DE102009031288A1

DE102009031288A1 - Magnetische Türhebel-Erkennung

Info

Publication number: DE102009031288A1
Application number: DE102009031288A
Authority: DE
Inventors: Werner Dengler; Michael Tiefenthaler
Original assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Current assignee: Hirschmann Automotive GmbH
Priority date: 2008-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2010-01-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position eines Elementes, das relativ bewegbar, insbesondere drehbewegbar an einem weiteren Element angeordnet ist, in Bezug auf das weitere Element, wobei die beiden Elemente als Bestandteile eines Fahrzeuges ausgebildet sind, wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass an dem einen Element ein Magnet (4) und an dem weiteren Element ein Sensorelement (5) oder umgekehrt angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position eines Elementes, das relativ bewegbar an einem weiteren Element angeordnet ist, in Bezug auf das weitere Element, wobei die beiden Elemente als Bestandteile eines Fahrzeuges ausgebildet sind, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
In einigen Fahrzeugen beispielsweise müssen die Seitenscheiben (das eine Element) vor dem Öffnen der Tür (das weitere Element) etwas abgesenkt werden. Für diese Funktion werden typischerweise Mikroschalter mit einer aufwendigen Mechanik verwendet. Mittels des Mikroschalters wird z. B. die Betätigung des Türgriffes durch eine Bedienperson des Fahrzeuges erfasst, wobei die erfasste Betätigung des Türgriffes zu einer Betätigung des Stellantriebes für die Seitenscheibe umgesetzt wird. Die hohen Fertigungstoleranzen in der Türmechanik verursachen dabei in nachteiliger Weise einen erheblichen Aufwand im Verbau bzw. der End-of-Line-(EOL) Justage. Dies ist vorwiegend darin begründet, dass die sichtbare Mechanik meist nur an mechanisch ungünstiger Position untergebracht werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile vermeidet, insbesondere die ohne eine Kalibrierung und berührungsfrei die notwendigen Funktionen bietet.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an dem einen Element ein Magnet und an dem weiteren Element ein Sensorelement (oder umgekehrt) angeordnet ist. Damit erfolgt der Aufbau eines magnetischen und damit berührungslosen und unsichtbaren Schaltelementes an mechanisch idealer Stelle. D. h., dass der Magnet und das Sensorelement, das die Stellung des Magnetes erfassen kann, an einer Stelle in den beiden Elementen erfolgen kann, die hinsichtlich der Erfassung der Positionen und der Optik an idealer Stelle erfolgen kann. Von besonderem Vorteil wird der Magnet in demjenigen Element angeordnet, das sich in Bezug auf das andere Element bewegt, da nicht mit dem Magnet ein elektrisches Signal zur Erfassung der Bewegung erzeugt wird, sondern dieses Signal von dem Sensorelement, abhängig von der Position des Magneten, erzeugt und abgegeben wird. Folglich ist das Sensorelement in demjenigen Element des Fahrzeuges angeordnet, das z. B. als Karosserieteil und somit feststehend ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird überall dort, wo mechanische Systeme (z. B. Mikroschalter) wegen der Justierung, Platzbedarf, tiefen Temperaturen, hohen Temperaturschwankungen und Dichtheitsproblemen als kritisch einzustufen sind, idealer Weise eingesetzt, nämlich im Fahrzeugtür-Innenbereich, im Fahrzeugtür-Außenbereich, bei Kofferraumdeckeln, bei Heckklappen von Kombi-Fahrzeugen, bei einer Cabrio-Verdeckmechanik und dergleichen.
In besonders vorteilhafter Weise ist das eine Element eine Türgriffhalterung, die in einer Tür oder Heckklappe oder einem Kofferraumdeckel des Fahrzeuges eingebaut ist, ausgebildet und das weitere Element ist ein um einen Drehpunkt bewegbarer Türgriff ausgebildet. Diese besonders bevorzugte Ausgestaltung und dessen Funktionsweise ist in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt sowie im Folgenden beschrieben und anhand der einzigen 1 erläutert.
Die 1 zeigt, soweit wie im Einzelnen dargestellt, eine Türgriffhalterung 1, die in einer Fahrzeugtür, einer Heckklappe oder einem Kofferraumdeckel des Fahrzeuges eingebaut ist. Diese Türgriffhalterung 1 ist beispielsweise ein separates Kunststoffteil, welches in eine entsprechende Ausnehmung in der Tür, der Heckklappe oder des Kofferraumdeckels eingesetzt wird. Ein Türgriff 2, mit dem die Bewegung der Fahrzeug, der Heckklappe oder des Kofferraumes ausgelöst werden kann, ist um einen Drehpunkt 3 an der Türgriffhalterung 1 angeordnet. Zur Erfassung der relativen Position, insbesondere der Auslenkung, des Türgriffes 2 in Bezug auf die Türgriffhalterung 1 sind an dem Türgriff 2 ein Magnet 4, insbesondere ein Dauermagnet, angeordnet, wobei benachbart zu der Anordnung des Magnetes 4 in den Türgriff 2 in der Türgriffhalterung 1 ein Sensorelement 5 angeordnet ist. Dieses Sensorelement 5 ist beispielsweise und in besonders vorteilhafter Weise als ein Hall-Sensor ausgebildet, da dieser berührungslos und damit einhergehend verschleißfrei, aber auch in einem weiten Temperaturbereich zuverlässig arbeitet. Wenn bei der Betätigung des Türgriffes 2 dieser relativ zu der Türgriffhalterung 1 um den Drehpunkt 3 herum ausgelenkt wird, entfernt oder nähert sich der Magnet 4 dem Sensorelement 5, so dass diese Positionsänderung von dem Sensorelement 