EP1103675A2 - Kraftfahrzeug-Türschliesssystem - Google Patents

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EP1103675A2
EP1103675A2 EP00124412A EP00124412A EP1103675A2 EP 1103675 A2 EP1103675 A2 EP 1103675A2 EP 00124412 A EP00124412 A EP 00124412A EP 00124412 A EP00124412 A EP 00124412A EP 1103675 A2 EP1103675 A2 EP 1103675A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
door handle
motor vehicle
ultrasonic
locking system
ultrasonic transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00124412A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1103675A3 (de
Inventor
Stephan Dr. Schmitz
Christian Gerhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1103675A2 publication Critical patent/EP1103675A2/de
Publication of EP1103675A3 publication Critical patent/EP1103675A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B85/00—Details of vehicle locks not provided for in groups E05B77/00 - E05B83/00
    • E05B85/01—Mechanical arrangements specially adapted for hands-free locking or unlocking
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/78—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles as part of a hands-free locking or unlocking operation
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/77—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles comprising sensors detecting the presence of the hand of a user

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle door locking system according to the preamble of claim 1, an outer door handle assembly for a motor vehicle door locking system according to the preamble of claim 14 and a Method for controlling a motor vehicle door locking system according to the Preamble of claim 18.
  • the "passive entry" function includes an automatic, Motor vehicle-side data query or identification of an operator-side Understand data carrier, transponders or the like. To determine whether a an operator approaching the motor vehicle or an operator, which is already in the process of the motor vehicle or a motor vehicle door is open to access. This is mostly from a corresponding one Electronics of the motor vehicle checked. With appropriate Authorization of the operator is usually automatic Unlock either a central locking system, the driver's door lock or at least the door lock of the door that the operator is concerned with approaches or whose outside door handle touches or actuates the operator.
  • a motor vehicle door locking system with a "passive entry" function is required for the control electronics a specific reaction phase or time, which from a startup interval to the system when the disk approaches or remote control module, an authorization check interval to the operator based on the coding of the between remote control module and control electronics to check exchanged signals for their authorization, and finally the actual interval of action in which the action is carried out, in particular the unlocking of the motor vehicle lock is put together.
  • an appropriate reaction phase is required when locking the motor vehicle door locking system. This is but less critical because the operator hardly notices it.
  • the duration of the reaction phase of more than a hundred milliseconds is in the Compared to conventional motor vehicle door locking systems as long felt if the start-up interval only when the outer door handle is actuated starts. Pulling the outer door handle or the like can namely with a "passive Entry "function may already take place when the reaction phase of the Control electronics has not yet been completed. The operator must then pull the outer door handle a second time, which is a "malfunction" can be interpreted.
  • Another approach is the start-up interval of the control electronics not to start only when the outer door handle is actuated, but already an operator's hand approaching the outside door handle to start the start-up interval. It is known to do this on the outside door handle to provide a capacitive proximity sensor (DE - A - 197 52 974; DE - A - 196 17 038), by which the hand of the operator approaches already about 100 to 150 ms before touching the outside door handle is grasped by hand.
  • a capacitive proximity sensor DE - A - 197 52 974; DE - A - 196 17 038
  • US - A - 4,868,915 which is the starting point of the present invention forms, discloses a keyless one intended in particular for motor vehicles Access system with "passive entry" function.
  • the access system has an antenna and an identification means for checking the access authorization a data carrier on the operator side, if there is a Operator is located with the disk in a surveillance area.
  • the access system also has a proximity sensor that the Access system activated when an operator is in the surveillance area located.
  • the proximity sensor is preferably a capacitive proximity sensor.
  • magnetic, Inductive, acoustic and similar proximity sensors can be used designated. It becomes a preferred arrangement of the access system and hence the proximity sensor in the area of the A-pillar or the B-pillar of a motor vehicle disclosed. Ultimately, it is a type "Antenna system" with extensive radiation.
  • the present invention is based on the object of a motor vehicle door locking system, an outer door handle assembly for a motor vehicle door locking system and a method for controlling a motor vehicle door locking system to create a simple, inexpensive way Approaching, in particular an operator's hand, an outside door handle and / or touching the outside door handle in proportion low energy consumption and good response behavior can be detected can, in particular where then a "passive entry" function of the motor vehicle door locking system activated or a start-up interval of control electronics can be started.
  • a basic idea of the present invention is ultrasonic waves for the detection of an approach, in particular an operator's hand, to the outside door handle and / or touching the outside door handle, especially by one hand of an operator, in a near field.
  • “Ultrasound” here means vibrations or sound waves with frequencies above the hearing range, in particular above approximately 16 or 20 kHz and preferably up to approximately 8 ⁇ 10 9 Hz. This ensures that the sound waves emitted for detection purposes are not audible.
  • Another advantage of using ultrasonic waves is that with a relatively low energy requirement, a good response in terms of proximity or touch sensing can be achieved can.
  • Another fundamental aspect of the present invention is that at least essentially exclusively in the area or nearby of the outside door handle an ultrasound field is generated. This enables one extensive minimization of the energy requirement, since only a relative to monitor a small area is still sufficient early detection of an approach or touch is possible.
  • an ultrasonic transducer for transmission and / or detecting ultrasonic waves arranged directly on the outside door handle is.
  • ultrasonic transducer is here in particular a device or a component for converting electrical signals into ultrasonic waves and / or vice versa.
  • Capture includes the provision of data or Measurement signals meant, their evaluation a detection or sensing enables whether an operator's hand approaches the outside door handle has already touched and / or actuated it.
  • the evaluation can in particular directly in electronics assigned to the sensor and / or in a separate evaluation electronics or the like. This poses It goes without saying for the person skilled in the art, so that no further details are given is dealt with, since it does not primarily matter where the evaluation takes place. However, it is advantageous if the corresponding detection signal available evaluation electronics already in the outside door handle or an outer door handle arrangement is integrated.
  • the preferably integrated arrangement of the ultrasonic transducer on the outside door handle enables a relatively simple retrofitting or introduction for motor vehicles that are already in production, since only a correspondingly modified outside door handle with assigned control and / or evaluation electronics instead of a conventional door handle must be used.
  • Approaching the outside door handle and / or touching the outside door handle is preferably by one of the following ways or combinations of which detected or detected.
  • a particularly simple and inexpensive embodiment provides that the ultrasonic transducer works both as a sensor and as a receiver. In particular with a pulsed generation of the ultrasonic wave then the ultrasonic transducer works as a receiver in the pulse pauses.
  • the speed of the change in the runtime can be taken into account become.
  • ultrasonic waves exclusively from an approximated object to be detected, such as a hand Operator, and not from the outside door handle and / or an adjacent one Door area to be reflected back to the ultrasonic transducer.
  • the occurrence of a reflection signal and possibly its change in transit time then indicate approaching and / or touching.
  • both a transmitter and a receiver working ultrasonic transducer can be an additional ultrasonic transducer Detection of emitted ultrasound waves can be provided.
  • the least two ultrasonic transducers are then preferably on the outside door handle in this way arranged that an ultrasonic field like a light barrier is formed, the interruption is detectable as an approach and / or touch.
  • the sound propagation between the two ultrasonic transducers must, however not straight. Rather, for example, on one neighboring door area, such as a recessed grip, reflected ultrasonic waves be detected by the additional ultrasonic transducer. In that case, you can Transmitter and receiver, for example, arranged closer or next to each other become.
  • the proximity and / or touch sensing enables early detection Activate the "Passive Entry” function or start the start-up interval control electronics. Enough time is saved, for example unlock a motor vehicle lock before the detected operator actually the outside door handle to open the corresponding one Motor vehicle door or the corresponding motor vehicle lock operated.
  • the ultrasound transducer can alternatively be located on an adjacent door outer handle Door area, such as a recessed grip. same for even when using several ultrasonic transducers. So, in particular if this adjacent door area belongs to an outer door handle arrangement, which as a separate part or separate unit in the assigned motor vehicle door is used, the installation in the motor vehicle door is simplified become an electrical connection to the ultrasonic transducer, since the difficulty is eliminated in the usually moveable outer door handle to manufacture.
