Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Türaußengriffanordnung für ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14 und ein
Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Türschließsystems gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 18.
Bekannt sind konventionelle elektromechanische Kraftfahrzeug-Türschließsysteme
mit Funkfernbedienung, jedoch ohne "Passive Entry"-Funktion. Bei
diesen klassischen Kraftfahrzeug-Türschließsystemen betätigt eine Bedienungsperson
eine Drucktaste an einem Fernsteuermodul. Dadurch wird die
Steuerelektronik aktiviert und durchläuft umgehend ihre Reaktionsphase.
Aufgrund der Entfernung der Bedienungsperson beim Drücken der Taste des
Fernsteuermoduls erreicht die Bedienungsperson den Türaußengriff an der
Kraftfahrzeugtür mit so großer zeitlicher Verzögerung, daß die Reaktionsphase
der Steuerelektronik lange abgeschlossen und das Kraftfahrzeugschloß
entriegelt worden ist. Die Bedienungsperson öffnet durch Ziehen am
Türaußengriff die Kraftfahrzeugtür, wobei das Kraftfahrzeugschloß entweder
mechanisch öffnet, also die Sperrklinke durch die Bewegung des Türaußengriffes
ausgehoben wird, oder elektromechanisch oder pneumatisch öffnet,
wobei vom Türaußengriff ein Steuersignal an einen Öffnungsantrieb zum
Ausheben der Sperrklinke abgegeben wird.
Eine Steuerelektronik mit sogenannter "Passive Entry"-Funktion, auch "elektronischer
Schlüssel" genannt, unterscheidet sich von dem zuvor erläuterten
klassischen Kraftfahrzeug-Türschließsystem dadurch, daß am Femsteuermodul
keine Handhabung, also kein Tastendruck vorgenommen werden muß,
um das Kraftfahrzeugschloß bei Annäherung an das Kraftfahrzeug zu entriegeln.
Vielmehr erfolgt dies selbsttätig bei Annäherung der Bedienungsperson
an das Kraftfahrzeug.
Unter "Passive Entry"-Funktion ist hier also insbesondere eine automatische,
kraftfahrzeugseitige Datenabfrage bzw. Identifikation eines bedienerseitigen
Datenträgers, Transponders o. dgl. zu verstehen, um festzustellen, ob eine
sich dem Kraftfahrzeug annähernde Bedienungsperson oder eine Bedienungsperson,
die bereits im Begriff ist, das Kraftfahrzeug bzw. eine Kraftfahrzeugtür
zu öffnen, zum Zutritt berechtigt ist. Dies wird meist von einer entsprechenden
Elektronik des Kraftfahrzeugs überprüft. Bei entsprechender
Berechtigung der Bedienungsperson erfolgt üblicherweise ein automatisches
Entriegeln entweder einer Zentralverriegelung, des Türschlosses der Fahrertür
oder zumindest des Türschlosses der Tür, dem sich die Bedienungsperson
nähert oder deren Türaußengriff die Bedienungsperson berührt bzw. betätigt.
Ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem mit "Passive Entry"-Funktion benötigt
für die Steuerelektronik eine bestimmte Reaktionsphase bzw. -zeit, die sich
aus einem Anlaufintervall, um das System bei Annäherung des Datenträgers
bzw. Fernsteuermoduls zu aktivieren, einem Berechtigungs-Prüfintervall, um
die Bedienungsperson anhand der Codierung der zwischen Fernsteuermodul
und Steuerelektronik ausgetauschten Signale auf ihre Berechtigung zu überprüfen,
und schließlich dem eigentlichen Aktionsintervall, in dem die Aktion
erfolgt, insbesondere die Entriegelung des Kraftfahrzeugschlosses, durchgeführt
wird, zusammensetzt. (Auch beim Verriegeln des Kraftfahrzeug-Türschließsystems
wird eine entsprechende Reaktionsphase benötigt. Diese ist
aber weniger kritisch, weil sie der Bedienungsperson praktisch nicht auffällt.)
Die Dauer der Reaktionsphase von mehr als hundert Millisekunden wird im
Vergleich mit konventionellen Kraftfahrzeug-Türschließsystemen als lang
empfunden, wenn das Anlaufintervall erst bei Betätigen des Türaußengriffes
startet. Das Ziehen des Türaußengriffes o. dgl. kann nämlich bei einer "Passive
Entry"-Funktion u. U. schon erfolgen, wenn die Reaktionsphase der
Steuerelektronik noch nicht abgeschlossen worden ist. Die Bedienungsperson
muß dann den Türaußengriff ein zweites Mal ziehen, was als "Fehlfunktion"
interpretiert werden kann.
