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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung für ein Fortbewegungsmittel und ein Fortbewegungsmittel umfassend eine solche elektrische Verbindungsvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind in Fortbewegungsmitteln vorgesehene Ladeschnittstellen und Datenkommunikationsschnittstellen zur Anbindung mobiler Endgeräte im Fortbewegungsmittel bekannt. Diese sind häufig drahtlos ausgelegt, z. B. in Form einer Ladefläche für ein induktives Laden oder in Form einer WLAN-Verbindung zwischen dem Fortbewegungsmittel und dem mobilen Endgerät. Eine Nutzung des mobilen Endgerätes während eines solchen induktiven Ladevorgangs ist demnach aufgrund der erforderlichen örtlichen Kopplung an die Ladefläche nicht oder nur eingeschränkt möglich.
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Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik kabelgebundene Nachrüstlösungen für Fortbewegungsmittel bekannt, welche beispielsweise mit einem 12 V Anschluss des Fortbewegungsmittels in der Fahrgastzelle des Fortbewegungsmittels verbindbar sind und welche darüber hinaus über eine manuell zu betätigende Auszugs- bzw. Einzugsfunktion für das Kabel verfügen, so dass dieses im Falle einer Nichtbenutzung in einer solchen Nachrüstlösung verstaut werden kann.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Verbindungsvorrichtung für ein Fortbewegungsmittel und ein Fortbewegungsmittel umfassend eine solche elektrische Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung insbesondere eine automatische Auszugs- und/oder Einzugsfunktion für ein Kabel aufweist.
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Die Lösung der vorstehend identifizierten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Verbindungsvorrichtung für ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z.B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug und/oder ein Wasserfahrzeug sein. Die elektrische Verbindungsvorrichtung umfasst ein Kabel, einen Kabelvorratsbereich, eine Antriebsvorrichtung und eine Auswerteeinheit. Das Kabel kann grundsätzlich ein beliebig ausgebildetes Kabel mit einer beliebigen Anzahl von Adern sein, wobei das Kabel bevorzugt eine Mindestflexibilität aufweist, so dass es im Kabelvorratsbereich z. B. durch Aufrollen, in Schlaufen legen, Biegen usw. raumsparend angeordnet werden kann. Die Antriebsvorrichtung ist bevorzugt eine mittels elektrischer Energie betreibbare und/oder ansteuerbare Antriebsvorrichtung und kann beispielsweise einen Elektromotor und/oder einen Elektromagneten und/oder einen Linearmotor und/oder davon abweichende elektrische und/oder mechanische Antriebe bzw. Antriebsteile umfassen. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o. ä., ausgestaltet sein. Ein erstes Ende des Kabels ist mit mindestens einer Komponente des Fortbewegungsmittels elektrisch verbunden. Die Komponente des Fortbewegungsmittels ist beispielsweise eine Batterie und/oder ein Ladegerät und/oder ein beliebiges Steuergerät des Fortbewegungsmittels, welches eingerichtet ist, eine Datenkommunikation mit weiteren Komponenten durchzuführen. Als solche Steuergeräte kommen beispielsweise Steuergeräte zur Wiedergabe von Multimediainhalten, Mobilfunkeinheiten, Benutzerinformationssysteme, Navigationssysteme, Zentralsteuergeräte und weitere Steuergeräte des Fortbewegungsmittels in Frage. Diese Steuergeräte können bevorzugt über ein Bordnetz des Fortbewegungsmittels elektrisch mit dem ersten Ende des Kabels verbunden sein. Ein zweites Ende des Kabels ist eingerichtet, elektrisch mit einem mobilen Endgerät eines Benutzers des Fortbewegungsmittels verbunden zu werden. Hierfür umfasst das Kabel am zweiten Ende bevorzugt über einen oder mehrere Stecker, welche zur Herstellung der elektrischen Verbindung