用于检测激活行为且用于在车辆处通信的装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于激活行为检测和用于在车辆处的通信的装置。本发明还涉及一种用于此目的的方法。


背景技术：

2.从现有技术中知道了传感器且尤其是电容传感器在车辆中可被用于检测接近。例如该接近是使用者能在车辆处激活功能的激活行为。在安全相关功能如车辆解锁的情况下通常规定，功能激活的前提是借助车辆与移动设备的通信进行成功核实。激活行为的检测于是可以首先导致借助通信的核实被启动，以便于是在核实成功时激活功能。相应地，传感器和通信用通信机构可以邻近布置。通信和检测于是可以并行、但尽量交替地重复执行。
3.已知解决方案的缺点是通信且尤其是近场通信和检测可能冲突。例如可能因在近场通信时的交变磁场的产生而干扰所述检测。


技术实现要素：

4.本发明的任务因此是至少部分消除前述缺点。本发明的任务尤其是提供用于激活行为检测的改善的解决方案，而又与之并行地提供通信。
5.前述任务通过一种具有独立装置权利要求的特征的装置和一种具有独立方法权利要求的特征的方法来完成。本发明的其它的特征和细节来自各自从属权利要求、说明书和图。在此，关于本发明的装置所描述的特征和细节显然也与本发明的方法相关地适用，反之亦然，因此关于对各个发明方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。
6.该任务尤其通过一种用于激活行为的(优选电容)检测和优选用于尤其最好在车辆处的通信的(尤其电子)装置来完成。在此情况下尤其是指，本发明的装置设计用于集成到车辆如车辆的门把手或其它车辆部件中。该装置为此可具有例如固定机构以便安装到车辆部件中。装置优选是指电子电路装置。
7.此外，本发明的装置可以具有优选固定在该装置的印刷电路板上的以下组成部件：
[0008]-用于经由(尤其电的、即导电的)发射通信机构重复输出电通信信号以提供通信的(尤其是电子)通信机构，其中，优选以预定时间间隔(以下称“输出间隔期”)执行重复输出，并且尤其是，此时分别输出的通信信号具有预定的信号持续时间(例如40μs)和频率、尤其是nfc频率(即通常是13.56mhz)。
[0009]-用于激活行为的(尤其是电容和/或重复)检测的(尤其是电子)传感器组件，其中，优选为此按预定时间间隔重复评估传感器电极，尤其通过重复电荷传输，
[0010]-(尤其是导电的)耦合机构，其(尤其直接)电连接至发射通信机构，
[0011]-传感器组件的(尤其是电子)处理装置，其电连接(尤其直接电连接)至耦合机构，以通过耦合机构探测通信信号的输出。
[0012]
换言之，“通信信号例如nfc(近场通信)信号回输至处理装置”可用于探测所述通
信尤其是nfc工作。本发明因此可以允许的是通信信号的输出可被探测以识别在时间上至少部分重叠的检测(即冲突)。为此，该通信信号例如nfc-ping可以通过耦合机构被部分回输至处理装置。例如耦合机构为此在发射通信机构处截取通信信号。发射通信机构又可以电连接至通信机构的发射输出端子(tx-pin)。通信信号也能可选地直接在发射输出端子被截取，其中，该发射通信机构于是设计成输出端子。发射通信机构尤其设置用于将通信信号传输至通信元件、尤其是通信用发射天线。通信信号可以相应地设计成天线信号。通信信号例如通过耦合机构部分被传输至处理装置的输入端口。通过这种方式，可以通过所回输的通信信号触发在处理装置处的中止，以舍弃该检测在此时刻所采集的测量值，因为其在通信信号输出的同时被采集。因此本发明的一个优点是，在与通信机构并行工作时的检测的可靠性可得到提升。
[0013]
该通信机构和/或处理装置和/或传感器组件可以分别具有集成电路如微控制器或者被设计成这种集成电路。集成电路可以具有多个输入和/或输出(例如端子或端口)以接收和/或发出电信号。通信信号可以例如通过通信机构的输出以电信号形式被输出并通过印刷电路板的至少一个印制导线来传输。通过这种方式，所输出的通信信号可以通过发射通信机构被传输给通信元件如天线，以产生用于通信的磁场。发射通信机构在此也可以设计成印制导线。一部分通信信号也可以经由印刷电路板的至少一个印制导线通过该耦合机构被分接并被回输至处理装置的输入口。
