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Technisches Gebiet
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Die
folgende Beschreibung bezieht sich auf ein passives Zugangs- bzw.
Entriegelungssystem sowie ein Verfahren zum Erfassen von Auslöseereignissen
aus mehreren Abständen
an oder in der Nähe eines
Türgriffs,
durch das Zugang zu einem und Verlassen eines Fahrzeug/s, Gebäude/s oder
dergleichen ermöglicht
werden.
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Es
folgen eine ausführliche
Beschreibung und beigefügte
Zeichnungen
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine vereinfachte, beispielhafte Umgebungsdarstellung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine vereinfachte, beispielhafte Draufsicht auf einen Türgriff gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein vereinfachtes beispielhaftes Blockschaltbild gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein vereinfachtes beispielhaftes Zeitablaufdiagramm gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein vereinfachter beispielhafter Schnitt durch einen Türgriff gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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6 ist
ein vereinfachtes beispielhaftes Schema eines Sensor-Layouts gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ausführliche Beschreibung
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Unter
Bezugnahme auf 6 werden im Folgenden Ausführungsformen
des Systems und des Verfahrens sowie verschiedener Komponenten desselben
ausführlich
beschrieben. Das Steuern von Zugang zu Fahrzeugen, Gebäuden oder
dergleichen gewinnt an Bedeutung, da in der heutigen Welt die Sicherheit
zunehmend bedroht ist. Häufig
geht die Not wendigkeit, ein Fahrzeug, Grundstücke oder persönliches
Eigentum zu schützen,
auf Kosten der Bequemlichkeit.
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Bei
herkömmlichen
Systemen wird ein mechanischer Schlüssel eingesetzt, der in ein
Zylinderschloss eingeführt
wird, so dass der Schlüsselinhaber
das Schloss mit einem Drehen des Schlüssels öffnen kann, um Zugang zu erhalten.
Schlüssellose Zugangssysteme
sind bekannte Einrichtungen, die einem autorisierten Benutzer ohne
die mühselige und
zeitaufwändige
Betätigung
eines Schlosses mit einem mechanischen Schlüssel Zugang zu einem Fahrzeug,
Gebäude
oder dergleichen ermöglichen. Zu
typischen schlüssellosen
Zugangssystemen gehören
beispielsweise ein Tastenfeld, das an einer Tür angebracht ist, oder sogenannte
RKE(Remote-Keyless-Entry)-Systeme für Kraftfahrzeuge und Wohngebäude.
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Der
kleine Controller, der an einer Sonnenblende eines Kraftfahrzeugs
hängt (oder
in eine Dachkonsole integriert ist), um eine Garagentür zu öffnen und
zu schließen,
ist eine verbreitete RKE-Vorrichtung. Alternative RKE-Systeme ermöglichen
Fernbedienung von Fahrzeug-Sicherheitssystemen, Türschlüsseln, Kofferraumverriegelungen, Außen- und/oder
Innenleuchten, Hup- und/oder Warneinrichtungen durch einen Besitzer
oder Benutzer eines Fahrzeugs. Dabei enthalten RKE-Systeme für fernbedienten
Zugang zum Fahrzeug und andere Fernbedienungsvorgänge eine
Fernbedienvorrichtung oder -einheit, die im Allgemeinen als ”Fob” oder ”Key-Fob”, d. h.
elektronischer Schlüssel,
bezeichnet wird. Die Fernbedienvorrichtung weist einen Sender auf,
und Drahtlos-Funkfrequenzsignale werden von dem Sender der Fernbedieneinrichtung
gesendet, die Befehle zum Durchführen
von Fahrzeugvorgängen
oder -funktionen einschließen,
so beispielsweise Entriegeln der Fahrzeugtüren oder Starten des Fahrzeugmotors.
Gegenwärtig
erhältliche
RKE-Schlüssel sind
tragbare Handvorrichtungen und können
separate Einheiten sein oder Teil eines Zündschlüsselkopfes sein.
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Derartige
RKE-Systeme enthalten normalerweise auch einen Empfänger und/oder
eine Vorrichtungs-Steuereinheit, die in dem Fahrzeug installiert ist.
HF-Befehlssignale, die von der Fernbedieneinheit gesendet werden,
werden durch den am Fahrzeug angebrachten Empfänger und/oder die Vorrichtungs-Steuereinheit
empfangen und können
zu entsprechenden Steuerschaltungen, System oder Teilsystemen in
dem Fahrzeug weitergeleitet werden, um den gewünschten Vorgang bzw. die Funktion
zu bewirken. Beispielsweise können
der Empfänger und/oder
die Steuereinheit in direkter oder indirekter (z. B. über einen
Fahrzeug-Bus) Kommunikation mit Türverriegelungsmechanismen stehen,
um die Fahrzeugtüren
in Reaktion auf Verriegelungs- oder Entriegelungssignale zu verriegeln
und zu entriegeln, die von der Fernbedieneinheit empfangen werden.
Desgleichen können
der Empfänger
und/oder die Steuereinheit mit anderen Fahrzeugvorrichtungen kommunizieren,
um Betätigung
derselben in Reaktion auf andere von der Fernbedieneinheit empfangene
Signale zu steuern.
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RKE-Systeme
können
aktiv oder passiv sein. Aktive Zugangs- bzw. Entriegelungssysteme
machen es erforderlich, dass ein Fahrzeugbesitzer oder -benutzer
manuell ein Befehlssignal sendet, so beispielsweise, indem er einen
oder mehrere Druckknöpfe
betätigt,
die an der Fernbedieneinheit vorhanden sind. Bei passiven Entriegelungssystemen
werden Signale automatisch gesendet, so dass beispielsweise eine
Fahrzeugtür
entriegelt werden kann, wenn sich der Fahrzeugbesitzer oder -benutzer
dem Fahrzeug nähert
und/oder den Türgriff
berührt,
um die Tür
zu öffnen,
ohne dass der Fahrzeugbesitzer oder -benutzer aktiv werden muss.
