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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gestengesteuerten Öffnen eines Stellelements in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine zugehörige Stellvorrichtung. Bei dem zu öffnenden Stellelement handelt es sich insbesondere um eine automatisch verstellbare Heckklappe oder eine automatisch betätigbare Seiten-Schiebetür eines Kraftfahrzeugs. Grundsätzlich kann die Erfindung aber auch auf andere Stellelemente angewendet werden, mit denen Öffnungen in der Außenhaut eines Kraftfahrzeugs motorisch geöffnet werden können, zum Beispiel auf ein motorisch bewegbares Schiebedach oder ein motorisch bewegbares Cabriolet-Verdeck. Solche zu öffnenden Stellelemente werden nachfolgend als „Schließelement” bezeichnet.
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Zur automatischen Verstellung von Kraftfahrzeug-Heckklappen werden in jüngerer Zeit gestengesteuerte Stellvorrichtungen eingesetzt. Bei einer solchen Stellvorrichtung erzeugt der Fahrzeugnutzer einen Öffnungsbefehl, indem er in der Nähe des Schließelements eine festgelegte Geste, insbesondere eine bestimmte Hand- oder Fußbewegung vollführt. Die Stellvorrichtung erfasst die Geste des Fahrzeugnutzers mittels eines Näherungssensors und überprüft durch Auswertung der Sensorsignale, ob die erfasste Geste bestimmten, für einen Öffnungsbefehl hinterlegten Kriterien entspricht. Sofern die Stellvorrichtung gegebenenfalls den Öffnungswunsch erkennt, veranlasst sie die Öffnung des Schließelements, z. B. also der Heckklappe. Zur Gestenerfassung werden überwiegend kapazitive Näherungssensoren verwendet, die die Annäherung des befehlsgebenden Körperteils berührungslos erfassen.
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Nachteiligerweise ist eine solche gestengesteuerte Stellvorrichtung aber vergleichsweise anfällig für Störereignisse, die nicht auf einem echten Öffnungswunsch des Fahrzeugnutzers beruhen, und die oft auch nicht von einer Geste des Fahrzeugnutzers hervorgerufen werden. Beispielsweise können solche Störereignisse von Schwallwasser oder der Annäherung eines unbelebten Gegenstands an den Sensor der Stellvorrichtung hervorgerufen werden, insbesondere durch das Waschwasser und/oder die Bürsten einer Kraftfahrzeug-Waschanlage. Unter solchen Umständen muss eine Öffnung des Schließelements unterbleiben, um eine Beschädigung des Fahrzeugs auszuschließen.
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Um Fehlöffnungen einer gestengesteuerten Heckklappe zu vermeiden, werden die Sensorsignale einer gestengesteuerten Heckklappen-Stellvorrichtung bisweilen auf Plausibilität geprüft, wobei die Stellvorrichtung die Heckklappe nur dann öffnet, wenn die Sensorsignale nach vorgegebenen Kriterien als „plausibel” erkannt werden. Die „Plausibilität” ist dabei dann gegeben, wenn die Sensorsignale vorgegebenen Erwartungswerten für ein gewöhnliches, bestimmungsgemäßes Nutzerverhalten entsprechen. Beispielsweise unterdrückt eine zur Verstellung einer Kraftfahrzeug-Heckklappe vorgesehene Stellvorrichtung die Öffnung der Heckklappe dann, wenn sie innerhalb von wenigen Sekunden hintereinander mehrere auf einen Öffnungsbefehl hindeutende Ereignisse in Sensorsignal erkennt. Ein solches Sensorsignal wird dabei als „unplausibel” eingestuft, da unter gewöhnlichen Betriebsumständen nicht damit zu rechnen ist, dass ein Fahrzeugnutzer in einem derart kurzen Zeitintervall mehrfach die Heckklappe öffnen will. Auch eine solche Plausibilitätsprüfung kann aber eine fehlerhafte Öffnung der Heckklappe nicht unter allen erdenkbaren Umständen ausschließen.
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Aus der nachveröffentlichten
DE 10 2010 037 509 A1 ist beispielsweise eine kapazitive Sensoreinrichtung zum Erfassen von Betätigungsgesten im Heckbereich eines Kraftfahrzeugs zum berührungslosen Öffnen einer Heckklappe bekannt. Die Auswertung der Sensorsignale erfolgt mittels einer Verarbeitungseinheit, die ein neuronales Netz implementiert. Zeitliche Verläufe der Signale der Sensoreinrichtung sind dem neuronalen Netz zugeführt.
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Die
US 2007/0018790 A1 betrifft einen berührungsempfindlichen automatischen Türöffner. Zur Vermeidung eines unerwünschten Öffnens der Tür bei Regen ist neben einem ersten Berührungssensor zum Öffnen der Tür ein zweiter Berührungssensor zum Erkennen von Regentropfen vorgesehen.