  • FIG. 1 schematically a motor vehicle 1 with a proposed Motor vehicle door locking system 2 shown.
  • the motor vehicle door locking system 2 in particular has several motor vehicle locks 3, in particular for motor vehicle doors, a motor vehicle tailgate u. Like., And a hood lock 4, the installation positions of which are indicated schematically in FIG. 1 are.
  • Each motor vehicle lock 3 is preferably a motor, in particular an electric motor, by means of a known central locking or a central locking drive unlockable and lockable.
  • an electric lock which is particularly the case with motor vehicle locks 3
  • Motor vehicle side doors can be provided, each motor vehicle lock 3 additionally the possibility of a motorized opening, i.e. the Lifting a pawl, not shown, by means of a not shown Opening drive on.
  • the unlocking and locking can also only in terms of circuitry.
  • Another variant is the equipment the motor vehicle locks 3 with a locking auxiliary drive, the the opening drive can be identical or separate from it. For this Reference is made to the prior art, in particular to DE-A-196 29 709.
  • the motor vehicle door locking system 2 is here preferably with a "passive Entry "function. Therefore, the motor vehicle door locking system includes 2 also a chip card, in particular a "passive entry” chip card or other data carrier or transponder 5 by a Operator not shown is carried and as "electronic Key ".
  • a data query triggered by the motor vehicle can thus or identification of the data carrier or transponder 5, as by Signal waves 6 indicated, carried out and the access authorization of the Operator to be checked. With appropriate access authorization the motor vehicle locks 3 are unlocked by means of the Central locking shown or the like. With regard to details in this regard is based on the state of the art already mentioned above referred.
  • the motor vehicle lock 3 of the driver's door and the hood lock 4 are each a lock cylinder 7 for actuation with a mechanical Key 8 assigned. So the motor vehicle lock 3 of the driver's door the key 8 mechanically actuated or unlocked and opened in an emergency become. A corresponding emergency unlocking or emergency opening may be necessary also be provided for the other motor vehicle locks 3.
  • At least every motor vehicle door lock 3 is the motor vehicle side doors assigned an outer door handle arrangement 9, as indicated in FIG. 1.
  • Fig. 2 shows the outside door handle arrangement 9 of the driver's door with an integrated locking cylinder 7.
  • the outer door handle arrangement 9 also has an outer door handle 10 on, which is movably mounted and with an associated switching device 11 of the outer door handle assembly 9 cooperates so that when pulling the Outside door handle 10 a switching signal is triggered to an assigned Electric opening drive, not shown, for opening the associated Motor vehicle lock 3 or to remove the pawl this Control motor vehicle lock 3. This applies to the case of an electric lock 3.
  • the switching device 11 is a classic transmission mechanism Type or other actuation detection device.
  • the switching device 11 is also omitted if the outer door handle 10 is not movable is stored and instead, for example, an approximation and Touch sensor for automatic opening of the assigned motor vehicle lock 3 is realized.
  • the outer door handle arrangement 9 can also have an adjacent door area, which is not shown in Fig. 2, especially if the door handle assembly 9 together with this adjacent door area as Unit is used in the associated motor vehicle door.
  • Fig. 3 shows a schematic plan view of a door handle assembly 9, the for example as described with respect to FIG. 2, but also without a locking cylinder 7 can be formed.
  • a electrically controllable or operable ultrasonic transducer 12 on the outside door handle 10 arranged, in particular integrated into this.
  • the ultrasound transducer 12 can be an ultrasound field 13, as shown by the arrows shown, emitted ultrasonic waves 14 and reflected ultrasonic waves 15 indicated, generate.
  • the ultrasonic transducer 12 works here both as a transmitter and as a receiver, the ultrasonic waves 14 preferably transmitted in pulses and the reflected in the pulse pauses Ultrasonic waves 15 are detected. Accordingly, there is only one Ultrasonic transducer 12 required. However, especially from a redundancy point of view also several ultrasonic transducers working in the same way 12 on the outside door handle 10 and / or on an assigned door area be arranged.
  • FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the proposed Outside door handle arrangement 9, being similar to the first embodiment a (single) ultrasonic transducer 12 is provided, which is used both as a transmitter works as a receiver as well.
  • FIG. 6 shows a third embodiment of the proposed outside door handle arrangement 9, being via as a transmitter for emitting ultrasonic waves 14 working ultrasonic transducer 12 and an additional ultrasonic transducer 16 is provided, in particular also on the outside door handle 10 is arranged and as a receiver for detecting the ultrasonic transducer 12 emitted ultrasonic waves 14 works.
  • a transmitter for emitting ultrasonic waves 14 working ultrasonic transducer 12 working ultrasonic transducer 12
  • an additional ultrasonic transducer 16 is provided, in particular also on the outside door handle 10 is arranged and as a receiver for detecting the ultrasonic transducer 12 emitted ultrasonic waves 14 works.
  • an essentially straight-line sound propagation between the two ultrasonic transducers 12, 16 working as transmitters or receivers intended can be more straightforward, especially if they are not direct Sound connection but intended detection of reflected Sound waves, also closer or next to each other.
  • All three embodiments have in common that an ultrasonic field 13 at least essentially in that between the outer door handle 10 and the neighboring one Door area 17 formed engaging space 18 generated at least temporarily becomes.
  • the adjacent door area 17 it can in particular around a recessed grip or the like molded or inserted into the outer skin of the door. act.
  • intervention space here in particular includes the space understand, in which an operator's hand, not shown, usually engages to actuate the outer door handle 10.
  • Proximity or touch sensing is preferably the ultrasonic field 13 at least essentially exclusively in the engagement space 18 and, if necessary, in directly adjacent room areas 19, such as indicated in the side view according to FIG. 5.
  • the ultrasound transducers 12, 16 are preferably at Outside door handle 10 arranged, being in the case of the third embodiment 6, the two ultrasonic transducers 12 and 16 on each other as possible removed portions 20 and 21 of the outer door handle 10 arranged in order to monitor the engagement space 18 as completely as possible enable.
  • a piezo element is provided as the ultrasonic transducer 12 or 16.
  • a piezo element is small, inexpensive and comparatively small low energy consumption and in various suitable embodiments available for installation in the outside door handle 10.
  • evaluation unit or electronics 22 For acquisition and in particular for evaluation, one in FIGS. 3, 4 and 6 evaluation unit or electronics 22 indicated by dashed lines are provided, the evaluation unit 22 either also the ultrasound transducer 12 controls or controls or a separate control unit or electronics 23, as indicated in Fig. 6, is provided.
  • the control and evaluation electronics 22, 23 is preferably in the outer door handle arrangement 9, in particular in integrated the outside door handle 10.
  • the ultrasonic waves 14 preferably emitted in pulses by the ultrasonic transducer 12.
  • the ultrasonic waves 14 are of a fixed part, in particular the Outside door handle 10 or another part of the outside door handle arrangement 9, to the ultrasonic transducer 12, which reflects the reflected ultrasonic waves 15, especially in the pauses.
  • the main emission direction is here preferably chosen such that they are at least essentially parallel to the longitudinal extent of the outer door handle 10, at least essentially parallel to the outer contour of the assigned motor vehicle door and in particular essentially horizontal due to the mostly usual horizontal Alignment of the outer door handle 10 runs.
  • the ultrasonic field 13 disturbed or interrupted.
  • the absence of the reflected ultrasound waves 15 and / or the transit time change of the reflection signal are detected and evaluated as an approximation to the outer door handle 10.
  • the ultrasound transducer 12 preferably transmits also in pulses of ultrasonic waves.
  • the main emission direction is preferably 4 and 5 indicated by the dash-dotted line 25 is, in particular with respect to the longitudinal extent of the outer door handle arrangement 9 or the outer door handle 10 both in vertical and in inclined horizontally, preferably upwards and towards the motor vehicle e directed.
