EP2384294A1 - Device for actuating a moving part of a vehicle without contact - Google Patents

Device for actuating a moving part of a vehicle without contact

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EP2384294A1
EP2384294A1 EP09798947A EP09798947A EP2384294A1 EP 2384294 A1 EP2384294 A1 EP 2384294A1 EP 09798947 A EP09798947 A EP 09798947A EP 09798947 A EP09798947 A EP 09798947A EP 2384294 A1 EP2384294 A1 EP 2384294A1
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EP
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vehicle
detection
detection area
capacitance sensor
capacitance
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Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
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Definitions

  • the present invention relates to a device for the contactless actuation of a movable part of a vehicle, in particular a tailgate, a side door or the like, with a first detection means for detecting an object in a first detection area and a second detection means for detecting an object in a second detection area the actuation of the movable part can be activated via the detection means.
  • the non-contact operation of a tailgate can be used meaningfully when a person carries objects with both hands and a manual operation of the tailgate not or only difficult is possible.
  • the object detected by the detection means may be a person approaching the vehicle with the intention of operating the tailgate or a side door or the like.
  • the operation of the tailgate, the side door or the like describes both an opening operation, for example, when the person wants to insert an object ambidextrous in the trunk or interior or the operation concerns a closing operation when the person has taken an object from both the trunk or the interior with both hands ,
  • EP 1 902 912 A1 a generic device for contactless actuation of a tailgate of a vehicle is known.
  • a detection means in the form of a sensor arrangement is proposed, with which parts of the exterior of the vehicle is monitored for the presence of a body part of a person or an object.
  • the sensor device is mounted and aligned so that a part of a leg or a foot of the person standing next to the vehicle can be detected.
  • the detection further comprises a body movement which, for example, relates to the lifting or pivoting of the leg or foot of the person in the part of the outer area of the vehicle monitored by the sensor arrangement.
  • a signal for actuating the tailgate can also be triggered when it is not necessarily about the leg or the foot of the person.
  • animals may pass through the portion of the exterior of the vehicle being monitored by the sensor assembly, or an object, such as a ball, may be running or rolling through the monitored exterior. It is therefore desirable to avoid a malfunction of the operation of the tailgate of the vehicle.
  • a further device for contactless actuation of a tailgate of a vehicle via detection means is known.
  • a first detection means for detecting an object in a first detection area and a second detection means for detecting an object in a second detection area so that actuation of the tailgate can be activated via the detection means.
  • detection means reference is made to already known devices in a vehicle, which are known as distance detection systems, also PDC systems (Park Distance Control Systems). These systems work with ultrasonic sensors or with radar sensors, and monitor an outdoor area of the vehicle.
  • Ultrasonic sensors or radar sensors which are used as detection means for detecting objects in the exterior of the vehicle, have a large current consumption. Permanent monitoring of the exterior of the vehicle by such sensors can therefore not be satisfactorily implemented. As an energy source for the supply of such sensors used in the vehicle battery, so that the device for non-contact operation of a tailgate can not remain permanently switched on.
  • the invention includes the technical teaching that the first detection means is designed as a first capacitance sensor and the second detection means as a second capacitance sensor and wherein means are provided with which the detection areas can be predetermined in separate areas.
  • other detection means may be present, which also have their own detection areas.
  • the term "moving part" any door, side or sliding door, flap or the like understood a vehicle having at least one closed state and an open state, wherein the closed state is achieved by an electric and / or mechanical lock
  • the lock of this movable part can interact with the central locking system, preferably as an "active or passive keyless-go system", of the vehicle.
  • the vehicle itself may be a motor vehicle.
  • the detection means By implementing the detection means as capacitance sensors results in a very low power consumption for the device for non-contact operation of the moving part of a vehicle.
  • the capacitance sensors can be designed and dimensioned such that they have a power consumption of less than 100 ⁇ A, at least when at rest. Such a low power consumption allows a permanent monitoring of the exterior of the vehicle, so that the device for non-contact operation of the movable part of the vehicle can always remain in operational readiness.
  • a further improvement of the function of the device for non-contact operation of the movable part is achieved in that means are provided with which the detection areas can be predetermined in separate areas.
  • the advantage is achieved that the first detection area does not overlap with the second detection area. Due to the separate detection areas different body parts of a person can be detected independently.
  • the capacitance sensors may each have one or more sensor electrodes, which have a capacitive coupling with the surrounding area. The higher the charge density on the sensor electrodes, the higher the capacitive coupling.
  • the electrical charge stored on the sensor electrodes can be lower in order nevertheless to achieve a high sensitivity of the capacitance sensors.
  • the result is a further reduction of the current consumption, whereby a further improvement of the device for non-contact operation of the movable part is achieved.
  • An advantageous embodiment of the device has both means for the first and means for the second detection area. Also, more than two detection means may be provided, so that a third or further detection areas may be present. These recognition means can be of identical construction or similar to the first and / or second recognition means and can thus also have corresponding capacity sensors which have clearly defined detection areas.
  • the means for the detection areas are designed so that the first detection area has a substantially horizontal extent, whereas the second detection area has a substantially vertical extent.
  • a third detection area of a third detection means may be arranged, for example, in addition to the first or second detection area. It is also conceivable that a third detection area is arranged between the first or second detection area.
  • the capacity sensors may be arranged for actuation of a tailgate preferably in the rear region of the vehicle and in particular in and / or on the rear bumper of the vehicle.
  • the arrangement of the capacitance sensors takes place in such a way that, for example, a leg can be detected by the first capacitance sensor with the horizontal detection region as an object of an upright person to be detected. So runs a person to the rear of the vehicle, this movement is detected by the first capacitance sensor with the horizontal detection area.
  • the capacitance sensors can be arranged for actuating a side door in the door sill area of the vehicle, in particular in and / or at the lower end of the side door of the vehicle. It is also conceivable that the capacitance sensors are arranged directly on or in the door sill and not in the side door itself. In this case, preferably at least one horizontal and one vertical detection area, as in the tailgate, is provided.
  • a movement pattern of the object can be recognized by the device, the intention to operate the movable part of the vehicle. If, for example, the person raises his foot, a further change in the charge can take place on the sensor electrode of the second capacitance sensor. Consequently, there is the possibility of the operation of the tailgate to a predetermined movement pattern to bind the person and in particular a movement pattern of the person's foot.
  • This movement pattern may, for example, follow the approach of the person to the vehicle and comprise a simple and preferably a double or multiple foot movement.
  • the capacitance sensor detects the movement of a leg, whereby z. B. the second capacitance sensor is turned on. When the second capacitance sensor is switched on, it tries to detect the corresponding foot of the leg by measurement. It can be z. B. the entrance of the foot are measured in the second detection area.
  • This movement pattern can be used to trigger the operation of the moving part. It is also possible that the foot may need to be removed again immediately from the second detection area in order to trigger the actuation of the movable part. In addition, if necessary, the leg must also be removed from the first detection area in order then to trigger the actuation of the movable part.
  • a third detection means which may also be configured as a capacitance sensor, first detects the approach of a person to the vehicle, whereby the monitoring of the movement pattern starts or is turned on. Also, this measured approach can serve only for the first and second detection means.
  • the first and / or the second capacitance sensor can be formed like a wire or foil, wherein the wire or the foil forms the sensor electrode of the capacitance sensor.
  • the wire-like or sheet-like sensor electrode may extend over part or, preferably, the entire width of the bumper or width of the side door of the vehicle. Consequently, the device for actuating a tailgate or a side of a vehicle from different areas in the vicinity of the rear or the corresponding side door of the vehicle is possible.
  • the sensor electrodes can Be part of the rear bumper, the side door or the door sill or inside glued in this or fastened with fastening means. Furthermore, the sensor electrodes can already be processed in the spheroidal casting process for producing the bumper.
  • the capacitance sensors within the bumper, the side door or the door sill have a spatial separation, so that the first capacitance sensor is located in the vertical extension region, whereas the second capacitance sensor preferably in the lower, transient region of the rear bumper, the side door or the door sill is introduced.
  • the means provided for this purpose are designed in the form of metallic shields.
  • These metallic shields extend on the side of the capacitance sensors facing away from the first and the second detection region, so that the shields surround the capacitance sensors in a half-shell-like manner, wherein at least one insulation layer is provided between the capacitance sensors and the shields.
  • the metallic shields have the same electrical potential as the respective sensor electrodes.
  • the metallic shields can be electrically connected electrically to the respective sensor electrodes.
  • an "active shield” is formed, which influences or determines the detection range of the sensor electrodes, whereby the detection area in the direction of the interior area of the bumper, the side door or the door sill is substantially prevented
  • the shields at least partially surround the capacitance sensors in a U-shape, wherein the capacitance sensors are arranged in the U-shaped opening and the respective detection area of the capacitance sensors lies in front of the U-shaped opening of the shield Case (U-shaped shield) not only on the far back of the detection area through covered the shield, but largely on the respective edge sides.
  • a metallic ground shield can be used, which can be arranged behind the respective capacitance sensors with their active shields. These are thus arranged on the rear side of the detection area of the respective sensor in the direction of the vehicle. Due to the additional ground shield, the detection area is directed safely and reliably away from the vehicle to the desired monitoring area.
  • each electrically isolated z. B. are arranged on the left and right side next to the actual capacitance electrode.
  • These compensating electrodes can optionally also be covered by the shielding. If a U-shaped shield is present, the balancing electrodes, such as the capacitance electrode, are to be arranged in the U-shaped opening.
  • the compensating electrodes serve metrological disturbances, z. As by pollution, rain or the like, to detect and compensate in the detection range of the capacitance electrodes to avoid incorrect measurement of the capacitance sensors.
  • the metallic shields of the respective capacitance sensors may be implemented with the sensor electrodes as a single component having a sandwiched structure.
  • an insulation between the metallic shields and the sensor electrode and possibly the compensation or compensation electrodes and possibly the ground shield is provided so that the metallic shield maintains a geometric distance to the sensor electrode in the form of conductors or in the form of a film.
  • the metallic shield surrounds the sensor electrodes at the edge (eg U-shaped, as already described above), whereby a further improvement of the geometric separation of the respective detection areas from each other is made possible.
  • a control unit which is connected to the capacitance sensors and which is operatively connected to an actuating unit of the movable part of the vehicle.
  • the control unit may comprise means for supplying and operating the capacitance sensors.
  • the control unit may comprise a logic gate between the capacitance sensors and an actuator unit for actuating the movable part of the vehicle. Consequently, the capacitance sensors can provide the information to the control unit as to whether an object is in the respective detection area of the capacitance sensors. The detection of a predetermined movement pattern can take place in the control unit, so that the operating unit for opening or closing the movable part is triggered only in the presence of the required movement pattern.
  • an ID transmitter is present, which is operatively connected to the control unit preferably by means of a wireless communication link.
  • ID transmitters are also known as conditional access systems for a user of a vehicle and are often referred to as "keyless go systems.” If the user of a vehicle has such an ID transmitter, then this is detected by a transceiver unit within the vehicle As a result, the user of the vehicle is authenticated so that he or she can open the vehicle or put the vehicle into operation, for example.