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Die
DE 103 07 673 A1 offenbart einen Auslösesignalgeber zur Zugangsberechtigungsprüfung bei einem Kraftfahrzeug. Der Auslössignalgeber umfasst einen ersten und einen zweiten kapazitiven Sensor. Der erste Sensor dient als Auslösesensor. Der zweite Sensor dient als Umweltsensor, der bei unsachgemäßer Bedienung oder Niederschlag ein Sperrsignal für den Auslösesensor ausgibt.
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Die
DE 102 06 968 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Bedienung einer Handhabe für eine Tür oder ein Fenster unter Einsatz einer kapazitiven Sensoreinrichtung. Zur Kompensation von Umwelteinflüssen wird eine Auslöseschwelle für ein gültiges Bedienereignis anhand von Sensorgrößen in einem Zeitintervall, in dem keine Bedienhandlung stattfindet, adaptiert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das fehlerhafte Öffnen eines Kraftfahrzeug-Schließelements durch eine gestengesteuerte Stellvorrichtung aufgrund eines Störereignisses mit besonders hoher Sicherheit zu vermeiden. Insbesondere sollen dabei Störereignisse, wie sie typischerweise in einer Kraftfahrzeug-Waschanlage durch Schwallwasser und/oder die Bürstenbewegung hervorgerufen werden, auf einfache und effektive Weise sicher erkannt werden.
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Bezüglich eines Verfahrens zum gestengesteuerten Öffnen eines (ersten), nachfolgend wiederum als „Schließelement” bezeichneten Stellelements in einem Kraftfahrzeug wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich einer Stellvorrichtung zum gestengesteuerten Öffnen des Schließelements wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines Sensors eine einen Öffnungsbefehl vermittelnde Geste eines Fahrzeugnutzers erfasst. Des Weiteren wird ein Steuerverhalten zur Ansteuerung mindestens eines weiteren gestengesteuerten Stellelements des Kraftfahrzeugs nach vorgegebenen Kriterien auf Plausibilität geprüft. Bei Erkennung des Öffnungsbefehls wird die Öffnung des Stellelements dann verweigert, wenn in einem vorgegebenen zeitlichen Zusammenhang mit der Erkennung des Öffnungsbefehls das Steuerverhalten zur Ansteuerung des weiteren Stellements als unplausibel erkannt wird.
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Erfindungsgemäß wird also nicht oder zumindest nicht nur das dem Schließelement selbst zugeordnete Sensorsignal einer Plausibilitätsprüfung unterzogen. Vielmehr wird die Öffnung des Schließelements – gegebenenfalls zusätzlich – davon abhängig gemacht, dass auch das Steuerverhalten, mit dem mindestens ein weiteres gestengesteuertes Stellelement des Kraftfahrzeugs angesteuert wird, plausibel ist. Diese Vorgehensweise beruht auf der Erkenntnis, dass die einen Öffnungsbefehl vermittelnden Gesten eines Fahrzeugnutzers stets lokal in einem eng beschränkten Raum stattfinden und daher in aller Regel nur von einem Sensor erfasst werden. Störereignisse wie z. B. Schwallwasser sind erkanntermaßen im Gegensatz hierzu häufig nicht lokal eng beschränkt, sondern betreffen typischerweise das ganze Fahrzeug oder zumindest größere Bereiche des Fahrzeugs zeitgleich. Eine zeitliche Koinzidenz von Unplausibilitäten in dem Steuerverhalten von mehreren Stellelementen ist daher erkanntermaßen ein starkes Indiz für das Vorliegen eines Störereignisses und wird daher erfindungsgemäß genutzt, um Störereignisse von echten Nutzerbefehlen zu unterscheiden.
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Bei dem verfahrensgemäß zu öffnenden Schließelement handelt es sich vorzugsweise um eine Heckklappe oder eine Seiten-Schiebetür des Kraftfahrzeugs. Als weiteres Stellelement, dessen Steuerverhalten der Plausibilitätsprüfung unterzogen wird, wird insbesondere ein automatisch verriegelbares und entriegelbares Türschloss einer Kraftfahrzeugseitentür herangezogen. Vorzugsweise wird das Steuerverhalten zur Ansteuerung der Türschlösser aller vier Seitentüren in die Plausibilitätsprüfung einbezogen.
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Das für die Plausibilitätsprüfung erfasste „Steuerverhalten” umfasst begrifflich die innerhalb eines vorgegebenen Erfassungszeitraums zur Ansteuerung des oder jedes weiteren Stellelements abgegebenen Steuerbefehle und deren zeitliche Abfolge. Das Steuerverhalten wird mit anderen Worten durch die Art und den zeitlichen Abstand der zur Ansteuerung des weiteren Stellelements gegebenen Steuerbefehle bzw. Sensorsignale geprägt.
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Dieses Steuerverhalten wird dann als „plausibel” gewertet, wenn es nach Maßgabe mindestens eines hinterlegten Plausibilitätskriteriums mit einem gewöhnlichen, zu erwartenden Nutzerverhalten in Einklang steht. Andernfalls wird das Steuerverhalten als „unplausibel” klassifiziert. Aufgrund der einfacheren Umsetzbarkeit wird die Plausibilitätsprüfung allerdings vorzugsweise nach einem negativen Ausschlussverfahren vorgenommen, bei dem anhand negativer Plausibilitätskriterien ein oder mehrere Fallbeispiele für unplausibles Steuerverhalten abgeprüft werden, und bei dem das Steuerverhalten dann als „plausibel” gewertet wird, wenn keines dieser negativen Plausibilitätskriterien erfüllt ist.