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Dabei
ist in einem passiven schlüssellosen Entriegelungssystem
eine Fernbedieneinheit, die als ein ”Fob” oder eine ”Karte” bezeichnet
werden kann, normalerweise mit einem Sendeempfänger zum Kommunizieren mit
einem Sendeempfänger und/oder
einer Steuereinheit versehen, der/die in dem Fahrzeug installiert
ist. Bei derartigen Systemen kann die Fernbedieneinheit, die von
einer Bedienungsperson mitgeführt
wird, beispielsweise eingesetzt werden, um das Fahrzeug automatisch
zu entriegeln, wenn sich die Bedienungsperson dem Fahrzeug nähert, ohne
dass ein Schalter oder Druckknopf von der Bedienungsperson bedient
werden muss. Des Weiteren kann das System so ausgeführt sein, dass
es das Fahrzeug automatisch verriegelt, wenn sich die Bedienungsperson,
die die Fernbedieneinheit mit sich führt, von dem Fahrzeug weg bewegt. Ein
an dem Fahrzeug angebrachter Sendeempfänger und/oder eine Steuereinheit
kommuniziert/kommunizieren wiederum direkt oder indirekt mit Steuerschaltungen,
Systemen oder Teilsystemen, um einen bestimmten Vorgang in Reaktion
auf von der Fernbedieneinheit empfangene Signale zu bewirken, so
beispielsweise mit einem Türverriegelungsmechanismus
zum Verriegeln und Entriegeln der Fahrzeugtüren.
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Um
unberechtigten Zugang zu einem Fahrzeug zu verhindern, das mit einem
RKE-System ausgestattet ist, werden Befehlssignale von Fernbedieneinheiten
normalerweise verschlüsselt,
so beispielsweise mit einem Rollingcode-Verschlüsselungsverfahren, bei dem
ein Sicherheitscode mit dem Befehlssignal gesendet wird, wobei der
Code bei jedem Sendevorgang verschieden ist. Die an dem Fahrzeug
angebrachte Vorrichtung, die die Befehlssignale empfängt, ist
mit dem gleichen Rollingcode-Verschlüsselungsverfahren ausgestattet,
um ein empfangenes Befehlssignal zu entschlüsseln und festzustellen, welcher
Sicherheitscode mit jedem empfangenen Befehlssignal zu erwarten
ist. Dadurch kann, selbst wenn ein Befehlssignal von einem Dritten
abgefangen wird, dieses Signal später durch den Dritten nicht
erneut gesendet werden, um Zugang zu dem Fahrzeug zu erhalten, da
der mit diesem Befehlssignal gesendete Sicherheitscode später durch den
an dem Fahrzeug angebrachten Empfänger und/oder die Steuereinheit
nicht mehr als gültig
akzeptiert wird.
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RKE-Systeme
werden als ”Einweg”-Systeme bezeichnet,
bei denen Übertragung
oder Senden von Signalen nur von der tragbaren Fernbedienvorrichtung
mit einem Sender zu der an dem Fahrzeug angebrachten Vorrichtung
mit einem Empfänger
stattfindet. Wie dem Fachmann jedoch bekannt ist, können RKE-Systeme
auch nach dem ”Zweiwege”-Prinzip
arbeiten. Bei ”Zweiwege”-RKE-Systemen
enthält die
von dem Fahrzeugbenutzer oder -besitzer mitgeführte tragbare Fernbedienvorrichtung
einen Sendeempfänger,
und die an dem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung enthält ebenfalls
einen Sendeempfänger. Da
sowohl die Fernbedienvorrichtung als auch die an dem Fahrzeug angebrachte
Vorrichtung Drahtlossignale senden und empfangen können, ist
Zweiwege-Kommunikation zwischen diesen Vorrichtungen möglich.
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In ”Zweiwege”-RKE-Systemen
zu oder von der tragbaren Fernbedienvorrichtung und/oder der an
dem Fahrzeug angebrachten Vorrichtung gesendete Signale werden wiederum
normalerweise aus Sicherheitsgründen
verschlüsselt. ”Zweiwege”-RKE-Systeme
können
ebenfalls entweder aktiv oder passiv sein.
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In ”Zweiwege”-RKE-Systemen
kann Kommunikation zwischen der an dem Fahrzeug angebrachten Vorrichtung
oder Einheit und der tragbaren Fernbedienvorrichtung oder -einheit
einer Anzahl von Zwecken dienen, so beispielsweise dazu, eine passive
Fernbedienvorrichtung zu veranlassen, ein Signal zu senden, den
Empfang eines Befehlssignals von einer Fernbedieneinheit zu bestätigen, oder
zu anderen Zwecken. Dabei kann die Fernbedienvorrichtung oder -einheit
mit einer Anzeigeeinrichtung, so beispielsweise einer Flüssigkristall- oder einer LED-Anzeigeeinrichtung,
versehen sein, so dass der Fahrzeugbesitzer oder -benutzer überprüfen kann,
ob ein Befehlssignal von der an dem Fahrzeug angebrachten Vorrichtung
oder Einheit empfangen worden ist, und der Befehl ausgeführt worden
ist (beispielsweise, dass die Fahrzeugtüren verriegelt/entriegelt worden
sind, oder der Fahrzeugmotor gestartet worden ist).
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Passive
Entriegelungssysteme können
sich, wie oben erwähnt,
von aktiven Entriegelungssystemen dadurch unterscheiden, dass keine
Betätigung von
Knöpfen
oder Schaltern einer Fernbedienung oder eines sogenannten Key-Fob
erforderlich ist. Stattdessen kann eine Tür entriegelt werden, wenn sich
ein berechtigter Benutzer einem Fahrzeug oder Gebäude nähert. Die
passive Entriegelungsfunktion schließt normalerweise automatische
Datenabfrage oder Identifizierung eines von einem Bedienenden mitgeführten Datenmediums,
Transponders oder dergleichen ein, um zu prüfen, ob eine Bedienungsperson,
die sich beispielsweise einem Fahrzeug nähert oder dabei ist, die Tür des Fahrzeugs
zu öffnen, zugangsberechtigt
ist. Entsprechende Steuerelektronik in dem Fahrzeug führt die
Abfrage durch oder prüft
die Kennung der Bedienungsperson. Des Weiteren enthalten passive
Entriegelungssysteme häufig einen
oder mehrere Sensoren, die sich im Inneren eines Türgriffs
befinden und in der Lage sind, die Nähe einer Person oder insbesondere
der Hand einer Person zu erfassen. Beim Beispiel des Kraftfahrzeugs findet
bei entsprechender Autorisierung der Bedienungsperson automatische
Entriegelung des Fahrzeugs statt, wenn die Hand der Bedienungsperson
in der Nähe
des Fahrzeuggriffs erfasst wird oder sie diesen berührt.