mit dem mobilen Endgerät geeignet sind. Zumindest ein zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende vorhandener Teilbereich des Kabels ist in einen ersten Zustand und in einen zweiten Zustand überführbar, wobei der Teilbereich im ersten Zustand im Kabelvorratsbereich vorgesehen und im zweiten Zustand zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus dem Kabel Vorratsbereich ausgegeben ist. Die Antriebsvorrichtung ist eingerichtet, das Kabel in den ersten Zustand und in den zweiten Zustand zu überführen. Im Falle einer beispielhaften Verwendung eines Aufroll- bzw. Abrollmechanismus' zum Verstauen bzw. Ausgeben des Kabels, bei welchem das Kabel vorzugsweise auf einer Rolle aufgewickelt bzw. abgewickelt wird, ist die Antriebsvorrichtung beispielsweise ein mit einer Rotationsachse der Rolle gekoppelter Elektromotor. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, einen Nutzungszustand des Kabels und/oder des Fortbewegungsmittels zu ermitteln und die Antriebsvorrichtung anzusteuern, um das Kabel in den ersten Zustand zu überführen, wenn der ermittelte Nutzungszustand einem vordefinierten ersten Nutzungszustand entspricht und/oder um das Kabel in den zweiten Zustand zu überführen, wenn der ermittelte Nutzungszustand einem vordefinierten zweiten Nutzungszustand entspricht. Besonders vorteilhaft ist die Auswerteeinheit in Verbindung mit der Antriebsvorrichtung eingerichtet, das Kabel sowohl automatisch auszugeben, als auch automatisch einzuziehen. Dies bietet u. a. den Vorteil, dass ein Nutzungskomfort erhöht wird, da kein bzw. nur ein geringer manueller Kraftaufwand bei der Nutzung des Kabels erforderlich ist. Ein weiterer damit einhergehender Vorteil ergibt sich dadurch, dass auf das Kabel durch die Verwendung der Antriebsvorrichtung (je nach verwendeter Art der Antriebsvorrichtung) nur geringe Zug- und/oder Biegebelastungen einwirken, wodurch beispielsweise eine Lebensdauer des Kabels im Vergleich zu einer rein manuellen Lösung erhöht werden kann.
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Vorzugsweise ist das Kabel der elektrischen Verbindungsvorrichtung ein Ladekabel und/oder ein Datenkabel. Eine Verwendung des Kabels als Ladekabel bietet den Vorteil, dass ein mit dem Kabel verbundenes mobiles Endgerät während einer Nutzung des Endgerätes geladen werden kann, ohne dass das mobile Endgerät während des Ladens an einer vordefinierten Position im Fortbewegungsmittel platziert werden muss, wie es bei einer Verwendung einer drahtlosen Ladevorrichtung der Fall ist. Eine Verwendung als Datenkabel bietet den Vorteil, dass eine Übertragung von Daten und insbesondere eine Übertragung großer Datenmengen (z. B. Multimedia-Streaming-Daten, „Mirroring“ von Daten des mobilen Endgerätes auf ein Display des Fortbewegungsmittels usw.) zwischen dem mobilen Endgerät und dem Fortbewegungsmittel unabhängig von einer zur Verfügung stehenden Übertragungsrate einer Drahtloskommunikationsverbindung (z. B. WLAN, Bluetooth, usw.) im Fortbewegungsmittel durchgeführt werden kann. Dies kann insbesondere bei einer gleichzeitigen Nutzung einer Drahtloskommunikationsschnittstelle des Fortbewegungsmittels durch mehrere Benutzer im Fortbewegungsmittel zu Einschränkungen führen. Zudem ist eine solche kabelgebundene Datenübertragung als weniger bzw. nicht anfällig für Verbindungsqualitätsschwankungen anzusehen, welche sich beispielsweise aufgrund von Interferenzen und/oder Abschattungen und/oder sich verändernden Ausrichtungen jeweiliger Drahtloskommunikationskomponenten während einer Drahtloskommunikation zueinander ergeben können.