DE202005001566U1

DE202005001566U1 - Elektrische Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE202005001566U1
Application number: DE200520001566
Authority: DE
Original assignee: Ident Technology AG
Current assignee: Microchip Technology Germany GmbH
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2015-02-01
Also published as: EP1849137A1; ES2646322T3; US7868746B2; US20080024312A1; WO2006082022A1

Abstract

Elektrische Schaltungsanordnung Generierung eines für den Ablauf einer für die Festlegung des Verriegelungszustand eines Türsystems maßgeblichen Ausgabesignales oder Schaltzustandes, wobei
– diese Schaltungsanordnung türseitige Systemkomponenten, umfasst die als solche türseitige Mittel einschließen zur Erfassung von elektrischen Wechselwirkungen im Zusammenhang mit einer Handlung, insbesondere Bewegung eines Anwenders im Umgebungsbereich des Türsystems, insbesondere im Nahbereich eines Türgriffes, und
– die Schaltungsanordnung derart ausgebildet ist, dass diese Änderungen der Signalereignisse im Hinblick auf bestimmte zeitliche Signaländerungsmuster analysiert und
– der Umstand, ob bestimmte zeitliche Signaländerungsmuster vorliegen bei der weiteren elektronischen Signalverarbeitung zur Festlegung des Verriegelungszustandes Berücksichtigung findet.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine elektrische Schaltungsanordnung zur Generierung bzw. Einnahme eines für den effektiven Verriegelungszustand eines Türsystems insbesondere Kraftfahrzeugtürsystems maßgeblichen Ausgabesignales oder Schaltzustandes. Insbesondere richtet sich die Erfindung hierbei auf eine Schaltungsanordnung zur Generierung eines Ausgabesignales auf Grundlage einer auf die Erfassung intentionstypischer Merkmale ausgerichteten Signalverarbeitung.
Es ist bekannt, bei Kraftfahrzeugen Schaltungsanordnungen vorzusehen, durch welche der Verriegelungszustand der Kraftfahrzeugtüren auf Grundlage einer elektronischen Verarbeitung von Schlüssel-Signalen festgelegt werden kann. Diese Signale können auf Grundlage elektromagnetischer (einschließlich optischer), akustischer, oder auch feldelektrischer Wechselwirkungseffekte bereitgestellt werden und in soweit von einer anwenderseitig zu führenden Schaltung emittiert werden.
Es sind insbesondere Türsysteme bekannt, bei welchen die für die Festlegung des Verriegelungszustands maßgeblichen Signale bei Berührung von Komponenten des Türsystems, insbesondere des Türgriffes in diese Komponenten eingekoppelt werden und hierdurch einer weiteren Auswertung zur Verfügung stehen. Letztere Systeme ermöglichen es beispielsweise eine Türe zu öffnen, ohne dass es hierzu einer aktiven Betätigung einer Fernbedienung insbesondere Funkschlüssels bedarf. Bei derart konfigurierten Systemen kann jedoch das Problem auftreten, dass u.U. bei entsprechender Näherung eines autorisierten Anwenders an das Türsystem, der Verriegelungszustand verändert wird ohne dass dies augenblicklich von jenem Anwender gefordert, erwünscht oder zugelassen wird. Weiterhin besteht das Problem, dass manipulationssichere Signalverarbeitungsabläufe, sowie die Aktivierung der mechatronischen Systeme, wie etwa Öffnungsmechanismen und Aktoren bei Kraftfahrzeugtüren zu Verzögerungen bei der Änderung des Verriegelungszustandes führen können und damit Komfortverluste beinhalten.
Der Erfindung liegt vor dem genannten Hintergrund die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die es ermöglicht, ein für den Verriegelungszustand eines Türsystems maßgebliches Ausgabesignal bereitzustellen, dessen Generierung in verbesserter Weise den Intentionen eines Anwenders oder der momentanen Situation Rechung trägt.
Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Schaltungsanordnung Generierung eines für den Ablauf einer für die Festlegung des Verriegelungszustand eines Türsystems maßgeblichen Ausgabesignales oder Schaltzustandes, wobei
diese Schaltungsanordnung türseitige Systemkomponenten, umfasst die als solche türseitige Mittel einschließen zur Erfassung von elektrischen Wechselwirkungen im Zusammenhang mit einer Handlung, insbesondere Bewegung eines Anwenders im Umgebungsbereich des Türsystems, insbesondere im Nahbereich eines Türgriffes, und die Schaltungsanordnung derart ausgebildet ist, dass diese Änderungen der Signalereignisse im Hinblick auf bestimmte zeitliche Signaländerungsmuster analysiert und der Umstand, ob bestimmte zeitliche Signaländerungsmuster vorliegen bei der weiteren elektronischen Signalverarbeitung zur Festlegung des Verriegelungszustandes Berücksichtigung findet.
Hierdurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, festzustellen, ob eine für die Änderung des Verriegelungszustandes intentionstypische Handlungsweise des Anwenders vorliegt.
Vorzugsweise ist die Schaltungsanordnung so konfiguriert, dass das zeitliche Signaländerungsmuster auf einer Änderung der feldelektrischen Eigenschaften des Umgebungsbereiches einer Türgriffeinrichtung beruht.
Es ist möglich, die Schaltung so aufzubauen, dass die feldelektrischen Eigenschaften durch Frequenzänderung eines Schwingkreises erfasst werden in welchen die Türgriffeinrichtung und die Umgebung derselben eingebunden sind.
Die Schaltung ist weiterhin mit Vorteil so bewerkstelligt, dass bei Erfüllung wenigstens eines Musterkriteriums des zeitlichen Signaländerungsmusters, durch die türseitigen Systemkomponenten ein Wecksignal generiert wird, zur Aktivierung einer anwenderseitig zu führenden Schlüsselschaltung.
Im Rahmen der Erfassung der Signaländerungsmuster kann ein Dialogtiming mit einer anwenderseitig zu führenden, einem Autorisierungsnachweis dienenden Schlüsselschaltung erfolgen, so dass eine bestimmter Signaltransfer im Rahmen einer Vorprozedur abgewickelt wird, und ein letztlich für die Änderung des Verriegelungszustandes maßgeblicher Signaltransfer im Rahmen einer durch das Signaländerungsmuster eingeleiteten zweiten Dialogphase erfolgt. Im Rahmen der Vorprozedur kann hierbei ein umfassender, einem Autorisierungsnachweis dienender Dialog zwischen dem türseitigen System und dem anwenderseitigen System erfolgen, wogegen im Rahmen der zweiten Dialogphase eine Endabgleich zwischen dem Informationsinhalt eines durch das anwenderseitig bereitgestellten Signales mit einer türsystemseitig vorgesehenen Kontrollinformation erfolgt.
Alternativ zu letztgenannter Maßnahme ist es auch möglich, im Rahmen der zweiten Dialogphase nur noch eine Freigabeentscheidung auf Grundlage einer Bestimmung ob ein Berührungs- oder bestimmter Umgriffszustand vorliegt zu treffen.
Die eingangs angegebene Aufgabe wird gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Lösungsansatz auch gelöst durch eine Schaltungsanordnung Generierung eines für den Verriegelungszustand eines Türsystems maßgeblichen Ausgabesignales oder Schaltzustandes, wobei
diese Schaltungsanordnung türseitige Systemkomponenten, und anwenderseitige Systemkomponenten umfasst, die türseitigen Komponenten Mittel einschließen zur Erfassung von seitens der anwenderseitigen Schaltung bereitgestellter Signalereignisse, und die Schaltungsanordnung derart ausgebildet ist, dass diese Änderungen von Eigenschaften der anwenderseitig bereitgestellten Signale aufgrund einer anwenderseitigen Bewegung erfasst, und die Schaltungsanordnung weiterhin derart konfiguriert ist, dass diese jene erfassten Änderungen feststellt, ob diese für Änderungen des Verriegelungszustandes maßgebliche Kriterien erfüllen.
