WO2021105416A1 - Device for a vehicle for communicating with a mobile device - Google Patents

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WO2021105416A1
WO2021105416A1 PCT/EP2020/083715 EP2020083715W WO2021105416A1 WO 2021105416 A1 WO2021105416 A1 WO 2021105416A1 EP 2020083715 W EP2020083715 W EP 2020083715W WO 2021105416 A1 WO2021105416 A1 WO 2021105416A1
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communication
vehicle
communication means
filter
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PCT/EP2020/083715
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Berthold Sieg
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Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg
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    • H03K2217/9607Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755Constructional details of capacitive touch and proximity switches
    • H03K2217/96078Sensor being a wire or a strip, e.g. used in automobile door handles or bumpers

Definitions

  • the present invention relates to a device for a vehicle for communication with a mobile device.
  • the invention also relates to a door handle and a use of the device.
  • activation actions of a user can be used in vehicles in order to activate functions of the vehicle.
  • Such an activation act can, for. B. be the approach of a Fland to the door handle of the vehicle in order to unlock and / or lock the vehicle.
  • activation actions also trigger authentication with a mobile device such as an identification transmitter.
  • the authentication is usually made possible by wireless communication between the vehicle and the mobile device.
  • the cause of these interfering influences can be electromagnetic immissions (i.e. EMC interference), e.g. B. caused by radio transmitters outside the vehicle.
  • the object is achieved in particular by a device for a vehicle for communication with a mobile device, in particular in order to activate a function of the vehicle as a function of the communication.
  • the device according to the invention can have at least one of the following components: a, in particular electrically conductive, communication means, a, in particular electronic, processing arrangement for sending and / or
  • Communication means to provide communication through the communication signal, at least one connection for sending and / or receiving the communication signal which electrically connects the processing arrangement to the communication means.
  • the processing arrangement can carry out the transmission and / or reception of the communication signal via the communication means.
  • the processing arrangement can send the communication signal to the communication means and / or receive it from the communication means.
  • the communication signal can e.g. B. output via the at least one connection by the processing arrangement for sending to the communication means and for receiving from the
  • the communication signal can also be embodied as an electrical signal such as an electrical voltage or an electrical current with a specific communication frequency.
  • the output of the communication signal can have the effect that an electric and / or magnetic field is created on the communication means.
  • the (received) communication signal can also be influenced by the mobile device for communication and, in particular, modulated in order to transmit information such as authentication data via the communication.
  • processing arrangement for sending and / or receiving the communication signal electrically with the
  • the filter arrangement can, for. B. be provided between the at least one connection and the communication means - in particular integrated in at least one electrical transmission path.
  • the filter arrangement can therefore be connected in terms of circuitry between the processing arrangement and the communication means.
  • the filter arrangement can have at least one flochpass arrangement and at least one lowpass arrangement.
  • the at least one flochpass arrangement and the at least one lowpass arrangement can form at least one bandpass filter in order to at least reduce, ie in particular attenuate, frequencies outside a frequency range which is provided for the communication signal for the communication. This can increase the reliability of what is received.
  • the low-pass and / or floch-pass arrangement each has at least one RC or LC element.
  • the filter arrangement has at least or precisely one RC filter and / or at least or precisely one LC filter and / or a bandpass and / or a Wien filter.
  • the filter arrangement can provide a bandpass filter through the RC filter and / or LC filter, that is to say, for example, through the interconnection of the RC and / or LC filters.
  • the filter arrangement can be designed as a bandpass filter, preferably an RC and / or LC filter, preferably as a Wien filter.
  • the filter arrangement can have at least one floch-pass arrangement (in particular an LC or RC filter of the first order) and at least one low-pass arrangement (in particular as an LC or RC filter of the first order).
  • the floch pass and low pass arrangements can be put together in pairs to form the band pass filter, in particular an LC and / or RC filter of the 2nd order.
  • This bandpass filter in particular the Wien filter, can be provided symmetrically in the filter arrangement.
  • RC elements are understood to mean, in particular, a circuit that has an ohmic resistor (R - engl resistor) and a capacitor (C - engl capacitor).
  • LC elements are accordingly understood to mean a circuit which has a coil or inductance and a capacitor.
  • the LC filter accordingly has at least one LC element and the RC filter has at least one RC element.
  • the frequency range that is provided for the communication signal and / or for the communication can have at least one communication frequency, and can also be referred to below as the communication frequency range.
  • a communication frequency for the near field communication for. B. 13.56 MFIz can be provided.
  • a means for resistive damping in particular an electrical damping resistor, is electrically connected to the communication means in addition to the at least one connection.
  • the resistive attenuation can denote the attenuation by the means in the form of an attenuator, and thus in particular the attenuation of an amplitude of signals which differ with regard to their frequency from at least one communication frequency that is provided for the communication signal.
  • resistive damping can mean that damping is brought about by the electrical resistance of the agent.
  • the communication means is designed as an antenna for near-field communication, preferably an NFC loop antenna, so that the communication is implemented as near-field communication.
  • This has the advantage that reliable and secure communication is possible in the vicinity of the device.
  • this communication can be used to exchange authentication information between the mobile device and a security system of the vehicle, in particular to determine by checking this authentication information by the vehicle (authentication) that the mobile device is authorized to trigger the function of the vehicle.
  • the near-field communication ensures that communication is only possible within a maximum distance from the vehicle.
  • the communication means is thus advantageously suitable for providing or carrying out near-field communication such as NFC (near field communication) or RFID (radio-frequency identification).
  • the means of communication is e.g. B. as an antenna, in particular NFC antenna, which can be provided at least partially on some or all of the layers of a circuit board of the device according to the invention.
  • the parts of the communication means on the different layers can be electrically connected to one another by means of plated-through holes in order to provide a loop (e.g. NFC loop) overall on several of the layers.
  • the communication means thus enables the device according to the invention to provide a communication function.
  • the communication means can be designed as a conductor track and in particular run on the outer edge of the circuit board or layer.
  • the communication means is designed to be essentially geometrically symmetrical, in particular in the form of a loop.
  • the geometrical symmetry already causes a reduction of disturbances on the communication, since in particular partial vibrations on the communication means can be reduced.
  • slight deviations from an exact symmetry are harmless for the symmetrical design, the deviations z. B. inevitably off production-related circumstances and / or due to the arrangement in different layers and / or the arrangement with further components on the circuit board.
  • the means for resistive damping has the electrical connection to the communication means at a connection point of the communication means, the connection point being on an axis of symmetry of the communication means.
  • the communication means can be designed symmetrically. An axis of symmetry is thus provided.
  • the symmetry can e.g. B. be designed as an axis symmetry, so that the communication means is mapped geometrically by the vertical axis reflection on its axis of symmetry on itself.
  • a virtual ground can be located at the connection point on the axis of symmetry.
  • the described connection at the connection point has the advantage that the resistive attenuation and thus the attenuation of interference on the communication can be provided particularly reliably. A slight deviation of the connection from this connection point is of course harmless.
  • the means for providing the resistive damping has an electrical resistance, in particular as an attenuator to attenuate those signals on the communication means whose frequency deviates from at least one communication frequency, wherein the at least one communication frequency can be provided for the communication signal, and in particular 13.56 MHz.
  • the at least one communication frequency can define a communication frequency range.
  • the communication frequency range can also lie in a pass band for a bandpass filter of a filter arrangement of the device according to the invention.
  • the weakening of the signals with frequencies outside this communication frequency range can reduce the impact of disruptive immissions on the means of communication.
  • the electrical resistance can be designed as a low resistance, e.g. B. in the range of 50 to 100 ohms. Functionally, the resistive damping by the resistance can cause that even when the position of the virtual ground on the communication means changes, due to the disturbing radiation, the disturbing vibrations caused thereby are dampened.
  • disturbing irradiation on the means of communication in particular disturbing immissions, z. B. electromagnetic fields in the sense of (EMC, so electromagnetic compatibility) immissions, stimulate parasitic oscillating circuits of the communication medium.
  • vibrations that is to say interference signals
  • the harmonic oscillations can be oscillations whose frequencies are an integral multiple of the communication frequency. It is also conceivable that the filter arrangement can already weaken the non-harmonic oscillations, but the Flarmonic oscillations not or only insufficiently.
  • the processing arrangement can thus continue to be sensitive to interference with the harmonic oscillations.
  • the use of the means for resistive damping, in particular as a damping resistor is therefore advantageous in order to further dampen the harmonic oscillations.
  • the means for resistive damping has the electrical connection with the communication means at a connection point of the communication means, the connection point being designed as a central point of the communication means, preferably essentially at a position of half a length and / or a geometric position Center of the means of communication. This has the advantage that a virtual ground point can be provided at this point, at which for the
  • the means at the connection point can provide an actual ground in order to derive in particular interfering signals from the communication means.
  • connection point is provided substantially at a position of a virtual ground of the communication means.
  • the virtual Ground can be defined by a tap at this connection point with a connection to ground, ideally (i.e. with an ideal antenna and / or when there is no interfering signals and / or no disturbing immissions and / or no signals outside the communication frequency on the communication medium) Sending and / or receiving no current flows.
  • interference signals can be attenuated by the means in the case of non-ideal operation.
  • the means at the connection point can provide an actual ground in order to derive in particular interfering signals from the communication means.
  • the means for resistive damping connects the communication means, in particular directly, to an electrical ground in order to provide damping of a parasitic resonant circuit of the communication means. This can increase the reliability of the communication.
  • the means for resistive damping is designed in the form of an electrical, in particular ohmic, resistor. It is also possible that the resistor is provided as the only electrical component between the connection point on the communication means and ground in order to enable a technically simple structure.
  • the means for resistive damping is integrated as the only component in a current path between the communication means and an electrical ground, and is thus preferably connected in a series circuit with the connection point on the communication means and ground.
  • the means for resistive damping is electrically connected at such a position on the communication means that electrical signals on the communication means that differ in frequency from a frequency range of the communication signal are attenuated via the means and / or diverted to an electrical ground become.
  • These electrical signals can be viewed as interference signals because they differ from the communication signal.
  • Finding the position (i.e. the connection point) on the means of communication can, for. B. be done in that the position for the agent is varied while a measurement of the Interfering signals occurs.
  • the connection point can be selected at the minimum of the measured course of the interference signals.
  • the interfering signals can, for. B. generated by an external radio transmitter which z. B. emits radio signals in the desired interference range (e.g. at twice or 3 times or 4 times the communication frequency).
  • the processing arrangement is designed to carry out the sending and / or receiving to provide the communication in the manner of a near-field communication, and preferably has an NFC receiver electronics to evaluate the communication signal for the reception, wherein preferably a communication frequency of the received communication signal differs from a frequency of at least one parasitic resonant circuit of the communication means.
  • the means for resistive damping can thus be designed to reduce precisely these frequencies of the parasitic resonant circuits.
  • the parasitic resonant circuits can be caused by the antenna design and therefore cannot be avoided from the outset.
  • the NFC receiver electronics can have at least one integrated circuit and / or a microcontroller and / or a processor.
  • the NFC receiver electronics can also be designed as a single component, which is also provided, for example, in the form of an NFC driver module.
  • the at least one connection has at least two or exactly two connections for receiving the communication signal
  • the processing arrangement can be designed to carry out the receiving and in particular also the transmission symmetrically, so that the received communication signal is preferably symmetrically sent to the there are at least two or exactly two connections.
  • the connections can be designed as connections of the processing arrangement and thus serve as an input for the communication signal.
  • the NFC receiver electronics are suitable for symmetrical control of the communication means.
  • the symmetrical control can be understood to mean a symmetrical reception and / or a symmetrical transmission of the communication signal, in particular with a symmetrical signal transmission of the communication signal to the connections of the processing arrangement. Disturbances can thus be further reduced.
  • a multi-layer circuit board is provided, the communication means being arranged on the layers of the circuit board, and extending over all of the layers, in particular (essentially) at a distance from at least one ground and / or sensor - And / or shielding element, extends.
  • the communication with the mobile device can be provided outside the vehicle, and in particular a magnetic coupling (in particular to the ground) can be kept constant due to the constant distance.
  • the ground element can extend as an electrically conductive surface or conductor track on at least or precisely one of the layers, and preferably have an electrical ground (that is, an electrical ground potential).
  • the constant distance to the ground element can denote the distance of the communication means in lateral directions to the outer edge of the ground element.
  • the communication means can be designed to carry out an authentication via the communication, triggered by a detection of an activation action in a detection area of the sensor element, and to activate the function of the vehicle, in particular an unlocking and / or locking of the vehicle, preferably depending on the authentication .
  • the communication means and the sensor element and / or the shielding element and / or the ground element can be electrically connected to the same processing device of the device according to the invention.
  • the device is designed as a sensor and communication device in order to detect an activation action in at least one detection area in addition to providing communication, with preferably at least one electrically conductive sensor element for capacitive detection in the detection area is provided, wherein the sensor element can be electrically connected to a processing device in order to detect the activation action by the processing device on the basis of the detection.
  • Flierzu evaluates the processing device z. B. on the basis of charge transfers from a change in a capacitance, which is provided by the sensor element.
  • an (electronic) processing device is arranged on the circuit board and is electrically connected to the sensor element for charge transfers in order to evaluate a variable electrical capacitance based on the charge transfers in particular and thereby to control the capacitive detection.
  • the capacitive acquisition and / or detection can take place in that the processing device determines the variable capacitance.
  • the variable electrical capacitance is provided in particular by the sensor element and is specific to a change in the detection area. This capacitive detection can thus lead to the detection of the activation action.
  • the processing device can be connected to at least one further (second) sensor element of the device according to the invention in order to carry out and evaluate charge transfers for the capacitive detection here as well.
  • the processing device can also control the shielding elements, e.g. B. also by charge transfers.
  • the device can have a multilayer printed circuit board on which at least one - in particular electrically conductive - sensor element for capacitive detection in the detection area is arranged.
  • the sensor element can be suitable for capacitive detection in that it can provide an electric field (with appropriate electrical control) and / or that it has a variable capacitance in relation to the surroundings of the vehicle and / or in cooperation with an electrical ground or counter electrode of the vehicle which depends on the environment.
  • the electrical control of the sensor element can be done by a processing device (such as a microcontroller, integrated circuit or the like) of the device according to the invention, for. B. by repeated charge transfers. It can also be provided that the detection by the sensor element takes place or is controlled alternately with the communication by the communication means.
  • the device according to the invention as a sensor and communication device, it is possible for the device and, in particular, a circuit board of the device to have a plurality of electronic components which both serve for detection in at least one detection area as well as for communication, in particular near-field communication.
  • a compact and individually manageable module can be provided by the device that comfortably several functions z. B. can provide for a door handle.
  • the communication can specifically relate to radio communication or wireless communication, so that corresponding communication fields (electrical and / or magnetic fields) arise here. Therefore, the different fields for sensor detection and communication can also interfere with each other, so that further measures such as reliable shielding can then be useful.
  • the device according to the invention can be designed to provide at least one of the following functions:
  • a detection of at least one activation action such as an approach and / or touch and / or gesture and / or tactile actuation by a user
  • radio communication such as near-field communication
  • a mobile device such as an ID transmitter and / or smartphone and / or the like, preferably for authentication
  • a vehicle function in particular a safety-relevant vehicle function such as unlocking and / or locking, or a movement of a movable part of the vehicle, such as a flap, as a function of the detection.
  • the vehicle function can then be activated, for example by an electrical signal output from the device, when the detection has been carried out positively, that is to say, for example, the approach and / or touch and / or actuation and / or gesture has been detected.
  • the mobile device can be designed separately from the vehicle and, for example, be suitable for being carried by a person (for example in a pocket).
  • the detection of a (first) activation action can also serve to activate a (first) function of the vehicle as a function of the detection. It can also be provided that at least one second activation action is detected in order to to activate at least one (second or further) function of the vehicle, the functions then differing from one another.
  • the activatable (first and / or at least second) function of the vehicle is z.
  • a movable part of the vehicle in particular a front, patch or side flap (such as a side door or a trunk lid) of the vehicle, the movement preferably being carried out in a motorized manner,
  • the first and at least second functions can also be different of the functions mentioned. So it is z. B. possible that the detection of the first activation action triggers the activation of a different function of the vehicle than the detection of the second activation action.
  • the detection of an approach to a first outer side of the door handle can trigger the locking and the detection of an approach to a second outer side of the door handle can trigger the unlocking.
  • the second outside can face a door handle recess and the first outside can face away from the door handle recess (or vice versa). This enables convenient and simple operation of the functions for a user of the vehicle.
  • the at least one sensor element can also comprise at least two sensor elements, which are then each designed for capacitive detection in their own detection area.
  • a second sensor element or further sensor elements can thus also be provided.
  • the respective sensor element can, for example, be designed as a sensor electrode.
  • the sensor elements for capacitive detection can be designed in different detection areas, with the detection areas also being able to be of different sizes.
  • the first sensor element can detect z. B. carry out the detection in a second detection area on the second outside of the door handle in a first detection area on the first outside and the second sensor element.
  • the different sensor elements can also be designed to detect different activation actions in order to activate different ones of the functions.
  • At least two shielding elements are provided for shielding for a capacitive detection of at least one sensor element, wherein the shielding elements can be arranged on different layers of a circuit board of the device according to the invention, with one of the shielding elements preferably being the sensor element on a first layer , in particular predominantly or completely, surrounds in order to provide the shielding in different directions.
  • at least two shielding elements can thus be provided for shielding the detection.
  • the multi-layer design of the circuit board has the further advantage that the shielding elements can be arranged on several layers and thus enable a three-dimensional arrangement of the shielding elements.
  • the shield can thus be adapted particularly flexibly to the detection area and the structure of the sensor element.
  • the specific three-dimensional design of the shielding elements on the circuit board also enables the shielding to be set in such a way that the different directions in which the shielding is to take place are determined.
  • the shielding can thus also be produced three-dimensionally by the shielding elements, and according to a particular advantage, it can be pot-shaped. In this way, the shielding can bring about a limitation of the capacitive detection to the detection area in a particularly reliable manner.
  • the shielding elements can optionally be arranged on the printed circuit board in such a way that a geometrical adaptation and, in particular, adaptation of the shielding to the detection area of the sensor element takes place.
  • the geometric shape of the shield is at least partially matched to the geometric shape of the detection area and / or at least partially corresponds to it.
  • the shielding can be provided by the shielding elements for the first sensor element, but optionally also additionally for at least one further sensor element of the device according to the invention. If the detection areas of the sensor elements differ, the associated shields for the different sensor elements also differ accordingly. Separate shielding elements can be provided on the circuit board for each of these different shields. It can also be provided that at least one of the shielding elements is used to generate the shielding for more than one of the sensor elements.
  • the shielding element on the first layer is also referred to below as a first shielding element for easier assignment, it also being possible for a second shielding element to be provided on the second layer and / or a third shielding element on the third layer and / or a fourth shielding element on the fourth layer .
  • the shielding elements can be electrically connected to one another across layers and thus form a single shielding device.
  • the respective shielding element is provided in particular in the form of an electrically conductive surface and / or conductor track, and the electrical connection of the shielding elements is provided in particular as a plated through hole.
  • the sensor element and / or the shielding element and / or the (electrical) ground on the circuit board is formed by conductor tracks and / or surfaces.
  • These elements can e.g. B. have a thickness in the range from 0.1 mm to 0.9 mm.
  • a multi-layer printed circuit board (so-called “multilayer printed circuit board”) can also have the benefit of increasing the packing density and / or generating electrical and / or magnetic fields can be improved.
  • the use of several layers can be used to align the fields for the sensors and / or shielding and / or for communication can be simplified.
  • the individual layers of the circuit board can also be referred to as layers.
  • the multi-layer circuit board can have at least or exactly 4 layers which are firmly connected to one another.
  • an (electronic) processing device is electrically connected to the shielding elements in order to operate the (or at least one of the) shielding elements to provide an active shield ("Active Shield"), in which an electrical potential of the ( or the) shielding element (s) is set as a function of an electrical potential of the sensor element.
  • Active Shield an active shield
  • the processing device can thus be designed to actively set the electrical potential of the shielding elements.
  • the electrical potential of the shielding elements can, for. B. be set according to the electrical potential of the sensor element.
  • the communication means is arranged at a substantially constant distance (in lateral directions) to an electrical ground on the circuit board.
  • the mass is z. B. provided as a conductor track and / or a conductor surface.
  • at least one outer edge of the mass can have a course parallel to the communication means (seen in a plan view in the axial direction).
  • the mass can run on one layer, whereas the communication means can also run over several layers of the circuit board. Even if part of the communication means and the ground are in different positions, the distance from one another can still be maintained.
  • the distance relates to the distance in the lateral directions, that is only in one plane, which are defined by these directions.
  • the distance (in the axial direction) due to the arrangement of the mass and the partial communication means on different positions can be disregarded here.
  • the layers of the circuit board are z. B. arranged or glued one above the other in the axial direction.
  • the processing arrangement for receiving the communication signal is electrically connected to the communication means via a filter arrangement.
  • the filter arrangement can thus be interconnected between the communication means and the processing arrangement in order to filter the received communication signal (before an evaluation by the processing arrangement).
  • the filter arrangement can preferably have a floch-pass arrangement and a low-pass arrangement in order to form a band-pass filter in order to at least reduce frequencies outside a frequency range of the communication signal for the communication.
  • the filter arrangement can be integrated into an electrical transmission path for transmitting the communication signal from the communication means to the processing arrangement.
  • two transmission paths can accordingly also be provided, one for each of the connections of the processing arrangement.
  • the filter arrangement can bring about an additional reduction in disruptive oscillations before they can impair the evaluation of the communication signal by the processing arrangement during reception.
  • the filter arrangement has a Wien filter as the bandpass filter.
  • Wien filter can have a steeper bandpass curve than other conventionally used filters, and thus effects an improved filtering out of the interference.
  • a Wien filter is generally known, for example also from the construction of a Wien-Robinson bridge or a Wien-bridge sine oscillator.
  • the Vienna filter is disclosed as a Vienna bandpass (or Vienna Robinson bandpass), for example, in the literature “Taschenbuch der Elektrotechnik”, Kories, Verlag Harri Deutsch, 3rd edition, 1998. It can be a cascade of a low-pass filter and a floch-pass filter, which can have the same cut-off frequency.
  • the bandpass filter is provided as a first bandpass filter, and a second bandpass filter is symmetrical to the first bandpass filter is formed, wherein the bandpass filter can be electrically connected to different of the connections in order to filter the, in particular symmetrically, received communication signal symmetrically at the connections.
  • a bandpass filter can be provided for each of the transmission paths, and for this purpose it can be integrated in the respective transmission path.
  • the bandpass filters can be of the same design, e.g. B. each as a Vienna filter.
  • the device according to the invention be suitable for being mounted on a vehicle part of the vehicle, preferably in order to create the detection area and / or to carry out the communication in the area of this vehicle part.