Da die resultierende Gesamtzeit der Reaktionsphase nicht beliebig weit verkürzt
werden kann, wurde bereits versucht, die Verzögerungszeit zu kaschieren
(DE - A - 195 21 024). Bei diesem Kraftfahrzeug-Türschließsystem wird
das Anlaufintervall und das Berechtigungs-Prüfintervall der Steuerelektronik
in eine Phase verlegt, die vor der von der Bedienungsperson merkbaren eigentlichen
Bedienungsphase liegt. Merkbar ist dann für die Bedienungsperson
lediglich eine Restzeit, die der Reaktionszeit von mechanischen, konventionellen
Kraftfahrzeug-Türschließsystemen entspricht.
Ein anderer Ansatz besteht darin, das Anlaufintervall der Steuerelektronik
nicht erst bei Betätigen des Türaußengriffes starten zu lassen, sondern schon
eine Annäherung der Hand einer Bedienungsperson an den Türaußengriff
zum Starten des Anlaufintervalls zu nutzen. Dazu ist es bekannt, am Türaußengriff
einen kapazitiven Annäherungssensor vorzusehen (DE - A - 197 52
974; DE - A - 196 17 038), durch den die Annäherung der Hand der Bedienungsperson
schon etwa 100 bis 150 ms vor der Berührung des Türaußengriffes
durch die Hand erfaßt wird. Das Starten des Anlaufintervalls der
Steuerelektronik, also das "Aufwecken" der Steuerelektronik, erfolgt dann
zeitlich so weit vor dem eigentlichen Ziehen des Türaußengriffes, daß das
Anlaufintervall und meist auch das Berechtigungs-Prüfintervall bereits abgeschlossen
sind, wenn der Türaußengriff durch die Hand der Bedienungsperson
tatsächlich bewegt wird.
Der Einsatz von kapazitiven Annäherungssensoren bei Kraftfahrzeug-Türschließsystemen
bringt verschiedene Schwierigkeiten mit sich. Einerseits haben
die Annäherungssensoren einen vergleichsweise hohen Ruhestrom, andererseits
ist es schwierig, eine stabile, eindeutige Ansprechschwelle einzustellen.
Aufgrund des verhältnismäßig hohen Ruhestroms ist ein großer Schaltungsaufwand
erforderlich, der zu hohen Kosten führt. Externe Einflüsse, wie
Regen, Schnee, Staub und Schmutz verändern bei kapazitiven Annäherungssensoren
die Meßwerte sehr. Daher ist ein verhältnismäßig großer Aufwand
erforderlich, um eine einwandfreie Funktion sicherzustellen.
Schließlich ist bei kapazitiven Annäherungssensoren das Problem der durch
sie ausgesandten elektromagnetischen Störstrahlung nicht zu übersehen.
Aufgrund der oben erläuterten Schwierigkeiten haben Kraftfahrzeug-Türschließsysteme
mit "Passive Entry"-Funktion, bei denen erst eine Berührung
oder Betätigung des Türaußengriffes durch die Hand einer Bedienungsperson
das Anlaufintervall der Steuerelektronik startet, auch erhebliche Vorteile.
Die US - A - 4,868,915, die den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung
bildet, offenbart ein insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehenes, schlüsselloses
Zugangssystem mit "Passive Entry"-Funktion. Das Zugangssystem
weist eine Antenne und ein Identifikationsmittel zur Überprüfung der Zugangsberechtigung
eines bedienerseitigen Datenträgers auf, sofern sich eine
Bedienungsperson mit dem Datenträger in einem Überwachungsbereich befindet.
Das Zugangssystem weist ferner einen Näherungssensor auf, der das
Zugangssystem aktiviert, wenn sich eine Bedienungsperson in dem Überwachungsbereich
befindet. Bei dem Näherungssensor handelt es sich vorzugsweise
um einen kapazitiven Näherungssensor. Jedoch werden auch magnetische,
induktive, akustische und ähnliche Näherungssensoren als verwendbar
bezeichnet. Es wird eine bevorzugte Anordnung des Zugangssystems und
damit auch des Näherungssensors im Bereich der A-Säule oder der B-Säule
eines Kraftfahrzeugs offenbart. Letztlich handelt es sich also um eine Art
"Antennensystem" mit weiträumiger Abstrahlung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem,
eine Türaußengriffanordnung für ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem
und ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Türschließsystems
zu schaffen, so daß auf einfache, kostengünstige Weise ein
Annähern, insbesondere einer Hand einer Bedienungsperson, an einen Türaußengriff
und/oder ein Berühren des Türaußengriffs bei verhältnismäßig
niedrigem Energiebedarf und bei gutem Ansprechverhalten detektiert werden
kann, insbesondere wobei dann eine "Passive Entry"-Funktion des Kraftfahrzeug-Türschließsystems
aktiviert bzw. ein Anlaufintervall einer Steuerelektronik
gestartet werden kann.
