DE60220544T2 - Fahrzeugtürgriff mit annäherungssensor - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Türgriff, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
  • 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.
  • Die Erfindung bezieht sich auch auf ein System zum Gestatten bzw. Verhindern des Zugangs zu einem Kraftfahrzeug, das einen derartigen Türgriff umfasst.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Dieses Erfassen erfolgt gewöhnlich über zwei Elektroden, die im Bereich des Griffs positioniert und mit einem Speisestromkreis verbunden sind.
  • 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.
  • Bei derartigen Griffen hängt die Anordnung des Erfassungsbereichs von der relativen Positionierung der Elektroden am Griff ab.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Probleme entstehen hierbei jedoch insbesondere im Bereich der Anschlüsse der Elektrode, die sich am Greifabschnitt befinden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Festzustellen ist, dass die Erhöhung der Empfindlichkeit des Sensors es nicht gestattet, den Erfassungsbereich in Richtung der sich annähernden Hand des Benutzers zu vergrößern.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vorteilhaft sind die leitfähigen Mittel in den Greifabschnitt des Griffs eingegossen.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein System zum Gestatten bzw. Verhindern des Zugangs zu einem Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Türgriff.
  • Die Erfindung wird im Laufe der erläuternden näheren Beschreibung eines nicht einschränkenden Beispiels besser verständlich, das sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, worin zeigt:
  • 1 eine Querschnittansicht eines Griffs aus dem Stand der Technik,
  • 2 eine Querschnittansicht, welche die Nutzzone zum Erfassen der Anwesenheit darstellt, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erhalten wird,
  • 3 eine Querschnittansicht des Griffs aus 2 bei seiner Betätigung durch einen Benutzer,
  • 4 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Griffs, bei welchem der Anwesenheitssensor ein Anwesenheitstastsensor ist, und
  • 5 eine perspektivische vereinfachte Explosionsansicht des Tastsensors aus 4.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Daraus ergibt sich ein Anwesenheiterfassungsbereich 6'', dessen Form bezüglich des Anwesenheiterfassungsbereichs 6 aus 1 abgeändert ist.
  • 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.
  • Wie in 2 ersichtlich ist, ist der zweite Anwesenheiterfassungsbereich 8 kleiner als der Anwesenheiterfassungsbereich 6'' und gegenüber diesem geringfügig versetzt.
  • 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.
  • Diese Anwesenheiterfassungsnutzzone 9 ist größer als der erste Anwesenheiterfassungsbereich 6'' und entspricht einem bezüglich der Architektur des Griffs 1 optimierten Erfassungsbereich.
  • Somit sind die geometrischen und maßlichen Merkmale der leitfähigen Mittel 7 von Bedeutung, um einen bezüglich der Architektur des Griffs optimierten Erfassungsbereich zu schaffen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die besondere Anordnung der leitfähigen Mittel an dem beweglichen Greifabschnitt ermöglicht diese Noterfassung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In 4 ist nun eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Griffs dargestellt, bei dem der Anwesenheitssensor ein Tastsensor ist.
  • 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.
  • Im Unterschied zum in den vorangehenden Figuren dargestellten Annäherungssensor ist die Erfassungsnutzzone 9 hier ein am Griff angeordneter Oberflächenbereich.
  • 5 zeigt perspektivisch eine vereinfachte Explosionsansicht der räumlichen Anordnung dieses Tastsensors.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bei einem sandwichartigen Aufbau werden die Feldlinien größtenteils zwischen Bezugselektrode 5 und leitfähigen Mitteln 7 erstellt.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (5)

  1. Türgriff, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Messelektrode (4) und einer Bezugselektrode (5) eines Sensors zum Erfassen der Anwesenheit eines Benutzers, wobei die Elektroden beide mit einem Speisestromkreis (10) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass er ferner leitfähige Mittel (7) aufweist, die isoliert und ohne physische Verbindung mit anderen leitenden Elementen oder mit dem Speisestromkreis angeordnet sind und zumindest teilweise einer der Elektroden (4, 5) gegenüberliegen, um eine kapazitive Kopplung zu schaffen, wobei die Größe und die Form der leitfähigen Mittel (7) derart gewählt sind, dass die leitfähigen Mittel (7), die Messelektrode (4) und die Bezugselektrode (5) durch elektromagnetische Kopplung eine Nutzzone (9) zum Erfassen der Anwesenheit des Benutzers erzeugen.
  2. Türgriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Griff einen Greifabschnitt (2) aufweist, der bezüglich der Tür beweglich und dazu bestimmt ist, von dem Benutzer zwischen einer Ruhestellung und einer Öffnungsstellung betätigt zu werden, sowie einen an der Tür positionierten festen Abschnitt (3), dass die Elektrode (4, 5), gegenüber welcher die leitfähigen Mittel (7) positioniert sind, an dem festen Abschnitt (3) des Griffs befestigt bzw. darin integriert ist und dass die leitfähigen Mittel (7) im Bereich des Greifabschnitts (2) des Griffs so integriert bzw. befestigt sind, dass der Übergang des Griffs von seiner Ruhestellung in seine Öffnungsstellung eine Änderung der kapazitiven Kopplung bewirkt.
  3. Türgriff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Mittel (7) in den Greifabschnitt (2) des Griffs eingegossen sind.
  4. Türgriff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er zu einem System zum Erfassen der Anwesenheit eines Benutzers im Bereich der Anwesenheiterfassungsnutzzone (9) gehört, um im Bereich des Fahrzeugs die Steuerung zumindest einer gegebenen Funktion durchzuführen.
  5. System zum Gestatten bzw. Verhindern des Zugangs zu einem Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Türgriff nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
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