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Die
Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung
für eine
Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für ein elektromotorisch
verstellbares Schloss, einen elektromotorisch verstellbaren Fensterheber,
eine elektromotorisch verstellbare Heckklappe oder eine elektromotorisch
verstellbare Schiebetür.
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Häufig ist
es wünschenswert
die Verstellvorrichtung des Kraftfahrzeugs außerhalb des Kraftfahrzeugs
fernzusteuern. Dabei kann als Mittel zur Fernsteuerung ein Kraftfahrzeugschlüssel verwendet werden,
der zu einer Elektronik im Kraftfahrzeug eine Kommunikationsverbindung
aufbaut. Hierzu kann ein Funksystem oder ein Transpondersystem verwendet werden.
Ebenfalls ist es möglich
die Daten zur Funkübertragung
zu verschlüsseln.
Zur Fernsteuerung kann der Nutzer beispielsweise einen Taster des Schlüssels betätigen, so
dass beispielsweise alle Kraftfahrzeugschlösser geöffnet werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung
weiter zu entwickeln.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
mit einer Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung
ermöglicht
die Betätigung
einer Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs oder eines anderen
elektrischen Verbrauchers. Eine derartige Verstellvorrichtung ist
beispielsweise ein Schloss, eine Heckklappe, ein Kofferraumdeckel,
eine Schiebe- oder Schwenktür,
ein Fensterheber oder ein Kraftfahrzeugsitzverstellung. Das Kraftfahrzeug weist
eine Fensterscheibe auf, die beispielsweise ein Fensterglas, eine
Verbundscheibe oder eine Kunststoffscheibe aufweisen kann. Die Fensterscheibe weist
einen e lektrischen Leiter einer Scheibenheizung und einen mit Farbe
versehenen Randbereich auf. Der elektrische Leiter wird beispielsweise
mittels Siebdruck aufgebracht. Auch der Randbereich wird beispielsweise
durch eine schwarze Randbedruckung mittels Siebdruck gefärbt. Hierzu
kann beispielsweise das Leitermaterial oder die Farbe mit dem Material
des Scheibenglases vermischt und auf die Scheibenglasoberfläche gebrannt
werden.
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Die
Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung weist
einen kapazitiven Sensor auf. Ein derartiger kapazitiver Sensor
bildet vorzugsweise ein elektrisches (Wechsel-)Feld in einem Betätigungsbereich
aus. Änderungen
in diesem Betätigungsbereich,
wie die Annäherung
eines Körperteils
verändern
das elektrische Feld, was eine kapazitive Änderung bewirkt. Die Änderung
des elektrischen Feldes wird ermittelt und als Betätigung interpretiert.
Hierzu ist der kapazitive Sensor mit einer Steuerungsvorrichtung
zur Ermittlung der Kapazitätsänderung
und vorzugsweise zur Steuerung der Verstellvorrichtung in Abhängigkeit von
der Kapazitätsänderung
verbunden.
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Zumindest
eine Elektrode des kapazitiven Sensors ist mit der Herstellung zur
Erzeugung des elektrischen Leiters der Scheibenheizung erzeugt. Dabei
können
vorzugsweise mehrere elektrische Leiter der Scheibenheizung und
auch mehrere Elektroden des kapazitiven Sensors zeitgleich erzeugt
werden. Wird der elektrische Leiter mittels Siebdruck erzeugt, ist
in einem Siebdrucknegativ vorteilhafterweise ebenfalls die Elektrode
als entsprechende geformte Aussparung ausgebildet.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, dass ein einer Betätigungsfunktion dieser Elektrode
zugeordnetes Symbol mit der Herstellung der Farbe des Randbereichs
erzeugt ist. Die Farbe des Randbereichs dient vorteilhafterweise
einer Tönung
im Sichtbereich oder undurchsichtigen farblichen Kaschierung einer
Klebung der Fensterscheibe im Randbereich des Fensterglases. Das
Symbol ist dabei derart ausgebildet, dass es dem Nutzer eine schnelle
visuelle Zuordnung einer Betätigung
zu der auslösbaren
Aktion ermöglicht.