  • the control unit can be developed such that an actuation of the movable part takes place only when the presence of an ID transmitter is detected by the control unit. For example, if the person with the ID transmitter is not in the area of the vehicle, then the capacity sensors can detect the movement pattern of a person in the detection area of the vehicle, but the control unit does not trigger the opening or closing of the tailgate. Only in the presence of the ID transmitter and an authentication thus carried out at the same time executed and detected by the capacitance sensors movement pattern, the operation of the movable part.
  • the triggering of the opening or the closing of the movable part can also be made dependent on whether the vehicle is traveling or standing, wherein the actuation of the movable part is preferably triggered only when the vehicle is stationary and the speed "zero" is detected.
  • an electromechanical lock for the movable part can possibly be controlled simultaneously, whereby the movable part can be opened or closed.
  • the movable part may be provided with an erection mechanism, whereby the movable part of its closed position is automatically transferred to the open position and possibly vice versa.
  • the mentioned erection mechanism can be completely or partially integrated in the electromechanical lock.
  • this is designed such that actuation of the movable part takes place only when the first capacitance sensor detects the presence of a leg within the first detection area and the second capacitance sensor detects the presence of a foot within the second detection area.
  • the actuation of the movable part is triggered only after this detection pattern when before, during or after the ID transmitter is detected by the control unit of the device.
  • control unit is configured such that actuation of the movable part takes place only when the first capacitance sensor detects the leg before the detection of the foot by the second capacitance sensor. This avoids that in the presence of an object in the lower region of the rear bumper or a side door, the approach of a person is not sufficient to trigger the closing movement or opening movement of the tailgate or the side door.
  • control unit monitors the speed of the vehicle, which preferably has to be "zero" for triggering the opening or closing movement of the tailgate, so that the vehicle is stationary.
  • the invention is also directed to a method for actuating a movable part of a vehicle, in particular a motor vehicle, with the previously described directed device according to the invention.
  • 1a shows an embodiment of the device for contactless operation of a tailgate with a first capacitance sensor and a second capacitance sensor and respective means for specifying the detection areas
  • FIG. 1b shows an exemplary embodiment of the device for the contactless actuation of a side door with a first capacitance sensor and a second capacitance sensor
  • Figure 2 shows an embodiment of the inventive device for
  • FIG. 3 shows a schematic plan view of the arrangement of the capacitance sensors within a rear bumper of a vehicle
  • Figure 4 is a schematic side view of the arrangement of the second
  • FIG. 5 is a schematic view of the control unit in operative connection with the
  • FIG. 1 a shows an embodiment of the device according to the invention for the contactless operation of a tailgate 10.1 as a movable part 10 of a vehicle 1, which is a motor vehicle.
  • the movable member 10 is held and secured by an electromechanical lock 25 in the closed position.
  • the device comprises a first detection means 11 for detecting an object 17, 18 in a first detection area 11a and a second detection means 12 for detecting an object in a second detection area 12a.
  • the detection means 11 and 12 are designed as capacitance sensors 11 and 12 and indicated only schematically in the view.
  • the detection area 11 a covers the horizontal area behind the rear bumper 16 of the vehicle 1.
  • the detection area 12a covers the lower area below the rear bumper 16.
  • first detection area 11 a and a second detection area 12 a which are geometrically separated from one another and do not include a common area on the outside of the rear bumper 16.
  • the detection areas 11 a and 12 a are indicated by rays, but only indicate areas in which describe a change in the dielectric constant between the capacitance sensors 11 and 12 and the surroundings of the rear bumper 16. This change in the dielectric constant causes a change in the charge storable on the electrodes of the capacitance sensors 11 and 12, which can be detected by the device.
  • the capacitance sensors 11 and 12 the presence of an object, in particular the presence of body parts of a person can be provided with minimal power consumption.
  • Behind the capacitance sensors 11 and 12 extend means 13 and 14, which are in the form of metallic shields 13 and 14 and which enclose the capacitance sensors 11 and 12 arc-like or half-shell-like.
  • the metallic shields 13 and 14 have the same electrical potential as the corresponding capacitance sensors 11 and 12. Thus, these are so-called "Active Shields" 13, 14.
  • Ground shields 24 may be provided, whereby the detection areas 11 a, 12 a of the capacitance sensors 11 and 12 are directed in the reverse direction to the ground shields 24, ie away from the ground shields 24.
  • FIG. 1 b shows a similar exemplary embodiment of the device according to the invention for the contactless actuation of a side door or sliding door 10. 1 as a movable part 10 of a vehicle 1.
  • the two capacitance sensors 11 and 12 are arranged in the door sill area 23 and aligned comparable to the aforementioned bumper 16 in the rear area 15.
  • the two capacitance sensors 11 and 12 may also be arranged in the lower region 27 of the side door 10.2, preferably under a rockfall protection.
  • An approach of the object to the side door 10.2 can be determined by the first capacitance sensors 11 or the proximity sensor proximity sensor, which is usually arranged in the door handle 28.
  • the detection means 11, 12 with the associated means 13, 14 may optionally be provided with a ground shield 24.
  • FIG. 2 shows a side view of a section of the rear bumper 16 or of the lower region of the side door 10. 2, in which the capacitance sensors 11 and 12 are inserted with the respective shields 13 and 14.
  • a leg 17 of a person is partially shown and protrudes into the horizontally extending first detection area 11 a.
  • the leg 17 By contrast, the adjoining foot 18 projects into the detection area 12a extending vertically below the rear bumper 16 or the door sill area 23.
  • the person has approached the vehicle 1 in the area of the rear bumper 16 or the side door 10.2 by way of example. Consequently, the first capacitance sensor 11 can detect the approach of the person by the penetration of the leg 17 into the first detection area 11 a.
  • the person signals the intention of actuating the movable part 10 by moving the foot 18 into the second detection area 12a, a predetermined pattern of movement of the person results. Due to the coupled detection of both the leg 17 and the foot 18, the actuation of the tailgate 10.1 or the side door 10.2 can be triggered. Likewise, the corresponding detection areas 11a, 12a can be illuminated by a lighting and / or display means, not shown. Also, the state of the movable part 10 on the sidewalk or the road next to the vehicle can be indicated by a font. Upon actuation, the electromechanical lock 25 is adjusted so that it releases the movable part 10, whereby it can be transferred from a closed position to an open position. The opening and / or closing operation can itself be effected mechanically by the raising mechanism 26 indicated in FIG. 1, which is likewise activated by the actuation.
  • ground electrodes 24 or ground shields 24 can optionally be provided for the "active shields" 13, 14.
  • Figure 3 shows in a plan view the arrangement of the capacitance sensors 11 and 12 within the rear bumper 16 of the vehicle 1.
  • the rear bumper 16 extends over the entire rear area 15 of the vehicle, the bumper 16 being shown in full width.
  • the capacitance sensors 11 and 12 may extend approximately over the entire width of the bumper 16. Consequently, a person can be anywhere on the entire rear portion 15 of the vehicle. 1 approach and perform the movement described in Figure 2 of the leg 17 and the foot 18.
  • the illustration shows the arrangement of the first capacitance sensor 11 in the vertical region of the bumper 16, whereas the second capacitance sensor 12 is indicated with the shield 14 enclosing this in the lower region of the bumper 16.
  • the capacitance sensors 12 may be introduced or laid in the manner of a foil or a conductor track over the width of the bumper 16.
  • the capacitance sensors 11 and 12 with the respective shields 13 and 14 are preferably arranged on the inside in the bumper 16.
  • FIG. 4 shows a schematic side view of the arrangement of the second capacitance sensor 12 within the bumper 16, which could just as well be arranged in or on the side door 10.2 or the associated door sills.
  • the capacitance sensor 12 is shown in cross-section and has a planar extension.
  • the capacitance sensor 12 is enclosed on the rear side by a metallic shield 14, which has the same potential of the sensor 12, so that the detection area 12 a is oriented only in the direction of the underside of the rear bumper 16.
  • the ground shield 24 is provided, which is connected to a ground contact 19, which is exemplified as grounding, and which connects the shield 24 to the ground of the vehicle.
  • the directional specification of the detection area 12a is further improved.
  • FIG. 5 shows, in a schematic view, the operative connection of the control unit 20 with the first capacitance sensor 11 and the second capacitance sensor 12.
  • the control unit 20 has a logic element 22, which is embodied as an AND logic gate.
  • the AND gate 22 activates the tailgate 10 when at least the first capacitance sensor 11 and the second capacitance sensor 12 detect the presence of an object. If only the presence of an object, for example a leg 17 or a foot 18, is detected by one of the capacitance sensors 11 or 12, then the control unit 20 does not trigger the tailgate 10. Only when the presence of an object is detected by both capacitance sensors 11 and 12 can the actuation of the tailgate 10 be triggered.
  • an ID transmitter 21 is indicated, which communicates via a wireless connection with the control unit 20.
  • the ID transmitter 21 forms an access authorization for authentication of a person who is queried by the control unit 20. Only in the presence of such an ID transmitter 21 and the positive message both capacitance sensors 11 and 12, the operation of the tailgate 10 is triggered.

Abstract

The present invention relates to a device for actuating a moving part (10) of a vehicle (1), particularly a trunk lid (10.1), a side door (10.2), or the like, without contact, comprising a first detection means (11) for detecting an object in a first detection area (11a) and a second detection means (12) for detecting an object in a second detection area (12a) so that the actuation of the moving part (10) can be activated through the detection means (11, 12). According to the invention, the first detection means (11) is designed as a first capacitance sensor (11), and the second detection means (12) is designed as a second capacitance sensor (12), wherein means (13, 14) are provided, with which the detection areas (11a, 12a) can be specified in areas separated from each other.

Description

Einrichtung zum berührungslosen Betätigen eines beweglichen Device for contactless operation of a mobile
Teils eines FahrzeugsPart of a vehicle
B e s c h r e i b u n gDescription
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum berührungslosen Betätigen eines beweglichen Teils eines Fahrzeugs, insbesondere einer Heckklappe, einer Seitentür oder dergleichen, mit einem ersten Erkennungsmittel zur Detektion eines Objektes in einem ersten Detektionsbereich und einem zweiten Erkennungsmittel zur Detektion eines Objektes in einem zweiten Detektionsbereich, so dass über die Erkennungsmittel die Betätigung des beweglichen Teils aktivierbar ist.The present invention relates to a device for the contactless actuation of a movable part of a vehicle, in particular a tailgate, a side door or the like, with a first detection means for detecting an object in a first detection area and a second detection means for detecting an object in a second detection area the actuation of the movable part can be activated via the detection means.