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In
den Zeichnungen ist 1 ein vereinfachtes, beispielhaftes
Umgebungsschema einer Ausführungsform
eines passiven Entriegelungssystems 10 für ein Kraftfahrzeug 12.
Es ist vorgesehen, dass das passive Entriegelungssystem 10 desgleichen
eingesetzt werden kann, um Zugang zu anderen Objekten, wie beispielsweise
Gebäuden,
zu steuern. Das passive Entriegelungssystem 10 umfasst
eine tragbare Fernbedienvorrichtung, die im Folgenden als elektronischer
Schlüssel 14 bezeichnet
wird. Bei dem elektronischen Schlüssel 14 kann es sich
um ein von einer Bedienungsperson mitgeführtes Datenmedium oder einen
Transponder, einen separaten Key-Fob oder eine Smartcard handeln,
die Teil eines Fahrzeug-Zündschlüssels ist,
oder um jede beliebige andere geeignete Vorrichtung, wie sie in
der Technik bekannt ist. Das passive Entriegelungssystem 10 umfasst
des Weiteren ein an dem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung oder Einheit 16.
Die Fahrzeugeinheit 16 kann ein Bordcomputer zum Steuern
verschiedener Fahrzeugfunktionen, wie beispielsweise Verriegeln
oder Entriegeln von Fahrzeugtüren,
Aktivieren oder Deaktivieren des Fahrzeug-Sicherheitssystems, Aktivieren
oder Deaktiveren von Innen- und/oder Außenleuchten des Fahrzeugs,
Starten des Fahrzeugmotors und/oder anderer Funktionen sein. Als
Alternative dazu kann die Fahrzeugeinheit 16 ein separates
Modul zum Durchführen
der passiven Entriegelungsfunktion sein.
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Zu
diesem Zweck enthält
die Fahrzeugeinheit 16 ein Drahtlos-Steuermodul 18 und/oder
ein Türmodul 24.
Als Alternative dazu können
das Drahtlos-Steuermodul 18 und das Türmodul 24 separate Module
sein, die elektrisch mit der Fahrzeugeinheit 16 gekoppelt
sind. Das Drahtlos-Steuermodul 18 kann ein Drahtlossignal 20 senden,
das ein Funkfrequenz-Signal sein kann und eine Befehlsmeldung enthält. Das
Drahtlos-Steuermodul 18 kann das Drahtlossignal 20 über eine
Strecke bzw. eine Reichweite (R) in Entfernung zu dem Fahrzeug 12 senden, um
mit dem elektronischen Schlüssel 14 zu
kommunizieren. Das Drahtlossignal 20 kann von dem elektronischen
Schlüssel 14 empfangen
werden, der von einem berechtigten Benutzer 22 mitgeführt werden kann.
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Desgleichen
kann der elektronische Schlüssel 14 selbst
ein Drahtlossignal 20' senden,
das ebenfalls ein Funkfrequenz-Signal sein kann und eine Befehlsmeldung
enthält.
Der elektronische Schlüssel 14 kann
das Drahtlossignal 20' über eine Strecke
oder eine Reichweite (R) in Entfernung von dem Fahrzeug 12 senden,
um durch Fernbedienung einen gewünschten
Vorgang oder eine Funktion am Fahrzeug durchzuführen, die durch die Befehlsmeldung
des Drahtlossignals 20' dargestellt
wird. Das Drahtlossignal 20' kann
auch ein Identifizierungs- oder Bestätigungssignal sein, das anzeigt,
dass der elektronische Schlüssel 14 dem
Fahrzeug 12 entspricht.
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Das
Drahtlossignal 20' kann
an einem Drahtlos-Steuermodul 18 empfangen werden und zu
der an dem Fahrzeug angebrachten Vorrichtungseinheit 16 übertragen
werden, die an jeder beliebigen geeigneten Position an dem Fahrzeug 12 angebracht
sein kann. Die an dem Fahrzeug angebrachte Vorrichtungseinheit 16 kann
die Befehlsmeldung des Drahtlossignals 20' zu einer entsprechenden Fahrzeugfunktion
und/oder Vorrichtung weiterleiten, um den Befehl auszuführen, so
beispielsweise ein Fahrzeug-Sicherheitssystem zu aktivieren oder
zu deaktivieren, Innen- und/oder Außenleuchten des Fahrzeugs zu
aktivieren oder zu deaktivieren und/oder andere Funktionen. Dabei
kann die Fahrzeugfunktion oder -vorrichtung beispielsweise ein Computer,
ein Mikroprozessor, eine Steuerschaltung, eine Logikvorrichtung,
ein Fahrzeugsystem, eine Fahrzeugvorrichtung, ein Fahrzeug-Teilsystem
oder eine andere Einrichtung sein. Weiterleitung der Befehlsmeldung durch
die an dem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung 60 kann Übersetzung
der Befehlsmeldung des Drahtlossignals 20' in ein Ausgangs-Steuersignal einschließen. Die
an dem Fahrzeug angebrachte Vorrichtungseinheit 16 kann
direkt mit einer Fahrzeugfunktion kommunizieren oder kann indirekt
mit einer Fahrzeugfunktion kommunizieren, so beispielsweise über einen
Daten- oder Kommunikationsbus
(nicht dargestellt) des Fahrzeugs.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
die Fahrzeugeinheit 16 und das Drahtlos-Steuermodul 18 mit
einem Türmodul 24 in
Verbindung stehen, wie dies in 1 dargestellt
ist, oder können
Teil eines Türmoduls 24 sein. Das
Türmodul 24 kann
einen Griff 26, der mit einem Riegel 28 zum Öffnen und
Schließen
einer Tür 30 verbunden
ist, enthalten oder damit gekoppelt sein. Das Türmodul 24 enthält des Weiteren
ein Schloss 32 (in 2 dargestellt),
das zu Griff 26 gehört,
um Riegel 28 zu sichern. Wenn er verriegelt ist, löst Betätigung von
Griff 26 den Riegel 28 nicht, um Zugang zu Fahrzeug 12 zu
schaffen. Wenn jedoch Türmodul 24 ein
entsprechendes Entriegelungssignal empfängt und Tür 30 entriegelt, kann
ein berechtigter Benutzer an Griff 26 ziehen, um den Türriegel
zu lösen und
dann die Tür
zu öffnen.
