DE102006004629B4

DE102006004629B4 - Staufach

Info

Publication number: DE102006004629B4
Application number: DE200610004629
Authority: DE
Inventors: Oliver Guth; Vincent Chevroton; Bernhard Sielhorst
Original assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Current assignee: Faurecia Innenraum Systeme GmbH
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-02-01
Also published as: DE102006004629A1

Abstract

Staufach (100) mit:
– einem Deckel (104),
– mindestens einem Verriegelungselement (106) für den Deckel (104) und
– einem Piezoantrieb (110) für das Verriegelungselement (106), wobei das mindestens eine Verriegelungselement ein Schließbolzen ist, wobei der Schließbolzen zum Verriegeln des Staufachs in eine Aussparung (114; 420, 422) im Deckel oder im Staufachgehäuse (102; 402) eingreifen kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Staufach mit einem Piezoantrieb für ein Verriegelungselement, ein Steuergerät zum Steuern des Piezoantriebs und ein Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteil.
Piezoelemente bestehen aus Materialien, die einen sogenannten piezoelektrischen Effekt zeigen. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung verformt sich ein Piezoelement, oder umgekehrt, durch Verformung des Piezoelements wird eine elektrische Spannung erzeugt. Piezoelemente finden zahlreiche Anwendungen in der Sensorik und in der Aktorik. Piezoelemente werden zum Beispiel in der Musik als Tonabnehmer für Saiteninstrumente eingesetzt. Durch den Druck einer klingenden Saite werden die Piezoelemente mechanisch verformt und erzeugen dadurch geringe Spannungen, die mittels eines Verstärkers in Schall umgewandelt werden. Diesel- Einspritzventile mit piezoelektrischen Aktoren finden Verwendung in der Common Rail Technik.
Die Patentschrift DE 103 47 528 beschreibt einen Türöffner zum Freigeben einer Tür mit einem Schlossfallengegenstück zur Aufnahme einer Schlossfalle und mit einem schaltbaren Sicherungselement zur Sicherung des Türöffners gegen unberechtigtes Öffnen der Tür. Die Steuerung der Tür kann gemäß der Patentschrift auch piezoelektrisch erfolgen.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 859 110 beschreibt eine Vorrichtung zum Bewegen eines Teils in einem Kraftfahrzeug, das entlang zumindest einer Führung verschiebbar ist. Ein Motor steht in Mitwirkung mit einem Mitnehmer, um das Teil zu bewegen. Der Mitnehmer ist in unmittelbarer Nähe zu der Führung angeordnet oder in der Führung integriert. Der Motor kann dabei als piezo-elektrischer Linearmotor ausgeführt sein.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Staufächer mit einem Deckel bekannt, die über eine mechanische Vorrichtung ver- und entriegelt werden können. Ein Beispiel für ein Staufach ist ein Handschuhkasten eines Kraftfahrzeugs. Die vom Stand der Technik her bekannte mechanische Vorrichtung zum Ver- und Entriegeln eines Handschuhkastens umfasst typischerweise einen am Handschuhkastendeckel angebrachten Bolzen, der mittels einer Rückstellfeder in eine Aussparung am Staufach gedrückt wird, wodurch das Staufach durch den Bolzen bei geschlossenem Deckel verriegelt wird. Zum Entriegeln des Handschuhkastens befindet sich typischerweise ein Griff am Deckel des Handschuhkastens. Der Griff ist mittels der mechanischen Vorrichtung mit dem Bolzen verbunden, der durch Ziehen am Griff aus der Aussparung gezogen wird. Dadurch wird der Handschuhkasten entriegelt.