  • the vehicle part is z. B. an inventive door handle in which the device is received, or a door or flap or a bumper or a door sill of the vehicle.
  • the device according to the invention can also be designed as an individually manageable module which can be mounted as a single component on the vehicle and / or vehicle part.
  • the device can have positioning means, such as recesses or geometric adaptations, which enable it to be clearly attached to the vehicle.
  • the positioning means can simultaneously or alternatively be designed as fastening means such as latching elements or clips or adhesives.
  • the device can be mounted on a part of the vehicle such as a door and / or a door handle and / or a patch flap and / or a front flap.
  • the fastening can be carried out using the fastening means and the positioning can be carried out using the positioning means.
  • the device according to the invention can advantageously be integrated into a door handle of the vehicle, preferably an outer door handle of the vehicle.
  • the device can thus be designed to carry out the communication and / or the detection in the area of the door handle.
  • the device can be mounted for integration in the door handle in order to be mounted in this way on the vehicle via the door handle, in particular on a door of the vehicle.
  • the vehicle is designed as a motor vehicle, preferably a passenger vehicle, in particular as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, preferably with a high-voltage electrical system and / or an electric motor and / or an internal combustion engine.
  • the vehicle can also be possible for the vehicle to be designed as a fuel cell vehicle and / or a semi-autonomous or autonomous vehicle.
  • the vehicle has a security system which, for. B. through communication with a mobile device such as an identification transmitter (ID transmitter, electronic key) or smartphone enables authentication.
  • a mobile device such as an identification transmitter (ID transmitter, electronic key) or smartphone enables authentication.
  • the function can be a safety-relevant 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, without active manual actuation of the mobile device, initiates the authentication and / or the activation of the function when the approach of the mobile device to the vehicle is detected.
  • a wake-up signal is repeatedly sent out by the security system, which can be received by the mobile device when it approaches and then triggers the authentication.
  • the approach can also be recognized by the fact that the activation action is detected by a device according to the invention.
  • the function can also relate to activation of vehicle lighting and / or actuation (opening and / or closing) of a flap (e.g. front or rear or side flap or door).
  • the vehicle lighting is automatically activated when the approach is detected and / or the flap is actuated when a gesture by a user is detected.
  • a first sensor element for capacitive detection can be provided in a first detection area on a circuit board of the device according to the invention. It can further be provided that a second sensor element for capacitive detection is arranged in a second detection area on the circuit board, the second detection area differing from the first detection area.
  • the respective sensor element can be designed as a capacitive sensor, so that the Detection is based on the fact that a capacitance made available by the sensor element changes.
  • the individual sensor element can be understood as an electrode which forms the variable capacitance in relation to the surroundings of the vehicle.
  • a discrete counter-electrode does not necessarily have to be provided for this purpose. It can e.g. B.
  • an electrical ground potential of the vehicle can be viewed as a counter electrode in order to form an imaginary capacitor with the variable capacitance.
  • a first activation action in the first detection area then causes a change in the capacitance of the capacitance which is provided by the first sensor element.
  • a second activation action in the second detection area accordingly causes a change in the capacitance of the capacitance which is provided by the second sensor element.
  • the second sensor element can be designed at least partially congruent with the first sensor element.
  • the second sensor element and the first sensor element (offset from one another) can be arranged on different layers of the circuit board.
  • the sensor elements can be positioned offset with respect to one another (in the lateral direction) on (within) the respective layer. The offset positioning thus denotes a different positioning of the sensor elements within the plane of the respective position, so that the sensor elements do not overlap.
  • the sensor elements are thus designed to be congruent per se, but are not congruent on top of one another. In this way, an influence of the first activation action on the detection of the second sensor element (and / or vice versa) can be at least reduced.
  • the processing device can be arranged in an area, in particular on the first layer, of the printed circuit board which extends opposite an electrical ground plane, in particular on the second layer. It is thus provided that the processing device is shielded from at least one detection area by the ground plane in order to further improve the detection and / or to cause interference in the processing device.
  • the communication means is arranged on the layers of the printed circuit board, and preferably extends over at least 2 or at least 4 or all of the layers and / or (laterally) spaced from the sensor and / or shielding element in order to ensure communication as provide near field communication with a mobile device.
  • the near field communication can be provided with the mobile device outside the vehicle.
  • the vehicle part can be designed as an outside door handle.
  • the mobile device is designed as a smartphone, which then only has to be held against the device or the outer door handle for authentication in order to enable near-field communication.
  • the door handle can also be designed as an inside door handle so that the near field communication is carried out in the interior of the vehicle.
  • the communication means is used, in particular triggered by the (successful) detection of the activation action, to carry out the authentication via the near-field communication.
  • a processing device and / or a control unit of the vehicle recognizes that the detection was successful and triggers the authentication via the communication means.
  • the function of the vehicle in particular unlocking and / or locking the vehicle, can be activated.
  • a user carries the mobile device with him when he carries out the activation action. Through the activation action, the user makes it clear that he wants to activate the function of the vehicle.
  • the function can be a security-relevant function that requires the user to be authenticated via the mobile device.
  • the detection of the activation action by the device according to the invention can trigger the authentication process, which is then also provided by the device by means of communication, in particular near-field communication.
  • the processing device and / or the control unit of the vehicle can then also recognize the successful authentication and only then activate the function of the vehicle.
  • the processing device and / or the control unit of the vehicle can control a processing arrangement of the device such as an NFC circuit. Provision can be made for a processing arrangement and / or a processing device to be provided in the device according to the invention, which individually or together for evaluating the acquisition and / or for detecting the activation action and / or for receiving and / or sending during communication - in particular Near field communication - serve.
  • the processing arrangement and the processing device can be designed as separate microcontrollers or integrated circuits (IC).
  • the processing device can be used dedicatedly for detection and the processing arrangement can be used for near-field communication. It is also possible for the processing arrangement and the processing device to be designed together as an IC.
  • the processing arrangement is part of the processing device, e.g. B. a microcontroller or IC.
  • the processing arrangement and / or the processing device can have an interface to further vehicle electronics, in particular a control device.
  • the processing device can output a signal to the vehicle electronics, which indicates that the detection has taken place successfully. The receipt of this signal can in turn trigger the authentication, which the vehicle electronics then initiate via a further interface with the processing arrangement.
  • the invention also relates to a door handle for a vehicle which has a device according to the invention as the vehicle part.
  • the door handle according to the invention thus has the same advantages as have been described in detail with reference to a device according to the invention.
  • a use of a device according to the invention in particular for a vehicle for communication with a mobile device, is also protected. It may be possible here for the mobile device to be provided outside of the vehicle in order to activate a function of the vehicle via the communication.
  • the use according to the invention thus brings the same advantages as have been described in detail with reference to a device according to the invention. Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. Show it:
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a vehicle with a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic side sectional view of a door handle with a device according to the invention of the vehicle in FIG. 1, which corresponds in perspective to a top view of the vehicle,
  • FIG. 3 shows an enlarged side view of the device according to the invention in FIG.
  • FIGS. 2 and 3 schematic sectional views of different positions of the device according to the invention in FIGS. 2 and 3,
  • a vehicle 1 is shown with a door handle 5 according to the invention.
  • the door handle 5 can in this case form a vehicle part 5 which has a device 10 according to the invention.
  • the door handle 5 is attached to a door 2 of the vehicle 1 in order to open the door 2 by a manual opening process.
  • a user can reach into a door handle recess 7 shown in FIG. 2 and pull on the door handle 5.
  • the intervention in the door handle recess 7 can be detected as an activation action in order to authenticate and - with successful authentication - to activate the unlocking function of vehicle 1.
  • a lock can be activated as a further function of the vehicle 1 if the approach into a detection area 51 is detected as an activation action.
  • these are only examples of functions and activation actions.
  • the function of the vehicle 1 z. B. the opening process itself, which is carried out automatically.
  • a device 10 according to the invention is arranged in the spot or front area, so that the function is the opening process of a flap 6 of the vehicle 1.
  • FIG. 1 The side view of the vehicle 1 is shown in FIG. 1, the mutually orthogonal directions x and y being indicated.
  • a perspective top view of the vehicle 1 is used in accordance with the specified mutually orthogonal directions x and z.
  • the representation in Figure 2 (and also in Figure 3) corresponds in perspective to a side view of the door handle 5 or the device 10 according to the invention and the layers 21, 22, 23, 24.
  • Figures 4 to 7 sectional views of the device 10, which result in perspective from a top view of the device 10 and thus again correspond to the side view of the vehicle 1 in FIG.
  • the geometrical relationships discussed in the context of this invention e.g.
  • This top view can be defined as a view in the axial direction z, which is orthogonal to the longest extension of the layers 21, 22, 23, 24 or to the lateral directions x and y.
  • the door handle 5 has the device 10 according to the invention, which is used to detect an activation action in a detection area 51, and in particular via the door handle 5 for mounting on the door 5.
  • the device 10 can be used to activate a function of the vehicle 1 as a function of the detection.
  • the device 10 can have a multilayer printed circuit board 20, shown in further detail in FIG. 3, on which at least one electrically conductive sensor element 31 is used capacitive detection in the detection area 51 is arranged on a first layer 21 of the circuit board 20.
  • the detection area 51 can be designed as a first detection area 51, which extends outside the vehicle 1 in the area of a first outside of the door handle 5.
  • a second detection area 52 can also extend in the area of the door handle recess 7 or a second outside of the door handle 5. The second outside can face the door handle recess 7 and the first outside can face away from the door handle recess 7 (see FIG. 2).
  • the sensor element 31 - as a first sensor element 31 - for capacitive detection in the detection area 51 - as a first detection area 51 - is provided on the circuit board 20.
  • a second sensor element 32 of the device 10 can also be provided on a fourth layer 24, which also carries out a capacitive detection in the second detection area 52.
  • the respective sensor element 31, 32 can be designed as a capacitive sensor, so that the detection is based on the fact that a capacitance provided by the respective sensor element 31, 32 changes.
  • the individual sensor element 31, 32 can be understood as an electrode which forms the variable capacitance in relation to the surroundings of the vehicle 1.
  • an electrical ground potential of the vehicle 1 can be viewed as a counter electrode in order to form an imaginary capacitor with the variable capacitance.
  • a first activation action in the first detection region 51 then causes a change in the capacitance of the capacitance, which is provided by the first sensor element 31.
  • a second activation action in the second detection area 52 accordingly causes a change in the capacitance of the capacitance, which is provided by the second sensor element 32.
  • At least two shielding elements 40 can be used for shielding 41 for the detection.
  • the shielding elements 40 are here arranged on different layers 21, 22, 23, 24 of the circuit board 20, one of the shielding elements 40 surrounding the (first) sensor element 31 on a first layer 21 in order to protect the shielding 41 in different directions x, y, z provide.
  • FIG. 3 shows a “pot shape” of the shielding 41, which can be produced by the arrangement of the shielding elements 40 shown.
  • the shielding elements 40 can be arranged distributed on the layers 21, 22, 23, 24 in such a way that the Shielding 41 delimits the detection area 51 in the three mutually orthogonal directions x, y, z, and predominantly or completely surrounds the detection area 51 in a plane xy (shown in FIG. 4).
  • the shielding element 40 on the first layer 21 can predominantly, and possibly even completely (not shown), surround the sensor element 31.
  • the sensor element 31 is only predominantly, that is to say partially, surrounded by the shielding element 40.
  • the shielding element 40 has an interruption 42 in order to avoid the occurrence of short-circuit currents, in particular due to an interaction with the communication means 61 during operation for communication, in particular NFC communication.
  • the interruption 42 can be designed to be electrically insulated, in particular in order to avoid such disturbances in communication. This ensures that an electric field generated by the sensor element 31 is reliably directed into the detection area 51. In order to further improve the detection in the detection area 51, according to FIG.
  • one of the shielding elements 40 on a second layer 22 can be formed congruent with the sensor element 31 on the first layer 21.
  • the shielding element 40 on the second layer 22 can accordingly be arranged at least partially congruent and in the same position as the sensor element 31 on the first layer.
  • the same position only refers to the directions x and y.
  • the sensor element 31 behind the shielding element 40 on the second layer 22 could no longer be visible, at least for the part for which the shielding element 40 is provided congruently.
  • an electrical ground 45 can also extend flat on the second layer 22 adjacent to the shielding element 40 on the second layer 22, in particular parallel to an area 28 for the arrangement of electronic components on the first layer 21 and / or to one of the shielding elements 40 on a third layer 23.
  • This ground plane 45 can have a cutout for the sensor element 31 on the first or for the corresponding shielding element 40 on the second layer 22.
  • the mass 45 can serve to suppress interference of the electronic components in the area 28 of the first layer 21.
  • the area of the mass 45 around the recess be formed congruently and / or in the same position as the shielding element 40 on the first layer 21.
  • FIG. 6 shows that one of the shielding elements 40 on a third layer 23 extends flat and on one side to the sensor element 31 on the first layer 21 in order to provide the shielding 41 on one side.
  • this shown shielding element 40 extends even further in the direction x in order to simultaneously provide the shielding 41 for the second sensor element 32 in FIG.
  • the shielding element 40 and the second sensor element 32 thus have a longer extension than the first sensor element 31.
  • the sensor element 31 of the first layer 21 is shown in dashed lines in order to clarify the position of the sensor element 31 below the fourth layer 24.
  • the sensor elements 31, 32 are at least partially congruent with one another, but positioned offset to one another.
  • an offset positioning of the sensor elements 31, 32 with respect to one another within the respective layer 21, 24 (in the x direction) is provided.
  • the second sensor element 32 is thus formed at least partially congruent with the first sensor element 31, but is not arranged congruently (or in the same position).
  • the first sensor element 31 would cover the second sensor element 32 at least for a partial section if the positioning was not offset. However, this overlap is canceled (at least partially) in the staggered positioning provided.
  • This offset positioning can also be understood to mean that the congruent areas 35 of the sensor elements 31, 32 are positioned offset from one another in the lateral direction x. As shown in FIG. 7 by the dashed line, the first sensor element 31 is arranged offset by the offset B to the second sensor element 32 and is therefore not covered.
  • the sensor elements 31, 32 each have the same line structure in the illustration, the lines not overlapping due to the offset positioning.
  • the lines are as Substructures 36 of the sensor elements 31, 32 are arranged at a distance A from one another.
  • the offset B is approximately or exactly half of the distance A.
  • the shielding elements 40 are connected to one another at the different layers 21, 22, 23, 24 via vias 25, and are thus provided at the same potential.
  • the shielding elements 40 on the different layers 21, 22, 23, 24 can also be designed to be electrically separated from one another in order to have different electrical potentials.
  • a mixture of separate and connected shielding elements 40 is also conceivable.
  • the connection via vias 25, however, has the advantage that only one electrical connection of the shielding elements 40 to a processing device 29 is necessary in order to operate the shielding elements 40 to provide an active shielding 41 at which an electrical potential of the shielding elements 40 as a function of a electrical potential of the sensor element 31 and / or 32 is set.
  • the processing device 29 and / or a processing arrangement 65 for near-field communication can be arranged in an area 28, in particular on the first layer 21 according to FIG. 4. This area can extend opposite a ground plane 45, in particular on the second layer 22.
  • a communication means 61 can be arranged on the layers 21, 22, 23, 24 of the printed circuit board 20, and preferably at a distance from the sensor and the sensor over all of the layers 21, 22, 23, 24 Shielding element 31, 40 extends.
  • the communication means 61 is not shown here with its specific design on the respective layers 21, 22, 23, 24, but only schematically via a dashed line.
  • the communication means 61 can be formed along this line, but on different layers 21, 22, 23, 24. In other words, the communication means 61 can be interrupted on one of the layers 21, 22, 23, 24 and via a via 25 on this lateral position but on another layer 21, 22, 23, 24 can be continued again as a conductor track.
  • the communication means 61 can be designed as a near-field antenna in order to provide near-field communication with a mobile device outside the vehicle 1. This near field communication can be triggered serve to carry out an authentication by the detection of the activation action.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment for a communication means 61, in particular an NFC antenna, for near-field communication.
  • the device 10 is therefore not only designed as a sensor device 10, but also as a communication device 10, in which the communication means 61 can be operated by a processing arrangement 65 as a communication interface.
  • the communication means 61 is designed in the form of a loop or loop antenna (so-called loop) and can be used to send and / or receive signals for near-field communication with a mobile device.
  • the coupling between the communication device 10 and the mobile device can take place at an operating frequency of the communication means 61 of 13.56 MFIz.
  • the communication means 61 can be designed to generate a magnetic field for communication with the mobile device and in this way to establish an inductive coupling with the mobile device.
  • the NFC antenna 61 can therefore also be understood as an NFC coil.
  • the communication means 61 can advantageously be designed as a conductor loop on the circuit board 20.
  • the shape shown in FIG. 8 does not extend continuously over a single layer of the printed circuit board 20. Rather, this shape is interrupted at some points by vias 25 and, starting from this interruption, is continued at another layer. If the course of the communication means 61 were to be brought together on all layers 21, 22, 23, 24 in one plane, the course shown in FIG. 8 could be obtained.
  • the shown shape of the communication means 61 is geometrically symmetrical (with respect to the point V, through which the corresponding axis of symmetry S can run). This geometric symmetry leads to a reduction in interference.
  • the communication means 61 can be operated according to an electrical symmetry, in which the control and / or signal routing by the processing arrangement 65 via the two branches at RX + and RX- can be carried out symmetrically or differentially (in contrast to an operation in which of the terminals of the communication means 61 connected to ground is).
  • An electrical signal in particular a voltage not equal to 0 volts, can therefore advantageously be measured at both connections RX + and RX-, which signal includes information from the near-field communication.
  • the voltage at the connections RX + and RX- can be symmetrical and therefore the same amount.
  • the processing arrangement 65 is designed, for example, as an NFC receiver or transceiver.
  • a virtual ground can be located exactly or essentially at the central point V of the communication means 61. As shown in FIG. 8, this central point V can lie at the location of half the length or the center of the communication means 61. Depending on the antenna design, it may be possible that no current flows through a tap at this point V with a connection to ground in the case of an ideal antenna. This point V is therefore referred to as virtual ground in the following.
  • resistive damping can be provided at the position of the (ideal) virtual ground V. That is, at this position, an ohmic resistor or an impedance can be used as a damping resistor Rd, which connects the communication means 61 to an electrical ground potential.
  • This damping resistor Rd can be designed as a low resistance, for example in the range from 50 to 100 ohms.
  • the resistive damping by the damping resistor Rd can have the effect that the disruptive vibrations are damped by the resistor Rd even if the position of the virtual ground on the communication means 61 changes due to the occurrence of disturbances.
  • the communication means 61 can be arranged at least predominantly parallel to the outer edge and / or at a constant distance from electrical ground 45, in particular ground plane 45, on printed circuit board 20.
  • the ground 45 is designed in the form of a conductor surface with ground potential.
  • the constant distance between the ground plane 45 and the communication means 61 can also be seen in FIG. In this way it can be ensured that a magnetic coupling of the communication means 61 to the ground 45 is the same at every point.
  • a bandpass filter preferably of the 2nd order, in particular a so-called Wien filter, can be used for the filter arrangement 70, which effects an improved filtering out of the interference due to a particularly steep bandpass curve.
  • the Wien filter is a specially switched RC bandpass, and also known as the frequency determining circuit in a Wien-Robinson generator.
  • FIG. 8 shows that the filter arrangement 70 can be composed of at least one floch-pass arrangement 71 (in particular a first-order RC filter) and at least one low-pass arrangement 72 (in particular also as a first-order RC filter).
  • the floch pass and low pass arrangements 71, 72 can be put together in pairs to form the band pass filter, in particular a 2nd order RC filter.
  • This bandpass filter, in particular the Wien filter, can be provided symmetrically in the filter arrangement 70.
  • a resistor R1 and a capacitor C1 can be connected in series.
  • a further resistor R3 is optionally provided, which forms an additional voltage divider with R1.
  • a resistor R2 and a capacitor C2 can be connected in parallel.
  • the described filter arrangement 70 has the bandpass filter symmetrically for the connections RX + and RX-.
  • a possible value for the respective resistor R1 is in the range from 1 to 10 kOhm, for the respective resistor R3 between 1 and 5 kOhm, and for the respective capacitor C1 between 1 to 20 pF, for the respective resistor R2 between 100 to 500 ohms and for the respective capacitor C2 between 10 and 40 pF.
  • at least one bandpass filter can be provided by the filter arrangement 70, which significantly attenuates signals of the communication means 61 in the range of e.g. B. causes 100 to 160 MFIz.

Abstract

The invention relates to a device (10) for a vehicle (1) for communicating with a mobile device, in particular for activating a function of the vehicle (1) in accordance with the communication, comprising: an electrically conductive communication means (61), a processing arrangement (65) for transmitting and/or receiving a communication signal via the communication means (61) in order to provide the communication via the communication signal, at least one terminal (RX+, RX-) for receiving the communication signal which electrically connects the processing arrangement (65) to the communication means (61), wherein resistive damping means (Rd) are electrically connected to the communication means (61) in addition to the at least one terminal (RX+, RX-).

