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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur Betätigung eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Schaltvorrichtung.
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Türen und Klappen moderner Kraftfahrzeuge weisen häufig Antriebssysteme auf, um ein selbsttätiges Öffnen oder Schließen durchzuführen oder ein Öffnen oder Schließen zu unterstützen. Diese Antriebssysteme können beispielsweise mit außenliegenden Schaltern oder Sensoren betätigbar sein.
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Derartige außenliegende Schalter oder Sensoren können für das Beispiel von Fahrzeugtüren, die den Zugang von Personen zur Fahrgastzelle ermöglichen, in Türgriffe integriert sein. Die Patentschrift
US9447604B2 beschreibt beispielsweise einen Türgriff mit kapazitiven Näherungssensor. Alternativ könnten hierzu auch induktive Näherungssensoren eingesetzt werden, wie in der Patentschrift
US8258777B2 beschrieben. Das Dokument
DE 10 2020 121 603 A1 zeigt eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung.
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Bekannte Systeme haben einerseits den Nachteil, dass zu häufig ein unerwünschtes Öffnen einer betreffenden Tür oder Klappe stattfindet. So wird ein Öffnen ohne einen tatsächlichen Befehl eines Bedieners ausgelöst, beispielsweise aufgrund von Umgebungseinflüssen. Andererseits haben bekannte Systeme den Nachteil, dass es zu häufig zu einem vollständigen Versagen des Systems kommt, sodass eine betreffende Tür oder Klappe nicht geöffnet werden kann - und zwar ebenfalls aufgrund von Umgebungseinflüssen. Derartige Umgebungseinflüsse können beispielsweise eine Benetzung eines betreffenden Schalters oder Sensor mit Wasser oder Schmutz sein oder beispielsweise eine Druckausübung in einer Waschstraße oder mittels eines Hochdruckreinigers.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine Schaltvorrichtung zur Betätigung eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist, und insbesondere eine zuverlässige Erkennung eines Bedienerbefehls ermöglicht und weiter insbesondere robust gegenüber Umgebungseinflüssen ist. Weiter soll ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Schaltvorrichtung angegeben werden.
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Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.
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Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Schaltvorrichtung anzugeben, die sowohl das tatsächliche Berühren der Schaltvorrichtung durch einen Bediener als auch das Überschreiten einer vorgegebenen Kraftschwelle detektiert, um insbesondere ein unerwünschtes Öffnen einer betreffenden Tür oder Klappe zu vermeiden. Die Schaltvorrichtung verwendet daher insbesondere keinen Näherungssensor, sodass ein bloßes Annähern zum Auslösen einer Öffnungsbewegung einer Tür oder Klappe nicht ausreicht.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zur Betätigung eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs, mit einer Frontplatte, wobei die Frontplatte eine Betätigungsseite aufweist, die im fertig montierten Zustand einem Bediener zugewandt ist, wobei eine Betätigungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Frontfläche der Fronplatte orientiert ist, mit einer Befestigungsstruktur, wobei die Frontplatte im Bereich einer der Betätigungsseite abgewandten Befestigungsseite mit der Befestigungsstruktur verbunden ist und wobei die Befestigungsstruktur eines oder mehrere Federelemente zum Definieren einer Kraftschwelle aufweist, und mit einem Sensor zur Detektion einer Berührung der Frontplatte.
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Insbesondere ist die Schaltvorrichtung daher dazu eingerichtet, einen Tür- oder Klappenantrieb eines Kraftfahrzeugs erst dann zu schalten, wenn sowohl eine Berührung der Frontplatte detektiert wird als auch eine Druckausübung detektiert wird, die zu einem Überschreiten der Kraftschwelle führt. Die Erkennung des Überschreitens der Kraftschwelle kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein Weg erfasst, um den die Frontplatte aufgrund der Druckausübung eines Bedieners in Betätigungsrichtung entgegen der Federkraft verschoben wird. Aufgrund einer bekannten Federcharakteristik kann daher von dem Weg auf die ausgeübte Kraft zurückgeschlossen werden.
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Die Frontplatte kann zur Aufbringung eines Logos eines Fahrzeugherstellers vorgesehen sein oder kann das Logo eines Fahrzeugherstellers aufweisen. Die Frontplatte kann beispielsweise eine Fläche von mehr als 10 cm2 aufweisen und kann beispielsweise Fläche von weniger als 100 cm2 aufweisen.
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Die Befestigungsstruktur weist erfindungsgemäß zwei oder mehr Laschen auf. Die Befestigungsstruktur kann insbesondere drei oder vier Laschen aufweisen. Jede der Laschen weist jeweils einen ersten Befestigungsabschnitt auf, wobei der erste Befestigungsabschnitt, in einer Frontansicht entlang der Betätigungsrichtung betrachtet, seitlich über die Frontplatte hinweg auskragend erstreckt ist, und wobei jede der Laschen jeweils einen zweiten Befestigungsabschnitt aufweist, der an der Frontplatte befestigt ist.
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Eine Aufhängung der Frontplatte befindet sich daher insbesondere außerhalb einer zur Betätigung der Schaltvorrichtung vorgesehenen, durch die Ausdehnung der Frontplatte vorgegebenen Betätigungsfläche, sodass, unabhängig vom Punkt der Betätigung im Bereich der Frontplatte, eine im Wesentlichen parallele Bewegung der Frontplatte entlang der Betätigungsrichtung erreicht werden kann, soweit die Frontplatte bewegbar an den Laschen gehalten ist.