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebsvorrichtung eingerichtet, das Kabel im zweiten Zustand automatisch zu arretieren. Dies kann zusätzlich zu einem automatischen Ausgeben und/oder Einziehen des Kabels mittels der Antriebsvorrichtung erfolgen. Ferner ist es denkbar, die elektrische Verbindungsvorrichtung derart auszugestalten, dass das Kabel im Zuge einer Nutzung manuell aus dem Kabelvorratsbereich herausgezogen wird, während es nach Beendigung der Nutzung automatisch in den Kabelvorratsbereich eingezogen wird. Hierfür kann eine zum Auf- und Abwickeln des Kabels vorgesehene Rolle beispielsweise mit einer Spiralfeder gekoppelt sein, welche während eines manuellen Ausziehens des Kabels gespannt wird und welche somit einen rein mechanischen Teil der Antriebsvorrichtung darstellt. Während der Nutzung des Kabels ist es nun möglich, das Kabel wie oben beschrieben mittels eines weiteren Teils der Antriebsvorrichtung automatisch zu arretieren. Dieser Teil der Antriebsvorrichtung kann beispielsweise ein mit einer Rastvorrichtung gekoppelter Elektromagnet sein, welcher in Verbindung mit einer Ansteuerung durch die Auswerteinheit eingerichtet ist, die Rastvorrichtung im Ansprechen auf eine Beendigung der Nutzung des Kabels automatisch zu lösen.
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Besonders vorteilhaft umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung weiter einen Kraftsensor, wobei die Auswerteeinheit informationstechnisch mit dem Kraftsensor gekoppelt ist und eingerichtet ist, anhand des Kraftsensors eine auf das Kabel einwirkende Zugkraft zu ermitteln und die Antriebsvorrichtung zum Einziehen oder Ausgeben des Kabels anzusteuern, um eine Länge des sich im zweiten Zustand befindlichen Teilbereichs des Kabels in Abhängigkeit der ermittelten Zugkraft automatisch anzupassen. Dadurch lässt sich u. a. erreichen, dass eine im Wesentlichen stets einheitliche Gegenzugkraft mittels der Antriebsvorrichtung hergestellt werden kann, welche beispielsweise zu einer konstanten und insbesondere geringen dauerhaften Spannung des Kabels führt, wodurch eine Schlaufen- und/oder Knotenbildung im Kabel verhindert werden kann. Alternativ kann mittels des Kraftsensors auch sichergestellt werden, dass stets keine Spannung oder nur eine unter einem vordefinierten Schwellenwert liegende Spannung auf das Kabel einwirkt. Darüber hinaus ist es aus Basis des Kraftsensors denkbar, weitere vorteilhafte Funktionen für die elektrische Verbindungsvorrichtung umzusetzen.
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Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit eingerichtet, den Nutzungszustand des Kabels auf Basis einer vorliegenden elektrischen Verbindung des Kabels mit dem mobilen Endgerät und/oder einer auf das Kabel einwirkenden Zugkraft und/oder einer Benutzereingabe zu ermitteln. Vorteilhaft wird eine vorliegende elektrische Verbindung automatisch und insbesondere mittels der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit selbst ermittelt, ohne auf diese Variante eingeschränkt zu sein. Eine unterbrochene Datenkommunikation, welche beispielsweise auf Basis einer Überwachung eines zyklischen Sendesignals des Fortbewegungsmittels und/oder eines nicht vorliegenden Ladestroms ermittelbar ist, kann vorteilhaft zu einem automatischen Einziehen des Kabels in den Kabelvorratsbereich führen. Ebenso ist es denkbar, dass eine Information über eine nachlassende bzw. nicht länger vorhandene Zugkraft auf das Kabel (z. B. wenn dieses vom mobilen Endgerät getrennt wurde) ermittelt und zum Einziehen des Kabels verwendet wird. Ebenso ist es denkbar, das Kabel im Ansprechen auf eine erfasste Benutzereingabe im Fortbewegungsmittel, beispielsweise mittels eines Bedienelementes des Fortbewegungsmittels und/oder des mobilen Endgerätes (z. B. Touch-Display, Taster, usw.) automatisch einzuziehen. Entsprechend ist umgekehrt ein automatisches Ausgeben des Kabels bei einer Erkennung eines jeweiligen Nutzungsbedarfs analog zu vorstehender Beschreibung möglich.