Description

Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät Device for a vehicle for communication with a mobile device
B e s c h r e i b u n g Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Türgriff sowie eine Verwendung der Vorrichtung. The present invention relates to a device for a vehicle for communication with a mobile device. The invention also relates to a door handle and a use of the device.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei Fahrzeugen Aktivierungshandlungen eines Benutzers genutzt werden können, um Funktionen des Fahrzeuges zu aktivieren. Eine derartige Aktivierungshandlung kann z. B. die Annäherung einer Fland an den Türgriff des Fahrzeuges sein, um eine Entriegelung und/oder Verriegelung des Fahrzeuges durchzuführen. Ferner ist es bekannt, dass durch derartige Aktivierungshandlungen auch eine Authentifizierung mit einem mobilen Gerät wie einen Identifikationsgeber ausgelöst wird. Die Authentifizierung wird üblicherweise durch eine drahtlose Kommunikation des Fahrzeuges mit dem mobilen Gerät ermöglicht. Hierbei ist allerdings oft ein Problem, dass Störeinflüsse die Zuverlässigkeit der Kommunikation reduzieren können. Ursache für diese Störeinflüsse können elektromagnetische Immissionen (also EMV-Störungen) sein, z. B. verursacht durch Funk- Sender außerhalb des Fahrzeuges. It is known from the prior art that activation actions of a user can be used in vehicles in order to activate functions of the vehicle. Such an activation act can, for. B. be the approach of a Fland to the door handle of the vehicle in order to unlock and / or lock the vehicle. It is also known that such activation actions also trigger authentication with a mobile device such as an identification transmitter. The authentication is usually made possible by wireless communication between the vehicle and the mobile device. Here, however, there is often a problem that interference can reduce the reliability of communication. The cause of these interfering influences can be electromagnetic immissions (i.e. EMC interference), e.g. B. caused by radio transmitters outside the vehicle.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuverlässigkeit der Kommunikation weiter zu erhöhen und/oder die Reduzierung von Störeinflüssen weiter zu verbessern. It is an object of the present invention to at least partially remedy the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention to further increase the reliability of the communication and / or to further improve the reduction of interference.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs, einen Türgriff mit den Merkmalen des weiteren unabhängigen Vorrichtungsanspruchs sowie durch eine Verwendung mit den Merkmalen des unabhängigen Verwendungsanspruchs. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Türgriff sowie der erfindungsgemäßen Verwendung, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is achieved by a device with the features of the independent device claim, a door handle with the features of the further independent device claim and use with the features of the independent use claim. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the device according to the invention naturally also apply in connection with the door handle according to the invention and the use according to the invention, and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or are always made alternately can.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch eine Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät, insbesondere um eine Funktion des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Kommunikation zu aktivieren. The object is achieved in particular by a device for a vehicle for communication with a mobile device, in particular in order to activate a function of the vehicle as a function of the communication.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zumindest eine der nachfolgenden Komponenten aufweisen: ein, insbesondere elektrisch leitendes, Kommunikationsmittel, eine, insbesondere elektronische, Verarbeitungsanordnung für ein Senden und/oderThe device according to the invention can have at least one of the following components: a, in particular electrically conductive, communication means, a, in particular electronic, processing arrangement for sending and / or
Empfangen eines, insbesondere elektrischen, Kommunikationssignals über dasReceiving a communication signal, in particular an electrical one, via the
Kommunikationsmittel, um die Kommunikation durch das Kommunikationssignal bereitzustellen, wenigstens ein Anschluss für das Senden und/oder Empfangen des Kommunikationssignals, welcher die Verarbeitungsanordnung elektrisch mit dem Kommunikationsmittel verbindet. Communication means to provide communication through the communication signal, at least one connection for sending and / or receiving the communication signal which electrically connects the processing arrangement to the communication means.
Die Verarbeitungsanordnung kann das Senden und/oder Empfangen des Kommunikationssignals über das Kommunikationsmittel durchführen. In anderen Worten kann die Verarbeitungsanordnung das Kommunikationssignal an das Kommunikationsmittel senden und/oder von dem Kommunikationsmittel empfangen. Das Kommunikationssignal kann z. B. über den wenigstens einen Anschluss durch die Verarbeitungsanordnung zum Senden an das Kommunikationsmittel ausgegeben und zum Empfangen von demThe processing arrangement can carry out the transmission and / or reception of the communication signal via the communication means. In other words, the processing arrangement can send the communication signal to the communication means and / or receive it from the communication means. The communication signal can e.g. B. output via the at least one connection by the processing arrangement for sending to the communication means and for receiving from the
Kommunikationsmittel empfangen werden. Das Kommunikationssignal kann ferner als ein elektrisches Signal wie eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom mit einer bestimmten Kommunikationsfrequenz ausgeführt sein. Dabei kann die Ausgabe des Kommunikationssignals bewirken, dass ein elektrisches und/oder magnetisches Feld am Kommunikationsmittel entsteht. Auch kann das (empfangene) Kommunikationssignal durch das mobile Gerät für die Kommunikation beeinflusst und insbesondere moduliert werden, um Informationen wie Authentifizierungsdaten über die Kommunikation zu übertragen. Means of communication are received. The communication signal can also be embodied as an electrical signal such as an electrical voltage or an electrical current with a specific communication frequency. The output of the communication signal can have the effect that an electric and / or magnetic field is created on the communication means. The (received) communication signal can also be influenced by the mobile device for communication and, in particular, modulated in order to transmit information such as authentication data via the communication.
Ebenfalls kann es optional vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsanordnung für das Senden und/oder Empfangen des Kommunikationssignals elektrisch mit demIt can also optionally be provided that the processing arrangement for sending and / or receiving the communication signal electrically with the
Kommunikationsmittel über eine Filteranordnung verbunden ist. Die Filteranordnung kann z. B. zwischen dem wenigstens einen Anschluss und dem Kommunikationsmittel - insbesondere integriert in wenigstens einen elektrischen Übertragungspfad - vorgesehen sein. Insbesondere kann die Filteranordnung also schaltungstechnisch zwischen der Verarbeitungsanordnung und dem Kommunikationsmittel geschaltet sein. Dabei kann die die Filteranordnung wenigstens eine Flochpassanordnung und wenigstens eine Tiefpassanordnung aufweisen. Die wenigstens eine Flochpassanordnung und die wenigstens eine Tiefpassanordnung können zumindest ein Bandpassfilter ausbilden, um Frequenzen außerhalb eines Frequenzbereiches, welcher für das Kommunikationssignal vorgesehen ist, für die Kommunikation zumindest zu reduzieren, d. h. insbesondere zu dämpfen. Damit kann die Zuverlässigkeit des Empfangene erhöht werden. Bspw. weist die Tief- und/oder Flochpassanordnung jeweils wenigstens ein RC- oder LC-Glied auf. Es kann vorgesehen sein, dass die Filteranordnung wenigstens oder genau ein RC-Filter und/oder wenigstens oder genau ein LC-Filter und/oder ein Bandpass und/oder ein Wien- Filter aufweist. Insbesondere kann die Filteranordnung ein Bandpass-Filter durch den RC- Filter und/oder LC-Filter bereitstellen, also bspw. durch die Verschaltung der RC- und/oder LC-Filter. In anderen Worten kann die Filteranordnung als ein Bandpassfilter, vorzugsweise ein RC- und/oder LC-Filter, bevorzugt als ein Wien-Filter ausgebildet sein. Bspw. kann die Filteranordnung zumindest eine Flochpassanordnung (insbesondere ein LC- oder RC-Filter 1. Ordnung) und zumindest eine Tiefpassanordnung (insbesondere als ein LC- oder RC- Filter 1. Ordnung) aufweisen. Die Flochpass- und Tiefpassanordnung können sich paarweise zu dem Bandpass-Filter, insbesondere einem LC- und/oder RC-Filter 2. Ordnung, zusammensetzen. Dieses Bandpass-Filter, insbesondere das Wien-Filter, kann dabei symmetrisch bei der Filteranordnung vorgesehen sein. Unter RC-Gliedern wird dabei insbesondere eine Schaltung, die einen ohmschen Widerstand (R - engl resistor) und einen Kondensator (C - engl capacitor) aufweist, verstanden. Unter LC-Gliedern wird entsprechend eine Schaltung verstanden, die eine Spule bzw. Induktivität und einen Kondensator aufweist. Der LC-Filter weist entsprechend wenigstens ein LC-Glied und der RC-Filter wenigstens ein RC-Glied auf. Communication means is connected via a filter arrangement. The filter arrangement can, for. B. be provided between the at least one connection and the communication means - in particular integrated in at least one electrical transmission path. In particular, the filter arrangement can therefore be connected in terms of circuitry between the processing arrangement and the communication means. The filter arrangement can have at least one flochpass arrangement and at least one lowpass arrangement. The at least one flochpass arrangement and the at least one lowpass arrangement can form at least one bandpass filter in order to at least reduce, ie in particular attenuate, frequencies outside a frequency range which is provided for the communication signal for the communication. This can increase the reliability of what is received. For example, the low-pass and / or floch-pass arrangement each has at least one RC or LC element. It can be provided that the filter arrangement has at least or precisely one RC filter and / or at least or precisely one LC filter and / or a bandpass and / or a Wien filter. In particular, the filter arrangement can provide a bandpass filter through the RC filter and / or LC filter, that is to say, for example, through the interconnection of the RC and / or LC filters. In other words, the filter arrangement can be designed as a bandpass filter, preferably an RC and / or LC filter, preferably as a Wien filter. For example, the filter arrangement can have at least one floch-pass arrangement (in particular an LC or RC filter of the first order) and at least one low-pass arrangement (in particular as an LC or RC filter of the first order). The floch pass and low pass arrangements can be put together in pairs to form the band pass filter, in particular an LC and / or RC filter of the 2nd order. This bandpass filter, in particular the Wien filter, can be provided symmetrically in the filter arrangement. In this context, RC elements are understood to mean, in particular, a circuit that has an ohmic resistor (R - engl resistor) and a capacitor (C - engl capacitor). LC elements are accordingly understood to mean a circuit which has a coil or inductance and a capacitor. The LC filter accordingly has at least one LC element and the RC filter has at least one RC element.
Der Frequenzbereich, der für das Kommunikationssignal und/oder für die Kommunikation vorgesehen ist, kann wenigstens eine Kommunikationsfrequenz aufweisen, und nachfolgend auch als Kommunikationsfrequenzbereich bezeichnet werden. Als eine Kommunikationsfrequenz für die Nahfeldkommunikation kann hierbei z. B. 13,56 MFIz vorgesehen sein. The frequency range that is provided for the communication signal and / or for the communication can have at least one communication frequency, and can also be referred to below as the communication frequency range. As a communication frequency for the near field communication, for. B. 13.56 MFIz can be provided.
Gemäß der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass ein Mittel zur resistiven Dämpfung, insbesondere ein elektrischer Dämpfungswiderstand, zusätzlich zum wenigstens einen Anschluss mit dem Kommunikationsmittel elektrisch verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass durch das Mittel störende Schwingungen im Kommunikationsmittel gedämpft werden können. Die resistive Dämpfung kann dabei die Dämpfung durch das Mittel in der Form eines Dämpfungsglieds bezeichnen, und somit insbesondere die Abschwächung einer Amplitude von Signalen, welche hinsichtlich ihrer Frequenz von wenigstens einer Kommunikationsfrequenz abweichen, die für das Kommunikationssignal vorgesehen ist. Resistive Dämpfung kann hierbei also bedeuten, dass eine Dämpfung durch den elektrischen Widerstand des Mittels bewirkt wird. According to the invention, it is provided in particular that a means for resistive damping, in particular an electrical damping resistor, is electrically connected to the communication means in addition to the at least one connection. This has the advantage that the means can dampen disruptive vibrations in the communication means. The resistive attenuation can denote the attenuation by the means in the form of an attenuator, and thus in particular the attenuation of an amplitude of signals which differ with regard to their frequency from at least one communication frequency that is provided for the communication signal. In this context, resistive damping can mean that damping is brought about by the electrical resistance of the agent.
Es kann weiter möglich sein, dass das Kommunikationsmittel als eine Antenne zur Nahfeldkommunikation, vorzugsweise NFC-Schleifenantenne, ausgebildet ist, sodass die Kommunikation als eine Nahfeldkommunikation ausgeführt ist. Dies hat den Vorteil, dass im Nahbereich zur Vorrichtung eine zuverlässige und sichere Kommunikation möglich ist. Bspw. kann diese Kommunikation zum Austausch von Authentifizierungsinformationen zwischen dem mobilen Gerät und einem Sicherheitssystem des Fahrzeuges dienen, insbesondere um durch eine Überprüfung dieser Authentifizierungsinformationen durch das Fahrzeug (Authentifizierung) festzustellen, dass das mobile Gerät berechtigt ist, die Funktion des Fahrzeuges auszulösen. Die Nahfeldkommunikation gewährleistet hierbei, dass die Kommunikation nur innerhalb eines Maximalabstands zum Fahrzeug möglich ist. It can further be possible that the communication means is designed as an antenna for near-field communication, preferably an NFC loop antenna, so that the communication is implemented as near-field communication. This has the advantage that reliable and secure communication is possible in the vicinity of the device. For example, this communication can be used to exchange authentication information between the mobile device and a security system of the vehicle, in particular to determine by checking this authentication information by the vehicle (authentication) that the mobile device is authorized to trigger the function of the vehicle. The near-field communication ensures that communication is only possible within a maximum distance from the vehicle.
Das Kommunikationsmittel ist somit vorteilhafterweise geeignet, eine Nahfeldkommunikation wie NFC (engl near field communication) oder RFID (engl radio-frequency Identification) bereitzustellen bzw. durchzuführen. Das Kommunikationsmittel ist z. B. als eine Antenne, insbesondere NFC-Antenne, ausgebildet, welche zumindest teilweise an einigen oder sämtlichen der Lagen einer Leiterplatte der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein kann. Die Teile des Kommunikationsmittels auf den unterschiedlichen Lagen können dabei mittels Durchkontaktierungen miteinander elektrisch verbunden sein, um insgesamt eine Schleife (z. B. NFC-Loop) auf mehreren der Lagen bereitzustellen. Das Kommunikationsmittel ermöglicht somit, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Kommunikationsfunktion bereitstellt. Das Kommunikationsmittel kann als Leiterbahn ausgeführt sein, und insbesondere am äußeren Rand der Leiterplatte bzw. Lage verlaufen. The communication means is thus advantageously suitable for providing or carrying out near-field communication such as NFC (near field communication) or RFID (radio-frequency identification). The means of communication is e.g. B. as an antenna, in particular NFC antenna, which can be provided at least partially on some or all of the layers of a circuit board of the device according to the invention. The parts of the communication means on the different layers can be electrically connected to one another by means of plated-through holes in order to provide a loop (e.g. NFC loop) overall on several of the layers. The communication means thus enables the device according to the invention to provide a communication function. The communication means can be designed as a conductor track and in particular run on the outer edge of the circuit board or layer.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn das Kommunikationsmittel im Wesentlichen geometrisch symmetrisch ausgebildet ist, insbesondere in der Form einer Schleife. Die geometrische Symmetrie bewirkt dabei bereits eine Reduzierung von Störungen auf die Kommunikation, da insbesondere Partialschwingungen am Kommunikationsmittel reduziert werden können. Selbstverständlich sind hierbei geringfügige Abweichungen von einer exakten Symmetrie für die symmetrische Ausbildung unbedenklich, wobei die Abweichungen z. B. zwangsläufig aus produktionstechnischen Umständen und/oder aufgrund der Anordnung an verschiedenen Lagen und/oder der Anordnung mit weiteren Komponenten auf der Leiterplatte resultieren können. Another advantage can be achieved within the scope of the invention if the communication means is designed to be essentially geometrically symmetrical, in particular in the form of a loop. The geometrical symmetry already causes a reduction of disturbances on the communication, since in particular partial vibrations on the communication means can be reduced. Of course, slight deviations from an exact symmetry are harmless for the symmetrical design, the deviations z. B. inevitably off production-related circumstances and / or due to the arrangement in different layers and / or the arrangement with further components on the circuit board.
Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Mittel zur resistiven Dämpfung die elektrische Verbindung mit dem Kommunikationsmittel an einem Anschlusspunkt des Kommunikationsmittels aufweist, wobei der Anschlusspunkt auf einer Symmetrieachse des Kommunikationsmittels liegt. Wie voranstehend bereits beschrieben wurde, kann das Kommunikationsmittel symmetrisch ausgebildet sein. Damit ist eine Symmetrieachse vorgesehen. Die Symmetrie kann z. B. als eine Achsensymmetrie ausgeführt sein, sodass das Kommunikationsmittel geometrisch durch die senkrechte Achsenspiegelung an seiner Symmetrieachse auf sich selbst abgebildet wird. Insbesondere an dem Anschlusspunkt auf der Symmetrieachse kann sich dabei eine virtuelle Masse befinden. Die beschriebene Verbindung an dem Anschlusspunkt hat den Vorteil, dass die resistive Dämpfung und damit die Abschwächung von Störungen auf die Kommunikation besonders zuverlässig bereitgestellt werden kann. Eine geringfügige Abweichung der Verbindung von diesem Anschlusspunkt ist selbstverständlich hierfür unbedenklich. It can be provided within the scope of the invention that the means for resistive damping has the electrical connection to the communication means at a connection point of the communication means, the connection point being on an axis of symmetry of the communication means. As already described above, the communication means can be designed symmetrically. An axis of symmetry is thus provided. The symmetry can e.g. B. be designed as an axis symmetry, so that the communication means is mapped geometrically by the vertical axis reflection on its axis of symmetry on itself. In particular, a virtual ground can be located at the connection point on the axis of symmetry. The described connection at the connection point has the advantage that the resistive attenuation and thus the attenuation of interference on the communication can be provided particularly reliably. A slight deviation of the connection from this connection point is of course harmless.
Optional kann es vorgesehen sein, dass das Mittel für die Bereitstellung der resistiven Dämpfung einen elektrischen Widerstand aufweist, um insbesondere als Dämpfungsglied solche Signale am Kommunikationsmittel abzuschwächen, deren Frequenz von wenigstens einer Kommunikationsfrequenz abweicht, wobei die wenigstens eine Kommunikationsfrequenz für das Kommunikationssignal vorgesehen sein kann, und insbesondere 13,56 MHz umfasst. Die wenigstens eine Kommunikationsfrequenz kann dabei einen Kommunikationsfrequenzbereich definieren. Der Kommunikationsfrequenzbereich kann dabei auch in einem Durchlassbereich für ein Bandpassfilter einer Filteranordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen. Die Abschwächung der Signale mit Frequenzen außerhalb dieses Kommunikationsfrequenzbereiches kann die Auswirkung von störenden Immissionen auf das Kommunikationsmittel reduzieren. Der elektrische Widerstand kann als ein niederohmiger Widerstand ausgeführt sein, z. B. im Bereich von 50 bis 100 Ohm. Funktional kann die resistive Dämpfung durch den Widerstand bewirken, dass auch bei einer Veränderung der Position der virtuellen Masse an dem Kommunikationsmittel, bedingt durch die störenden Einstrahlungen, die dadurch bewirkten störenden Schwingungen gedämpft werden. Optionally, it can be provided that the means for providing the resistive damping has an electrical resistance, in particular as an attenuator to attenuate those signals on the communication means whose frequency deviates from at least one communication frequency, wherein the at least one communication frequency can be provided for the communication signal, and in particular 13.56 MHz. The at least one communication frequency can define a communication frequency range. The communication frequency range can also lie in a pass band for a bandpass filter of a filter arrangement of the device according to the invention. The weakening of the signals with frequencies outside this communication frequency range can reduce the impact of disruptive immissions on the means of communication. The electrical resistance can be designed as a low resistance, e.g. B. in the range of 50 to 100 ohms. Functionally, the resistive damping by the resistance can cause that even when the position of the virtual ground on the communication means changes, due to the disturbing radiation, the disturbing vibrations caused thereby are dampened.
Grundsätzlich können dabei störende Einstrahlungen auf das Kommunikationsmittel, insbesondere störende Immissionen, z. B. elektromagnetische Felder im Sinne von (EMV-, also Elektromagnetische Verträglichkeit-) Immissionen, parasitäre Schwingkreise des Kommunikationsmittels anregen. Damit können Schwingungen, also Störsignale, im Kommunikationsmittel entstehen, welche harmonische und nicht harmonische Schwingungen der Kommunikationsfrequenz des Kommunikationssignals umfassen, und sich störend auf die Kommunikation auswirken. Die harmonischen Schwingungen können hierbei Schwingungen sein, deren Frequenzen ein ganzzahliges Vielfaches der Kommunikationsfrequenz sind. Es ist weiter denkbar, dass durch die Filteranordnung bereits die nicht harmonischen Schwingungen abgeschwächt werden können, die Flarmonischen jedoch nicht oder nur unzureichend. Damit kann die Verarbeitungsanordnung weiterhin störempfindlich sein für die harmonischen Schwingungen. Der Einsatz des Mittels zur resistiven Dämpfung, insbesondere als ein Dämpfungswiderstand, ist daher vorteilhaft, um auch die harmonischen Schwingungen weiter zu dämpfen. Basically, disturbing irradiation on the means of communication, in particular disturbing immissions, z. B. electromagnetic fields in the sense of (EMC, so electromagnetic compatibility) immissions, stimulate parasitic oscillating circuits of the communication medium. In this way, vibrations, that is to say interference signals, can arise in the communication medium, which include harmonic and non-harmonic vibrations of the communication frequency of the communication signal and have a disruptive effect on communication. The harmonic oscillations can be oscillations whose frequencies are an integral multiple of the communication frequency. It is also conceivable that the filter arrangement can already weaken the non-harmonic oscillations, but the Flarmonic oscillations not or only insufficiently. The processing arrangement can thus continue to be sensitive to interference with the harmonic oscillations. The use of the means for resistive damping, in particular as a damping resistor, is therefore advantageous in order to further dampen the harmonic oscillations.
Ferner ist es denkbar, dass das Mittel zur resistiven Dämpfung die elektrische Verbindung mit dem Kommunikationsmittel an einem Anschlusspunkt des Kommunikationsmittels aufweist, wobei der Anschlusspunkt als ein zentraler Punkt des Kommunikationsmittels ausgeführt ist, vorzugsweise im Wesentlichen an einer Position einer halben Länge und/oder einer geometrischen Mitte des Kommunikationsmittels. Dies hat den Vorteil, dass an dieser Stelle ein virtueller Massepunkt vorgesehen sein kann, an welcher für dieIt is also conceivable that the means for resistive damping has the electrical connection with the communication means at a connection point of the communication means, the connection point being designed as a central point of the communication means, preferably essentially at a position of half a length and / or a geometric position Center of the means of communication. This has the advantage that a virtual ground point can be provided at this point, at which for the
Kommunikationsfrequenz keine Abschwächung durch das Mittel stattfindet, jedoch für davon abweichende Frequenzen. Anstelle einer virtuellen Masse kann dabei durch das Mittel am Anschlusspunkt eine tatsächliche Masse bereitgestellt werden, um insbesondere störende Signale des Kommunikationsmittels abzuleiten. Communication frequency there is no attenuation by the means, but for frequencies deviating therefrom. Instead of a virtual ground, the means at the connection point can provide an actual ground in order to derive in particular interfering signals from the communication means.
Es kann ferner möglich sein, dass das Mittel zur resistiven Dämpfung die elektrische Verbindung mit dem Kommunikationsmittel an einem Anschlusspunkt desIt can also be possible that the means for resistive damping the electrical connection with the communication means at a connection point of the
Kommunikationsmittels aufweist, wobei der Anschlusspunkt im Wesentlichen an einer Position einer virtuellen Masse des Kommunikationsmittels vorgesehen ist. Die virtuelle Masse kann dadurch definiert sein, dass durch einen Abgriff an diesem Anschlusspunkt mit Verbindung zur Masse idealerweise (also bei einer idealen Antenne und/oder bei dem Vorliegen keinerlei Störsignale und/oder keiner störender Immissionen und/oder keiner Signale außerhalb der Kommunikationsfrequenz am Kommunikationsmittel) beim Senden- und/oder Empfangen kein Strom fließt. Damit können bei dem nicht idealen Betrieb Störsignale durch das Mittel abgeschwächt werden. Anstelle einer virtuellen Masse kann dabei durch das Mittel am Anschlusspunkt eine tatsächliche Masse bereitgestellt werden, um insbesondere störende Signale des Kommunikationsmittels abzuleiten. Having communication means, wherein the connection point is provided substantially at a position of a virtual ground of the communication means. The virtual Ground can be defined by a tap at this connection point with a connection to ground, ideally (i.e. with an ideal antenna and / or when there is no interfering signals and / or no disturbing immissions and / or no signals outside the communication frequency on the communication medium) Sending and / or receiving no current flows. In this way, interference signals can be attenuated by the means in the case of non-ideal operation. Instead of a virtual ground, the means at the connection point can provide an actual ground in order to derive in particular interfering signals from the communication means.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das Mittel zur resistiven Dämpfung das Kommunikationsmittel, insbesondere unmittelbar, mit einer elektrischen Masse verbindet, um eine Dämpfung eines parasitären Schwingkreises des Kommunikationsmittels bereitzustellen. Damit kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation erhöht werden. For example, it can be provided that the means for resistive damping connects the communication means, in particular directly, to an electrical ground in order to provide damping of a parasitic resonant circuit of the communication means. This can increase the reliability of the communication.