Die obige Aufgabe wird vorschlagsgemäß durch ein Kraftfahrzeug-Türschließsystem
gemäß Anspruch 1, eine Türaußengriffanordnung gemäß Anspruch
14 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, Ultraschallwellen
zur Detektion eines Annäherns, insbesondere einer Hand einer Bedienungsperson,
an den Türaußengriff und/oder eines Berührens des Türaußengriffs,
insbesondere durch eine Hand einer Bedienungsperson, zu verwenden,
und zwar in einem Nahfeld.
Unter "Ultraschall" sind hier Schwingungen bzw. Schallwellen mit Frequenzen
oberhalb des Hörbereichs, insbesondere oberhalb von ca. 16 bzw. 20
kHz und vorzugsweise bis etwa 8 · 109 Hz zu verstehen. So wird sichergestellt,
daß die zu Detektionszwecken abgestrahlten Schallwellen nicht hörbar
sind.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Ultraschallwellen liegt darin, daß
bei verhältnismäßig geringem Energiebedarf ein günstiges Ansprechverhalten
hinsichtlich der Annäherungs- bzw. Berührungssensierung erreicht werden
kann.
Ein weiterer grundlegender Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin,
daß zumindest im wesentlichen ausschließlich im Bereich oder in der Nähe
des Türaußengriffs ein Ultraschallfeld erzeugt wird. Dies ermöglicht eine
weitgehende Minimierung des Energiebedarfs, da lediglich ein verhältnismäßig
kleiner Raumbereich zu überwachen ist und dennoch eine ausreichend
frühzeitige Detektion einer Annäherung oder Berührung möglich ist.
Insbesondere ist vorgesehen, daß ein Ultraschallwandler zum Aussenden
und/oder Erfassen von Ultraschallwellen unmittelbar am Türaußengriff angeordnet
ist. Unter "Ultraschallwandler" ist hier insbesondere eine Einrichtung
bzw. ein Bauelement zur Umsetzung von elektrischen Signalen in Ultraschallwellen
und/oder umgekehrt zu verstehen.
Unter "Erfassen" ist hier insbesondere das Bereitstellen von Daten bzw.
Meßsignalen gemeint, deren Auswertung eine Detektion bzw. Sensierung
ermöglicht, ob sich eine Hand einer Bedienungsperson dem Türaußengriff angenähert
hat, diesen bereits berührt und/oder betätigt. Die Auswertung kann
insbesondere unmittelbar in einer dem Sensor zugeordneten Elektronik
und/oder in einer getrennten Auswerteelektronik o. dgl. erfolgen. Dies stellt
Selbstverständlichkeiten für den Fachmann dar, so daß hierauf nicht näher
eingegangen wird, da es primär nicht darauf ankommt, wo die Auswertung
stattfindet. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn die ein entsprechendes Detektionssignal
zur Verfügung stellende Auswerteelektronik bereits in den Türaußengriff
oder eine Türaußengriffanordnung integriert ist.
Die vorzugsweise integrierte Anordnung des Ultraschallwandlers am Türaußengriff
ermöglicht eine verhältnismäßig einfache Nachrüstung oder Einführung
bei sich bereits in Produktion befindenden Kraftfahrzeugen, da lediglich
ein entsprechend modifizierter Türaußengriff mit zugeordneter Steuer-
und/oder Auswerteelektronik anstelle eines herkömmlichen Tür- außengriffs
eingesetzt werden muß.
Das Annähern an den Türaußengriff und/oder Berühren des Türaußengriffs
wird vorzugsweise durch eine der folgenden Möglichkeiten oder Kombinationen
davon detektiert bzw. erfaßt.
Eine besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform sieht vor, daß
der Ultraschallwandler sowohl als Sensor als auch als Empfänger arbeitet.
Insbesondere bei einer gepulsten Erzeugung der Ultraschallwellung kann
dann der Ultraschallwandler in den Pulspausen als Empfänger arbeiten.
Wenn von dem Ultraschallwandler ausgesandte Ultraschallwellen von einem
Abschnitt des Türaußengriffs und/oder einem zu dem Türaußengriff benachbarten
Türbereich, wie einer Griffschale, zum Ultraschallwandler wieder zurück
reflektiert werden, kann dies dahingehend ausgewertet werden, daß
eine Hand einer Bedienungsperson o. dgl. das Ultraschallfeld bzw. die Ausbreitung
der Ultraschallwellen nicht unterbricht, eine Annäherung also nicht
vorliegt. Das Ausbleiben von reflektierten Ultraschallwellen und/oder das
Verändern der Laufzeit, weil beispielsweise eine in das Ultraschallfeld eingreifende
Hand einer Bedienungsperson Ultraschallwellen zum Ultraschallwandler
reflektiert, kann als Annäherung und/oder Berührung detektiert werden.
Gegebenenfalls kann die Geschwindigkeit der Änderung der Laufzeit berücksichtigt
werden. Entsprechendes gilt, wenn Ultraschallwellen ausschließlich
von einem angenäherten, zu detektierenden Objekt, wie einer Hand einer
Bedienungsperson, und nicht von dem Türaußengriff und/oder einem benachbarten
Türbereich zum Ultraschallwandler zurück reflektiert werden.