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Die Laschen können Federelemente sein, beispielsweise Blattfedern oder dergleichen. So können die Laschen selbst zum Definieren der Kraftschwelle verwendet werden. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Laschen an Federelementen abgestützt sind. So kann die Kraftschwelle alternativ oder ergänzend mithilfe separater Federelemente erreicht werden. Derartige Federelemente können beispielsweise Schraubendruckfedern, Tellerfedern, Gummipuffer oder dergleichen sein. Es kann daher vorgesehen sein, dass die Laschen selbst keine Federwirkung haben oder nur einen Teil der Federwirkung bereitstellen. Die Laschen können beweglich an Federelementen gehalten sein, wobei die Federelemente insbesondere eine Aufhängung für die Laschen ausbilden können.
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Der Sensor kann beispielsweise ein induktiver Sensor oder ein Dehnmessstreifen sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltvorrichtung zwei oder mehr Sensoren aufweist.
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Der Sensor kann beispielsweise ein kapazitiver Sensor sein.
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Der Sensor kann beispielsweise ein auf Annäherung reagierender Sensor.
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Der Sensor kann beispielsweise ein auf Deformation reagierender Sensor sein.
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Der Sensor kann beispielsweise ein auf Bewegung reagierender Sensor sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass eine erste Komponente des Sensors an der Frontplatte befestigt ist und dass eine zweite Komponente des Sensors an der Befestigungsstruktur befestigt ist. Insbesondere kann daher eine relative Verlagerung der ersten Komponente des Sensors zu der zweiten Komponente des Sensors detektiert werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Sensor an der Frontplatte und/oder an der Befestigungsstruktur befestigt ist.
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Die Frontplatte kann entlang eines in Betätigungsrichtung orientierten Betätigungswegs verschiebbar sein und/oder elastisch deformierbar sein, wobei die Befestigungsstruktur einen Anschlag zum Begrenzen eines Betätigungswegs der Frontplatte aufweist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Frontplatte ausschließlich parallel zur Betätigungsrichtung verschiebbar ist oder elastisch deformierbar ist und insbesondere nicht kippbar, drehbar oder schwenkbar ist. So kann für einen Benutzer beim Betätigen der Schaltvorrichtung ein reproduzierbares Schalterlebnis generiert werden, da die Bewegung der Frontplatte, unabhängig vom Punkt der Druckausübung, für einen Benutzer immer gleich wirkt.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Frontplatte um einen Kippwinkel relativ zur Betätigungsrichtung kippbar, wobei der Kippwinkel insbesondere kleiner oder gleich 20° ist, oder dass die Frontplatte nicht kippbar, drehbar oder schwenkbar ist.
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Die Federelemente können eine progressive Federcharakteristik aufweisen. Das bedeutet, dass die zur Bewegung der Frontplatte erforderliche Kraft mit zunehmendem Betätigungsweg ansteigt. Auf diese Weise kann eine definierte Benutzererfahrung erreicht werden, die beispielsweise ein Annähern an den Anschlag durch die ansteigende Federkraft anzeigt.
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Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass die Federelemente eine lineare Federcharakteristik aufweisen.
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Der Sensor kann teilweise oder vollständig von einem Dichtelement eingefasst sein, wie einer Gummimuffe oder dergleichen, um den Sensor vor Umgebungseinflüssen, wie Feuchtigkeit, Verschmutzung oder dergleichen zu schützen.
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Der Sensor kann teilweise oder vollständig durch Umspritzen gegenüber der Umgebung geschützt sein.
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Zumindest ein Teil des Sensors kann lösbar an der Frontplatte befestigt sein, beispielsweise durch eine Schraubenverbindung und/oder durch eine Steckverbindung. So kann ein einfacher und kostengünstiger Austausch des Sensors oder eines Teils des Sensors erreicht werden.
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Der Frontplatte kann eine Einrichtung zum Erzeugen eines haptischen Signals an einen die Frontplatte berührenden Benutzer zugeordnet sein.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Erzeugen des haptischen Signals dazu eingerichtet ist, Mikrobewegungen auszuführen, sobald die Berührung und Druckausübung des Benutzers zum Auslösen eines Schaltvorgangs geführt hat. Das haptische Signal kann daher eine Rückmeldung an den Benutzer sein, dass die angeforderte Öffnungsbewegung nunmehr ausgelöst wird.
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Alle voranstehenden Ausführungen gelten gleichermaßen für eine entsprechende Schließbewegung und lassen sich daher gleichermaßen auf das Auslösen einer Schließbewegung übertragen. Das gegenständliche Betätigen eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs umfasst daher gleichermaßen sowohl das Öffnen als auch das Schließen einer betreffenden Tür oder Klappe.
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Die Mikrobewegungen der zuvor beschriebenen Einrichtung zum Erzeugen des haptischen Signals können beispielsweise Bewegungen der Frontplatte im Bereich von beispielsweise 50-500 µm sein, wobei die Bewegungen insbesondere entlang der Betätigungsrichtung ausgeführt werden. Die Bewegungen können beispielsweise in Form einer Vibration oder in Form einer ein- oder mehrmaligen Gegenbewegung in einer zur Druckausübung eines Bedieners entgegengesetzten Richtung sein.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine Einrichtung zum Erzeugen eines optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Signals vorgesehen ist, um eine Rückmeldung an einen Benutzer auszugeben.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass genau vier Sensoren zur Detektion einer Berührung der Frontplatte vorgesehen sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoren in gleichmäßigen Abständen zueinander verteilt angeordnet sind und/oder die Sensoren rasterartig in Zeilen und Spalten verteilt angeordnet sind. Die Sensoren oder Komponenten der Sensoren können an einer Platine befestigt sein. Die Platine kann weitere elektronische Komponenten tragen, wie z.B. LED, Vibrationseinrichtungen oder dergleichen.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoren asymmetrisch verteilt angeordnet sind.
