(57)【要約】本発明は、容量センサ配置を有する車両用ドアハンドルに関し、このとき少なくとも１つのコイル巻線を有するアンテナコイル（２）がハンドルハウジング（１）に収容されており、かつセンサ電極（５）が、アンテナコイルから距離を置いて、ハンドルハウジングに収容されている。センサ電極（５）とアンテナコイル（２）は、それぞれ長手方向に重なっており、制御評価回路（６）と結合している。センサ電極（５）とアンテナコイル（２）の間に、制御評価回路によって遮蔽ポテンシャルと結合可能な導電性シールド（４）が配置されている。制御評価回路は、アンテナコイルがセンサ電極と時間差で作動するように、かつセンサ電極が作動すると、シールドが少なくとも断続的に遮蔽ポテンシャルと結合されているように、センサ電極、シールド、およびアンテナコイルを作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量センサ配置を有する車両用ドアハンドルであって、
少なくとも１つのコイル巻線を有するアンテナコイルはハンドルハウジングに収容されており、
センサ電極は、前記アンテナコイルから距離を置いて、前記センサ電極の長手が前記コイル巻線の巻軸の方向に伸びるように、前記ハンドルハウジングに収容されており、前記センサ電極と前記アンテナコイルは、少なくとも一部がそれぞれの長手方向で重なっており、
前記センサ電極と前記アンテナコイルは制御評価回路と結合している
車両用ドアハンドルにおいて、
前記センサ電極と前記アンテナコイルの間に、前記制御評価回路によって遮蔽ポテンシャルと結合可能な少なくとも１つの導電性シールドが配置されており、
前記制御評価回路は、前記アンテナコイルが前記センサ電極と時間差で作動するように、かつ前記シールドが少なくとも前記センサ電極と一緒に作動するように、前記センサ電極、前記シールド、および前記アンテナコイルを作動させるよう形成されており、その結果、前記センサ電極が作動すると、前記シールドが少なくとも断続的に前記遮蔽ポテンシャルと結合されている
ことを特徴とする車両用ドアハンドル。
【請求項２】
前記センサ電極と前記シールドは共通のプリント基板上に、ただし、前記プリント基板の異なる面に取り付けられている、請求項１に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項３】
前記センサ電極と前記シールドはそれぞれ回路として前記プリント基板上に形成されている、請求項２に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項４】
前記センサ電極は、前記プリント基板の少なくとも１つの面に伸びる分岐した導体構造を有する、請求項３に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項５】
前記シールドは、前記プリント基板の少なくとも１つの面に伸びる分岐した導体構造を有する、請求項３または４に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項６】
前記導体構造の少なくとも１つはフォーク状に形成されており、共通の導体基部から複数の平行回路が伸びている、請求項４または５に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項７】
前記センサ電極の最大面積は、前記シールドの最大面積の８０〜１２０％である、請求項４〜６のうちいずれか一項に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項８】
前記センサ電極と前記シールドは、前記プリント基板面と平行な方向に、完全に同一の形状で形成されている、請求項４〜７のうちいずれか一項に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項９】
前記センサ電極と前記シールドは、前記プリント基板面と平行な方向に、それぞれ異なる形状で、前記センサ電極によって前記プリント基板面に対して垂直方向に覆われるセンサ電極領域が、前記シールドのない領域と部分的に重なるように形成されている、請求項４〜７のうちいずれか一項に記載の車両用ドアハンドル。
【請求項１０】