Weiter ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass das Mittel zur resistiven Dämpfung in der Form eines elektrischen, insbesondere ohmschen, Widerstands ausgebildet ist. Dabei ist es auch möglich, dass der Widerstand als einziges elektrisches Bauelement zwischen dem Anschlusspunkt am Kommunikationsmittel und Masse vorgesehen ist, um einen technisch einfachen Aufbau zu ermöglichen. It is also conceivable within the scope of the invention that the means for resistive damping is designed in the form of an electrical, in particular ohmic, resistor. It is also possible that the resistor is provided as the only electrical component between the connection point on the communication means and ground in order to enable a technically simple structure.
Weiter ist es denkbar, dass das Mittel zur resistiven Dämpfung als das einzige Bauelement in einen Strompfad zwischen dem Kommunikationsmittel und einer elektrischen Masse integriert ist, und vorzugsweise somit in einer Reihenschaltung mit dem Anschlusspunkt am Kommunikationsmittel und Masse verschaltet ist. It is also conceivable that the means for resistive damping is integrated as the only component in a current path between the communication means and an electrical ground, and is thus preferably connected in a series circuit with the connection point on the communication means and ground.
Es ist ferner denkbar, dass das Mittel zur resistiven Dämpfung an einer derartigen Position am Kommunikationsmittel elektrisch verbunden ist, dass elektrische Signale am Kommunikationsmittel, die hinsichtlich ihrer Frequenz von einem Frequenzbereich des Kommunikationssignals abweichen, über das Mittel abgeschwächt und/oder an eine elektrische Masse abgeleitet werden. Diese elektrischen Signale können dabei als Störsignale aufgefasst werden, da sie vom Kommunikationssignal abweichen. Das Auffinden der Position (also dem Anschlusspunkt) am Kommunikationsmittel kann z. B. dadurch erfolgen, dass die Position für das Mittel variiert wird, während gleichzeitig eine Messung der Störsignale erfolgt. Am Minimum des gemessenen Verlaufs der Störsignale kann dabei der Anschlusspunkt gewählt werden. Die Störsignale können z. B. durch einen externen Funksender erzeugt werden, welcher z. B. Funksignale im gewünschten Störbereich (z. B. mit der 2-fachen oder 3-fachen oder 4-fachen Kommunikationsfrequenz) aussendet. It is also conceivable that the means for resistive damping is electrically connected at such a position on the communication means that electrical signals on the communication means that differ in frequency from a frequency range of the communication signal are attenuated via the means and / or diverted to an electrical ground become. These electrical signals can be viewed as interference signals because they differ from the communication signal. Finding the position (i.e. the connection point) on the means of communication can, for. B. be done in that the position for the agent is varied while a measurement of the Interfering signals occurs. The connection point can be selected at the minimum of the measured course of the interference signals. The interfering signals can, for. B. generated by an external radio transmitter which z. B. emits radio signals in the desired interference range (e.g. at twice or 3 times or 4 times the communication frequency).
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsanordnung dazu ausgebildet ist, das Senden- und/oder Empfangen zur Bereitstellung der Kommunikation in der Art einer Nahfeldkommunikation durchzuführen, und vorzugsweise eine NFC-Empfänger-Elektronik aufweist, um das Kommunikationssignal für das Empfangen auszuwerten, wobei vorzugsweise eine Kommunikationsfrequenz des empfangenen Kommunikationssignals von einer Frequenz wenigstens eines parasitären Schwingkreis des Kommunikationsmittels abweicht. Das Mittel zur resistiven Dämpfung kann somit dafür ausgeführt sein, eben diese Frequenzen der parasitären Schwingkreise zu reduzieren. Die parasitären Schwingkreise können dabei durch das Antennendesign bedingt sein, und sich daher nicht von vornherein vermeiden lassen. Die NFC-Empfänger-Elektronik kann zumindest einen integrierten Schaltkreis und/oder einen Mikrocontroller und/oder einen Prozessor aufweisen. Dabei kann die NFC-Empfänger-Elektronik auch als ein einziges Bauteil ausgebildet sein, welches bspw. auch in der Form eines NFC-Treiber-Bausteins vorgesehen ist. Furthermore, it can be provided that the processing arrangement is designed to carry out the sending and / or receiving to provide the communication in the manner of a near-field communication, and preferably has an NFC receiver electronics to evaluate the communication signal for the reception, wherein preferably a communication frequency of the received communication signal differs from a frequency of at least one parasitic resonant circuit of the communication means. The means for resistive damping can thus be designed to reduce precisely these frequencies of the parasitic resonant circuits. The parasitic resonant circuits can be caused by the antenna design and therefore cannot be avoided from the outset. The NFC receiver electronics can have at least one integrated circuit and / or a microcontroller and / or a processor. The NFC receiver electronics can also be designed as a single component, which is also provided, for example, in the form of an NFC driver module.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn der wenigstens eine Anschluss zumindest zwei oder genau zwei Anschlüsse für das Empfangen des Kommunikationssignals aufweist, wobei die Verarbeitungsanordnung dazu ausgebildet sein kann, das Empfangen und insbesondere auch das Senden symmetrisch durchzuführen, sodass vorzugsweise das empfangene Kommunikationssignal symmetrisch an den zumindest zwei oder genau zwei Anschlüssen vorliegt. Die Anschlüsse können als Anschlüsse der Verarbeitungsanordnung ausgeführt sein, und somit als Eingang für das Kommunikationssignal dienen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die NFC-Empfänger-Elektronik zur symmetrischen Ansteuerung des Kommunikationsmittel geeignet ist. Unter der symmetrischen Ansteuerung kann ein symmetrischer Empfang und/oder ein symmetrisches Senden des Kommunikationssignals verstanden werden, insbesondere mit einer symmetrischen Signalübertragung des Kommunikationssignals zu den Anschlüssen der Verarbeitungsanordnung. Damit können Störungen weiter reduziert werden. Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass eine mehrlagige Leiterplatte vorgesehen ist, wobei das Kommunikationsmittel auf den Lagen der Leiterplatte angeordnet ist, und sich über sämtliche der Lagen, insbesondere (im Wesentlichen) in einem Abstand zu wenigstens einem Masse- und/oder Sensor- und/oder Abschirmelement, erstreckt. Auf diese Weise kann die Kommunikation mit dem mobilen Gerät außerhalb des Fahrzeuges bereitgestellt werden, und insbesondere durch den gleichbleibenden Abstand eine magnetische Ankopplung (insbesondere zur Masse) konstant gehalten werden. Damit ist die weitere Reduzierung von Störungen möglich. Das Masseelement kann sich dabei als elektrisch leitfähige Fläche oder Leiterbahn auf zumindest oder genau einer der Lagen erstrecken, und vorzugsweise eine elektrische Masse (also ein elektrisches Massepotential) aufweisen. Der gleichbleibende Abstand zum Masseelement kann hierbei den Abstand des Kommunikationsmittels in lateralen Richtungen zum Außenrand des Masseelements bezeichnen. In addition, it is advantageous if the at least one connection has at least two or exactly two connections for receiving the communication signal, wherein the processing arrangement can be designed to carry out the receiving and in particular also the transmission symmetrically, so that the received communication signal is preferably symmetrically sent to the there are at least two or exactly two connections. The connections can be designed as connections of the processing arrangement and thus serve as an input for the communication signal. It is particularly advantageous if the NFC receiver electronics are suitable for symmetrical control of the communication means. The symmetrical control can be understood to mean a symmetrical reception and / or a symmetrical transmission of the communication signal, in particular with a symmetrical signal transmission of the communication signal to the connections of the processing arrangement. Disturbances can thus be further reduced. Advantageously, it can be provided in the invention that a multi-layer circuit board is provided, the communication means being arranged on the layers of the circuit board, and extending over all of the layers, in particular (essentially) at a distance from at least one ground and / or sensor - And / or shielding element, extends. In this way, the communication with the mobile device can be provided outside the vehicle, and in particular a magnetic coupling (in particular to the ground) can be kept constant due to the constant distance. This makes it possible to further reduce disruptions. The ground element can extend as an electrically conductive surface or conductor track on at least or precisely one of the layers, and preferably have an electrical ground (that is, an electrical ground potential). The constant distance to the ground element can denote the distance of the communication means in lateral directions to the outer edge of the ground element.
Weiter kann das Kommunikationsmittel dazu ausgeführt sein, ausgelöst durch eine Detektion einer Aktivierungshandlung in einem Detektionsbereich des Sensorelements eine Authentifizierung über die Kommunikation durchzuführen, und um vorzugsweise abhängig von der Authentifizierung die Funktion des Fahrzeuges, insbesondere eine Entriegelung und/oder Verriegelung des Fahrzeuges, zu aktivieren. Flierzu können das Kommunikationsmittel sowie das Sensorelement und/oder das Abschirmelement und/oder das Masseelement mit einer gleichen Verarbeitungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung elektrisch verbunden sein. Furthermore, the communication means can be designed to carry out an authentication via the communication, triggered by a detection of an activation action in a detection area of the sensor element, and to activate the function of the vehicle, in particular an unlocking and / or locking of the vehicle, preferably depending on the authentication . For this purpose, the communication means and the sensor element and / or the shielding element and / or the ground element can be electrically connected to the same processing device of the device according to the invention.
Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass die Vorrichtung als eine Sensor- und Kommunikationsvorrichtung ausgebildet ist, um zusätzlich zur Bereitstellung der Kommunikation eine Aktivierungshandlung in wenigstens einem Detektionsbereich zu detektieren, wobei vorzugsweise wenigstens ein elektrisch leitendes Sensorelement zur kapazitiven Erfassung im Detektionsbereich vorgesehen ist, wobei das Sensorelement mit einer Verarbeitungsvorrichtung elektrisch verbunden sein kann, um durch die Verarbeitungsvorrichtung die Aktivierungshandlung anhand der Erfassung zu detektieren. Flierzu wertet die Verarbeitungsvorrichtung z. B. anhand Ladungsübertragungen eine Veränderung einer Kapazität aus, welche durch das Sensorelement bereitgestellt wird. Es kann optional möglich sein, dass eine (elektronische) Verarbeitungsvorrichtung an der Leiterplatte angeordnet ist, und elektrisch für Ladungsübertragungen mit dem Sensorelement verbunden ist, um insbesondere anhand der Ladungsübertragungen eine veränderliche elektrische Kapazität auszuwerten und hierdurch die kapazitive Erfassung anzusteuern. In anderen Worten kann die kapazitive Erfassung und/oder Detektion dadurch erfolgen, dass durch die Verarbeitungsvorrichtung die veränderliche Kapazität ermittelt wird. Die veränderliche elektrische Kapazität wird insbesondere durch das Sensorelement bereitgestellt und ist für eine Veränderung im Detektionsbereich spezifisch. Somit kann diese kapazitive Erfassung zur Detektion der Aktivierungshandlung führen. Es ist auch möglich, dass die Verarbeitungsvorrichtung mit wenigstens einem weiteren (zweiten) Sensorelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden ist, um auch hier für die kapazitive Erfassung Ladungsübertragungen durchzuführen und auszuwerten. Auch kann die Verarbeitungsvorrichtung die Abschirmelemente ansteuern, z. B. ebenfalls durch Ladungsübertragungen. In addition, it can be advantageous within the scope of the invention that the device is designed as a sensor and communication device in order to detect an activation action in at least one detection area in addition to providing communication, with preferably at least one electrically conductive sensor element for capacitive detection in the detection area is provided, wherein the sensor element can be electrically connected to a processing device in order to detect the activation action by the processing device on the basis of the detection. Flierzu evaluates the processing device z. B. on the basis of charge transfers from a change in a capacitance, which is provided by the sensor element. It may optionally be possible that an (electronic) processing device is arranged on the circuit board and is electrically connected to the sensor element for charge transfers in order to evaluate a variable electrical capacitance based on the charge transfers in particular and thereby to control the capacitive detection. In other words, the capacitive acquisition and / or detection can take place in that the processing device determines the variable capacitance. The variable electrical capacitance is provided in particular by the sensor element and is specific to a change in the detection area. This capacitive detection can thus lead to the detection of the activation action. It is also possible for the processing device to be connected to at least one further (second) sensor element of the device according to the invention in order to carry out and evaluate charge transfers for the capacitive detection here as well. The processing device can also control the shielding elements, e.g. B. also by charge transfers.
Um die Detektion durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in kompakter und platzsparender Bauweise bereitzustellen, kann die Vorrichtung eine mehrlagige Leiterplatte aufweisen, an der wenigstens ein - insbesondere elektrisch leitendes - Sensorelement zur kapazitiven Erfassung im Detektionsbereich angeordnet ist. Das Sensorelement kann dadurch zur kapazitiven Erfassung geeignet sein, dass es (bei entsprechender elektrischer Ansteuerung) ein elektrisches Feld bereitstellen kann, und/oder dass es gegenüber der Umgebung des Fahrzeuges und/oder in Zusammenwirkung mit einer elektrischen Masse oder Gegenelektrode des Fahrzeuges eine veränderliche Kapazität bereitstellt, die von der Umgebung abhängig ist. Die elektrische Ansteuerung des Sensorelements kann durch eine Verarbeitungsvorrichtung (wie einen Mikrocontroller, integrierten Schaltkreis oder dergleichen) der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgen, z. B. durch wiederholte Ladungsübertragungen. Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Erfassung durch das Sensorelement zeitlich abwechselnd mit der Kommunikation durch das Kommunikationsmittel erfolgt bzw. angesteuert wird. In order to provide the detection by the device according to the invention in a compact and space-saving design, the device can have a multilayer printed circuit board on which at least one - in particular electrically conductive - sensor element for capacitive detection in the detection area is arranged. The sensor element can be suitable for capacitive detection in that it can provide an electric field (with appropriate electrical control) and / or that it has a variable capacitance in relation to the surroundings of the vehicle and / or in cooperation with an electrical ground or counter electrode of the vehicle which depends on the environment. The electrical control of the sensor element can be done by a processing device (such as a microcontroller, integrated circuit or the like) of the device according to the invention, for. B. by repeated charge transfers. It can also be provided that the detection by the sensor element takes place or is controlled alternately with the communication by the communication means.
Durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Sensor- und Kommunikationsvorrichtung ist es möglich, dass die Vorrichtung und insbesondere eine Leiterplatte der Vorrichtung mehrere elektronische Komponenten aufweist, welche sowohl zur Erfassung in wenigstens einem Detektionsbereich als auch zur Kommunikation, insbesondere Nahfeldkommunikation, dienen. Somit kann durch die Vorrichtung ein kompaktes und einzeln handhabbares Modul bereitgestellt werden, das mehrere Funktionen komfortabel z. B. für einen Türgriff bereitstellen kann. Die Kommunikation kann konkret eine Funk-Kommunikation bzw. eine drahtlose Kommunikation betreffen, sodass hier entsprechende Kommunikationsfelder (elektrische und/oder magnetische Felder) entstehen. Daher können sich die unterschiedlichen Felder für die Sensorerfassung und die Kommunikation auch gegenseitig stören, sodass dann ggf. weitere Maßnahmen wie eine zuverlässige Abschirmung sinnvoll sein können. By designing the device according to the invention as a sensor and communication device, it is possible for the device and, in particular, a circuit board of the device to have a plurality of electronic components which both serve for detection in at least one detection area as well as for communication, in particular near-field communication. Thus, a compact and individually manageable module can be provided by the device that comfortably several functions z. B. can provide for a door handle. The communication can specifically relate to radio communication or wireless communication, so that corresponding communication fields (electrical and / or magnetic fields) arise here. Therefore, the different fields for sensor detection and communication can also interfere with each other, so that further measures such as reliable shielding can then be useful.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann dazu ausgeführt sein, mindestens eine der nachfolgenden Funktionen bereitzustellen: The device according to the invention can be designed to provide at least one of the following functions:
- eine Detektion wenigstens einer Aktivierungshandlung, wie einer Annäherung und/oder Berührung und/oder Geste und/oder taktile Betätigung durch einen Benutzer, - a detection of at least one activation action, such as an approach and / or touch and / or gesture and / or tactile actuation by a user,
- eine Kommunikation, vorzugsweise Funk-Kommunikation, wie eine Nahfeldkommunikation, insbesondere mit einem mobilen Gerät wie einen ID-Geber und/oder Smartphone und/oder dergleichen, vorzugsweise zur Authentifizierung,- communication, preferably radio communication, such as near-field communication, in particular with a mobile device such as an ID transmitter and / or smartphone and / or the like, preferably for authentication,
- eine Aktivierung einer Fahrzeugfunktion, insbesondere einer sicherheitsrelevanten Fahrzeugfunktion wie einer Entriegelung und/oder Verriegelung, oder einer Bewegung eines beweglichen Teils des Fahrzeuges, wie einer Klappe, in Abhängigkeit von der Detektion. an activation of a vehicle function, in particular a safety-relevant vehicle function such as unlocking and / or locking, or a movement of a movable part of the vehicle, such as a flap, as a function of the detection.
Bspw. kann die Fahrzeugfunktion dann aktiviert werden, bspw. durch eine elektrische Signalausgabe der Vorrichtung, wenn die Detektion positiv erfolgt ist, also bspw. die Annäherung und/oder Berührung und/oder Betätigung und/oder Geste detektiert wurde. Das mobile Gerät kann separat vom Fahrzeug ausgeführt sein, und bspw. dazu geeignet sein, durch eine Person mit sich geführt zu werden (z. B. in einer Tasche). For example, the vehicle function can then be activated, for example by an electrical signal output from the device, when the detection has been carried out positively, that is to say, for example, the approach and / or touch and / or actuation and / or gesture has been detected. The mobile device can be designed separately from the vehicle and, for example, be suitable for being carried by a person (for example in a pocket).
Die Detektion einer (ersten) Aktivierungshandlung kann ferner dazu dienen, eine (erste) Funktion des Fahrzeuges in Abhängigkeit von der Detektion zu aktivieren. Es kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine zweite Aktivierungshandlung detektiert wird, um zumindest eine (zweite oder weitere) Funktion des Fahrzeuges zu aktivieren, wobei sich dann die Funktionen voneinander unterscheiden. The detection of a (first) activation action can also serve to activate a (first) function of the vehicle as a function of the detection. It can also be provided that at least one second activation action is detected in order to to activate at least one (second or further) function of the vehicle, the functions then differing from one another.
Die aktivierbare (erste und/oder wenigstens zweite) Funktion des Fahrzeuges ist z. B. wenigstens eine der folgenden: The activatable (first and / or at least second) function of the vehicle is z. B. at least one of the following:
- Eine Verrieglung des Fahrzeuges, - A locking of the vehicle,
- Eine Entriegelung des Fahrzeuges, - Unlocking the vehicle,
Die Initiierung einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung eines beweglichen Teils des Fahrzeuges, insbesondere einer Front- oder Fleck- oder Seitenklappe (wie einer Seitentür oder eines Kofferraumdeckels) des Fahrzeuges, wobei die Bewegung vorzugsweise motorisiert durchgeführt wird, The initiation of an opening and / or closing movement of a movable part of the vehicle, in particular a front, patch or side flap (such as a side door or a trunk lid) of the vehicle, the movement preferably being carried out in a motorized manner,
Die Aktivierung einer Fahrzeugbeleuchtung, Activation of vehicle lights,
Die Initiierung einer Authentifizierung beim Fahrzeug durch die Kommunikation,The initiation of an authentication with the vehicle through the communication,
Die Initiierung der Kommunikation über das Kommunikationsmittel. The initiation of communication via the means of communication.
Die erste und wenigstens zweite Funktion können dabei auch unterschiedliche der genannten Funktionen sein. Damit ist es z. B. möglich, dass die Detektion der ersten Aktivierungshandlung die Aktivierung einer anderen Funktion des Fahrzeuges auslöst als die Detektion der zweiten Aktivierungshandlung. Bspw. kann die Detektion einer Annäherung an eine erste Außenseite des Türgriffs die Verriegelung und die Detektion einer Annäherung an eine zweite Außenseite des Türgriffs die Entriegelung auslösen. Die zweite Außenseite kann dabei einer Türgriffmulde zugewandt und die erste Außenseite der Türgriffmulde abgewandt sein (oder umgekehrt). Dies ermöglicht eine komfortable und einfache Bedienung der Funktionen für einen Benutzer des Fahrzeuges. The first and at least second functions can also be different of the functions mentioned. So it is z. B. possible that the detection of the first activation action triggers the activation of a different function of the vehicle than the detection of the second activation action. For example, the detection of an approach to a first outer side of the door handle can trigger the locking and the detection of an approach to a second outer side of the door handle can trigger the unlocking. The second outside can face a door handle recess and the first outside can face away from the door handle recess (or vice versa). This enables convenient and simple operation of the functions for a user of the vehicle.