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Die Erkennung des Öffnungsbefehls steht dann „in einem zeitlichen Zusammenhang” mit dem als unplausibel befundenen Steuerverhalten, wenn die die Unplausibilität begründende Eigenschaft des Steuerverhaltens gleichzeitig mit der Erkennung des Öffnungsbefehls, innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne vor Erkennung des Öffnungsbefehls und/oder innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nach Erkennung des Öffnungsbefehls auftritt.
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Die Formulierung des oder jedes Plausibilitätskriteriums erfolgt zweckmäßigerweise nach Maßgabe von empirischen Erkenntnissen über gewöhnliches, vernünftiges und bestimmungsgemäßes Nutzerverhalten oder über charakteristische Eigenschaften typischer Störereignisse.
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So wird in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung das Steuerverhalten zur Ansteuerung des weiteren Stellelements dann als unplausibel erkannt, wenn das Steuerverhalten gleichzeitig zwei gegensätzliche (d. h. sich widersprechende) Steuerbefehle enthält. Wenn es sich bei dem weiteren Stellelement um ein Türschloss handelt, so wird in diesem Sinne insbesondere ein Steuerverhalten als unplausibel klassifiziert, im Zuge dessen die zugehörigen Türschlosssensoren gleichzeitig einen Verriegelungsbefehl und einen Entriegelungsbefehl des Fahrzeugnutzers melden. Diesem Plausibilitätskriterium liegt die Erwartung zugrunde, dass ein Fahrzeugnutzer vernünftigerweise nicht willentlich widersprüchliche Steuerbefehle erteilt.
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Zusätzlich oder alternativ hierzu wird das Steuerverhalten zur Ansteuerung des weiteren Stellelements vorzugsweise dann als unplausibel erkannt, wenn das Steuerverhalten innerhalb eines vorgegebenen (kurzen) Zeitintervalls mindestens eine vorgegebene Mehrzahl von Steuerbefehlen enthält. Im Falle eines Türschloss als weiterem Stellelement wird beispielsweise ein Steuerverhalten als unplausibel klassifiziert, das innerhalb einer kurzen Zeitspanne von beispielsweise 5 Sekunden mehr als drei Steuerbefehle (d. h. Verriegelungsbefehle, Entriegelungsbefehle oder eine Kombination von beidem) enthält. Diesem Plausibilitätskriterium liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Fahrzeugnutzer in der Regel nicht das Bedürfnis hat, innerhalb einer kurzen Zeitspanne vielfach dieselbe Steuerhandlung vorzunehmen.
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Im Sinne einer verfeinerten Plausibilitätsprüfung wird in einer zweckmäßigen Weiterentwicklung der Erfindung zusätzlich oder alternativ das Steuerverhalten zur Ansteuerung von mindestens zwei weiteren gestengesteuerten Stellelementen des Kraftfahrzeugs vergleichend ausgewertet, und somit gemeinsam auf Plausibilität geprüft. Ebenso wie dem Kerngedanken der Erfindung liegt auch dieser Weiterentwicklung der Gedanke zugrunde, dass Nutzerbefehle stets lokale Ereignisse sind, und somit mit hoher Wahrscheinlichkeit lediglich eine einzige Stellvorrichtung betreffen, während Störereignisse wie Schwallwasser in der Regel großflächig auftreten, und somit mit höherer Wahrscheinlichkeit mehrere Stellvorrichtungen im Kraftfahrzeug gleichzeitig ansprechen. Im Sinne dieser Erkenntnis wird das Steuerverhalten bei der vorstehend beschriebenen Weiterentwicklung der Erfindung dann als unplausibel erkannt, wenn es gleichzeitig oder innerhalb eines vorgegebenen (kurzen) Zeitintervalls hintereinander jeweils mindestens einen Steuerbefehl für beide weitere Stellelemente enthält.