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Die Sensoren oder Komponenten der Sensoren können durch Kleben, Schrauben, Umspritzen oder dergleichen lösbar oder unlösbar befestigt sein, insbesondere an der Frontplatte und/oder der Befestigungsstruktur und/oder einer Platine.
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Soweit eine Platine vorhanden ist, kann diese zum einfachen Bereitstellen einer Massefläche oder mehrere Masseflächen für die Sensoren dienen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass den Sensoren eine Auswerteeinheit zugeordnet ist, um Signale der Sensoren auszuwerten, wobei die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, zwei oder mehr Signale der Sensoren differentiell auszuwerten oder eines oder mehrere Signale der Sensoren zu invertieren und zwei oder mehr Signale der Sensoren differentiell auszuwerten oder zwei oder mehr Signale der Sensoren mittels einer Brückenschaltung auszuwerten, wie einer Halbbrücke oder dergleichen Oder zwei oder mehr Signale der Sensoren mittels eines Analog-Digital-Wandlers der Auswerteeinheit und einem zugeordneten Mikrocontroller der Auswerteeinheit ausgewertet werden.
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Die Art der Auswertung kann in Abhängigkeit vom Signalpegel der jeweiligen Sensoren erfolgen.
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Zwei oder mehr Sensoren können zur direkten Signalausgabe unmittelbar mit der Auswerteeinheit verbunden sein.
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Die Auswerteeinheit kann integraler Bestandteil der Schaltvorrichtung sein. Die Auswerteeinheit kann in eine von der Schaltvorrichtung separate, übergeordnete Steuereinheit integriert sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Formelemente zur Führung und/oder Positionierung der Schaltvorrichtung vorgesehen sind.
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Die Frontplatte kann eine steife Platte sein, die insbesondere nicht ohne größere Kraftanstrengung deformierbar ist, und insbesondere nicht durch einen üblichen Betätigungsdruck eines Bedieners deformierbar ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Formelemente an der Befestigungsstruktur angeordnet sind.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Formelemente an einer der Betätigungsseite abgewandten Rückseite der Schaltvorrichtung angeordnet sind.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Formelemente ausgehend von der Befestigungsstruktur frei auskragend erstreckt sind.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass die Formelemente eine mechanische Codierung ausbilden und insbesondere eine asymmetrische Anordnung und/oder eine asymmetrische Form ausweisen. Auf diese Weise kann die Montage vereinfacht werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Federelement eine Dichtung zur Abdichtung ausbildet und mindestens einen Sensor dichtend gegenüber einer Umgebung abschirmt und/oder mindestens ein Federelement einen Kunststoff aufweist oder aus einem Kunststoff besteht, wie Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk oder dergleichen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Einrichtung zum Erzeugen optischen Signals vorgesehen ist, wie eine LED, eine Projektionseinrichtung oder dergleichen, wobei insbesondere mindestens zwei Einrichtungen zum Erzeugen eines optischen Signals vorgesehen sind, wobei weiter insbesondere fünf Einrichtungen zum Erzeugen optischen Signals vorgesehen sind.
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Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Einrichtung zum Erzeugen haptischen Signals vorgesehen ist, wie eine Vibrationseinheit oder dergleichen, wobei insbesondere zwei Einrichtungen zum Erzeugen eines haptischen Signals vorgesehen sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Stecker oder eine Buchse zum Ausbilden einer elektrischen Steckverbindung vorgesehen ist, wobei der Stecker oder die Buchse insbesondere an einer der Betätigungsseite abgewandten Rückseite der Schaltvorrichtung angeordnet ist und/oder insbesondere an der Befestigungsstruktur angeordnet ist.
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Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann eine drahtlose Signal- und oder Energieübertragung stattfinden, so dass die Sensoren über eine drahtlose Schnittstelle versorgt und ausgelesen werden können.
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Der Sensor kann kapazitiver Sensor sein. Ein kapazitiver Sensor ist robust, kostengünstig und hat einen geringen Energieverbrauch.
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Eine erste Komponente des kapazitiven Sensors kann an der Fronplatte befestigt sein und eine zweite Komponente des kapazitiven Sensors kann an der Befestigungsstruktur oder an einem an der Befestigungsstruktur gehaltenen Bauteil befestigt sein, wie einer Platine oder dergleichen.
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Die erste Komponente kann mit von einer Schirmelektrode umgeben sein. Die Schirmelektrode kann mit einem Massepotential verbunden sein bzw. geerdet sein. Die Schirmelektrode ermöglicht ein homogenes elektrisches Feld für die gesamte Sensormessfläche
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Alternativ oder ergänzend kann die zweite Komponente von einer Schirmelektrode umgeben sein. Die Schirmelektrode kann mit einem Massepotential verbunden sein bzw. geerdet sein. Die Schirmelektrode ermöglicht ein homogenes elektrisches Feld für die gesamte Sensormessfläche
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Die erste Komponente kann eine leitfähige Komponente des kapazitiven Sensors sein und die zweite Komponente kann eine Messelektrode des kapazitiven Sensors sein.
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Alternativ kann die zweite Komponente eine leitfähige Komponente des kapazitiven Sensors sein und die erste Komponente kann eine Messelektrode des kapazitiven Sensors sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die leitfähige Komponente eine größere Grundfläche aufweist als eine Messfläche der Messelektrode.
