DE69909675T2 - Sicherheitssystem für eine Kraftfahrzeugöffnung - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für eine zu öffnende Einrichtung eines Kraftfahrzeuges.
  • Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Sicherheitssystem für eine zu öffnende Einrichtung eines Kraftfahrzeuges, bei dem die zu öffnende Einrichtung in ihrer geschlossenen Position durch ein Schloß gehalten wird, welches mit Hilfe eines Griffes betätigbar ist, und bei dem das Sicherheitssystem Mittel umfaßt, mittels welcher die Anwesenheit einer Hand des Benutzers in der Nähe des Griffes erfaßt wird.
  • Ein derartiges System wird beispielsweise in dem Dokument FR-A-2.733.783 beschrieben. Das in diesem Dokument beschriebene System schlägt als Mittel zur Erfassung der Anwesenheit einer Hand die Verwendung eines Infrarot-Sensors vor. Dieser Sensor überwacht einen räumlichen Bereich um den zu überprüfenden Hebel, derart, daß bei Annäherung der Hand eines Benutzers an den Griff die von der Hand ausgehenden Infrarotstrahlen durch den Sensor empfangen und analysiert werden, welcher dann in der Lage ist, eine Schaltinformation an ein elektronisches Modul des Sicherheitssystems zu übertragen.
  • Die Verwendung eines Infrarot-Sensors ist jedoch nicht befriedigend. Denn die von der Hand des Benutzers ausgehenden Infrarotstrahlen können in Abhängigkeit von zahlreichen Parametern stark variieren. Insbesondere wenn der Benutzer Handschuhe trägt, kann die von der Hand ausgehende Infrarotstrahlung so stark vermindert werden, daß sie nicht mehr detektierbar ist.
  • Ein auf diese Weise mit einem derartigen Sensor ausgerüstetes Sicherheitssystem bietet keine ausreichende Garantie, um in allen möglichen, bei der üblichen Verwendung eines Fahrzeuges auftretenden Situationen die Erfassung der Hand zuverlässig sicherzustellen.
  • In dem Dokument DE-A-196.17.038 wird ein Sicherheitssystem beschrieben, bei dem die Mittel zur Erfassung der Hand die Änderung der Kapazität eines Kondensators ausnutzen, wobei die Beläge des Kondensators einerseits durch die Blechwand einer Tür und andererseits durch ein in einer Handhabe des Griffes integriertes Metallelement gebildet werden. Die zwischen die beiden Beläge eingeführte Hand verändert die Kapazität des derart gebildeten Kondensators.
  • Die Wirkung dieser Vorrichtung beruht demnach darauf, eine Änderung der Kapazität des Kondensators zu bestimmen, wobei der Kondensator in der Regel in eine elektronische Oszillatorschaltung integriert ist und dessen Frequenz verändert. Die Veränderung der Kapazität des Kondensators, und demnach die Anwesenheit der Hand, werden also durch eine Veränderung der Frequenz des Oszillators der Schaltung ermittelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Konzeption der Mittel zur Erfassung der Anwesenheit der Hand in der Nähe des Griffes vorzuschlagen, die gleichzeitig kostengünstig realisierbar ist und eine Erfassung der Hand ermöglicht, die vor allem leistungsfähig einerseits hinsichtlich der Empfindlichkeit und andererseits hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit in Bezug auf äußere Störungseinflüsse ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Sicherheitssystem für eine zu öffnende Einrichtung eines Kraftfahrzeuges vor, bei dem die zu öffnende Einrichtung in ihrer geschlossenen Position durch ein Schloß gehalten wird, welches mit Hilfe eines Griffes betätigbar ist, und bei dem das Sicherheitssystem Mittel umfaßt, mittels welcher die Anwesenheit einer Hand des Benutzers in der Nähe des Griffes erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erfassung der Hand folgendes enthalten:
    • – eine Sendeantenne, an die eine periodische Spannung anlegbar ist;
    • – eine Empfangsantenne;
    • – eine Empfangsschaltung, welche mit Mitteln zur Messung der Potentialdifferenz zwischen der Empfangsantenne und einer elektrischen Masse und mit Mitteln zum Vergleich der Amplitude der Änderung der besagten Potentialdifferenz in bezug auf einen Referenzwert der Amplitude versehen ist.