  • the main emission direction 25 With an engagement space 18 that is only open at the bottom the main emission direction 25 preferably downwards instead of upwards inclined.
  • the main radiation device therefore preferably has one counter component or orientation directed towards the usual engaging movement on.
  • a quasi light barrier-like ultrasound field preferably to minimize the energy requirement only in pulses, generated.
  • the ultrasound transducer 12 emits ultrasound waves 14, which in particular directly or possibly after reflections on parts or sections the outside door handle arrangement 9 on the additional ultrasonic transducer 16 meet and be recorded. If an operator's hand, not shown into the engaging space 18 or the ultrasonic field 13 is moved, the ultrasonic field 13 between the ultrasonic transducers 12 and 16 disturbed or even completely interrupted. This is recorded and as Approaching the outer door handle 10 or touching the outer door handle 10 evaluated.
  • ultrasonic transducer 12 working as a transmitter and the associated electronics a hand located in the ultrasonic field 13 can also generate ultrasonic waves reflect back to ultrasonic transducer 12, which is detected and as Approach or contact can be evaluated. This can be in addition to Detection of an interruption or an approach to a to achieve high reliability.
  • the motor vehicle or control electronics 24 of the motor vehicle 1 preferably have a "passive entry" function, as was the case with the Technology (DE -A - 195 21 024) explained.
  • the Control electronics 24 a temporal response phase with start-up interval, authorization check interval and action interval.
  • both proximity sensing and touch sensing is also carried out.
  • the evaluation output a first signal when an approach is detected or sensed, the "passive entry" function or the start-up interval of the control electronics 24 to start.
  • the appropriate authorization and with a correspondingly temporally correlated sensation of the touch unlocking a central locking of the outer door handle 10 and / or open the assigned motor vehicle lock 3.
  • it can a switch assigned to the outer door handle 10 or the switching device 11 omitted. It is then even not necessary to use the outer door handle 10 or to carry out or store part of it movably.
  • the proximity sensor and / or Touch sensing also for controlling other motor vehicle functions and used to activate other vehicle controls can be.
  • the evaluation electronics 22 preferably do this or control electronics corresponding to other electronics.

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Abstract

Es werden ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem, eine Türaußengriffanordnung und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Türschließsystems vorgeschlagen. Zur Sensierung einer Annäherung an einen Türaußengriff oder einer Berührung eines Türaußengriffs wird zumindest im wesentlichen ausschließlich in dem von dem Türaußengriff definierten Eingreifraum ein Ultraschallfeld erzeugt, wobei Änderungen und/oder Unterbrechungen des Ultraschallfelds erfaßt werden. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Türaußengriffanordnung für ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Türschließsystems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.
Bekannt sind konventionelle elektromechanische Kraftfahrzeug-Türschließsysteme mit Funkfernbedienung, jedoch ohne "Passive Entry"-Funktion. Bei diesen klassischen Kraftfahrzeug-Türschließsystemen betätigt eine Bedienungsperson eine Drucktaste an einem Fernsteuermodul. Dadurch wird die Steuerelektronik aktiviert und durchläuft umgehend ihre Reaktionsphase. Aufgrund der Entfernung der Bedienungsperson beim Drücken der Taste des Fernsteuermoduls erreicht die Bedienungsperson den Türaußengriff an der Kraftfahrzeugtür mit so großer zeitlicher Verzögerung, daß die Reaktionsphase der Steuerelektronik lange abgeschlossen und das Kraftfahrzeugschloß entriegelt worden ist. Die Bedienungsperson öffnet durch Ziehen am Türaußengriff die Kraftfahrzeugtür, wobei das Kraftfahrzeugschloß entweder mechanisch öffnet, also die Sperrklinke durch die Bewegung des Türaußengriffes ausgehoben wird, oder elektromechanisch oder pneumatisch öffnet, wobei vom Türaußengriff ein Steuersignal an einen Öffnungsantrieb zum Ausheben der Sperrklinke abgegeben wird.
Eine Steuerelektronik mit sogenannter "Passive Entry"-Funktion, auch "elektronischer Schlüssel" genannt, unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten klassischen Kraftfahrzeug-Türschließsystem dadurch, daß am Femsteuermodul keine Handhabung, also kein Tastendruck vorgenommen werden muß, um das Kraftfahrzeugschloß bei Annäherung an das Kraftfahrzeug zu entriegeln. Vielmehr erfolgt dies selbsttätig bei Annäherung der Bedienungsperson an das Kraftfahrzeug.
Unter "Passive Entry"-Funktion ist hier also insbesondere eine automatische, kraftfahrzeugseitige Datenabfrage bzw. Identifikation eines bedienerseitigen Datenträgers, Transponders o. dgl. zu verstehen, um festzustellen, ob eine sich dem Kraftfahrzeug annähernde Bedienungsperson oder eine Bedienungsperson, die bereits im Begriff ist, das Kraftfahrzeug bzw. eine Kraftfahrzeugtür zu öffnen, zum Zutritt berechtigt ist. Dies wird meist von einer entsprechenden Elektronik des Kraftfahrzeugs überprüft. Bei entsprechender Berechtigung der Bedienungsperson erfolgt üblicherweise ein automatisches Entriegeln entweder einer Zentralverriegelung, des Türschlosses der Fahrertür oder zumindest des Türschlosses der Tür, dem sich die Bedienungsperson nähert oder deren Türaußengriff die Bedienungsperson berührt bzw. betätigt.
Ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem mit "Passive Entry"-Funktion benötigt für die Steuerelektronik eine bestimmte Reaktionsphase bzw. -zeit, die sich aus einem Anlaufintervall, um das System bei Annäherung des Datenträgers bzw. Fernsteuermoduls zu aktivieren, einem Berechtigungs-Prüfintervall, um die Bedienungsperson anhand der Codierung der zwischen Fernsteuermodul und Steuerelektronik ausgetauschten Signale auf ihre Berechtigung zu überprüfen, und schließlich dem eigentlichen Aktionsintervall, in dem die Aktion erfolgt, insbesondere die Entriegelung des Kraftfahrzeugschlosses, durchgeführt wird, zusammensetzt. (Auch beim Verriegeln des Kraftfahrzeug-Türschließsystems wird eine entsprechende Reaktionsphase benötigt. Diese ist aber weniger kritisch, weil sie der Bedienungsperson praktisch nicht auffällt.)
Die Dauer der Reaktionsphase von mehr als hundert Millisekunden wird im Vergleich mit konventionellen Kraftfahrzeug-Türschließsystemen als lang empfunden, wenn das Anlaufintervall erst bei Betätigen des Türaußengriffes startet. Das Ziehen des Türaußengriffes o. dgl. kann nämlich bei einer "Passive Entry"-Funktion u. U. schon erfolgen, wenn die Reaktionsphase der Steuerelektronik noch nicht abgeschlossen worden ist. Die Bedienungsperson muß dann den Türaußengriff ein zweites Mal ziehen, was als "Fehlfunktion" interpretiert werden kann.
Da die resultierende Gesamtzeit der Reaktionsphase nicht beliebig weit verkürzt werden kann, wurde bereits versucht, die Verzögerungszeit zu kaschieren (DE - A - 195 21 024). Bei diesem Kraftfahrzeug-Türschließsystem wird das Anlaufintervall und das Berechtigungs-Prüfintervall der Steuerelektronik in eine Phase verlegt, die vor der von der Bedienungsperson merkbaren eigentlichen Bedienungsphase liegt. Merkbar ist dann für die Bedienungsperson lediglich eine Restzeit, die der Reaktionszeit von mechanischen, konventionellen Kraftfahrzeug-Türschließsystemen entspricht.
