch ein Bodenteil (1) des benannten Gehäuse bedeckt wird, und in welcher das benannte Deckelteil und das benannte Bodenteil beide aus Kunststoff bestehen.
19. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 17 bis 18, in welcher das benannte Gehäuse einen ersten Teil (1) umfasst, der über Haltemittel (10, 1 1, 212, 52) zur Haltung und/oder Positionierung der benannten Induktionsspule (3) und der benannten Leiterplatte(2) verfügt, wobei die benannte Leiterplatte derart über den benannten ersten Teil (1) montiert wird, dass die elektrischen Lötverbindungen zugänglich sind, solange der andere Teil (13) des Gehäuses nicht montiert ist.
20. Elektronische Steuerschaltung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 19, mit einem Stecker (122) durch das benannte Gehäuse, um Verbindungskabel (12) zur Verbindung mit dem Fahrzeugtür-Schliesssystem im Innern des Fahrzeugs anzuschliessen.
21. Herstellungsverfahren für eine elektronische Steuerschaltung für ein Fahrzeugtür-Schliesssystem, mit folgenden Schritten:
Legen einer Steuereinheit (20) mit mindestens einer Induktionsspule (3) und einer Leiterplatte (2) auf einen Deckel (1), derart, dass zu prüfende elektrische Lötverbindungen zugänglich sind, Elektrische und/oder optische Tests der Lötverbindungen,
Legen eines Bodens (13) über den benannten Deckel (1), wobei die benannte Induktionsspule (3) durch den benannten Deckel und durch den benannten Boden geschützt wird.
22. Herstellungsverfahren gemäss Anspruch 21, in welchem der benannte Deckel und der benannte Boden ein Gehäuse bilden, das abgedichtet wird.
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