Das Auftreten eines Reflektionssignals und ggf. dessen Laufzeitänderung
indizieren dann das Annähern und/oder Berühren.
Alternativ oder zusätzlich zu dem sowohl als Sender als auch als Empfänger
arbeitenden Ultraschallwandler kann ein zusätzlicher Ultraschallwandler zur
Erfassung von ausgesandten Ultraschallwellen vorgesehen sein. Die mindestens
zwei Ultraschallwandler sind vorzugsweise dann derart am Türaußengriff
angeordnet, daß ein lichtschrankenartiges Ultraschallfeld gebildet wird,
dessen Unterbrechung als Annäherung und/oder Berührung detektierbar ist.
Die Schallausbreitung zwischen den beiden Ultraschallwandlern muß jedoch
nicht geradlinig verlaufen. Vielmehr können auch beispielsweise an einem
benachbarten Türbereich, wie einer Griffmulde, reflektierte Ultraschallwellen
von dem zusätzlichen Ultraschallwandler erfaßt werden. In disem Fall können
Sender und Empfänger beispielsweise näher oder direkt nebeneinander angeordnet
werden.
Je nach Kombination der vorgenannten Detektions- bzw. Auswertemöglichkeiten
kann auf einfache Art und Weise sowohl eine Annäherungs- als auch
eine Berührungssensierung realisiert werden. Die Unterscheidung zwischen
einem Annähern und einem Berühren kann insbesondere durch Auswertung
von Laufzeiten und/oder Ausbleiben von Reflektionssignalen erfolgen.
Die Annäherungs- und/oder Berührungssensierung ermöglicht ein frühzeitiges
Aktivieren der "Passive Entry"-Funktion bzw. ein Starten des Anlaufintervalls
einer Steuerelektronik. So wird genügend Zeit gewonnen, um beispielsweise
ein Kraftfahrzeugschloß zu entriegeln, bevor die detektierte Bedienungsperson
tatsächlich den Türaußengriff zum Öffnen der korrespondierenden
Kraftfahrzeugtür bzw. des korrespondierenden Kraftfahrzeugschlosses
betätigt.
Der Ultraschallwandler kann alternativ an einem dem Türaußengriff benachbarten
Türbereich, wie einer Griffmulde, angeordnet werden. Gleiches gilt
auch bei Verwendung mehrerer Ultraschallwandler. So kann, insbesondere
wenn dieser benachbarte Türbereich zu einer Türaußengriffanordnung gehört,
die als separates Teil bzw. separate Einheit in die zugeordnete Kraftfahrzeugtür
eingesetzt ist, der Einbau in die Kraftfahrzeugtür vereinfacht
werden, da die Schwierigkeit entfällt, eine elektrische Verbindung zu dem Ultraschallwandler
in dem üblicherweise beweglich ausgebildeten Türaußengriff
herzustellen.
Wenn sowohl eine Annäherung als auch eine Berührung nacheinander separat
detektiert werden, können in zwei Stufen, zeitlich gestaffelt, entsprechende
Funktionen des Kraftfahrzeug-Türschließsystems, der Steuerelektronik
oder beispielsweise auch einer sonstigen Elektronik des Kraftfahrzeugs aktiviert
werden.
Weitere Aspekte, Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung bevorzugter
Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
- Fig. 1
- in einer schematischen und perspektivischen Ansicht ein Kraftfahrzeug
mit einem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeug-Türschließsystem;
- Fig. 2
- eine Türaußengriffanordnung des Kraftfahrzeug-Türschließsystems
gemäß Fig. 1;
- Fig. 3
- eine schematische Draufsicht einer Türaußengriffanordnung gemäß
einer ersten vorschlagsgemäßen Ausführungsform;
- Fig. 4
- eine schematische Draufsicht einer Türaußengriffanordnung gemäß
einer zweiten vorschlagsgemäßen Ausführungsform,
- Fig. 5
- eine Seitenansicht der Türaußengriffanordnung gemäß Fig. 4;
und
- Fig. 6
- eine schematische Draufsicht einer Türaußengriffanordnung gemäß
einer dritten vorschlagsgemäßen Ausführungsform.
In Fig. list schematisch ein Kraftfahrzeug 1 mit einem vorschlagsgemäßen
Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 dargestellt. Das Kraftfahrzeug-Türschließsystem
2 weist insbesondere mehrere Kraftfahrzeugschlösser 3, insbesondere
für Kraftfahrzeugtüren, eine Kraftfahrzeugheckklappe u. dgl., sowie ein Haubenschloß
4 auf, deren Einbaupositionen in Fig. 1 schematisch angedeutet
sind.