  • Gemäß anderer charakteristischer Merkmale der Erfindung
    • – ist der Wert der Referenzamplitude konstant und die Empfangsmittel senden eine Empfangsinformation aus, wenn die Amplitude der Änderung der besagten Potentialdifferenz den Wert der Referenzamplitude unterschreitet;
    • – ist der Wert der Referenzamplitude gleich einem Wert der Amplitude der Änderung der besagten Potentialdifferenz, der ein zeitverzögerndes Filter durchlaufen hat, wobei die Empfangsmittel eine Empfangsinformation aussenden, wenn die Differenz zwischen der Amplitude der Änderung der besagten Potentialdifferenz und dem Wert der Referenzamplitude einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet;
    • – ist die Frequenz der periodischen Spannung konstant und liegt zwischen einem Kiloherz und einem Megaherz;
    • – werden die Sende- und Empfangsantennen durch zwei Leiterelemente gebildet, welche in den Griff integriert sind;
    • – ist mindestens eine der beiden Antennen in einer Handhabe des Griffes integriert;
    • – enthält das System Mittel zur Wiedererkennung einer von dem autorisierten Benutzer getragenen identifizierenden Vorrichtung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen, wobei die Mittel zur Wiedererkennung eine Wiedererkennungsschaltung umfassen, die mit einem in der Nähe des Griffes angeordneten Sender und/oder Empfänger verbunden ist, und wobei eine der Antennen der Empfangsmittel aus dem Sender und/oder dem Empfänger der Mittel zum Wiedererkennen besteht;
    • – enthält das Sicherheitssystem Umschaltmittel, mit denen der Sender und/oder Empfänger selektiv mit der Empfangsschaltung oder der Wiedererkennungsschaltung verbindbar ist;
    • – sind die Umschaltmittel derart betätigbar, daß der Sender und/oder der Empfänger mit der Wiedererkennungsschaltung verbunden wird, sofern ein Benutzer durch die Empfangsmittel ermittelt worden ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die sich zum besseren Verständnis auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Es zeigen:
  • die 1 und 2 schematische perspektivische Ansichten von zwei Ausführungsformen der Integration der erfindungsgemäßen Empfangsmittel in einem Griff;
  • 3 eine schematische Ansicht, welche die verschiedenen Bauteile wiedergibt, aus der sich die erfindungsgemäße Empfangsschaltung zusammensetzt;
  • 4 ein Diagramm, welches die Funktion der Empfangsschaltung einer ersten Ausführungsform wiedergibt, bei welcher die Empfangsschwelle einen konstanten Wert aufweist; und
  • die 5 und 6 der 4 entsprechende Diagramme einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei welcher die Empfangsschwelle variabel ist.
  • In den 1 und 2 ist ein Griff 10 eines Kraftfahrzeuges dargestellt, der beispielsweise zum Öffnen einer Fahrzeugtür an dieser befestigt ist.
  • Beispielsweise handelt es sich bei dem Griff 10 um den Grifftyp eines „Kühlschrankes", welcher derart ausgebildet ist, daß er auf der erhabenen Oberfläche eines Wandbereiches des Außenbleches (nicht dargestellt) der zu öffnenden Einrichtung des Fahrzeuges montierbar ist. Der Griff 10 umfaßt daher auf der Außenseite der zu öffnenden Einrichtung einen Griffhebel 12, der zwischen einer in den 1 und 2 dargestellten Ruhestellung und einer geöffneten Stellung (nicht dargestellt) beweglich ist. In der geöffneten Stellung ist der Hebel 12 in Bezug auf das Wandteil des Bleches durch die Hand des Benutzers nach außen betätigt und wirkt möglicherweise mittels eines Übertragungsgestänges (nicht dargestellt) auf einen Schloßmechanismus (nicht dargestellt). Hierzu greift der Benutzer mit seiner Hand zwischen den Hebel 12 und das Wandteil des Bleches, in dem er auf die hintere Oberfläche 14 des Hebels 12 einwirkt.
  • Der Griff 10 umfaßt ebenfalls eine Schließzylinder-Abdeckung 16, die außenseitig an dem Wandteil des Bleches angeordnet und unbeweglich ist. Die Abdeckung weist eine Bohrung 18 auf, welche beispielsweise zur Aufnahme eines eine Betätigung des Schlosses verhindernden drehbaren Schließzylinders dient.
  • Der Griff 10 weist ferner innere Teile 20, 22 auf, die in Bezug auf das Wandteil des Außenbleches auf der Innenseite angeordnet sind, und die insbesondere die Befestigung des Griffes an der zu öffnenden Einrichtung wie auch die Verbindung des Griffes 10, insbesondere seines Hebels 12, mit dem durch den Griff betätigbaren Schloßmechanismus ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß umfaßt das Sicherheitssystem Mittel, welche die Anwesenheit der Hand des Benutzers detektieren, wenn diese in die Nähe des Griffes gelangt, und zwar bevor eine Berührung des Griffes durch die Hand erfolgt.