Aus dem Stand der Technik sind auch Handschuhkästen bekannt, die mittels eines Elektromotors, der ein Schneckengetriebe antreibt, entriegelbar sind. Das Schneckengetriebe verkürzt oder verlängert einen Seilzug oder einen Bowdenzug, der wiederum über ein Stangensystem Verriegelungselemente, wie etwa Ver schlussbolzen so bewegt, dass der Handschuhkasten entriegelt wird. Nachteilig ist, dass der Elektromotor im Handschuhkastengehäuse untergebracht werden muss. Da der Elektromotor relativ groß ist, schränkt dieser die Designmöglichkeiten von Handschuhkästen ein. Der Motor verursacht auch im Betrieb akustische Geräusche, die für einen Fahrzeuginsassen deutlich wahrnehmbar sind.
DE 196 17 403 A1 offenbart einen Verschluss für einen Handschuhkastendeckel eines Kraftfahrzeugs. Der Verschluss für den Handschuhkastendeckel besteht im Wesentlichen aus einem längs verschiebbar angeordneten Arretier-Element, in dessen federbeaufschlagter Wirkstellung der Handschuhkastendeckel in Verriegelungslage gehalten wird. An das Arretier-Element schließt sich ein Führungsabschnitt an, der von einem Elektromagneten umgeben ist. Bei Aktivierung des Elektromagneten kann das Arretier-Element aus der Verriegelungslage gezogen werden, so dass der Handschuhkastendeckel entriegelt wird.
DE 103 43 109 A1 offenbart einen Schließzylinder mit einer Antriebseinrichtung, die ein Piezoelement zum Antrieb eines Sperrriegels aufweist. Die Antriebseinrichtung ist in einer Tasche eines Gehäuses des Schließzylinders angeordnet und bewegt den Sperrriegel bei Bestromung des Piezoelements von einer den Schließzylinder verriegelnden Stellung in eine entriegelte Stellung und umgekehrt.
DE 20 2004 008 071 U1 offenbart ein verschließbares Aufbewahrungsbehältnis, insbesondere einen Briefkasten oder eine Briefkastenanlage mit einem Briefkastengehäuse und einer Briefkastentür, das ein Schloss mit einem Riegel aufweist. Dabei ist das Schloss mit einem Verriegelungssystem versehen. Das Verriegelungssystem ist mittels einer Zugangskontrolle mit elektronischer Auswertung, wie z.B. einer Funkfernsteuerung, einem biometrischen System oder dergleichen ansteuerbar und mittels einer Auswerteelektronik betreibbar. Der Antrieb ist dabei ein elektromagnetischer oder motorischer, pneumatischer oder hydraulischer Antrieb.
DE 199 63 129 A1 offenbart eine Kraftfahrzeug-Türschließvorrichtung und ein Verfahren zur Detektion eines geschlossenen Zustands einer derartigen Vorrichtung. Die Kraftfahrzeug-Türschließvorrichtung weist ein Schloss und einen zugeordneten Schließkolben auf. Eine einfache Detektion des geschlossenen Zustands mit hoher Ansprechsicherheit wird durch ein kraft- bzw. druck-sensitives Sensorelement erreicht, das am Schließkolben angeordnet ist.
DE 103 61 876 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer Zuziehhilfe für Kraftfahrzeugtüren. Die Kraftfahrzeugtüre hat einen exzentrisch zu einer Achse angeordneten und um die Achse drehbaren Schließbolzen, der in eine Schließfalle des Türschlosses eingreift, die mindestens eine Raststellung aufweist. An der Karosserie sind ferner Sensoren angeordnet, mit denen die Schließgeschwindigkeit der Kraftfahrzeugtüre gemessen werden kann und bei Überschreitung eines Schwellwertes der Schließgeschwindigkeit wird der Schließbolzen in die Zu-Stellung gefahren.
DE 101 46 703 A1 offenbart ein Antriebssystem, bestehend aus mindestens einem Motor, mit jeweils zumindest einem Schwingungsgenerator sowie jeweils mindestens einem Resonanzkörper und einer Vorrichtung, die von dem Motor angetrieben wird. Der Resonanzkörper weist dabei eine Kontaktfläche auf, die mit der Oberfläche der Vorrichtung zusammenwirkt, um diese anzutreiben.