Vorzugsweise ist jedes Kraftfahrzeugschloß 3 motorisch, insbesondere elektromotorisch,
mittels einer bekannten Zentralverriegelung bzw. eines Zentralverriegelungsantriebs
entriegelbar und verriegelbar. Bei einer Ausführung
als Elektroschloß, was insbesondere bei den Kraftfahrzeugschlössern 3 der
Kraftfahrzeugseitentüren vorgesehen sein kann, weist jedes Kraftfahrzeugschloß
3 zusätzlich noch die Möglichkeit einer motorischen Öffnung, also des
Aushebens einer nicht dargestellten Sperrklinke, mittels eines nicht dargestellten
Öffnungsantriebs auf. In diesem Fall kann das Entriegeln und Verriegeln
auch nur schaltungstechnisch erfolgen. Eine andere Variante ist die Ausstattung
der Kraftfahrzeugschlösser 3 mit einem Schließhilfsantrieb, der mit
dem Öffnungsantrieb identisch oder von diesem getrennt sein kann. Hierzu
wird auf den Stand der Technik verwiesen, insbesondere auf die DE - A - 196
29 709.
Das Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 ist hier vorzugsweise mit einer "Passive
Entry"-Funktion ausgestatttet. Daher umfaßt das Kraftfahrzeug-Türschließsystem
2 ferner einen insbesondere als "Passive Entry"-Chipkarte ausgebildeten
oder sonstigen Datenträger bzw. Transponder 5 auf, der von einer
nicht dargestellten Bedienungsperson mitgeführt wird und als "elektronischer
Schlüssel" dient. So kann eine kraftfahrzeugseitig ausgelöste Datenabfrage
bzw. Identifizierung des Datenträgers bzw. Transponders 5, wie durch
Signalwellen 6 angedeutet, durchgeführt und die Zugangsberechtigung der
Bedienungsperson überprüft werden. Bei entsprechender Zugangsberechtigung
erfolgt eine Entriegelung der Kraftfahrzeugschlösser 3 mittels der nicht
dargestellten Zentralverriegelung o. dgl. Hinsichtlich diesbezüglicher Einzelheiten
wird auf den insbesondere zuvor bereits genannten Stand der Technik
verwiesen.
Dem Kraftfahrzeugschloß 3 der Fahrertür und dem Haubenschloß 4 sind jeweils
ein Schließzylinder 7 für eine Betätigung mit einem mechanischen
Schlüssel 8 zugeordnet. So kann das Kraftfahrzeugschloß 3 der Fahrertür mit
dem Schlüssel 8 mechanisch im Notfall betätigt bzw. entriegelt und geöffnet
werden. Eine entsprechende Notentriegelung bzw. Notöffnung kann bedarfsweise
auch für die anderen Kraftfahrzeugschlösser 3 vorgesehen sein.
Zumindest jedem Kraftfahrzeugtürschloß 3 der Kraftfahrzeugseitentüren ist
eine Türaußengriffanordnung 9 zugeordnet, wie in Fig. 1 angedeutet. Fig. 2
zeigt die Türaußengriffanordnung 9 der Fahrertür mit integriertem Schließzylinder
7. Die Türaußengriffanordnung 9 weist ferner einen Türaußengriff 10
auf, der beweglich gelagert ist und mit einer zugeordneten Schalteinrichtung
11 der Türaußengriffanordnung 9 zusammenwirkt, so daß beim Ziehen des
Türaußengriffs 10 ein Schaltsignal ausgelöst wird, um einen zugeordneten,
nicht dargestellten, elektrischen Öffnungsantrieb zum Öffnen des zugeordneten
Kraftfahrzeugschlosses 3 bzw. zum Ausheben der Sperrklinke dieses
Kraftfahrzeugschlosses 3 anzusteuern. Dies gilt für den Fall eines Elektroschlosses
3. Bei einem mechanisch betätigten Kraftfahrzeugschloß 3 tritt an
die Stelle der Schalteinrichtung 11 eine Übertragungsmechanik klassischer
Bauart oder eine sonstige Betätigungsdetektionseinrichtung. Jedoch kann
die Schalteinrichtung 11 auch entfallen, wenn der Türaußengriff 10 nicht beweglich
gelagert ist und statt dessen beispielsweise eine Annäherungs- und
Berührungssensierung zum selbstätigen Öffnen des zugeordneten Kraftfahrzeugschlosses
3 realisiert wird.
Die Türaußengriffanordnung 9 kann außerdem einen benachbarten Türbereich,
der in Fig. 2 nicht dargestellt ist, umfassen, insbesondere wenn die Türaußengriffanordnung
9 zusammen mit diesem benachbarten Türbereich als
Baueinheit in die zugeordnete Kraftfahrzeugtür eingesetzt wird.
Fig. 3 zeigt in schematischer Draufsicht eine Türaußengriffanordnung 9, die
beispielsweise wie bezüglich Fig. 2 beschrieben mit, aber auch ohne Schließzylinder
7 ausgebildet sein kann. Bei dieser ersten Ausführungsform ist ein
elektrisch ansteuerbarer bzw. betreibbarer Ultraschallwandler 12 am Türaußengriff
10 angeordnet, insbesondere in diesen integriert.