Es ist zudem möglich, dass vor der Aktivierung der Funktion des Fahrzeuges zunächst durch die Detektion der Aktivierungshandlung die Kommunikation über das Kommunikationsmittel ausgelöst wird. Die Aktivierung der Funktion kann dann ggf. noch abhängig von der Kommunikation erfolgen, z. B. davon abhängig sein, dass eine Authentifizierung über die Kommunikation erfolgreich ist. Das wenigstens eine Sensorelement kann auch zumindest zwei Sensorelemente umfassen, welche dann jeweils zur kapazitiven Erfassung in einem eigenen Detektionsbereich ausgeführt sind. Neben einem ersten Sensorelement können somit auch noch ein zweites Sensorelement oder noch weitere Sensorelemente vorgesehen sein. Das jeweilige Sensorelement kann bspw. als Sensorelektrode ausgebildet sein. Dabei können die Sensorelemente zur kapazitiven Erfassung in unterschiedlichen Detektionsbereichen ausgeführt sein, wobei die Detektionsbereiche auch unterschiedlich groß sein können. Das erste Sensorelement kann die Erfassung z. B. in einem ersten Detektionsbereich an der ersten Außenseite und das zweite Sensorelement die Erfassung in einem zweiten Detektionsbereich an der zweiten Außenseite des Türgriffs durchführen. Entsprechend können die unterschiedlichen Sensorelemente auch dazu ausgeführt sein, unterschiedliche Aktivierungshandlungen zu detektieren, um unterschiedliche der Funktionen zu aktivieren. It is also possible that before the activation of the function of the vehicle, the communication via the communication means is initially triggered by the detection of the activation action. The function can then be activated depending on the communication, e.g. For example, it may be dependent on an authentication via the communication being successful. The at least one sensor element can also comprise at least two sensor elements, which are then each designed for capacitive detection in their own detection area. In addition to a first sensor element, a second sensor element or further sensor elements can thus also be provided. The respective sensor element can, for example, be designed as a sensor electrode. The sensor elements for capacitive detection can be designed in different detection areas, with the detection areas also being able to be of different sizes. The first sensor element can detect z. B. carry out the detection in a second detection area on the second outside of the door handle in a first detection area on the first outside and the second sensor element. Correspondingly, the different sensor elements can also be designed to detect different activation actions in order to activate different ones of the functions.
Weiter ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass wenigstens zwei Abschirmelemente zur Abschirmung für eine kapazitive Erfassung wenigstens eines Sensorelements vorgesehen sind, wobei die Abschirmelemente an unterschiedlichen Lagen einer Leiterplatte der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet sein können, wobei vorzugsweise eines der Abschirmelemente an einer ersten Lage das Sensorelement, insbesondere überwiegend oder vollständig, umgibt, um die Abschirmung in unterschiedlichen Richtungen bereitzustellen. Um die Detektion zu verbessern, können somit wenigstens zwei Abschirmelemente zur Abschirmung für die Erfassung vorgesehen sein. Furthermore, it is conceivable within the scope of the invention that at least two shielding elements are provided for shielding for a capacitive detection of at least one sensor element, wherein the shielding elements can be arranged on different layers of a circuit board of the device according to the invention, with one of the shielding elements preferably being the sensor element on a first layer , in particular predominantly or completely, surrounds in order to provide the shielding in different directions. In order to improve the detection, at least two shielding elements can thus be provided for shielding the detection.
Die mehrlagige Ausbildung der Leiterplatte hat den weiteren Vorteil, dass die Anordnung der Abschirmelemente an mehreren Lagen erfolgen kann und somit eine dreidimensionale Anordnung der Abschirmelemente ermöglicht. Damit kann die Abschirmung besonders flexibel an den Detektionsbereich und die Struktur des Sensorelements angepasst werden. Die konkrete dreidimensionale Ausbildung der Abschirmelemente an der Leiterplatte ermöglicht ferner die Einstellung der Abschirmung in der Weise, dass die unterschiedlichen Richtungen festgelegt werden, in denen die Abschirmung erfolgen soll. Damit kann die Abschirmung auch dreidimensional durch die Abschirmelemente erzeugt werden, und gemäß einem besonderen Vorteil topfförmig. Damit kann die Abschirmung in besonders zuverlässiger Weise eine Beschränkung der kapazitiven Erfassung auf den Detektionsbereich bewirken. Ferner können die Abschirmelemente ggf. derart an der Leiterplatte angeordnet sein, dass eine geometrische Anpassung und insbesondere Angleichung der Abschirmung an den Detektionsbereich des Sensorelements erfolgt. Bspw. ist die geometrische Form der Abschirmung zumindest teilweise an die geometrische Form des Detektionsbereichs angeglichen und/oder entspricht dieser zumindest teilweise. The multi-layer design of the circuit board has the further advantage that the shielding elements can be arranged on several layers and thus enable a three-dimensional arrangement of the shielding elements. The shield can thus be adapted particularly flexibly to the detection area and the structure of the sensor element. The specific three-dimensional design of the shielding elements on the circuit board also enables the shielding to be set in such a way that the different directions in which the shielding is to take place are determined. The shielding can thus also be produced three-dimensionally by the shielding elements, and according to a particular advantage, it can be pot-shaped. In this way, the shielding can bring about a limitation of the capacitive detection to the detection area in a particularly reliable manner. Furthermore, the shielding elements can optionally be arranged on the printed circuit board in such a way that a geometrical adaptation and, in particular, adaptation of the shielding to the detection area of the sensor element takes place. For example, the geometric shape of the shield is at least partially matched to the geometric shape of the detection area and / or at least partially corresponds to it.
Die Abschirmung kann durch die Abschirmelemente für das erste Sensorelement bereitgestellt sein, optional aber auch zusätzlich für wenigstens ein weiteres Sensorelement der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wenn sich die Detektionsbereiche der Sensorelemente unterscheiden, unterscheiden sich entsprechend auch die zugehörigen Abschirmungen für die unterschiedlichen Sensorelemente. Es können für jede dieser unterschiedlichen Abschirmungen eigene Abschirmelemente an der Leiterplatte vorgesehen sein. Auch kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eines der Abschirmelemente für die Erzeugung der Abschirmung für mehr als eines der Sensorelemente dient. The shielding can be provided by the shielding elements for the first sensor element, but optionally also additionally for at least one further sensor element of the device according to the invention. If the detection areas of the sensor elements differ, the associated shields for the different sensor elements also differ accordingly. Separate shielding elements can be provided on the circuit board for each of these different shields. It can also be provided that at least one of the shielding elements is used to generate the shielding for more than one of the sensor elements.
Das Abschirmelement an der ersten Lage wird nachfolgend zur einfacheren Zuordnung auch als ein erstes Abschirmelement bezeichnet, wobei auch ein zweites Abschirmelement an der zweiten Lage und/oder ein drittes Abschirmelement an der dritten Lage und/oder ein viertes Abschirmelement an der vierten Lage vorgesehen sein kann. The shielding element on the first layer is also referred to below as a first shielding element for easier assignment, it also being possible for a second shielding element to be provided on the second layer and / or a third shielding element on the third layer and / or a fourth shielding element on the fourth layer .
Die Abschirmelemente können lagenübergreifend elektrisch miteinander verbunden sein, und somit eine einzige Abschirmvorrichtung bilden. Das jeweilige Abschirmelement ist insbesondere in der Form einer elektrisch leitenden Fläche und/oder Leiterbahn, und die elektrische Verbindung der Abschirmelemente insbesondere als Durchkontaktierung vorgesehen. The shielding elements can be electrically connected to one another across layers and thus form a single shielding device. The respective shielding element is provided in particular in the form of an electrically conductive surface and / or conductor track, and the electrical connection of the shielding elements is provided in particular as a plated through hole.
Es kann vorgesehen sein, dass das Sensorelement und/oder das Abschirmelement und/oder die (elektrische) Masse an der Leiterplatte durch Leiterbahnen und/oder -flächen ausgebildet ist. Diese Elemente können z. B. eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 0,9 mm aufweisen. It can be provided that the sensor element and / or the shielding element and / or the (electrical) ground on the circuit board is formed by conductor tracks and / or surfaces. These elements can e.g. B. have a thickness in the range from 0.1 mm to 0.9 mm.
Eine mehrlagige Leiterplatte (sogenannte „Multilayer-Leiterplatte“) kann ferner den Nutzen haben, dass die Packungsdichte erhöht wird, und/oder die Erzeugung elektrischer und/oder magnetischer Felder verbessert werden kann. Insbesondere wenn mehr als ein Detektionsbereich vorgesehen ist, ggf. für unterschiedliche Seiten der Vorrichtung, und/oder zusätzlich noch eine Nahfeldkommunikation durch die Vorrichtung bereitgestellt wird, kann durch den Einsatz mehrerer Lagen die Ausrichtung der Felder für die Sensorik und/oder Abschirmung und/oder für die Kommunikation vereinfacht werden. Die einzelnen Lagen der Leiterplatte können auch als (engl.) Layer bezeichnet werden. Die mehrlagige Leiterplatte kann mindestens oder genau 4 Lagen aufweisen, welche fest miteinander verbunden sind. A multi-layer printed circuit board (so-called “multilayer printed circuit board”) can also have the benefit of increasing the packing density and / or generating electrical and / or magnetic fields can be improved. In particular if more than one detection area is provided, possibly for different sides of the device, and / or near-field communication is additionally provided by the device, the use of several layers can be used to align the fields for the sensors and / or shielding and / or for communication can be simplified. The individual layers of the circuit board can also be referred to as layers. The multi-layer circuit board can have at least or exactly 4 layers which are firmly connected to one another.
Von weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass eine (elektronische) Verarbeitungsvorrichtung elektrisch mit den Abschirmelementen verbunden ist, um die (oder wenigstens eines der) Abschirmelemente zur Bereitstellung einer aktiven Abschirmung („Active Shield“) zu betreiben, bei welcher ein elektrisches Potential der (oder des) Abschirmelemente(s) in Abhängigkeit von einem elektrischen Potential des Sensorelements eingestellt wird. In anderen Worten wird das elektrische Potential der Abschirmelemente dem Potential des Sensorelements nachgeführt. Die Verarbeitungsvorrichtung kann somit dazu ausgeführt sein, das elektrische Potential der Abschirmelemente aktiv einzustellen. Das elektrische Potential der Abschirmelemente kann dabei z. B. entsprechend dem elektrischen Potential des Sensorelements eingestellt werden. A further advantage can be provided that an (electronic) processing device is electrically connected to the shielding elements in order to operate the (or at least one of the) shielding elements to provide an active shield ("Active Shield"), in which an electrical potential of the ( or the) shielding element (s) is set as a function of an electrical potential of the sensor element. In other words, the electrical potential of the shielding elements follows the potential of the sensor element. The processing device can thus be designed to actively set the electrical potential of the shielding elements. The electrical potential of the shielding elements can, for. B. be set according to the electrical potential of the sensor element.
Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass das Kommunikationsmittel mit einem im Wesentlichen gleichbleibenden Abstand (in lateralen Richtungen) zu einer elektrischen Masse an der Leiterplatte angeordnet ist. Die Masse ist z. B. als eine Leiterbahn und/oder eine Leiterfläche vorgesehen. Dabei kann zumindest ein Außenrand der Masse einen Verlauf parallel zum Kommunikationsmittel aufweisen (gesehen in einer Draufsicht in axialer Richtung). Die Masse kann dabei auf einer Lage, das Kommunikationsmittel hingegen auch über mehrere Lagen der Leiterplatte verlaufen. Auch wenn sich dabei ein Teil des Kommunikationsmittels und die Masse auf unterschiedlichen Lagen befinden, kann dennoch der Abstand zueinander beibehalten werden. Der Abstand betrifft dabei den Abstand in den lateralen Richtungen, also nur in einer Ebene, welche durch diese Richtungen definiert werden. Der Abstand (in axialer Richtung) durch die Anordnung der Masse und des teilweisen Kommunikationsmittels auf unterschiedlichen Lagen kann hierbei unberücksichtigt bleiben. Die Lagen der Leiterplatte sind z. B. in axialer Richtung übereinander angeordnet bzw. geklebt. Bevorzugt kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Verarbeitungsanordnung für das Empfangen des Kommunikationssignals elektrisch mit dem Kommunikationsmittel über eine Filteranordnung verbunden ist. Damit kann die Filteranordnung zwischen dem Kommunikationsmittel und der Verarbeitungsanordnung verschaltet sein, um das empfangene Kommunikationssignal (vor einer Auswertung durch die Verarbeitungsanordnung) zu filtern. Vorzugsweise kann die Filteranordnung eine Flochpassanordnung und eine Tiefpassanordnung aufweisen, um ein Bandpassfilter auszubilden, um Frequenzen außerhalb eines Frequenzbereiches des Kommunikationssignals für die Kommunikation zumindest zu reduzieren. Die Filteranordnung kann dabei in einen elektrischen Übertragungspfad zur Übertragung des Kommunikationssignals vom Kommunikationsmittel zur Verarbeitungsanordnung integriert sein. Es können bei einem symmetrischen Senden- und/oder Empfangen des Kommunikationssignals entsprechend auch zwei Übertragungspfade vorgesehen sein, einen für jeden der Anschlüsse der Verarbeitungsanordnung. Die Filteranordnung kann eine zusätzliche Reduzierung von störenden Schwingungen bewirken, bevor diese die Auswertung des Kommunikationssignals durch die Verarbeitungsanordnung beim Empfangen beeinträchtigen können. In addition, it can be provided that the communication means is arranged at a substantially constant distance (in lateral directions) to an electrical ground on the circuit board. The mass is z. B. provided as a conductor track and / or a conductor surface. In this case, at least one outer edge of the mass can have a course parallel to the communication means (seen in a plan view in the axial direction). The mass can run on one layer, whereas the communication means can also run over several layers of the circuit board. Even if part of the communication means and the ground are in different positions, the distance from one another can still be maintained. The distance relates to the distance in the lateral directions, that is only in one plane, which are defined by these directions. The distance (in the axial direction) due to the arrangement of the mass and the partial communication means on different positions can be disregarded here. The layers of the circuit board are z. B. arranged or glued one above the other in the axial direction. It can preferably be provided within the scope of the invention that the processing arrangement for receiving the communication signal is electrically connected to the communication means via a filter arrangement. The filter arrangement can thus be interconnected between the communication means and the processing arrangement in order to filter the received communication signal (before an evaluation by the processing arrangement). The filter arrangement can preferably have a floch-pass arrangement and a low-pass arrangement in order to form a band-pass filter in order to at least reduce frequencies outside a frequency range of the communication signal for the communication. The filter arrangement can be integrated into an electrical transmission path for transmitting the communication signal from the communication means to the processing arrangement. In the case of symmetrical sending and / or receiving of the communication signal, two transmission paths can accordingly also be provided, one for each of the connections of the processing arrangement. The filter arrangement can bring about an additional reduction in disruptive oscillations before they can impair the evaluation of the communication signal by the processing arrangement during reception.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Filteranordnung ein Wien-Filter als das Bandpassfilter aufweist. Dies hat den Vorteil, dass das Wien-Filter eine steilere Bandpasskurve als andere herkömmlicherweise eingesetzte Filter aufweisen kann, und somit eine verbesserte Flerausfilterung der Störungen bewirkt. Advantageously, it can be provided within the scope of the invention that the filter arrangement has a Wien filter as the bandpass filter. This has the advantage that the Wien filter can have a steeper bandpass curve than other conventionally used filters, and thus effects an improved filtering out of the interference.
Ein Ausgestaltung eines Wien-Filters ist allgemein bekannt, bspw. auch aus dem Aufbau einer Wien-Robinson Brücke oder eines Wien-Brücken-Sinus-Oszillators. Das Wien-Filter ist als Wien-Bandpass (bzw. Wien-Robinson Bandpass) beispielhaft in der Literatur „Taschenbuch der Elektrotechnik“, Kories, Verlag Harri Deutsch, 3. Aufl., 1998 offenbart. Es kann sich dabei um eine Kaskade eines Tiefpassfilters und eines Flochpassfilters handeln, welche dieselbe Grenzfrequenz aufweisen können. An embodiment of a Wien filter is generally known, for example also from the construction of a Wien-Robinson bridge or a Wien-bridge sine oscillator. The Vienna filter is disclosed as a Vienna bandpass (or Vienna Robinson bandpass), for example, in the literature “Taschenbuch der Elektrotechnik”, Kories, Verlag Harri Deutsch, 3rd edition, 1998. It can be a cascade of a low-pass filter and a floch-pass filter, which can have the same cut-off frequency.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass das Bandpassfilter als ein erstes Bandpassfilter vorgesehen ist, und ein zweites Bandpassfilter symmetrisch zum ersten Bandpassfilter ausgebildet ist, wobei die Bandpassfilter mit unterschiedlichen der Anschlüsse elektrisch verbunden sein können, um das, insbesondere symmetrisch, empfangene Kommunikationssignal symmetrisch an den Anschlüssen zu filtern. In anderen Worten kann für jeden der Übertragungspfade ein Bandpassfilter vorgesehen sein, und hierzu im jeweiligen Übertragungspfad integriert sein. Die Bandpassfilter können gleich ausgebildet sein, z. B. jeweils als Wien-Filter. Furthermore, it is optionally possible within the scope of the invention that the bandpass filter is provided as a first bandpass filter, and a second bandpass filter is symmetrical to the first bandpass filter is formed, wherein the bandpass filter can be electrically connected to different of the connections in order to filter the, in particular symmetrically, received communication signal symmetrically at the connections. In other words, a bandpass filter can be provided for each of the transmission paths, and for this purpose it can be integrated in the respective transmission path. The bandpass filters can be of the same design, e.g. B. each as a Vienna filter.
Ebenfalls ist es denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu geeignet sein, an einem Fahrzeugteil des Fahrzeuges montiert zu werden, vorzugsweise, um im Bereich dieses Fahrzeugteils den Detektionsbereich entstehen zu lassen und/oder die Kommunikation durchzuführen. Das Fahrzeugteil ist z. B. ein erfindungsgemäßer Türgriff, in welchen die Vorrichtung aufgenommen ist, oder auch eine Tür oder Klappe oder ein Stoßfänger oder ein Türschweller des Fahrzeuges. It is also conceivable that the device according to the invention be suitable for being mounted on a vehicle part of the vehicle, preferably in order to create the detection area and / or to carry out the communication in the area of this vehicle part. The vehicle part is z. B. an inventive door handle in which the device is received, or a door or flap or a bumper or a door sill of the vehicle.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner als ein einzeln handhabbares Modul ausgeführt sein, welches als ein einziges Bauteil am Fahrzeug und/oder Fahrzeugteil montierbar ist. Flierzu kann die Vorrichtung Positionierungsmittel wie Ausnehmungen oder geometrische Anpassungen aufweisen, welche eine eindeutige Anbringung am Fahrzeug ermöglichen. Die Positionierungsmittel können gleichzeitig oder alternativ als Befestigungsmittel wie Rastelemente oder Klipse oder Klebemittel ausgebildet sein. Die Vorrichtung kann an einem Teil des Fahrzeuges wie eine Tür und/oder ein Türgriff und/oder eine Fleckklappe und/oder eine Frontklappe montiert werden. Zur Montage kann bspw. die Befestigung über die Befestigungsmittel und die Positionierung mittels der Positionierungsmittel erfolgen. The device according to the invention can also be designed as an individually manageable module which can be mounted as a single component on the vehicle and / or vehicle part. For this purpose, the device can have positioning means, such as recesses or geometric adaptations, which enable it to be clearly attached to the vehicle. The positioning means can simultaneously or alternatively be designed as fastening means such as latching elements or clips or adhesives. The device can be mounted on a part of the vehicle such as a door and / or a door handle and / or a patch flap and / or a front flap. For mounting, for example, the fastening can be carried out using the fastening means and the positioning can be carried out using the positioning means.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhafterweise in einen Türgriff des Fahrzeuges, bevorzugt Außentürgriff des Fahrzeuges, integriert sein. Damit kann die Vorrichtung dazu ausgeführt sein, die Kommunikation und/oder die Detektion im Bereich des Türgriffs durchzuführen. Die Vorrichtung kann zur Integration in den Türgriff montiert werden, um auf diese Weise über den Türgriff am Fahrzeug montiert zu werden, insbesondere an einer Tür des Fahrzeuges. Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Fahrzeug als ein Kraftfahrzeug, bevorzugt Personenkraftfahrzeug, insbesondere als ein Hybridfahrzeug oder als ein Elektrofahrzeug ausgebildet ist, vorzugsweise mit einem Hochvolt-Bordnetz und/oder einem Elektromotor und/oder einer Brennkraftmaschine. Außerdem kann es möglich sein, dass das Fahrzeug als ein Brennstoffzellenfahrzeug und/oder semi-autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgebildet ist. The device according to the invention can advantageously be integrated into a door handle of the vehicle, preferably an outer door handle of the vehicle. The device can thus be designed to carry out the communication and / or the detection in the area of the door handle. The device can be mounted for integration in the door handle in order to be mounted in this way on the vehicle via the door handle, in particular on a door of the vehicle. It is also advantageous if the vehicle is designed as a motor vehicle, preferably a passenger vehicle, in particular as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, preferably with a high-voltage electrical system and / or an electric motor and / or an internal combustion engine. It can also be possible for the vehicle to be designed as a fuel cell vehicle and / or a semi-autonomous or autonomous vehicle.
Vorteilhafterweise weist das Fahrzeug ein Sicherheitssystem auf, welches z. B. durch die Kommunikation mit einem mobilen Gerät wie einem Identifikationsgeber (ID-Geber, elektronischer Schlüssel) oder Smartphone eine Authentifizierung ermöglicht. In Abhängigkeit von der Kommunikation und/oder der Authentifizierung kann (die) wenigstens eine Funktion des Fahrzeuges aktiviert werden. Falls hierzu die Authentifizierung des mobilen Geräts notwendig ist, kann es sich bei der Funktion um eine sicherheitsrelevante Funktion handeln, wie ein Entriegeln des Fahrzeuges oder eine Freigabe eines Motorstarts. Somit kann das Sicherheitssystem auch als ein passives Zugangssystem ausgebildet sein, welches ohne aktive manuelle Betätigung des mobilen Geräts die Authentifizierung und/oder die Aktivierung der Funktion bei Detektion der Annäherung des mobilen Geräts an das Fahrzeug initiiert. Hierzu wird bspw. wiederholt ein Wecksignal durch das Sicherheitssystem ausgesendet, welches durch das mobile Gerät bei der Annäherung empfangen werden kann und dann die Authentifizierung auslöst. Ebenfalls kann die Annäherung dadurch erkannt werden, dass die Aktivierungshandlung durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung detektiert wird. Auch kann die Funktion eine Aktivierung einer Fahrzeugbeleuchtung und/oder ein Betätigen (Öffnen und/oder Schließen) einer Klappe (z. B. Front- oder Heck- oder Seitenklappe bzw. -tür) betreffen. Bspw. wird automatisch bei der Detektion der Annäherung die Fahrzeugbeleuchtung aktiviert und/oder bei der Detektion einer Geste eines Benutzers die Klappe betätigt. Advantageously, the vehicle has a security system which, for. B. through communication with a mobile device such as an identification transmitter (ID transmitter, electronic key) or smartphone enables authentication. Depending on the communication and / or the authentication, at least one function of the vehicle can be activated. If the authentication of the mobile device is necessary for this, the function can be a safety-relevant 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, without active manual actuation of the mobile device, initiates the authentication and / or the activation of the function when the approach of the mobile device to the vehicle is detected. For this purpose, for example, a wake-up signal is repeatedly sent out by the security system, which can be received by the mobile device when it approaches and then triggers the authentication. The approach can also be recognized by the fact that the activation action is detected by a device according to the invention. The function can also relate to activation of vehicle lighting and / or actuation (opening and / or closing) of a flap (e.g. 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 a gesture by a user is detected.
