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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Türgriff, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere einen Türgriff mit Elektroden eines
Sensors zum Erfassen der Anwesenheit eines Benutzers und mit leitfähigen Mitteln,
um einen Bereich zum Erfassen der Anwesenheit des Benutzers zu schaffen.
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Die
Erfindung bezieht sich auch auf ein System zum Gestatten bzw. Verhindern
des Zugangs zu einem Kraftfahrzeug, das einen derartigen Türgriff umfasst.
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Im
Automobilbereich hat sich der Türgriff,
der ehemals nur zum Übertragen
einer mechanischen Bewegung auf ein Schloss über ein Gestänge zum Öffnen der
Tür diente,
stark weiterentwickelt.
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Insbesondere
bei sogenannten Freihandsystemen, die das Verriegeln und Entriegeln
eines Kraftfahrzeugs ohne mechanischen Schlüssel und ohne Fernsteuerung
ermöglichen,
ist nämlich
der Griff eine bevorzugte Schnittstelle zwischen dem einen Identifizierer
(beispielsweise in der Form einer Kennmarke) mit sich führenden
Benutzer und dem im Fahrzeug installierten System geworden.
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Mit
diesen Freihandzugangssystemen ist es erforderlich geworden, neue
Systeme und neue Griffe zu definieren, welche das Erfassen der Anwesenheit
eines Benutzers ermöglichen,
der insbesondere Zugang zu seinem Fahrzeug wünscht.
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Dieses
Erfassen erfolgt gewöhnlich über zwei
Elektroden, die im Bereich des Griffs positioniert und mit einem
Speisestromkreis verbunden sind.
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Die
elektromagnetische Kopplung, die zwischen den beiden Elektroden
erfolgt, erzeugt Feldlinien, die einen Bereich zum Erfassen der
Anwesenheit des Benutzers im Bereich des Griffs definieren. Wenn
sich somit der Benutzer mit seiner Hand dem Griff nähert, um
Zugang zu seinem Fahrzeug zu erlangen, wird seine Anwesenheit erfasst
und im Rahmen eines Freihandzugangs wird seine Identifizierung durch
Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und dem vom Benutzer mitgeführten Identifizierer eingeleitet.
Ein derartiger Griff ist beispielsweise aus der
EP-A-0 954 098 bekannt.
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Bei
derartigen Griffen hängt
die Anordnung des Erfassungsbereichs von der relativen Positionierung
der Elektroden am Griff ab.
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Die
EP-A-1 164 240 beschreibt
einen Türgriff für Kraftfahrzeuge
mit einer Messelektrode und einer Bezugselektrode eines Sensors
zum Erfassen der Anwesenheit eines Benutzers, wobei die Elektroden beide
mit einem Speisestromkreis verbunden sind und wobei der Erfassungsbereich
mit einem Abschirmungsleiter verbessert ist.
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Bei
bestimmten Griffarchitekturen ist es nicht möglich, die Mess- und die Bezugselektrode
in idealer Weise so zu positionieren, dass deren Kopplung einen
ganz auf die Griffarchitektur abgestimmten Erfassungsbereich erzeugt.
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Dieses
Problem ist in 1 dargestellt, die schematisch
einen Schnitt im Aufriss eines Griffs 1 vom Typ "Klappengriff" zeigt. Der genannte
Griff 1 ist im Bereich einer Tür O positioniert und setzt
sich aus einem Greifabschnitt 2 und einem festen Abschnitt 3 zusammen.
Der Greifabschnitt 2 ist bezüglich des festen Abschnitts
entlang einer Schwenkachse beweglich.
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Um
einen abgestimmten Erfassungsbereich zu erhalten, würde bei
einem solchen Griff eine ideale Positionierung der Elektroden darin
bestehen, die eine Elektrode im Bereich des festen Abschnitts und die
andere im Bereich des Greifabschnitts anzuordnen.
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Probleme
entstehen hierbei jedoch insbesondere im Bereich der Anschlüsse der
Elektrode, die sich am Greifabschnitt befinden.
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Folglich
werden die Elektroden wie in 2 dargestellt
positioniert, wobei eine Messelektrode 4 und eine Bezugselektrode 5 im
Bereich des festen Abschnitts 3 des Griffs positioniert
sind.