  • Das erfindungsgemäße Sicherheitssystem läßt sich besonders vorteilhaft bei einem Sicherheitssystem verwenden, welches Mittel zur Identifikation eines in einem Abstand befindlichen Benutzers aufweist. Bei einem derartigen System trägt der Benutzer eine ihn identifizierende Vorrichtung, z. B. einen Transponder, der als Antwort auf ein von dem Sicherheitssystem ausgesandtes Abfragesignal einen für den Transponder charakteristischen Identifikationscode zurücksendet. Wenn der von dem Transponder zurückgesandte Identifikationscode mit dem Code übereinstimmt, den das Sicherheitssystem erwartet, bewirkt Letzteres die Entriegelung der zu öffnenden Einrichtungen des Fahrzeuges. Der Benutzer kann daher die zu öffnende Einrichtung durch Einwirken auf den Griff 10 öffnen, ohne vorher einen Schlüssel in den Schließzylinder einzuführen und ohne eine Fernbedienung betätigt zu haben.
  • Der Informationsaustausch zwischen dem Sicherheitssystem und dem von dem Benutzer getragenen Transponder erfordert im allgemeinen eine elektromagnetische Verbindung bei hohen Frequenzen, die eine nicht vernachlässigbare Menge an Energie benötigt, und die eine Quelle der elektromagnetischen Umweltbelastung darstellt. Es ist daher wünschenswert, daß der Identifikationsprozeß nicht kontinuierlich durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug verriegelt ist.
  • Um dieses zu erreichen, ist bereits vorgeschlagen worden, den Identifikationsprozeß nur dann einzuleiten, wenn der Benutzer den Hebel 12 des Griffes 10 betätigt, wobei dieser beispielsweise einen den Identifikationsprozeß einleitenden Schalter umfaßt.
  • Jedoch benötigen die Identifikationsprozesse und die Entriegelung eine nicht vernachlässigbare Zeitdauer, währenddessen der Benutzer seine Hand an dem Griff hat, ohne ein Öffnen der zu öffnenden Einrichtung tätigen zu können. Dieses wird im allgemeinen als unangenehm empfunden.
  • Auch hat sich gezeigt, daß das Bedürfnis besteht, das Sicherheitssystem mit Mitteln zu versehen, die ein sich Nähern der Hand des Benutzers detektieren und es zulassen, daß der Identifikationsprozeß und die Entriegelung eingeleitet werden, bevor der Benutzer den Griff 10 tatsächlich ergriffen hat.
  • Erfindungsgemäß bestehen die Mittel zur Erfassung der Anwesenheit der Hand im wesentlichen aus einer Sendeantenne 24 und einer Empfangsantenne 26, die bei den beiden in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen in den Griff 10 integriert sind.
  • In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Sendeantenne 24 und die Empfangsantenne 26 jeweils die Form eines metallischen stromführenden Leiters auf und sind in Längsrichtung parallel zueinander in dem Hebel 12 des Griffes 10 angeordnet.
  • Im Gegensatz hierzu wird bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel die Sendeantenne 24 durch ein feststehendes Metallteil gebildet, welches beispielsweise als rohrförmige Einlage ausgebildet ist und zur Aufnahme des Schließzylinders dient. Die Empfangsantenne 26 wird durch den Sender und/oder Empfänger einer Schaltung zur Wiedererkennung gebildet, durch welche das Sicherheitssystem die Wiedererkennung und Identifikation des von dem Benutzer getragenen Transponders bewirkt.
  • In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Sender oder der Empfänger der Schaltung zur Wiedererkennung in Form einer Spule realisiert, die in den Hebel 12 integriert ist und die deshalb auch zur Erfassung der sich nähernden Hand dient.
  • In beiden Fällen sind die Sende- und Empfangsantennen 24 und 26 mit einer insbesondere in 3 dargestellten Empfangsschaltung 28 verbunden, die zwei unterschiedliche Teile umfaßt.
  • Wie man 3 entnehmen kann, besteht die Empfangsschaltung 28 aus einem Generator 30, welcher der Sendeantenne 24, gegebenenfalls über eine Verstärkerschaltung 32, ein periodisches Potential zuführt.
  • Die Empfangsantenne 26 ist, gegebenenfalls über eine zweite Verstärkerschaltung 34, mit Mitteln 36 zum Messen und Vergleichen des durch die Antenne 26 empfangenen Signales verbunden.