前記シールドと前記アンテナコイルの間の最小距離は、６ｍｍ未満、好ましくは３ｍｍ未満である、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の車両用ドアハンドル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信装置およびセンサ装置を備える自動車用ドアハンドルに関する。具体的には、本発明は、車両用ドアハンドルへの接近を検知する容量センサ配置を有する車両用ドアハンドルに関する。容量センサ配置は、車両用ドアハンドルのハンドルハウジングに収容されている。同様に、少なくとも１つのコイル巻線を有するアンテナコイルがハンドルハウジングに収容されている。アンテナコイルは、具体的には、低周波信号（例えば１２５ｋＨｚの範囲）用の送信コイルとして形成することができる。
【０００２】
センサ電極は、アンテナコイルから距離を置いて、センサ電極の長手がコイル巻線の巻軸の方向に伸びるように、ハンドルハウジングに収容されている。それによりセンサ電極とアンテナコイルは、基本的に長手に沿って同じ向きでハンドルハウジングに収容されている。さらにセンサ電極とアンテナコイルは、少なくとも一部がそれぞれの長手方向で重なるように、つまりハンドルハウジング内で少なくとも部分的に並んで伸びるように互いに並べられている。
【０００３】
センサ電極もアンテナコイルも制御評価回路に結合されている。
【背景技術】
【０００４】
前述のような車両用ドアハンドルは先行技術で知られている。例えば特許文献１は、アンテナユニットおよびセンサ装置を備える相応のドアハンドルを開示している。
【０００５】
別のドアハンドル装置が、例えば特許文献２で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２０１１  ０８６  ６０９号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２００５  ０３５  ９３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のドアハンドルでは、アンテナコイルとセンサ電極は互いに十分な距離を置いてハンドルハウジングに配置することができたが、最新式のドアハンドルでは、また特に省スペース配置の場合、設置スペースを縮小するのに、アンテナをセンサ電極の非常に近くに配置する必要がある。
【０００８】
そのようなコンパクトな構造では、センサ電極の正常な機能に影響が及ぶことで、センサ電極が正常に機能しない可能性がある。
【０００９】
本発明の課題は、設置スペースの小さい車両用ドアハンドル向けに影響を受けにくい堅固な構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１の特徴を備えた車両用ドアハンドルによって解決される。
【００１１】
本発明に従って、センサ電極とアンテナコイルの間に、制御評価回路を通じて遮蔽ポテンシャルと結合可能な少なくとも１つの導電性シールドが配置される。
【００１２】
アンテナコイルとセンサ電極を非常に近くに、具体的には数ミリメートルほど（少なくとも１０ｍｍ未満）または数ミリメートル以下まで接近させて配置すると、センサ電極とアンテナコイルの間に容量結合が形成され、これによりセンサ電極の正常な機能が損なわれる。本発明に従って、センサ電極とアンテナコイルの間にシールドを配置することにより、一方ではアンテナコイルとシールドの間で、他方ではシールドとセンサ電極の間で容量結合が発生する。このとき、シールドが遮蔽ポテンシャルと結合することにより、センサ電極の機能に対する悪影響を広範囲に遮断できる。とりわけ、シールドによって、アンテナコイルとセンサ電極の共振結合が抑制される。シールドによってセンサ電極の感度にも影響が及ぶが、共振結合の抑制によるプラス効果の方が大きいため、システムは全体としてより効率的に作動する。
【００１３】
シールドはアンテナコイルの作動状態に関係なく、その効果を発揮するのに適している。すなわちセンサ電極は、アンテナコイルが作動しているときにのみ遮られるのではなく、アンテナコイルのインダクタンスはセンサ電極に容量的に結合されており、アンテナコイルが静止状態にあるときも、センサ電極の機能に影響を及ぼしている。
【００１４】
本発明の範囲において、アンテナコイルはセンサ電極と時間差で作動するが、実質的に、センサ電極が作動すると、少なくとも、シールドが少なくとも断続的に遮蔽ポテンシャルと結合されているように、シールドがセンサ電極と時間的に重なって作動するよう意図することができる。特にハンドル質量または車両質量を遮蔽ポテンシャルとして用いることができる。
【００１５】
アンテナコイルとセンサ電極の間に配置され、遮蔽ポテンシャルと結合された導電性シールドは、センサ電極の作動時に、デカップリング素子として作用し、センサ電極とアンテナコイルの間の直接容量結合を遮断する。センサ電極がシールドと容量的に結合されていても、これに関係するセンサ電極への影響は、とりわけシールドと遮蔽ポテンシャルとの結合によるものは、アンテナコイルのインダクタンスと遮蔽なしで結合するよりもはるかに小さい。