Der Ultraschallwandler 12 kann ein Ultraschallfeld 13, wie durch die als Pfeile
dargestellten, ausgesendeten Ultraschallwellen 14 und reflektierten Ultraschallwellen
15 angedeutet, erzeugen. Der Ultraschallwandler 12 arbeitet hier
sowohl als Sender als auch als Empfänger, wobei die Ultraschallwellen 14
vorzugsweise pulsweise ausgesendet und in den Pulspausen die reflektierten
Ultraschallwellen 15 erfaßt werden. Dementsprechend ist hier nur ein einziger
Ultraschallwandler 12 erforderlich. Jedoch können insbesondere unter Redundanzgesichtspunkten
auch mehrere gleichartig arbeitende Ultraschallwandler
12 am Türaußengriff 10 und/oder an einem zugeordneten Türbereich
angeordnet sein.
Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorschlagsgemäßen
Türaußengriffanordnung 9, wobei ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform
ein (einziger) Ultraschallwandler 12 vorgesehen ist, der sowohl als Sender
als auch als Empfänger arbeitet.
Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorschlagsgemäßen Türaußengriffanordnung
9, wobei über den als Sender zum Aussenden von Ultraschallwellen
14 arbeitenden Ultraschallwandler 12 hinaus ein zusätzlicher Ultraschallwandler
16 vorgesehen ist, der insbesondere ebenfalls am Türaußengriff
10 angeordnet ist und als Empfänger zum Erfassen der vom Ultraschallwandler
12 ausgesandten Ultraschallwellen 14 arbeitet. Insbesondere ist
hierbei eine im wesentlichen geradlinige Schallausbreitung zwischen den
beiden als Sender bzw. Empfänger arbeitenden Ultraschallwandlern 12, 16
vorgesehen. Jedoch können diese, insbesondere bei nicht direkter geradliniger
Schallverbindung sondern vorgesehener Erfassung von reflektierten
Schallwellen, auch näher oder direkt nebeneinander angeordnet sein.
Allen drei Ausführungsformen ist gemeinsam, daß ein Ultraschallfeld 13 zumindest
im wesentlichen in dem zwischen dem Türaußengriff 10 und dem benachbarten
Türbereich 17 gebildeten Eingreifraum 18 zumindest temporär erzeugt
wird. Bei dem benachbarten Türbereich 17 kann es sich insbesondere
um eine in die Türaußenhaut eingeformte oder eingesetzte Griffmulde o. dgl.
handeln.
Unter "Eingreifraum" ist hier dementsprechend insbesondere der Raum zu
verstehen, in den eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson üblicherweise
zur Betätigung des Türaußengriffs 10 eingreift.
Zur Minimierung des Energiebedarfs für die nachfolgend noch näher erläuterte
Annäherungs- bzw. Berührungssensierung wird vorzugsweise das Ultraschallfeld
13 zumindest im wesentlichen ausschließlich im Eingreifraum 18
und ggf. in dazu möglichst unmittelbar benachbarten Raumbereichen 19, wie
in der Seitenansicht gemäß Fig. 5 angedeutet, erzeugt.
Wie bereits angesprochen, können bei allen drei hier beispielhaft erläuterten
Ausführungsformen der Ultraschallwandler 12 und, sofern vorhanden, zusätzliche
Ultraschallwandler 16 wahlweise am Türaußengriff 10, sonstigen
Teilen der Türaußengriffanordnung 9 oder an zu dem Türaußengriff 10 benachbarten
Türbereichen 17, wie einer nicht dargestellten Griffmulde o. dgl.,
angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Ultraschallwandler 12, 16 jedoch am
Türaußengriff 10 angeordnet, wobei im Falle der dritten Ausführungsform
gemäß Fig. 6 die beiden Ultraschallwandler 12 und 16 an möglichst voneinander
entfernten Abschnitten 20 und 21 des Türaußengriffs 10 angeordnet
sind, um eine möglichst vollständige Überwachung des Eingreifraums 18 zu
ermöglichen.
Als Ultraschallwandler 12 bzw. 16 ist insbesondere ein Piezoelement vorgesehen.
Ein Piezoelement baut klein, ist kostengünstig, hat einen vergleichsweise
geringen Energiebedarf und in verschiedenen, geeigneten Ausführungsformen
zum Einbau in den Türaußengriff 10 erhältlich.
Nachfolgend wird die vorzugsweise vorgesehene Detektion einer Annäherung
einer Hand einer Bedienungsperson an den Türaußengriff 10 bzw. einer
Berührung des Türaußengriffs 10 durch eine Hand einer Bedienungsperson,
also die Auswertung näher erläutert.