Vorzugsweise wird der zeitliche Intensitätsverlauf der Signalintensität berücksichtigt. Diese Berücksichtigung kann erfolgen, indem der zeitliche Intensitätsverlauf bestimmte Intensitätsmusterkriterien erfüllen muss.
Die Signale können durch die anwenderseitig zu führende Schaltungsanordnung auf Grundlage feldelektrischer Wechselwirkungseffekte bereitgestellt werden. Vorzugsweise werden die Signale seitens der anwenderseitig zu führenden Schaltung erst im Nachgang zu einem Weckereignis ausgesendet. Das Weckereignis kann über einen hochohmigen Signaleingang in der anwenderseitigen Schaltungseinrichtung abgegriffen werden ohne dass es hierzu einer Leistungszehrenden Vorabaktivierung der anwenderseitigen Schaltung bedarf.
Bei Vorliegen eines seitens der anwenderseitigen Schaltungseinrichtung als zulässiges Wecksignal erfassten Signalereignisses kann die anwenderseitige Schaltungseinrichtung in einen Zustand gelangen, in welchem diese ein für einen Autorisierungsnachweis geeignetes Signalereignis generiert. Jenes Weckereignis wird vorzugsweise durch eine türsystemseitig vorgesehene Elektrodeneinrichtung generiert .
Das Weckereignis kann türsystemseitig, als Signalereignis mit einem seitens der anwenderseitig zu führenden Schaltungseinrichtung erfassbaren Informationsinhalt (FSK, ASK..) generiert werden.
Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Ansatzes wird es möglich, festzustellen, ob eine klare Öffnungsabsicht schon vor der Berührung eines mit der Erfindung beaufschlagten Türgriffes vorliegt. Zusätzlich lässt sich auf einfache Weise die Funktionsfähigkeit des Systems testen und sicherstellen. Die Erfindung kommt mit den bei üblichen Türgriffen vorgesehenen mechanischen Komponenten aus und funktioniert insbesondere bei Türgriffen aus Metall und Kunststoff oder Holz. In Türgriffen aus nicht-leitenden Materialien kann lediglich ein Draht eingebracht werden. Leitende Farbaufträge oder Gele und sonstige leitende Flüssigkeiten sind ebenfalls als Sensoreingangselement verwendbar. Das Sensoreingangselement (z.B. ein Draht) lässt sich außerdem auch zur Einkoppelung von identifizierenden Signalen verwenden, die über Wechselfelder (kapazitiv oder elektromagnetisch) eingebracht werden können. Dadurch ist es auch möglich, ein Autorisierungselement aufzubauen, um autorisierte von nichtautorisierten Benutzern (z.B. Eindringlingen) zu unterscheiden.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine erste beispielhafte Schaltungsanordnung;
2 ein Funktionsdiagramm
Schaltungsaufbau - Erläuterungen insbesondere in Verbindung mit Figur 1:
Ein stabiler Oszillator liefert an einem Digitalausgang ein Rechtecksignal mit beispielsweise 100 kHz. Dieses Signal (f1) wird auf einen Eingang eines Exclusiv-ODER (XOR) geführt. Ein zweiter Oszillator ist aufgebaut, dessen frequenzbestimmendes Glied aus einem Widerstand und einem kleinen Kondensator besteht (ca. 1 pF). Der Ausgang dieses Oszillators soll ebenfalls digital sein und an den zweiten Eingang des XOR führen (f2). An den Ausgang des Exclusiv-ODER ist ein Tiefpass geschaltet, der beispielsweise eine Durchlässigkeit von etwa 10 kHz aufweist (0–10 kHz). Der Kondensator C1 des zweiten Oszillators ist an einem Ende an Masse geschaltet, am anderen mit dem frequenzbestimmenden Widerstand R1 verbunden. An diesem Punkt wird auch das Sensorelement des Handgriffs angeschaltet. Bei Einbringung einer zusätzlichen Kapazität, beispielsweise einer menschlichen Hand in die Nähe dieses Sensors, erhöht sich die Gesamtkapazität des Oszillators 2 und seine Frequenz wird geringer.