[0014]
还有利的是该车辆被设计成机动车、尤其是优选具有高压车载电源和/或电动机的混动车或电动车。另外，可以实现将车辆设计成燃料电池车辆和/或轿车和/或半自主或自主车辆。
[0015]
车辆有利地具有安全系统，其例如通过与移动设备例如身份识别发送器(id发送器)或智能手机的通信来允许核实。依据通信和/或核实，可激活车辆的至少一个功能。如果为此需要移动设备的核实，则该功能可以是安全相关功能、如车辆解锁和/或上锁或发动机起动的许用。因此，安全系统也可被设计成被动式进入系统，其无需移动设备的主动人工操作而在探测到移动设备接近车辆时启动核实和/或功能激活。为此，例如反复发出通信信号，其可通过移动设备在接近时被接收并接着触发核实。也可行的是，当通过传感器组件检测来探测到激活行为例如接近时启动通信。此外，该功能可涉及激活车辆照明装置和/或操作(开和/或关)罩盖(例如前罩或后罩或侧罩或前门或后门或侧门)。例如自动地在探测到接近时激活车辆照明和/或在探测到使用者的激活行为时操作罩盖。
[0016]
此外有利的是将通信机构设计成通过通信元件执行呈近场通信(尤其是nfc)形式的通信，其中，为此该发射通信机构可以设计成电连接至该通信元件以将通信信号(电)传输至通信元件并且优选产生用于近场通信的通信区域，尤其用于与移动设备如智能手机或nfc应答器的通信。在此，近场通信可以在空间上被限制到该通信区域，因此需要或许可以通过激活行为的检测来识别的移动设备接近。也可能可行的是，通信信号被设计成ping信号(发出信号)，以探测移动设备接近和/或移动设备进入通信区域。
[0017]
还可以规定将传感器组件设计成电容传感器，其具有至少一个导电的传感器电极以作为电容检测执行借助传感器电极的检测，其中，传感器电极优选与用于通信机构通信的通信元件相邻布置。所述检测例如可以通过重复电荷传输至传感器电极来执行，其中，所传输的电荷量可以通过处理装置被评估，以测量由传感器电极提供的可变的电容。所述电
容的改变在此可能依据的是激活行为如接近传感器电极。所传输的电荷量例如可以由所述检测的测量值来表现。例如，为此将电荷传输给电容器或积分器并且执行在电容器上或积分器中的电压的模拟-数字转换，以便以数字形式获得测量值。测量值于是可以被暂存以便评估可变的电容和/或测量或探测激活行为。
[0018]
还可以想到将该处理装置设计成通过耦合机构接收一部分的通信信号(即回输的通信信号)，以便尤其是探测通信与检测的冲突，以优选在探测到冲突时停止检测。该检测例如可以通过将与通信信号输出同时采集的测量值舍弃而被停止。该通信信号可以是nfc-ping，其例如用于借助通信机构探测nfc应答器、尤其是用于nfc卡的卡探测。但问题可能是，通信机构的nfc前端在探测或输出nfc-ping时未提供反馈。因此该耦合机构可用于直接回输通信信号(尤其是ping信号)至处理装置如微控制器的一个端口。如果所述检测与通信信号的输出同时进行，则这可被识别为冲突。
[0019]
为了停止所述检测，可以在探测到冲突时例如触发处理装置的中止，其导致所述检测的测量值在输出期间不能造成激活行为的探测。通过这种方式可以识别冲突。
[0020]
可能有利的是，在本发明范围内该处理装置设计成通过该耦合机构接收一部分通信信号并且借助子采样来评估、尤其是测量，以便(依据所述评估或测量)探测该通信信号的输出。子采样可能是所需要的或有意义的，因为通信信号频率对于借助处理装置的评估、尤其是测量或许过高。该处理装置可以设计成优先用于执行所述检测，而不是通信信号频率的测量。也可能可行的是该处理装置有时以节能模式工作，在节能模式下该处理装置的节拍频率被降低且因此不足以用于无损失地测量通信信号频率。尤其是子采样是指，所回输的通信信号的扫描通过该处理装置以小于两倍带宽的带宽执行和/或不满足奈奎斯特-香农采样定理的条件。
[0021]