Zur Erfassung und insbesondere zur Auswertung ist eine in den Fig. 3, 4 und
6 gestrichelt angedeutete Auswerteeinheit bzw. -elektronik 22 vorgesehen,
wobei die Auswerteeinheit 22 entweder auch den Ultraschallwandler 12
steuert bzw. ansteuert oder eine separate Steuereinheit bzw. -elektronik 23,
wie in Fig. 6 angedeutet, vorgesehen ist. Die Steuer- und Auswerteelektronik
22, 23 ist vorzugsweise in die Türaußengriffanordnung 9, insbesondere in
den Türaußengriff 10 integriert. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuer-
und Auswerteelektronik in einer zugeordneten Kraftfahrzeugtür oder einer
zentralen Kraftfahrzeug- bzw. Steuerelektronik 24 des Kraftfahrzeugs 1, die
in Fig. 1 angedeutet ist, zumindest teilweise integriert sein.
Bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 3 werden die Ultraschallwellen
14 vorzugsweise pulsweise vom Ultraschallwandler 12 ausgesendet. Die Ultraschallwellen
14 werden von einem feststehenden Teil, insbesondere dem
Türaußengriff 10 oder einem sonstigen Teil der Türaußengriffanordnung 9,
zum Ultraschallwandler 12 reflektiert, der die reflektierten Ultraschallwellen
15, insbesondere in den Sendepausen, erfaßt. Die Hauptabstrahlrichtung ist
hierbei vorzugsweise derart gewählt, daß sie zumindest im wesentlichen
parallel zur Längserstreckung des Türaußengriffs 10, zumindest im wesentlichen
parallel zur Außenkontur der zugeordneten Kraftfahrzeugtür und insbesondere
im wesentlichen horizontal aufgrund der zumeist üblichen horizontalen
Ausrichtung des Türaußengriffs 10 verläuft.
Wenn eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson in den Eingreifraum
18 bewegt wird, um den Türaußengriff 10 zu betätigen, wird das Ultraschallfeld
13 gestört bzw. unterbrochen. Das Ausbleiben der reflektierten Ultraschallwellen
15 und/oder die Laufzeitänderung des Reflektionssignals
werden erfaßt und als Annäherung an den Türaußengriff 10 ausgewertet.
Insbesondere wird ein entsprechendes Signal von der Auswerteelektronik
22, beispielsweise an die zentrale Kraftfahrzeugelektronik 24, ausgegeben.
Bei der zweiten Ausführungsform sendet der Ultraschallwandler 12 vorzugsweise
ebenfalls pulsweise Ultraschallwellen aus. Im Gegensatz zur ersten
Ausführungsform werden diese jedoch nicht bzw. in nicht erheblichem Maße
von der Türaußengriffanordnung 9 bzw. dem Türaußengriff 10 zum Ultraschallwandler
12 zurück reflektiert. Hierzu ist vorzugsweise die Hauptabstrahlrichtung,
die in Fig. 4 und 5 durch die strichpunktierte Linie 25 angedeutet
ist, insbesondere gegenüber der Längserstreckung der Türaußengriffanordnung
9 bzw. des Türaußengriffs 10 sowohl in vertikaler als auch in
horizontaler Ebene geneigt, vorzugsweise nach oben und zum Kraftfahrzeug
e hin gerichtet. Bei einem lediglich nach unten offenen Eingreifraum 18 ist
die Hauptabstrahlrichtung 25 vorzugsweise nach unten anstatt nach oben
geneigt. Vorzugsweise weist die Hauptabstrahleinrichtung also eine entgegen
der üblichen Eingreifbewegung gerichtete Komponente oder Ausrichtung
auf.
Erst wenn eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson in das Ultraschallfeld
13, also in die Raumbereiche 19 und/oder den Eingreifraum 18 bewegt
wird, erfolgt eine Reflektion von Ultraschallwellen zum Ultraschallwandler
12, die erfaßt und als Annäherung bzw. Berührung des Türaußengriffs
10 detektiert wird. Hierbei kann insbesondere die Laufzeit der Ultraschallwellen
zur Unterscheidung zwischen Annäherung und Berührung berücksichtigt
werden.
Auch bei zumindest im wesentlichen mit der Längsausrichtung des Türaußengriffs
10 übereinstimmender Hauptabstrahlrichtung des Ultraschallwandlers
12 bzw. Haupterstreckungsrichtung des Ultraschallfeldes 13 kann eine
der zweiten Ausführungsform entsprechende Erfassung und Auswertung
vorgesehen sein, sofern dafür gesorgt wird, daß keine oder zumindest keine
erheblichen Reflektionen am Türaußengriff 10 oder sonstigen Teilen der Türaußengriffanordnung
9 zurück zum Ultraschallwandler 12 auftreten. Gegebenenfalls
können diese Reflektionen durch Wahl eines entsprechenden
Zeitfensters bei der Auswertung ausgeblendet werden.