5 erfasst und ein dementsprechendes Signal an ein hier nicht dargestelltes Steuergerät abgegeben werden kann. Dieses Steuergerät erfasst beispielsweise unter Zugrundelegung bestimmter Schwellwerte zwei Positionen, nämlich ”Türgriff 2 ausgelenkt” oder ”Türgriff 2 in Ruhestellung” (wie in 1 dargestellt), so dass mit Auslenkung des Türgriffes 2 aus seiner in 1 dargestellten Ruheposition dessen Betätigung durch das Sensorelement 5 erfasst wird, so dass mittels des Steuergerätes z. B. die Seitenscheibe in der Fahrzeugtür abgesenkt oder eine weitere Funktion ausgelöst werden kann. Das bedeutet, dass die in der 1 gezeigte Ruheposition des Türgriffes 2 (allgemein des einen Elementes) ein typischer Status detektiert und entsprechend zu dem Steuergerät gemeldet wird. Bereits bei kurzen Betätigungswegen wird die Statusänderung an das Steuergerät gemeldet. Die magnetische Feldänderung, die durch die Positionsänderung des Magneten 4 in Bezug auf die Position des Sensorelementes 5 erfolgt, ist sowohl schaltend wie auch messend mit dem magnetischen Sensorelement 5, insbesondere dem Hall-Sensor erfassbar und kann bedarfsgerecht mit den notwendigen Schnittstellen an die Steuerung, insbesondere das Steuergerät zur Auslösung weiterer Funktionen in Abhängigkeit von der Positions- bzw. Statusänderung übertragen werden.
Das Schaltverhalten des Sensorelementes bei einer Bewegung des Türgriffes 2 (allgemein das eine Element) in Bezug auf die Türgriffhalterung 1 (allgemein das weitere Element) wird bestimmt durch Material und Größe des Magneten 4, durch den Abstand zwischen dem Magneten 4 und dem Sensorelement 5 sowie durch die fest vorgegebene oder einstellbare Empfindlichkeit des Sensorelementes 5.
Um schon kleinste Bewegungsänderungen des Türgriffes 2 in Bezug auf die Türgriffhalterung 1 detektieren zu können, ist in besonders vorteilhafter Weise der Magnet 4 auf der dem Drehpunkt 3 abgewandten Ende des Türgriffes 2 angeordnet.
Das bedeutet, dass mit Verschwenkung des Türgriffes 2 um den Drehpunkt 3 herum sich der Abstand des Magneten 4 zu dem Sensorelement 5 schon bei kleinster Betätigung des Türgriffes 2 nennenswert ändert, so dass diese Betätigung zuverlässig und eindeutig festgestellt werden kann.
In weiteren alternativen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass der Türgriff 2 ein Kunststoffspritzgussteil ist, wobei der Magnet 4 durch Umspritzen mit dem Kunststoff bei der Herstellung des Türgriffes 2 umgeben ist oder wobei der Magnet 4 als separates Bauteil in einer Ausnehmung in dem Türgriff 2 integriert ist. Beide Alternativen bieten den Vorteil, den Magneten 4 einfach und zuverlässig in dem Türgriff 2 unterzubringen. Gleiches gilt im Übrigen auch für das Sensorelement 5, welches als separates Bauteil an der Türgriffhalterung 1 (allgemein an dem einen Element) oder als integraler Bestandteil schon mit der Herstellung der Türgriffhalterung 1 in dieser integriert werden kann. Die Integration des Magneten 4 mit der Herstellung des Türgriffes 2, genauso wie die Integration des Sensorelementes 5 mit der Herstellung der Türgriffhalterung 1, hat den Vorteil, dass der Magnet 4 sowie das Sensorelement 5 dauerhaft, geschützt und unverlierbar in dem Türgriff 2 bzw. der Türgriffhalterung 1 angeordnet sind. Die Ausgestaltung des Magneten 4 bzw. des Sensorelementes 5 als separates Bauteil und nachträgliche Anordnung an dem Türgriff 2 bzw. an der Türgriffhalterung 1 hat den Vorteil, dass zur Einstellung der gewünschten Schaltpunkte unterschiedlich große Magneten 4 bzw. unterschiedliche Sensorelemente 5 eingesetzt und auch im Defektfall einfach ausgetauscht werden können.
In Bezug auf die vorstehende Figurenbeschreibung ist das eine Element als Bestandteil des Fahrzeuges die Türgriffhalterung 1 und das weitere Element, das relativ bewegbar an dem einen Element angeordnet ist, der Türgriff 2. Dies stellt jedoch keine Einschränkung dar, da z. B. das eine (feststehende) Element auch ein Karosseriebestandteil des Fahrzeuges sein kann, in Bezug zu diesem ein bewegliches Element (beispielsweise Bestandteil eines Cabrio-Verdeckes) bewegbar angeordnet ist und die Position zwischen diesen beiden Elementen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erfasst werden soll. Daraus leiten sich die Vorteile der vorliegenden Erfindung ab, dass nämlich keine mechanischen Mikroschalter mehr erforderlich sind und somit keine Materialermüdung mehr gegeben ist. Weiterhin ist von Vorteil, dass die gesamte Einrichtung (System) gasdicht aufgebaut werden kann ein sicheres Schalten auch bei tiefen oder hohen Temperaturen, genauso wie bei hohen Temperaturschwankungen, möglich ist. Der Schaltpunkt der erfindungsgemäßen Einrichtung kann mittels des Magnetkreises (insbesondere durch Material und Größe des Magneten und des daraus resultierenden Magnetfeldes) vordefiniert werden. Weiterhin entfällt eine EOL-Kalibrierung und der Platzbedarf für die gesamte Einrichtung ist äußerst gering. Insbesondere durch die Integration des Magneten 4 in dem einen Element und des Sensorelementes 5 in dem weiteren Element (oder umgekehrt) ist die mechanisch ideale Position für diese beiden Teile auch im Sichtbereich nutzbar. Je nach Form und Größe kann auch daran gedacht werden, den Magneten 4 und/oder das Sensorelement 5 als Dekorteil an einem Element oder beiden Elementen des Fahrzeuges zu gestalten.