例如该通信信号可以设计成具有13.56mhz频率(尤其是nfc载频)和/或40μs信号持续时间的信号(尤其是ping)。于是，通信信号在信号持续时间内以该频率被输出并且随后暂停直至下次输出。频率可能对于借助处理装置的直接评估尤其是测量而言是过高的。例如可以采用计数器部件如处理装置的事件计数器，以便有损失地计数通信信号频率并且依据结果引发处理装置中止，这停止检测，即，尤其是舍弃当前测量值。但是，有损失的nfc载频计数在此能可控地进行且因此还是起效的。在此情况下出乎意料地证明了，尽管子采样，所述结果或该评估专属于通信信号输出的存在，并且可用于区分何时进行输出而何时没有输出。
[0022]
此外在本发明范围内可选可能的是将通信机构设计成时间重复地输出具有基本为13.56mhz的频率和/或在10μs～80μs范围内、优选在20μs～60μs范围内、最好基本为40μs的信号持续时间的和/或在50～200ms范围内、优选基本为100ms的间隔期(称为输出间隔期)的通信信号。可能的是放弃使用用于部件节拍的石英钟，从而隐含与规定值有偏差。
[0023]
另外，所述检测也可通过传感器组件重复进行，尤其与通信信号输出同步化，其中，通信信号输出的探测最好被用于同步化以避免同时的输出和检测、即冲突。
[0024]
通信机构可以与传感器组件分开构成，尤其是设计成被传感器组件包封，从而传感器组件不能直接与该通信机构通信，或者说无法直接从通信机构获得通知“通信信号输出”的信号。因此可以规定通信信号通过耦合机构被“分接”，即在电路技术上被分路。但这需要该处理装置检查在耦合机构上是否真的有通信信号或其它信号(无法简单评估信号沿
或高低电平)。为此，输出的探测可包括在回输通信信号中通过处理装置的测量、尤其是频率测量。
[0025]
还可以在本发明范围内规定将处理装置设计成与通信信号的重复输出并行地重复启动所述检测，并且依据通过耦合机构所回输的通信信号部分识别作为冲突的与输出重叠的检测。例如该耦合机构将通信机构的发射引脚(tx-pin)连接至处理装置的一个端口。如果通过该端口例如通过频率评估探测通信信号，则由重叠的检测造成的测量值可被舍弃。
[0026]
可以规定，为了检测，传感器电极通过传感器信号至少部分由处理装置来运行，其中，该传感器信号可以造成电荷传输至传感器电极。用于检测的传感器信号例如以333khz被传输。相应地，或许也产生或评估该传感器信号的处理装置或许不适于无损失地采样通信信号。还是考虑子采样，其被证明足以仅执行输出的探测。
[0027]
在另一个可能方式中可以规定，该处理装置设计成通过耦合机构执行通信信号的频率评估、优选是通信信号的频率测量，尤其借助子采样。为此例如采用处理装置的具有2～16mhz的计数器，其中，节拍频率可以视模式而变，例如取决于是否存在处理装置的节能模式。
[0028]
当该处理装置具有计数器部件以通过耦合机构执行通信信号频率评估时，可以在本发明范围内获得另一个优点。按照计数器读数，于是可以推断出存在通信信号、即输出。作为计数器部件例如采用处理装置的计数器(counter)。
[0029]
可选地可以规定，该处理装置设计成以不同的工作方式来工作，所述工作方式在处理装置的节拍频率方面不同。在此，通信信号的采样能力可能取决于节拍频率。因此按照节拍频率可能需要的是：回输的通信信号的采样通过处理装置以子采样形式进行。工作方式例如可以包括正常工作和节能模式，其中，该处理装置例如在节能模式中以2mhz节拍频率工作。在正常工作中，处理装置例如能以16mhz节拍频率工作。
[0030]
还有利的是，耦合机构具有耦合电阻，用以将滤波后的、尤其低通滤波后的通信信号回输给处理装置。耦合机构为此或许也可以具有线圈或电容器，但有利地使用可以与耦合机构电连接以转送通信信号的处理装置输入的输入电容。这也还允许在探测通信信号输出探测时消除干扰。耦合电阻尤其是欧姆电阻。
[0031]
根据另一个可能方式而可以规定，该耦合机构具有耦合电阻，其电连接至处理装置的输入口以与输入口的输入电容一起形成滤波器、尤其是低通滤波器。该输入口例如是一个端口，输入电容例如是端口电容，其与耦合电阻一起可以具有低通作用。在滤波器的情况下，极限频率例如在15～20mhz范围内。这允许针对通信信号频率、尤其是nfc频率如13.56mhz的选通区域。输出通信信号的通信机构输出、尤其是tx输出端子在此可以是很低阻的，例如仅在2ohm范围内。而耦合电阻例如可以具有在680ohm范围内的电阻值，并且输入电容为例如15pf(皮法)。因此可能的是以低的技术成本提供一种滤波器用于探测通信信号输出。