Ein anderer Ansatz besteht darin, das Anlaufintervall der Steuerelektronik nicht erst bei Betätigen des Türaußengriffes starten zu lassen, sondern schon eine Annäherung der Hand einer Bedienungsperson an den Türaußengriff zum Starten des Anlaufintervalls zu nutzen. Dazu ist es bekannt, am Türaußengriff einen kapazitiven Annäherungssensor vorzusehen (DE - A - 197 52 974; DE - A - 196 17 038), durch den die Annäherung der Hand der Bedienungsperson schon etwa 100 bis 150 ms vor der Berührung des Türaußengriffes durch die Hand erfaßt wird. Das Starten des Anlaufintervalls der Steuerelektronik, also das "Aufwecken" der Steuerelektronik, erfolgt dann zeitlich so weit vor dem eigentlichen Ziehen des Türaußengriffes, daß das Anlaufintervall und meist auch das Berechtigungs-Prüfintervall bereits abgeschlossen sind, wenn der Türaußengriff durch die Hand der Bedienungsperson tatsächlich bewegt wird.
Der Einsatz von kapazitiven Annäherungssensoren bei Kraftfahrzeug-Türschließsystemen bringt verschiedene Schwierigkeiten mit sich. Einerseits haben die Annäherungssensoren einen vergleichsweise hohen Ruhestrom, andererseits ist es schwierig, eine stabile, eindeutige Ansprechschwelle einzustellen. Aufgrund des verhältnismäßig hohen Ruhestroms ist ein großer Schaltungsaufwand erforderlich, der zu hohen Kosten führt. Externe Einflüsse, wie Regen, Schnee, Staub und Schmutz verändern bei kapazitiven Annäherungssensoren die Meßwerte sehr. Daher ist ein verhältnismäßig großer Aufwand erforderlich, um eine einwandfreie Funktion sicherzustellen.
Schließlich ist bei kapazitiven Annäherungssensoren das Problem der durch sie ausgesandten elektromagnetischen Störstrahlung nicht zu übersehen.
Aufgrund der oben erläuterten Schwierigkeiten haben Kraftfahrzeug-Türschließsysteme mit "Passive Entry"-Funktion, bei denen erst eine Berührung oder Betätigung des Türaußengriffes durch die Hand einer Bedienungsperson das Anlaufintervall der Steuerelektronik startet, auch erhebliche Vorteile.
Die US - A - 4,868,915, die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet, offenbart ein insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehenes, schlüsselloses Zugangssystem mit "Passive Entry"-Funktion. Das Zugangssystem weist eine Antenne und ein Identifikationsmittel zur Überprüfung der Zugangsberechtigung eines bedienerseitigen Datenträgers auf, sofern sich eine Bedienungsperson mit dem Datenträger in einem Überwachungsbereich befindet. Das Zugangssystem weist ferner einen Näherungssensor auf, der das Zugangssystem aktiviert, wenn sich eine Bedienungsperson in dem Überwachungsbereich befindet. Bei dem Näherungssensor handelt es sich vorzugsweise um einen kapazitiven Näherungssensor. Jedoch werden auch magnetische, induktive, akustische und ähnliche Näherungssensoren als verwendbar bezeichnet. Es wird eine bevorzugte Anordnung des Zugangssystems und damit auch des Näherungssensors im Bereich der A-Säule oder der B-Säule eines Kraftfahrzeugs offenbart. Letztlich handelt es sich also um eine Art "Antennensystem" mit weiträumiger Abstrahlung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem, eine Türaußengriffanordnung für ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Türschließsystems zu schaffen, so daß auf einfache, kostengünstige Weise ein Annähern, insbesondere einer Hand einer Bedienungsperson, an einen Türaußengriff und/oder ein Berühren des Türaußengriffs bei verhältnismäßig niedrigem Energiebedarf und bei gutem Ansprechverhalten detektiert werden kann, insbesondere wobei dann eine "Passive Entry"-Funktion des Kraftfahrzeug-Türschließsystems aktiviert bzw. ein Anlaufintervall einer Steuerelektronik gestartet werden kann.
Die obige Aufgabe wird vorschlagsgemäß durch ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem gemäß Anspruch 1, eine Türaußengriffanordnung gemäß Anspruch 14 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, Ultraschallwellen zur Detektion eines Annäherns, insbesondere einer Hand einer Bedienungsperson, an den Türaußengriff und/oder eines Berührens des Türaußengriffs, insbesondere durch eine Hand einer Bedienungsperson, zu verwenden, und zwar in einem Nahfeld.
Unter "Ultraschall" sind hier Schwingungen bzw. Schallwellen mit Frequenzen oberhalb des Hörbereichs, insbesondere oberhalb von ca. 16 bzw. 20 kHz und vorzugsweise bis etwa 8 · 109 Hz zu verstehen. So wird sichergestellt, daß die zu Detektionszwecken abgestrahlten Schallwellen nicht hörbar sind.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Ultraschallwellen liegt darin, daß bei verhältnismäßig geringem Energiebedarf ein günstiges Ansprechverhalten hinsichtlich der Annäherungs- bzw. Berührungssensierung erreicht werden kann.
Ein weiterer grundlegender Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß zumindest im wesentlichen ausschließlich im Bereich oder in der Nähe des Türaußengriffs ein Ultraschallfeld erzeugt wird. Dies ermöglicht eine weitgehende Minimierung des Energiebedarfs, da lediglich ein verhältnismäßig kleiner Raumbereich zu überwachen ist und dennoch eine ausreichend frühzeitige Detektion einer Annäherung oder Berührung möglich ist.
Insbesondere ist vorgesehen, daß ein Ultraschallwandler zum Aussenden und/oder Erfassen von Ultraschallwellen unmittelbar am Türaußengriff angeordnet ist. Unter "Ultraschallwandler" ist hier insbesondere eine Einrichtung bzw. ein Bauelement zur Umsetzung von elektrischen Signalen in Ultraschallwellen und/oder umgekehrt zu verstehen.
Unter "Erfassen" ist hier insbesondere das Bereitstellen von Daten bzw. Meßsignalen gemeint, deren Auswertung eine Detektion bzw. Sensierung ermöglicht, ob sich eine Hand einer Bedienungsperson dem Türaußengriff angenähert hat, diesen bereits berührt und/oder betätigt. Die Auswertung kann insbesondere unmittelbar in einer dem Sensor zugeordneten Elektronik und/oder in einer getrennten Auswerteelektronik o. dgl. erfolgen. Dies stellt Selbstverständlichkeiten für den Fachmann dar, so daß hierauf nicht näher eingegangen wird, da es primär nicht darauf ankommt, wo die Auswertung stattfindet. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn die ein entsprechendes Detektionssignal zur Verfügung stellende Auswerteelektronik bereits in den Türaußengriff oder eine Türaußengriffanordnung integriert ist.
Die vorzugsweise integrierte Anordnung des Ultraschallwandlers am Türaußengriff ermöglicht eine verhältnismäßig einfache Nachrüstung oder Einführung bei sich bereits in Produktion befindenden Kraftfahrzeugen, da lediglich ein entsprechend modifizierter Türaußengriff mit zugeordneter Steuer- und/oder Auswerteelektronik anstelle eines herkömmlichen Tür- außengriffs eingesetzt werden muß.
Das Annähern an den Türaußengriff und/oder Berühren des Türaußengriffs wird vorzugsweise durch eine der folgenden Möglichkeiten oder Kombinationen davon detektiert bzw. erfaßt.
Eine besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform sieht vor, daß der Ultraschallwandler sowohl als Sensor als auch als Empfänger arbeitet. Insbesondere bei einer gepulsten Erzeugung der Ultraschallwellung kann dann der Ultraschallwandler in den Pulspausen als Empfänger arbeiten.
