EP2722824A2 - Schließsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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EP2722824A2
EP2722824A2 EP13183502.7A EP13183502A EP2722824A2 EP 2722824 A2 EP2722824 A2 EP 2722824A2 EP 13183502 A EP13183502 A EP 13183502A EP 2722824 A2 EP2722824 A2 EP 2722824A2
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EP
European Patent Office
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vehicle
ultrasonic sensor
locking system
door handle
sensor
Prior art date
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Application number
EP13183502.7A
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English (en)
French (fr)
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EP2722824A3 (de
EP2722824B1 (de
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Stephan Max
Mirko Steinberg
Claudia PRAUßE
Pedro Almeida
Dominique Nemetschek
Artur Skrobanski
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Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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Publication date
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Publication of EP2722824A3 publication Critical patent/EP2722824A3/de
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    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C2009/00753—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys
    • G07C2009/00769—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by active electrical keys with data transmission performed by wireless means
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    • G07C2209/00—Indexing scheme relating to groups G07C9/00 - G07C9/38
    • G07C2209/60—Indexing scheme relating to groups G07C9/00174 - G07C9/00944
    • G07C2209/63—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle
    • G07C2209/65—Comprising locating means for detecting the position of the data carrier, i.e. within the vehicle or within a certain distance from the vehicle using means for sensing the user's hand

Definitions

  • the invention relates to a locking system for a motor vehicle for unlocking and locking motor vehicles according to the preamble of claim 1, a method for locking a vehicle according to the preamble of claim 7 and the use of a locking system in a vehicle surroundings monitoring device according to claim 10.
  • an identification device arranged in the vehicle key, referred to for short as an ID transmitter, the electronic ignition lock, the starter button, the control unit, the electric lock of the steering column and antennas and sensors in the door handles.
  • the locking system searches by means of a radio query for the vehicle key, which has to identify with the identification device with respect to the system. If the driver carries the corresponding vehicle key, the vehicle is automatically unlocked. The release of steering and ignition required before departure can also be completed electronically and without a key in the ignition lock. If the driver carries the key in the interior, the engine can be started by pressing the starter button.
  • the vehicle key can also be used as an ordinary key to operate the central locking. When leaving the vehicle, it is sufficient to press a locking button on the door handles to complete the vehicle.
  • a locking system for a vehicle which has a control unit for controlling closing elements for locking, opening, closing and / or activation or deactivation of opening devices.
  • the locking system is provided with a spatially resolving ultrasonic sensor which is suitable for detecting the position or the change in position of an object and for selectively actuating the closing elements as a function thereof.
  • a door closing system for a motor vehicle in which the approach of the hand of an operator to an outer door handle of the vehicle or a physical gripping of the outer door handle is detected by an ultrasonic sensor.
  • an ultrasonic field is generated in the vicinity of the door handle and detected changes or interruptions of the ultrasonic field.
  • the environment sensors are based on different technologies and can be configured as ultrasonic sensors, radar sensors or laser sensors.
  • ultrasonic sensors are used in particular in the observation of objects of the immediate environment in the vicinity of the motor vehicle.
  • parking aids in which by means of ultrasonic sensors obstacles in the vicinity of the vehicle are determined and a warning to the driver is generated when the distance between a detected obstacle and the vehicle falls below a predetermined threshold.
  • each of the different driver assistance systems based on signals from various sensor systems, so that with the increase in arranged in a driver assistance systems, the sensor systems required for operating these systems increases, which complicates the one hand, the arrangement of the different sensors due to the limited space of a motor vehicle and on the other hand, the cost of a Vehicle is a function of the number of installed sensors.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a locking system for a motor vehicle and a method for locking the vehicle, the sensor can also take on more task.
  • the locking system has a control unit, so that upon actuation of the door handle by a person carrying a vehicle key with identification transmitter, the control unit due to the detection of the presence of the vehicle key and the Operation of the door handle unlocks the vehicle.
  • an ultrasonic sensor is arranged, wherein the control device has a device for determining the resonance frequency of the ultrasonic sensor and from the resonance frequency, a request for locking the vehicle is derived.
  • the locking system can easily derive from the resonance frequency of an ultrasonic sensor whether the vehicle is to be locked or not, wherein the ultrasonic sensor can also be used to determine the surroundings.
