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Die Erfindung betrifft eine schlüssellose Sicherheits-/Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit einer kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinheit sowie einem bedienerseitigen Datenträger, und mit zumindest einem Sensor, welcher einen Dialog zwischen der Sende-/Empfangseinheit und dem Datenträger zur Darstellung von Bedienfunktionen initiiert.
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Bei diesen Bedienfunktionen handelt es sich beispielsweise um das Ver- und/oder Entriegeln einzelner oder aller Kraftfahrzeugtürverschlüsse. Ebenso kann hiermit das Schließen oder Öffnen von Fenstern und/oder des Schiebedachs bzw. Verdecks gemeint sein. Zu den Bedienfunktionen gehören auch das Öffnen oder Schließen eines Daches bei einem Cabriolet. Ebenso Sitzverstellungen, eine Tankent-/-Verriegelung und vergleichbare Funktionen, die gemeinsam oder nach bestimmten Ablaufschemata in Abhängigkeit von einem oder mehreren aus dem Datenaustausch abgeleiteten Befehlen durchgeführt werden.
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Im Rahmen der
DE 42 18 798 A1 wird eine schlüsselgebundene Schließanlage für Verschlüsse an Türen und Klappen eines Fahrzeuges beschrieben. Neben einer Zentralverriegelung für die Türen lässt sich gleichzeitig auch eine sogenannte ”Komfortschließung” darstellen. Das geschieht durch eine ununterbrochene, länger andauernde Betätigung eines Handsenders bzw. elektronischen Schlüssels oder mittels eines mechanischen Schlüssels, welcher länger als eine bestimmte Zeitdauer in Verriegelungsstellung gehalten wird.
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Der gattungsbildende Stand der Technik nach der
EP 0 954 098 A2 , von dem die Erfindung ausgeht, betrifft ein Erkennungssystem mit einem Leiter, welcher Bestandteil eines Kondensators mit variabler, von der Nähe einer Person abhängigen Kapazität ist. Ein Detektor dient zur Erfassung von Veränderungen in der Kapazität und zum Erzeugen eines Ausgangssignals. Das Ausgangssignal registriert Annäherungen einer Person relativ zu dem vorgenannten Leiter.
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Zusätzlich ist ein Schalter vorgesehen, welcher ergänzend oder alternativ die Nähe der Person anzeigt. Dadurch wird eine kapazitive Annäherungserfassung bei gleichzeitiger Bereitstellung des mechanischen Schalters als Reserve für den Fall, dass die kapazitive Erfassung der Veränderung in der Kapazität versagt, zur Verfügung gestellt. So oder so lässt sich mit Hilfe der beiden Sensoren nur ein und dieselbe Bedienfunktion initiieren.
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Zum gattungsbildenden Stand der Technik gehört auch ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem gemäß der
DE 100 07 500 A1 . In diesem Fall sorgt eine Annäherung einer Bedienperson und/oder eine Berührung eines Türaußengriffs dafür, dass entweder Reflexionen von ausgesandten elektromagnetischen Wellen und/oder Änderungen der elektrischen Kapazität einer Antenne detektiert und zum Starten der Datenabfrage des Datenträgers ausgewertet werden.
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Bekanntermaßen verfügt der bedienerseitige Datenträger über benutzerspezifische und zumeist abgespeicherte Werte, die bei dem ablaufenden Datenaustausch zwischen der Sende-/Empfangseinheit und dem Datenträger abgeglichen und überprüft werden und erst bei positivem Ergebnis zur Freigabe beispielsweise des Kraftfahrzeugtürverschlusses und/oder anderer Bedienfunktionen führen.