Wenn von dem Ultraschallwandler ausgesandte Ultraschallwellen von einem Abschnitt des Türaußengriffs und/oder einem zu dem Türaußengriff benachbarten Türbereich, wie einer Griffschale, zum Ultraschallwandler wieder zurück reflektiert werden, kann dies dahingehend ausgewertet werden, daß eine Hand einer Bedienungsperson o. dgl. das Ultraschallfeld bzw. die Ausbreitung der Ultraschallwellen nicht unterbricht, eine Annäherung also nicht vorliegt. Das Ausbleiben von reflektierten Ultraschallwellen und/oder das Verändern der Laufzeit, weil beispielsweise eine in das Ultraschallfeld eingreifende Hand einer Bedienungsperson Ultraschallwellen zum Ultraschallwandler reflektiert, kann als Annäherung und/oder Berührung detektiert werden.
Gegebenenfalls kann die Geschwindigkeit der Änderung der Laufzeit berücksichtigt werden. Entsprechendes gilt, wenn Ultraschallwellen ausschließlich von einem angenäherten, zu detektierenden Objekt, wie einer Hand einer Bedienungsperson, und nicht von dem Türaußengriff und/oder einem benachbarten Türbereich zum Ultraschallwandler zurück reflektiert werden. Das Auftreten eines Reflektionssignals und ggf. dessen Laufzeitänderung indizieren dann das Annähern und/oder Berühren.
Alternativ oder zusätzlich zu dem sowohl als Sender als auch als Empfänger arbeitenden Ultraschallwandler kann ein zusätzlicher Ultraschallwandler zur Erfassung von ausgesandten Ultraschallwellen vorgesehen sein. Die mindestens zwei Ultraschallwandler sind vorzugsweise dann derart am Türaußengriff angeordnet, daß ein lichtschrankenartiges Ultraschallfeld gebildet wird, dessen Unterbrechung als Annäherung und/oder Berührung detektierbar ist. Die Schallausbreitung zwischen den beiden Ultraschallwandlern muß jedoch nicht geradlinig verlaufen. Vielmehr können auch beispielsweise an einem benachbarten Türbereich, wie einer Griffmulde, reflektierte Ultraschallwellen von dem zusätzlichen Ultraschallwandler erfaßt werden. In disem Fall können Sender und Empfänger beispielsweise näher oder direkt nebeneinander angeordnet werden.
Je nach Kombination der vorgenannten Detektions- bzw. Auswertemöglichkeiten kann auf einfache Art und Weise sowohl eine Annäherungs- als auch eine Berührungssensierung realisiert werden. Die Unterscheidung zwischen einem Annähern und einem Berühren kann insbesondere durch Auswertung von Laufzeiten und/oder Ausbleiben von Reflektionssignalen erfolgen.
Die Annäherungs- und/oder Berührungssensierung ermöglicht ein frühzeitiges Aktivieren der "Passive Entry"-Funktion bzw. ein Starten des Anlaufintervalls einer Steuerelektronik. So wird genügend Zeit gewonnen, um beispielsweise ein Kraftfahrzeugschloß zu entriegeln, bevor die detektierte Bedienungsperson tatsächlich den Türaußengriff zum Öffnen der korrespondierenden Kraftfahrzeugtür bzw. des korrespondierenden Kraftfahrzeugschlosses betätigt.
Der Ultraschallwandler kann alternativ an einem dem Türaußengriff benachbarten Türbereich, wie einer Griffmulde, angeordnet werden. Gleiches gilt auch bei Verwendung mehrerer Ultraschallwandler. So kann, insbesondere wenn dieser benachbarte Türbereich zu einer Türaußengriffanordnung gehört, die als separates Teil bzw. separate Einheit in die zugeordnete Kraftfahrzeugtür eingesetzt ist, der Einbau in die Kraftfahrzeugtür vereinfacht werden, da die Schwierigkeit entfällt, eine elektrische Verbindung zu dem Ultraschallwandler in dem üblicherweise beweglich ausgebildeten Türaußengriff herzustellen.
Wenn sowohl eine Annäherung als auch eine Berührung nacheinander separat detektiert werden, können in zwei Stufen, zeitlich gestaffelt, entsprechende Funktionen des Kraftfahrzeug-Türschließsystems, der Steuerelektronik oder beispielsweise auch einer sonstigen Elektronik des Kraftfahrzeugs aktiviert werden.
Weitere Aspekte, Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1
in einer schematischen und perspektivischen Ansicht ein Kraftfahrzeug mit einem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeug-Türschließsystem;
Fig. 2
eine Türaußengriffanordnung des Kraftfahrzeug-Türschließsystems gemäß Fig. 1;
Fig. 3
eine schematische Draufsicht einer Türaußengriffanordnung gemäß einer ersten vorschlagsgemäßen Ausführungsform;
Fig. 4
eine schematische Draufsicht einer Türaußengriffanordnung gemäß einer zweiten vorschlagsgemäßen Ausführungsform,
Fig. 5
eine Seitenansicht der Türaußengriffanordnung gemäß Fig. 4; und
Fig. 6
eine schematische Draufsicht einer Türaußengriffanordnung gemäß einer dritten vorschlagsgemäßen Ausführungsform.
In Fig. list schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 dargestellt. Das Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 weist insbesondere mehrere Kraftfahrzeugschlösser 3, insbesondere für Kraftfahrzeugtüren, eine Kraftfahrzeugheckklappe u. dgl., sowie ein Haubenschloß 4 auf, deren Einbaupositionen in Fig. 1 schematisch angedeutet sind.
Vorzugsweise ist jedes Kraftfahrzeugschloß 3 motorisch, insbesondere elektromotorisch, mittels einer bekannten Zentralverriegelung bzw. eines Zentralverriegelungsantriebs entriegelbar und verriegelbar. Bei einer Ausführung als Elektroschloß, was insbesondere bei den Kraftfahrzeugschlössern 3 der Kraftfahrzeugseitentüren vorgesehen sein kann, weist jedes Kraftfahrzeugschloß 3 zusätzlich noch die Möglichkeit einer motorischen Öffnung, also des Aushebens einer nicht dargestellten Sperrklinke, mittels eines nicht dargestellten Öffnungsantriebs auf. In diesem Fall kann das Entriegeln und Verriegeln auch nur schaltungstechnisch erfolgen. Eine andere Variante ist die Ausstattung der Kraftfahrzeugschlösser 3 mit einem Schließhilfsantrieb, der mit dem Öffnungsantrieb identisch oder von diesem getrennt sein kann. Hierzu wird auf den Stand der Technik verwiesen, insbesondere auf die DE - A - 196 29 709.
Das Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 ist hier vorzugsweise mit einer "Passive Entry"-Funktion ausgestatttet. Daher umfaßt das Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 ferner einen insbesondere als "Passive Entry"-Chipkarte ausgebildeten oder sonstigen Datenträger bzw. Transponder 5 auf, der von einer nicht dargestellten Bedienungsperson mitgeführt wird und als "elektronischer Schlüssel" dient. So kann eine kraftfahrzeugseitig ausgelöste Datenabfrage bzw. Identifizierung des Datenträgers bzw. Transponders 5, wie durch Signalwellen 6 angedeutet, durchgeführt und die Zugangsberechtigung der Bedienungsperson überprüft werden. Bei entsprechender Zugangsberechtigung erfolgt eine Entriegelung der Kraftfahrzeugschlösser 3 mittels der nicht dargestellten Zentralverriegelung o. dgl. Hinsichtlich diesbezüglicher Einzelheiten wird auf den insbesondere zuvor bereits genannten Stand der Technik verwiesen.
Dem Kraftfahrzeugschloß 3 der Fahrertür und dem Haubenschloß 4 sind jeweils ein Schließzylinder 7 für eine Betätigung mit einem mechanischen Schlüssel 8 zugeordnet. So kann das Kraftfahrzeugschloß 3 der Fahrertür mit dem Schlüssel 8 mechanisch im Notfall betätigt bzw. entriegelt und geöffnet werden. Eine entsprechende Notentriegelung bzw. Notöffnung kann bedarfsweise auch für die anderen Kraftfahrzeugschlösser 3 vorgesehen sein.