  • the means for determining the resonant frequency determines the change in the resonant frequency of the ultrasonic sensor and the controller locks the vehicle when the change in the resonant frequency meets at least one predetermined condition.
  • the change of the resonance frequency is greater than a predetermined threshold.
  • a predetermined threshold For example, if the resonance frequency is in the range of 50 KHz, the threshold may be 200 Hz. In other words, if the resonant frequency shifts by more than 200 Hz, a touch of the diaphragm of the sensor is suspected.
  • the change of the resonance frequency be present for a given time interval, for example, the time interval may be 0.5 seconds.
  • the change of the resonance frequency over time ie the gradient. For example, the Gradient be greater than 200 Hz / s in order to be identified as touching the membrane can.
  • the change in the resonant frequency within a predetermined time interval must be greater than a predetermined threshold and / or the change in the resonant frequency must be greater than a predetermined value to be identified as touching the sensor membrane. In this way, the Verrriegelungsdozensdozens a user can be reliably detected.
  • the ultrasonic sensor arranged in the door handle is used to determine the lateral environment of the vehicle, in particular if no contact of the sensor membrane has been detected.
  • the ultrasound sensor can be used for a plurality of tasks, whereby the number of sensors installed in the motor vehicle can be limited.
  • the ultrasonic sensor has a piezoelectric element and a membrane, so that via an electrical pulse, the piezoelectric element excites the membrane to vibrate.
  • locking of the vehicle takes place when a contact of the ultrasonic sensor causes a change in the resonance frequency of the ultrasonic sensor arranged in the door handle of the vehicle within predefined conditions.
  • the senor is touched by a finger of the person wanting to close the vehicle.
  • the contact can be made by swiping the finger over the surface of the ultrasonic sensor.
  • An inventive use of a previously explained locking system is carried out in a device for vehicle environment monitoring, wherein the arranged in the door handle of the locking system ultrasonic sensor is operated as an environmental sensor when no contact of the ultrasonic sensor.
  • the ultrasonic sensor fulfills two tasks, on the one hand it serves as a signal transmitter for locking the vehicle and on the other hand it can be used as an environmental sensor.
  • Fig. 1 shows a door handle 1 of a motor vehicle (not shown) in exemplary embodiment, as it could be used in a locking system according to the invention.
  • the door handle 1 has two elements, namely a movable handle element 2 and a fixed handle element 3.
  • the user grasps the movable grip element 2 of the door handle 1, so that the fingers of his hand in the recess 4 of the movable handle element 2 are arranged.
  • a sensor (not shown) disposed in the door handle 1 detects the driver's desire to unlock the vehicle.
  • unlocking of the vehicle is then made when parallel to the sensor signal of the door handle 1 has been detected by another sensor (not shown) of the locking system of the radio pulse belonging to the vehicle vehicle key. With the presence of both signals, the vehicle is unlocked.
  • the fixed grip element 3 of the door handle 1 has an ultrasonic sensor 5 with an outwardly directed membrane 6 as the outer surface, wherein the membrane 6 is arranged flush with the surface in the fixed grip element 3.
  • the driver strokes to close the vehicle with a finger on the membrane 6 of the ultrasonic sensor 5.
  • the Resonant frequency of the ultrasonic sensor changes in a characteristic manner, so that the characteristic change can be interpreted as a driver's request for locking the vehicle and the vehicle is then closed by the locking system.
  • Fig. 2 shows the door handle 1 of Fig. 1 consisting of the movable handle member 2 and the fixed handle member 3 in plan view, wherein the ultrasonic sensor 5 is shown in the fixed handle part 3 for the sake of clarity in cross section.
  • the ultrasonic sensor 5 comprises in a conventional manner a diaphragm 6 for emitting ultrasonic signals and a piezoelectric element 8 arranged behind the diaphragm for exciting the diaphragm 6, the necessary voltage pulses being supplied to the piezoelectric element 8 via a connection element 7.
  • Fig. 3 shows the frequency response of an ultrasonic transducer, as it is currently used in mass production.
  • a piezoelectric element is used to excite a diaphragm by means of an electrical pulse.
  • This membrane vibrates with its mass and is attenuated by constructive elements, such as sealing rings, whereby the ultrasonic transducer exhibits a resonant vibration behavior, as shown in FIG Fig. 3 is shown.