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Bevorzugt ist die Auswerteeinheit eingerichtet, den Nutzungszustand des Fortbewegungsmittels auf Basis eines Zustandes einer Türverriegelung und/oder eines aktiven vordefinierten Nutzungsmodus' (z. B. „Parken, Wohnen, Fahren“) und/oder eines Motorlaufs und/oder einer Sitzbelegung des Fortbewegungsmittels zu ermitteln.
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Besonders vorteilhaft ist die Auswerteeinheit eingerichtet, eine Übertragung elektrischer Signale (Ladeströme und/oder Datenströme) über das Kabel in Abhängigkeit des Nutzungszustandes zu aktivieren und zu deaktivieren. Mittels einer automatischen Deaktivierung der Übertragung elektrischer Signale im Falle einer Nichtnutzung des Kabels ist es möglich, eine unbeabsichtigte Fehlkontaktierung (z. B. einen Kurzschluss) am zweiten Ende des Kabels zu vermeiden. Dies kann insbesondere in einem Zeitraum vor einer Nutzung bzw. nach einer Nutzung relevant sein, in welchem das Kabel vom ersten Zustand in den zweiten Zustand oder umgekehrt überführt wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung ferner eine Abdeckung, wobei die Abdeckung eingerichtet ist, eine Öffnung der elektrischen Verbindungsvorrichtung zum Ausgeben des Kabels in Abhängigkeit des Nutzungszustandes automatisch freizugeben und zu verschließen. Vorteilhaft ist die Abdeckung klappbar und/oder schwenkbar und/oder verschiebbar im Bereich der Öffnung angeordnet.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine elektrische Verbindungsvorrichtung gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erstgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
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Vorzugsweise ist die elektrische Verbindungsvorrichtung in einer Armlehne einer Tür und/oder eines Sitzes und/oder in einer Ablagefläche und/oder in einer Rücksitzlehne und/oder in einer Kopfstütze und/oder in einer Mittelkonsole und/oder in einer Türverkleidung und/oder in einem Dachhimmel und/oder in einem Display des Fortbewegungsmittels angeordnet.
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Ferner ist die elektrische Verbindungsvorrichtung vorzugsweise auf einer der Fahrgastzelle abgewandten Seite einer Oberfläche der Fahrgastzelle des Fortbewegungsmittels angeordnet, während das Kabel über eine Öffnung innerhalb der Oberfläche zugänglich ist. Alternativ oder zusätzlich liegt das Kabel in einem eingezogenen Zustand tiefer, als die Oberfläche des Fortbewegungsmittels. Insbesondere in letzterem Fall kann eine gegebenenfalls vorhandene Abdeckung der elektrischen Verbindungsvorrichtung in einem eingezogenen Zustand des Kabels im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche der Fahrgastzelle abschließen. Es sei darauf hingewiesen, dass eine solche Abdeckung alternativ zu einer Anordnung der Abdeckung an der elektrischen Verbindungsvorrichtung auch im Bereich der Oberfläche des Fortbewegungsmittels angeordnet sein kann.