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Der
Bereich zum Erfassen der Anwesenheit des Benutzers, der durch vorhandene
Feldlinien induziert wird, welche durch das Erstellen einer elektromagnetischen
Kopplung zwischen den beiden Elektroden 4 und 5 erzeugt
werden, ist in der Figur mit 6 bezeichnet.
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Festzustellen
ist, dass dieser Bereich sich nicht weit genug erstreckt, damit
die Erfassung des Benutzers, wenn dieser sich mit seiner Hand dem Griff
entlang des Pfeils F nähert,
frühzeitig
genug erfolgt.
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Wenn
nämlich
das Fahrzeug die Anwesenheit des Benutzers nicht früh genug
erfasst, ist die Tür
noch nicht entriegelt, während
der Benutzer die Betätigung
des Griffs bereits beendet hat. Der Benutzer wird dann mit einem "Mauereffekt" konfrontiert.
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Folglich
muss die Identifizierung des Benutzers und die Entriegelung der
Fahrzeugschlösser
in sehr kurzer Zeit von einer Dauer kürzer als die Zeit zum Betätigen des
Griffs erfolgen.
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Eine
Lösung
wäre, die
Empfindlichkeit des Anwesenheitssensors zu erhöhen. Wenn jedoch die Empfindlichkeit
des Sensors erhöht
wird, wird der diesem zugeordnete Anwesenheiterfassungsbereich in
einer bestimmten Richtung zu groß. Dieser Erfassungsbereich
ist in 1 mit 6 bezeichnet.
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Festzustellen
ist, dass die Erhöhung
der Empfindlichkeit des Sensors es nicht gestattet, den Erfassungsbereich
in Richtung der sich annähernden Hand
des Benutzers zu vergrößern.
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Ferner
kann die Erhöhung
der Empfindlichkeit des Sensors die Gefahr von Fehlerfassungen steigern,
wenn der diesem zugeordnete Erfassungsbereich sich über den
Griff hinaus nach außen
erstreckt, wie dies in 1 der Fall ist. Schlechtwettereinflüsse oder
in der Nähe
des Fahrzeugs vorbeigehende Personen können das System unbeabsichtigt auslösen.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, diese Nachteile zu
beseitigen und eine Lösung vorzuschlagen,
um den Erfassungsbereich zu verbessern, der von zwei in nicht idealer
Weise im Bereich des Griffs positionierten Elektroden geschaffen wird.
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Dazu
ist Gegenstand der Erfindung ein Türgriff, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einer Messelektrode und einer Bezugselektrode eines Sensors zum
Erfassen der Anwesenheit eines Benutzers, wobei die Elektroden beide
mit einem Speisestromkreis verbunden sind.
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Dieser
Griff ist dadurch gekennzeichnet, dass er ferner leitfähige Mittel
aufweist, die isoliert und ohne physische Verbindung mit anderen
leitenden Elementen oder mit dem Speisestromkreis angeordnet sind
und zumindest teilweise einer der Elektroden gegenüberliegen,
um eine kapazitive Kopplung zu schaffen, wobei die Größe und die
Form der leitfähigen
Mittel derart gewählt
sind, dass die leitfähigen
Mittel, die Messelektrode und die Bezugselektrode durch elektromagnetische
Kopplung eine Nutzzone zum Erfassen der Anwesenheit des Benutzers erzeugen.
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Unter
Erfassungsnutzzone ist ein optimierter Bereich zu verstehen, der
gestattet, das Erfassen der Annäherung
des Benutzers so frühzeitig
wie möglich durchzuführen, ohne
dabei die Gefahr von Fehlerfassungen zu erhöhen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Elektrode, gegenüber welcher die leitfähigen Mittel
positioniert sind, an dem festen Abschnitt des Griffs befestigt
bzw. darin integriert, wobei die leitfähigen Mittel im Bereich des
Greifabschnitts des Griffs so integriert bzw. befestigt sind, dass
der Übergang
des Griffs in seine Öffnungsstellung
eine Änderung
der kapazitiven Kopplung bewirkt.
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Somit
ist es im Falle der Nichterfassung der sich annähernden Hand des Benutzers
in Richtung Griff möglich,
eine Noterfassung zu gewährleisten, wenn
dieser den Griff betätigt.
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Vorteilhaft
sind die leitfähigen
Mittel in den Greifabschnitt des Griffs eingegossen.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein System zum Gestatten bzw. Verhindern
des Zugangs zu einem Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Türgriff.