[0032]
例如可以规定该耦合机构具有适配于处理装置的输入口的输入电容的耦合电阻。例如如此进行所述适配(如通过模拟)，即，通信信号的频率针对输入被选通，而其它频率被衰减，尤其获得低通作用。
[0033]
本发明的主题也是一种用于激活行为(尤其是电容)检测和用于在车辆处的通信
的方法。在此规定，最好接连或以任何顺序执行以下步骤，其中，所述步骤也可被重复执行：
[0034]-由通信机构经由发射通信机构执行电通信信号的重复输出以提供通信，
[0035]-由传感器组件执行激活行为的检测，
[0036]-由传感器组件的电子处理装置通过耦合机构执行通信信号输出的探测，其中，该耦合机构电连接至发射通信机构。
[0037]
因此，本发明的方法带来与关于本发明的装置所明确描述的一样的优点。另外，可以在本发明范围内规定该方法步骤通过本发明装置来实行。
附图说明
[0038]
本发明的其它优点、特征和细节来自以下对参照图详细描述本发明实施例的说明。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征可能分别单独地或以任何组合方式对本发明是重要的，其中：
[0039]
图1示出本发明装置的各部分的示意图，
[0040]
图2示出安装在车辆上的本发明装置的各部分的另一示意图，
[0041]
图3示出用于显示本发明方法的示意图。
具体实施方式
[0042]
在下述图中，对于不同实施例的相同的技术特征也采用相同的附图标记。
[0043]
图1示出根据本发明的用于尤其是电容检测260激活行为和用于在车辆1处通信的装置10。本发明的装置10在此可以作为电路组件具有例如至少或正好一个印刷电路板，其上固定有装置10的部件。
[0044]
图2示出处于集成在车辆1中的状态的本发明的装置10。在此，装置10例如可被安装在门把手2中，用以与门把手2相接地提供通信用通信区域150。通信在此情况下可局限于通信区域150，因此例如能够仅在车辆1附近区域内实现。
[0045]
此外，在图1中进一步详细地示出本发明的装置10的部件。可以设置通信机构100，用于经由电发射通信机构110重复输出160电通信信号20，以便由此提供通信。通过这种方式，可尤其通过将通信信号20输出160至通信元件120来产生通信区域150。通信元件120例如设计成通信天线120、尤其是nfc天线线圈。因此，通信信号20的输出160可能导致在通信元件120周围区域出现可用于近场通信的交变磁场。
[0046]
另外，可设置传感器组件200用于检测260激活行为，以便例如探测呈接近门把手2形式的激活行为。例如也可在通信区域150内探测所述接近。
[0047]
还设有电连接至发射通信机构110的耦合机构300。耦合机构300可以是发射通信机构110的分支，用以将通信信号20部分电回输至传感器组件200的电子处理装置210。与耦合机构300电连接的、尤其通过输入口240直接电连接的处理装置210可通过这种方式借助耦合机构300探测通信信号20的输出160。
[0048]
在一个可选设计中，传感器组件200可设计成电容传感器，其具有至少一个导电的传感器电极220以执行呈电容检测260形式的借助传感器电极220的检测260。在此，传感器电极220可邻近用于通信机构100的通信的通信元件120来布置。但相应地，通信信号20输出160至通信元件120也可能导致检测260被干扰。因此，处理装置210可以设计用于通过耦合
机构300接收通信信号20的一部分以探测在通信与检测260之间的冲突265，以便在探测到冲突265时停止检测260。
[0049]
处理装置210设计成通过耦合机构300借助通信信号20的子采样来执行通信信号20的频率评估。可能的是通信机构100可设计成时间上重复输出具有基本为13.56mhz频率和/或在40μs范围内的信号持续时间和/或在100ms范围内的间隔期的通信信号20。因此尤其当处理装置210设计用于以就处理装置210的节拍频率而言彼此不同的多种工作方式运行时，可能需要子采样。处理装置210可以具有计数器部件230以通过耦合机构300执行通信信号20的频率评估。