【００１６】
シールドは金属箔、金属板としても、より複雑な導体構造としても形成できる。同様にセンサ電極は、個別の導体面または分割された導体面としても、同じくより複雑な導体構造としても形成できる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態では、センサ電極とシールドは共通のプリント基板上に、ただし、このプリント基板の異なる面に取り付けられている。特に、シールドとセンサ電極を単一のプリント基板のそれぞれ反対側に配置するよう意図することができるが、多層プリント基板を使用することもできる。
【００１８】
センサ電極および／またはシールドは、表面実装部品としてこのプリント基板上に取り付けることができる。
【００１９】
しかしながら、センサ電極とシールドをそれぞれ回路として直接プリント基板上に形成することがとりわけ好ましい。
【００２０】
センサ電極とシールドをこのように形成すると、製造が容易であり、すでにプリント基板製造の際に行うことができる。さらにこの方法で、センサ電極とシールドのいずれについても、複雑な導体形状も可能となる。結果的に、シールドに対するセンサ電極の方向付けも精密に決定される。
【００２１】
本発明の特に好ましい実施態様では、センサ電極は、プリント基板の少なくとも１つの面に伸びる分岐した導体構造を有する。
【００２２】
一方で、分岐した導体構造を用いることで、センサ電極の表面積をより大きく包含する、つまり広げることができ、こうした領域は、センサ電極の導電材料で完全に埋まっていないことから、同時に、その他の部品用に、または例えばプリント基板の開口部のために使用することができる。このように、コンパクトな構造がさらに有利であり、材料を最適化して、センサ電極の最大限の感度を達成できる。
【００２３】
本発明の別の形態では、シールドは、プリント基板の少なくとも１つの面に伸びる分岐した導体構造を有する。シールドについても、基本的に前述のセンサ電極に関する説明と同じことが当てはまる。導体構造の分岐により、シールドの電磁的影響の範囲を最大限に検知すると同時に、シールドの導体構造によって配置領域を削減することができる。
【００２４】
前述の分岐した導体構造は、フォーク状の配置を形成することが特に好ましく、このとき、共通の導体基部から複数の平行回路が伸びている。そのようにフォーク状に形成することにより、導体基部、すなわちフォーク基部を簡単な方法で接続させることができる。このとき、分岐した導体構造はフォークの歯として導体基部から伸び、距離を置いて、プリント基板の領域に広がる。
【００２５】
このように分岐した構造は、電極構造の容易な接続性と空間効果に関して、効果的な配置である。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態に従って、センサ電極の最大面積は、シールドの最大面積の８０〜１２０％となるように選択される。長手をおおよそ同じくらいに選択する場合、特に、センサ電極が辺縁においてシールドより大幅に突出していない場合、センサ電極に対するシールドの遮蔽効果がとりわけ効果的である。しかしながら、必要な場合には、上述の程度における長手向の延長にずれが生じても、遮蔽効果が十分であることが示されている。
【００２７】
本発明による自動車用ドアハンドルの特に好ましい実施態様に従って、センサ電極とシールドを、プリント基板面と平行な方向に、完全に同一の形状で形成するよう意図される。
【００２８】
しかしながら、この造形において、シールドと完全に同一の形状を有するセンサ電極は、プリント基板の異なる表面または面上に形成される。この造形は、製造がとりわけ容易である。それどころか、同一の形状を有しているため、場合によっては、プリント基板の配置に応じてセンサ電極とシールドの機能を取り替えることが可能である。
【００２９】
車両用ドアハンドルの特に好ましい実施態様では、センサ電極とシールドは、プリント基板面と平行な方向に、それぞれ異なる形状で、すなわち、プリント基板面に対して垂直にセンサ電極を投影したときに覆われるセンサ電極領域が、シールドのない領域と重なるように形成されている。
【００３０】