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Es kann vorgesehen sein, dass die leitfähige Komponente eine Größe aufweist, die die Messelektrode des kapazitiven Sensors vor sämtlichen messtechnisch beeinflussenden weiteren Umwelteinflüssen abschirmt, wie z.B. der Präsenz von Wasser, Verschmutzungen oder dergleichen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Schaltvorrichtung kann vorgesehen sein, dass ein Messabstand zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente kleiner als ein Millimeter ist, insbesondere kleiner als 0,1 mm ist. Insbesondere kann für einen solchen Messbereich ein näherungsweise lineares Verhalten des Sensors angenommen werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Schaltvorrichtung zwei oder mehr Sensoren zur Detektion einer Berührung der Frontplatte aufweist, Auf diese Weise kann insbesondere höhere flächige Sensitivität durch mehrfache sensitive Flächen bzw. Sensoren geschaffen werden.
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Insbesondere kann mittels der Sensoren eine Position oder ein Bereich detektiert werden, in dem ein Bediener die Frontplatte betätigt.
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Eine Sensorfläche eines jeweiligen Sensors ist insbesondere parallel zu der Frontfläche der Frontplatte orientiert.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Kraftfahrzeug, mit einem Tür- oder Klappenantrieb zum Bewegen einer dem Tür- oder Klappenantrieb zugeordneten Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe, mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung und mit einer Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung mit der Schaltvorrichtung und mit dem Tür- oder Klappenantrieb verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Tür- oder Klappenantrieb in Abhängigkeit von einem Signal mindestens eines Sensors der Schaltvorrichtung zu steuern, und wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Öffnen der dem Tür- oder Klappenantrieb zugeordneten Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe auszulösen, sofern die Kraftschwelle überschritten wird und eine Berührung der Frontplatte detektiert wird.
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Insbesondere kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, auch auf Fahrzeug übergeordnete Befehlsketten zu reagieren und somit auch auf logische Ausschlussverfahren, wie z.B. Bewegung des Fahrzeugs mit einer Mindestgeschwindigkeit und Öffnungswunsch einer Klappe, z.B. Funk, reagieren zu können. Die Steuereinrichtung kann daher mit weiteren Sensoren und/oder Funktionen des Fahrzeugs verknüpft sein.
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Die Steuereinrichtung kann ergänzend zu dem Überschreiten der Kraftschwelle und dem Detektieren der Berührung der Frontplatte weitere Bedingungen zum Auslösen einer Bewegung der Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe überprüfen. Dieser Aspekt kann auch als Plausibilitätsprüfung bezeichnet werden.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Schaltzeit vorgegeben ist, die eine vorgegebene Zeitdauer definiert, für die sowohl das Überschreiten der Kraftschwelle als auch das Detektieren der Berührung mindestens andauern müssen, bevor ein Bewegen der Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe ausgelöst wird. Auf diese Weise können fehlerhafte Stellbewegungen bzw. Öffnungsbewegungen oder Schließbewegungen verhindert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine solche Schaltzeit mehr als eine Sekunde und weniger als drei Sekunden beträgt.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung Zeitverläufe einer Kraftaufbringung erkennt und mit bekannten Mustern abgleicht, um insbesondere ein unerwünschtes Öffnen zu verhindern. So können beispielsweise Mikro-Pulsationen von Waschbürsten einer Waschstraße erkannt werden, wobei ein Öffnen nicht ausgeführt wird, sofern ein derartiges Muster erkannt wird.
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In der Steuereinrichtung können daher einerseits Muster hinterlegt sein, denen Umgebungseinflüsse zugeordnet sind, wobei für den Fall der positiven Erkennung eines solchen Musters kein Öffnen der betreffenden Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe ausgeführt wird.
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Andererseits können in der Steuereinrichtung Muster hinterlegt sein, die typische Bedienerbefehle, d. h. typische Kraftkraftverläufe widerspiegeln, wie sie durch einen Bediener auf die Frontplatte ausgelöst werden, wobei für den Fall der positiven Erkennung eines solchen Musters ein Öffnen der betreffenden Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe ausgeführt wird.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer Frontansicht;
- 2 die Schaltvorrichtung aus 1 in einer Seitenansicht;
- 3 einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einer Schaltvorrichtung aus 1 in einer Seitenansicht;
- 4A einen Kraftverlauf, aufgetragen über einer Zeitachse;
- 4B einen Kraftverlauf, aufgetragen über einer Zeitachse;
- 4C einen Kraftverlauf, aufgetragen über einer Zeitachse;
- 5 eine nicht erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer Frontansicht ohne Frontplatte;
- 6 die Schaltvorrichtung aus 5 in einer Seitenansicht;
- 7 eine nicht erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer Frontansicht ohne Frontplatte;
- 8 die Schaltvorrichtung aus 7 in einer Seitenansicht;
- 9 eine nicht erfindungsgemäße Schaltvorrichtung in einer Frontansicht ohne Frontplatte;
- 10 die Schaltvorrichtung aus 9 in einer Seitenansicht.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 2 in einer Frontansicht. Die Schaltvorrichtung 2 dient zur Betätigung eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs.
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Die Schaltvorrichtung 2 weist eine Frontplatte 4 auf. Die Frontplatte 4 hat ein Logo L, welches vorliegend exemplarisch sternförmig ausgestaltet ist. Das Logo L repräsentiert einen Platzhalter für ein beliebiges Logo eines Fahrzeugherstellers.
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Die Frontplatte 4 weist eine Betätigungsseite 6 auf, die im fertig montierten Zustand einem Bediener zugewandt ist. Eine Betätigungsrichtung 8 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Frontfläche 10 der Frontplatte 4 orientiert (2).
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Die Schaltvorrichtung 2 hat eine Befestigungsstruktur 12.
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Die Frontplatte 4 ist im Bereich einer der Betätigungsseite 6 abgewandten Befestigungsseite 14 mit der Befestigungsstruktur 12 verbunden.