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Ein
Bedienender oder Benutzer 22 von Fahrzeug 12 kann,
wie in 1 dargestellt, eine Hand in eine Erfassungs-Zielzone 34 hinein
bewegen. Ein Näherungssensor
(nicht dargestellt) kann in Türgriff 26 angeordnet
sein, um eine Hand in der Erfassungs-Zielzone 34 zu erfassen.
Der Näherungssensor
kann, um diesen Zweck zu erfüllen,
ein kapazitiver Sensor sein, der eine Erfassungselektrode aufweist,
die mit Steuerelektronik in Verbindung steht, um eine Änderung
der Dielektrizitätskonstante
zu erfassen, die durch ein Objekt in der Zielzone verursacht wird.
Erfassung einer Hand in Zielzone 34 kann das Drahtlos-Steuermodul 18 alarmieren,
das dann den Benutzer 22 aufruft bzw. abfragt, um festzustellen,
ob der Benutzer berechtigt ist, Zugang zu dem Fahrzeug 12 zu
erhalten. Dabei sendet das Drahtlos-Steuermodul 18 ein Drahtlossignal 20,
das ein Abfragesignal sein kann, zu dem elektronischen Schlüssel 14.
Wenn der elektronische Schlüssel 14 vorhanden
und gültig
ist, führt
er ein Drahtlos-Signal 20' zurück, das
ein Bestätigungssignal
sein kann, das identifiziert, das er dem Fahrzeug 12 entspricht. Angenommen,
der elektronische Schlüssel 14 ist
gültig
und ein berechtigter Benutzer wird bestätigt, so wird das Türmodul 24 aktiviert.
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Das
Türmodul 24 kann
so konfiguriert sein, dass es im aktivierten Zustand ein erstes
Berühren des
Türgriffs 26 erfasst.
So kann das Türmodul 24 eine
Entriegelungs-Meldung zum Entriegeln des Schlosses 32 senden.
Wenn der Benutzer den Türgriff 26 ergreift,
kann der Türriegel 28 betätigt werden,
bevor der Benutzer an dem Griff 26 zieht, um die Tür 30 zu öffnen. Wenn
die Tür 30 entriegelt
ist, kann die Tür 30 aufgezogen
werden, so dass der Benutzer 22 Zugang zu dem Fahrzeug 12 erhält.
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In 2 ist
ein Türgriff 26 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform
kann Türgriff 26 ein
Griff an einem Fahrzeug sein. Jedoch ist auch vorgesehen, dass Türgriff 26 ein
Griff an einem anderen Objekt sein kann, so beispielsweise an der
Tür eines Gebäudes, eines
Safes oder dergleichen. Türgriff 26 kann
beispielsweise eine Außenseite 36,
eine Vorderseite 38, eine Rückseite 40, eine Oberseite 42 und
eine Unterseite 44 enthalten. Die Vorderseite 38 ist
im Allgemeinen von dem Fahrzeug 12 nach außen gerichtet,
während
die Rückseite 40 der
Vorderseite 38 gegenüberliegend
dem Fahrzeug 12 zugewandt nahe an der Tür 30 des Fahrzeugs
vorhanden sein kann. Desgleichen kann die Oberseite 42 zwischen der
Vorderseite 38 und der Rückseite 40 angeordnet sein
und im Allgemeinen nach oben gewandt sein, während die Unterseite 44 im
Allgemeinen der Oberseite 42 gegenüberliegend dem Boden zugewandt angeordnet
sein kann.
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Türgriff 26 kann
des Weiteren Schloss 32 enthalten, das in einen verriegelten
oder entriegelten Zustand gebracht werden kann, um das Fahrzeug 12 zu
verschließen
bzw. zu öffnen.
Schloss 32 entspricht Fahrzeugverriegelung 28,
die betätigt
werden kann, indem am Türgriff 26 gezogen
wird, um die Tür 30 zu öffnen. Ziehen
an dem Fahrzeug-Türgriff 26 in
dem verriegelten Zustand verhindert, dass der Riegel 28 betätigt wird,
wodurch Zugang zu dem Fahrzeug 12 verhindert wird. Dementsprechend
können
Schloss 32 und Riegel 28 mit dem Türmodul 24 oder
einem Teil desselben in Verbindung stehen. So kann Türmodul 24 Schloss 32 in
den geeigneten Zustand versetzen. Schloss 32 kann ein Zylinderschloss
oder als Alternative dazu ein anderer Typ eines geeigneten Schlosses
sein, wie es dem Fachmann bekannt ist. Schloss 32 kann
des Weiteren mit einem Zylinder 46 versehen sein, der ein
Schlüsselloch 48 aufweist. Dementsprechend
kann Schloss 32 mit der Drehung eines entsprechenden Schlüssels manuell
betätigt werden,
um das Fahrzeug 12 zu verriegeln oder zu entriegeln. Dies
ermöglicht
es einem Benutzer, auch dann mit einem gültigen mechanischen Schlüssel Zugang
zu Fahrzeug 12 zu erhalten, wenn der Benutzer nicht über einen
elektronischen Schlüssel 14 verfügt oder
ihn nicht benutzen will.
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Türgriff 26 kann
eine Vielzahl von Sensoren 50 zum Erfüllen der passiven Entriegelungsfunktion in
seinem Innenraum aufnehmen. Beispielsweise kann Türgriff 26 einen Öffnungssensor 52 enthalten, der
mit Türmodul 24 in
Verbindung steht und sich nahe an der Rückseite 40 befindet.