  • Plotted here is the normalized to the value of one amplitude of the oscillation with respect to the frequency f in KHz. It can be seen that the resonance frequency Rf of the system is just above 50 KHz.
  • Fig. 4 now shows the behavior of the resonant frequency Rf in KHz as a function of time t in seconds, with Fig. 4 two areas are shown, namely a first area B1 and a second area B2.
  • the resonance frequency Rf changes, which results from touching the membrane of the ultrasonic sensor with a finger. From the change in the resonant frequency can therefore be concluded that the ultrasound sensor is in contact. Different dimensions can be used. It is possible to use the magnitude of the change of the resonance frequency, the gradient of the resonance frequency change or the time period of a resonance frequency change as a measure of the detection of a touch of the ultrasonic sensor.
  • the resonance frequency is again constant, i. it corresponds to the resonant frequency Rf of the undisturbed ultrasonic sensor. Consequently, in the second region B2, the membrane of the ultrasonic sensor is not touched. In this area B2, therefore, the ultrasonic sensor can be used as environment sensor.
  • Fig. 5 shows a block diagram of a locking system with an ultrasonic sensor, which can also be used as an environmental sensor.
  • the locking system includes a controller 10 that processes signals from a vehicle key detector 11 and a door handle sensor 12 and, in the presence of both a vehicle key and a door handle sensor signal, activates a device 16 to unlock the vehicle so that the vehicle is unlocked.
  • the locking system has an ultrasonic sensor 13.
  • the signal of the ultrasonic sensor 13 is supplied in a device 14 for determining the resonance frequency of the ultrasonic sensor 13.
  • the position of the resonant frequency is examined and from the resonant frequency or its position can be concluded that the ultrasound sensor 13 is in contact.
  • the resonant frequency has shifted by a predetermined amount over a predetermined period of time, this is interpreted as an instruction to lock the vehicle and a device 15 is activated by means of which the vehicle is locked. If the device 14 for determining the resonance frequency has not detected any contact with the ultrasound sensor, the ultrasound sensor 13 can be operated as an environmental sensor and the signals of the ultrasound sensor 13 are transmitted by the control device 10 to a device 17 for processing the environmental data.
  • the ultrasonic sensor can advantageously be used for two tasks, on the one hand as a sensor for detecting a locking request for locking the vehicle and on the other hand in a conventional manner as environment sensor.

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Abstract

Bei einem erfindungsgemäßen Schließsystem eines Kraftfahrzeugs für einen schlüssellosen Zugang zu dem Fahrzeug, weist das Schließsystem ein Steuergerät auf, so dass bei Betätigung des Türgriffs durch eine Person, die einen Fahrzeugschlüssel mit Identifikationsgeber mit sich führt, das Steuergerät aufgrund der Detektion des Vorhandenseins des Fahrzeugschlüssels und der Betätigung des Türgriffs das Fahrzeug entriegelt, ist im Türgriff ein Ultraschallsensor angeordnet. Ferner weist das Steuergerät eine Einrichtung zur Bestimmung der Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors auf, wobei aus der Resonanzfrequenz eine Aufforderung zum Verriegeln des Fahrzeugs abgeleitet wird. Ferner wird ein Verfahren zum Verriegeln eines Fahrzeugs und die Verwendung des Schließsystems in einer Umfeldsensorik beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schließsystem für ein Kraftfahrzeug zum Entriegeln und Verriegeln von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren zum Verriegeln eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie die Verwendung eines Schließsystems in einer Einrichtung zur Fahrzeugumfeldüberwachung gemäß Anspruch 10.
  • Heutige Schließsysteme für Kraftfahrzeuge stellen immer mehr den komfortbetonten Zugang zu dem Kraftfahrzeug in den Vordergrund. So hat sich der Zugriff auf ein Kraftfahrzeug von einer reinen Bedienung mit einem mechanischen Schlüssel über eine in den Fahrzeugschlüssel integrierte Funksteuerung hin zu automatischen Schließ- und Startsystemen entwickelt. Bei der Anmelderin Volkswagen werden derartige automatische Schließsysteme als Keyless-Access-Systeme oder Kessy-Systeme bezeichnet. Diese Systeme bieten dem Fahrer höchsten Komfort, da der Schlüssel zwar mitgeführt, aber nicht in die Hand genommen werden muss.