Beispielsweise kann das berührungslose Betätigen einer Heckklappe dann sinnvoll genutzt werden, wenn eine Person Gegenstände mit beiden Händen trägt und eine manuelle Betätigung der Heckklappe nicht oder nur erschwert möglich ist. Das durch die Erkennungsmittel detektierte Objekt kann eine Person sein, die sich dem Fahrzeug in der Absicht nähert, die Heckklappe oder eine Seitentür oder dergleichen zu betätigen. Die Betätigung der Heckklappe, der Seitentür oder dergleichen beschreibt dabei sowohl einen Öffnungsvorgang, beispielsweise wenn die Person einen Gegenstand beidhändig in den Kofferraum oder Innenraum einlegen möchte oder die Betätigung betrifft einen Schließvorgang, wenn die Person beidhändig einen Gegenstand aus dem Kofferraum oder dem Innenraum entnommen hat.For example, the non-contact operation of a tailgate can be used meaningfully when a person carries objects with both hands and a manual operation of the tailgate not or only difficult is possible. The object detected by the detection means may be a person approaching the vehicle with the intention of operating the tailgate or a side door or the like. The operation of the tailgate, the side door or the like describes both an opening operation, for example, when the person wants to insert an object ambidextrous in the trunk or interior or the operation concerns a closing operation when the person has taken an object from both the trunk or the interior with both hands ,
Aus der EP 1 902 912 A1 ist eine gattungsbildende Einrichtung zum berührungslosen Betätigen einer Heckklappe eines Fahrzeugs bekannt. Hierin wird ein Erkennungsmittel in Form einer Sensoranordnung vorgeschlagen, mit der Teile des Außenbereiches des Fahrzeuges auf die Anwesenheit eines Körperteils einer Person oder eines Gegenstandes überwacht wird. Die Sensoreinrichtung ist so angebracht und ausgerichtet, dass ein Teil eines Beins oder eines Fußes der Person, die neben dem Fahrzeug steht, detektiert werden kann.From EP 1 902 912 A1 a generic device for contactless actuation of a tailgate of a vehicle is known. Herein a detection means in the form of a sensor arrangement is proposed, with which parts of the exterior of the vehicle is monitored for the presence of a body part of a person or an object. The sensor device is mounted and aligned so that a part of a leg or a foot of the person standing next to the vehicle can be detected.
Die Detektion umfasst dabei ferner eine Körperbewegung, die zum Beispiel das Anheben oder das Schwenken des Beins oder des Fußes der Person im von der Sensoranordnung überwachten Teil des Außenbereiches des Fahrzeugs betrifft. Nachteilhafterweise kann dabei ein Signal zum Betätigen der Heckklappe auch dann ausgelöst werden, wenn es sich nicht zwingend um das Bein oder um den Fuß der Person handelt. Beispielsweise können Tiere den durch die Sensoranordnung überwachten Teil des Außenbereichs des Fahrzeugs passieren oder ein Gegenstand, beispielsweise ein Ball, läuft oder rollt durch den überwachten Außenbereich. Es ist daher wünschenswert, eine Fehlfunktion der Betätigung der Heckklappe des Fahrzeugs zu vermeiden.The detection further comprises a body movement which, for example, relates to the lifting or pivoting of the leg or foot of the person in the part of the outer area of the vehicle monitored by the sensor arrangement. Disadvantageously, a signal for actuating the tailgate can also be triggered when it is not necessarily about the leg or the foot of the person. For example, animals may pass through the portion of the exterior of the vehicle being monitored by the sensor assembly, or an object, such as a ball, may be running or rolling through the monitored exterior. It is therefore desirable to avoid a malfunction of the operation of the tailgate of the vehicle.
Aus der DE 10 2004 041 709 B3 ist eine weitere Einrichtung zum berührungslosen Betätigen einer Heckklappe eines Fahrzeugs über Erkennungsmittel bekannt. Hierhin wird vorgeschlagen, ein erstes Erkennungsmittel zur Detektion eines Objektes in einem ersten Detektionsbereich und ein zweites Erkennungsmittel zur Detektion eines Objektes in einem zweiten Detektionsbereich anzuordnen, so dass über die Erkennungsmittel die Betätigung der Heckklappe aktivierbar ist. Als Erkennungsmittel wird auf bereits bekannte Einrichtungen in einem Fahrzeug verwiesen, die als Abstandserfassungssysteme, auch PDC-Systeme (Park-Distance- Control-Systeme) bekannt sind. Diese Systeme arbeiten mit Ultraschallsensoren oder mit Radarsensoren, und dienen der Überwachung eines Außenbereiches des Fahrzeugs.From DE 10 2004 041 709 B3 a further device for contactless actuation of a tailgate of a vehicle via detection means is known. Here, it is proposed to arrange a first detection means for detecting an object in a first detection area and a second detection means for detecting an object in a second detection area, so that actuation of the tailgate can be activated via the detection means. As detection means reference is made to already known devices in a vehicle, which are known as distance detection systems, also PDC systems (Park Distance Control Systems). These systems work with ultrasonic sensors or with radar sensors, and monitor an outdoor area of the vehicle.
Ultraschallsensoren oder Radarsensoren, die als Erkennungsmittel zur Detektion von Objekten im Außenbereich des Fahrzeugs eingesetzt werden, weisen eine große Stromaufnahme auf. Eine dauerhafte Überwachung des Außenbereiches des Fahrzeugs durch derartige Sensoren kann daher nicht zufriedenstellend umgesetzt werden. Als Energiequelle zur Versorgung derartiger Sensoren dient die im Fahrzeug vorhandene Batterie, so dass die Einrichtung zum berührungslosen Betätigen einer Heckklappe nicht dauerhaft eingeschaltet bleiben kann.Ultrasonic sensors or radar sensors, which are used as detection means for detecting objects in the exterior of the vehicle, have a large current consumption. Permanent monitoring of the exterior of the vehicle by such sensors can therefore not be satisfactorily implemented. As an energy source for the supply of such sensors used in the vehicle battery, so that the device for non-contact operation of a tailgate can not remain permanently switched on.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum berührungslosen Betätigen eines beweglichen Teils eines Fahrzeugs zu schaffen, die die Nachteile des voranstehend genannten Standes der Technik überwindet und eine dauerhafte Überwachung des Außenbereiches eines Fahrzeuges ermöglicht. Insbesondere soll eine zuverlässige und energiearme Überwachung des Außenbereiches eines Fahrzeuges ermöglicht werden.It is therefore the object of the present invention to provide a device for non-contact operation of a movable part of a vehicle, which overcomes the disadvantages of the above-mentioned prior art and allows permanent monitoring of the exterior of a vehicle. In particular, a reliable and low-energy monitoring of the exterior of a vehicle to be made possible.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Einrichtung zum berührungslosen Betätigen des beweglichen Teils eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 , gemäß dem Anspruch 16 und gemäß dem Anspruch 17 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das erste Erkennungsmittel als ein erster Kapazitätssensor und das zweite Erkennungsmittel als ein zweiter Kapazitätssensor ausgebildet ist und wobei Mittel vorgesehen sind, mit denen die Detektionsbereiche in voneinander getrennte Bereiche vorgebbar sind. Zusätzlich können noch weitere Erkennungsmittel vorhanden sein, die ebenfalls über eigene Detektionsbereiche verfügen.This object is achieved on the basis of a device for non-contact operation of the movable part of a vehicle according to the preamble of claim 1, according to claim 16 and according to claim 17 with the respective characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims. The invention includes the technical teaching that the first detection means is designed as a first capacitance sensor and the second detection means as a second capacitance sensor and wherein means are provided with which the detection areas can be predetermined in separate areas. In addition, other detection means may be present, which also have their own detection areas.
Im Sinne dieser Erfindung wird unter dem Begriff „bewegliches Teil", jede Tür, Seiten- oder Schiebetür, Klappe oder dergleichen eines Fahrzeuges verstanden, die wenigstens einen Schließzustand und einen Öffnungszustand aufweist, wobei der Schließzustand durch ein elektrisches und/oder mechanisches Schloss erreicht wird, um ein ungewolltes oder unberechtigtes Öffnen zu verhindern. Insbesondere kann das Schloss dieses beweglichen Teils mit einer Zentralverriegelung, vorzugsweise als „Aktiv- bzw. Passive Keyless-Go System", vom Fahrzeug zusammenwirken. Das Fahrzeug selbst kann ein Kraftfahrzeug sein.For the purposes of this invention, the term "moving part", any door, side or sliding door, flap or the like understood a vehicle having at least one closed state and an open state, wherein the closed state is achieved by an electric and / or mechanical lock In order to prevent unintentional or unauthorized opening, in particular, the lock of this movable part can interact with the central locking system, preferably as an "active or passive keyless-go system", of the vehicle. The vehicle itself may be a motor vehicle.
Durch die Ausführung der Erkennungsmittel als Kapazitätssensoren ergibt sich ein sehr niedriger Stromverbrauch für die Einrichtung zum berührungslosen Betätigen des beweglichen Teils eines Fahrzeugs. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Kapazitätssensoren dauerhaft in Betrieb gehalten werden können, um einen Außenbereich des Fahrzeugs, vorzugsweise im Bereich der Heckklappe oder der Seitentüren, zu überwachen. Die Kapazitätssensoren können derart ausgeführt und dimensioniert sein, dass diese zumindest im Ruhezustand einen Stromverbrauch von weniger als 100μA aufweisen. Ein derartig niedriger Stromverbrauch ermöglicht eine dauerhafte Überwachung des Außenbereiches des Fahrzeugs, so dass die Einrichtung zum berührungslosen Betätigen des beweglichen Teils des Fahrzeugs stets in Einsatzbereitschaft verbleiben kann. Eine weitere Verbesserung der Funktion der Einrichtung zum berührungslosen Betätigen des beweglichen Teils wird dadurch erreicht, dass Mittel vorgesehen sind, mit denen die Detektionsbereiche in voneinander getrennte Bereiche vorgebbar sind. Damit wird der Vorteil erreicht, dass sich der erste Detektionsbereich mit dem zweiten Detektionsbereich nicht überschneidet. Durch die voneinander getrennten Detektionsbereiche können verschiedene Körperteile einer Person unabhängig voneinander detektiert werden. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel zur räumlichen Trennung der Detektionsbereiche kann die Stromaufnahme der Kapazitätssensoren weiter reduziert werden. Die Kapazitätssensoren können jeweils eine oder mehrere Sensorelektroden besitzen, die mit der näheren Umgebung eine kapazitive Kopplung aufweisen. Dabei gilt, je höher Ladungsdichte auf den Sensorelektroden ist, umso höher ist auch die kapazitive Kopplung.By implementing the detection means as capacitance sensors results in a very low power consumption for the device for non-contact operation of the moving part of a vehicle. This results in the advantage that the capacitance sensors can be kept permanently in operation in order to monitor an outside area of the vehicle, preferably in the area of the tailgate or the side doors. The capacitance sensors can be designed and dimensioned such that they have a power consumption of less than 100 μA, at least when at rest. Such a low power consumption allows a permanent monitoring of the exterior of the vehicle, so that the device for non-contact operation of the movable part of the vehicle can always remain in operational readiness. A further improvement of the function of the device for non-contact operation of the movable part is achieved in that means are provided with which the detection areas can be predetermined in separate areas. Thus, the advantage is achieved that the first detection area does not overlap with the second detection area. Due to the separate detection areas different body parts of a person can be detected independently. By using the means according to the invention for the spatial separation of the detection areas, the current consumption of the capacitance sensors can be further reduced. The capacitance sensors may each have one or more sensor electrodes, which have a capacitive coupling with the surrounding area. The higher the charge density on the sensor electrodes, the higher the capacitive coupling.