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Auch können manchmal Fehlauslösungen der Bedienfunktionen nicht ausgeschlossen werden, wenn beispielsweise nicht eine Hand an den Sensor angenähert wird, sondern sich der Bediener schlicht und ergreifend an ein Fahrzeug anlehnt und so für den Start der Datenabfrage sorgt. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine schlüssellose Sicherheits-/Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge der eingangs beschriebenen Ausgestaltung so weiter zu entwickeln, dass der Datenaustausch auf einfache und eindeutige Art und Weise gestartet wird und ungewünschte Bedienfunktionen nicht versehentlich ausgelöst werden.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße schlüssellose Sicherheits-/Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Sensoren vorgesehen sind, welche je nach dem Zeitmuster ihrer Beaufschlagung unterschiedliche Bedienfunktionen einleiten. Bei den Sensoren handelt es sich üblicherweise um kapazitive Sensoren, die auf Annäherungen und/oder Berührungen reagieren, wie dies beispielhaft in der
EP 0 954 098 A2 beschrieben wird.
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Erfindungsgemäß ist bei einer gattungsgemäßen schlüssellosen Sicherheits-/Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge vorgesehen, dass zwei oder mehr Sensoren realisiert sind, wobei im Anschluss an die Beaufschlagung des einen Sensors der andere Sensor mit einstellbarer Verzögerung wirkungslos geschaltet wird.
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Dadurch lassen sich auf einfache Weise von den jeweiligen Sensoren ausgelöste verschiedene Bedienfunktionen unmittelbar voneinander separieren. Denn sobald der eine Sensor beispielsweise eine Annäherung detektiert hat und hieraus die damit zusammenhängende Bedienfunktion resultiert, wird der andere Sensor wirkungslos geschaltet, um die hiervon abweichende und mit diesem Sensor verbundene Bedienfunktion zu blockieren. Auf diese Weise können die im Anschluss an den Datenaustausch eingeleiteten Bedienfunktionen eineindeutig festgelegt werden, so dass es nicht zu Überschneidungen, Doppeltauslösungen, Fehlauslösungen etc. kommt.
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Dennoch lassen sich auch mit dem abgefragten Zeitmuster bei der Beaufschlagung beider Sensoren die beiden Sensoren von ihrer Funktionsweise her kombinieren. Das gilt besonders für den Fall, dass nach Beaufschlagung des einen Sensors der andere Sensor erst nach einer einstellbaren Verzögerungszeit wirkungslos geschaltet wird. Dadurch ist eine gemeinsame Abfrage innerhalb des mit der Verzögerungszeit geschaffenen Zeitfensters möglich bevor der eine (der beiden Sensoren) wirkungslos wird.
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Auf diese Weise lassen sich die beiden Sensoren gemeinsam und zeitlich hintereinander zur Realisierung verschiedener Bedienfunktionen einsetzen. Beispielsweise mag die erstmalige Betätigung des einen Sensors und darauffolgende Beaufschlagung des anderen Sensors zu einer bestimmten Bedienfunktion, beispielsweise einem Komfortöffnen, führen, während die umgekehrte Vorgehensweise beispielsweise ein Komfortschließen einleitet. Mit dem Begriff ”Komfortöffnen” ist gemeint, dass unter anderem das Verdeck eines Cabriolets geöffnet wird. Zusätzlich können im Rahmen einer solchen Komfortöffnung auch noch weitere bedienerspezifische Funktionen eingeleitet werden, die eine Abfrage des Datenträgers erfordern, was beim Verdecköffnen bzw. -schließen nicht unbedingt nötig ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, die beiden Sensoren im Wechsel zur Darstellung einer oder mehrerer gewünschter Bedienfunktionen zu beaufschlagen. Selbstverständlich können die beiden Sensoren auch gemeinsam sowie gleichzeitig eine Beaufschlagung erfordern, was wiederum zu einer anderen Bedienfunktion führt.
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In der Regel sind die beiden Sensoren an eine Auswerteschaltung angeschlossen, welche zwischen jeweiligen Beaufschlagungsroutinen unterscheidet und gegebenenfalls in Abhängigkeit hiervon wenigstens einen Sensor mit Zeitverzögerung vorgegebener Größe wirkungslos schaltet und/oder die jeweils gewünschte Bedienfunktion unterstützt. Das heißt, die Auswerteschaltung übernimmt letztlich die Steuerung der Sensoren bzw. deren Spannungsbeaufschlagung (bei kapazitiven Sensoren) und auch die Auswertung von Näherungs- und/oder Berührungssignalen. Auch gibt die Auswerteschaltung regelmäßig einen Detektions- und/oder Auslösebereich jedes einzelnen Sensors vor. Auf diese Weise kann die Auswerteschaltung zwischen den verschiedenen und zuvor erläuterten Betriebszuständen exakt unterscheiden.