  • Die wichtigsten Komponenten des schlüssellosen Fahrzeugzugangs sind eine im Fahrzeugschlüssel angeordnete Identifikationseinrichtung, kurz als ID-Geber bezeichnet, das elektronische Zündschloss, der Starterknopf, das Steuergerät, die elektrische Verriegelung der Lenksäule sowie Antennen und Sensoren in den Türgriffen.
  • Mit einer Betätigung des Türgriffes oder der Gepäckraumklappe durch beispielsweise den Fahrer sucht das Schließsystem mittels eines Funkabfrage nach dem Fahrzeugsschlüssel, der sich mit der Identifikationseinrichtung gegenüber dem System zu identifizieren hat. Führt der Fahrer den entsprechenden Fahrzeugsschlüssel mit sich, so wird das Fahrzeug automatisch entriegelt. Auch die vor Fahrtantritt erforderliche Freigabe von Lenkung und Zündung lässt sich rein elektronisch und ohne Schlüssel im Zündschloss absolvieren. Führt der Fahrer den Schlüssel im Innenraum bei sich, kann der Motor mit Drücken des Starterknopfes angelassen werden. Der Fahrzeugschlüssel kann aber auch wie ein gewöhnlicher Schlüssel zur Bedienung der Zentralverriegelung genutzt werden. Beim Verlassen des Fahrzeugs genügt es, einen Verriegelungstaster an den Türgriffen zu drücken, um das Fahrzeug abzuschließen.
  • Aus der Druckschrift EP 1 659 542 A1 ist ein Schließsystem für ein Fahrzeug bekannt, welches eine Steuereinheit zur Ansteuerung von Schließelementen zur Verriegelung, Öffnung, Schließung und/oder Aktivierung oder Deaktivierung von Öffnungsvorrichtungen aufweist.
  • Dabei ist das Schließsystem mit einem ortsauflösenden Ultraschallsensor versehen, der geeignet ist, die Position bzw. die Positionsänderung eines Objekts zu erfassen und abhängig davon selektiv die Schließelemente zu betätigen.
  • Aus der Druckschrift US 2002/0093418 A1 ist ein Türschließsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem die Annäherung der Hand eines Bedieners an einen äußeren Türgriff des Fahrzeugs oder ein physisches Ergreifen des äußeren Türgriffs von einem Ultraschallsensor erkannt wird. Dabei wird in der Umgebung des Türgriffs ein Ultraschallfeld erzeugt und Änderungen oder Unterbrechungen des Ultraschallfeldes detektiert.
  • Ferner werden heutige Kraftfahrzeuge in immer größerem Maße mit Umfeldsensoren zur Bestimmung des äußeren Umfeldes des Kraftfahrzeugs ausgerüstet, wobei die ermittelten Umfelddaten die Voraussetzung zum Betrieb diverser Fahrerassistenzsysteme bilden. Beispiele derartiger Fahrerassistenzsysteme, die Umfelddaten benötigen, sind Einparkhilfen und Einparksysteme, adaptive Fahrtregelungssysteme, Spurhaltesysteme und dergleichen. Die Umfeldsensoren basieren auf unterschiedlichen Technologien und können als Ultraschallsensoren, Radarsensoren oder Lasersensoren ausgestaltet sein. Dabei werden Ultraschallsensoren insbesondere bei der Beobachtung von Objekten des direkten Umfelds im Nahbereich des Kraftfahrzeugs eingesetzt. Ein Beispiel hierfür sind Einparkhilfen, bei denen mittels Ultraschallsensoren Hindernisse im Nahbereich des Fahrzeugs bestimmt werden und eine Warnung an den Fahrer erzeugt wird, wenn der Abstand zwischen einem detektierten Hindernis und dem Fahrzeug eine vorgegebene Schwelle unterschreitet.
  • So ist aus der Druckschrift DE 10 2007 004 973 A1 ein Umfeldsensor auf optischer Basis mit mindestens einer optischen Sensorvorrichtung bekannt, die einen vorgebbaren Raumbereich mit einem ersten optischen Signal beaufschlagt, und einer Auswerteeinheit, die ein in dem Raumbereich reflektiertes Empfangssignal anhand eines Referenzsignals analysiert.