Bei Vorhandensein der erfindungsgemäßen Mittel zur Vorgabe der jeweiligen Detektionsbereiche kann die auf den Sensorelektroden gespeicherte elektrische Ladung jedoch niedriger ausfallen, um dennoch eine hohe Sensitivität der Kapazitätssensoren zu erreichen. Die Folge ist eine weitere Reduktion der Stromaufnahme, wodurch eine weitere Verbesserung der Einrichtung zum berührungslosen Betätigen des beweglichen Teils erreicht wird.However, in the presence of the means according to the invention for specifying the respective detection regions, the electrical charge stored on the sensor electrodes can be lower in order nevertheless to achieve a high sensitivity of the capacitance sensors. The result is a further reduction of the current consumption, whereby a further improvement of the device for non-contact operation of the movable part is achieved.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung weist sowohl Mittel für den ersten als auch Mittel für den zweiten Detektionsbereich auf. Auch können mehr als zwei Erkennungsmittel vorgesehen sein, so dass auch ein dritter oder weitere Detektionsbereiche vorhanden sein können. Diese Erkennungsmittel können baugleich oder ähnlich zum ersten und/oder zweiten Erkennungsmittel aufgebaut sein und können somit auch über entsprechende Kapazitätssensoren verfügen, die klar definierte Detektionsbereiche aufweisen. Die Mittel für die Detektionsbereiche sind so ausgeführt, dass der erste Detektionsbereich eine im Wesentlichen horizontale Erstreckung besitzt, wohingegen der zweite Detektionsbereich eine im Wesentlichen vertikale Erstreckung aufweist. Ein dritter Detektionsbereich eines dritten Erkennungsmittels kann beispielsweise neben dem ersten oder zweiten Detektionsbereich angeordnet sein. Auch ist es denkbar, dass ein dritter Detektionsbereich zwischen dem ersten oder zweiten Detektionsbereich angeordnet ist. Somit ist eine genaue Detektion des Objektes und/oder eines entsprechenden Bewegungsmusters des Objektes messtechnisch gut erfassbar, wodurch falsche Betätigungen des beweglichen Teils sicher verhindert werden können. Die Kapazitätssensoren können für eine Betätigung einer Heckklappe vorzugsweise im Heckbereich des Fahrzeugs und insbesondere im und/oder am hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs angeordnet werden. Die Anordnung der Kapazitätssensoren erfolgt derart, dass durch den ersten Kapazitätssensor mit dem horizontalen Detektionsbereich beispielsweise ein Bein als zu erfassendes Objekt einer sich aufrecht bewegenden Person detektiert werden kann. Läuft also eine Person auf den Heckbereich des Fahrzeugs zu, wird diese Bewegung durch den ersten Kapazitätssensor mit dem horizontalen Detektionsbereich erfasst. Bleibt die Person hinter dem Fahrzeug stehen und bewegt die Person einen Fuß in den Bereich unterhalb des hinteren Stoßfängers, kann diese Bewegung durch den zweiten Kapazitätssensor mit dem vertikalen Detektionsbereich erfasst werden. Die Kapazitätssensoren können für eine Betätigung einer Seitentür im Türschwellerbereich des Fahrzeugs, insbesondere im und/oder am unteren Ende der Seitentür des Fahrzeuges angeordnet sein. Auch ist es denkbar, dass die Kapazitätssensoren direkt am oder im Türschweller angeordnet sind und nicht in der Seitentür selber. Dabei ist vorzugsweise wenigstens ein horizontaler und einer vertikaler Detektionsbereich, wie bei der Heckklappe, vorgesehen.An advantageous embodiment of the device has both means for the first and means for the second detection area. Also, more than two detection means may be provided, so that a third or further detection areas may be present. These recognition means can be of identical construction or similar to the first and / or second recognition means and can thus also have corresponding capacity sensors which have clearly defined detection areas. The means for the detection areas are designed so that the first detection area has a substantially horizontal extent, whereas the second detection area has a substantially vertical extent. A third detection area of a third detection means may be arranged, for example, in addition to the first or second detection area. It is also conceivable that a third detection area is arranged between the first or second detection area. Thus, an accurate detection of the object and / or a corresponding movement pattern of the object can be easily detected by measurement, whereby false actuations of the movable part can be reliably prevented. The capacity sensors may be arranged for actuation of a tailgate preferably in the rear region of the vehicle and in particular in and / or on the rear bumper of the vehicle. The arrangement of the capacitance sensors takes place in such a way that, for example, a leg can be detected by the first capacitance sensor with the horizontal detection region as an object of an upright person to be detected. So runs a person to the rear of the vehicle, this movement is detected by the first capacitance sensor with the horizontal detection area. If the person stops behind the vehicle and the person moves a foot into the area below the rear bumper, this movement can be detected by the second capacitance sensor with the vertical detection area. The capacitance sensors can be arranged for actuating a side door in the door sill area of the vehicle, in particular in and / or at the lower end of the side door of the vehicle. It is also conceivable that the capacitance sensors are arranged directly on or in the door sill and not in the side door itself. In this case, preferably at least one horizontal and one vertical detection area, as in the tailgate, is provided.
Durch den Einsatz von zumindest zwei Detektionsbereichen kann ein Bewegungsmuster des Objektes durch die Einrichtung die Absicht erkannt werden, das bewegliche Teil des Fahrzeugs betätigen zu wollen. Hebt die Person beispielsweise den Fuß an, kann eine weitere Veränderung der Ladung auf der Sensorelektrode des zweiten Kapazitätssensors erfolgen. Folglich besteht die Möglichkeit, die Betätigung der Heckklappe an ein vorgegebenes Bewegungsmuster der Person und insbesondere ein Bewegungsmuster des Fußes der Person zu binden. Dieses Bewegungsmuster kann beispielsweise nach der Annäherung der Person an das Fahrzeug folgen und eine einfache und bevorzugt eine zweifache oder mehrfache Fußbewegung umfassen.Through the use of at least two detection areas, a movement pattern of the object can be recognized by the device, the intention to operate the movable part of the vehicle. If, for example, the person raises his foot, a further change in the charge can take place on the sensor electrode of the second capacitance sensor. Consequently, there is the possibility of the operation of the tailgate to a predetermined movement pattern to bind the person and in particular a movement pattern of the person's foot. This movement pattern may, for example, follow the approach of the person to the vehicle and comprise a simple and preferably a double or multiple foot movement.
Auch ist es denkbar, dass zunächst der Kapazitätssensor die Bewegung eines Beines erfasst, wodurch z. B. der zweite Kapazitätssensor erst eingeschaltet wird. Wenn der zweite Kapazitätssensor eingeschaltete ist versucht dieser den entsprechenden Fuß des Beines messtechnisch zu erfassen. Dabei kann z. B. der Eintritt des Fußes in den zweiten Detektionsbereich gemessen werden. Dieses Bewegungsmuster kann zur Auslösung der Betätigung des beweglichen Teils genutzt werden. Auch ist es möglich, dass der Fuß ggf. unverzüglich wieder aus dem zweiten Detektionsbereich entfernt werden muss, um die Betätigung des beweglichen Teils auszulösen. Ebenfalls muss ggf. zusätzlich das Bein aus dem ersten Detektionsbereich entfernt werden, um dann erst die Betätigung des beweglichen Teils auszulösen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass ein drittes Erkennungsmittel, welches ebenfalls als Kapazitätssensor ausgestaltet sein kann, zunächst die Annäherung einer Person an das Fahrzeug erfasst, wodurch die Überwachung des Bewegungsmuster beginnt bzw. eingeschaltet wird. Auch kann diese gemessene Annäherung erst zur Einschaltung des ersten und zweiten Erkennungsmittels dienen.It is also conceivable that initially the capacitance sensor detects the movement of a leg, whereby z. B. the second capacitance sensor is turned on. When the second capacitance sensor is switched on, it tries to detect the corresponding foot of the leg by measurement. It can be z. B. the entrance of the foot are measured in the second detection area. This movement pattern can be used to trigger the operation of the moving part. It is also possible that the foot may need to be removed again immediately from the second detection area in order to trigger the actuation of the movable part. In addition, if necessary, the leg must also be removed from the first detection area in order then to trigger the actuation of the movable part. In addition, it is conceivable that a third detection means, which may also be configured as a capacitance sensor, first detects the approach of a person to the vehicle, whereby the monitoring of the movement pattern starts or is turned on. Also, this measured approach can serve only for the first and second detection means.
Der erste und/oder der zweite Kapazitätssensor kann drahtartig oder folienartig ausgebildet werden, wobei der Draht oder die Folie die Sensorelektrode des Kapazitätssensors bildet. Vorzugsweise kann sich die drahtartige oder folienartige Sensorelektrode über einen Teil oder bevorzugt über der gesamten Breite des Stoßfängers bzw. Breite der Seitentür des Fahrzeugs erstrecken. Folglich ist die Einrichtung zur Betätigung einer Heckklappe bzw. einer Seiten eines Fahrzeugs aus verschiedenen Bereichen in der näheren Umgebung des Hecks bzw. der entsprechenden Seitentür des Fahrzeugs möglich. Die Sensorelektroden können Bestandteil des hinteren Stoßfängers, der Seitentür oder des Türschwellers sein oder innenseitig in diesen aufgeklebt oder mit Befestig ungsmitteln befestigt sein. Ferner können die Sensorelektroden im Sphtzgussprozess zur Herstellung des Stoßfängers bereits verarbeitet werden. Dabei weisen die Kapazitätssensoren innerhalb des Stoßfängers, der Seitentür oder des Türschwellers eine räumliche Trennung auf, so dass sich der erste Kapazitätssensor eher im vertikalen Erstreckungsbereich befindet, wohingegen der zweite Kapazitätssensor vorzugsweise im unteren, in die Waagerechte übergehenden Bereich des hinteren Stoßfängers, der Seitentür oder des Türschwellers eingebracht ist.The first and / or the second capacitance sensor can be formed like a wire or foil, wherein the wire or the foil forms the sensor electrode of the capacitance sensor. Preferably, the wire-like or sheet-like sensor electrode may extend over part or, preferably, the entire width of the bumper or width of the side door of the vehicle. Consequently, the device for actuating a tailgate or a side of a vehicle from different areas in the vicinity of the rear or the corresponding side door of the vehicle is possible. The sensor electrodes can Be part of the rear bumper, the side door or the door sill or inside glued in this or fastened with fastening means. Furthermore, the sensor electrodes can already be processed in the spheroidal casting process for producing the bumper. The capacitance sensors within the bumper, the side door or the door sill have a spatial separation, so that the first capacitance sensor is located in the vertical extension region, whereas the second capacitance sensor preferably in the lower, transient region of the rear bumper, the side door or the door sill is introduced.