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Die
Erfindung wird im Laufe der erläuternden näheren Beschreibung
eines nicht einschränkenden Beispiels
besser verständlich,
das sich auf die beigefügten
Zeichnungen bezieht, worin zeigt:
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1 eine
Querschnittansicht eines Griffs aus dem Stand der Technik,
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2 eine
Querschnittansicht, welche die Nutzzone zum Erfassen der Anwesenheit
darstellt, die gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung erhalten wird,
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3 eine
Querschnittansicht des Griffs aus 2 bei seiner
Betätigung
durch einen Benutzer,
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4 eine
Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Griffs, bei welchem der
Anwesenheitssensor ein Anwesenheitstastsensor ist, und
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5 eine
perspektivische vereinfachte Explosionsansicht des Tastsensors aus 4.
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2 zeigt
eine schematische Querschnittansicht eines Griffs nach einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung. Wie es bei 1 der Fall ist,
setzt sich der Griff 1 aus einem Greifabschnitt 2 und
aus einem festen Abschnitt 3 zusammen, der an einer Tür (nicht
dargestellt) positioniert ist. Eine Messelektrode 4 und
eine Bezugselektrode 5 eines Anwesenheitssensors (nicht
dargestellt) sind im Bereich des festen Griffabschnitts 3 angeordnet.
Die Messelektrode 4 und die Bezugselektrode 5 sind
beide mit einem Speisestromkreis (nicht dargestellt) so verbunden,
dass zwischen diesen Elektroden eine elektromagnetische Kopplung
entsteht. Diese elektromagnetische Kopplung erzeugt Feldlinien,
die es ermöglichen,
einen in 2 nicht dargestellten ersten
Anwesenheiterfassungsbereich zu definieren, der jedoch ähnlich wie
der Anwesenheiterfassungsbereich 6 aus 1 ausgeführt ist.
Wie in 1 festzustellen ist, umfasst dieser Anwesenheiterfassungsbereich 6 nicht
den gesamten Bereich zwischen Greifabschnitt 2 und festem
Abschnitt 3. Daraus ergibt sich, dass dann, wenn der Benutzer
sich mit seiner Hand in Pfeilrichtung F annähert, entweder die Gefahr einer Nichterfassung
oder die Gefahr eines "Mauereffekts" besteht.
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Um
einen optimierten Anwesenheiterfassungsbereich zu erhalten, weist
der Griff 1 aus 2 erfindungsgemäß auch leitfähige Mittel 7 auf,
die in Form eines Metallteils ausgeführt sind und zumindest teilweise
der Messelektrode 4 gegenüberliegend angeordnet sind.
Die leitfähigen
Mittel 7 sind getrennt, d. h. ohne physische Verbindung
mit weiteren leitfähigen
Mitteln oder mit dem Speisestromkreis angeordnet.
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Aufgrund
dieser besonderen Anordnung entsteht zwischen der Messelektrode 4 und
den leitfähigen
Mitteln 7 eine kapazitive Kopplung, die eine Änderung
der ursprünglichen
Verteilung der zwischen Messelektrode 4 und Bezugselektrode 5 erzeugten Feldlinien
bewirkt.
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Daraus
ergibt sich ein Anwesenheiterfassungsbereich 6'', dessen Form bezüglich des
Anwesenheiterfassungsbereichs 6 aus 1 abgeändert ist.
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Ferner
erzeugen die leitfähigen
Mittel 7 durch elektromagnetische Kopplung mit der Bezugselektrode 5 Zwischenfeldlinien.
Diese Zwischenfeldlinien definieren einen zweiten Bereich 8 zum
Erfassen der Anwesenheit des Benutzers.
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Wie
in 2 ersichtlich ist, ist der zweite Anwesenheiterfassungsbereich 8 kleiner
als der Anwesenheiterfassungsbereich 6'' und
gegenüber
diesem geringfügig
versetzt.
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Im
vorliegenden Fall überdecken
sich der erste und der zweite Anwesenheiterfassungsbereich 6'' bzw. 8 in bedeutender
Weise. Die Vereinigung dieser beiden Bereiche ermöglicht es,
eine Nutzzone 9 zum Erfassen des Benutzers zu bestimmen,
die gestrichelt in 2 dargestellt ist, aufgrund
welcher die Erfassung der Annäherung
des Benutzers so frühzeitig
wie möglich
erfolgen kann, ohne dabei die Gefahr von Fehlerfassungen zu erhöhen.