Es kann möglich sein, dass ein erstes Sensorelement zur kapazitiven Erfassung in einem ersten Detektionsbereich an einer Leiterplatte der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist. Es kann weiter vorgesehen sein, dass ein zweites Sensorelement zur kapazitiven Erfassung in einem zweiten Detektionsbereich an der Leiterplatte angeordnet ist, wobei sich der zweite Detektionsbereich von dem ersten Detektionsbereich unterscheidet. Das jeweilige Sensorelement kann als kapazitiver Sensor ausgebildet sein, sodass die Erfassung darauf basiert, dass sich eine durch das Sensorelement bereitgestellte Kapazität verändert. Das einzelne Sensorelement kann hierbei als Elektrode aufgefasst werden, die gegenüber der Umgebung des Fahrzeuges die veränderliche Kapazität ausbildet. Hierzu muss nicht zwangsläufig eine diskrete Gegenelektrode vorgesehen sein. Es kann z. B. auch ein elektrisches Massepotential des Fahrzeuges als Gegenelektrode angesehen werden, um einen gedachten Kondensator mit der veränderlichen Kapazität auszubilden. Eine erste Aktivierungshandlung im ersten Detektionsbereich bewirkt dann eine Kapazitätsveränderung der Kapazität, welche durch das erste Sensorelement bereitgestellt wird. Eine zweite Aktivierungshandlung im zweiten Detektionsbereich bewirkt entsprechend eine Kapazitätsveränderung der Kapazität, welche durch das zweite Sensorelement bereitgestellt wird. It can be possible for a first sensor element for capacitive detection to be provided in a first detection area on a circuit board of the device according to the invention. It can further be provided that a second sensor element for capacitive detection is arranged in a second detection area on the circuit board, the second detection area differing from the first detection area. The respective sensor element can be designed as a capacitive sensor, so that the Detection is based on the fact that a capacitance made available by the sensor element changes. The individual sensor element can be understood as an electrode which forms the variable capacitance in relation to the surroundings of the vehicle. A discrete counter-electrode does not necessarily have to be provided for this purpose. It can e.g. B. also an electrical ground potential of the vehicle can be viewed as a counter electrode in order to form an imaginary capacitor with the variable capacitance. A first activation action in the first detection area then causes a change in the capacitance of the capacitance which is provided by the first sensor element. A second activation action in the second detection area accordingly causes a change in the capacitance of the capacitance which is provided by the second sensor element.
Das zweite Sensorelement kann zumindest teilweise deckungsgleich zum ersten Sensorelement ausgebildet sein. Außerdem können das zweite Sensorelement und das erste Sensorelement (versetzt zueinander) auf unterschiedlichen Lagen der Leiterplatte angeordnet sein. Zusätzlich zu dieser Anordnung (versetzt in axialer Richtung) auf unterschiedlichen Lagen können die Sensorelemente (in lateraler Richtung) auf (innerhalb) der jeweiligen Lage versetzt zueinander positioniert sein. Die versetzte Positionierung bezeichnet damit eine unterschiedliche Positionierung der Sensorelemente innerhalb der Ebene der jeweiligen Lage, sodass die Sensorelemente nicht überlappen. Damit sind die Sensorelemente zwar an sich deckungsgleich ausgebildet, liegen jedoch nicht deckungsgleich übereinander. Auf diese Weise kann ein Einfluss der ersten Aktivierungshandlung auf die Erfassung des zweiten Sensorelements (und/oder umgekehrt) zumindest reduziert werden. The second sensor element can be designed at least partially congruent with the first sensor element. In addition, the second sensor element and the first sensor element (offset from one another) can be arranged on different layers of the circuit board. In addition to this arrangement (offset in the axial direction) on different layers, the sensor elements can be positioned offset with respect to one another (in the lateral direction) on (within) the respective layer. The offset positioning thus denotes a different positioning of the sensor elements within the plane of the respective position, so that the sensor elements do not overlap. The sensor elements are thus designed to be congruent per se, but are not congruent on top of one another. In this way, an influence of the first activation action on the detection of the second sensor element (and / or vice versa) can be at least reduced.
Optional kann die Verarbeitungsvorrichtung in einem Bereich, insbesondere an der ersten Lage, der Leiterplatte angeordnet sein, welcher sich gegenüber einer elektrischen Massefläche, insbesondere an der zweiten Lage, erstreckt. Damit ist es vorgesehen, dass die Verarbeitungsvorrichtung durch die Massefläche von wenigstens einem Detektionsbereich abgeschirmt wird, um die Detektion weiter zu verbessern und/oder eine Entstörung der Verarbeitungsvorrichtung zu bewirken. Auch ist es optional denkbar, dass das Kommunikationsmittel auf den Lagen der Leiterplatte angeordnet ist, und vorzugsweise sich über mindestens 2 oder mindestens 4 oder sämtliche der Lagen und/oder (lateral) beabstandet zum Sensor- und/oder Abschirmelement erstreckt, um die Kommunikation als eine Nahfeldkommunikation mit einem mobilen Gerät bereitzustellen. Die Nahfeldkommunikation kann dabei mit dem mobilen Gerät außerhalb des Fahrzeuges bereitgestellt werden. In diesem Falle kann das Fahrzeugteil als Außentürgriff ausgeführt sein. So ist das mobile Gerät bspw. als Smartphone ausgebildet, welches dann zur Authentifizierung lediglich an die Vorrichtung bzw. den Außentürgriff gehalten werden muss, um die Nahfeldkommunikation zu ermöglichen. Alternativ kann der Türgriff auch als Innentürgriff ausgeführt sein, sodass die Nahfeldkommunikation im Innenraum des Fahrzeuges durchgeführt wird. Optionally, the processing device can be arranged in an area, in particular on the first layer, of the printed circuit board which extends opposite an electrical ground plane, in particular on the second layer. It is thus provided that the processing device is shielded from at least one detection area by the ground plane in order to further improve the detection and / or to cause interference in the processing device. It is also optionally conceivable that the communication means is arranged on the layers of the printed circuit board, and preferably extends over at least 2 or at least 4 or all of the layers and / or (laterally) spaced from the sensor and / or shielding element in order to ensure communication as provide near field communication with a mobile device. The near field communication can be provided with the mobile device outside the vehicle. In this case, the vehicle part can be designed as an outside door handle. For example, the mobile device is designed as a smartphone, which then only has to be held against the device or the outer door handle for authentication in order to enable near-field communication. Alternatively, the door handle can also be designed as an inside door handle so that the near field communication is carried out in the interior of the vehicle.
Es kann vorgesehen sein, dass das Kommunikationsmittel dazu dient, insbesondere ausgelöst durch die (erfolgreiche) Detektion der Aktivierungshandlung, die Authentifizierung über die Nahfeldkommunikation durchzuführen. Bspw. erkennt hierbei eine Verarbeitungsvorrichtung und/oder ein Steuergerät des Fahrzeuges, dass die Detektion erfolgreich war, und löst die Authentifizierung über das Kommunikationsmittel aus. Damit kann abhängig von der Authentifizierung die Funktion des Fahrzeuges, insbesondere eine Entriegelung und/oder Verriegelung des Fahrzeuges, aktiviert werden. Bspw. führt ein Benutzer das mobile Gerät mit sich, wenn dieser die Aktivierungshandlung durchführt. Durch die Aktivierungshandlung macht der Benutzer deutlich, dass dieser die Funktion des Fahrzeuges aktivieren möchte. Es kann sich allerdings bei der Funktion um eine sicherheitsrelevante Funktion handeln, welche die Authentifizierung des Benutzers über das mobile Gerät erfordert. Die Detektion der Aktivierungshandlung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann aus diesem Grunde den Authentifizierungsvorgang auslösen, welcher dann ebenfalls durch die Vorrichtung mittels der Kommunikation insbesondere Nahfeldkommunikation bereitgestellt wird. Die Verarbeitungsvorrichtung und/oder das Steuergerät des Fahrzeuges können dann auch die erfolgreiche Authentifizierung erkennen und nur dann die Funktion des Fahrzeuges aktivieren. Zur Kommunikation kann durch die Verarbeitungsvorrichtung und/oder das Steuergerät des Fahrzeuges eine Verarbeitungsanordnung der Vorrichtung wie ein NFC-Schaltkreis angesteuert werden. Es kann vorgesehen sein, dass eine Verarbeitungsanordnung und/oder eine Verarbeitungsvorrichtung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sind, welche einzeln oder zusammen zur Auswertung der Erfassung und/oder zur Detektion der Aktivierungshandlung und/oder zum Empfangen- und/oder Senden bei der Kommunikation - insbesondere Nahfeldkommunikation - dienen. Die Verarbeitungsanordnung und die Verarbeitungsvorrichtung können dabei als separate Mikrocontroller bzw. integrierte Schaltkreise (IC) ausgebildet sein. Zum Beispiel kann die Verarbeitungsvorrichtung dediziert zur Detektion und die Verarbeitungsanordnung zur Nahfeldkommunikation genutzt werden. Auch ist es möglich, dass die Verarbeitungsanordnung und die Verarbeitungsvorrichtung gemeinsam als ein IC ausgebildet sind. It can be provided that the communication means is used, in particular triggered by the (successful) detection of the activation action, to carry out the authentication via the near-field communication. For example, a processing device and / or a control unit of the vehicle recognizes that the detection was successful and triggers the authentication via the communication means. In this way, depending on the authentication, the function of the vehicle, in particular unlocking and / or locking the vehicle, can be activated. For example, a user carries the mobile device with him when he carries out the activation action. Through the activation action, the user makes it clear that he wants to activate the function of the vehicle. However, the function can be a security-relevant function that requires the user to be authenticated via the mobile device. For this reason, the detection of the activation action by the device according to the invention can trigger the authentication process, which is then also provided by the device by means of communication, in particular near-field communication. The processing device and / or the control unit of the vehicle can then also recognize the successful authentication and only then activate the function of the vehicle. For communication, the processing device and / or the control unit of the vehicle can control a processing arrangement of the device such as an NFC circuit. Provision can be made for a processing arrangement and / or a processing device to be provided in the device according to the invention, which individually or together for evaluating the acquisition and / or for detecting the activation action and / or for receiving and / or sending during communication - in particular Near field communication - serve. The processing arrangement and the processing device can be designed as separate microcontrollers or integrated circuits (IC). For example, the processing device can be used dedicatedly for detection and the processing arrangement can be used for near-field communication. It is also possible for the processing arrangement and the processing device to be designed together as an IC.
Ebenfalls ist es eine Möglichkeit, dass die Verarbeitungsanordnung Teil der Verarbeitungsvorrichtung ist, z. B. eines Mikrocontrollers bzw. ICs. Die Verarbeitungsanordnung und/oder die Verarbeitungsvorrichtung können dabei eine Schnittstelle zur weiteren Fahrzeugelektronik, insbesondere eines Steuergeräts, aufweisen. Bspw. kann durch die Verarbeitungsvorrichtung ein Signal an die Fahrzeugelektronik ausgegeben werden, welches indiziert, dass erfolgreich die Detektion stattgefunden hat. Das Empfangen dieses Signals kann wiederum die Authentifizierung auslösen, welche die Fahrzeugelektronik dann über eine weitere Schnittstelle mit der Verarbeitungsanordnung einleitet. It is also a possibility that the processing arrangement is part of the processing device, e.g. B. a microcontroller or IC. The processing arrangement and / or the processing device can have an interface to further vehicle electronics, in particular a control device. For example, the processing device can output a signal to the vehicle electronics, which indicates that the detection has taken place successfully. The receipt of this signal can in turn trigger the authentication, which the vehicle electronics then initiate via a further interface with the processing arrangement.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Türgriff für ein Fahrzeug, welcher als das Fahrzeugteil eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. Damit bringt der erfindungsgemäße Türgriff die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. The invention also relates to a door handle for a vehicle which has a device according to the invention as the vehicle part. The door handle according to the invention thus has the same advantages as have been described in detail with reference to a device according to the invention.
Ebenfalls unter Schutz gestellt ist eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät. Hierbei kann es möglich sein, dass das mobile Gerät außerhalb des Fahrzeuges vorgesehen ist, um über die Kommunikation eine Funktion des Fahrzeuges zu aktivieren. Damit bringt die erfindungsgemäße Verwendung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben worden sind. 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: A use of a device according to the invention, in particular for a vehicle for communication with a mobile device, is also protected. It may be possible here for the mobile device to be provided outside of the vehicle in order to activate a function of the vehicle via the communication. The use according to the invention thus brings the same advantages as have been described in detail with reference to a device according to the invention. Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description can each be essential to the invention individually or in any combination. Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 shows a schematic side view of a vehicle with a device according to the invention,
Fig. 2 eine schematische seitliche Schnittansicht eines Türgriffs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung des Fahrzeuges in Fig. 1 , welche perspektivisch einer Draufsicht auf das Fahrzeug entspricht, FIG. 2 shows a schematic side sectional view of a door handle with a device according to the invention of the vehicle in FIG. 1, which corresponds in perspective to a top view of the vehicle,
Fig. 3 eine vergrößerte Seitendarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung inFIG. 3 shows an enlarged side view of the device according to the invention in FIG
Fig. 2, Fig. 2,
Fig. 4-7 schematische Schnittansichten verschiedener Lagen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Fig. 2 und 3, 4-7 schematic sectional views of different positions of the device according to the invention in FIGS. 2 and 3,
Fig. 8 ein schematisches Schaltbild von Teilen einer erfindungsgemäßen8 is a schematic circuit diagram of parts of an inventive
Vorrichtung. Contraption.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet. In the following figures, the same reference numerals are used for the same technical features from different exemplary embodiments.
In Figur 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einem erfindungsgemäßen Türgriff 5 gezeigt. Der Türgriff 5 kann hierbei ein Fahrzeugteil 5 bilden, welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 aufweist. In Figure 1, a vehicle 1 is shown with a door handle 5 according to the invention. The door handle 5 can in this case form a vehicle part 5 which has a device 10 according to the invention.
Der Türgriff 5 ist an einer Tür 2 des Fahrzeuges 1 befestigt, um die Tür 2 durch einen manuellen Öffnungsvorgang zu öffnen. Flierzu kann ein Benutzer in eine in Figur 2 gezeigte Türgriffmulde 7 eingreifen, und an dem Türgriff 5 ziehen. Für den Öffnungsvorgang ist es erforderlich, dass ein Schloss der Tür 2 entriegelt wird. Flierzu kann das Eingreifen in die Türgriffmulde 7 als Aktivierungshandlung detektiert werden, um eine Authentifizierung und - bei erfolgreicher Authentifizierung - die Entriegelung als Funktion des Fahrzeuges 1 zu aktivieren. Eine Verriegelung kann als eine weitere Funktion des Fahrzeuges 1 aktiviert werden, wenn die Annäherung in einen Detektionsbereich 51 als Aktivierungshandlung detektiert wird. Dabei handelt es sich selbstverständlich nur um Beispiele für Funktionen und Aktivierungshandlungen. Bei einem flächenbündigen Türgriff 5 kann die Funktion des Fahrzeuges 1 z. B. der Öffnungsvorgang selbst sein, welcher automatisiert durchgeführt wird. Auch ist es denkbar, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 im Fleck- oder Frontbereich angeordnet ist, sodass die Funktion der Öffnungsvorgang einer Klappe 6 des Fahrzeuges 1 ist. The door handle 5 is attached to a door 2 of the vehicle 1 in order to open the door 2 by a manual opening process. For this purpose, a user can reach into a door handle recess 7 shown in FIG. 2 and pull on the door handle 5. For the opening process it is necessary that a lock of the door 2 is unlocked. In addition, the intervention in the door handle recess 7 can be detected as an activation action in order to authenticate and - with successful authentication - to activate the unlocking function of vehicle 1. A lock can be activated as a further function of the vehicle 1 if the approach into a detection area 51 is detected as an activation action. Of course, these are only examples of functions and activation actions. With a flush door handle 5, the function of the vehicle 1 z. B. the opening process itself, which is carried out automatically. It is also conceivable that a device 10 according to the invention is arranged in the spot or front area, so that the function is the opening process of a flap 6 of the vehicle 1.
In Figur 1 ist die Seitenansicht des Fahrzeuges 1 gezeigt, wobei die zueinander orthogonalen Richtungen x und y angegeben sind. In Figur 2 wird perspektivisch eine Draufsicht auf das Fahrzeug 1 entsprechend den angegebenen zueinander orthogonalen Richtungen x und z verwendet. Die Darstellung in Figur 2 (und auch in Figur 3) entspricht perspektivisch einer Seitenansicht auf den Türgriff 5 bzw. auf die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 und die Lagen 21 , 22, ,23, 24. In den Figuren 4 bis 7 werden dagegen Schnittansichten der Vorrichtung 10 dargestellt, die perspektivisch aus einer Draufsicht auf die Vorrichtung 10 resultieren, und somit wieder der Seitenansicht des Fahrzeuges 1 in Figur 1 entsprechen. Die im Rahmen dieser Erfindung diskutierten geometrischen Zusammenhänge (z. B. die deckungsgleiche Ausbildung und die Positionierung der Abschirm- und Sensorelemente 40, 31 sowie der Massefläche 45 verschiedener Lagen 21 , 22 ,23 ,24) können dabei in Bezug auf diese gedachte Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 beschrieben sein. Diese Draufsicht kann definiert sein als eine Sicht in die axiale Richtung z, welche orthogonal zur längsten Erstreckung der Lagen 21 , 22 ,23 ,24 bzw. zu den lateralen Richtungen x und y ist. The side view of the vehicle 1 is shown in FIG. 1, the mutually orthogonal directions x and y being indicated. In Figure 2, a perspective top view of the vehicle 1 is used in accordance with the specified mutually orthogonal directions x and z. The representation in Figure 2 (and also in Figure 3) corresponds in perspective to a side view of the door handle 5 or the device 10 according to the invention and the layers 21, 22, 23, 24. In Figures 4 to 7, however, sectional views of the device 10, which result in perspective from a top view of the device 10 and thus again correspond to the side view of the vehicle 1 in FIG. The geometrical relationships discussed in the context of this invention (e.g. the congruent design and the positioning of the shielding and sensor elements 40, 31 and the ground plane 45 of different layers 21, 22, 23, 24) can be shown in relation to this imaginary top view the device 10 according to the invention will be described. This top view can be defined as a view in the axial direction z, which is orthogonal to the longest extension of the layers 21, 22, 23, 24 or to the lateral directions x and y.
Wie in Figur 2 dargestellt ist, weist der Türgriff 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 auf, welche zur Detektion einer Aktivierungshandlung in einem Detektionsbereich 51 , und insbesondere über den Türgriff 5 zur Montage an der Tür 5, dient. Durch die Vorrichtung 10 kann eine Funktion des Fahrzeuges 1 in Abhängigkeit von der Detektion zu aktiviert werden. As shown in FIG. 2, the door handle 5 has the device 10 according to the invention, which is used to detect an activation action in a detection area 51, and in particular via the door handle 5 for mounting on the door 5. The device 10 can be used to activate a function of the vehicle 1 as a function of the detection.
Die Vorrichtung 10 kann eine in Figur 3 mit weiteren Einzelheiten gezeigte mehrlagige Leiterplatte 20 aufweisen, an der wenigstens ein elektrisch leitendes Sensorelement 31 zur kapazitiven Erfassung im Detektionsbereich 51 an einer ersten Lage 21 der Leiterplatte 20 angeordnet ist. Der Detektionsbereich 51 kann als ein erster Detektionsbereich 51 ausgeführt sein, welcher sich außerhalb des Fahrzeuges 1 im Bereich einer ersten Außenseite des Türgriffs 5 erstreckt. Ebenfalls kann ein zweiter Detektionsbereich 52 sich im Bereich der Türgriffmulde 7 bzw. einer zweiten Außenseite des Türgriffs 5 erstrecken. Die zweite Außenseite kann dabei der Türgriffmulde 7 zugewandt und die erste Außenseite der Türgriffmulde 7 abgewandt sein (siehe Figur 2). Es kann somit möglich sein, dass das Sensorelement 31 - als ein erstes Sensorelement 31 - zur kapazitiven Erfassung in dem Detektionsbereich 51 - als einen ersten Detektionsbereich 51 - an der Leiterplatte 20 vorgesehen ist. Es kann ferner auch ein zweites Sensorelement 32 der Vorrichtung 10 an einer vierten Lage 24 vorgesehen sein, welches im zweiten Detektionsbereich 52 ebenfalls eine kapazitive Erfassung durchführt. Dies ermöglicht die Detektion unterschiedlicher Aktivierungshandlungen. Das jeweilige Sensorelement 31 , 32 kann als kapazitiver Sensor ausgebildet sein, sodass die Erfassung darauf basiert, dass sich eine durch das jeweilige Sensorelement 31 , 32 bereitgestellte Kapazität verändert. Das einzelne Sensorelement 31 , 32 kann hierbei als Elektrode aufgefasst werden, die gegenüber der Umgebung des Fahrzeuges 1 die veränderliche Kapazität ausbildet. Es kann hierzu ein elektrisches Massepotential des Fahrzeuges 1 als Gegenelektrode angesehen werden, um einen gedachten Kondensator mit der veränderlichen Kapazität auszubilden. Eine erste Aktivierungshandlung im ersten Detektionsbereich 51 bewirkt dann eine Kapazitätsveränderung der Kapazität, welche durch das erste Sensorelement 31 bereitgestellt wird. Eine zweite Aktivierungshandlung im zweiten Detektionsbereich 52 bewirkt entsprechend eine Kapazitätsveränderung der Kapazität, welche durch das zweite Sensorelement 32 bereitgestellt wird. The device 10 can have a multilayer printed circuit board 20, shown in further detail in FIG. 3, on which at least one electrically conductive sensor element 31 is used capacitive detection in the detection area 51 is arranged on a first layer 21 of the circuit board 20. The detection area 51 can be designed as a first detection area 51, which extends outside the vehicle 1 in the area of a first outside of the door handle 5. A second detection area 52 can also extend in the area of the door handle recess 7 or a second outside of the door handle 5. The second outside can face the door handle recess 7 and the first outside can face away from the door handle recess 7 (see FIG. 2). It can thus be possible that the sensor element 31 - as a first sensor element 31 - for capacitive detection in the detection area 51 - as a first detection area 51 - is provided on the circuit board 20. Furthermore, a second sensor element 32 of the device 10 can also be provided on a fourth layer 24, which also carries out a capacitive detection in the second detection area 52. This enables the detection of different activation actions. The respective sensor element 31, 32 can be designed as a capacitive sensor, so that the detection is based on the fact that a capacitance provided by the respective sensor element 31, 32 changes. The individual sensor element 31, 32 can be understood as an electrode which forms the variable capacitance in relation to the surroundings of the vehicle 1. For this purpose, an electrical ground potential of the vehicle 1 can be viewed as a counter electrode in order to form an imaginary capacitor with the variable capacitance. A first activation action in the first detection region 51 then causes a change in the capacitance of the capacitance, which is provided by the first sensor element 31. A second activation action in the second detection area 52 accordingly causes a change in the capacitance of the capacitance, which is provided by the second sensor element 32.