1: Türgriffhalterung
2: Türgriff
3: Drehpunkt
4: Magnet
5: Sensorelement

Claims

Einrichtung zur berührungslosen Erfassung der Position eines Elementes, das relativ bewegbar, insbesondere drehbewegbar an an einem weiteren Element angeordnet ist, in Bezug auf das weitere Element, wobei die beiden Elemente als Bestandteile eines Fahrzeuges ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einen Element ein Magnet (4) und an dem weiteren Element ein Sensorelement (5) oder umgekehrt angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Element eine Türgriffhalterung (1), die in einer Tür oder Heckklappe oder Kofferraumdeckel des Fahrzeuges eingebaut ist, ausgebildet ist und das weitere Element ein als um einen Drehpunkt (3) bewegbarer Türgriff (2) ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (4) auf der dem Drehpunkt (3) abgewandten Ende des Türgriffes (2) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Türgriff (2) ein Kunststoffspritzgussteil ist, wobei der Magnet (4) durch Umspritzen mit Kunststoff bei der Herstellung des Türgriffes (2) umgeben ist.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Türgriff (2) ein Kunststoffspritzgussteil ist, wobei der Magnet (4) als separates Bauteil in einer Ausnehmung in dem Türgriff (2) integriert ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (5) ein Hall-Sensor ist.