Bei der dritten Ausführungsform wird ein quasi lichtschrankenartiges Ultraschallfeld,
vorzugsweise zur Minimierung des Energiebedarfs nur pulsweise,
erzeugt. Der Ultraschallwandler 12 sendet hierbei Ultraschallwellen 14 aus,
die insbesondere direkt oder ggf. nach Reflektionen an Teilen oder Abschnitten
der Türaußengriffanordnung 9 auf den zusätzlichen Ultraschallwandler
16 treffen und erfaßt werden. Wenn eine nicht dargestellte Hand einer Bedienungsperson
in den Eingreifraum 18 bzw. das Ultraschallfeld 13 hinein
bewegt wird, wird das Ultraschallfeld 13 zwischen den Ultraschallwandlern
12 und 16 gestört oder gar vollständig unterbrochen. Dies wird erfaßt und als
Annäherung an den Türaußengriff 10 bzw. Berührung des Türaußengriffs 10
ausgewertet. Je nach Ausbildung des bei der dritten Ausfiihrungsforrn primär
als Sender arbeitenden Ultraschallwandlers 12 und der zugeordneten Elektronik
kann eine sich im Ultraschallfeld 13 befindende Hand auch Ultraschallwellen
zum Ultraschallwandler 12 zurück reflektieren, die erfaßt und als
Annäherung bzw. Berührung ausgewertet werden. Dies kann zusätzlich zur
Erkennung einer Unterbrechung bzw. einer Annäherung erfolgen, um eine
hohe Ansprechsicherheit zu erreichen.
Die vorgenannten Meß- bzw. Auswertungsmethoden der drei erläuterten
Ausführungsformen können auch beliebig miteinander kombiniert werden.
Die Kraftfahrzeug- bzw. Steuerelektronik 24 des Kraftfahrzeugs 1 weist vorzugsweise
eine "Passive Entry"-Funktion auf, wie bereits beim Stand der
Technik (DE -A - 195 21 024) erläutert. Insbesondere zur Entriegelung eines
Kraftfahrzeugschlosses 3 bzw. aller Kraftfahrzeugschlösser 3 benötigt die
Steuerelektronik 24 eine zeitliche Reaktionsphase mit Anlaufintervall, Berechtigungs-Prüfintervall
und Aktionsintervall.
Wenn eine Annäherung an einen Türaußengriff 10 oder zumindest an den
Türaußengriff 10 der Fahrertür des Kraftfahrzeugs sensiert bzw. detektiert
wird, erfolgt ein "Aufwecken" bzw. Aktivieren der zum vorschlagsgemäßen
Kraftfahrzeug-Türschließsystem 2 gehörenden Steuerelektronik 24, um das
Anlaufintervall zu starten. Alternativ erfolgt das "Aufwecken" bzw. Starten
erst bei Detektierung bzw. Sensierung einer Berührung eines beliebigen Türaußengriffs
10 oder des Türaußengriffs 10 der Fahrertür. In jedem Fall werden
so ein frühzeitiges Starten des Anlaufintervalls und ein frühzeitiges Überprüfen
der Zugangsberechtigung der angenäherten bzw. den Türaußengriff 10
berührenden Bedienungsperson - durch Abfrage oder Identifikation des bedienerseitigen
Datenträgers bzw. Transponders 5 - erreicht, mit der Folge, daß
das eigentliche Betätigen bzw. Ziehen des Türaußengriffs 10 noch so lange
dauert, daß dann bereits das Aktionsintervall, regelmäßig das Ausheben der
Sperrklinke, für die Bedienungsperson scheinbar verzögerungsfrei ablaufen
kann.
Wie bereits angesprochen, kann sowohl eine Annäherungssensierung als
auch eine Berührungssensierung erfolgen. Beispielsweise kann die Auswertung
ein erstes Signal bei Detektion bzw. Sensierung einer Annäherung ausgeben,
um die "Passive Entry"-Funktion bzw. das Anlaufintervall der Steuerelektronik
24 zu starten. Anschließend kann bei entsprechender Berechtigung
und bei entsprechend zeitlich korrelierter Sensierung der Berührung
des Türaußengriffs 10 eine Entriegelung einer Zentralverriegelung erfolgen
und/oder das zugeordnete Kraftfahrzeugschloß 3 öffnen. Im letzten Fall kann
ein dem Türaußengriff 10 zugeordneter Schalter bzw. die Schalteinrichtung
11 entfallen. Es ist dann sogar nicht erforderlich, den Türaußengriff 10 oder
einen Teil davon beweglich auszuführen bzw. zu lagern.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, daß die Annäherungssensierung und/oder
Berührungssensierung auch zur Steuerung sonstiger Kraftfahrzeugfunktionen
und zur Aktivierung sonstiger Kraftfahrzeugsteuerungen eingesetzt
werden kann. Vorzugsweise werden hierzu von der Auswerteelektronik 22
oder einer sonstigen Elektronik entsprechende Steuersignale ausgegeben.