一方でセンサ電極の、他方でシールド電極の導体構造を、プリント基板面に対して垂直な方向で一致しないように、プリント基板面上でずらして、異なる形状で配置することによって、センサ電極に対する遮蔽効果が最適化できることが示されている。例えば、センサ電極がセンサ面上に平行に伸びる１つ、２つ、またはそれ以上の導体構造を備える一方で、導体領域がセンサ電極の導体構造の隙間にあり、導体構造が完全に重なることが可能なように、シールドが導体構造を調整するよう意図できる。本明細書において重なりと記述する場合、プリント基板面に対する垂直な投影で、部分的に一致していることを意味する。導体構造は、プリント基板の異なる面に配置されているため、導体間での接触は起こらない。
【００３１】
本発明の好ましい実施態様では、シールドとアンテナコイルの間の最小距離は、８ｍｍ未満、好ましくは４ｍｍ未満が選択されている。
【００３２】
シールドとアンテナコイルの間がこのように密集して配置されていれば、車両用ドアハンドルの寸法の縮小が可能であり、それにより、軽量化、エアロダイナミクスの向上、設計の自由度の拡大がもたらされる。このような面積の縮小は、本発明によるシールド、および遮蔽ポテンシャルとの結合を実現することによってのみ可能である。
【００３３】
以下に、添付の図面に基づいて本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に従った、本発明による車両用ドアハンドルの概略図である。
【図２】センサ電極およびシールドを備え、制御評価回路が結合された、第１の実施形態のプリント基板の上面および下面の概略図である。
【図３】第１の実施形態に従った、センサ電極およびシールドを備えるプリント基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、ハウジング１を有する車両用ドアハンドルを示す。ハウジング１内には、フェライトコアに巻き付けられたコイル巻線を有するアンテナコイル２が示されている。プリント基板３はアンテナコイル２に隣接して配置されている。プリント基板３からアンテナコイル２までの距離は、本実施例では１０ｍｍ未満である。プリント基板３の、アンテナコイル２の方に向いた側には、シールド４がプリント基板３上の回路として配置されている。本実施例では、プリント基板３は厚さ１ｍｍで実装されている。プリント基板３の、アンテナコイル２とは反対の側には、センサ電極５がプリント基板３上の導体構造として配置されている。アンテナコイル２も、シールド４およびセンサ電極５も、制御評価回路６と結合されている。アンテナコイル２は、制御評価回路６を介して、１２５ｋＨｚの範囲で低周波信号を送信するよう作動させることができる。シールド４は、制御評価回路６を介して、一定の遮蔽ポテンシャルと結合させることができ、またセンサ電極５は容量センサとして作動する。
【００３６】
センサ電極を容量センサとして作動させることについては、先行技術で詳細に説明されている。具体的には、センサ電極の静電容量を検出するために、制御評価回路の制御下でセンサ電極を何度も反転させる。これは、例えばユーザの手といった物体の接近によって影響を受ける。
【００３７】
図２は、プリント基板３の両側を概略的に示しており、この図では明確にするために展開している。図２の上方に示したプリント基板３の上面はフォーク状の導体構造を示しており、これがシールド４を形成している。図２の下方に示したプリント基板３の下面は歯が２本のフォーク構造を示しており、これがセンサ電極５を形成している。図２において、プリント基板３は、２つの分割した要素によって表されているが、実際は単一のプリント基板を形成していることに注意する必要がある。この図面において、制御評価回路は、シールド４ともセンサ電極５とも結合されている。図２の破線は、図３の概略図の切断がなされた部分を示す。プリント基板は、寸法を、ドアハンドル１の設置スペースに合わせている。本実施例において、プリント基板３の寸法は、約８０ｍｍ×１３ｍｍｍ×１ｍｍである。
【００３８】
図３では、プリント基板３の下側にセンサ電極５の回路が示されている。プリント基板の反対側にはシールド４が見える。図３からわかるように、シールド４はセンサ電極５とアンテナコイル２の間に配置されている。さらに、シールド４とセンサ電極５は、プリント基板３のプリント基板面において、完全に一致して配置されていないことがわかる。むしろ、シールド４の分岐導体は、センサ電極５の側方の領域を覆い、センサ電極５の投影が位置する中央領域を大きく空けることにより、センサ電極５の導体をいわば囲んでいる。そのような配置は、アンテナコイル２に対してセンサ電極５の遮蔽を最適化することが示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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