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Die Befestigungsstruktur 12 weist vier Federelemente 16 zum Definieren einer Kraftschwelle auf.
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Die Schaltvorrichtung 2 weist einen Sensor 18 zur Detektion einer Berührung der Frontplatte 4 auf.
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Die Federelemente 16 sind vorliegend Laschen 16. Jede der Laschen 16 weist einen ersten Befestigungsabschnitt 20 auf und weist einen zweiten Befestigungsabschnitt 22 auf. Die Federelemente 16 weisen eine progressive Federcharakteristik auf.
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Der jeweilige erste Befestigungsabschnitt 20 einer jeweiligen Lasche 16 ist in der in 1 gezeigten Frontansicht betrachtet seitlich über die Frontplatte 4 hinweg auskragend erstreckt. Der jeweilige zweite Befestigungsabschnitt 22 einer jeweiligen Lasche 16 ist jeweils an der Frontplatte 4 befestigt (2).
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Die gestrichelten Kreise beschreiben gemäß 1 exemplarisch Druckpunkte P, im Bereich derer ein Bediener die Schaltvorrichtung 2 in der Praxis gegebenenfalls betätigt. Aufgrund der Anordnung der ersten Befestigungsabschnitte 20 kann ein Kippen der Frontplatte 2 auch bei einer Betätigung im Bereich der Ränder weitestgehend vermieden werden.
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Der Sensor 18 ist vorliegend ein induktiver Sensor, der eine erste Komponente 24 und eine zweite Komponente 26 aufweist. Die erste Komponente 24 ist lösbar und austauschbar an der Frontplatte 4 gehalten. Die zweite Komponente 26 ist lösbar und austauschbar an der Befestigungsstruktur 12 gehalten. Die zweite Komponente 24 des induktiven Sensors 18 ist dazu eingerichtet, eine Annäherung der ersten Komponente 24 an die zweite Komponente 26 zu erkennen.
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Die Federelemente 16 sind mittels Halterungen 28 an einer Grundplatte 30 der Befestigungsstruktur 12 gehalten.
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Der Sensor 18 ist vorliegend von einer Gummimuffe 32 eingefasst, um den Sensor 18 dichtet gegenüber einer Umgebung U abzuschirmen und beispielsweise vor Feuchtigkeit und oder Verschmutzungen zu schützen. Gemäß alternativer Ausführungsbeispiele kann vorgesehen sein, dass eine Gummimuffe bzw. Dichtung vorgesehen ist, die einen größeren Bereich dichtend einfasst als die hier gezeigte Gummimuffe 32. Beispielsweise könnte eine Dichtung derart an der Frontplatte 4 und/oder der Grundplatte 30 befestigt sein, dass auch die Federelemente 16 dichtend eingefasst sind. Eine solche Dichtung könnte beispielsweise an einem Fahrzeug-Chassis anliegen.
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Der Frontplatte 4 ist eine Einrichtung 34 zum Erzeugen eines haptischen Signals an einen die Frontplatte berührenden Benutzer zugeordnet. Die Einrichtung 34 dient beispielsweise dazu, Mikrobewegungen als Rückmeldung an einen Benutzer auszugeben.
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Die Mikrobewegungen können beispielsweise Bewegungen der Frontplatte 4 im Bereich von beispielsweise 50-500 µm sein, wobei die Bewegungen entlang und/oder entgegen der Betätigungsrichtung 8 ausgeführt werden. Die Bewegungen können beispielsweise in Form einer Vibration oder in Form einer oder mehrmaliger Gegenbewegungen in einer zur Druckausübung eines Bedieners entgegengesetzten Richtung sein.
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3 zeigt exemplarisch und ausschnittsweise ein Kraftfahrzeug 36.
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Das Kraftfahrzeug 36 hat einen Klappenantrieb 38 zum Bewegen einer Fahrzeugklappe 40 des Kraftfahrzeugs 36. Die Fahrzeugklappe 40 ist eine Kofferraumklappe.
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Das Kraftfahrzeug 36 hat zudem eine voranstehend beschriebene Schaltvorrichtung 2.
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Das Kraftfahrzeug 36 hat eine Steuereinrichtung 42, die mit der Schaltvorrichtung 2, mit dem Klappenantrieb 38 und mit der Schaltvorrichtung 2 verbunden ist.
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Die Steuereinrichtung 42 dient dazu, den Klappenantrieb 38 in Abhängigkeit von einem Signal des Sensors 18 der Schaltvorrichtung 2 zu steuern. Die Steuereinrichtung 42 ist vorliegend dazu eingerichtet, ein Öffnen der dem Klappenantrieb 38 zugeordneten Fahrzeugklappe 40 auszulösen, sofern die Kraftschwelle überschritten wird und eine Berührung der Frontplatte 4 durch den Sensor 18 detektiert wird.
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Dabei wird mittels des Sensors 18 eine Bewegung und/oder Deformation der Frontplatte 4 aufgrund einer Kraftausübung eines Bedieners erfasst, in dem eine Annäherung der ersten Komponente 24 an die zweite Komponente 26 des Sensors 18 gemessen wird. In Abhängigkeit von der gemessenen Wegstrecke, kann aufgrund der bekannten Federcharakteristik der Federn 16 erkannt werden, ob während der Betätigung eine vorgegebene Kraftschwelle überschritten wird.
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Sofern eine vorgegebene Kraft für einen vorgegebenen Zeitraum gemessen wird, wie exemplarisch in 4A und in 4C dargestellt, löst die Steuerung 42 eine Öffnungsbewegung der Fahrzeugklappe 40 aus, in dem eine Stellbewegung des Klappenantriebs 38 ausgeführt wird.