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In einer speziellen Ausprägung dieses Verfahrensprinzips, die speziell auf die Erkennung von Störereignissen in einer Kraftfahrzeugwaschanlage ausgerichtet ist, wird das Steuerverhalten zur Ansteuerung aller vier Türschlösser der Kraftfahrzeugseitentüren vergleichend ausgewertet. Das Steuerverhalten zur Ansteuerung dieser Türschlösser wird dabei dann als unplausibel erkannt, wenn es in einem vorgegebenen früheren Zeitintervall ausschließlich Steuerbefehle für beide vorderen Türschlösser aufweist, während es in einem vorgegebenen späteren Zeitintervall – ausschließlich oder zumindest auch – Steuerbefehle für beide hinteren Türschlösser aufweist. Dieses Plausibilitätskriterium trägt dem Umstand Rechnung, dass übliche Waschanlagen einerseits beide Seiten eines Kraftfahrzeugs symmetrisch bearbeiten, so dass die Türschlosssensoren einander entsprechender Seitentüren mit hoher Wahrscheinlichkeit etwa gleichzeitig mit Störsignalen beaufschlagt werden, dass aber andererseits Waschanlagen ein Fahrzeug in der Regel von vorne nach hinten bearbeiten, so dass die Türschlosssensoren der vorderen Seitentüren früher mit Störsignalen beaufschlagt werden als die Türschlosssensoren der hinteren Seitentüren. Dieses komplexe Plausibilitätskriterium ermöglicht es, die von einer Waschanlage typischerweise hervorgerufenen Störereignisse mit äußerst hoher Sicherheit zu erkennen, und somit die Öffnung des Schließelements in einer Waschanlage unter allen erdenklichen Umständen sicher auszuschließen.
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In die Formulierung von Plausibilitätskriterien können im Rahmen der Erfindung ferner Überlegungen über die menschliche Anatomie und Beweglichkeit einfließen. Beispielsweise ist es einem menschlichen Nutzer nicht möglich, einen Türgriff innerhalb von wenigen Sekunden vielfach zu umschließen und wieder freizugeben, so dass in einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ein auf eine solche Bewegung hindeutendes Signal eines in dem Türgriff integrierten Türschlosssensors als „unplausibel” gewertet wird.
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In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird das Steuerverhalten zur Ansteuerung des oder jedes weiteren Stellelements fortlaufend auf Plausibilität geprüft. Die Öffnung des Stellelements wird dabei immer dann für eine vorgegebene Zeitspanne gesperrt, wenn das Steuerverhalten als unplausibel erkannt wird. Auf diese Weise wird besonders einfach und ohne Zeitverlust sichergestellt, dass nur solche Öffnungsbefehle blockiert werden, die in zeitlichem Zusammenhang mit der Unplausibilität des Steuerverhaltens stehen. Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, dass das Steuerverhalten zur Ansteuerung des oder jedes weiteren Stellelements erst auf die Erkennung eines Öffnungsbefehls hin auf Plausibilität geprüft wird.
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Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung zum gestengesteuerten Öffnen des Schließelements umfasst in zweckmäßiger Ausgestaltung einen Sensor zur Erfassung der Geste, mit der der Fahrzeugnutzer bestimmungsgemäß einen Öffnungsbefehl anzeigt. Die Stellvorrichtung umfasst des Weiteren einen Stellantrieb zum Öffnen des Schließelements sowie eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, anhand eines von dem Sensor übermittelten Sensorsignals den Öffnungsbefehl zu erkennen und bei Erkennung des Öffnungsbefehls den Stellantrieb des Schließelements anzusteuern. Erfindungsgemäß ist der Steuereinheit eine Bedieninformation über das Steuerverhalten einer weiteren Stellvorrichtung, die zum gestengesteuerten Öffnen eines weiteren Stellelements des Kraftfahrzeugs dient, zuführbar oder – im Montagezustand – zugeführt. Die Steuereinheit ist dabei dazu eingerichtet, die Öffnung des Schließelements zu verweigern, wenn die Bedieninformation ein unplausibles Steuerverhalten zur Ansteuerung der weiteren Stellvorrichtung wiedergibt.
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Die Bedieninformation kann hierbei das Steuerverhalten zur Ansteuerung des weiteren Stellements unmittelbar wiedergeben. Sie kann also die Steuerbefehle, die das Steuerverhalten charakterisieren, und deren zeitliche Anordnung unmittelbar enthalten. In diesem Fall ist die Steuereinheit zweckmäßigerweise selbst dazu eingerichtet, das Steuerverhalten auf Plausibilität zu prüfen.
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In einer alternativen Ausgestaltungsvariante der Stellvorrichtung findet die Plausibilitätsprüfung in einem von der Steuereinheit separaten Prüfmodul statt. In diesem Fall enthält die der Steuereinheit zugeführte Bedieninformation bereits eine – durch Auswertung des Steuerverhaltens gewonnene – Aussage über die Plausibilität desselben. In einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform ist das separate Prüfmodul – insbesondere softwaretechnisch – in ein Steuergerät für eine schlüssellose Zugangskontrolle (nachfolgend als „Zugangskontrollgerät”, ferner auch als „Keyless Go”- oder „Keyless Entry”-Steuergerät) integriert.