  • Tatsächlich beobachtet man, daß, wenn die Sendeantenne 24 von einem periodischen Potential des Generator 30 beaufschlagt wird, ein entsprechendes Signal der gleichen Frequenz in der Empfangsantenne 26 erzeugt wird. Vorzugsweise wird eine Spannung verwendet, deren Frequenz im wesentlichen in dem Bereich zwischen 1 KHz und 1 MHz liegt.
  • Selbstverständlich ist der Maximalwert des durch die Empfangsantenne 26 emfangenen Signales viel schwächer als derjenige, der durch die Sendeantenne 24 ausgesandt wird.
  • Erfindungsgemäß sind die Mittel 36 zum Messen und Vergleichen der Empfangsschaltung 28 geeignet, die Amplitude A der Änderung der Potentialdif ferenz zwischen der Empfangsantenne 26 und einer elektrischen Referenz, zum Beispiel der elektrischen Masse des Fahrzeuges, zu messen.
  • Wenn der Benutzer seine Hand dem Griff 10 nähert, ergibt sich ein deutliches Absenken der Amplitude A dieser Potentialdifferenz.
  • Um auch die Gegenwart einer Hand in der Nähe des Griffes 10 zu bestimmen, reicht es aus, mit den Mitteln 36 zum Messen und Vergleichen die Amplitude A der Potentialdifferenz des mit der Empfangsantenne 26 empfangenen Potentials mit einer Referenzamplitude Aref zu vergleichen, um die Gegenwart oder Abwesenheit der Hand festzustellen und um gegebenenfalls eine Information über die Ermittlung der Hand auszusenden.
  • Die Erfindung kann unter Verwendung sowohl einer konstanten Referenzamplitude Aref als auch einer variablen Referenzamplitude Aref durchgeführt werden.
  • In dem in 4 dargestellten Diagramm ist die Funktionsweise der Empfangsschaltung 28 für den Fall wiedergegeben, daß die Referenzamplitude Aref einen konstanten Wert besitzt. In diesem Fall sendet die Empfangsschaltung 28 eine Information über die Ermittlung der Hand aus, wenn die Mittel 36 zum Messen und Vergleichen eine Amplitude A des mit der Empfangsantenne 26 empfangenen Signales ermitteln, die unter der Referenzamplitude Aref liegt.
  • Im Gegensatz hierzu kann eine variable Referenzamplitude Aref verwendet werden, insbesondere um eine fortschreitende Veränderung der Eigenschaften der Kopplung zwischen der Sendeantenne 24 und der Empfangsantenne 26 zu berücksichtigen, wobei die Änderung zum Beispiel von einer Änderung der atmosphärischen Bedingungen stammt.
  • In diesem Fall kann man zum Beispiel als Referenzamplitude Aref einen gefilterten Wert der Amplitude A des mit der Empfangsantenne 26 empfangenen Signales verwenden. Hierfür verwendet man ein zeitverzögerndes Filter, wobei die Zeitverzögerung einen relativ großen zurückliegenden Zeitabschnitt, beispielsweise in der Größenordnung von einigen Sekunden, betrifft.
  • Wenn daher eine lang anhaltende progressive und sehr langsame Änderung der Amplitude A der Änderung der Potentialdifferenz der Empfangsantenne 26 auftritt, verändert sich die Amplitude Aref sofort mit der Amplitude A derart, daß die Differenz zwischen der augenblicklichen Amplitude A und der Referenzamplitude Aref in jedem Fall relativ gering bleibt. In diesem Fall erzeugt die Empfangsschaltung 28 keine die Hand detektierende Information und sie interpretiert diesen Verlauf der Amplitude A als Ergebnis einer langsamen Entwicklung der Umgebung des Griffes 12, unabhängig von der Gegenwart des Benutzers.
  • Wenn der Benutzer hingegen seine Hand nähert, erfolgt dieses in der Regel mit einer relativ hohen Geschwindigkeit. Daraus ergibt sich, daß die augenblickliche Amplitude A der Änderung der Differenz des Potentials der Empfangsantenne 28 so schnell abfällt, wie dieses in 6 dargestellt ist. Die durch die Filterung der augenblicklichen Amplitude mittels eines zeitverzögernden Filters gewonnene Referenzamplitude Aref verursacht daher einen großen Abstand zwischen der augenblicklichen Amplitude A und der Referenzamplitude Aref , so daß die Empfangsschaltung 28 daher in der Lage ist, diese große Differenz als das Ergebnis einer Annäherung der Hand des Benutzers zu interpretieren. Wenn diese Differenz einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, erzeugt die Empfangsschaltung 28 eine die Gegenwart der Hand charakterisierende Information, welche an das Sicherheitssystem gesendet wird. Dieses kann dann den Prozeß der Wiedererkennung der von dem Benutzer getragenen Identifikation und, gegebenenfalls, den Prozeß der Entriegelung der zu öffnenden Einrichtung einleiten.