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Sofern die Steuerung 42 jedoch beispielsweise die exemplarisch in 4B dargestellten Mikro-Pulsationen erkennt, die beispielsweise auf eine Waschstraße oder eine vergleichbare Reinigungsvorrichtung hindeuten, wird ein Öffnen der Fahrzeugklappe 40 nicht ausgeführt. So kann ein unerwünschtes Öffnen der Fahrzeugklappe 40 vermieden werden.
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Vorliegend dient ein jeweiliger Anschlag 44 der Befestigungsstruktur 12 dazu, einen Betätigungsweg entlang der Betätigungsrichtung 8 zu begrenzen.
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5 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 102 in einer Frontansicht. Die Schaltvorrichtung 102 dient zur Betätigung eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs.
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Die Schaltvorrichtung 102 weist eine Frontplatte 104 auf. Die Fronplatte 104 ist in 5 ausgeblendet.
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Die Frontplatte 104 hat ein Logo L, welches vorliegend exemplarisch sternförmig ausgestaltet ist und in 5 angedeutet ist. Das Logo L repräsentiert einen Platzhalter für ein beliebiges Logo eines Fahrzeugherstellers.
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Die Frontplatte 104 weist eine Betätigungsseite 106 auf, die im fertig montierten Zustand einem Bediener zugewandt ist. Eine Betätigungsrichtung 108 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Frontfläche 110 der Frontplatte 104 orientiert (6).
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Die Schaltvorrichtung 102 hat eine Befestigungsstruktur 112.
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Die Frontplatte 104 ist im Bereich einer der Betätigungsseite 106 abgewandten Befestigungsseite 114 mit der Befestigungsstruktur 112 verbunden.
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Die Schaltvorrichtung 102 weist ein Federelement 116 zum Definieren einer Kraftschwelle auf. Das Federelement 116 ist in 6 geschnitten dargestellt.
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Die Schaltvorrichtung 102 weist Sensoren 118 zur Detektion einer Berührung der Frontplatte 104 auf.
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Das Federelement 116 ist vorliegend eine Kunststoffdichtung, die die Sensoren 118 kreisrund umlaufend einfasst, um die Sensoren 118 dichtet gegenüber einer Umgebung U abzuschirmen und beispielsweise vor Feuchtigkeit und oder Verschmutzungen zu schützen.
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Das Federelement 116 weist eine progressive Federcharakteristik auf. Das Federelement 116 besteht aus einem Kunststoff. Die progressive Federcharakteristik dient dazu, den Weg der Verschiebung der Frontplatte 104 im Falle einer Betätigung zu begrenzen.
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Die Sensoren 118 haben jeweils eine erste Komponente 124 und eine zweite Komponente 126. Die erste Komponente 124 ist an der Frontplatte 104 gehalten. Die zweite Komponente 126 ist an einer Platine 113 gehalten, die an der Befestigungsstruktur 112 gehalten ist. Die zweite Komponente 124 eines jeweiligen Sensors 118 ist dazu eingerichtet, eine Annäherung der jeweils zugeordneten ersten Komponente 124 an die jeweilige zweite Komponente 126 zu erkennen.
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Vorliegend sind genau vier Sensoren 118 zur Detektion einer Berührung der Frontplatte 104 vorgesehen.
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Die Sensoren 118 sind in gleichmäßigen Abständen zueinander verteilt angeordnet.
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Den Sensoren 118 ist eine Auswerteeinheit 119 zugeordnet, um Signale der Sensoren 118 auszuwerten, wobei die Auswerteeinheit 119 dazu eingerichtet ist, zwei oder mehr Signale der Sensoren 118 differentiell auszuwerten oder eines oder mehrere Signale der Sensoren 118 zu invertieren und zwei oder mehr Signale der Sensoren 118 differentiell auszuwerten oder zwei oder mehr Signale der Sensoren 118 mittels einer Brückenschaltung auszuwerten, wie einer Halbbrücke oder dergleichen, oder zwei oder mehr Signale der Sensoren 118 mittels eines Analog-Digital-Wandlers der Auswerteeinheit und einem zugeordneten Mikrocontroller der Auswerteeinheit ausgewertet werden.
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Die Schaltvorrichtung 102 weist Formelemente 121 zur Führung und/oder Positionierung der Schaltvorrichtung 102 auf.
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Die Formelemente 121 sind an der Befestigungsstruktur 112 angeordnet.
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Die Formelemente 121 sind an einer der Betätigungsseite 106 abgewandten Rückseite 123 der Schaltvorrichtung 102 angeordnet.
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Die Formelemente 121 sind ausgehend von der Befestigungsstruktur 112 frei auskragend erstreckt.
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Die Formelemente 121 bilden eine mechanische Codierung aus und insbesondere weise eine asymmetrische Anordnung und/oder eine asymmetrische Form auf (nicht dargestellt).
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Die Schaltvorrichtung 102 weist Einrichtungen 125 zum Erzeugen eines optischen Signals auf, vorliegend in Form von LED.
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Die Schaltvorrichtung 102 weist Einrichtungen 134 zum Erzeugen eines haptischen Signals vorgesehen ist, vorliegend in Form von Vibrationseinheiten.
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Die Schaltvorrichtung 102 weist eine Buchse 127 zum Ausbilden einer elektrischen Steckverbindung auf, wobei die Buchse 127 an der der Betätigungsseite 106 abgewandten Rückseite 123 der Schaltvorrichtung 102 angeordnet ist und an einer Grundplatte 130 der Befestigungsstruktur 112 angeordnet ist.