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Dazu gehört die Beaufschlagung des einen Sensors und als Resultat hiervon eine erste Bedienfunktion. Die alternative Auslösung des anderen Sensors mag zu einer zweiten Bedienfunktion führen. Wenn zunächst der erste und dann der zweite Sensor eine Beaufschlagung erfahren, mag hieraus eine dritte Bedienfunktion resultieren. Die umgekehrte Vorgehensweise gehört zu einer vierten Bedienfunktion. Eine fünfte Bedienfunktion kann dadurch realisiert werden, dass beide Sensoren gleichzeitig ausgelöst werden.
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Selbstverständlich sind auch noch mehr als fünf realisierbare Bedienfunktionen mit den beiden Sensoren denkbar, und zwar dann, wenn auch noch unterschiedliche Zeitabfolgen zwischen der Auslösung des ersten und des zweiten Sensors ins Kalkül gezogen werden. So kann beispielsweise zwischen einem langen und einem kurzen Zeitintervall bei der Betätigungsabfrage: erster Sensor – zweiter Sensor unterschieden werden usw. Hierauf wird man in der Praxis jedoch zumeist verzichten, um die Bedienung nicht zu verkomplizieren.
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Ferner können bevorzugt wenigstens drei Sensoren verwirklicht werden, welche die Anzahl der einleitbaren Bedienfunktionen noch einmal deutlich erhöhen. Zwei von ihnen formen als Koppelsensoren eine Betätigungseinheit, während der dritte Sensor einen Einzelsensor darstellt.
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In diesem Fall dienen die beiden Koppelsensoren beispielhaft dazu, im Sinne einer ”ODER”-Verknüpfung ein Verriegelungssignal für angeschlossene Kraftfahrzeugtürverschlüsse zu erzeugen. Dieses liegt also vor, wenn entweder der eine oder der andere oder beide Koppelsensoren eine Beaufschlagung erfahren.
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Zusätzlich kann mit diesen Koppelsensoren eine Komfortöffnung und Komfortschließung realisiert werden, indem zuerst der eine Sensor und dann der andere Sensor ausgelöst wird (Komfortöffnung) oder die umgekehrte Vorgehensweise zur Komfortschließung führt. Dagegen dient der Einzelsensor überwiegend dazu, den Kraftfahrzeugtürverschluss oder die Kraftfahrzeugtürverschlüsse zu entriegeln.
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Damit sowohl die Komfortöffnung als auch die Komfortschließung eindeutig dargestellt werden können, werden die jeweils nicht beaufschlagten Sensoren erst nach einem von der Auswerteschaltung vorgegebenen Zeitintervall wirkungslos geschaltet. Dieses Zeitintervall entspricht einem Zeitraum, welcher beim Überstreichen erst des einen und dann des anderen Sensors üblicherweise abläuft (ca. 0,5 bis 1 Sekunde).
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Die beiden oder die drei Sensoren sind zumeist an exponierter Stelle außenseitig des Kraftfahrzeuges angeordnet, um auf Annäherungen der Bedienperson zuverlässig reagieren zu können. So empfiehlt die Erfindung beispielsweise deren Platzierung im oder am Türaußengriff. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Sensoren beispielsweise im Blinkergehäuse, im Außenspiegelgehäuse, in der Antenne usw. unterzubringen.
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Schließlich handelt es sich bei den Sensoren üblicherweise um Näherungs- oder Berührungssensoren mit vorgegebenem Detektions- und Auslösebereich, wie mit Bezug zu der Figurenbeschreibung noch näher erläutert wird.
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Im Ergebnis wird eine schlüssellose Sicherheits-/Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge zur Verfügung gestellt, die die von einem Nutzer jeweils gewünschte Bedienfunktion eindeutig festlegt. Der Ablauf oder das Auslösen verschiedener, zum Teil nicht gewünschter Funktionen entfällt also.