DE 103 54 645 B3 beschreibt eine Verriegelungsvorrichtung für einen Deckel eines Ablagefachs von Kraftfahrzeugen. Der Deckel ist dabei an einem zugeordneten Rahmen schwenkbar gelagert und im geschlossenen Zustand mittels zweier, eine zugehörige Schließkontur am Rahmen hintergreifender Sperrabschnitte des Riegels gehalten. Die Riegel sind zum Öffnen des Deckels mittels eines Betätigungselementes synchron aus ihrer Verriegelungsstellung in ihre Freigabestellung verlagerbar.
DE 103 40 601 A1 offenbart eine Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug-Schließsystem mit wenigstens einem eine Annäherung oder Berührung durch einen Bediener sensierenden Sensor, insbesondere in Kombination mit einem schlüssellosen Zugangssystem, wobei ein aktiver haptischer Signalgeber in oder an der Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, vermittels welchem dem Bediener Betriebszustände des Kraftfahrzeug-Schließsystems angezeigt werden können. Ferner wird ein Verfahren zur Anzeige eines Betriebszustandes eines Kraftfahrzeug- Schließsystems offenbart, wobei nach erfolgter Detektion eines Signals zur Anzeige eines ausgewählten Betriebszustandes des Kraftfahrzeug-Schließsystems ein in oder an der Betätigungseinrichtung vorgesehener aktiver haptischer Signalgeber betätigt wird. Bei dem aktiven haptischen Signalgeber kann es sich um ein Piezoelement handeln.
DE 93 01 267 U1 offenbart einen Türbeschlag, der mit einer Alarmanlage, insbesondere Einbruchsalarmanlage, verbunden ist. In den Türbeschlag ist wenigstens ein Signalgeber, insbesondere ein Schallgeber, eingebaut, der über Sensoren oder Auslöseschalter, die auf einen den Signalgeber betätigenden und ebenfalls in den Türbeschlag eingebauten Schaltkreis einwirken, im Falle des Alarms auslösbar ist. Bei dem Signalgeber kann es sich um einen piezo-keramischen Schallwandler handeln.
DE 198 11 572 C1 gibt ein Verfahren zum Betreiben eines Diebstahl-Schutzsystems in einem Kraftfahrzeug und ein Diebstahl-Schutzsystem an. Das Diebstahl-Schutzsystem weist einen oder mehrere Berechtigte, mit Transpondern versehene Antwortgeber auf. Je nach Betriebszustand des Fahrzeugs werden Fragesignale entsprechend einem vorbestimmten Programm mit unterschiedlichen Übertragungsparametern gesendet, um das Vorhandensein und/oder den Ort des oder der Antwortgeber zu überprüfen. Je nach Betriebsbedingungen wird ein Warnsignal erzeugt, wenn kein Antwortgeber oder ein Antwortgeber an einem für die nachfolgende Betriebsfunktion ungeeigneten Ort gefunden wird.
Die Offenlegungsschrift DE 103 09 643 A1 offenbart ein Schloss mit einer Zuziehhilfe für Klappen oder Türen von Fahrzeugen, insbesondere ein Handschuhfachschloss. In dem Schloss befindet sich ein schwenkbares Verriegelungsglied, das mit einem Schließteil zusammenwirkt und das von einem Motor gesteuert wird, der als Zuziehhilfe für eine Klappe dient. Die Baueinheit kann durch ein Motorgetriebe zunächst translatorisch zwischen einer Einschublage und einer Aufschublage bewegt werden und wirkt dabei als Zuziehhilfe für das Schließteil. Nachteilig ist hier, dass der Motor relativ groß ist und deshalb auch relativ viel Platz in der Armatur bzw. im Deckel des Handschuhfaches einnimmt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Staufach, ein verbessertes Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteil, sowie eine verbesserte Steuerung für einen Verrieglungsmechanismus eines Staufachs anzugeben.