Das Berühren
der Rückseite 40 von
Türgriff 26 kann
durch den Öffnungssensor 52 erfasst
werden und Entriegeln des Fahrzeugs 12 bewirken, wenn davon
ausgegangen wird, dass der Benutzer 22 autorisiert worden
ist. Zu diesem Zweck kann Öffnungssensor 52 ein
kapazitiver Berührungssensor,
ein induktiver Sensor, ein Infrarotsensor, ein mechanischer Sensor
oder dergleichen sein. Zusätzlich
zu Öffnungssensor 52 kann
die Vielzahl von Sensoren 50 einen Schließsensor 54 enthalten.
Dementsprechend stellt 2 einen zweiteiligen Schließsensor
mit zwei Erfassungselektroden nahe an der Vorderseite 38 von
Türgriff 26 dar. Eine
anhaltende Berührung
(z. B. länger
als 0,5 Sekunden) des Schließsensors 54 kann
bewirken, dass Türmodul 24 das
Fahrzeug 12 verschließt
und es so gegen unerwünschten
Zugang schützt.
So kann das Schließen
des Fahrzeugs 12 mit einer länger dauernden Berührung einer
großen
Fläche
der Vorderseite 38 bewirkt werden.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann Türmodul 24 eine anhaltende
Berührung
erfordern, die an beiden Erfassungselektroden erfasst wird. Als
Alternative dazu ist es möglich,
dass eine anhaltende Berührung,
die nur von einer der Erfassungselektroden von Schließsensor 54 erfasst wird,
ausreicht. Es ist jedoch anzumerken, dass Schließsensor 54 nur eine
Erfassungselektrode oder mehrere Erfassungselektroden enthalten
kann, ohne damit vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Weiterhin
kann die Vielzahl von Sensoren 50 von Türgriff 26 einen Sensor
zum Durchführen
einer spezifischen Funktion enthalten, die nicht notwendigerweise
mit der Steuerung von Zugang zu dem Fahrzeug 12 über die
Tür 30 zusammenhängt. Beispielsweise
kann wenigstens einer der Vielzahl von Sensoren 50 einen
Komfort-Verriegelungssensor 56 enthalten. Auslösen des
Komfort-Verriegelungssensors 56 kann bewirken, dass sich
die Fenster- und/oder das Schiebedach des Fahrzeugs schließen, wenn
sie offen sind. Bei einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann Komfortverriegelung nur durch das ausschließliche Berühren von Komfort-Verriegelungssensor 56 aktiviert
werden. Das gleichzeitige Berühren
anderer Sensoren oder Bereiche von Türgriff 26 kann aus
Sicherheitsgründen
die Komfort-Verriegelungsfunktion sofort unterbrechen. Zu diesem
Zweck kann Türgriff 26 spezielle Markierungen 58 oder
einen geringfügig
vertieften Bereich enthalten, der speziell angibt, wo die Erfassungselektrode
von Komfort-Verriegelungssensor 56 angeordnet ist. Andere
funktionelle Sensoren, die als Teil von Türmodul 24 vorhanden
sind, können
Sensoren zum Aktivieren von Innen- oder Außenleuchten, des Motors des
Fahrzeugs, von Sitzheizungen oder dergleichen einschließen.
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Türgriff 26 kann
auch einen Hall-Effekt-Sensor 60 enthalten, der zwischen
dem beweglichen Abschnitt des Türgriffs
und dem stationären
Abschnitt des Türgriffs
angeordnet ist. Der Hall-Effekt betrifft die Potentialdifferenz,
die als Hall-Spannung bekannt ist, an den einander gegenüberliegenden
Seiten eines elektrischen Leiters, durch den ein elektrischer Strom
fließt,
und die durch ein Magnetfeld erzeugt wird, das senkrecht zu dem
Strom angelegt wird. Wenn an dem Türgriff 26 gezogen
wird, wird der bewegliche Abschnitt von dem stationären Abschnitt getrennt,
so dass sich die Hall-Spannung ändert.
Türmodul 24 kann diese Änderung
erfassen und daher das Ziehen an dem Türgriff 26 feststellen.
Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Hall-Effekt-Sensor 60 eine
Tür-Hilfsfunktion aktivieren.
Das heißt,
Auslösen
des Hall-Sensors kann bewirken, dass sich ein spezieller Motor dreht, der
das Öffnen
der Tür
erleichtert. Natürlich
kann Auslösen
des Hall-Sensors
weitere Fahrzeugfunktionen zusätzlich
zu der Tür-Unterstützungsfunktion oder
stattdessen aktivieren.
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Es
kann beispielsweise, um den Komfort zu verbessern, wünschenswert
sein, dass das passive Entriegelungssystem 10 die Tür stets
für einen
berechtigten Benutzer 22 öffnet, bevor der Benutzer an dem
Türgriff 26 zieht.
Dazu muss die Steuerelektronik ihre Funktionssequenz in kürzerer Zeit
abschließen,
als ein Benutzer benötigt,
um sich dem Türgriff 26 zu
nähern
und an ihm zu ziehen. Ein Benutzer kann es als störend empfinden,
wenn an dem Türgriff 26 ein
zweites Mal gezogen werden muss, um Zugang zu erhalten. Daher kommt
es zu einer Wettlaufsituation zwischen dem Benutzer 22 und
dem Türmodul 24,
wenn die passive Entriegelungsfunktion ausgelöst wird. Um diese Wettlaufsituation
zu verhindern, kann die passive Entriegelungsfunktion ausgelöst werden,
sobald dies möglich
ist, ohne dass dies auf Kosten der Sicherheit geht. Daher kann die
passive Entriegelungsfunktion, wenn auch nur geringfügig, vor
der Berührung
des Griffs 26 durch den Benutzer 22 ausgelöst werden.
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Dementsprechend
kann das passive Entriegelungssystem 10 einen Näherungssensor
mit einer Erfassungs-Zielzone 34 enthalten, die durch einen den
Türgriff 26 umgebenden
Bereich definiert wird. Der Näherungssensor
kann Erfassung einer Hand ermöglichen,
die sich dem Türgriff 26 nähert, ihn
jedoch noch nicht berührt.