Zur verbesserten Vorgabe der geometrisch voneinander getrennten Detektionsbereiche sind die dazu vorgesehenen Mittel in Form metallischer Abschirmungen ausgebildet. Diese metallischen Abschirmungen erstrecken sich auf der dem ersten und dem zweiten Detektionsbereich abgewandten Seite der Kapazitätssensoren, so dass die Abschirmungen die Kapazitätssensoren halbschalenartig umschließen, wobei zumindest eine Isolationsschicht zwischen den Kapazitätssensoren und den Abschirmungen vorgesehen ist. Ferner weisen die metallischen Abschirmungen das gleiche elektrische Potential wie die jeweiligen Sensorelektroden auf. Hierzu können die metallischen Abschirmungen elektrisch mit den jeweiligen Sensorelektroden elektrisch verbunden sein. Dadurch wird ein „Active Shield" gebildet, das den Detektionsbereich der Sensorelektroden beeinflusst bzw. bestimmt. Dabei wird der Detektionsbereich in Richtung zum Innenbereich des Stoßfängers, der Seitentür oder des Türschwellers im Wesentlichen unterbunden. Um die Anordnung der Detektionsbereiche der Kapazitätssensoren ganz gezielt ausrichten zu können, wird vorgeschlagen, dass die Abschirmungen zumindest bereichsweise U-förmig die Kapazitätssensoren umschließen, wobei die Kapazitätssensoren in der U-förmigen Öffnung angeordnet sind und der jeweilige Detektionsbereich der Kapazitätssensoren vor der U-förmigen Öffnung der Abschirmung liegt. Folglich sind die Kapazitätssensoren in diesem Fall (U-förmige Abschirmung) nicht nur auf der abgewandten Rückseite des Detektionsbereich durch die Abschirmung bedeckt, sondern weitestgehend auch auf den jeweiligen Randseiten. Zusätzlich kann eine metallische Masseabschirmung zum Einsatz kommen, die hinter den jeweiligen Kapazitätssensoren mit ihren aktiven Abschirmungen angeordnet werden kann. Diese sind somit rückseitig zum Detektionsbereich des jeweiligen Sensors in Richtung des Fahrzeugs angeordnet. Durch die zusätzliche Masseabschirmung wird der Detektionsbereich sicher und zuverlässig vom Fahrzeug weg auf den gewünschten Überwachungsbereich gerichtet.For improved specification of the geometrically separate detection areas, the means provided for this purpose are designed in the form of metallic shields. These metallic shields extend on the side of the capacitance sensors facing away from the first and the second detection region, so that the shields surround the capacitance sensors in a half-shell-like manner, wherein at least one insulation layer is provided between the capacitance sensors and the shields. Furthermore, the metallic shields have the same electrical potential as the respective sensor electrodes. For this purpose, the metallic shields can be electrically connected electrically to the respective sensor electrodes. As a result, an "active shield" is formed, which influences or determines the detection range of the sensor electrodes, whereby the detection area in the direction of the interior area of the bumper, the side door or the door sill is substantially prevented It is proposed that the shields at least partially surround the capacitance sensors in a U-shape, wherein the capacitance sensors are arranged in the U-shaped opening and the respective detection area of the capacitance sensors lies in front of the U-shaped opening of the shield Case (U-shaped shield) not only on the far back of the detection area through covered the shield, but largely on the respective edge sides. In addition, a metallic ground shield can be used, which can be arranged behind the respective capacitance sensors with their active shields. These are thus arranged on the rear side of the detection area of the respective sensor in the direction of the vehicle. Due to the additional ground shield, the detection area is directed safely and reliably away from the vehicle to the desired monitoring area.
Auch ist es denkbar, dass zusätzlich zu den Kapazitätssensoren sogenannte Kompensations- oder Ausgleichselektroden eingesetzt werden, die jeweils elektrisch isoliert z. B. links und rechtsseitig neben der eigentlichen Kapazitätselektrode angeordnet sind. Diese Ausgleichselektroden können optional ebenfalls von der Abschirmung abgedeckt werden. Sofern eine U-förmige Abschirmung vorhanden ist, sind die Ausgleichselektroden, wie die Kapazitätselektrode in der U-förmigen Öffnung anzuordnen. Die Ausgleichselektroden dienen dazu messtechnische Störungen, z. B. durch Verschmutzung, Regen oder dergleichen, im Detektionsbereich der Kapazitätselektroden zu erfassen und zu kompensieren, um Fehlmessung der Kapazitätssensoren zu vermeiden.It is also conceivable that in addition to the capacitance sensors so-called compensation or compensating electrodes are used, each electrically isolated z. B. are arranged on the left and right side next to the actual capacitance electrode. These compensating electrodes can optionally also be covered by the shielding. If a U-shaped shield is present, the balancing electrodes, such as the capacitance electrode, are to be arranged in the U-shaped opening. The compensating electrodes serve metrological disturbances, z. As by pollution, rain or the like, to detect and compensate in the detection range of the capacitance electrodes to avoid incorrect measurement of the capacitance sensors.
Die metallischen Abschirmungen der jeweiligen Kapazitätssensoren, ggf. mit den zuvor erwähnten Kompensations- oder Ausgleichselektroden, können mit den Sensorelektroden als einzelnes Bauteil ausgeführt werden, das eine sandwichartige Struktur besitzt. Dabei ist eine Isolierung zwischen den metallischen Abschirmungen und der Sensorelektrode und ggf. der Kompensations- oder Ausgleichselektroden sowie ggf. der Masseabschirmung vorgesehen, so dass die metallische Abschirmung einen geometrischen Abstand zur Sensorelektrode in Form von Leiterbahnen oder in Form einer Folie beibehält. Insbesondere umschließt die metallische Abschirmung die Sensorelektroden randseitig (z. B. U-förmig, wie bereits zuvor beschrieben), wodurch eine weitere Verbesserung der geometrischen Trennung der jeweiligen Detektionsbereiche voneinander ermöglicht wird.The metallic shields of the respective capacitance sensors, optionally with the aforementioned compensation or compensation electrodes, may be implemented with the sensor electrodes as a single component having a sandwiched structure. In this case, an insulation between the metallic shields and the sensor electrode and possibly the compensation or compensation electrodes and possibly the ground shield is provided so that the metallic shield maintains a geometric distance to the sensor electrode in the form of conductors or in the form of a film. In particular, the metallic shield surrounds the sensor electrodes at the edge (eg U-shaped, as already described above), whereby a further improvement of the geometric separation of the respective detection areas from each other is made possible.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine Steuereinheit vorgesehen, die mit den Kapazitätssensoren verbunden ist und die mit einer Betätigungseinheit des beweglichen Teils des Fahrzeugs wirkverbunden ist. Die Steuereinheit kann Mittel umfassen, die zur Speisung und zum Betrieb der Kapazitätssensoren dienen. Ferner kann die Steuereinheit ein Logik- Verknüpfungsglied zwischen den Kapazitätssensoren und einer Betätigungseinheit zur Betätigung des beweglichen Teils des Fahrzeugs umfassen. Folglich können die Kapazitätssensoren die Information an die Steuereinheit liefern, ob sich ein Objekt im jeweiligen Detektionsbereich der Kapazitätssensoren befindet. Die Erkennung eines vorgegebenen Bewegungsmusters kann dabei in der Steuereinheit erfolgen, so dass die Betätigungseinheit zum Öffnen oder zum Schließen des beweglichen Teils erst bei Vorliegen des geforderten Bewegungsmusters ausgelöst wird.According to an advantageous development of the device according to the invention, a control unit is provided which is connected to the capacitance sensors and which is operatively connected to an actuating unit of the movable part of the vehicle. The control unit may comprise means for supplying and operating the capacitance sensors. Further, the control unit may comprise a logic gate between the capacitance sensors and an actuator unit for actuating the movable part of the vehicle. Consequently, the capacitance sensors can provide the information to the control unit as to whether an object is in the respective detection area of the capacitance sensors. The detection of a predetermined movement pattern can take place in the control unit, so that the operating unit for opening or closing the movable part is triggered only in the presence of the required movement pattern.
Ebenfalls ist es denkbar, dass nach einem ersten Signal oder erst nach einem definierten Bewegungsmuster Leucht- und/oder Anzeigemittel eingeschaltet werden, die insbesondere die Detektionsbereiche ausleuchten. Durch das Ausleuchten kann der Person angezeigt werden, welcher Detektionsbereich als nächstes auf ein Messsignal bzw. auf ein Objekt im Detektionsbereich wartet. Auch können durch die Leucht- und/oder Anzeigemittel der konkrete Zustand eines Zugangsberechtigungssystems oder der Sensorik angezeigt werden. So ist es möglich, dass auf dem Bürgersteig oder der Strasse neben oder hinter dem Fahrzeug der Schriftzug „AUF" oder „ZU", insbesondere durch eine Laserdiode, angezeigt wird. Diese Anzeige kann an die Erfassung eines ID-Gebers für das Fahrzeug gekoppelt werden, d. h. nur wenn der richtige ID-Geber in der Nähe des Fahrzeugs von der übrigen Sensorik erkannt wird, wird das bzw. die Leucht- und/oder Anzeigemittel eingeschaltet. Zum Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung kann weiterführend vorgesehen sein, dass ein ID-Geber vorhanden ist, der mit der Steuereinheit vorzugsweise mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung wirkverbunden ist. Derartige ID- Geber sind auch als Zugangsberechtigungssysteme für einen Benutzer eines Fahrzeugs bekannt und werden häufig als „Keyless-Go-Systeme" bezeichnet. Besitzt der Benutzer eines Fahrzeugs einen derartigen ID-Geber, so wird dieser von einer Sende-Empfangseinheit innerhalb des Fahrzeugs erkannt. Dadurch erfolgt eine Authentifizierung des Benutzers des Fahrzeugs, so dass dieser beispielsweise das Fahrzeug öffnen oder das Fahrzeug in Betrieb nehmen kann. Ein derartiger ID- Geber kann ferner zur Kommunikation mit der Steuereinheit ausgebildet sein, die Bestandteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist.It is also conceivable that after a first signal or only after a defined movement pattern lighting and / or display means are turned on, illuminate the detection areas in particular. By illuminating the person can be displayed, which detection area is next waiting for a measurement signal or an object in the detection area. Also, by the lighting and / or display means of the concrete state of an access authorization system or the sensor system can be displayed. Thus, it is possible that on the sidewalk or the road next to or behind the vehicle, the words "OPEN" or "CLOSE", in particular by a laser diode is displayed. This display can be coupled to the detection of an ID transmitter for the vehicle, ie only when the correct ID transmitter is detected in the vicinity of the vehicle of the other sensors, the lighting and / or display means is turned on. To operate the device according to the invention can be further provided that an ID transmitter is present, which is operatively connected to the control unit preferably by means of a wireless communication link. Such ID transmitters are also known as conditional access systems for a user of a vehicle and are often referred to as "keyless go systems." If the user of a vehicle has such an ID transmitter, then this is detected by a transceiver unit within the vehicle As a result, the user of the vehicle is authenticated so that he or she can open the vehicle or put the vehicle into operation, for example.
Erfindungsgemäß kann die Steuereinheit derart weitergebildet sein, dass eine Betätigung des beweglichen Teils erst dann erfolgt, wenn das Vorhandensein eines ID-Gebers durch die Steuereinheit erkannt wird. Befindet sich beispielsweise die Person mit dem ID-Geber nicht im Bereich des Fahrzeugs, so können zwar die Kapazitätssensoren das Bewegungsmuster einer Person im Detektionsbereich des Fahrzeugs detektieren, jedoch löst die Steuereinheit nicht das Öffnen oder Schließen der Heckklappe aus. Erst bei Vorhandensein des ID-Gebers und einer damit erfolgten Authentifizierung erfolgt bei gleichzeitig ausgeführtem und durch die Kapazitätssensoren detektierten Bewegungsmusters die Betätigung des beweglichen Teils.According to the invention, the control unit can be developed such that an actuation of the movable part takes place only when the presence of an ID transmitter is detected by the control unit. For example, if the person with the ID transmitter is not in the area of the vehicle, then the capacity sensors can detect the movement pattern of a person in the detection area of the vehicle, but the control unit does not trigger the opening or closing of the tailgate. Only in the presence of the ID transmitter and an authentication thus carried out at the same time executed and detected by the capacitance sensors movement pattern, the operation of the movable part.