Grundsätzliche Arbeitsweise - Erläuterungen insbesondere in Verbindung mit Figur 2:
Oszillator 2 sei auf 101 kHz eingestellt, so dass am Ausgang des hinter dem XOR anliegenden Tiefpasses eine auf Grund der Mischung resultierende Niederfrequenz von 1 kHz messbar ist.
Bei Annäherung einer Hand an das Sensorelement, entsteht eine zusätzliche Kapazität Cx, die Oszillator 2 veranlasst, seine Frequenz zu senken. Erreicht diese 100 kHz, so ist die Differenz zwischen dem Oszillator 1 gleich Null, was auch am Tiefpass als Nullpegel abgreifbar ist. Dieser Punkt soll so eingestellt sein, dass es gerade dann passiert, wenn die Hand dem Griff nahe genug ist, um ihn umschließen zu können. Wird der Griff nun weiter umschlossen, erhöht sich die Kapazität von Oszillator 2 wiederum, sodass die Frequenz f2 niedriger ist als die des stabilen Oszillators 1, beispielsweise 98 kHz. Dies hat zur Folge, dass am Ausgang des Tiefpasses eine Frequenzänderung von Null nach 2 kHz zu beobachten ist.
Zusammengefasst kann man festhalten, dass die Annäherung der Hand an einen Griff zunächst eine Mischfrequenz von 1 kHz nach Null und dann von Null nach über 2 kHz erzeugt. Erst wenn eine angeschaltete Logik einen solchen Frequenzwechsel erkennt, kann eine sichere Öffnungsabsicht festgestellt werden. Wird der Griff berührt, ändert sich die Frequenz f2 durch die nunmehr hohe Kapazität Cx am Oszillator 2 so stark, dass eine sehr hohe Mischfrequenz entsteht. Somit kann das Sensorelement auf einfache Weise zwischen Annäherung, Umschließung und Berührung eines Griffes sicher unterscheiden.
Die in seiner Ausgangslage leicht erhöhte Frequenz des Oszillators 2 (hier beispielsweise um 1 kHz) kann zum einen dazu verwendet werden, die richtige Arbeitsweise des Sensors ständig zu detektieren (Monitor) zum anderen kann damit eine umgebungsbedingte Drift (Temperatur, Feuchtigkeit etc.) kompensiert werden, indem eine Regelschaltung dafür sorgt, dass bei geringer Abweichung die Frequenz immer nachgestellt wird.
Plausibilitätsbeipiel:
Die Schaltung nach 1 wird mit einem metallischen Türgriff verbunden. Eine Hand wird dann so in die Nähe des Türgriffes gebracht, als wolle man diesen nachfolgend umschließen.
Mit R1 wird nun die Ausgangsfrequenz am Tiefpass auf Null gestellt. Nach dem Entfernen der Hand ist die Grundfrequenz am Ausgang des Tiefpasses messbar. Führt man nun die Hand erneut an den Griff, so sinkt diese Frequenz auf Null und steigt wieder an, wenn der Griff umschlossen wird. Eine Öffnungsabsicht ist anhand der bei Annäherung der Hand auftretenden typischen zeitlichen Änderung der Frequenz erkennbar, bevor der Türgriff tatsächlich berührt wird.