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Die Schaltvorrichtung 102 kann im Wesentlichen analog zur Schaltvorrichtung 2 in ein Kraftfahrzeug eingebunden werden, so dass diesbezüglich auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen wird.
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7 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 202 in einer Frontansicht. Die Schaltvorrichtung 202 dient zur Betätigung eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs.
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Die Schaltvorrichtung 202 weist eine Frontplatte 204 auf. Die Fronplatte 204 ist in 7 ausgeblendet.
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Die Frontplatte 204 hat ein Logo L, welches vorliegend exemplarisch sternförmig ausgestaltet ist und in 7 angedeutet ist. Das Logo L repräsentiert einen Platzhalter für ein beliebiges Logo eines Fahrzeugherstellers.
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Die Frontplatte 204 weist eine Betätigungsseite 206 auf, die im fertig montierten Zustand einem Bediener zugewandt ist. Eine Betätigungsrichtung 208 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Frontfläche 210 der Frontplatte 204 orientiert (8).
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Die Schaltvorrichtung 202 hat eine Befestigungsstruktur 212.
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Die Frontplatte 204 ist im Bereich einer der Betätigungsseite 206 abgewandten Befestigungsseite 214 mit der Befestigungsstruktur 212 verbunden.
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Die Schaltvorrichtung 202 weist ein Federelement 216 zum Definieren einer Kraftschwelle auf. Das Federelement 216 ist in 6 geschnitten dargestellt.
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Die Schaltvorrichtung 202 weist Sensoren 218 zur Detektion einer Berührung der Frontplatte 204 auf.
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Das Federelement 216 ist vorliegend eine Kunststoffdichtung, die die Sensoren 218 kreisrund umlaufend einfasst, um die Sensoren 218 dichtet gegenüber einer Umgebung U abzuschirmen und beispielsweise vor Feuchtigkeit und oder Verschmutzungen zu schützen.
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Das Federelement 216 weist eine progressive Federcharakteristik auf. Das Federelement 216 besteht aus einem Kunststoff. Die progressive Federcharakteristik dient dazu, den Weg der Verschiebung der Frontplatte 204 im Falle einer Betätigung zu begrenzen.
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Die Sensoren 218 haben jeweils eine erste Komponente 224 und eine zweite Komponente 226. Die erste Komponente 224 ist an der Frontplatte 204 gehalten. Die zweite Komponente 226 ist an einer Platine 213 gehalten, die an der Befestigungsstruktur 212 gehalten ist. Die zweite Komponente 224 eines jeweiligen Sensors 218 ist dazu eingerichtet, eine Annäherung der jeweils zugeordneten ersten Komponente 224 an die jeweilige zweite Komponente 226 zu erkennen.
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Ein jeweiliger Sensor 218 Sensor ist ein kapazitiver Sensor 218. Nachfolgend wird einer der Sensoren 218 exemplarisch beschrieben.
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Die erste Komponente 224 ist von einer Schirmelektrode 229 umgeben. Die erste Komponente 224 ist eine leitfähige Komponente des kapazitiven Sensors 218.
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Die zweite Komponente 226 ist eine Messelektrode des kapazitiven Sensors 218.
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Vorliegend sind genau vier Sensoren 218 zur Detektion einer Berührung der Frontplatte 204 vorgesehen.
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Die Sensoren 218 sind in gleichmäßigen Abständen zueinander verteilt angeordnet.
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Den Sensoren 218 ist eine Auswerteeinheit 219 zugeordnet, um Signale der Sensoren 218 auszuwerten, wobei die Auswerteeinheit 219 dazu eingerichtet ist, zwei oder mehr Signale der Sensoren 218 differentiell auszuwerten oder eines oder mehrere Signale der Sensoren 218 zu invertieren und zwei oder mehr Signale der Sensoren 218 differentiell auszuwerten oder zwei oder mehr Signale der Sensoren 218 mittels einer Brückenschaltung auszuwerten, wie einer Halbbrücke oder dergleichen, oder zwei oder mehr Signale der Sensoren 218 mittels eines Analog-Digital-Wandlers der Auswerteeinheit und einem zugeordneten Mikrocontroller der Auswerteeinheit ausgewertet werden.
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Die Schaltvorrichtung 202 weist Formelemente 221 zur Führung und/oder Positionierung der Schaltvorrichtung 202 auf.
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Die Formelemente 221 sind an der Befestigungsstruktur 212 angeordnet.
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Die Formelemente 221 sind an einer der Betätigungsseite 206 abgewandten Rückseite 223 der Schaltvorrichtung 202 angeordnet.
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Die Formelemente 221 sind ausgehend von der Befestigungsstruktur 212 frei auskragend erstreckt.
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Die Formelemente 221 bilden eine mechanische Codierung aus und insbesondere weise eine asymmetrische Anordnung und/oder eine asymmetrische Form auf (nicht dargestellt).
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Die Schaltvorrichtung 202 weist Einrichtungen 225 zum Erzeugen eines optischen Signals auf, vorliegend in Form von LED.
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Die Schaltvorrichtung 202 weist Einrichtungen 234 zum Erzeugen eines haptischen Signals vorgesehen ist, vorliegend in Form von Vibrationseinheiten.
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Die Schaltvorrichtung 202 weist eine Buchse 227 zum Ausbilden einer elektrischen Steckverbindung auf, wobei die Buchse 227 an der der Betätigungsseite 206 abgewandten Rückseite 223 der Schaltvorrichtung 202 angeordnet ist und an einer Grundplatte 230 der Befestigungsstruktur 212 angeordnet ist.
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Die Schaltvorrichtung 202 kann im Wesentlichen analog zur Schaltvorrichtung 2 in ein Kraftfahrzeug eingebunden werden, so dass diesbezüglich auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen wird.