Um Erfassung einer Hand in der Zielzone 34 zu bewirken,
kann die Vielzahl von Sensoren 50 von Türgriff 26 des Weiteren
einen weitreichende Erfassungssensor 62 enthalten, der
mit dem Türmodul 24 kommuniziert
und eine Erfassungselektrode hat, die Objekte in einem Abstand zu dem
Türgriff 26 erfasst.
Der weitreichende Erfassungssensor 62 kann auch ein kapazitiver
Sensor sein.
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Da
der Raum in Inneren des Türgriffs 26 möglicherweise
beschränkt
ist, ist es unter Umständen
schwierig, einen Näherungssensor
vorzusehen, der in der Lage ist, einen sich nähernden Benutzer in der gewünschten
Zielzone zu erfassen. Das heißt, der
zusätzliche
weitreichende Erfassungssensor 62 allein reicht möglicherweise
nicht aus, um einen ausreichenden Erfassungsbereich zu gewährleisten.
Gemäß einer
Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann der zusätzliche Langstrecken-Erfassungssensor 62 mit
einigen oder allen der Vielzahl von Sensoren 50 gekoppelt
sein, um, wenn auch nur vorübergehend, einen einzelnen
weitreichenden Näherungssensor 64 zu
schaffen, der in der Lage ist, einen Benutzer zu erfassen, der in
die Zielzone 34 eintritt. Zu diesem Zweck kann die passive
Entriegelungsfunktion zuverlässig
vor dem Berühren
des Türgriffs 26 ausgelöst werden,
so dass die Steuerelektronik des Türmoduls 24 ihre Sequenz
abschließen
kann, bevor der Benutzer an dem Türgriff 26 zieht, um
Zugang zu erhalten.
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In
diesem Zusammenhang zeigt 3 ein vereinfachtes
beispielhaftes Blockschaltbild, das schematisch das passive Entriegelungssystem 10 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Türmodul 24 weist, wie
dort zu sehen ist, eine Vielzahl von Sensoren 50 auf, die
einen oder mehrere funktionelle Sensoren einschließen kann,
so beispielsweise einen Öffnungssensor 52,
einen Schließsensor 54 und/oder
einen Komfort-Verriegelungssensor 56. Weitere funktionelle
Sensoren können
ebenfalls vorhanden sein, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Die Vielzahl von Sensoren 50 können auch
den weitreichenden Erfassungssensor 62 enthalten, wie er bereits
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Die Vielzahl
von Sensoren 50 kann in elektrischer Verbindung mit einem
analogen Multiplexer 66 stehen, der es ermöglicht,
dass einige oder alle der Vielzahl von Sensoren 50 parallel
verbunden sind, um genaue weitreichende Erfassung eines Objektes in
der Zielzone 34 zu ermöglichen.
Der analoge Multiplexer 66 kann des Weiteren die Vielzahl
von Sensoren 50 entkoppeln, so dass die Sensoren individuell
erfassen und ihre jeweiligen Funktionen erfüllen können.
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Türmodul 24 kann
des Weiteren eine Steuereinheit 68 enthalten, die mit dem
Multiplexer 66 in Verbindung steht. Steuereinheit 68 kann
dem Multiplexer 66 signalisieren, die Vielzahl von Sensoren 50 miteinander
zu koppeln, um effektiv einen weitreichenden Näherungssensor 64 zu
schaffen. Beim Erfassen eines Objektes in der Zielzone 34 durch
die Kombination von Sensoren 50, die parallel verbunden
sind, kann Steuereinheit 68 dann den Multiplexer 66 anweisen,
die Sensoren 50 zu entkoppeln, um ihre jeweilige Funktion
individuell zu erfüllen.
Zu diesem Zweck kann Steuereinheit 68 des Weiteren mit einem
zentralen Fahrzeugcomputer kommunizieren, der seinerseits mit mehreren
Elektronikmodulen zum Erfüllen
spezifischer Fahrzeugfunktionen kommuniziert. Als Alternative dazu
kann Steuereinheit 68 direkt mit Elektronikmodulen kommunizieren.
Ein Beispiel eines Elektronikmoduls, das direkt oder indirekt mit
Steuereinheit 68 kommuniziert, ist das Drahtlos-Steuermodul 18.
So kann bei Erfassung eines Benutzers, der sich Türgriff 26 in
der Zielzone 34 nähert,
wie bereits beschrieben, Steuereinheit 68 das Drahtlos-Steuermodul 18 anweisen,
auf einen gültigen
elektronischen Schlüssel 14 hin
abzufragen. Wenn ein gültiger
elektronischer Schlüssel 14 identifiziert
wird, kann Steuereinheit 68 feststellen, dass der Benutzer
berechtigt ist, Zugang zu dem Fahrzeug 12 zu erhalten.
Dementsprechend kann die Vielzahl von Sensoren 50 aktiviert
werden, um ihre vorgegebenen einzelnen Funktionen zu erfüllen.
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Es
ist anzumerken, dass Steuerung des Multiplexers 66 direkt
oder indirekt durch eine separate Multiplexer-Steuereinrichtung 70 anstelle
der Steuereinheit 68 selbst durchgeführt werden kann. Beispielsweise
kann Türmodul 24 Multiplexer-Steuereinheit 70 enthalten,
die über
die Steuereinheit 68 direkt oder indirekt mit dem analogen
Multiplexer 66 kommuniziert, ohne vom Schutzumfang der
vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die verschiedenen Steuerkonfigurationen
sind lediglich durch konstruktive Erwägungen eingeschränkt, die
der Fachmann trifft.
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Wenn
sich das Türmodul 24 im
entkoppelten Zustand befindet, können
die einzelnen Sensoren 50 aktiviert werden. Öffnungssensor 52 beispielsweise kann
ein Berühren
des Türgriffs 26 erfassen
und Steuereinheit 68 veranlassen, ein Entriegelungssignal
zu dem Türschloss 32 zu
senden. Wenn der Türgriff 26 ergriffen
wird, wird Riegel 28 betätigt, so dass die Tür 30 beim
Ziehen an dem Türgriff 26 aufgezogen
werden kann. Wenn hingegen ein Benutzer ein nicht verriegeltes Fahrzeug
von außen
verschließen möchte, kann
der Benutzer, wie bereits beschrieben, Schließsensor 54 anhaltend
berühren.