Die Auslösung der Öffnung oder der Schließung des beweglichen Teils kann ferner davon abhängig gemacht werden, ob das Fahrzeug fährt oder steht, wobei die Betätigung des beweglichen Teils vorzugsweise nur dann ausgelöst wird, wenn das Fahrzeug steht und die Geschwindigkeit „Null" erkannt wird.The triggering of the opening or the closing of the movable part can also be made dependent on whether the vehicle is traveling or standing, wherein the actuation of the movable part is preferably triggered only when the vehicle is stationary and the speed "zero" is detected.
Durch die Aktivierung des beweglichen Teils kann ggf. gleichzeitig ein elektromechanisches Schloss für das bewegliche Teil angesteuert werden, wodurch sich das bewegliche Teil Öffnen oder verschließen lässt. Zusätzlich kann das bewegliche Teil mit einem Aufstellmechanismus versehen sein, womit das bewegliche Teil von seiner Schließstellung selbstständig in die Öffnungsstellung überführbar ist und ggf. umgekehrt. Somit kann der Öffnungs- und/oder Schließvorgang vollautomatisch durchgeführt werden. Der erwähnte Aufstellmechanismus kann ganz oder teilweise in dem elektromechanischen Schloss integriert sein.By activating the movable part, an electromechanical lock for the movable part can possibly be controlled simultaneously, whereby the movable part can be opened or closed. In addition, the movable part may be provided with an erection mechanism, whereby the movable part of its closed position is automatically transferred to the open position and possibly vice versa. Thus, the opening and / or closing process can be carried out fully automatically. The mentioned erection mechanism can be completely or partially integrated in the electromechanical lock.
Nach einer Weiterbildung der Steuereinheit ist diese derart ausgebildet, dass eine Betätigung des beweglichen Teils erst dann stattfindet, wenn der erste Kapazitätssensor das Vorhandensein eines Beines innerhalb des ersten Detektionsbereiches und der zweite Kapazitätssensor das Vorhandensein eines Fußes innerhalb des zweiten Detektionsbereiches detektiert. Selbstverständlich wird die Betätigung des beweglichen Teils auch nach diesem Detektionsmuster erst dann ausgelöst, wenn zuvor, währenddessen oder danach der ID-Geber von der Steuereinheit der Einrichtung erkannt wird.According to a development of the control unit, this is designed such that actuation of the movable part takes place only when the first capacitance sensor detects the presence of a leg within the first detection area and the second capacitance sensor detects the presence of a foot within the second detection area. Of course, the actuation of the movable part is triggered only after this detection pattern when before, during or after the ID transmitter is detected by the control unit of the device.
Nach einer noch weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass eine Betätigung des beweglichen Teils nur dann stattfindet, wenn der erste Kapazitätssensor das Bein vor der Detektion des Fußes durch den zweiten Kapazitätssensor detektiert. Dadurch wird vermieden, dass bei Vorhandensein eines Gegenstandes im unteren Bereich des hinteren Stoßfängers oder einer Seitentür die Annäherung einer Person nicht ausreicht, um die Schließbewegung oder Öffnungsbewegung der Heckklappe oder der Seitentür auszulösen. Auch hierbei wird von der Steuereinheit die Geschwindigkeit des Fahrzeugs überwacht, die zum Auslösen der Öffnungs- oder Schließbewegung der Heckklappe vorzugsweise „Null" sein muss, so dass das Fahrzeug steht.According to yet another embodiment, the control unit is configured such that actuation of the movable part takes place only when the first capacitance sensor detects the leg before the detection of the foot by the second capacitance sensor. This avoids that in the presence of an object in the lower region of the rear bumper or a side door, the approach of a person is not sufficient to trigger the closing movement or opening movement of the tailgate or the side door. Here, too, the control unit monitors the speed of the vehicle, which preferably has to be "zero" for triggering the opening or closing movement of the tailgate, so that the vehicle is stationary.
Auch ist die Erfindung auf einer Verfahren zur Betätigung eines beweglichen Teils eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, mit der zuvor beschreibenen erfindungsgemäßen Einrichtung gerichtet. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, gelten dabei selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und umgekehrt.The invention is also directed to a method for actuating a movable part of a vehicle, in particular a motor vehicle, with the previously described directed device according to the invention. Features and details which are described in connection with the method according to the invention, of course, also apply in connection with the device according to the invention and vice versa.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of preferred embodiments of the invention with reference to the figures. It shows:
Figur 1a ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum berührungslosen Betätigen einer Heckklappe mit einem ersten Kapazitätssensor und einem zweiten Kapazitätssensor sowie jeweiligen Mitteln zur Vorgabe der Detektionsbereiche,1a shows an embodiment of the device for contactless operation of a tailgate with a first capacitance sensor and a second capacitance sensor and respective means for specifying the detection areas,
Figur 1 b ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum berührungslosen Betätigen einer Seitentür mit einem ersten Kapazitätssensor und einem zweiten Kapazitätssensor,FIG. 1b shows an exemplary embodiment of the device for the contactless actuation of a side door with a first capacitance sensor and a second capacitance sensor,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zurFigure 2 shows an embodiment of the inventive device for
Auslösung der Betätigung einer Heckklappe durch ein Bein und einen Fuß einer Person,Activation of the operation of a tailgate by a leg and a foot of a person,
Figur 3 eine schematische Draufsicht der Anordnung der Kapazitätssensoren innerhalb eines hinteren Stoßfängers eines Fahrzeugs,FIG. 3 shows a schematic plan view of the arrangement of the capacitance sensors within a rear bumper of a vehicle,
Figur 4 eine schematische Seitenansicht der Anordnung des zweitenFigure 4 is a schematic side view of the arrangement of the second
Kapazitätssensors innerhalb des hinteren Stoßfängers eines Fahrzeugs mit einer metallischen Abschirmung undCapacity sensor inside the rear bumper of a vehicle with a metallic shield and
Figur 5 eine Schemaansicht der Steuereinheit in Wirkverbindung mit denFigure 5 is a schematic view of the control unit in operative connection with the
Kapazitätssensoren, dem ID-Geber und der Heckklappe. Figur 1 a zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zum berührungslosen Betätigen einer Heckklappe 10.1 als bewegliches Teil 10 eines Fahrzeugs 1 , welches ein Kraftfahrzeug darstellt. Das bewegliche Teil 10 wird durch ein elektromechanisches Schloss 25 in der Schließstellung gehalten und gesichert. Die Einrichtung umfasst ein erstes Erkennungsmittel 11 zur Detektion eines Objektes 17, 18 in einem ersten Detektionsbereich 11 a und ein zweites Erkennungsmittel 12 zur Detektion eines Objektes in einem zweiten Detektionsbereich 12a. Die Erkennungsmittel 11 und 12 sind als Kapazitätssensoren 11 und 12 ausgebildet und in der Ansicht lediglich schematisch angedeutet. Der Detektionsbereich 11 a deckt den horizontalen Bereich hinter dem hinteren Stoßfänger 16 des Fahrzeugs 1 ab. Hingegen deckt der Detektionsbereich 12a den unteren Bereich unterhalb des hinteren Stoßfängers 16 ab. Damit ist ein erster Detektionsbereich 11 a und ein zweiter Detektionsbereich 12a geschaffen, die geometrisch voneinander getrennt sind und keinen gemeinsamen Bereich außenseitig vom hinteren Stoßfänger 16 umfassen. Die Detektionsbereiche 11 a und 12a sind durch Strahlen angedeutet, die jedoch lediglich Bereiche andeuten, in denen eine Änderung der Dielektrizitätskonstante zwischen den Kapazitätssensoren 11 und 12 sowie der Umgebung des hinteren Stoßfängers 16 beschreiben. Diese Änderung der Dielektrizitätskonstante bewirkt eine Änderung der auf den Elektroden der Kapazitätssensoren 11 und 12 speicherbaren Ladung, die von der Einrichtung detektiert werden kann. Damit kann durch die Kapazitätssensoren 11 und 12 das Vorhandensein eines Objektes, insbesondere das Vorhandensein von Körperteilen einer Person bei minimalem Stromverbrauch bereitgestellt werden.Capacitance sensors, the ID transmitter and the tailgate. Figure 1 a shows an embodiment of the device according to the invention for the contactless operation of a tailgate 10.1 as a movable part 10 of a vehicle 1, which is a motor vehicle. The movable member 10 is held and secured by an electromechanical lock 25 in the closed position. The device comprises a first detection means 11 for detecting an object 17, 18 in a first detection area 11a and a second detection means 12 for detecting an object in a second detection area 12a. The detection means 11 and 12 are designed as capacitance sensors 11 and 12 and indicated only schematically in the view. The detection area 11 a covers the horizontal area behind the rear bumper 16 of the vehicle 1. On the other hand, the detection area 12a covers the lower area below the rear bumper 16. This creates a first detection area 11 a and a second detection area 12 a, which are geometrically separated from one another and do not include a common area on the outside of the rear bumper 16. The detection areas 11 a and 12 a are indicated by rays, but only indicate areas in which describe a change in the dielectric constant between the capacitance sensors 11 and 12 and the surroundings of the rear bumper 16. This change in the dielectric constant causes a change in the charge storable on the electrodes of the capacitance sensors 11 and 12, which can be detected by the device. Thus, by the capacitance sensors 11 and 12, the presence of an object, in particular the presence of body parts of a person can be provided with minimal power consumption.
Hinter den Kapazitätssensoren 11 und 12 erstrecken sich Mittel 13 und 14, die in Gestalt metallischer Abschirmungen 13 und 14 ausgeführt sind und die die Kapazitätssensoren 11 und 12 bogenartig oder halbschalenartig umschließen. Durch die Abschirmungen 13 und 14 wird sowohl der jeweilige Detektionsbereich 11 a und 12a vorgegeben, wobei eine verbesserte Trennung der Detektionsbereiche 11 a und 12a voneinander ermöglicht wird. Die metallische Abschirmungen 13 und 14 weisen das gleiche elektrische Potential auf wie die entsprechenden Kapazitätssensoren 11 und 12. Somit handelt es sich hierbei um sogenannte „Active Shields" 13, 14. Hinter diesen „Active Shields" 13, 14 können zusätzlich Masseelektroden 24 bzw. Masseabschirmungen 24 vorgesehen sein, womit die Detektionsbereiche 11 a, 12a der Kapazitätssensoren 11 und 12 in die umgekehrte Richtung zu den Masseabschirmungen 24 gerichtet werden, d. h. von den Masseabschirmungen 24 weg.Behind the capacitance sensors 11 and 12 extend means 13 and 14, which are in the form of metallic shields 13 and 14 and which enclose the capacitance sensors 11 and 12 arc-like or half-shell-like. By the shields 13 and 14, both the respective detection area 11 a and 12 a predetermined, with an improved separation of the detection areas 11 a and 12a is made possible from each other. The metallic shields 13 and 14 have the same electrical potential as the corresponding capacitance sensors 11 and 12. Thus, these are so-called "Active Shields" 13, 14. Behind these "Active Shields" 13, 14 can additionally ground electrodes 24 and Ground shields 24 may be provided, whereby the detection areas 11 a, 12 a of the capacitance sensors 11 and 12 are directed in the reverse direction to the ground shields 24, ie away from the ground shields 24.