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Hinzu kommt, dass sich mit den beiden (oder den drei oder mehr) Sensoren je nach Auslöseschema ganz unterschiedliche Bedienfunktionen darstellen lassen, so dass der Komfort gegenüber dem Stand der Technik enorm gesteigert ist. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung der Betätigungseinrchtung in Aufsicht beim Auslösen der Bedienfunktion ”Entriegeln”,
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2 die Betätigungseinrichtung nach 1 beim Auslösen der Bedienfunktion ”Verriegeln”,
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3 den Gegenstand nach den 1 und 2 vereinfacht beim Auslösen der Bedienfunktion ”Komfortöffnen”,
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4 den Gegenstand nach 3 beim ”Komfortschließen”,
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5 den Gegenstand nach den 1 bis 3 in schematischem Querschnitt mit den jeweiligen Detektionsbereichen der Sensoren,
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6 den Gegenstand nach 5 beim Auslösen der Funktionen ”Verriegeln”, ”Komfortschließen” und ”Komfortöffnen” und
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7 den Gegenstand nach 6 beim Auslosen der Bedienfunktion ”Entriegeln”.
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In den Figuren ist eine schlüssellose Sicherheits-/Betätigungseinrichtung für Kraftfahrzeuge dargestellt. Man erkennt einen Türaußengriff 1 aus vorzugsweise Kunststoff, welcher in seinem Innern drei Sensoren 2a, 2b, 2c aufnimmt. Zwei Sensoren 2b, 2c sind als Koppelsensoren 2b, 2c ausgeführt und formen eine Betätigungseinheit 2b, 2c. Bei dem dritten Sensor 2a handelt es sich um einen Einzelsensor 2a.
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Der Einzelsensor 2a ist an der dem Kraftfahrzeug zugewandten Seite 3 des Türaußengriffs 1 positioniert, während sich die beiden Koppelsensoren 2b, 2c an der dem Kraftfahrzeug abgewandten Seite 4 des Türaußengriffs 1 finden.
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Sämtliche dargestellten Sensoren
2a,
2b,
2c arbeiten kapazitiv und verfügen jeweils über eine besonders in den
3 und
4 erkennbare Elektrode, die zusammen mit einem Gegenstand
5, z. B. einer menschlichen Hand
5, einen jeweiligen Kondensator
2a,
5;
2b,
5 und
2c,
5 formen. Annäherungen und/oder Berührungen der menschlichen Hand
5 korrespondieren zu Kapazitätsänderungen eines oder mehrerer dieser Kondensatoren
2a,
5;
2b,
5 und
2c,
5, die mit Hilfe einer den Sensoren
2a,
2b und
2c gemeinsamen Auswerteschaltung
6 erfasst und in Bedienfunktionen umgesetzt werden. Das ist im Zusammenhang mit jeweils einem auf diese Weise gebildeten Kondensator
2a,
5;
2b,
5;
2c,
5 grundsätzlich bekannt, wozu auf die
EP 0 954 098 A2 verwiesen sei.
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Der Sensor bzw. Einzelsensor 2a verfügt über einen Detektionsbereich 7a und einen Auslösebereich 7b (vgl. 5). Demgegenüber ist der Detektionsbereich bei den Sensoren bzw. Koppelsensoren 2b, 2c mit 8 bezeichnet, während der Auslösebereich das Bezugszeichen 9 trägt.
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Unter dem Detektionsbereich 7a bzw. 8 ist im Rahmen der Erfindung der Bereich des zugehörigen Sensors 2a, 2b, 2c zu verstehen, innerhalb dessen Annäherungen des Gegenstandes 5 erkannt werden. Das heißt, sobald die menschliche Hand 5 in das hiermit verbundene elektrische Feld der zugehörigen Elektrode des Sensors 2a, 2b, 2c eintritt, führt dies zu Kapazitätsänderungen, die von der Auswerteschaltung 6 registriert werden. Demgegenüber führt das Eindringen der Hand 5 in den Auslösebereich 7b bzw. 9 dazu, dass der zugehörige Sensor 2a, 2b, 2c tatsächlich auch ausgelöst wird und nicht nur die Annäherung der Hand 5 als solche erkennt.