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Bei den Sensoren, die zur Erfassung der den Öffnungsbefehl vermittelnden Geste des Fahrzeugnutzers sowie zur Erfassung anderer Steuerbefehle eingesetzt werden, handelt es sich insbesondere um kapazitive Sensoren. Zusätzlich oder alternativ können zu diesem Zweck allerdings auch optische Sensoren eingesetzt werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in schematischer Draufsicht ein Kraftfahrzeug mit einer Stellvorrichtung zum gestengesteuerten Öffnung einer Heckklappe, mit vier weiteren Stellvorrichtungen zum gestengesteuerten Ver- und Entriegeln der Türschlösser der vier Seitentüren, sowie mit einem Zugangskontrollgerät für eine schlüssellose Zugangskontrolle,
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2 in einem schematisch vereinfachten Flussdiagramm ein von dem Zugangskontrollgerät sowie von der Heckklappen-Stellvorrichtung durchgeführtes Verfahren zum gestengesteuerten Öffnen der Heckklappe unter Prüfung des Steuerverhaltens zur Ansteuerung der Türschlösser auf Plausibilität,
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3 in synchronen Diagrammen gegen die Zeit das aus einem Verriegelungssignal und einem Entriegelungssignal bestehende Sensorsignal eines Türschlossensors, das als Fallbeispiel für ein unplausibles Steuerverhalten zur Ansteuerung des zugeordneten Türschlosses zeitgleich widersprüchliche Steuerbefehle enthält,
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4 in Darstellung gemäß 3 das Sensorsignal eines Türschlosssensors, das als weiteres Fallbeispiel für ein unplausibles Steuerverhalten innerhalb eines kurzen Erfassungszeitraums mehr als drei Steuerbefehle wiedergibt, sowie
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5 in acht synchronen Diagrammen gegen die Zeit die Sensorsignale der vier Türschlosssensoren, nach deren Maßgabe als weiteres Fallbeispiel für ein unplausibles Steuerverhalten die beiden vorderen Türschlösser zeitlich vor den beiden hinteren Türschlössern mit Steuerbefehlen belegt werden.
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Einander entsprechende Teile, Größen und Strukturen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in schematischer Draufsicht von oben ein Kraftfahrzeug 1 mit vier Seitentüren 2a bis 2d, von denen die Seitentüren 2a und 2b den Vordersitzen des Kraftfahrzeugs 1, und die Seitentüren 2c und 2d den Rücksitzen des Kraftfahrzeugs 1 zugeordnet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst des Weiteren eine Heckklappe 3.
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Die Heckklappe 3 ist mittels einer (ersten) Stellvorrichtung 4 motorisch zwischen einem (mit durchgezogenen Linien dargestellten) Schließzustand, in dem sie die Außenhaut des Kraftfahrzeugs 1 verschließt, und einem (mit gestrichelten Linien angedeuteten) Öffnungszustand, in dem sie eine Hecköffnung des Kraftfahrzeugs 1 freigibt, reversibel verschwenkbar. Die Heckklappe 3 stellt insoweit ein „Schließelement” im Sinne der vorstehenden Definition dar.
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Die Stellvorrichtung 4 umfasst einen elektromotorischen Stellantrieb 5, der über eine (lediglich angedeutete) Stellmechanik 6 auf die Heckklappe 3 wirkt. Die Stellvorrichtung 4 umfasst des Weiteren eine Steuereinheit 7, die zur Ansteuerung des Stellantriebs 5 mit demselben verschaltet ist. Die Steuereinheit 7 ist in zweckmäßiger Ausgestaltung durch einen Mikrocontroller mit einer darin implementierten Steuersoftware gebildet.
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Bei der Stellvorrichtung 4 handelt es sich um eine Stellvorrichtung zum gestengesteuerten Öffnen der Heckklappe 3. Zur Erkennung einer einen Öffnungsbefehl ausdrückenden Geste eines Fahrzeugnutzers umfasst die Stellvorrichtung 4 dabei einen (Heckklappen-)Sensor 8.
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Der Sensor 8 ist im dargestellten Beispiel ein kapazitiver Näherungssensor mit einer oder mehreren langgestreckten Sensorelektroden, die unter der Heckklappe 3 im hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind, und die die Annäherung des Fußes des Fahrzeugnutzers berührungslos detektieren. Der Sensor 8 übermittelt hierbei ein entsprechendes Sensorsignal S1 an die Steuereinheit 7, die dieses Sensorsignal S1 auf Übereinstimmung mit bestimmten, für einen Öffnungsbefehl hinterlegten Kriterien prüft.
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Als Geste zur Vermittlung des Öffnungsbefehls ist beispielsweise vorgesehen, dass der Fahrzeugnutzer mit einem Fuß eine kurzzeitige Kickbewegung in Richtung des hinteren Stoßfängers vollführt. Für die Erfassung dieser Geste durch den Sensor 8 wird der physikalische Effekt ausgenutzt, dass die Annäherung des Fußes an den Sensor 8 zu einer vorübergehenden Erhöhung der an dem Sensor 8 messbaren elektrischen Kapazität führt.
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Für die Erkennung eines Öffnungsbefehls berechnet die Steuereinheit 7 aus dem Sensorsignal S1 die Kapazität des oder jedes Elektrodenstreifens des Sensors 8 gegenüber Masse. Sie erkennt Öffnungsbefehl dabei daran, dass sich die oder jede Kapazität für eine innerhalb vorgegebener Zeitgrenzen liegende Zeitspanne pulsartig erhöht. Bei Erkennung eines Öffnungsbefehls veranlasst die Steuereinheit 7 durch entsprechende Ansteuerung des Stellantriebs 5 die Öffnung der Heckklappe 3, sofern eine nachfolgend näher beschriebene Plausibilitätsprüfung positiv verläuft.