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Diese
Anwesenheiterfassungsnutzzone 9 ist größer als der erste Anwesenheiterfassungsbereich 6'' und entspricht einem bezüglich der
Architektur des Griffs 1 optimierten Erfassungsbereich.
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Somit
sind die geometrischen und maßlichen Merkmale
der leitfähigen
Mittel 7 von Bedeutung, um einen bezüglich der Architektur des Griffs
optimierten Erfassungsbereich zu schaffen.
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Je
nach Griffarchitektur ist es auch möglich, zu dem gleichen Ergebnis
zu gelangen, d. h. zur Schaffung einer gegenüber der Griffarchitektur optimierten
Erfassungsnutzzone, indem eine Kopplung zwischen den leitfähigen Mitteln
und der Bezugselektrode erstellt wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
wurden die leitfähigen
Mittel im Bereich des Greifabschnitts 2 des Griffs positioniert,
sie können
jedoch je nach Griffarchitektur in gleicher Weise im Bereich des
festen Griffabschnitts 3 angeordnet werden.
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Da
jedoch die leitfähigen
Mittel 7 am Greifabschnitt 2 des Griffs positioniert
sind und die Elektrode, gegenüber
welcher diese Mittel positioniert sind, am festen Abschnitt 3 liegt,
wird ein weiterer Vorteil erreicht.
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Bei
bestimmten Fällen
kann nämlich
die Anwesenheit des Benutzers nicht erfasst werden, wenn er sich
mit seiner Hand dem Griff annähert,
beispielsweise weil er Handschuhe trägt. Es wird dann erforderlich,
auf eine Noterfassung zurückzugreifen.
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Die
besondere Anordnung der leitfähigen Mittel
an dem beweglichen Greifabschnitt ermöglicht diese Noterfassung.
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Wie
nämlich
in 3 dargestellt ist, sind dann, wenn der Benutzer
den Greifabschnitt 2 des Griffs 1 in Richtung
des schwarzen Pfeils F' betätigt, um
die Fahrzeugtür
zu öffnen,
die leitfähigen
Mittel 7 von der Messelektrode 4 entfernt, gegenüber welcher
er sich mit einem Abstand d befindet.
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Diese
Erhöhung
des Abstands führt
zu einer Verminderung der kapazitiven Kopplung, die zwischen diesen
beiden Elementen besteht, und ändert die
Verteilung der zwischen Messelektrode und Bezugselektrode bestehenden
Feldlinien.
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Die
Kapazität
ausgehend vom Sensor ist damit vermindert, wobei diese Verminderung
vom Sensor als die Anwesenheit eines Benutzers interpretiert wird.
Somit wird ein Erfassungssignal erzeugt.
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Die
leitfähigen
Mittel sind über
jegliche bekannte Befestigungsmittel an dem Greifabschnitt des Griffs
befestigt, können
jedoch auch direkt mit dem Greifabschnitt des Griffs bei dessen
Herstellung eingegossen werden.
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Die
Erfindung wurde insbesondere für
eine Anwendung bei der Erfassung der Annäherung eines Benutzers im Bereich
des Griffs durch den Anwesenheiterfassungssensor insbesondere für Systeme zum
Erfassen der Anwesenheit eines Benutzers beschrieben.
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Wie
dargestellt ist, kann mit der Erfassung der Annäherung eines Benutzers im Bereich
des Griffs die Steuerung zumindest einer gegebenen Funktion im Bereich
des Fahrzeugs und insbesondere die Entriegelung des Fahrzeugs nach
Identifizierung des Benutzers erfolgen, wobei die Identifizierung
durch die Erfassung der Anwesenheit des Benutzers im Bereich des
Griffs eingeleitet wird.
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In 4 ist
nun eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Griffs
dargestellt, bei dem der Anwesenheitssensor ein Tastsensor ist.
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Dieser
im Bereich des Griffs positionierte Tastsensor ermöglicht durch
Erfassung einer Berührung
durch den Benutzer, eine bestimmte Funktion im Bereich des Fahrzeugs
und insbesondere die Verriegelung desselben zu steuern.