[0050]
此外，耦合机构300可以具有耦合电阻310以将过滤后的通信信号20回输至处理装置210。在此情况下，耦合电阻310可以电连接至处理装置210的输入口240，以便使用输入口240的输入电容来形成滤波器。
[0051]
从图3的通信和检测260的关于时间t的示例性曲线中看到，处理装置210可设计成与通信信号20的重复的输出160并行地重复启动检测260，并且依据通过耦合机构300回输的通信信号20部分来识别作为冲突265的与输出160重叠的检测260(见附图标记265)。
[0052]
以上对实施例的解释仅在例子范围内描述本发明。显然，实施方式的各个特征只要技术上有意义就能相互自由组合，而没有脱离本发明的范围。
[0053]
附图标记列表
[0054]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
车辆
[0055]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
门把手
[0056]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
装置
[0057]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
通信信号
[0058]
100
ꢀꢀꢀꢀ
通信机构
[0059]
110
ꢀꢀꢀꢀ
发射通信机构
[0060]
120
ꢀꢀꢀꢀ
通信元件,通信天线,nfc线圈
[0061]
150
ꢀꢀꢀꢀ
通信区域
[0062]
160
ꢀꢀꢀꢀ
输出,nfc测量
[0063]
200
ꢀꢀꢀꢀ
传感器组件
[0064]
210
ꢀꢀꢀꢀ
处理装置
[0065]
220
ꢀꢀꢀꢀ
传感器电极
[0066]
230
ꢀꢀꢀꢀ
计数器部件
[0067]
240
ꢀꢀꢀꢀ
输入口
[0068]
260
ꢀꢀꢀꢀ
检测
[0069]
265
ꢀꢀꢀꢀ
冲突
[0070]
300
ꢀꢀꢀꢀ
耦合机构
[0071]
310
ꢀꢀꢀꢀ
电阻元件,耦合电阻
[0072]
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
时间

技术特征：
1.一种用于激活行为的检测(260)且用于在车辆(1)处的通信的装置(10)，它尤其设计成集成到该车辆(1)中，具有：-用于通过发射通信机构(110)重复输出(160)电通信信号(20)以提供通信的通信机构(100)，-用于所述激活行为的检测(260)的传感器组件(200)，-电连接至该发射通信机构(110)的耦合机构(300)，-该传感器组件(200)的电子处理装置(210)，该处理装置与该耦合机构(300)电连接以通过该耦合机构(300)探测该通信信号(20)的输出(160)。2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征是，该通信机构(100)设计成通过通信元件(120)执行呈近场通信形式的通信，其中，为此该发射通信机构(110)设计成电连接至该通信元件(120)以将该通信信号(20)传输给该通信元件(120)并产生用于近场通信的通信区域(150)。3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其特征是，该传感器组件(200)被设计成电容传感器，其具有至少一个导电的传感器电极(220)，用以执行呈电容检测(260)形式的借助该传感器电极(220)的检测(260)，其中，该传感器电极(220)与用于该通信机构(100)的通信的通信元件(120)邻近布置。4.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该处理装置(210)设计成通过该耦合机构(300)接收该通信信号(20)的一部分，用以探测所述通信与所述检测(260)的冲突，以便在探测到该冲突时停止所述检测(260)。