  • Nun basiert jedes der unterschiedlichen Fahrerassistenzsysteme auf Signalen diverser Sensorsysteme, so dass mit der Zunahme der in einem Fahrzeug angeordneten Fahrerassistenzsysteme die zum Betrieb dieser Systeme notwendige Sensorik zunimmt, was einerseits aufgrund des limitierten Bauraums eines Kraftfahrzeugs die Anordnung der unterschiedlichen Sensoriken erschwert und andererseits die Kosten eines Fahrzeugs eine Funktion der Anzahl der verbauten Sensoriken ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schließsystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Verriegeln des Fahrzeugs zu schaffen, dessen Sensorik auch weitere Aufgabe übernehmen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Schließsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren zum Verriegeln eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 7 sowie durch eine Verwendung eines derartigen Schließsystems in einer Einrichtung zur Fahrzeugumfeldüberwachung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Schließsystem eines Kraftfahrzeugs für einen schlüssellosen Zugang zu dem Fahrzeug weist das Schließsystem ein Steuergerät auf, so dass bei Betätigung des Türgriffs durch eine Person, die einen Fahrzeugschlüssel mit Identifikationsgeber mit sich führt, das Steuergerät aufgrund der Detektion des Vorhandenseins des Fahrzeugschlüssels und der Betätigung des Türgriffs das Fahrzeug entriegelt. Im Türgriff des Fahrzeugs ist ein Ultraschallsensor angeordnet, wobei das Steuergerät eine Einrichtung zur Bestimmung der Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors aufweist und aus der Resonanzfrequenz eine Aufforderung zum Verriegeln des Fahrzeugs abgeleitet wird.
  • Vorteilhafterweise kann auf einfache Weise aus der Resonanzfrequenz eines Ultraschallsensors das Schließsystem ableiten, ob das Fahrzeug verriegelt werden soll oder nicht, wobei der Ultraschallsensor auch zur Umfeldbestimmung eingesetzt werden kann.
  • Vorzugweise bestimmt die Einrichtung zur Bestimmung der Resonanzfrequenz die Änderung der Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors und das Steuergerät verriegelt das Fahrzeug, wenn die Änderung der Resonanzfrequenz mindestens eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
  • Als vorgegebene Bedingung kann beispielsweise verlangt werden, dass die Änderung der Resonanzfrequenz größer als eine vorgegebene Schwelle ist. Liegt beispielsweise die Resonanzfrequenz im Bereich von 50 KHz, so kann die Schwelle 200 Hz betragen. Mit anderen Worten, verschiebt sich die Resonanzfrequenz um mehr als 200 Hz, so wird eine Berührung der Membran des Sensors vermutet. Als weitere Bedingung kann verlangt werden, dass die Änderung der Resonanzfrequenz für ein vorgegebenes Zeitintervall vorliegt, beispielsweise kann das Zeitintervall 0,5 Sekunden betragen. Ferner ist es auch möglich, die Änderung der Resonanzfrequenz über der Zeit zu betrachten, also den Gradienten. Beispielsweise sollte der Gradient größer als 200 Hz/s sein, um als Berührung der Membran identifiziert werden zu können.
  • Mit anderen Worten, die Änderung der Resonanzfrequenz innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls muss größer als eine vorgegebene Schwelle sein und/oder die Änderung der Resonanzfrequenz muss größer als ein vorgegebener Wert sein, um als Berührung der Sensormembran identifiziert zu werden. Auf diese Weise kann der Verrriegelungswunsch eines Nutzers sicher erkannt werden.
  • Vorzugsweise wird der im Türgriff angeordnete Ultraschallsensor zur Bestimmung des seitlichen Umfeldes des Fahrzeugs verwendet, insbesondere dann, wenn keine Berührung der Sensormembran detektiert worden ist. Dadurch kann der Ultraschallsensor für mehrere Aufgaben eingesetzt werden, wodurch sich die Anzahl der im Kraftfahrzeug verbauten Sensoren begrenzen lässt.