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Jede der Seitentüren 2a bis 2d ist manuell zwischen einem (mit durchgezogenen Linien dargestellten) Schließzustand und einem (mit gestrichelten Linien angedeuteten) Öffnungszustand verschwenkbar. In dem Schließzustand ist jede Seitentür 2a bis 2d mittels eines zugehörigen Türschlosses 9a bis 9d betätigbar, d. h. reversibel ver- und entriegelbar. Zur automatischen Betätigung ist jedem Türschloss 9a bis 9d eine weitere Stellvorrichtung 10a bis 10d zugeordnet.
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Auch bei diesen weiteren Stellvorrichtungen 10a bis 10d handelt es sich um gestengesteuerte Stellvorrichtungen, bei denen ein Fahrzeugnutzer durch eine Handbewegung die Ver- oder Entriegelung auslösen kann. Jede der Stellvorrichtungen umfasst hierzu jeweils einen (Türschloss-)Sensor 11a bis 11d zur Erfassung dieser Gesten sowie eine Steuereinheit 12a bis 12d zur Erkennung eines Ver- oder Entriegelungsbefehls anhand eines von dem jeweiligen Sensor 11a bis 11d gelieferten Sensorsignals S2, S3, S4 bzw. S5. Ebenso wie bei dem Sensor 8 handelt es sich auch bei den weiteren Sensoren 11a bis 11d um kapazitive Näherungssensoren, die die Annäherung der befehlsgebenden Hand berührungslos detektieren. Jeder der Sensoren 11a bis 11d umfasst hierbei zwei in den Türgriff der jeweiligen Seitentür 2a bis 2d integrierte Sensorelektroden, nämlich eine Verriegelungselektrode und eine Entriegelungselektrode, die die Annäherung der Hand berührungslos detektiert. Das von jedem der Sensoren 11a bis 11d ausgegebene Sensorsignal S2, S3, S4 bzw. S5 ist entsprechend jeweils gegliedert in ein Verriegelungssignal VS (3) und ein Entriegelungssignal ES (3).
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Die Steuereinheiten 12a bis 12d sind vorzugsweise ebenfalls durch jeweils einen Mikrocontroller mit einer darin implementierten Steuersoftware gebildet. Durch die jeweilige Steuereinheit 12a bis 12d wird ein Verriegelungs- oder Entriegelungsbefehl daran erkannt, dass die messbare Kapazität zwischen der Verriegelungs- bzw. Entriegelungselektrode des jeweiligen Sensors 11a und Masse pulsartig ansteigt, wobei die Steuereinheit 12a bis 12d bei Erkennung eines Verriegelungs- oder Entriegelungsbefehls das Türschloss 9a bis 9d entsprechend ansteuert.
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Als übergeordnete Steuereinheit zu den Stellvorrichtungen 4 und 10a bis 10d umfasst das Kraftfahrzeug 1 ein Steuergerät für eine schlüssellose Zugangskontrolle (nachfolgend als Zugangskontrollgerät 13 bezeichnet). Das Zugangskontrollgerät 13 ist dazu eingerichtet, über einen (nicht näher dargestellten) Funksender mit einem „Funkschlüssel” des Fahrzeugnutzers zu korrespondieren, sofern sich der Funkschlüssel in hinreichender Nähe zu dem Kraftfahrzeug 1 befindet. Um zu verhindern, dass das Kraftfahrzeug 1 durch einen Unberechtigten geöffnet werden kann, schaltet das Zugangskontrollgerät 13 hierbei die Gestensteuerung der Stellvorrichtungen 4 und 10a bis 10d durch Übermittlung eines Freigabesignals F nur dann frei, wenn es den passenden Funkschlüssel erkennt. Dagegen wird die Gestensteuerung der Stellvorrichtungen 4 und 10a bis 10d durch das Zugangskontrollgerät 13 deaktiviert, solange sich der Funkschlüssel außer Funkreichweite zu dem Zugangskontrollgerät 13 befindet.