  • In dem Falle, in dem die Sende- oder Empfangsantenne 24 oder 26 aus einem Element besteht, welches einen Sender oder Empfänger für die Wiedererkennungsschaltung bildet, sieht man vorteilhafterweise ein Umschaltsystem vor, mittels dem die besagten Elemente alternativ mit einer Schaltung zur Wiedererkennung oder einer Empfangsschaltung 28 verbindbar sind. Denn die beiden Schaltungen werden tatsächlich nicht zur gleichen Zeit benutzt, was zur Folge hat, daß der Prozeß der Wiedererkennung nur durchgeführt wird, wenn ein Benutzer vorher durch die Empfangsmittel detektiert wurde.
  • In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Antennen 24, 26 an dem Griff 10 angeordnet, was insbesondere hinsichtlich der Zeitdauer der Montage des Fahrzeugsystems vorteilhaft ist. Jedoch kann die Erfindung auch in einem Sicherheitssystem verwendet werden, bei dem die Antennen beispielsweise an der zu öffnenden Einrichtung des Fahrzeuges angeordnet sind.

Claims (9)

  1. Sicherheitssystem für eine zu öffnende Einrichtung eines Kraftfahrzeuges, bei dem die zu öffnende Einrichtung in ihrer geschlossenen Position durch ein Schloß gehalten wird, welches mit Hilfe eines Griffes (10) betätigbar ist, und bei dem das Sicherheitssystem Mittel umfaßt, mittels welcher die Anwesenheit einer Hand des Benutzers in der Nähe des Griffes (10) erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erfassung der Hand folgendes enthalten: – eine Sendeantenne (24), an die eine periodische Spannung anlegbar ist; – eine Empfangsantenne (26); – eine Empfangsschaltung (28), welche mit Mitteln zur Messung der Potentialdifferenz zwischen der Empfangsantenne (26) und einer elektrischen Masse und mit Mitteln zum Vergleich der Amplitude (A) der Änderung der besagten Potentialdifferenz in Bezug auf einen Referenzwert (Aref ) der Amplitude versehen ist.
  2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Referenzamplitude (Aref ) konstant ist, und daß die Empfangsmittel (36) eine Empfangsinformation aussenden, wenn die Amplitude (A) der Änderung der besagten Potentialdifferenz den Wert der Referenzamplitude (Aref ) unterschreitet.
  3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Referenzamplitude (Aref ) gleich einem Wert der Amplitude (A) der Änderung der besagten Potentialdifferenz ist, der ein zeitver zögerndes Filter durchlaufen hat, daß die Empfangsmittel (36) eine Empfangsinformation aussenden, wenn die Differenz zwischen der Amplitude (A) der Änderung der besagten Potentialdifferenz und dem Wert der Referenzamplitude (Aref ) einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
  4. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der periodischen Spannung konstant ist und zwischen einem Kiloherz und einem Megaherz liegt.
  5. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsantennen, (24, 26) durch zwei Leiterelemente gebildet werden, welche in den Griff (10) integriert sind.
  6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Antennen (24, 26) in einer Handhabe (12) des Griffes (10) integriert ist.
  7. Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System Mittel zur Wiedererkennung einer von dem autorisierten Benutzer getragenen, ihn identifizierenden Vorrichtung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen enthält, und daß die Mittel zur Wiedererkennung eine Wiedererkennungsschaltung umfassen, die mit einem in der Nähe des Griffes angeordneten Sender und/oder Empfänger verbunden ist, und daß eine der Antennen (26) der Empfangsmittel aus dem Sender und/oder dem Empfänger der Mittel zum Wiedererkennen besteht.
  8. Sicherheitssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherheitssystem Umschaltmittel enthält, mit denen der Sender und/oder Empfänger (26) selektiv mit der Empfangsschaltung (28) oder der Wiedererkennungsschaltung verbindbar ist.
  9. Sicherheitssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltmittel derart betätigbar sind, daß der Sender und/oder der Empfänger (26) mit der Wiedererkennungsschaltung verbunden wird, sofern ein Benutzer durch die Empfangsmittel ermittelt worden ist.
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