Claims

Elektrische Schaltungsanordnung Generierung eines für den Ablauf einer für die Festlegung des Verriegelungszustand eines Türsystems maßgeblichen Ausgabesignales oder Schaltzustandes, wobei – diese Schaltungsanordnung türseitige Systemkomponenten, umfasst die als solche türseitige Mittel einschließen zur Erfassung von elektrischen Wechselwirkungen im Zusammenhang mit einer Handlung, insbesondere Bewegung eines Anwenders im Umgebungsbereich des Türsystems, insbesondere im Nahbereich eines Türgriffes, und – die Schaltungsanordnung derart ausgebildet ist, dass diese Änderungen der Signalereignisse im Hinblick auf bestimmte zeitliche Signaländerungsmuster analysiert und – der Umstand, ob bestimmte zeitliche Signaländerungsmuster vorliegen bei der weiteren elektronischen Signalverarbeitung zur Festlegung des Verriegelungszustandes Berücksichtigung findet.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitliche Signaländerungsmuster auf einer Änderung der feldelektrischen Eigenschaften des Umgebungsbereiches einer Türgriffeinrichtung beruht.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feldelektrischen Eigenschaften durch Frequenzänderung eines Schwingkreises erfasst werden in welchen die Türgriffeinrichtung und die Umgebung derselben eingebunden sind.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfüllung wenigstens eines Musterkriteriums des zeitlichen Signaländerungsmusters, durch die türseitigen Systemkomponenten ein Wecksignal generiert wird, zur Aktivierung einer anwenderseitig zu führenden Schlüsselschaltung.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Erfassung der Signaländerungsmuster ein Dialogtiming mit einer anwenderseitig zu führenden, einem Autorisierungsnachweis dienenden Schlüsselschaltung erfolgt, so dass eine bestimmter Signaltransfer im Rahmen einer Vorprozedur abgewickelt wird, und ein letztlich für die Änderung des Verriegelungszustandes maßgeblicher Signaltransfer im Rahmen einer durch das Signaländerungsmuster eingeleiteten zweiten Dialogphase erfolgt.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, im Rahmen der Vorprozedur ein umfassender, einem Autorisierungsnachweis dienender Dialog zwischen dem türseitigen System und dem anwenderseitigen System erfolgt.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der zweiten Dialogphase eine Endabgleich zwischen dem Informationsinhalt eines durch das anwenderseitig bereitgestellten Signales mit einer türsystemseitig vorgesehenen Kontrollinformation erfolgt.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der zweiten Dialogphase nur noch eine Freigabeentscheidung auf Grundlage einer Bestimmung ob ein Berührungs- oder bestimmter Umgriffszustand vorliegt getroffen wird.
Schaltungsanordnung zur Generierung eines für den Verriegelungszustand eines Türsystems maßgeblichen Ausgabesignales oder Schaltzustandes, wobei – diese Schaltungsanordnung türseitige Systemkomponenten, und anwenderseitig zu führende Systemkomponenten umfasst, – die türseitigen Systemkomponenten Mittel einschließen zur Erfassung seitens der anwenderseitigen Schaltung bereitgestellter Signalereignisse, und – die Schaltungsanordnung derart ausgebildet ist, dass diese Änderungen von Eigenschaften der anwenderseitig bereitgestellten Signale aufgrund einer anwenderseitigen Bewegung, beispielsweise Annäherung erfasst, und – die Schaltungsanordnung weiterhin derart konfiguriert ist, dass diese anhand jener erfassten Änderungen feststellt, ob diese für Änderungen des Verriegelungszustandes maßgebliche Kriterien erfüllen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Intensitätsverlauf der Signalintensität berücksichtigt wird.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Intensitätsverlauf bestimmte Intensitätsmusterkriterien erfüllen muss.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale durch die anwenderseitig zu führende Schaltungsanordnung auf Grundlage feldelektrischer Wechselwirkungseffekte bereitgestellt werden.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale seitens der anwenderseitig zu führenden Schaltung im Nachgang zu einem Weckereignis ausgesendet werden.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Weckereignis über einen hochohmigen Signaleingang in der anwenderseitigen Schaltungseinrichtung abgegriffen wird.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines seitens der anwenderseitigen Schaltungseinrichtung als zulässiges Wecksignal erfassten Signalereignisses die anwenderseitige Schaltungseinrichtung in einen Zustand gelangt, in welchem diese ein für einen Autorisierungsnachweis geeignetes Signalereignis generiert.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Weckereignis durch eine türsystemseitig vorgesehene Elektrodeneinrichtung generiert wird.
Schaltungsanordnung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Weckereignis türsystemseitig, als Signalereignis mit einem seitens der anwenderseitig zu führenden Schaltungseinrichtung erfassbaren Informationsinhalt generiert wird.