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Hierdurch werden die Sensoren 2a, 2b, 2c in einerseits Berührungssensoren 2b, 2c andererseits einen Näherungssensor 2a unterteilt. Bei den Berührungssensoren 2b, 2c nimmt der Auslösebereich 9 nur einen geringen Teil des Detektionsbereiches 8 ein. Das heißt, die Hand 5 muss nahezu an den Sensor 2b, 2c herangeführt werden, um diesen auszulösen. Dagegen decken sich beim Näherungssensor 2a Detektionsbereich 7a und Auslösebereich 7b im Wesentlichen, so dass bereits Annäherungen den Sensor 2a auslosen (vgl. 5 bis 7).
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Die Unterscheidung zwischen den Detektionsbereichen 7a, 8 und den Auslösebereichen 7b, 9 ermöglicht, dass beim Eindringen der Hand 5 in den Detektionsbereich 7b, 8 des zugehörigen Sensors 2a, 2b, 2c die jeweils verbleibenden Sensoren 2a, 2b, 2c unmittelbar oder mit einstellbarer Verzögerung wirkungslos geschaltet werden (können).
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Im Rahmen des Ausführungsbeispiels hat der Detektionsbereich 8 der Koppelsensoren 2b bzw. 2c die Aufgabe, den Sensor 2a zu deaktivieren. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die zum ”Verriegeln”, ”Komfortöffnen” und ”Komfortschließen” eingesetzten Sensoren 2b, 2c nicht von etwaigen Annäherungen der Hand S an den Sensor 2a beeinflusst werden, der zum ”Entriegeln” dient.
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Man erkennt, dass die beiden vorgenannten Sensoren 2b, 2c alternativ zur Darstellung einer oder mehrerer gewünschter Bedienfunktionen beaufschlagbar sind. So lässt sich der Zustand ”Verriegelung” der Kraftfahrzeugtürverschlüsse dadurch einstellen, dass einer der beiden Sensoren 2b, 2c (oder beide) ausgelöst werden, indem die Hand 5 in den zugehörigen Auslösebereich 9 eindringt, wie dies insbesondere in den 5 und 6 sowie 2 dargestellt ist. Zuvor hat jedoch das Passieren des Detektionsbereiches 8 dafür gesorgt, dass der Sensor 2a wirkungslos geschaltet worden ist, und zwar nach einer von der Auswerteschaltung 6 vorgegebenen Zeitspanne. Dadurch sind nun nur noch die Sensoren 2b, 2c aktiv, um die Bedienfunktionen ”Verriegeln”, ”Komfortöffnen” oder ”Komfortschließen” einleiten zu können. Eine unbeabsichtigte Entriegelung ist nicht möglich.
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Nachdem einer der Sensoren 2b, 2c (oder auch 2a) ausgelöst worden ist, findet ein Frage-/Antwortdialog zwischen einer nicht ausdrücklich dargestellten kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinheit sowie einem bedienerseitigen Datenträger statt. Nach positivem Vergleich der auf dem Datenträger abgelegten nutzerspezifischen Daten und dem in der kraftfahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinheit hinterlegten Code wird ein Signal an die Zentralverriegelung weitergegeben, die Kraftfahrzeugtürverschlüsse in diesem Fall zu verriegeln (oder zu entriegeln). Selbstverständlich können auch andere Bedienfunktionen im Anschluss hieran ausgelöst werden, wie dies eingangs bereits beschrieben wurde.
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Der prinzipiell gleiche Vorgang wird durchlaufen, wenn anstelle der Sensoren 2b, 2c der Sensor 2a eine Annäherung durch die Hand 5 erfährt. Das ist insbesondere in 7 dargestellt. Dabei decken sich der Detektionsbereich 7a und der Auslösebereich 7b des vorzugsweise als Näherungssensor ausgeführten Einzelsensors 2a. Auf diese Weise sorgt die in den Detektions-/Auslösebereich 7a, 7b eindringende Hand 5 unmittelbar dafür, dass die verbleibenden Sensoren 2b, 2c (nach einer vorgegebenen Zeitspanne) wirkungslos geschaltet werden und hierdurch nur noch die gewünschte Bedienfunktion ”Entriegeln” vollzogen werden kann.