In der Figur 1 b ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung zum berührungslosen Betätigen einer Seitentür bzw. Schiebetür 10.1 als bewegliches Teil 10 eines Fahrzeugs 1 dargestellt. Hierbei sind die beiden Kapazitätssensoren 11 und 12 im Türschwellerbereich 23 angeordnet und vergleichbar zur erwähnten Stoßstange 16 im Heckbereich 15 ausgerichtet. Optional können die beiden Kapazitätssensoren 11 und 12 auch im unteren Bereich 27 der Seitentür 10.2, vorzugsweise unter einem Steinschlagschutz, angeordnet sein. Eine Annäherung des Objektes an die Seitentür 10.2 kann durch den ersten Kapazitätssensoren 11 oder den Annäherungssensor für das Zugangsberechtigungssystem, der in der Regel im Türgriff 28 angeordnet ist, ermittelt werden. Bei der weiteren Erkennung eines Bewegungsmusters für die Betätigung des beweglichen Teils 10 durch die Erkennungsmittel 11 , 12 unterscheiden sich die Ausführungsbeispiele aus den Figuren 1 bis 5 nicht. Auch können die Erkennungsmittel 11 , 12 mit den dazu gehörenden Mittel 13, 14 optional mit einer Masseabschirmung 24 versehen sein.FIG. 1 b shows a similar exemplary embodiment of the device according to the invention for the contactless actuation of a side door or sliding door 10. 1 as a movable part 10 of a vehicle 1. Here, the two capacitance sensors 11 and 12 are arranged in the door sill area 23 and aligned comparable to the aforementioned bumper 16 in the rear area 15. Optionally, the two capacitance sensors 11 and 12 may also be arranged in the lower region 27 of the side door 10.2, preferably under a rockfall protection. An approach of the object to the side door 10.2 can be determined by the first capacitance sensors 11 or the proximity sensor proximity sensor, which is usually arranged in the door handle 28. In the further recognition of a movement pattern for the actuation of the movable part 10 by the detection means 11, 12, the embodiments of Figures 1 to 5 do not differ. The detection means 11, 12 with the associated means 13, 14 may optionally be provided with a ground shield 24.
In Figur 2 ist in einer Seitenansicht ein Ausschnitt des hinteren Stoßfängers 16 bzw. des unteren Bereiches der Seitentür 10.2 gezeigt, in dem die Kapazitätssensoren 11 und 12 mit den jeweiligen Abschirmungen 13 und 14 eingebracht sind. Gemäß der Darstellung ist ein Bein 17 einer Person teilweise gezeigt und ragt in den horizontal verlaufenden ersten Detektionsbereich 11 a hinein. Der sich an das Bein 17 anschließende Fuß 18 ragt hingegen in den sich vertikal unterhalb des hinteren Stoßfängers 16 bzw. des Türschwellerbereiches 23 erstreckenden Detektionsbereich 12a hinein. Die Person hat sich beispielhaft dem Fahrzeug 1 im Bereich des hinteren Stoßfängers 16 bzw. der Seitentür 10.2 genähert. Folglich kann der erste Kapazitätssensor 11 durch das Eindringen des Beines 17 in den ersten Detektionsbereich 11 a die Annäherung der Person detektieren. Signalisiert die Person die Absicht der Betätigung des beweglichen Teils 10 durch ein Hineinbewegen des Fußes 18 in den zweiten Detektionsbereich 12a, so entsteht ein vorgegebenes Bewegungsmuster der Person. Durch die gekoppelte Detektion sowohl des Beines 17 als auch des Fußes 18 kann die Betätigung der Heckklappe 10.1 bzw. der Seitentür 10.2 ausgelöst werden. Ebenfalls kann durch ein nicht dargestelltes Leucht- und/oder Anzeigemittel die entsprechenden Detektionsbereiche 11 a, 12a ausgeleuchtet werden. Auch kann der Zustand des beweglichen Teils 10 auf dem Bürgersteig oder der Strasse neben dem Fahrzeug durch eine Schrift angezeigt werden. Bei der Betätigung wird das elektromechanische Schloss 25 derart verstellt, dass es das bewegliche Teil 10 freigibt, wodurch es von einer Schließstellung in eine Offenstellung überführbar ist. Der Öffnungs- und/oder Schließvorgang kann selbst mechanisch durch den in Figur 1 angedeuteten Aufstellmechanismus 26 erfolgen, der ebenfalls durch die Betätigung aktiviert wird.FIG. 2 shows a side view of a section of the rear bumper 16 or of the lower region of the side door 10. 2, in which the capacitance sensors 11 and 12 are inserted with the respective shields 13 and 14. As shown, a leg 17 of a person is partially shown and protrudes into the horizontally extending first detection area 11 a. The leg 17 By contrast, the adjoining foot 18 projects into the detection area 12a extending vertically below the rear bumper 16 or the door sill area 23. The person has approached the vehicle 1 in the area of the rear bumper 16 or the side door 10.2 by way of example. Consequently, the first capacitance sensor 11 can detect the approach of the person by the penetration of the leg 17 into the first detection area 11 a. If the person signals the intention of actuating the movable part 10 by moving the foot 18 into the second detection area 12a, a predetermined pattern of movement of the person results. Due to the coupled detection of both the leg 17 and the foot 18, the actuation of the tailgate 10.1 or the side door 10.2 can be triggered. Likewise, the corresponding detection areas 11a, 12a can be illuminated by a lighting and / or display means, not shown. Also, the state of the movable part 10 on the sidewalk or the road next to the vehicle can be indicated by a font. Upon actuation, the electromechanical lock 25 is adjusted so that it releases the movable part 10, whereby it can be transferred from a closed position to an open position. The opening and / or closing operation can itself be effected mechanically by the raising mechanism 26 indicated in FIG. 1, which is likewise activated by the actuation.
Auch in Figur 2 können optional zu den „Active Shields" 13, 14 Masseelektroden 24 bzw. Masseabschirmungen 24 vorgesehen sein.Also in FIG. 2, ground electrodes 24 or ground shields 24 can optionally be provided for the "active shields" 13, 14.
Figur 3 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung der Kapazitätssensoren 11 und 12 innerhalb des hinteren Stoßfängers 16 des Fahrzeugs 1. Der hintere Stoßfänger 16 erstreckt sich über den gesamten Heckbereich 15 des Fahrzeugs, wobei der Stoßfänger 16 in der gesamten Breite gezeigt ist. Gemäß der Darstellung ist erkennbar, dass sich die Kapazitätssensoren 11 und 12 etwa über der gesamten Breite des Stoßfängers 16 hinweg erstrecken können. Folglich kann sich eine Person an einer beliebigen Stelle über dem gesamten Heckbereich 15 des Fahrzeugs 1 nähern und die in Figur 2 beschriebene Bewegung des Beines 17 sowie des Fußes 18 ausführen.Figure 3 shows in a plan view the arrangement of the capacitance sensors 11 and 12 within the rear bumper 16 of the vehicle 1. The rear bumper 16 extends over the entire rear area 15 of the vehicle, the bumper 16 being shown in full width. As shown, it can be seen that the capacitance sensors 11 and 12 may extend approximately over the entire width of the bumper 16. Consequently, a person can be anywhere on the entire rear portion 15 of the vehicle. 1 approach and perform the movement described in Figure 2 of the leg 17 and the foot 18.
Die Darstellung zeigt die Anordnung des ersten Kapazitätssensors 11 im vertikalen Bereich des Stoßfängers 16, wohingegen der zweite Kapazitätssensor 12 mit der diesen umschließenden Abschirmung 14 im unteren Bereich des Stoßfängers 16 angedeutet ist. Die Kapazitätssensoren 12 können folienartig oder leiterbahnartig über der Breite des Stoßfängers 16 in diesem eingebracht oder verlegt sein. Vorzugsweise werden die Kapazitätssensoren 11 und 12 mit den jeweiligen Abschirmungen 13 und 14 innenseitig im Stoßfänger 16 angeordnet.The illustration shows the arrangement of the first capacitance sensor 11 in the vertical region of the bumper 16, whereas the second capacitance sensor 12 is indicated with the shield 14 enclosing this in the lower region of the bumper 16. The capacitance sensors 12 may be introduced or laid in the manner of a foil or a conductor track over the width of the bumper 16. The capacitance sensors 11 and 12 with the respective shields 13 and 14 are preferably arranged on the inside in the bumper 16.
Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht der Anordnung des zweiten Kapazitätssensors 12 innerhalb des Stoßfängers 16, der eben so gut in oder an der Seitentür 10.2 oder dem dazu gehörenden Türschweller angeordnet sein könnte. Der Kapazitätssensor 12 ist im Querschnitt dargestellt und besitzt eine flächenförmige Erstreckung. Der Kapazitätssensor 12 ist durch eine metallische Abschirmung 14 rückseitig umschlossen, die das gleiche Potential des Sensors 12 aufweist, so dass der Detektionsbereich 12a lediglich in Richtung zur Unterseite des hinteren Stoßfängers 16 ausgerichtet ist. Zur Verbesserung der abschirmenden Wirkung ist zusätzlich die Masseabschirmung 24 vorgesehen, die mit einemMassekontakt 19 verbunden ist, der als Erdung beispielhaft angedeutet ist und der die Abschirmung 24 mit der Masse des Fahrzeugs verbindet. Dadurch wird die gerichtete Vorgabe des Detektionsbereiches 12a weiter verbessert.Figure 4 shows a schematic side view of the arrangement of the second capacitance sensor 12 within the bumper 16, which could just as well be arranged in or on the side door 10.2 or the associated door sills. The capacitance sensor 12 is shown in cross-section and has a planar extension. The capacitance sensor 12 is enclosed on the rear side by a metallic shield 14, which has the same potential of the sensor 12, so that the detection area 12 a is oriented only in the direction of the underside of the rear bumper 16. In addition, to improve the shielding effect, the ground shield 24 is provided, which is connected to a ground contact 19, which is exemplified as grounding, and which connects the shield 24 to the ground of the vehicle. As a result, the directional specification of the detection area 12a is further improved.
Figur 5 zeigt in einer schematischen Ansicht die Wirkverbindung der Steuereinheit 20 mit dem ersten Kapazitätssensor 11 und dem zweiten Kapazitätssensor 12. Die Steuereinheit 20 weist ein Verknüpfungsglied 22 auf, das als UND- Verknüpfungsglied ausgeführt ist. Das UND-Verknüpfungsglied 22 bewirkt eine Aktivierung der Heckklappe 10, wenn wenigstens der erste Kapazitätssensor 11 und der zweite Kapazitätssensor 12 das Vorhandensein eines Objektes detektiert. Wird lediglich durch einen der Kapazitätssensoren 11 oder 12 das Vorhandensein eines Objektes, beispielsweise eines Beines 17 oder eines Fußes 18, detektiert, so löst die Steuereinheit 20 die Heckklappe 10 nicht aus. Erst bei der Detektion des Vorhandenseins eines Objektes durch beide Kapazitätssensoren 11 und 12 kann die Betätigung der Heckklappe 10 ausgelöst werden.FIG. 5 shows, in a schematic view, the operative connection of the control unit 20 with the first capacitance sensor 11 and the second capacitance sensor 12. The control unit 20 has a logic element 22, which is embodied as an AND logic gate. The AND gate 22 activates the tailgate 10 when at least the first capacitance sensor 11 and the second capacitance sensor 12 detect the presence of an object. If only the presence of an object, for example a leg 17 or a foot 18, is detected by one of the capacitance sensors 11 or 12, then the control unit 20 does not trigger the tailgate 10. Only when the presence of an object is detected by both capacitance sensors 11 and 12 can the actuation of the tailgate 10 be triggered.