Beispielsweise wird eine geöffnete
Schiebetür symbolisch
dargestellt, wobei dieses Symbol einem automatischen Öffnen der
Schiebetür
zugeordnet ist, so dass der Benutzer durch Annäherung an dieses Symbol den
automatischen Öffnungsvorgang
initiieren kann. Durch eine entsprechende Logik kann die Betätigungsvorrichtung
vorteilhafterweise verschiedene Funktionen – wie beispielsweise durch
eine erneute Betätigung
ein automatisches Schließen
der Schiebetür – steuern.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung sind zumindest zwei Elektroden vorgesehen,
die unterschiedlichen Betätigungsfunktionen
zugeordnet sind. Dabei ist der jeweiligen Betätigungsfunktion jeweils ein
Symbol zugeordnet. Beispielsweise ermöglicht eine Elektrode eine
Verstellbewegung in einer ersten Verstellrichtung und eine zweite
Elektrode eine Verstellbewegung in einer zweiten Verstellrichtung,
die der ersten Verstellrichtung entgegengesetzt sein kann (Öffnen/Schließen). Vorteilhafterweise
ist zumindest eine der Betätigungsfunktionen
unabhängig
von Funktionen der Verstellvorrichtung. Beispielsweise kann durch
den kapazitiven Sensor eine Beleuchtung ein- und ausgeschaltet werden.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zusätzlich eine
Schirmung der Elektrode mit der Herstellung zur Erzeugung des elektrischen Leiters
der Scheibenheizung erzeugt ist. Eine derartige Schirmung hat dabei
beispielsweise die Funktion zur Reduktion von elektrostatischen
oder elektromagnetischen Störungen,
die das Sensorsignal beeinflussen. Weiterhin kann mit einer aktiven
Schirmung (engl. driven shield) die Ausprägung des elektrischen Feldes
in den Betätigungsraum
gesteuert werden, um so eine Kapazitätsänderung durch Feldänderung in
einem zur Fensterscheibe distanziert vorgelagerten Betätigungsbereich
zu ermitteln.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Farbe als schwarzer Randbereich
zur optischen Abdeckung einer Klebung der Fensterscheibe ausgebildet.
Vorzugsweise ist das Symbol als Negativ dieser schwarzen Farbe ausgebildet.
In Betrachtungsrichtung ist vorteilhafterweise hinter der schwarzen
Farbe die Elektrode als Kontrast zur schwarzen Farbe angeordnet.
Die schwarze Farbe und die beispielsweise silberfarbene Elektrode
bilden dabei die Darstellung des Symbols.
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Gemäß einer
Weiterbildung ist ein Leuchtmittel zur Beleuchtung des Symbols vorgesehen. Diese
Leuchtmittel ist beispielsweise eine Glühlampe oder Leuchtdiode, die
vorteilhafterweise einen Zwischenbereich zwischen der Farbe und
der Elektrode ausleuchtet. Vorzugsweise ist der Zwischenbereich dabei
als Lichtleiter beispielsweise aus dem Material der Fensterscheibe
ausgebildet. Vorzugsweise ist zudem das Leuchtmittel in die Fensterscheibe
integriert, indem die Fensterscheibe beispielsweise eine Aufnahme
zur Positionierung oder Befestigung des Leuchtmittels aufweist.
Das Leuchtmittel kann beispielsweise bei einer sensierten Feldänderung
in einem dem Betätigungsbereich
vorgelagerten Bereich aktiviert werden, so dass der Nutzer bei Annäherung an
das Fahrzeug über
die mögliche
Betätigung
durch die Ausleuchtung des Symbols informiert wird.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest
ein Teil einer Elektronik der Steuerungsvorrichtung in die Fensterscheibe
integriert ist. Beispielsweise weist dieser Teil der Elektronik
einen Verstärkerschaltkreis
auf, dessen Eingang direkt mit der Elektrode verbunden ist. Weiterhin kann
dieser Elektronikteil auch das Leuchtmittel steuern. Vorzugsweise
ist ein elektrischer Verbindungsleiter und/oder ein Widerstand mit
der Herstellung zur Erzeugung des elektrischen Leiters der Scheibenheizung
erzeugt.
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Um
eine gute optische Erkennbarkeit des Symbols zu erzielen ist in
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass das
Symbol innerhalb eines Wischbereiches eines Scheibenwischers der
Fensterscheibe angeordnet ist. Mit der Wischbewegung des Scheibenwischers
wird dabei auch eine mögliche
Verschmutzung des Symbols durch die Wischbewegung entfernt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 eine
schematisch Ansicht einer Fensterscheibe einer motorisch verstellbaren
Heckklappe;
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2 eine
Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung;
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3 eine
Schnittansicht durch ein Fensterglas und eine Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung; und
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4 eine
Draufsicht auf eine Kraftfahrzeugbetätigungsvorrichtung.