  • Weiter bevorzugt weist der Ultraschallsensor ein Piezoelement und eine Membran auf, so dass über einen elektrische Impuls das Piezoelement die Membran zum Schwingen anregt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verriegeln eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung eines im Vorangegangenen erläuterten Schließsystems erfolgt eine Verriegelung des Fahrzeugs, wenn eine Berührung des Ultraschallsensors eine Änderung der Resonanzfrequenz des im Türgriff des Fahrzeugs angeordneten Ultraschallsensors innerhalb vorgegebener Bedingungen bedingt.
  • Vorzugsweise erfolgt die Berührung des Sensors durch einen Finger der das Fahrzeug verschließen wollenden Person. Dabei kann die Berührung durch ein Streichen des Fingers über die Oberfläche des Ultraschallsensors erfolgen.
  • Auf diese Weise ist eine einfache Verriegelung des Fahrzeugs möglich, ohne dass die das Fahrzeug benutzende Person aktiv vom Fahrzeugschlüssel Gebrauch machen muss.
  • Eine erfindungsgemäße Verwendung eines im Vorangegangenen erläuterten Schließsystems erfolgt in einer Einrichtung zur Fahrzeugumfeldüberwachung, wobei der im Türgriff des Schließsystems angeordnete Ultraschallsensor als Umgebungssensor betrieben wird, wenn keine Berührung des Ultraschallsensors erfolgt.
  • Auf diese Weise erfüllt der Ultraschallsensor zwei Aufgaben, einerseits dient er als Signalgeber zum Verriegeln des Fahrzeugs und andererseits kann er als Umgebungssensor eingesetzt werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
    • Fig. 1
    einen Türgriff mit einem Ultraschallsensor in Vorderansicht,
    Fig. 2
    einen Türgriff mit Ultraschallsensor in Draufsicht,
    Fig. 3
    eine Resonanzkurve eines Ultraschallsensors,
    Fig. 4
    ein Beispiel des zeitlichen Verlaufs der Resonanzfrequenz bei berührtem Sensor und bei unberührtem Sensor, und
    Fig. 5
    ein Blockschaltbild eines Schließsystems.
  • Fig. 1 zeigt einen Türgriff 1 eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) in beispielhafter Ausgestaltung, wie er bei einem erfindungsgemäßen Schließsystem zum Einsatz kommen könnte. Der Türgriff 1 weist zwei Elemente auf, nämlich ein bewegliches Griffelement 2 und ein festes Griffelement 3. Zum Öffnen der Tür ergreift der Nutzer, also beispielsweise der Fahrer, das bewegliche Griffelement 2 des Türgriffs 1, so dass die Finger seiner Hand in der Aussparung 4 des beweglichen Griffelements 2 angeordnet sind. Durch beispielsweise Ziehen des beweglichen Griffelelements 2 nach vorne ermittelt ein im Türgriff 1 angeordneter Sensor (nicht dargestellt) den Wunsch des Fahrers das Fahrzeug zu entriegeln. Bei den automatischen Schließsystemen wird eine Entriegelung des Fahrzeugs dann vorgenommen, wenn parallel zu dem Sensorsignal des Türgriffs 1 durch einen weiteren Sensor (nicht dargestellt) des Schließsystems der Funkimpuls des zu dem Fahrzeug gehörenden Fahrzeugsschlüssels detektiert worden ist. Mit dem Vorliegen beider Signale wird das Fahrzeug entriegelt.
  • Das feste Griffelement 3 des Türgriffs 1 weist einen Ultraschallsensor 5 mit einer nach außen gerichteten Membran 6 als äußere Oberfläche auf, wobei die Membran 6 bündig mit der Oberfläche im festen Griffelement 3 angeordnet ist. Beim Verlassen des Fahrzeugs streicht der Fahrer zum Verschließen des Fahrzeugs mit einem Finger über die Membran 6 des Ultraschallsensors 5. Durch das Überstreichen der Membran 6 mit einem Finger wird die Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors in charakteristischer Weise verändert, so dass die charakteristische Veränderung als Fahrerwunsch zum Verriegeln des Fahrzeugs gewertet werden kann und das Fahrzeug durch das Schließsystem daraufhin verschlossen wird.