Bei Erfassung dieser anhaltenden Berührung des Schließsensors 54 kann
Steuereinheit 68 anweisen, dass die Tür 30 verriegelt wird.
Des Weiteren ist es möglich,
dass ein Benutzer die Fenster und/oder das Schiebedach von außerhalb
des Fahrzeugs 12 schließen möchte, wenn eines oder mehrere
offen oder teilweise offen ist/sind. Dabei kann der Benutzer die
Komfort-Verriegelungsfunktion durch Berühren des Komfort-Verriegelungssensors 56 aktivieren.
So kann Steuereinheit 68 direkt oder indirekt mit einem
Fensterheber- oder Schiebedachmodul kommunizieren.
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Hall-Effekt-Sensor 60 kann über Multiplexer 66 indirekt
mit der Steuereinheit 68 kommunizieren, wie dies in 3 dargestellt
ist, oder kann direkt mit Steuereinheit 68 verbunden sein.
Hall-Effekt-Sensor 60 kann, wie bereits beschrieben, das
Ziehen an Türgriff 26 erfassen
und Steuereinheit 68 veranlassen, ein Aktivierungssignal
an ein Tür-Unterstützungsmodul
auszugeben, das einen speziellen Motor betätigen kann, um das Öffnen der
Tür 30 zu
erleichtern. Türmodul 24 kann
des Weiteren einen Spannungsregler 72 enthalten, um die
elektronischen Vorrichtungen von Türmodul 24 zu speisen.
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In 4 ist
ein vereinfachtes beispielhaftes Flussdiagramm 110 dargestellt,
das eine Zeitablaufsequenz gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Zeitablaufdiagramm geht
zu Veranschaulichungszwecken davon aus, dass das Fahrzeug 12 verriegelt
ist. Dementsprechend kann Multiplexer 66 so konfiguriert
sein, dass sich die Vielzahl von Sensoren 50 in dem gekoppelten
Zustand befinden, um effektiv den weitreichenden Näherungssensor 64 zu
bilden. Der untere Abschnitt des Flussdiagramms stellt, wie zu sehen
ist, eine Reihe von Hand-Ereignissen dar, während der obere Abschnitt eine
Reihe entsprechender System-Ereignisse des passiven Verriegelungssystems 10 darstellt.
Bestimmte Etappen, die sich auf die passive Verriegelungsfunktion
beziehen, sind unterhalb des unteren Abschnitts angegeben. Dementsprechend
kennzeichnet Etappe 112 die Absicht des Benutzers, in das
Fahrzeug 12 einzusteigen. Ereignis 114 stellt
den Vorgang des Annäherns
einer Hand an Türgriff 26 dar.
In Ereignis 116 bewegt sich die Hand in die Nähe von Türgriff 26,
die durch die Zielzone 34 definiert wird. Erfassung der
Hand in der Zielzone wird in Ereignis 118 von dem passiven
Entriegelungssystem erfasst. Dadurch aktiviert Steuereinheit 68 das
Drahtlos-Steuermodul 18 in Ereignis 120. Dann sendet
das Drahtlos-Steuermodul 18 in Ereignis 122 ein
Signal, das auf einen gültigen
elektronischen Schlüssel
hin abfragt bzw. abruft. Wenn während
dieser Kommunikation ein gültiger
elektronischer Schlüssel 14 identifiziert
wird, wird das Türmodul 24 in
System-Ereignis 124 aktiviert. Dementsprechend bestätigt, wie
mit Etappe 126 angegeben, das passive Verriegelungssystem 10,
dass der Benutzer berechtigt ist, Zutritt zu erhalten.
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Während das
Drahtlos-Steuermodul 18 versucht, während der Prüfung des
Benutzers mit dem elektronischen Schlüssel 14 zu kommunizieren,
ist es möglich,
dass vorübergehend
eine Blindzonenperiode des Näherungssensors
eintritt, wie sie mit Ereignis 128 identifiziert wird.
Ereignis 128 kann auftreten, da, wenn Benutzer 22 in
der Zielzone 34 erfasst wird, mit dem Senden des Drahtlos-Funkfrequenzsignals 20 begonnen
wird. Drahtlossignal 20 kann ein niederfrequentes Signal
sein, das verglichen mit den niedrigen Signalpegeln, die durch einen
positiven Näherungssensor
erfasst werden, sehr stark ist. Dementsprechend kann das niederfrequente
Signal die kapazitiven Erfassungsvorgänge stören, so dass sie unzuverlässig werden,
wenn das Drahtlos-Steuermodul 18 sendet und empfängt.
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Wenn
das Türmodul 24 aktiviert
ist, kann Multiplexer 66 angewiesen werden, die Vielzahl
von Sensoren 50 zu entkoppeln, die den weitreichenden Näherungssensor 64 bilden,
so dass der eine oder die mehrere funktionellen Sensoren betrieben
werden können,
um einzelne Ereignisse zu erfassen, die ihren jeweiligen Funktionen
entsprechen. Beispielsweise kann Öffnungssensor 52 so
konfiguriert sein, dass er lediglich die Berührung des Türgriffs in System-Ereignis 130 erfasst.
Hand-Ereignis 132 entspricht der Berührung des Türgriffs 26 durch einen Benutzer 22.
Verursacht dadurch sendet Türmodul 24 in
System-Ereignis 134 eine Entriegelungs-Meldung zu dem Türschloss 32.
Inzwischen kann der Benutzer 22, wie mit Hand-Ereignis 136 dargestellt,
den Türgriff 26 ergreifen.
Wenn der Türgriff 26 ergriffen wird,
entriegelt das Türmodul 24 in
Ereignis 138 die Tür 30 und
betätigt
in System-Ereignis 140 den
Riegel 28. Dementsprechend gibt Etappe 142 an,
dass Tür 30 nunmehr
entriegelt ist. Daher kann der Benutzer 22 die Tür 30 erfolgreich öffnen und
erhält
Zugang zu dem Fahrzeug 12, indem in Hand-Ereignis 114 an
dem Türgriff 26 zieht.