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Neben der zuvor erläuterten grundsätzlichen Bedienfunktion ”Verriegeln” können die Sensoren 2b und 2c zur Darstellung der Funktionen ”Komfortöffnen” und ”Komfortschließen” auch zeitlich hintereinander ausgelöst werden. Dabei lässt sich je nach Zeitabfolge bzw. Zeitmuster der Beaufschlagung der beiden Sensoren 2b, 2c zwischen unterschiedlichen Bedienfunktionen unterscheiden. Es kommt also – im Gegensatz zur ”ODER”-Verknüpfung der Sensoren 2b, 2c beim ”Verriegeln” – nunmehr darauf an, dass beide Sensoren 2b, 2c im Sinne einer ”UND”-Verknüpfung beaufschlagt werden, und zwar zeitlich hintereinander.
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So folgt aus einem ”Vorbeistreichen” der Hand 5 entlang der dem Kraftfahrzeug abgewandten Seite 4 beispielsweise von links nach rechts, bei welchem zunächst der Sensor 2b und dann der Sensor 2c ausgelöst werden, die Bedienfunktion ”Komfortöffnen”. Das ist in 3 dargestellt. Dagegen initiiert ein ”Vorbeistreichen” in entgegengesetzter Richtung (erst Sensor 2c und dann Sensor 2b) die Komfortfunktion ”Komfortschließen”, wie dies in 4 gezeigt ist. Selbstverständlich kann dieses ”Vorbeistreichen” mit einem von der Auswerteschaltung 6 vorgegebenen Zeitfenster flankiert werden, nach dessen Ablauf ein oder beide Sensoren 2b, 2c wirkungslos geschaltet werden.
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Die Auswerteschaltung 6 stellt sicher, dass die zuvor erläuterten jeweiligen Beaufschlagungsroutinen unterschieden werden können. Gleichzeitig sorgt die Auswerteschaltung 6 dafür, dass in Abhängigkeit von dem jeweiligen Signal eines Sensors 2a, 2b, 2c die jeweils nicht ausgelösten Sensoren 2a, 2b, 2c mit oder ohne Zeitverzögerung vorgegebener Größe wirkungslos geschaltet werden. Natürlich unterstützt die Auswerteschaltung 6 auch die jeweils gewünschte Bedienfunktion und gibt ein entsprechendes Signal beispielsweise an eine zentrale Steueranlage bzw. die kraftfahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit ab.
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Schließlich gibt die Auswertschaltung 6 die Detektionsbereiche 7a, 8 und Auslösebereiche 8, 9 vor. Das alles wird durch eine hintergelegte Software erreicht.
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Die Sensoren 2a, 2b, 2c sind an exponierter Stelle außenseitig des Kraftfahrzeuges im Türaußengriff 1 angeordnet, lassen sich grundsätzlich aber auch in einem Außenspiegel, einem Blinkergehäuse etc. unterbringen. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels handelt es sich bei dem Sensor 2a um einen Näherungssensor, also einen solchen, dessen Detektionsbereich 7a sich mit dem Auslösebereich 7b deckt. Das heißt, das Eindringen der Hand 5 in den Detektionsbereich 7a hat unmittelbar zur Folge, dass entsprechende Bedienfunktionen eingeleitet werden.
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Dagegen sind die übrigen Sensoren 2b und 2c vorzugsweise als Berührungssensoren ausgeführt, bei denen der Auslösebereich 9 nur einen (geringen) Teilbereich des Detektionsbereiches 8 einnimmt. Das heißt, bei diesen Sensoren 2b, 2c kann ausdrücklich zwischen einem Annähern unterschieden werden (das zur Deaktivierung des Einzelsensors 2a führt) und dem eigentlichen Auslösen der Sensoren 2b, 2c, aus welchem dann die gewünschten Bedienfunktionen resultieren.