Zumindest jedem Kraftfahrzeugtürschloß 3 der Kraftfahrzeugseitentüren ist eine Türaußengriffanordnung 9 zugeordnet, wie in Fig. 1 angedeutet. Fig. 2 zeigt die Türaußengriffanordnung 9 der Fahrertür mit integriertem Schließzylinder 7. Die Türaußengriffanordnung 9 weist ferner einen Türaußengriff 10 auf, der beweglich gelagert ist und mit einer zugeordneten Schalteinrichtung 11 der Türaußengriffanordnung 9 zusammenwirkt, so daß beim Ziehen des Türaußengriffs 10 ein Schaltsignal ausgelöst wird, um einen zugeordneten, nicht dargestellten, elektrischen Öffnungsantrieb zum Öffnen des zugeordneten Kraftfahrzeugschlosses 3 bzw. zum Ausheben der Sperrklinke dieses Kraftfahrzeugschlosses 3 anzusteuern. Dies gilt für den Fall eines Elektroschlosses 3. Bei einem mechanisch betätigten Kraftfahrzeugschloß 3 tritt an die Stelle der Schalteinrichtung 11 eine Übertragungsmechanik klassischer Bauart oder eine sonstige Betätigungsdetektionseinrichtung. Jedoch kann die Schalteinrichtung 11 auch entfallen, wenn der Türaußengriff 10 nicht beweglich gelagert ist und statt dessen beispielsweise eine Annäherungs- und Berührungssensierung zum selbstätigen Öffnen des zugeordneten Kraftfahrzeugschlosses 3 realisiert wird.
Die Türaußengriffanordnung 9 kann außerdem einen benachbarten Türbereich, der in Fig. 2 nicht dargestellt ist, umfassen, insbesondere wenn die Türaußengriffanordnung 9 zusammen mit diesem benachbarten Türbereich als Baueinheit in die zugeordnete Kraftfahrzeugtür eingesetzt wird.
Fig. 3 zeigt in schematischer Draufsicht eine Türaußengriffanordnung 9, die beispielsweise wie bezüglich Fig. 2 beschrieben mit, aber auch ohne Schließzylinder 7 ausgebildet sein kann. Bei dieser ersten Ausführungsform ist ein elektrisch ansteuerbarer bzw. betreibbarer Ultraschallwandler 12 am Türaußengriff 10 angeordnet, insbesondere in diesen integriert.
Der Ultraschallwandler 12 kann ein Ultraschallfeld 13, wie durch die als Pfeile dargestellten, ausgesendeten Ultraschallwellen 14 und reflektierten Ultraschallwellen 15 angedeutet, erzeugen. Der Ultraschallwandler 12 arbeitet hier sowohl als Sender als auch als Empfänger, wobei die Ultraschallwellen 14 vorzugsweise pulsweise ausgesendet und in den Pulspausen die reflektierten Ultraschallwellen 15 erfaßt werden. Dementsprechend ist hier nur ein einziger Ultraschallwandler 12 erforderlich. Jedoch können insbesondere unter Redundanzgesichtspunkten auch mehrere gleichartig arbeitende Ultraschallwandler 12 am Türaußengriff 10 und/oder an einem zugeordneten Türbereich angeordnet sein.
Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Türaußengriffanordnung 9, wobei ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ein (einziger) Ultraschallwandler 12 vorgesehen ist, der sowohl als Sender als auch als Empfänger arbeitet.
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Türaußengriffanordnung 9, wobei über den als Sender zum Aussenden von Ultraschallwellen 14 arbeitenden Ultraschallwandler 12 hinaus ein zusätzlicher Ultraschallwandler 16 vorgesehen ist, der insbesondere ebenfalls am Türaußengriff 10 angeordnet ist und als Empfänger zum Erfassen der vom Ultraschallwandler 12 ausgesandten Ultraschallwellen 14 arbeitet. Insbesondere ist hierbei eine im wesentlichen geradlinige Schallausbreitung zwischen den beiden als Sender bzw. Empfänger arbeitenden Ultraschallwandlern 12, 16 vorgesehen. Jedoch können diese, insbesondere bei nicht direkter geradliniger Schallverbindung sondern vorgesehener Erfassung von reflektierten Schallwellen, auch näher oder direkt nebeneinander angeordnet sein.
Allen drei Ausführungsformen ist gemeinsam, daß ein Ultraschallfeld 13 zumindest im wesentlichen in dem zwischen dem Türaußengriff 10 und dem benachbarten Türbereich 17 gebildeten Eingreifraum 18 zumindest temporär erzeugt wird. Bei dem benachbarten Türbereich 17 kann es sich insbesondere um eine in die Türaußenhaut eingeformte oder eingesetzte Griffmulde o. dgl. handeln.
Unter "Eingreifraum" ist hier dementsprechend insbesondere der Raum zu verstehen, in den eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson üblicherweise zur Betätigung des Türaußengriffs 10 eingreift.
Zur Minimierung des Energiebedarfs für die nachfolgend noch näher erläuterte Annäherungs- bzw. Berührungssensierung wird vorzugsweise das Ultraschallfeld 13 zumindest im wesentlichen ausschließlich im Eingreifraum 18 und ggf. in dazu möglichst unmittelbar benachbarten Raumbereichen 19, wie in der Seitenansicht gemäß Fig. 5 angedeutet, erzeugt.
Wie bereits angesprochen, können bei allen drei hier beispielhaft erläuterten Ausführungsformen der Ultraschallwandler 12 und, sofern vorhanden, zusätzliche Ultraschallwandler 16 wahlweise am Türaußengriff 10, sonstigen Teilen der Türaußengriffanordnung 9 oder an zu dem Türaußengriff 10 benachbarten Türbereichen 17, wie einer nicht dargestellten Griffmulde o. dgl., angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Ultraschallwandler 12, 16 jedoch am Türaußengriff 10 angeordnet, wobei im Falle der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 6 die beiden Ultraschallwandler 12 und 16 an möglichst voneinander entfernten Abschnitten 20 und 21 des Türaußengriffs 10 angeordnet sind, um eine möglichst vollständige Überwachung des Eingreifraums 18 zu ermöglichen.
Als Ultraschallwandler 12 bzw. 16 ist insbesondere ein Piezoelement vorgesehen. Ein Piezoelement baut klein, ist kostengünstig, hat einen vergleichsweise geringen Energiebedarf und in verschiedenen, geeigneten Ausführungsformen zum Einbau in den Türaußengriff 10 erhältlich.
Nachfolgend wird die vorzugsweise vorgesehene Detektion einer Annäherung einer Hand einer Bedienungsperson an den Türaußengriff 10 bzw. einer Berührung des Türaußengriffs 10 durch eine Hand einer Bedienungsperson, also die Auswertung näher erläutert.
Zur Erfassung und insbesondere zur Auswertung ist eine in den Fig. 3, 4 und 6 gestrichelt angedeutete Auswerteeinheit bzw. -elektronik 22 vorgesehen, wobei die Auswerteeinheit 22 entweder auch den Ultraschallwandler 12 steuert bzw. ansteuert oder eine separate Steuereinheit bzw. -elektronik 23, wie in Fig. 6 angedeutet, vorgesehen ist. Die Steuer- und Auswerteelektronik 22, 23 ist vorzugsweise in die Türaußengriffanordnung 9, insbesondere in den Türaußengriff 10 integriert. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuer- und Auswerteelektronik in einer zugeordneten Kraftfahrzeugtür oder einer zentralen Kraftfahrzeug- bzw. Steuerelektronik 24 des Kraftfahrzeugs 1, die in Fig. 1 angedeutet ist, zumindest teilweise integriert sein.
Bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 3 werden die Ultraschallwellen 14 vorzugsweise pulsweise vom Ultraschallwandler 12 ausgesendet. Die Ultraschallwellen 14 werden von einem feststehenden Teil, insbesondere dem Türaußengriff 10 oder einem sonstigen Teil der Türaußengriffanordnung 9, zum Ultraschallwandler 12 reflektiert, der die reflektierten Ultraschallwellen 15, insbesondere in den Sendepausen, erfaßt. Die Hauptabstrahlrichtung ist hierbei vorzugsweise derart gewählt, daß sie zumindest im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Türaußengriffs 10, zumindest im wesentlichen parallel zur Außenkontur der zugeordneten Kraftfahrzeugtür und insbesondere im wesentlichen horizontal aufgrund der zumeist üblichen horizontalen Ausrichtung des Türaußengriffs 10 verläuft.