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Natürlich ist
das Zeitablaufdiagramm 110 lediglich als Beispiel zu verstehen,
und die Ereignisse müssen
nicht notwendigerweise genau in der dargestellten Reihenfolge ablaufen.
Des Weiteren können die
Ereignisse abgewandelt, umgeordnet oder in Übereinstimmung mit dem Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung ergänzt
werden.
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In 5 ist
eine vereinfachte beispielhafte Schnittansicht eines Türgriffs 26 eines
Fahrzeuges 12 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Türgriff 26 kann, wie
zu sehen ist, eine Vorderseite 38, eine Rückseite 40,
eine Oberseite 42 und eine Unterseite 44 enthalten.
Wenigstens ein Abschnitt von Türgriff 26 kann
einen ausgehöhlten
Innenraum 74 zum Aufnehmen bestimmter elektrischer Bauteile
und/oder Sensoren des Türmoduls 24 enthalten.
Zu diesem Zweck kann eine erste Leiterplatte 76 im Innenraum 74 von
Türgriff 26 angeordnet
sein. Die erste Leiterplatte 76 kann ausgewählte elektrische
Komponenten des Türmoduls 24 aufnehmen.
Des Weiteren kann die erste Leiterplatte 76 eine einseitige
Platte oder eine doppelseitige Platte zum Montieren der elektrischen Komponenten
sein. Weiterhin kann die erste Leiterplatte 76 eine einschichtige
Platte oder eine mehrschichtige Platte sein. Das Design der Leiterplatte wird
nur durch den verfügbaren
Raum oder andere konstruktive Anforderungen und Standards beschränkt, die
dem Fachmann bekannt sind, so beispielsweise Aspekte hinsichtlich
der elektromagnetischen Kompatibilität.
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Eine
zweite Leiterplatte 78 kann, wie dargestellt, die erste
Leiterplatte 76 umschließen. Die zweite Leiterplatte 78 kann
eine flexible Leiterplatte oder eine Leiterplatte eines ähnlichen
Typs sein, die die erste Leiterplatte 76 so umschließen kann,
dass sie nahe an den Innenflächen
des Türgriffs 26 angeordnet
ist. Die zweite Leiterplatte 78 kann die Vielzahl von Sensoren 50 enthalten.
Dabei kann die zweite Leiterplatte 78 mehrere Erfassungselektroden
enthalten, die dem einen oder den mehreren Sensoren entsprechen.
Ein vereinfachtes beispielhaftes Layout 80 der zweiten
Leiterplatte 78 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 6 dargestellt.
Wie hier zu sehen ist, bildet die zweite Leiterplatte 78 ein
relativ großes
Messfeld 82 für
jeden der Türgriffsensoren
des passiven Entriegelungssystems 80. Die Sensoren können elektrisch mit
der ersten Leiterplatte 76 verbunden sein, um während der
passiven Entriegelungsfunktion elektrische Signale weiterzuleiten.
Die zweite Leiterplatte 78 kann, wie bereits beschrieben,
eine flexible Leiterplatte sein, so dass sie im Inneren des Türgriffs 26 zusammengeklappt
werden kann und den Großteil der
Innenfläche
des Türgriffs 26 abdecken
kann.
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Obwohl
das Layout die einzelnen Sensoren, die an der zweiten Leiterplatte 78 vorhanden
sind, variieren kann, entspricht das in 6 gezeigte
Layout dem beispielhaften Türgriff 26,
wie er unter Bezugnahme auf 2 beschrieben
wurde. Zu diesem Zweck kann der durch die Schließsensoren 54 und den
Komfort-Verriegelungssensor 56 eingenommene Bereich im
Allgemeinen an die Vorderseite 38 des Türgriffs 26 angrenzend
angeordnet sein, wenn sie im Inneren des Türgriffs 26 zusammengeklappt
bzw. angeordnet sind. Der Bereich der Efassungsfläche 82,
der von dem Öffnungssensor 52 eingenommen wird,
kann im Allgemeinen an die Rückseite 40 von Türgriff 26 angrenzend
angeordnet sein. Die zweite Leiterplatte 78 kann, wie in 6 gezeigt,
Raum für zusätzliche
Sensoren bieten, die den weitreichenden Erfassungssensor 62 oder
zusätzliche
funktionale Sensoren einschließen,
wie dies bereits beschrieben wurde. Die zusätzlichen Erfassungselektroden
können
so nebeneinander angeordnet sein, dass sie der Oberseite 42 oder
der Unterseite 44 des Türgriffs 26 entsprechen.
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Um
das Erfassungsfeld der Sensoren 50 zu erweitern, sollten
die Erdwege der zweiten Leiterplatte 78 so klein wie möglich sein.
Der weitreichende Näherungssensor 64 kann
eine Kombination der Sensoren 50 der zweiten Leiterplatte 78 sein,
die durch Multiplexer 66 parallel gekoppelt werden. Die Kombination
dieser Sensoren gewährleistet
relativ genaue weitreichende Erfassung einer Hand oder eines Körpers, der
sich dem Fahrzeug 12 nähert
und in die Zielzone 34 eintritt.
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Abstandshalter 86 können, wie
in 5 zu sehen, zwischen der ersten und der zweiten
Leiterplatte 76, 78 vorhanden sein und das leitende
Material der zweiten Leiterplatte 78 von den leitenden
Elementen der ersten Leiterplatte 76 isolieren. Dementsprechend
können
Abstandshalter 86 aus nicht leitendem Material, wie beispielsweise
zusammendrückbarem
Schaumstoffmaterial, Siliziummaterial oder dergleichen, bestehen.
Die Abstandshalter 86 können
nicht nur Isolierung zwischen den Komponenten der ersten und der
zweiten Leiter platte bewirken, sondern auch dazu beitragen, die
zweite Leiterplatte 78 so nah wie möglich an der Innenfläche von Türgriff 26 zu
halten, um die Erfassungskapazität
und den Erfassungsbereich zu vergrößern.
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Obwohl
Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, sollen diese
Ausführungen
nicht alle möglichen
Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Die in der Patentbeschreibung
verwendeten Formulierungen sind beschreibende und keine beschränkenden
Formulierungen, und es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Geist und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.