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Im
Unterschied zum in den vorangehenden Figuren dargestellten Annäherungssensor
ist die Erfassungsnutzzone 9 hier ein am Griff angeordneter Oberflächenbereich.
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5 zeigt
perspektivisch eine vereinfachte Explosionsansicht der räumlichen
Anordnung dieses Tastsensors.
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Der
Tastsensor dieser neuen Anordnung enthält gewöhnlich einen Speisestromkreis 10,
der an einer gedruckten Schaltung 11 positioniert ist,
mit der eine Messelektrode 4 und eine Bezugselektrode 5 verbunden
sind.
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Die
Messelektrode 4 befindet sich an der Oberseite der gedruckten
Schaltung und ist der Bezugselektrode 5 gegenüberliegend
angeordnet, die sich an der Unterseite der gedruckten Schaltung 11 befindet.
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Erfindungsgemäß sind der
Messelektrode 4 gegenüberliegend
leitfähige
Mittel 7 angeordnet, wodurch es möglich ist, eine Erfassungsnutzzone 9 zu schaffen.
Durch Anordnung von leitfähigen
Mitteln 7 gegenüber
und benachbart zur Messelektrode 4 erfolgt nämlich eine
kapazitive Kopplung zwischen diesen beiden Elementen. Durch diese
kapazitive Kopplung wird die bestehende Verteilung der zwischen Messelektrode 4 und
Bezugselektrode 5 erstellten Feldlinien verändert. Somit
erfolgt zwischen Messelektrode 4 und Bezugselektrode 5 einerseits
und zwischen den leitfähigen
Mitteln 7 und der Bezugselektrode 5 andererseits
eine Umverteilung der Feldlinien.
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Bei
einem sandwichartigen Aufbau werden die Feldlinien größtenteils
zwischen Bezugselektrode 5 und leitfähigen Mitteln 7 erstellt.
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Zum
Vergleich ist im 5 auch der Erfassungsbereich 6 dargestellt,
der durch elektromagnetische Kopplung zwischen der Messelektrode 4 und der
Bezugselektrode 5 erzeugt geworden wäre, wenn der Griff keine leitfähigen Mittel 7 aufweist.
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Dieser
unter 1a dargestellte Anwesenheiterfassungsbereich 6 ist
in seiner Größe begrenzt
und befindet sich in Verlängerung
der Elektroden oberhalb der Messelektrode. Er hat eine sich erweiternde Form,
deren Kontur von der Form der Messelektrode abhängt.
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Aufgrund
der leitfähigen
Mittel 7 ist festzustellen, dass die Erfassungsnutzzone 9 größer ist
als der Erfassungsbereich 6, wobei sie eine Kontur hat, die
in Größe und Form
von den geometrischen und maßlichen
Merkmalen der leitfähigen
Mittel 7 abhängt.
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Im
vorliegenden Fall entspricht die Erfassungsnutzzone 9 dem
der elektromagnetischen Kopplung zwischen den leitfähigen Mitteln 7 und
der Bezugselektrode 5 zugeordneten Erfassungsbereich, da
die Bezugselektrode 5 der Messelektrode 4 gegenüberliegend
angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß können die
leitfähigen
Mittel einer Verschiebungselektrode zugewiesen sein, die durch kapazitive
Kopplung mit der Elektrode, gegenüber welcher sie angeordnet
ist, ermöglicht,
einen Teil der Feldlinien zu verschieben, um eine Nutzzone zum Erfassen
der Anwesenheit des Benutzers zu schaffen.
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Durch
die Erfindung kann somit ein Griff hergestellt werden, der einen
Anwesenheitssensor (Tastsensor oder Annäherungssensor) enthält, für welchen
der Erfassungsbereich optimiert und Funktion seiner Architektur
ist.
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Der
erfindungsgemäße Griff
ist im allgemeinen im Bereich eines Fahrzeugs integriert und kann bei
einem System zum Erfassen der Anwesenheit eines Benutzers Anwendung
finden, um zumindest eine Funktion im Bereich des Fahrzeugs zu steuern.
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Mit
der Erfindung ist es möglich,
die Verriegelung und/oder Entriegelung zumindest einer Fahrzeugtür zu steuern
und gegebenenfalls diese Steuerung einem Fahrzeug mit Freihandzugang
zuzuordnen.