Wenn eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson in den Eingreifraum 18 bewegt wird, um den Türaußengriff 10 zu betätigen, wird das Ultraschallfeld 13 gestört bzw. unterbrochen. Das Ausbleiben der reflektierten Ultraschallwellen 15 und/oder die Laufzeitänderung des Reflektionssignals werden erfaßt und als Annäherung an den Türaußengriff 10 ausgewertet. Insbesondere wird ein entsprechendes Signal von der Auswerteelektronik 22, beispielsweise an die zentrale Kraftfahrzeugelektronik 24, ausgegeben.
Bei der zweiten Ausführungsform sendet der Ultraschallwandler 12 vorzugsweise ebenfalls pulsweise Ultraschallwellen aus. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform werden diese jedoch nicht bzw. in nicht erheblichem Maße von der Türaußengriffanordnung 9 bzw. dem Türaußengriff 10 zum Ultraschallwandler 12 zurück reflektiert. Hierzu ist vorzugsweise die Hauptabstrahlrichtung, die in Fig. 4 und 5 durch die strichpunktierte Linie 25 angedeutet ist, insbesondere gegenüber der Längserstreckung der Türaußengriffanordnung 9 bzw. des Türaußengriffs 10 sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Ebene geneigt, vorzugsweise nach oben und zum Kraftfahrzeug e hin gerichtet. Bei einem lediglich nach unten offenen Eingreifraum 18 ist die Hauptabstrahlrichtung 25 vorzugsweise nach unten anstatt nach oben geneigt. Vorzugsweise weist die Hauptabstrahleinrichtung also eine entgegen der üblichen Eingreifbewegung gerichtete Komponente oder Ausrichtung auf.
Erst wenn eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson in das Ultraschallfeld 13, also in die Raumbereiche 19 und/oder den Eingreifraum 18 bewegt wird, erfolgt eine Reflektion von Ultraschallwellen zum Ultraschallwandler 12, die erfaßt und als Annäherung bzw. Berührung des Türaußengriffs 10 detektiert wird. Hierbei kann insbesondere die Laufzeit der Ultraschallwellen zur Unterscheidung zwischen Annäherung und Berührung berücksichtigt werden.
Auch bei zumindest im wesentlichen mit der Längsausrichtung des Türaußengriffs 10 übereinstimmender Hauptabstrahlrichtung des Ultraschallwandlers 12 bzw. Haupterstreckungsrichtung des Ultraschallfeldes 13 kann eine der zweiten Ausführungsform entsprechende Erfassung und Auswertung vorgesehen sein, sofern dafür gesorgt wird, daß keine oder zumindest keine erheblichen Reflektionen am Türaußengriff 10 oder sonstigen Teilen der Türaußengriffanordnung 9 zurück zum Ultraschallwandler 12 auftreten. Gegebenenfalls können diese Reflektionen durch Wahl eines entsprechenden Zeitfensters bei der Auswertung ausgeblendet werden.
Bei der dritten Ausführungsform wird ein quasi lichtschrankenartiges Ultraschallfeld, vorzugsweise zur Minimierung des Energiebedarfs nur pulsweise, erzeugt. Der Ultraschallwandler 12 sendet hierbei Ultraschallwellen 14 aus, die insbesondere direkt oder ggf. nach Reflektionen an Teilen oder Abschnitten der Türaußengriffanordnung 9 auf den zusätzlichen Ultraschallwandler 16 treffen und erfaßt werden. Wenn eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson in den Eingreifraum 18 bzw. das Ultraschallfeld 13 hinein bewegt wird, wird das Ultraschallfeld 13 zwischen den Ultraschallwandlern 12 und 16 gestört oder gar vollständig unterbrochen. Dies wird erfaßt und als Annäherung an den Türaußengriff 10 bzw. Berührung des Türaußengriffs 10 ausgewertet. Je nach Ausbildung des bei der dritten Ausfiihrungsforrn primär als Sender arbeitenden Ultraschallwandlers 12 und der zugeordneten Elektronik kann eine sich im Ultraschallfeld 13 befindende Hand auch Ultraschallwellen zum Ultraschallwandler 12 zurück reflektieren, die erfaßt und als Annäherung bzw. Berührung ausgewertet werden. Dies kann zusätzlich zur Erkennung einer Unterbrechung bzw. einer Annäherung erfolgen, um eine hohe Ansprechsicherheit zu erreichen.
Die vorgenannten Meß- bzw. Auswertungsmethoden der drei erläuterten Ausführungsformen können auch beliebig miteinander kombiniert werden.
Die Kraftfahrzeug- bzw. Steuerelektronik 24 des Kraftfahrzeugs 1 weist vorzugsweise eine "Passive Entry"-Funktion auf, wie bereits beim Stand der Technik (DE -A - 195 21 024) erläutert. Insbesondere zur Entriegelung eines Kraftfahrzeugschlosses 3 bzw. aller Kraftfahrzeugschlösser 3 benötigt die Steuerelektronik 24 eine zeitliche Reaktionsphase mit Anlaufintervall, Berechtigungs-Prüfintervall und Aktionsintervall.
Wenn eine Annäherung an einen Türaußengriff 10 oder zumindest an den Türaußengriff 10 der Fahrertür des Kraftfahrzeugs sensiert bzw. detektiert wird, erfolgt ein "Aufwecken" bzw. Aktivieren der zum vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 gehörenden Steuerelektronik 24, um das Anlaufintervall zu starten. Alternativ erfolgt das "Aufwecken" bzw. Starten erst bei Detektierung bzw. Sensierung einer Berührung eines beliebigen Türaußengriffs 10 oder des Türaußengriffs 10 der Fahrertür. In jedem Fall werden so ein frühzeitiges Starten des Anlaufintervalls und ein frühzeitiges Überprüfen der Zugangsberechtigung der angenäherten bzw. den Türaußengriff 10 berührenden Bedienungsperson - durch Abfrage oder Identifikation des bedienerseitigen Datenträgers bzw. Transponders 5 - erreicht, mit der Folge, daß das eigentliche Betätigen bzw. Ziehen des Türaußengriffs 10 noch so lange dauert, daß dann bereits das Aktionsintervall, regelmäßig das Ausheben der Sperrklinke, für die Bedienungsperson scheinbar verzögerungsfrei ablaufen kann.
Wie bereits angesprochen, kann sowohl eine Annäherungssensierung als auch eine Berührungssensierung erfolgen. Beispielsweise kann die Auswertung ein erstes Signal bei Detektion bzw. Sensierung einer Annäherung ausgeben, um die "Passive Entry"-Funktion bzw. das Anlaufintervall der Steuerelektronik 24 zu starten. Anschließend kann bei entsprechender Berechtigung und bei entsprechend zeitlich korrelierter Sensierung der Berührung des Türaußengriffs 10 eine Entriegelung einer Zentralverriegelung erfolgen und/oder das zugeordnete Kraftfahrzeugschloß 3 öffnen. Im letzten Fall kann ein dem Türaußengriff 10 zugeordneter Schalter bzw. die Schalteinrichtung 11 entfallen. Es ist dann sogar nicht erforderlich, den Türaußengriff 10 oder einen Teil davon beweglich auszuführen bzw. zu lagern.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, daß die Annäherungssensierung und/oder Berührungssensierung auch zur Steuerung sonstiger Kraftfahrzeugfunktionen und zur Aktivierung sonstiger Kraftfahrzeugsteuerungen eingesetzt werden kann. Vorzugsweise werden hierzu von der Auswerteelektronik 22 oder einer sonstigen Elektronik entsprechende Steuersignale ausgegeben.