9 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 302 in einer Frontansicht. Die Schaltvorrichtung 302 dient zur Betätigung eines Tür- oder Klappenantriebs eines Kraftfahrzeugs.
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Die Schaltvorrichtung 302 weist eine Frontplatte 304 auf. Die Fronplatte 304 ist in 9 ausgeblendet.
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Die Frontplatte 304 hat ein Logo L, welches vorliegend exemplarisch sternförmig ausgestaltet ist und in 7 angedeutet ist. Das Logo L repräsentiert einen Platzhalter für ein beliebiges Logo eines Fahrzeugherstellers.
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Die Frontplatte 304 weist eine Betätigungsseite 306 auf, die im fertig montierten Zustand einem Bediener zugewandt ist. Eine Betätigungsrichtung 308 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Frontfläche 310 der Frontplatte 304 orientiert (10).
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Die Schaltvorrichtung 302 hat eine Befestigungsstruktur 312.
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Die Frontplatte 304 ist im Bereich einer der Betätigungsseite 306 abgewandten Befestigungsseite 314 mit der Befestigungsstruktur 312 verbunden.
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Die Schaltvorrichtung 302 weist ein Federelement 316 zum Definieren einer Kraftschwelle auf. Das Federelement 316 ist in 6 geschnitten dargestellt.
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Die Schaltvorrichtung 302 weist Sensoren 318 zur Detektion einer Berührung der Frontplatte 304 auf.
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Das Federelement 316 ist vorliegend eine Kunststoffdichtung, die die Sensoren 318 kreisrund umlaufend einfasst, um die Sensoren 318 dichtet gegenüber einer Umgebung U abzuschirmen und beispielsweise vor Feuchtigkeit und oder Verschmutzungen zu schützen.
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Das Federelement 316 weist eine progressive Federcharakteristik auf. Das Federelement 316 besteht aus einem Kunststoff. Die progressive Federcharakteristik dient dazu, den Weg der Verschiebung der Frontplatte 304 im Falle einer Betätigung zu begrenzen.
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Die Sensoren 318 haben jeweils eine erste Komponente 324 und eine zweite Komponente 326. Die erste Komponente 324 ist an der Frontplatte 304 gehalten. Die zweite Komponente 326 ist an einer Platine 313 gehalten, die an der Befestigungsstruktur 312 gehalten ist. Die zweite Komponente 324 eines jeweiligen Sensors 318 ist dazu eingerichtet, eine Annäherung der jeweils zugeordneten ersten Komponente 324 an die jeweilige zweite Komponente 326 zu erkennen.
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Ein jeweiliger Sensor 318 Sensor ist ein kapazitiver Sensor 318. Nachfolgend wird einer der Sensoren 318 exemplarisch beschrieben.
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Die erste Komponente 324 ist eine leitfähige Komponente des kapazitiven Sensors 318.
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Die zweite Komponente 324 ist von einer Schirmelektrode 329 umgeben. Die zweite Komponente 326 ist eine Messelektrode des kapazitiven Sensors 318.
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Vorliegend sind genau vier Sensoren 318 zur Detektion einer Berührung der Frontplatte 304 vorgesehen.
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Die Sensoren 318 sind in gleichmäßigen Abständen zueinander verteilt angeordnet.
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Den Sensoren 318 ist eine Auswerteeinheit 319 zugeordnet, um Signale der Sensoren 318 auszuwerten, wobei die Auswerteeinheit 319 dazu eingerichtet ist, zwei oder mehr Signale der Sensoren 318 differentiell auszuwerten oder eines oder mehrere Signale der Sensoren 318 zu invertieren und zwei oder mehr Signale der Sensoren 318 differentiell auszuwerten oder zwei oder mehr Signale der Sensoren 318 mittels einer Brückenschaltung auszuwerten, wie einer Halbbrücke oder dergleichen, oder zwei oder mehr Signale der Sensoren 318 mittels eines Analog-Digital-Wandlers der Auswerteeinheit und einem zugeordneten Mikrocontroller der Auswerteeinheit ausgewertet werden.
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Die Schaltvorrichtung 302 weist Formelemente 321 zur Führung und/oder Positionierung der Schaltvorrichtung 302 auf.
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Die Formelemente 321 sind an der Befestigungsstruktur 312 angeordnet.
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Die Formelemente 321 sind an einer der Betätigungsseite 306 abgewandten Rückseite 323 der Schaltvorrichtung 302 angeordnet.
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Die Formelemente 321 sind ausgehend von der Befestigungsstruktur 312 frei auskragend erstreckt.
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Die Formelemente 321 bilden eine mechanische Codierung aus und insbesondere weise eine asymmetrische Anordnung und/oder eine asymmetrische Form auf (nicht dargestellt).
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Die Schaltvorrichtung 302 weist Einrichtungen 325 zum Erzeugen eines optischen Signals auf, vorliegend in Form von LED.
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Die Schaltvorrichtung 302 weist Einrichtungen 334 zum Erzeugen eines haptischen Signals vorgesehen ist, vorliegend in Form von Vibrationseinheiten.
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Die Schaltvorrichtung 302 weist eine Buchse 327 zum Ausbilden einer elektrischen Steckverbindung auf, wobei die Buchse 327 an der der Betätigungsseite 306 abgewandten Rückseite 323 der Schaltvorrichtung 302 angeordnet ist und an einer Grundplatte 330 der Befestigungsstruktur 312 angeordnet ist.
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Die Schaltvorrichtung 302 kann im Wesentlichen analog zur Schaltvorrichtung 2 in ein Kraftfahrzeug eingebunden werden, so dass diesbezüglich auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen wird.