  • Fig. 2 zeigt den Türgriff 1 der Fig. 1 bestehend aus dem beweglichen Griffelement 2 und dem festen Griffelement 3 in Draufsicht, wobei der Ultraschallsensor 5 im festen Griffteil 3 der Anschaulichkeit halber im Querschnitt dargestellt ist. Dabei umfasst der Ultraschallsensor 5 in üblicher Weise ein Membran 6 zur Abstrahlung von Ultraschallsignalen sowie ein hinter der Membran angeordnetes Piezoelement 8 zur Anregung der Membran 6, wobei über ein Anschlusselement 7 dem Piezoelement 8 die notwendige Spannungspulse zugeführt werden.
  • Fig. 3 zeigt den Frequenzverlauf eines Ultraschallwandlers, wie er derzeit im Serieneinsatz Verwendung findet. Bei einem derartigen Ultraschallwandler wird mittels eines elektrischen Puls ein Piezoelement eine Membran zur Schwingung angeregt. Diese Membran schwingt mit ihrer Masse und wird durch konstruktive Elemente, wie beispielsweise Dichtungsringe, gedämpft, wodurch der Ultraschallwandler ein resonantes Schwingungsverhalten zeigt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Aufgetragen ist hier die auf den Wert Eins normierte Amplitude der Schwingung gegenüber der Frequenz f in KHz. Es ist zu erkennen, das die Resonanzfrequenz Rf des Systems bei kurz oberhalb von 50 KHz liegt.
  • Wird nun die Membran des Ultraschallsensors mit einem Finger berührt, so verändert sich die Masse des schwingenden Systems, was zu einer Veränderung der Resonanzfrequenz Rf führt.
  • Fig. 4 zeigt nun das Verhalten der Resonanzfrequenz Rf in KHz als Funktion der Zeit t in Sekunden, wobei in Fig. 4 zwei Bereiche dargestellt sind, nämlich einen ersten Bereich B1 und einen zweiten Bereich B2.
  • In dem ersten Bereich B1 ändert sich die Resonanzfrequenz Rf was durch die Berührung der Membran des Ultraschallsensors mit einem Finger herrührt. Aus der Änderung der Resonanzfrequenz kann daher auf eine Berührung des Ultraschallsensors geschlossen werden. Dabei können verschiedene Maße verwendet werden. Es ist möglich, die Größe der Änderung der Resonanzfrequenz, den Gradienten der Resonanzfrequenzänderung oder der Zeitdauer einer Resonanzfrequenzänderung als Maß für die Detektion einer Berührung des Ultraschallsenors zu verwenden.
  • Im sich dem ersten Bereich B1 anschließenden zweiten Bereich B2 ist die Resonanzfrequenz wieder konstant, d.h. sie entspricht der Resonanzfrequenz Rf des ungestörten Ultraschallsensors. Folglich wird im zweiten Bereich B2 die Membran des Ultraschallsensors nicht berührt. In diesem Bereich B2 kann daher der Ultraschallsensor als Umfeldsensor verwendet werden.
  • Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Schließsystem mit einem Ultraschallsensor, der auch als Umgebungssensor eingesetzt werden kann. Das Schließsystem umfasst eine Steuergerät 10, die Signale eines Fahrzeugschlüsseldetektors 11 und eines Türgriffsensors 12 verarbeitet und bei Vorhandensein sowohl eines Fahrzeugschlüssels und eines Türgriffsensorsignals eine Einrichtung 16 zum Entriegeln des Fahrzeugs aktiviert, so dass das Fahrzeug entriegelt wird. Ferner weist das Schließsystem einen Ultraschallsensor 13 auf. Das Signal des Ultraschallsensors 13 wird in einer Einrichtung 14 zur Bestimmung der Resonanzfrequenz des Ultraschallsensors 13 zugeführt. In der Einrichtung 14 zur Bestimmung der Resonanzfrequenz wird die Lage der Resonanzfrequenz untersucht und aus der Resonanzfrequenz bzw. ihrer Lage kann auf eine Berührung des Ultraschallsensors 13 geschlossen werden. Hat sich die Resonanzfrequenz beispielsweise um einen vorgegebenen Betrag über einen vorgegebenen Zeitraum verschoben, so wird dies als Anweisung zur Verriegelung des Fahrzeugs interpretiert und eine Einrichtung 15 aktiviert, mittels der das Fahrzeug verriegelt wird. Hat die Einrichtung 14 zur Bestimmung der Resonanzfrequenz keine Berührung des Ultraschallsensors festgestellt, so kann der Ultraschallsensor 13 als Umfeldsensor betrieben werden und die Signale des Ultraschallsensors 13 werden von der Steuergerät 10 an eine Einrichtung 17 zur Bearbeitung der Umfelddaten geleitet.