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Schalter
für Funktionen
eines Kraftfahrzeugs können
in der Fahrzeug-Seitentür
oder Heckklappe als mechanisch zu betätigende Baugruppen ausgeführt sein.
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In 1 wird
hingegen ein berührungslos wirkender
Schalter nach einem kapazitiven Wirkprinzip dargestellt. Hierzu
ist in die Fensterscheibe 100 eine Betätigungsvorrichtung zumindest
teilweise integriert. Die 1 zeigt
eine Ansicht der Fensterscheibe 100 mit einem Symbol 80.
Die Farbe des Symbols 80 ist die gleiche Farbe, die in
ein und demselben Arbeitsgang auch auf den Randbereich 500 der
Fensterscheibe 100 aufgebracht worden ist. Weiterhin weist
die Fensterscheibe 100 eine Scheibenheizung 600 mit
mehreren Leitern auf. Das Symbol 80 zeigt eine geöffnete Heckklappe,
so dass eine Betätigung
ein Öffnen
der Heckklappe bewirkt. Zur Betätigung
dieser Funktion ist lediglich eine Annäherung einer Hand oder eines
anderen Gegenstandes, der eine Kapazität verändert erforderlich. Eine Berührung des
Symbols 80 ist hingegen nicht notwendig, kann jedoch für eine weitere
Funktion, wie beispielsweise für
ein Stoppen des Öffnungsvorgangs verwendet
werden.
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Diese
Betätigungsvorrichtung
der 1 kann zusammen mit der Scheibe während des
Betriebs des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel während der Wintermonate verschmutzen.
Die Betätigungsvorrichtung
der 1 hat den Vorteil, dass diese Verschmutzung bei
einer Betätigung
nicht auf den Benutzer übertragen
wird. Dies setzt zum Ausführungsbeispiel
der 1 voraus, dass bereits eine Annäherung als
Betätigung
detektiert werden kann. Zudem weist das Ausführungsbeispiel der 1 den
Vorteil auf, dass die Betätigungsvorrichtung
keinem Verschleiß unterliegt,
wie dies bei einem mechanischen Schalter der Fall sein kann.
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Weiterhin
kann eine Autorisierungsfunktion genutzt werden, indem die Betätigungsvorrichtung zusätzlich eine
Elektronik 40 aufweist, die über eine Luftschnittstelle,
beispielsweise mittels einer Funkübertragung 42, mit
dem sich in der Nähe
befindenden Fahrzeugschlüssel 41 eine
Verbindung aufbaut. Alternativ kann auch ein Transpondersystem verwendet
werden. Die Verbindung zu einem Fahrzeugsschlüssel erfolgt dabei meist verschlüsselt.
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Gegenüber einem
separat hergestellten kapazitiven Schalter verursacht die Betätigungsvorrichtung
der 1 keine zusätzlichen
Herstellungskosten, da Herstellungsverfahren synergetisch verwendet
werden können.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel
mit einer hinter dem Symbol 80 angeordneten Elektrode 60 dargestellt.
Zur Aufsicht auf die Elektrode 60 ist das abdeckende Symbol 80 nicht
dargestellt. Von der Elektrode 60 zur Karosserie wird ein elektrisches
Feld ausgebildet, dessen Änderung
als Kapazitätsänderung
detektierbar ist. Zusätzlich
zur Elektrode 60 der kapazitiven Betätigungsvorrichtung ist eine
Schirmung 61 zur Steuerung der Feldausbildung vorgesehen.
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Zur
Herstellung einer derartigen Betätigungsvorrichtung
ist vorgesehen, dass zunächst
mit dem Aufbringen der Farbe (Schwarzdruck) für den Randbereich 500 die
Farbe für
das Symbol 80 mittels Siebdruck aufgebracht wird. In einem
späteren
Arbeitsschritt werden zusammen mit den Leitern der Scheibenheizung 600 die
Elektrode 60 und die Schirmung 61 zusammen ebenfalls
mittels Siebdruck (Silberdruck) aufgebracht. Durch den Schwarzdruck wird
daher eine Schaltfläche
durch das Symbol 80 optisch definiert und hervorgehoben.
Mit dem Silberdruck wird in diesem Bereich des Symbols 80 das
eigentliche Schaltelement in Form von aufgedruckten Leiterbahnen 60, 61 erzeugt.