Ferner ist ein ID-Geber 21 angedeutet, der über eine drahtlose Verbindung mit der Steuereinheit 20 kommuniziert. Der ID-Geber 21 bildet eine Zugangsberechtigung zur Authentifizierung einer Person, die durch die Steuereinheit 20 abgefragt wird. Erst bei Vorhandensein eines derartigen ID-Gebers 21 und der positiven Meldung beider Kapazitätssensoren 11 und 12 wird die Betätigung der Heckklappe 10 ausgelöst.Furthermore, an ID transmitter 21 is indicated, which communicates via a wireless connection with the control unit 20. The ID transmitter 21 forms an access authorization for authentication of a person who is queried by the control unit 20. Only in the presence of such an ID transmitter 21 and the positive message both capacitance sensors 11 and 12, the operation of the tailgate 10 is triggered.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. So können z. B. auch mehr als zwei Kapazitätssensoren mit zusätzlichen Detektionsbereichen eingesetzt werden. B e z u g s z e i c h e n l i s t eThe invention is not limited in its execution to the above-mentioned preferred embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which makes use of the illustrated solution even with fundamentally different types of use. All features and / or advantages resulting from the claims, the description or the drawings, including design details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention, both individually and in the most diverse combinations. So z. B. more than two capacitance sensors with additional detection areas are used. Reference list
I FahrzeugI vehicle
10 bewegliches Teil10 moving part
10.1 Heckklappe10.1 tailgate
10.2 Seitentür, Schiebetür10.2 Side door, sliding door
I 1 erstes Erkennungsmittel, erster KapazitätssensorI 1 first detection means, first capacitance sensor
11 a erster Detektionsbereich11 a first detection area
12 zweites Erkennungsmittel, zweiter Kapazitätssensor 12a zweiter Detektionsbereich12 second detection means, second capacitance sensor 12a second detection area
13 Mittel zur Vorgabe des ersten Detektionsbereiches13 means for specifying the first detection area
14 Mittel zur Vorgabe des ersten Detektionsbereiches14 means for specifying the first detection area
15 Heckbereich15 rear area
16 hinterer Stoßfänger16 rear bumper
17 Bein17 leg
18 Fuß18 feet
19 Massekontakt19 ground contact
20 Steuereinheit20 control unit
21 ID- Geber21 ID encoders
22 Verknüpfungsglied22 link
23 Türschwellerbereich23 door sill area
24 Masseelektrode / Masseabschirmung24 ground electrode / ground shield
25 Schloss25 Castle
26 Aufstellmechanismus26 erection mechanism
27 unterer Seitentürbereich27 lower side door area
28 Türgriff 28 door handle

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Einrichtung zum berührungslosen Betätigen eines beweglichen Teils (10) eines Fahrzeugs (1 ), insbesondere einer Heckklappe (10.1 ), einer Seitentür (10.2) oder dergleichen, mit einem ersten Erkennungsmittel (11 ) zur Detektion eines Objektes in einem ersten Detektionsbereich (11 a) und einem zweiten Erkennungsmittel (12) zur Detektion eines Objektes in einem zweiten Detektionsbereich (12a), sodass über die Erkennungsmittel (11 , 12) die Betätigung des beweglichen Teils (10) aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Erkennungsmittel (11 ) als ein erster Kapazitätssensor (11 ) und das zweite Erkennungsmittel (12) als ein zweiter Kapazitätssensor (12) ausgebildet ist und wobei Mittel (13, 14) vorgesehen sind, mit denen die Detektionsbereiche (11 a, 12a) in voneinander getrennte Bereiche vorgebbar sind.1. A device for the contactless actuation of a movable part (10) of a vehicle (1), in particular a tailgate (10.1), a side door (10.2) or the like, with a first detection means (11) for detecting an object in a first detection area (11 a) and a second detection means (12) for detecting an object in a second detection area (12a), so that the actuation of the movable part (10) can be activated via the detection means (11, 12), characterized in that the first detection means (11 ) as a first capacitance sensor (11) and the second detection means (12) as a second capacitance sensor (12) is formed and wherein means (13, 14) are provided, with which the detection areas (11 a, 12 a) can be predetermined in separate areas are.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (13) derart ausgebildet ist, dass der erste Detektionsbereich (11 a) eine im Wesentlichen horizontale Erstreckung aufweist und dass das Mittel (14) derart ausgebildet ist, dass der zweite Detektionsbereich (12a) eine im Wesentlichen vertikale Erstreckung aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the means (13) is formed such that the first detection area (11 a) has a substantially horizontal extent and that the means (14) is formed such that the second detection area ( 12a) has a substantially vertical extension.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitätssensoren (11 , 12) für die Heckklappe (10.1 ), im Heckbereich (15) des Fahrzeugs (1 ), insbesondere im und/oder am hinteren Stoßfänger (16) des Fahrzeuges (1 ), angeordnet sind. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the capacitance sensors (11, 12) for the tailgate (10.1), in the rear region (15) of the vehicle (1), in particular in and / or on the rear bumper (16) of Vehicle (1), are arranged.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitätssensoren (11 , 12) für die Seitentür (10.2) im Türschwellerbereich (23) des Fahrzeugs (1 ), insbesondere im und/oder am unteren Ende der Seitentür (10.2) des Fahrzeuges (1 ) angeordnet sind.4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the capacitance sensors (11, 12) for the side door (10.2) in the door sill area (23) of the vehicle (1), in particular in and / or at the lower end of the side door (10.2) of the vehicle (1) are arranged.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kapazitätssensor (11 ) im und/oder am hinteren Stoßfänger (16) bzw. am unteren Ende der Seitentür (10.2) des Fahrzeugs (1 ) derart angeordnet ist, dass zumindest ein Bein (17) wenigstens einer sich aufrecht bewegenden Person durch den sich horizontal erstreckenden Detektionsbereich (11 a) des ersten Kapazitätssensors (11 ) detektierbar ist.5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the first capacitance sensor (11) in and / or on the rear bumper (16) or at the lower end of the side door (10.2) of the vehicle (1) is arranged such that at least a leg (17) of at least one upwardly moving person can be detected by the horizontally extending detection area (11 a) of the first capacitance sensor (11).
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kapazitätssensor (12) im und/oder am hinteren Stoßfänger (16) bzw. am unteren Ende der Seitentür (10.2) des Fahrzeugs (1 ) derart angeordnet ist, dass zumindest ein Fuß (18) wenigstens einer sich aufrecht bewegenden Person durch den sich vertikal erstreckenden Detektionsbereich (12a) des zweiten Kapazitätssensors (12) detektierbar ist.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second capacitance sensor (12) in and / or on the rear bumper (16) or at the lower end of the side door (10.2) of the vehicle (1) is arranged such that at least a foot (18) of at least one upwardly moving person is detectable by the vertically extending detection area (12a) of the second capacitance sensor (12).
7. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitätssensoren (11 , 12) drahtartig oder folienartig ausgebildet sind und sich im Wesentlichen über der gesamten Breite des Stoßfängers (16) erstrecken.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitance sensors (11, 12) are wire-like or foil-like and extend substantially over the entire width of the bumper (16).
8. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (13, 14) in Form einer metallischen Abschirmung (13, 14) ausgebildet sind, die sich auf der dem ersten und zweiten Detektionsbereich (11 a, 12a) abgewandten Seite der Kapazitätssensoren (11 , 12) erstrecken und diese halbschalenartig umschließen. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means (13, 14) in the form of a metallic shield (13, 14) are formed, which on the first and second detection area (11 a, 12 a) facing away extend the capacity sensors (11, 12) and enclose them like a shell.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Abschirmungen (13, 14) jeweils das gleiche Potential der Kapazitätssensoren (11 , 12) aufweisen.9. Device according to claim 8, characterized in that the metallic shields (13, 14) each have the same potential of the capacitance sensors (11, 12).
10. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kapazitätssensor (11 , 12) zusätzlich mit einer Masseelektrode (24) versehen ist, um den entsprechenden Detektionsbereich (11a, 12a) auszurichten.10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one capacitance sensor (11, 12) is additionally provided with a ground electrode (24) to align the corresponding detection area (11a, 12a).
11. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (20) vorgesehen ist, die mit den Kapazitätssensoren (11 , 12) verbunden ist und die mit einer Betätigungseinheit der Heckklappe (10) des Fahrzeugs (1 ) wirkverbunden ist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit (20) is provided which is connected to the capacitance sensors (11, 12) and which is operatively connected to an actuating unit of the tailgate (10) of the vehicle (1).
12. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ID- Geber (21 ) vorgesehen ist, der mit der Steuereinheit (20) vorzugsweise mittels einer drahtlosen Kommunikationsverbindung wirkverbunden ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an ID transmitter (21) is provided which is operatively connected to the control unit (20) preferably by means of a wireless communication link.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des beweglichen Teils (10) erst dann erfolgt, wenn das Vorhandensein des ID- Gebers (21 ) durch die Steuereinheit (20) detektiert wird.13. Device according to claim 12, characterized in that the control unit (20) is designed such that an actuation of the movable part (10) takes place only when the presence of the ID transmitter (21) detected by the control unit (20) becomes.
14. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (21 ) derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des beweglichen Teils (10) erst dann stattfindet, wenn der erste Kapazitätssensor (11 ) das Vorhandensein eines Beines (17) innerhalb des ersten Detektionsbereiches (11 a) und der zweite Kapazitätssensor (12) das Vorhandensein eines Fußes (18) innerhalb des zweiten Detektionsbereiches (12a) detektiert.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (21) is designed such that actuation of the movable part (10) takes place only when the first capacitance sensor (11) the presence of a leg (17) within the first detection area (11 a) and the second capacitance sensor (12) the Presence of a foot (18) detected within the second detection area (12a).
15. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (21 ) derart ausgebildet ist, dass eine Betätigung des beweglichen Teils (10) nur dann stattfindet, wenn der erste Kapazitätssensor (11 ) das Bein (17) vor der Detektion des Fußes (18) durch den zweiten Kapazitätssensor (12) detektiert.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (21) is designed such that an actuation of the movable part (10) takes place only when the first capacitance sensor (11) the leg (17) before detection of the foot (18) detected by the second capacitance sensor (12).
16. Verfahren zur Betätigung eines beweglichen Teils (10) eines Fahrzeugs (1 ), insbesondere einer Heckklappe (10.1 ), einer Seitentür (10.2) oder dergleichen, mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.16. A method for actuating a movable part (10) of a vehicle (1), in particular a tailgate (10.1), a side door (10.2) or the like, with a device according to one of claims 1 to 15.
17. Fahrzeug (1 ) mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15. 17. vehicle (1) with a device according to one of claims 1 to 15.
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