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Es sei allgemein darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung vorzugsweise an einer Mehrzahl möglicher Nutzungspositionen (z. B. Sitzpositionen) im Fortbewegungsmittel angeordnet ist. Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass die elektrische Verbindungsvorrichtung eine Mehrzahl von Kabel umfassen kann, welche analog zu obenstehender Beschreibung unabhängig voneinander oder gemeinsam aus dem Kabelvorratsbereich entnommen und verstaut werden können.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsvorrichtung; und
- 2 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsvorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel.
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1 zeigt eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsvorrichtung. Die elektrische Verbindungsvorrichtung umfasst ein Kabel 10, welches über ein erstes Ende 12 verfügt, das mit einer (nicht gezeigten) Multimediaeinheit eines Fortbewegungsmittels informationstechnisch verbunden ist. Das Kabel 10 weist ferner ein zweites Ende 14 auf, welches elektrisch mit einem USB-Stecker 16 verbunden ist. Mittels des USB-Steckers 16 ist das Kabel 10 eingerichtet, mit einem Smartphone 60 eines Benutzers 110 informationstechnisch verbunden zu werden, um eine kabelgebundene Datenkommunikation zwischen dem Smartphone 60 und der Multimediaeinheit zu ermöglichen. Darüber hinaus ist das Kabel 10 eingerichtet, parallel zur Datenübertragung einen Ladestrom zum Laden des Smartphones 60 bereitzustellen. Die elektrische Verbindungsvorrichtung umfasst ferner eine Öffnung 95, welche mittels einer Abdeckung 90 verschließbar ist. Außerdem umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung einen Kabelvorratsbereich 20, in welchem ein jeweils nicht genutzter Teil des Kabels 10 aufgewickelt wird. Eine Auswerteeinheit 40, welche hier als Mikrocontroller ausgebildet ist, ist eingerichtet, eine Antriebsvorrichtung 30 anzusteuern, um das Kabel 10 im Kabelvorratsbereich 20 aufzuwickeln, beziehungsweise aus diesem über die Öffnung 95 auszugeben. Die Antriebsvorrichtung 30 setzt sich hier aus einer Mehrzahl mittels Elektromotoren antreibbaren Rollen zusammen. Zusätzlich umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung einen Kraftsensor 70, welcher an einer der Mehrzahl von Rollen angeordnet ist. In Verbindung mit dem Kraftsensor 70, welcher informationstechnisch mit der Auswerteeinheit 40 verbunden ist, ist die Auswerteeinheit 40 in der Lage, eine von außerhalb der elektrischen Verbindungsvorrichtung auf das Kabel 10 einwirkende Zugkraft zu erfassen und im Ansprechen auf die erfasste Zugkraft eine Ansteuerung der Antriebsvorrichtung 30 zu erzeugen.
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2 zeigt eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsvorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Die elektrische Verbindungsvorrichtung ist hier in einer Mittelkonsole 100 des Fortbewegungsmittels 80 angeordnet und ist mittels einer Abdeckung 90 im ungenutzten Zustand eines Ladekabels 10 verschließbar. Ein erstes Ende 12 des Ladekabels 10 der elektrischen Verbindungsvorrichtung ist elektrisch mit einem Ladegerät 50 des Fortbewegungsmittels 80 verbunden, welches hier über das Ladekabel 10 eine Ladespannung in Höhe von 5 V bereitstellt. Ein zweites Ende 14 des Ladekabels 10 ist elektrisch mit einem USB-Stecker 16 verbunden und ist eingerichtet, im Fortbewegungsmittel 80 genutzt zu werden und/oder in einem Kabelvorratsbereich 20 verstaut zu werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kabel
- 12
- erstes Ende
- 14
- zweites Ende
- 16
- USB-Stecker
- 20
- Kabelvorratsbereich
- 30
- Antriebsvorrichtung
- 40
- Auswerteeinheit
- 50
- Ladegerät
- 60
- Smartphone
- 70
- Kraftsensor
- 80
- Fortbewegungsmittel
- 90
- Abdeckung
- 95
- Öffnung
- 100
- Mittelkonsole
- 110
- Benutzer