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Um das Risiko einer fehlerhaften Erkennung eines Öffnungsbefehls für die Heckklappe 3, und somit das Risiko einer unbeabsichtigten Öffnung der Heckklappe 3 zu minimieren, macht die Steuereinheit 7 die Öffnung der Heckklappe 3 zusätzlich abhängig von einer Plausibilitätsprüfung, bei der das Steuerverhalten V zur Ansteuerung der Türschlösser 9a bis 9d ausgewertet wird. Das Steuerverhalten V, das heißt die Gesamtheit der erfassten Ver- und Entriegelungsbefehle, wird dem Zugangskontrollgerät 13 durch die Steuereinheiten 12a bis 12d zugeführt und durch das Prüfmodul 14 für einen jeweils vorausgegangenen Erfassungszeitraum Δt (3) von beispielsweise 5 Sekunden zeitaufgelöst abgespeichert. Im Zuge dieser Plausibilitätsprüfung wird dabei das Steuerverhalten V daraufhin überprüft, ob dieses Steuerverhalten V vorgegebenen Erwartungen an ein echtes Nutzerverhalten entspricht. Nur falls das Steuerverhalten V gegebenenfalls als „plausibel” bewertet wird, veranlasst die Steuereinheit 7 bei Erkennung eines Öffnungsbefehls die Öffnung der Heckklappe 3. Sofern andernfalls das Steuerverhalten V als „unplausibel” bewertet wird, wird die Öffnung der Heckklappe 3 bei Erkennung eines Öffnungsbefehls durch die Steuereinheit 7 verweigert. Die Heckklappe 3 bleibt somit auch bei Erkennung eines Öffnungsbefehls durch die Stellvorrichtung 4 geschlossen, sofern das Steuerverhalten V im vorausgegangenen Erfassungszeitraum Δt eine Unplausibilität aufweist.
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Dieses in 2 näher veranschaulichte Verfahren zur Öffnung der Heckklappe 3 wird in arbeitsteiliger Zusammenarbeit der Steuereinheit 7 mit dem Zugangskontrollgerät 13 automatisch durchgeführt. Die Plausibilitätsprüfung wird hierbei durch ein Prüfmodul 14 durchgeführt, das softwaretechnisch in dem Zugangskontrollgerät 13 implementiert ist.
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Das Verfahren wird in einem initialen Schritt 20 mit dem Schließen der Heckklappe 3 eingeleitet.
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Nach dem Verfahrensbeginn prüft das Prüfmodul 14 zunächst in einem Schritt 21, der ein erstes Plausibilitätskriterium P1 implementiert, ob innerhalb des Erfassungszeitraums Δt das Steuerverhalten V für eines der Türschlösser 9a bis 9d zeitgleich widersprüchliche Steuerbefehle aufweist. Ein entsprechendes Fallbeispiel ist in 3 anhand zweier synchroner Diagramme schematisch verdeutlicht, in denen das Verriegelungssignal VS und das Entriegelungssignal ES eines der Sensorsignale S1 bis S4 vereinfacht gegen die Zeit t dargestellt ist. In dem dargestellten Fallbeispiel kommt es zu einem Zeitpunkt t0 innerhalb des Erfassungszeitraums Δt zu einer Koinzidenz eines Verriegelungsbefehls und eines Entriegelungsbefehls, erkennbar an zeitlich überlappenden Pulsen des Verriegelungssignals VS bzw. des Entriegelungssignals ES.
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Gegebenenfalls, also wenn für eines der vier Türschlösser 9a bis 9d zeitgleich widersprüchliche Steuerbefehle auftreten, wertet das Prüfmodul 14 das Steuerverhalten V als unplausibel und gibt eine entsprechende Bedieninformation I an die Steuereinheit 7 aus, aufgrund der durch die Steuereinheit 7 in einem Schritt 22 ein Timer 23 mit einer Laufzeit von beispielsweise 10 sec gestartet wird.
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Andernfalls, wenn also für keines der vier Türschlösser 9a bis 9d zeitgleich widersprüchliche Steuerbefehle auftreten, prüft das Prüfmodul 14 in einem Schritt 24, der ein zweites Plausibilitätskriterium P2 implementiert, ob innerhalb des Erfassungszeitraums Δt das Steuerverhalten V für eines der Türschlösser 9a bis 9d mehr als drei Steuerbefehle (d. h. Pulse im Verriegelungssignal VS oder Entriegelungssignal ES) enthält. Dieser Fall ist beispielhaft in 4 dargestellt. Gegebenenfalls stuft das Prüfmodul 14 das Steuerverhalten V wiederum als unplausibel ein und übermittelt wiederum eine entsprechende Bedieninformation I an das Steuergerät 7, das wiederum mit dem Schritt 22 den Timer 23 startet.
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Andernfalls prüft das Prüfmodul 14 ein drittes Plausibilitätskriterium P3, im Rahmen dessen das Prüfmodul 14 die Sensorsignale S2 bis S5 zur Ansteuerung der einzelnen Türschlösser 9a bis 9d vergleichend auswertet (vgl. 5). Hierzu prüft das Prüfmodul 14 zunächst in einem Schritt 26, ob in einem ersten, früheren Teilintervall Δt1 des Erfassungszeitraums Δt beide den vorderen Türschlössern 9a und 9b zugeordneten Sensorsignale S2 und S3 Steuerbefehle enthalten, während die den hinteren Türschlössern 9c und 9d zugeordneten Sensorsignale S4 und S5 keinen Steuerbefehl enthalten. Sofern dies der Fall ist, falls also das Steuerverhalten V ausschließlich für die beiden vorderen Türschlösser 9a bis 9d Steuerbefehle enthält, geht das Prüfmodul 14 in einen nachgelagerten Schritt 27 über. Andernfalls springt das Prüfmodul 14 zu Schritt 21 zurück.