Um die Detektion zu verbessern, können - wie in Figur 3 gezeigt ist - wenigstens zwei Abschirmelemente 40 zur Abschirmung 41 für die Erfassung dienen. Die Abschirmelemente 40 sind hierbei an unterschiedlichen Lagen 21 , 22, 23, 24 der Leiterplatte 20 angeordnet, wobei eines der Abschirmelemente 40 an einer ersten Lage 21 das (erste) Sensorelement 31 umgibt, um die Abschirmung 41 in unterschiedlichen Richtungen x, y, z bereitzustellen. Dargestellt ist in Figur 3 eine „Topfform“ der Abschirmung 41 , die durch die gezeigte Anordnung der Abschirmelemente 40 erzeugt werden kann. Die Abschirmelemente 40 können dabei derart an den Lagen 21 , 22, 23, 24 verteilt angeordnet sein, dass die Abschirmung 41 den Detektionsbereich 51 in den drei zueinander orthogonalen Richtungen x, y, z begrenzt, und in einer (in Figur 4 gezeigten) Ebene x-y den Detektionsbereich 51 überwiegend oder vollständig umgibt. In order to improve the detection, as shown in FIG. 3, at least two shielding elements 40 can be used for shielding 41 for the detection. The shielding elements 40 are here arranged on different layers 21, 22, 23, 24 of the circuit board 20, one of the shielding elements 40 surrounding the (first) sensor element 31 on a first layer 21 in order to protect the shielding 41 in different directions x, y, z provide. FIG. 3 shows a “pot shape” of the shielding 41, which can be produced by the arrangement of the shielding elements 40 shown. The shielding elements 40 can be arranged distributed on the layers 21, 22, 23, 24 in such a way that the Shielding 41 delimits the detection area 51 in the three mutually orthogonal directions x, y, z, and predominantly or completely surrounds the detection area 51 in a plane xy (shown in FIG. 4).
Wie in Figur 4 gezeigt ist, kann das Abschirmelement 40 an der ersten Lage 21 das Sensorelement 31 überwiegend, und ggf. sogar vollständig (nicht gezeigt), umgeben. In Figur 4 ist konkret gezeigt, dass das Sensorelement 31 nur überwiegend, also teilweise, durch das Abschirmelement 40 umgeben ist. Flierzu weist das Abschirmelement 40 eine Unterbrechung 42 auf, um ein Auftreten von Kurzschlussströmen insbesondere durch eine Wechselwirkung mit dem Kommunikationsmittel 61 beim Betrieb zur Kommunikation, insbesondere NFC-Kommunikation, zu vermeiden. Die Unterbrechung 42 kann elektrisch isoliert ausgeführt sein, um insbesondere derartige Störungen bei der Kommunikation zu vermeiden. Damit ist gewährleistet, dass ein durch das Sensorelement 31 erzeugtes elektrisches Feld zuverlässig in den Detektionsbereich 51 gerichtet wird. Um die Erfassung im Detektionsbereich 51 weiter zu verbessern, kann gemäß Figur 5 eines der Abschirmelemente 40 an einer zweiten Lage 22 deckungsgleich zum Sensorelement 31 an der ersten Lage 21 ausgebildet sein. Das Abschirmelement 40 an der zweiten Lage 22 kann entsprechend zumindest teilweise deckungsgleich und positionsgleich zum Sensorelement 31 an der ersten Lage angeordnet sein. Positionsgleich bezieht sich hierbei selbstverständlich nur auf die Richtungen x und y. Bei einer gedachten Draufsicht auf die Lage 22 in Figur 5 und die darunter befindliche Lage 21 könnte somit bei einer teilweise transparenten Lagen 21 , 22 das Sensorelement 31 hinter dem Abschirmelement 40 an der zweiten Lage 22 nicht mehr sichtbar sein, zumindest für den Teil, für den das Abschirmelement 40 deckungsgleich vorgesehen ist. As shown in FIG. 4, the shielding element 40 on the first layer 21 can predominantly, and possibly even completely (not shown), surround the sensor element 31. In FIG. 4 it is specifically shown that the sensor element 31 is only predominantly, that is to say partially, surrounded by the shielding element 40. In addition, the shielding element 40 has an interruption 42 in order to avoid the occurrence of short-circuit currents, in particular due to an interaction with the communication means 61 during operation for communication, in particular NFC communication. The interruption 42 can be designed to be electrically insulated, in particular in order to avoid such disturbances in communication. This ensures that an electric field generated by the sensor element 31 is reliably directed into the detection area 51. In order to further improve the detection in the detection area 51, according to FIG. 5, one of the shielding elements 40 on a second layer 22 can be formed congruent with the sensor element 31 on the first layer 21. The shielding element 40 on the second layer 22 can accordingly be arranged at least partially congruent and in the same position as the sensor element 31 on the first layer. Of course, the same position only refers to the directions x and y. In the case of an imaginary top view of the layer 22 in FIG. 5 and the layer 21 located below it, with a partially transparent layer 21, 22, the sensor element 31 behind the shielding element 40 on the second layer 22 could no longer be visible, at least for the part for which the shielding element 40 is provided congruently.
Gemäß Figur 5 kann sich ferner eine elektrische Masse 45 flächig an der zweiten Lage 22 benachbart zum Abschirmelement 40 an der zweiten Lage 22 erstrecken, insbesondere parallel zu einem Bereich 28 zur Anordnung von Elektronikbauteilen an der ersten Lage 21 und/oder zu einem der Abschirmelemente 40 an einer dritten Lage 23. Diese Massefläche 45 kann eine Aussparung für das Sensorelement 31 an der ersten bzw. für das korrespondierende Abschirmelement 40 an der zweiten Lage 22 aufweisen. Darüber hinaus kann die Masse 45 zur Entstörung der elektronischen Bauteile im Bereich 28 der ersten Lage 21 dienen. Ferner kann der Bereich der Masse 45 um die Aussparung herum deckungs- und/oder positionsgleich zum Abschirmelement 40 an der ersten Lage 21 ausgebildet sein. According to Figure 5, an electrical ground 45 can also extend flat on the second layer 22 adjacent to the shielding element 40 on the second layer 22, in particular parallel to an area 28 for the arrangement of electronic components on the first layer 21 and / or to one of the shielding elements 40 on a third layer 23. This ground plane 45 can have a cutout for the sensor element 31 on the first or for the corresponding shielding element 40 on the second layer 22. In addition, the mass 45 can serve to suppress interference of the electronic components in the area 28 of the first layer 21. Furthermore, the area of the mass 45 around the recess be formed congruently and / or in the same position as the shielding element 40 on the first layer 21.
In Figur 6 ist dargestellt, dass eines der Abschirmelemente 40 an einer dritten Lage 23 sich flächig und einseitig zum Sensorelement 31 an der ersten Lage 21 erstreckt, um die Abschirmung 41 einseitig bereitzustellen. Darüber hinaus erstreckt sich dieses dargestellte Abschirmelement 40 noch weiter in Richtung x, um hier gleichzeitig die Abschirmung 41 für das zweite Sensorelement 32 in Figur 7 bereitzustellen. Das Abschirmelement 40 und das zweite Sensorelement 32 weisen somit eine längere Erstreckung auf als das erste Sensorelement 31 . FIG. 6 shows that one of the shielding elements 40 on a third layer 23 extends flat and on one side to the sensor element 31 on the first layer 21 in order to provide the shielding 41 on one side. In addition, this shown shielding element 40 extends even further in the direction x in order to simultaneously provide the shielding 41 for the second sensor element 32 in FIG. The shielding element 40 and the second sensor element 32 thus have a longer extension than the first sensor element 31.
In Figur 7 ist das Sensorelement 31 der ersten Lage 21 gestrichelt dargestellt, um die Position des Sensorelements 31 unterhalb der vierten Lage 24 zu verdeutlichen. Um einen Einfluss der ersten Aktivierungshandlung auf die Erfassung des zweiten Sensorelements 32 zumindest zu reduzieren, kann es vorgesehen sein, dass die Sensorelemente 31 , 32 wie in Figur 7 dargestellt zwar zumindest teilweise deckungsgleich zueinander ausgebildet, jedoch versetzt zueinander positioniert sind. In anderen Worten ist neben der versetzten Anordnung auf den unterschiedlichen Lagen 21 , 24 der Leiterplatte 20 (in axialer Richtung z) zusätzlich eine versetzte Positionierung der Sensorelemente 31 , 32 zueinander innerhalb der jeweiligen Lage 21 , 24 (in Richtung x) vorgesehen. Damit ist das zweite Sensorelement 32 zwar zumindest teilweise deckungsgleich zum ersten Sensorelement 31 ausgebildet, jedoch nicht deckungsgleich (oder positionsgleich) angeordnet. In einer gedachten Draufsicht auf die Sensorelemente 31 , 32 in axialer Richtung z würde das erste Sensorelement 31 das zweite Sensorelement 32 bei nicht versetzter Positionierung zumindest für einen Teilabschnitt überdecken. Diese Überdeckung ist jedoch bei der vorgesehenen versetzten Positionierung (zumindest teilweise) aufgehoben. Diese versetzte Positionierung kann auch so verstanden werden, dass die deckungsgleichen Bereiche 35 der Sensorelemente 31 , 32 in der lateralen Richtung x zueinander versetzt positioniert sind. Wie in Figur 7 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, ist das erste Sensorelement 31 versetzt um den Versatz B zum zweiten Sensorelement 32 angeordnet und daher nicht überdeckt. Konkret weisen in der Darstellung die Sensorelemente 31 , 32 jeweils eine gleiche Linienstruktur auf, wobei die Linien aufgrund der versetzten Positionierung nicht überlappen. Die Linien sind dabei als Teilstrukturen 36 der Sensorelemente 31 , 32 im Abstand A voneinander angeordnet. Der Versatz B beträgt etwa oder genau die Hälfte des Abstands A. In FIG. 7, the sensor element 31 of the first layer 21 is shown in dashed lines in order to clarify the position of the sensor element 31 below the fourth layer 24. In order to at least reduce the influence of the first activation action on the detection of the second sensor element 32, it can be provided that the sensor elements 31, 32, as shown in FIG. 7, are at least partially congruent with one another, but positioned offset to one another. In other words, in addition to the offset arrangement on the different layers 21, 24 of the circuit board 20 (in the axial direction z), an offset positioning of the sensor elements 31, 32 with respect to one another within the respective layer 21, 24 (in the x direction) is provided. The second sensor element 32 is thus formed at least partially congruent with the first sensor element 31, but is not arranged congruently (or in the same position). In an imaginary top view of the sensor elements 31, 32 in the axial direction z, the first sensor element 31 would cover the second sensor element 32 at least for a partial section if the positioning was not offset. However, this overlap is canceled (at least partially) in the staggered positioning provided. This offset positioning can also be understood to mean that the congruent areas 35 of the sensor elements 31, 32 are positioned offset from one another in the lateral direction x. As shown in FIG. 7 by the dashed line, the first sensor element 31 is arranged offset by the offset B to the second sensor element 32 and is therefore not covered. Specifically, the sensor elements 31, 32 each have the same line structure in the illustration, the lines not overlapping due to the offset positioning. The lines are as Substructures 36 of the sensor elements 31, 32 are arranged at a distance A from one another. The offset B is approximately or exactly half of the distance A.
Es ist in den gezeigten Beispielen vorgesehen, dass die Abschirmelemente 40 an den unterschiedlichen Lagen 21 , 22, 23, 24 über Durchkontaktierungen 25 miteinander verbunden sind, und somit potentialgleich vorgesehen sind. Alternativ können die Abschirmelemente 40 an den unterschiedlichen Lagen 21 , 22, 23, 24 auch elektrisch voneinander getrennt ausgebildet sein, um unterschiedliche elektrische Potentiale aufzuweisen. Auch ist eine Mischung aus getrennten und verbundenen Abschirmelementen 40 denkbar. Die Verbindung über Durchkontaktierungen 25 hat indessen den Vorteil, dass nur eine elektrische Verbindung der Abschirmelemente 40 mit einer Verarbeitungsvorrichtung 29 notwendig ist, um die Abschirmelemente 40 zur Bereitstellung einer aktiven Abschirmung 41 zu betreiben, bei welcher ein elektrisches Potential der Abschirmelemente 40 in Abhängigkeit von einem elektrischen Potential des Sensorelements 31 und/oder 32 eingestellt wird. Die Verarbeitungsvorrichtung 29 und/oder eine Verarbeitungsanordnung 65 für eine Nahfeldkommunikation können dabei in einem Bereich 28, insbesondere an der ersten Lage 21 gemäß Figur 4, angeordnet sein. Dieser Bereich kann sich gegenüber einer Massefläche 45, insbesondere an der zweiten Lage 22, erstrecken. In the examples shown, it is provided that the shielding elements 40 are connected to one another at the different layers 21, 22, 23, 24 via vias 25, and are thus provided at the same potential. Alternatively, the shielding elements 40 on the different layers 21, 22, 23, 24 can also be designed to be electrically separated from one another in order to have different electrical potentials. A mixture of separate and connected shielding elements 40 is also conceivable. The connection via vias 25, however, has the advantage that only one electrical connection of the shielding elements 40 to a processing device 29 is necessary in order to operate the shielding elements 40 to provide an active shielding 41 at which an electrical potential of the shielding elements 40 as a function of a electrical potential of the sensor element 31 and / or 32 is set. The processing device 29 and / or a processing arrangement 65 for near-field communication can be arranged in an area 28, in particular on the first layer 21 according to FIG. 4. This area can extend opposite a ground plane 45, in particular on the second layer 22.
Weiter ist in den Figuren 4 bis 7 gezeigt, dass ein Kommunikationsmittel 61 auf den Lagen 21 , 22, 23, 24 der Leiterplatte 20 angeordnet sein kann, und vorzugsweise sich über sämtliche der Lagen 21 , 22, 23, 24 beabstandet zum Sensor- und Abschirmelement 31 , 40 erstreckt. Das Kommunikationsmittel 61 ist hierbei nicht mit seiner konkreten Ausbildung auf den jeweiligen Lagen 21 , 22, 23, 24 dargestellt, sondern nur schematisch über eine gestrichelte Linie. Dabei kann das Kommunikationsmittel 61 entlang dieser Linie ausgebildet sein, jedoch auf unterschiedlichen Lagen 21 , 22, 23, 24. In anderen Worten kann das Kommunikationsmittel 61 auf einer der Lagen 21 , 22, 23, 24 unterbrochen sein und über eine Durchkontaktierung 25 an dieser lateralen Position aber auf einer anderen Lage 21 , 22, 23, 24 wieder als Leiterbahn fortgesetzt werden. Das Kommunikationsmittel 61 kann als Nahfeldantenne ausgeführt sein, um eine Nahfeldkommunikation mit einem mobilen Gerät außerhalb des Fahrzeuges 1 bereitzustellen. Diese Nahfeldkommunikation kann ausgelöst durch die Detektion der Aktivierungshandlung zur Durchführung einer Authentifizierung dienen. Furthermore, it is shown in FIGS. 4 to 7 that a communication means 61 can be arranged on the layers 21, 22, 23, 24 of the printed circuit board 20, and preferably at a distance from the sensor and the sensor over all of the layers 21, 22, 23, 24 Shielding element 31, 40 extends. The communication means 61 is not shown here with its specific design on the respective layers 21, 22, 23, 24, but only schematically via a dashed line. The communication means 61 can be formed along this line, but on different layers 21, 22, 23, 24. In other words, the communication means 61 can be interrupted on one of the layers 21, 22, 23, 24 and via a via 25 on this lateral position but on another layer 21, 22, 23, 24 can be continued again as a conductor track. The communication means 61 can be designed as a near-field antenna in order to provide near-field communication with a mobile device outside the vehicle 1. This near field communication can be triggered serve to carry out an authentication by the detection of the activation action.
In Figur 8 ist eine beispielhafte Ausbildung für ein Kommunikationsmittel 61 , insbesondere einer NFC-Antenne, zur Nahfeldkommunikation gezeigt. Die Vorrichtung 10 ist vorliegend daher nicht nur als eine Sensorvorrichtung 10, sondern auch als eine Kommunikationsvorrichtung 10 ausgebildet, bei welcher das Kommunikationsmittel 61 durch eine Verarbeitungsanordnung 65 als Kommunikationsschnittstelle betrieben werden kann. FIG. 8 shows an exemplary embodiment for a communication means 61, in particular an NFC antenna, for near-field communication. In the present case, the device 10 is therefore not only designed as a sensor device 10, but also as a communication device 10, in which the communication means 61 can be operated by a processing arrangement 65 as a communication interface.
Das Kommunikationsmittel 61 ist in der Form einer Schleifen- bzw. Rahmenantenne (sogenannte Loop) ausgebildet, und kann zum Senden und/oder Empfangen von Signalen für die Nahfeldkommunikation mit einem mobilen Gerät dienen. Die Kopplung zwischen der Kommunikationsvorrichtung 10 und dem mobilen Gerät kann bei einer Betriebsfrequenz des Kommunikationsmittels 61 von 13,56 MFIz erfolgen. Entsprechend kann das Kommunikationsmittel 61 dazu ausgeführt sein, ein Magnetfeld zur Kommunikation mit dem mobilen Gerät zu erzeugen und auf diese Weise eine induktive Kopplung mit dem mobilen Gerät herzustellen. Daher kann die NFC-Antenne 61 auch als NFC-Spule verstanden werden. Das Kommunikationsmittel 61 kann vorteilhafterweise als eine Leiterschleife auf der Leiterplatte 20 ausgebildet sein. Die in Figur 8 gezeigte Form erstreckt sich allerdings in der Weise nicht durchgehend auf einer einzigen Lage der Leiterplatte 20. Vielmehr wird diese Form an einigen Stellen von Durchkontaktierungen 25 unterbrochen und ausgehend von dieser Unterbrechung an einer anderen Lage weiter fortgesetzt. Würde man den Verlauf des Kommunikationsmittels 61 auf sämtlichen Lagen 21 , 22, 23, 24 in einer Ebene zusammenbringen, könnte man also den in Figur 8 gezeigten Verlauf erhalten. The communication means 61 is designed in the form of a loop or loop antenna (so-called loop) and can be used to send and / or receive signals for near-field communication with a mobile device. The coupling between the communication device 10 and the mobile device can take place at an operating frequency of the communication means 61 of 13.56 MFIz. Correspondingly, the communication means 61 can be designed to generate a magnetic field for communication with the mobile device and in this way to establish an inductive coupling with the mobile device. The NFC antenna 61 can therefore also be understood as an NFC coil. The communication means 61 can advantageously be designed as a conductor loop on the circuit board 20. However, the shape shown in FIG. 8 does not extend continuously over a single layer of the printed circuit board 20. Rather, this shape is interrupted at some points by vias 25 and, starting from this interruption, is continued at another layer. If the course of the communication means 61 were to be brought together on all layers 21, 22, 23, 24 in one plane, the course shown in FIG. 8 could be obtained.
Deutlich wird in Figur 8, dass die gezeigte Form des Kommunikationsmittels 61 geometrisch symmetrisch ist (in Bezug auf den Punkt V, durch welchen die entsprechende Symmetrieachse S verlaufen kann). Diese geometrische Symmetrie bewirkt eine Reduzierung von Störeinflüssen. Gleichzeitig kann das Kommunikationsmittel 61 gemäß einer elektrischen Symmetrierung betrieben werden, bei welcher die Ansteuerung und/oder Signalführung durch die Verarbeitungsanordnung 65 über die beiden Zweige bei RX+ und RX- symmetrisch bzw. differenziell durchgeführt werden kann (im Gegensatz zu einem Betrieb, bei dem einer der Anschlüsse des Kommunikationsmittels 61 mit Masse verbunden ist). Vorteilhafterweise ist daher an beiden Anschlüssen RX+ und RX- jeweils ein elektrisches Signal, insbesondere eine Spannung ungleich 0 Volt, messbar, welches Informationen der Nahfeldkommunikation umfasst. Die Spannung an den Anschlüssen RX+ und RX- kann symmetrisch und somit betragsgleich sein. Die Verarbeitungsanordnung 65 ist bspw. als ein NFC-Receiver oder -Transceiver ausgeführt. It becomes clear in FIG. 8 that the shown shape of the communication means 61 is geometrically symmetrical (with respect to the point V, through which the corresponding axis of symmetry S can run). This geometric symmetry leads to a reduction in interference. At the same time, the communication means 61 can be operated according to an electrical symmetry, in which the control and / or signal routing by the processing arrangement 65 via the two branches at RX + and RX- can be carried out symmetrically or differentially (in contrast to an operation in which of the terminals of the communication means 61 connected to ground is). An electrical signal, in particular a voltage not equal to 0 volts, can therefore advantageously be measured at both connections RX + and RX-, which signal includes information from the near-field communication. The voltage at the connections RX + and RX- can be symmetrical and therefore the same amount. The processing arrangement 65 is designed, for example, as an NFC receiver or transceiver.
Bei dem gezeigten symmetrischen Design kann eine virtuelle Masse genau oder im Wesentlichen am zentralen Punkt V des Kommunikationsmittels 61 lokalisiert sein. Dieser zentrale Punkt V kann, wie in Figur 8 dargestellt ist, am Ort der halben Länge bzw. der Mitte des Kommunikationsmittels 61 liegen. Je nach Antennendesign kann es möglich sein, dass durch einen Abgriff an diesem Punkt V mit Verbindung zur Masse bei einer idealen Antenne kein Strom fließt. Dieser Punkt V wird daher im Folgenden als virtuelle Masse bezeichnet. In the symmetrical design shown, a virtual ground can be located exactly or essentially at the central point V of the communication means 61. As shown in FIG. 8, this central point V can lie at the location of half the length or the center of the communication means 61. Depending on the antenna design, it may be possible that no current flows through a tap at this point V with a connection to ground in the case of an ideal antenna. This point V is therefore referred to as virtual ground in the following.
Bereits durch die geometrische und elektrische Symmetrierung können Störeinflüsse in der Art von störenden Immissionen (elektromagnetischer Einstrahlung) reduziert werden. Dennoch bleiben störende Effekte, welche bewirken, dass parasitäre Schwingkreise des Kommunikationsmittels 61 angeregt werden. Hierbei können harmonische und nicht harmonische Schwingungen entstehen, wobei die nicht harmonischen Schwingungen ggf. von der Verarbeitungsanordnung 65 und/oder durch eine Filteranordnung 70 reduziert werden. Dennoch sind die harmonischen Schwingungen weiterhin störend, und können den Empfang bei der Nahfeldkommunikation durch das Kommunikationsmittel 61 beeinträchtigen. Already through the geometrical and electrical symmetrization, disturbing influences in the form of disturbing immissions (electromagnetic radiation) can be reduced. Nevertheless, disturbing effects remain, which cause parasitic oscillating circuits of the communication means 61 to be excited. Here, harmonic and non-harmonic oscillations can arise, the non-harmonic oscillations possibly being reduced by the processing arrangement 65 and / or by a filter arrangement 70. Nevertheless, the harmonic oscillations are still disruptive and can impair reception in the near-field communication by the communication means 61.