Diese Leiterbahnen 60, 61 werden mit aufgelöteten Kabelenden
kontaktiert und mit der Elektronik 40 verbunden.
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Eine
derartige Betätigungsvorrichtung
der 2 ist durch die Doppelnutzung des Herstellungsverfahrens
für die
Scheibenheizung 600 und den Farbrand 500 für die kapazitive
Betätigungsvorrichtung mit
sehr geringen Mehrkosten herzustellen. Lediglich die Kontaktierung
sowie sehr geringe zusätzliche Materialkosten
für den
Silberdruck fallen zusätzlich an.
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Durch
den kapazitiven Schalter zusätzlich
zu einem so genannten Keyless Entry System (schlüsselloses Zugangssystem) kann
auch eine automatisch verstellbare Heckklappe geöffnet werden, ohne zum Beispiel
die vollen Einkaufstüten
auf den eventuell nassen Boden abstellen zu müssen. Ein einfaches Vorbeibewegen
mit dem Ellenbogen reicht aus, um den Öffnungsvorgang zu initiieren.
Durch den kapazitiven Sensor wird der Öffnungswunsch registriert und
durch das Keyless Entry System die Anwesenheit des nutzungsberechtigten
Fahrers identifiziert. Die Sichtfläche des Symbols 80 wird
vorzugsweise durch einen Scheibenwischer mit gereinigt.
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3 zeigt
eine schematische Schnittansicht durch eine Betätigungsvorrichtung eines weiteren
Ausführungsbeispiels.
Kraftfahrzeugaußenseitig ist
das Scheibenmaterial 10, das sowohl als Glasscheibe als
auch als Kunststoffscheibe ausgebildet sein kann. Auf dem Scheibenmaterial 10 ist
die Farbe 50 des Symbols 80 aufgebracht. Direkt
auf der Farbschicht 50 sind eine Elektrode 60 des
kapazitiven Sensors und zwei Schirmungen 61 auf derselben Ebene
aufgebracht. Die Elektrode 60 und die Schirmungen 61 sind
von einer weiteren, kraftfahrzeuginnenseitigen Schirmung 62 durch
eine Isolatorschicht 72 isoliert. Die Isolatorschicht 72 kann
beispielsweise aus dem Scheibenmaterial hergestellt sein. Eine weitere
Isolatorschicht 71 isoliert die innere Schirmung 62 gegenüber dem
Innenraum des Kraftfahrzeugs.
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In 4 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt.
In diesem sind drei Elektroden 60, 63, 64 des
kapazitiven Sensors vorgesehen, die unterschiedlichen Funktionen
zugeordnet sind. Die jeweilige Funktion ist durch ein entsprechendes Symbol 81, 82, 83 visualisiert.
So ermöglicht
die Betätigung mittels
der ersten Elektrode 60 das Öffnen einer Heckklappe. Die
Betätigung
mittels der zweiten Elektrode 63 ermöglicht die Verstellung einer
Fensterscheibe und die Betätigung
mittels der dritten Elektrode 64 ermöglicht das Entriegeln der Tankklappe.
Die Elektroden 60, 63 und 64 können in
demselben Arbeitsgang hergestellt werden. Diese sind durch einen Isolator 72' voneinander
und von einer Schirmung 61' isoliert.
Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel
der 4 ein Teil der Elektronik 40' einer Steuerungsvorrichtung
zur Steuerung der Heckklappe integriert. Dabei kann der Teil der
Elektronik 40' einen
Verstärker
zur Verstärkung
des Sensorsignals oder Treiber zum Treiben von elektrischen Lasten – wie Stellglieder
(Motor, Relais) oder Leuchtmittel (Glühbirne, Leuchtdiode) aufweisen.
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- 100
- Fensterscheibe
- 10
- Scheibenglas
- 40,
40'
- Steuerungsvorrichtung,
Schaltkreis
- 41
- Kraftfahrzeugschlüssel, Transponder
- 42
- Luftschnittstelle, Übertragungsstrecke
- 500
- Farbrandbereich
- 50
- schwarze
Farbe eines Symbols
- 600
- Scheibenheizung,
Leiter einer Scheibenheizung
- 60,
62, 64
- Elektrode
- 61,
61', 62
- Schirmung
- 71,
72, 72'
- Isolator
- 80,
81, 82, 83
- Symbol