  • Auf diese Weise kann der Ultraschallsensor vorteilhafterweise für zwei Aufgabe eingesetzt werden und zwar einerseits als Sensor zur Detektion einer Verriegelungsaufforderung zum Verriegeln des Fahrzeugs und andererseits in konventioneller Weise als Umfeldsensor.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Türgriff
    2
    bewegliches Griffelement
    3
    festes Griffelement
    4
    Aussparung
    5
    Ultraschallsensor
    6
    Membran
    7
    Anschluss
    8
    Piezoelement
    10
    Steuergerät
    11
    Schlüsseldetektor
    12
    Türgriffsensor
    13
    Ultraschallsensor
    14
    Einrichtung zur Bestimmung der Resonanzfrequenz
    15
    Verriegelungseinrichtung
    16
    Entriegelungseinrichtung
    17
    Einrichtung zur Bearbeitung von Umfelddaten
    A
    normierte Amplitude
    f
    Frequenz
    Rf
    Resonanzfrequenz
    B1
    erster Bereich
    B2
    zweiter Bereich

Claims (10)

  1. Schließsystem eines Kraftfahrzeugs für einen schlüssellosen Zugang zu dem Fahrzeug, wobei das Schließsystem ein Steuergerät (10) aufweist, so dass bei Betätigung des Türgriffs (1) durch eine Person, die einen Fahrzeugschlüssel mit Identifikationsgeber mit sich führt, das Steuergerät (10) aufgrund der Detektion des Vorhandenseins des Fahrzeugschlüssels und der Betätigung des Türgriffs (1) das Fahrzeug entriegelt, dadurch gekennzeichnet, dass
    im Türgriff (1) ein Ultraschallsensor (5, 13) angeordnet ist, das Steuergerät (10) eine Einrichtung (14) zur Bestimmung der Resonanzfrequenz (Rf) des Ultraschallsensors (5, 13) aufweist und aus der Resonanzfrequenz (Rf) eine Verriegelungsaufforderung abgeleitet wird.
  2. Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Bestimmung der Resonanzfrequenz (Rf) die Änderung der Resonanzfrequenz (Rf) des Ultraschallsensors (13) bestimmt und das Steuergerät (10) das Fahrzeug verriegelt, wenn die Änderung der Resonanzfrequenz (Rf) mindestens eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
  3. Schließsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Bedingung darin besteht, dass die Änderung der Resonanzfrequenz (Rf) innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls größer als eine vorgegebene Schwelle ist.
  4. Schließsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Bedingung darin besteht, dass die Änderung der Resonanzfrequenz (Rf) einen vorgegebenen Bereich überschreitet.
  5. Schließsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Türgriff (1) angeordnete Ultraschallsensor (5, 13) zur Bestimmung des seitlichen Umfeldes des Fahrzeugs verwendet wird.
  6. Schließsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor (5, 13) ein Piezoelement und eine Membran aufweist, so dass über einen elektrische Impuls das Piezoelement die Membran zum Schwingen anregt.
  7. Verfahren zum Verriegeln eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung eines Schließsystems nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Verriegelung des Fahrzeugs erfolgt, wenn eine Berührung des Ultraschallsensors (5, 13) erfolgt, die eine Änderung der Resonanzfrequenz (Rf) des im Türgriff (1) des Fahrzeugs angeordneten Ultraschallsensors (1, 13) innerhalb vorgegebener Grenzen bedingt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührung des Ultraschallsensors (5, 13) durch einen Finger der das Fahrzeug verschließen wollenden Person erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührung durch ein Streichen des Fingers über die Oberfläche des Ultraschallsensors (5, 13) erfolgt.
  10. Verwendung eines Schließsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einer Einrichtung zur Fahrzeugumfeldüberwachung, dadurch gekennzeichnet, dass der im Türgriff (1) des Schließsystems angeordnete Ultraschallsensor (5, 13) als Umgebungssensor betrieben wird, wenn keine Berührung des Ultraschallsensors (5, 13) erfolgt.
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