Um Störungen beim Empfang der Nahfeldkommunikation durch störende Immissionen, insbesondere EMV-Einstrahlung, weiter zu reduzieren, kann an der Position der (idealen) virtuellen Masse V eine resistive Dämpfung vorgesehen sein. Das heißt, an dieser Position kann ein ohmscher Widerstand oder eine Impedanz als Dämpfungswiderstand Rd genutzt werden, welcher das Kommunikationsmittel 61 mit einem elektrischen Massepotential verbindet. Dieser Dämpfungswiderstand Rd kann als ein niederohmiger Widerstand zum Beispiel im Bereich von 50 bis 100 Ohm ausgeführt sein. Funktional kann die resistive Dämpfung durch den Dämpfungswiderstand Rd bewirken, dass auch bei einer Veränderung der Position der virtuellen Masse an dem Kommunikationsmittel 61 durch das Auftreten der Störungen die störenden Schwingungen durch den Widerstand Rd gedämpft werden. Zusätzlich kann zur weiteren Stabilisierung des Systems vorgesehen sein, dass das Kommunikationsmittel 61 zumindest überwiegend parallel zum Außenrand und/oder mit gleichbleibenden Abstand zur elektrischen Masse 45, insbesondere Massefläche 45, an der Leiterplatte 20 angeordnet ist. Die Masse 45 ist in Figur 5 in der Form einer Leiterfläche mit Massepotential ausgebildet. In Figur 5 ist auch der konstante Abstand zwischen der Massefläche 45 und dem Kommunikationsmittel 61 erkennbar. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass eine magnetische Ankopplung des Kommunikationsmittels 61 zur Masse 45 an jeder Stelle gleich ist. In order to further reduce interference when receiving the near-field communication due to interfering immissions, in particular EMC radiation, resistive damping can be provided at the position of the (ideal) virtual ground V. That is, at this position, an ohmic resistor or an impedance can be used as a damping resistor Rd, which connects the communication means 61 to an electrical ground potential. This damping resistor Rd can be designed as a low resistance, for example in the range from 50 to 100 ohms. Functionally, the resistive damping by the damping resistor Rd can have the effect that the disruptive vibrations are damped by the resistor Rd even if the position of the virtual ground on the communication means 61 changes due to the occurrence of disturbances. In addition, to further stabilize the system, provision can be made for the communication means 61 to be arranged at least predominantly parallel to the outer edge and / or at a constant distance from electrical ground 45, in particular ground plane 45, on printed circuit board 20. In FIG. 5, the ground 45 is designed in the form of a conductor surface with ground potential. The constant distance between the ground plane 45 and the communication means 61 can also be seen in FIG. In this way it can be ensured that a magnetic coupling of the communication means 61 to the ground 45 is the same at every point.
Darüber hinaus kann für die Filteranordnung 70 ein Bandpass-Filter, vorzugsweise 2. Ordnung, insbesondere ein sogenannter Wien-Filter, eingesetzt werden, welcher durch eine besonders steile Bandpasskurve eine verbesserte Flerausfilterung der Störungen bewirkt. Das Wien-Filter ist ein speziell geschalteter RC-Bandpass, und auch bekannt als die Frequenz bestimmende Schaltung in einem Wien-Robinson-Generator. In addition, a bandpass filter, preferably of the 2nd order, in particular a so-called Wien filter, can be used for the filter arrangement 70, which effects an improved filtering out of the interference due to a particularly steep bandpass curve. The Wien filter is a specially switched RC bandpass, and also known as the frequency determining circuit in a Wien-Robinson generator.
In Figur 8 ist gezeigt, dass sich die Filteranordnung 70 aus zumindest einer Flochpassanordnung 71 (insbesondere ein RC-Filter 1. Ordnung) und zumindest einer Tiefpassanordnung 72 (insbesondere auch als ein RC-Filter 1 . Ordnung) zusammensetzen kann. Die Flochpass- und Tiefpassanordnung 71 , 72 können sich paarweise zu dem Bandpass-Filter, insbesondere einem RC-Filter 2. Ordnung, zusammensetzen. Dieses Bandpass-Filter, insbesondere das Wien-Filter, kann dabei symmetrisch bei der Filteranordnung 70 vorgesehen sein. FIG. 8 shows that the filter arrangement 70 can be composed of at least one floch-pass arrangement 71 (in particular a first-order RC filter) and at least one low-pass arrangement 72 (in particular also as a first-order RC filter). The floch pass and low pass arrangements 71, 72 can be put together in pairs to form the band pass filter, in particular a 2nd order RC filter. This bandpass filter, in particular the Wien filter, can be provided symmetrically in the filter arrangement 70.
Konkret kann ein Widerstand R1 und ein Kondensator C1 in serieller Verschaltung vorgesehen sein. Optional ist ein weiterer Widerstand R3 vorgesehen, welcher einen zusätzlichen Spannungsteiler mit R1 bildet. Weiter kann ein Widerstand R2 und ein Kondensator C2 parallelgeschaltet sein. Specifically, a resistor R1 and a capacitor C1 can be connected in series. A further resistor R3 is optionally provided, which forms an additional voltage divider with R1. Furthermore, a resistor R2 and a capacitor C2 can be connected in parallel.
Ferner ist in Figur 8 erkennbar, dass die beschriebene Filteranordnung 70 das Bandpass- Filter symmetrisch für die Anschlüsse RX+ und RX- aufweist. Ein möglicher Wert für den jeweiligen Widerstand R1 liegt dabei im Bereich von 1 bis 10 kOhm, für den jeweiligen Widerstand R3 zwischen 1 und 5 kOhm, für den jeweiligen Kondensator C1 zwischen 1 bis 20 pF, für den jeweiligen Widerstand R2 zwischen 100 bis 500 Ohm und für den jeweiligen Kondensator C2 zwischen 10 und 40 pF. Damit kann zumindest ein Bandpass-Filter durch die Filteranordnung 70 bereitgestellt werden, welches eine deutliche Abschwächung von Signalen des Kommunikationsmittels 61 im Bereich von z. B. 100 bis 160 MFIz bewirkt. It can also be seen in FIG. 8 that the described filter arrangement 70 has the bandpass filter symmetrically for the connections RX + and RX-. A possible value for the respective resistor R1 is in the range from 1 to 10 kOhm, for the respective resistor R3 between 1 and 5 kOhm, and for the respective capacitor C1 between 1 to 20 pF, for the respective resistor R2 between 100 to 500 ohms and for the respective capacitor C2 between 10 and 40 pF. In this way, at least one bandpass filter can be provided by the filter arrangement 70, which significantly attenuates signals of the communication means 61 in the range of e.g. B. causes 100 to 160 MFIz.
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. The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively in the context of examples. Of course, individual features of the embodiments can be freely combined with one another, provided that they are technically sensible, without leaving the scope of the present invention.
Bez u qszei che n l iste References
1 Fahrzeug 1 vehicle
2 Tür 2 door
5 Türgriff, Fahrzeugteil 5 door handle, vehicle part
6 Fleckklappe 6 stain flap
7 Türgriffmulde 7 door handle recess
10 Vorrichtung, Sensor- und/oder Kommunikationsvorrichtung 10 device, sensor and / or communication device
20 Leiterplatte 20 printed circuit board
21 erste Lage 21 first layer
22 zweite Lage 22 second layer
23 dritte Lage 23 third layer
24 vierte Lage 24 fourth layer
25 Durchkontaktierung 25 via
28 Bereich für Elektronikbauteile 28 Area for electronic components
29 Verarbeitungsvorrichtung 29 Processing device
31 Sensorelement, erstes Sensorelement 31 sensor element, first sensor element
32 zweites Sensorelement 32 second sensor element
35 deckungsgleiche Bereiche 35 congruent areas
36 Teilstruktur, Linienstruktur 36 Partial structure, line structure
40 Abschirmelement 40 shielding element
41 Abschirmung 41 Shield
42 Unterbrechung 42 interruption
45 Masse 45 mass
51 Detektionsbereich, erster Detektionsbereich 51 detection area, first detection area
52 zweiter Detektionsbereich 61 Kommunikationsmittel, Antenne, NFC-Loop52 second detection area 61 Means of communication, antenna, NFC loop
65 Verarbeitungsanordnung 70 Filteranordnung 65 Processing Assembly 70 Filter Assembly
71 Hochpassanordnung 71 High pass arrangement
72 Tiefpassanordnung x erste Richtung, laterale Richtung y zweite Richtung, laterale Richtung z dritte Richtung, axiale Richtung 72 Low-pass arrangement x first direction, lateral direction y second direction, lateral direction z third direction, axial direction
21 , 22, 23, 24 Lagen A Abstand, Mindestabstand 21, 22, 23, 24 layers A spacing, minimum spacing
B Versatz B offset
C Kondensator C capacitor
R Widerstand R resistance
Rd Dämpfungswiderstand Rd damping resistance
RX Anschluss RX connector
V Virtuelle Masse V virtual ground
S Symmetrieachse S axis of symmetry

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Vorrichtung (10) für ein Fahrzeug (1) zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät, insbesondere um eine Funktion des Fahrzeuges (1) in Abhängigkeit von der Kommunikation zu aktivieren, aufweisend: ein elektrisch leitendes Kommunikationsmittel (61), 1. Device (10) for a vehicle (1) for communication with a mobile device, in particular to activate a function of the vehicle (1) as a function of the communication, comprising: an electrically conductive communication means (61),
- eine Verarbeitungsanordnung (65) für ein Senden und/oder Empfangen eines Kommunikationssignals über das Kommunikationsmittel (61), um die Kommunikation durch das Kommunikationssignal bereitzustellen, - a processing arrangement (65) for sending and / or receiving a communication signal via the communication means (61) in order to provide the communication by the communication signal,
- wenigstens ein Anschluss (RX+, RX-) für das Empfangen des Kommunikationssignals, welcher die Verarbeitungsanordnung (65) elektrisch mit dem Kommunikationsmittel (61) verbindet, wobei die Verarbeitungsanordnung (65) für das Empfangen des Kommunikationssignals elektrisch mit dem Kommunikationsmittel (61) über eine Filteranordnung (70) verbunden ist. - At least one connection (RX +, RX-) for receiving the communication signal, which electrically connects the processing arrangement (65) to the communication means (61), wherein the processing arrangement (65) for receiving the communication signal is electrically connected to the communication means (61) a filter assembly (70) is connected.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmittel (61) als eine Antenne zur Nahfeldkommunikation, vorzugsweise NFC-Schleifenantenne, ausgebildet ist, sodass die Kommunikation als eine Nahfeldkommunikation ausgeführt ist. 2. Device (10) according to claim 1, characterized in that the communication means (61) is designed as an antenna for near-field communication, preferably NFC loop antenna, so that the communication is implemented as near-field communication.
3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmittel (61) im Wesentlichen geometrisch symmetrisch ausgebildet ist, insbesondere in der Form einer Schleife. 3. Device (10) according to claim 1 or 2, characterized in that the communication means (61) is formed essentially geometrically symmetrical, in particular in the form of a loop.
4. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel (Rd) zur resistiven Dämpfung zusätzlich zum wenigstens einen Anschluss (RX+, RX-) mit dem Kommunikationsmittel (61) elektrisch verbunden ist. 4. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a means (Rd) for resistive damping is electrically connected to the communication means (61) in addition to the at least one connection (RX +, RX-).
5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (Rd) zur resistiven Dämpfung die elektrische Verbindung mit dem Kommunikationsmittel (61) an einem Anschlusspunkt (V) des Kommunikationsmittels (61) aufweist, wobei der Anschlusspunkt (V) auf einer Symmetrieachse (S) des Kommunikationsmittels (61) liegt, und/oder dass das Mittel (Rd) für die Bereitstellung der resistiven Dämpfung einen elektrischen Widerstand aufweist, um als Dämpfungsglied solche Signale am Kommunikationsmittel (61) abzuschwächen, deren Frequenz von wenigstens einer Kommunikationsfrequenz abweicht, wobei die Kommunikationsfrequenz für das Kommunikationssignal vorgesehen ist, und insbesondere 13,56 MHz umfasst, und/oder dass das Mittel (Rd) zur resistiven Dämpfung die elektrische Verbindung mit dem Kommunikationsmittel (61) an einem Anschlusspunkt (V) des Kommunikationsmittels (61) aufweist, wobei der Anschlusspunkt (V) als ein zentraler Punkt (V) des Kommunikationsmittels (61) ausgeführt ist, vorzugsweise im Wesentlichen an einer Position einer halben Länge und/oder einer geometrischen Mitte des Kommunikationsmittels (61), und/oder dass das Mittel (Rd) zur resistiven Dämpfung die elektrische Verbindung mit dem Kommunikationsmittel (61) an einem Anschlusspunkt (V) des Kommunikationsmittels (61) aufweist, wobei der Anschlusspunkt (V) im Wesentlichen an einer Position einer virtuellen Masse (V) des Kommunikationsmittels (61) vorgesehen ist. 5. The device (10) according to claim 4, characterized in that the means (Rd) for resistive damping has the electrical connection to the communication means (61) at a connection point (V) of the communication means (61), the connection point (V) on an axis of symmetry (S) of the communication means (61), and / or that the means (Rd) for providing the resistive damping has an electrical resistance in order to attenuate those signals on the communication means (61) whose frequency of at least one Communication frequency deviates, the communication frequency being provided for the communication signal, and in particular comprising 13.56 MHz, and / or that the means (Rd) for resistive damping establish the electrical connection with the communication means (61) at a connection point (V) of the communication means ( 61), the connection point (V) being designed as a central point (V) of the communication means (61), preferably essentially at a position of half a length and / or a geometric center of the communication means (61), and / or that the means (Rd) for resistive damping establish the electrical connection with the communication means (61) at a connection point (V) of the communication means (61), the connection point (V) being provided essentially at a position of a virtual ground (V) of the communication means (61).
6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (Rd) zur resistiven Dämpfung das Kommunikationsmittel (61), insbesondere unmittelbar, mit einer elektrischen Masse (45) verbindet, um eine Dämpfung eines parasitären Schwingkreises des Kommunikationsmittels (61) bereitzustellen, und/oder dass das Mittel (Rd) zur resistiven Dämpfung in der Form eines elektrischen Widerstands (Rd) ausgebildet ist, und/oder dass das Mittel (Rd) zur resistiven Dämpfung an einer derartigen Position (V) am Kommunikationsmittel (61) elektrisch verbunden ist, dass elektrische Signale am Kommunikationsmittel (61), die hinsichtlich ihrer Frequenz von einem Frequenzbereich des Kommunikationssignals abweichen, über das Mittel (Rd) abgeschwächt und/oder an eine elektrische Masse (45) abgeleitet werden. 6. Device (10) according to one of claims 4 or 5, characterized in that the means (Rd) for resistive damping connects the communication means (61), in particular directly, to an electrical ground (45) in order to dampen a parasitic resonant circuit of the communication means (61) and / or that the means (Rd) for resistive damping is designed in the form of an electrical resistor (Rd), and / or that the means (Rd) for resistive damping at such a position (V) is electrically connected to the communication means (61) that electrical signals on the communication means (61) which differ in frequency from a frequency range of the communication signal are attenuated via the means (Rd) and / or diverted to an electrical ground (45).
7. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsanordnung (65) dazu ausgebildet ist, das Senden- und/oder Empfangen zur Bereitstellung der Kommunikation in der Art einer Nahfeldkommunikation durchzuführen, und vorzugsweise eine NFC-Empfänger-Elektronik aufweist, um das Kommunikationssignal für das Empfangen auszuwerten, wobei vorzugsweise eine Kommunikationsfrequenz des empfangenen Kommunikationssignals von einer Frequenz wenigstens eines parasitären Schwingkreis des Kommunikationsmittels (61) abweicht, und/oder 7. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the processing arrangement (65) is designed to carry out the sending and / or receiving to provide the communication in the manner of a near field communication, and preferably an NFC receiver Has electronics in order to evaluate the communication signal for reception, a communication frequency of the received communication signal preferably deviating from a frequency of at least one parasitic resonant circuit of the communication means (61), and / or
dass der wenigstens eine Anschluss (RX+, RX-) zumindest zwei oder genau zwei Anschlüsse (RX+, RX-) für das Empfangen des Kommunikationssignals aufweist, wobei die Verarbeitungsanordnung (65) dazu ausgebildet ist, das Empfangen und insbesondere auch das Senden symmetrisch durchzuführen, sodass vorzugsweise das empfangene Kommunikationssignal symmetrisch an den zumindest zwei oder genau zwei Anschlüssen (RX+, RX-) vorliegt, und/oder dass eine mehrlagige Leiterplatte (20) vorgesehen ist, wobei das Kommunikationsmittel (61) auf den Lagen (21 , 22, 23, 24) der Leiterplatte (20) angeordnet ist, und sich über sämtliche der Lagen (21 , 22, 23, 24) in einem Abstand zu wenigstens einem Masse- und/oder Sensor- und/oder Abschirmelement (31 , 40) erstreckt, um die Kommunikation mit dem mobilen Gerät außerhalb des Fahrzeuges (1) bereitzustellen, und um ausgelöst durch eine Detektion einer Aktivierungshandlung in einem Detektionsbereich (51) des Sensorelements (31) eine Authentifizierung über die Kommunikation durchzuführen, und um vorzugsweise abhängig von der Authentifizierung die Funktion des Fahrzeuges (1), insbesondere eine Entriegelung und/oder Verriegelung des Fahrzeuges (1), zu aktivieren. that the at least one connection (RX +, RX-) has at least two or exactly two connections (RX +, RX-) for receiving the communication signal, the processing arrangement (65) being designed to carry out the reception and in particular also the transmission symmetrically, so that the received communication signal is preferably present symmetrically at the at least two or exactly two connections (RX +, RX-), and / or that a multilayer printed circuit board (20) is provided, the communication means (61) on the layers (21, 22, 23 , 24) of the circuit board (20) is arranged and extends over all of the layers (21, 22, 23, 24) at a distance from at least one ground and / or sensor and / or shielding element (31, 40), in order to provide communication with the mobile device outside of the vehicle (1), and in order to initiate authentication via the com, triggered by a detection of an activation action in a detection area (51) of the sensor element (31) carry out communication, and preferably depending on the authentication, to activate the function of the vehicle (1), in particular an unlocking and / or locking of the vehicle (1).
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) als eine Sensor- und Kommunikationsvorrichtung (10) ausgebildet ist, um zusätzlich zur Bereitstellung der Kommunikation eine Aktivierungshandlung in einem Detektionsbereich (51) zu detektieren, wobei wenigstens ein elektrisch leitendes Sensorelement (31) zur kapazitiven Erfassung im Detektionsbereich (51) vorgesehen ist, wobei das Sensorelement (31) mit einer Verarbeitungsvorrichtung (29) elektrisch verbunden ist, um durch die Verarbeitungsvorrichtung (29) die Aktivierungshandlung anhand der Erfassung zu detektieren. 8. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (10) is designed as a sensor and communication device (10) in order to detect an activation action in a detection area (51) in addition to providing the communication, wherein at least one electrically conductive sensor element (31) is provided for capacitive detection in the detection area (51), the sensor element (31) being electrically connected to a processing device (29) in order to detect the activation action by the processing device (29) on the basis of the detection .
9. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Abschirmelemente (40) zur Abschirmung (41) für die Erfassung vorgesehen sind, wobei die Abschirmelemente (40) an unterschiedlichen Lagen (21 , 22, 23, 24) einer Leiterplatte (20) angeordnet sind, wobei eines der Abschirmelemente (40) an einer ersten Lage (21) das Sensorelement (31), insbesondere vollständig, umgibt, um die Abschirmung (41) in unterschiedlichen Richtungen bereitzustellen. 9. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two shielding elements (40) for shielding (41) are provided for the detection, the shielding elements (40) at different layers (21, 22, 23, 24 ) a printed circuit board (20) are arranged, one of the shielding elements (40) on a first layer (21) surrounding the sensor element (31), in particular completely, in order to provide the shielding (41) in different directions.
10. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (70) eine Hochpassanordnung (71) und eine Tiefpassanordnung (72) aufweist, um ein Bandpassfilter auszubilden, um Frequenzen außerhalb eines Frequenzbereiches des Kommunikationssignals für die Kommunikation zumindest zu reduzieren. 10. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter arrangement (70) has a high-pass arrangement (71) and a low-pass arrangement (72) to form a band-pass filter to at least frequencies outside a frequency range of the communication signal for communication to reduce.
11. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (70) ein RC-Filter oder ein LC-Filter aufweist. 11. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter arrangement (70) has an RC filter or an LC filter.
12. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (70) ein Wien-Filter als das Bandpassfilter aufweist. 12. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter arrangement (70) has a Wien filter as the bandpass filter.
13. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandpassfilter (71 , 72) als ein erstes Bandpassfilter vorgesehen ist, und ein zweites Bandpassfilter (71 , 72) symmetrisch zum ersten Bandpassfilter (71 , 72) ausgebildet ist, wobei die Bandpassfilter mit unterschiedlichen der Anschlüsse (RX+, RX- ) elektrisch verbunden sind, um das, insbesondere symmetrisch, empfangene Kommunikationssignal symmetrisch an den Anschlüssen (RX+, RX-) zu filtern. 13. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the bandpass filter (71, 72) is provided as a first bandpass filter, and a second bandpass filter (71, 72) is designed symmetrically to the first bandpass filter (71, 72) , the bandpass filters being electrically connected to different ones of the connections (RX +, RX-) in order to filter the communication signal received, in particular symmetrically, symmetrically at the connections (RX +, RX-).
14. Türgriff (5) für ein Fahrzeug (1), welcher als das Fahrzeugteil (5) eine Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist. 14. Door handle (5) for a vehicle (1), which as the vehicle part (5) has a device (10) according to one of the preceding claims.
15. Verwendung einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 für ein Fahrzeug zur Kommunikation mit einem mobilen Gerät, wobei das mobile Gerät außerhalb des Fahrzeuges (1) vorgesehen ist, um über die Kommunikation eine Funktion des Fahrzeuges (1) zu aktivieren. 15. Use of a device (10) according to one of claims 1 to 13 for a vehicle for communication with a mobile device, wherein the mobile device is provided outside the vehicle (1) in order to perform a function of the vehicle (1) via the communication activate.
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