Claims (21)

  1. Kraftfahrzeug-Türschließsystem (2) mit einem Kraftfahrzeugschloß (3), einem dem Kraftfahrzeugschloß (3) zugeordneten Türaußengriff (10) und mindestens einem Sensorelement zum Aussenden und/oder Erfassen von Schallwellen, so daß eine Annäherung, insbesondere einer Hand einer Bedienungsperson, an den Türaußengriff (10) und/oder eine Berührung des Türaußengriffs (10) detektierbar ist bzw. sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Ultraschallwandler (12) als Sensorelement am Türaußengriff (10) oder in einem dazu benachbarten Bereich angeordnet, daß ein Ultraschallfeld (13), insbesondere durch den Ultraschallwandler (12), zumindest im wesentlichen ausschließlich im Bereich bzw. in der Umgebung des Türaußengriffs (10) erzeugbar ist, und daß die Annäherung an den Türaußengriff (10) und/oder eine Berührung des Türaußengriffs (10) durch Erfassen von Änderungen und/oder Unterbrechungen des Ultraschallfelds (13) detektierbar ist bzw. sind.
  2. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwandler (12) in den Türaußengriff (10) integriert ist.
  3. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwandler (12) derart betreibbar ist, daß Ultraschallwellen (14, 15) vom Ultraschallwandler (12) sowohl aussendbar als auch erfaßbar ist.
  4. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Ultraschallwandler (12) vorgesehen ist.
  5. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Ultraschallwandler (16) vorgesehen ist, der an dem Türaußengriff (10) oder einem dazu benachbarten Türbereich (17), wie einer Griffmulde, angeordnet ist.
  6. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwandler (12, 16) ein Piezoelement umfaßt.
  7. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallfeld (13) zumindest im wesentlichen ausschließlich in einem Eingreifraum (18) zwischen Abschnitten (20, 21) des Türaußengriffs (10) und/oder zwischen dem Türaußengriff (10) und einem dazu benachbarten Türbereich (17), wie einer Griffmulde, und insbesondere in sich unmittelbar, vorzugsweise oberhalb und/oder unterhalb des Eingreifraums (18) anschließenden Raumbereichen (19) erzeugbar ist.
  8. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallfeld (13) pulsweise erzeugbar ist und/oder der Ultraschallwandler (12) zum pulsweisen Aussenden von Ultraschallwellen (14) betreibbar ist.
  9. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückkopplungseinrichtung zur Regelung von Frequenz, Pulslänge und/oder Amplitude der ausgesandten und/oder erfaßten Ultraschallwellen vorgesehen ist.
  10. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die Annäherung und/oder Berührung verursachtes Auftreten oder Fehlen von reflektierten Ultraschallwellen (14, 15) des Ultraschallfeldes (13), Unterbrechen des Ultraschallfeldes (13) oder Ändern von Laufzeiten von Ultraschallwellen (14, 15) des Ultraschallfeldes (13), insbesondere von einer Auswerte- und/oder Steuerelektronik (22, 23), auswertbar ist bzw. sind.
  11. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Türaußengriff (10) mehrere Ultraschallwandler (12, 16) zugeordnet sind, deren Meßwerte gemittelt oder anderweit kombiniert auswertbar sind.
  12. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Annäherung und/oder Berührung anzeigendes Signal ausgebbar ist.
  13. Kraftfahrzeug-Türschließsystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Kraftfahrzeugschloß (3) motorisch oder schaltungstechnisch entriegelbar und verriegelbar, ggf. auch motorisch öffenbar, ausgebildet ist,
    daß eine Steuerelektronik (24) mit "Passive Entry"-Funktion vorgesehen ist, wobei die Steuerelektronik (24) zeitlich eine Reaktionsphase mit Anlaufintervall, Berechtigungs-Prüfintervall und Aktionsintervall, insbesondere zur Entriegelung des Kraftfahrzeugschlosses (3), benötigt und
    daß eine vom Ultraschallwandler (12) erfaßte Annäherung einer Hand einer Bedienungsperson an den Türaußengriff (10) und/oder Berührung des Türaußengriffs (10) als Signal zum Starten des Anlaufintervalls auswertbar ist.
  14. Türaußengriffanordnung (9) für ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem (2), insbesondere nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Türaußengriffanordnung (9) einen Türaußengriff (10), insbesondere zum Öffnen eines zugeordneten Kraftfahrzeugschlosses (3), und ggf. einen zu dem Türaußengriff (10) benachbarten Türbereich (17), wie eine Griffinulde, aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß am Türaußengriff (10) oder am dazu benachbartem Türbereich (17) ein Ultraschallwandler (12) angeordnet ist, so daß ein Ultraschallfeld (13) zumindest im wesentlichen ausschließlich im Bereich bzw. in der Umgebung des Türaußengriffs (10) erzeugbar ist.
  15. Türaußengriffanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallwandler (12) auch zur Erfassung von Ultraschallwellen (15) des Ultraschallfeldes (13) ausgebildet ist und/oder am Türaußengriff (10) oder benachbarten Türbereich (17) ein zusätzlicher Ultraschallwandler (16) zur Erfassung von Ultraschallwellen (14) des Ultraschallfeldes (13) angeordnet ist.
  16. Türaußengriffanordnung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils einer oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 12.
  17. Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Türschließsystems mit mindestens einem Kraftfahrzeugschloß und einem dem Kraftfahrzeugschloß zugeordneten Türaußengriff, wobei ein Annähern, insbesondere einer Hand einer Bedienungsperson, an den Türaußengriff und/oder ein Berühren des Türaußengriffs mittels Schallwellen detektiert wird bzw. werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest zeitweise ein Ultraschallfeld zumindest im wesentlichen ausschließlich in einem Eingreifraum zwischen Abschnitten des Türaußengriffs und/oder zwischen dem Türaußengriff und einem dazu benachbarten Türbereich, wie einer Griffmulde, und insbesondere in sich unmittelbar, vorzugsweise oberhalb und/oder unterhalb des Eingreifraums anschließenden Raumbereichen erzeugt wird, und daß das Annähern an den Türaußengriff und/oder Berühren des Türaußengriffs durch Erfassen von Änderungen und/oder Unterbrechungen des Ultraschallfelds detektiert wird bzw. werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch das Annähern und/oder Berühren verursachtes Auftreten oder Fehlen von reflektierten Ultraschallwellen des Ultraschallfeldes, Unterbrechen des Ultraschallfeldes oder Ändern von Laufzeiten von Ultraschallwellen des Ultraschallfeldes ausgewertet wird bzw. werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallfeld bildende Ultraschallwellen von einem Ultraschallwandler pulsweise ausgesendet werden, wobei erfaßt und ausgewertet wird, ob Ultraschallwellen wieder zu dem Ultraschallwandler reflektiert werden, und insbesondere die Laufzeit der reflektierten Ultraschallwellen erfaßt und ausgewertet wird, insbesondere um ein Annähern zu detektieren.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraschallfeld bildende Ultraschallwellen von einem Ultraschallwandler, insbesondere pulsweise, zumindest teilweise zu einem zusätzlichen Ultraschallwandler ausgesendet werden, wobei erfaßt und ausgewertet wird, ob Ultraschallwellen von dem zusätzlichen Ultraschallwandler erfaßt werden, und/oder die Laufzeit der erfaßten Ultraschallwellen ausgewertet wird, insbesondere um ein Annähern zu detektieren.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erfassen bzw. Detektieren eines Annäherns an den Türaußengriff oder Berührens des Türaußengriffes eine Überprüfung einer Zugangsberechtigung der Bedienungsperson bzw. eine "Passive Entry"-Funktion aktiviert und/oder eine Verriegelungs- und/oder Öffnungsmechanik des Kraftfahrzeugschlosses aktiviert oder betätigt wird.
EP00124412A 1999-11-29 2000-11-08 Kraftfahrzeug-Türschliesssystem Withdrawn EP1103675A3 (de)

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