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In Schritt 27 prüft das Prüfmodul 14 nun, ob in einem zweiten Teilintervall Δt2 des Erfassungszeitraumes Δt Steuerbefehle in beiden, den hinteren Türschlössern 9c und 9d zugeordneten Sensorsignalen S4 und S5 vorhanden sind, während in den den vorderen Türschlössern 9a und 9b zugeordneten Sensorsignalen S2 und S3 Steuerbefehle fehlen.
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Sofern dies der Fall ist, falls also in dem zweiten Teilintervall Δt2 ausschließlich die hinteren Türschlösser 9c und 9d mit Steuerbefehlen belegt wurden, wertet das Prüfmodul 14 dieses Steuerverhalten V wiederum als unplausibel und übermittelt wiederum die entsprechende Bedieninformation I an die Steuereinheit 7, die hierauf wiederum den Timer 23 startet (Schritt 22). Andernfalls springt das Prüfmodul 14 wiederum zu Schritt 21 zurück.
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Parallel zu der von dem Prüfmodul 14 im Zugangskontrollgerät 13 durchgeführten Plausibilitätsprüfung prüft die Steuereinheit 7 in einem Schritt 28 das Sensorsignal S1 auf das Vorliegen eines Öffnungsbefehls. Wie vorstehend angedeutet, wertet die Steuereinheit 7 hierbei als Öffnungssignal einen Puls des Sensorsignals S1, dessen Länge innerhalb vorgegebener Zeitgrenzen, z. B. zwischen 0,5 Sekunden und 2 Sekunden, liegt.
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Schritt 28 wird hierbei solange wiederholt, bis die Steuereinheit 7 einen Öffnungsbefehl erkennt. Sobald dies der Fall ist, prüft die Steuereinheit 7 in einem nachgeschalteten Schritt 29 durch Abfrage eines Timersignals TS des Timers 23, ob dieser läuft. Ist dies der Fall, so springt die Steuereinheit 7 zum Schritt 28 zurück. Andernfalls, d. h. wenn der Timer 23 abgelaufen ist, veranlasst die Steuereinheit 7 in einem finalen Schritt 30 des Verfahrens die Öffnung der Heckklappe 3, sofern sich der Funkschlüssel noch in Reichweite befindet.
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Die gestengesteuerte Öffnung der Heckklappe 3 wird durch das vorstehend beschriebene Verfahren somit jeweils für die Laufzeit des Timers 23 (zum Beispiel also für 10 sec) blockiert, wenn das Steuerverhalten V nach Maßgabe eines der Plausibilitätskriterien P1–P3 als unplausibel eingestuft wird.
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Abweichend von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel können eine oder zwei der drei beschriebenen Plausibilitätskriterien bei der Plausibilitätsprüfung weggelassen oder durch andere Plausibilitätskriterien ausgetauscht werden. Ebenso kann die Plausibilitätsprüfung auch mehr als drei Plausibilitätskriterien enthalten. Optional kann vorgesehen sein, dass der Timer 23 in Abhängigkeit des erfüllten Plausibilitätskriteriums mit unterschiedlichen Laufzeiten gestartet wird. Beispielsweise wird der Timer 23 bei Erfüllung des Plausibilitätskriteriums P3 mit einer längeren Laufzeit (von zum Beispiel 30 sec) gestartet als bei Erfüllung eines der Plausibilitätskriterien P1 oder P2. Die im vorstehenden Beispiel in dem Zugangskontrollgerät 13 implementierte Plausibilitätsprüfung kann abweichend auch in der Steuereinheit 7 implementiert sein. In diesem Fall enthält die von dem Zugangskontrollgerät 13 an die Steuereinheit 7 übermittelte Bedieninformation 1 das Steuerverhalten V in ursprünglicher, unbearbeiteter Form. Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, die Plausibilitätsprüfung ganz oder teilweise in einer oder mehreren der Steuereinheiten 12a bis 12d zu implementieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2a–d
- Seitentür
- 3
- Heckklappe
- 4
- Stellvorrichtung
- 5
- Stellantrieb
- 6
- Stellmechanik
- 7
- Steuereinheit
- 8
- (Heckklappen-)Sensor
- 9a–d
- Türschloss
- 10a–d
- Stellvorrichtung
- 11a–d
- (Türschloss-)Sensor
- 12a–d
- Steuereinheit
- 13
- Zugangskontrollgerät
- 14
- Prüfmodul
- 20
- Schritt
- 21
- Schritt
- 22
- Schritt
- 23
- Timer
- 24
- Schritt
- 26
- Schritt
- 27
- Schritt
- 28
- Schritt
- 29
- Schritt
- 30
- Schritt
- Δt
- Erfassungszeitraum
- Δt1
- Teilintervall
- Δt2
- Teilintervall
- t
- Zeit
- t0
- Zeitpunkt
- ES
- Entriegelungssignal
- F
- Freigabesignal
- I
- Bedieninformation
- P1–P3
- Plausibilitätskriterium
- S1–S5
- Sensorsignal
- TS
- Timersignal
- V
- Steuerverhalten
- VS
- Verriegelungssignal