5.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该处理装置(210)设计成通过该耦合机构(300)接收该通信信号(20)的一部分并借助子采样进行评估，以便探测该通信信号(20)的输出(160)。6.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该通信机构(100)设计成以时间重复的方式按照基本为13.56mhz的频率和/或在10～80μs范围内、优选在20～60μs范围内、优选基本为40μs的信号持续时间和/或在50～200ms范围内、优选基本为100ms的间隔期来输出该通信信号(20)。7.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该处理装置(210)设计成：按照与该通信信号(20)的重复输出(160)并行的方式重复启动所述检测(260)，并且借助通过该耦合机构(300)回输的所述通信信号(20)部分来识别作为冲突的与该输出(160)重叠的检测(260)。8.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该处理装置(210)设计用于通过该耦合机构(300)执行该通信信号(20)的频率评估，尤其是借助该通信信号(20)的子采样。9.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该处理装置(210)具有计数器部件(230)，用以通过该耦合机构(300)来执行该通信信号(20)的频率评估。10.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该处理装置(210)设计用于以关于该处理装置(210)的节拍频率彼此不同的多种工作方式工作。11.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该耦合机构(300)具有耦合电阻(310)以将经过过滤的通信信号(20)回输至该处理装置(210)。12.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该耦合机构(300)具有耦合电
阻(310)，该耦合电阻电连接至该处理装置(210)的输入口(240)以便与该输入口(240)的输入电容一起形成滤波器。13.根据前述权利要求之一所述的装置(10)，其特征是，该耦合机构(300)具有耦合电阻(310)，该耦合电阻适配于该处理装置(210)的输入口(240)的输入电容。14.一种用于激活行为的检测(260)且用于在车辆(1)处的通信的方法，其中，执行以下步骤：-由通信机构(100)通过发射通信机构(110)执行电通信信号(20)的重复输出(160)以提供通信，-由传感器组件(200)执行所述激活行为的检测(260)，-由该传感器组件(200)的电子处理装置(210)通过耦合机构(300)来探测所述通信信号(20)的输出(160)，其中，该耦合机构(300)电连接至该发射通信机构(110)。15.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征是，该方法的步骤通过根据前述权利要求之一所述的装置(10)来执行。

技术总结
本发明涉及一种用于激活行为的检测(260)且用于在车辆(1)处的通信的装置(10)，它尤其设计成集成到车辆(1)中，具有：用于通过发射通信机构(110)重复输出(160)电通信信号(20)以提供通信的通信机构(100)；用于检测(260)激活行为的传感器组件(200)；电连接至该发射通信机构(110)的耦合机构(300)；传感器组件(200)的电子处理装置(210)，其与该耦合机构(300)电连接以通过该耦合机构(300)探测通信信号(20)的输出(160)。的输出(160)。的输出(160)。


技术研发人员：贝特霍尔德
受保护的技术使用者：胡夫
技术研发日：2021.09.28
技术公布日：2023/7/4