Die Aufgabe wird mit den in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst. Erfindungsgemäße Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Staufach mit einem Deckel, mindestens einem Verriegelungselement und einem Piezoantrieb für das Verriegelungselement geschaffen. Das Verriegelungselement wird dabei vom Piezoantrieb angetrieben, wodurch das Staufach verriegelbar und/oder entriegelbar ist. Die Verwendung eines Piezoantriebs als Antrieb für ein Verriegelungselement ist besonders vorteilhaft, da ein Piezoantrieb im Vergleich mit anderen elektrischen Antrieben relativ kompakt ist und so in den Deckel oder in das Gehäuse des Staufaches integrierbar ist, dass das Design des Staufachs nicht beeinträchtigt wird. Außerdem ist ein Piezoantrieb geräuschlos, so dass bei Verwendung des Staufachs zum Beispiel als Handschuhkasten in einem Kraftfahrzeug die Insassen nicht durch Betrieb des Piezoantriebs gestört werden. Piezoantriebe sind auch verhältnismäßig günstig, so dass diese als Antriebe für das Verriegelungselement eines Staufachs eingesetzt werden können, ohne die Kosten eines Staufaches merklich zu erhöhen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Staufach zudem mindestens einen Sensor auf, wobei mittels des Sensors detektierbar ist, ob das Staufach geschlossen ist oder geschlossen wird. Beim Betrieb des Piezoantriebs wird der Sensor dazu verwendet, zu entscheiden, ob der Piezoantrieb das Verriegelungselement so verschieben soll, dass das Staufach verriegelt oder entriegelt wird. Zudem wird der Sensor dazu verwendet, das Staufach dann, wenn es beim Schließen eine Schließposition erreicht, zu verriegeln.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Staufach durch Aktivierung des Piezoantriebs entriegelbar und/oder verriegelbar. Wird der Piezoantrieb nicht verwendet, so wird der Piezoantrieb spannungslos belassen. Bei Aktivierung des Piezoantriebs wird das Verriegelungselement so bewegt, dass das Staufach entriegelt und bzw. oder verriegelt wird. Der Piezoantrieb kann beispielsweise über einen elektrischen Schalter aktiviert werden, der an einer für einen Benutzer günstigen Position untergebracht ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Staufach Dämpfungsmittel auf, wobei durch die Dämpfungsmittel eine Schließbewegung des Deckels abbremsbar ist, wobei die Schließbewegung durch den Sensor detektierbar ist, wobei das Staufach verriegelt wird, wenn das Staufach eine Schließposition erreicht. In der Ausführungsform werden die Verriegelungselemente sowohl zum Entriegeln als auch zum Verriegeln des Staufachs verwendet. Wird der Deckel des Staufachs geschlossen, so verhindern Dämpfungsmittel, dass der Deckel zugeworfen werden kann. Der Deckel lässt sich aufgrund der Bremswirkung der Dämpfungsmittel nur langsam schließen. Erreicht der Deckel eine Schließposition, dann wird über den Sensor der Piezoantrieb aktiviert, wodurch das Staufach durch das Verriegelungselement geschlossen bzw. verriegelt wird. Zum Entriegeln des Staufachs kann erneut das Verriegelungselement über den aktivierten Piezoantrieb betrieben werden, zum Beispiel durch einen Schalter, der am Deckel integriert ist und für einen Benutzer gut zugänglich ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung detektiert der Sensor eine Geschwindigkeit einer Schließbewegung des Deckels, wobei der Piezoantrieb während der Schließbewegung aktivierbar ist, wenn die Geschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. In dieser Ausführungsform kann der Deckel des Staufachs beim Schließen des Staufachs zugeworfen werden. Damit das Staufach verriegelt wird, wenn der Deckel eine Schließposition erreicht, wird das mindestens ein Verriegelungselement bei Überschreitung des Schwellwerts einer vorgegebenen Schließgeschwindigkeit durch den Piezoantrieb bereits während der Schließbewegung so angetrieben, dass, wenn der Deckel eine Schließposition erreicht, das Staufach verriegelt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Staufach ein Verriegelungselement, das ein Schließbolzen ist, auf, wobei der Schließbolzen zum Verriegeln des Staufachs in eine Aussparung eingreifen kann, wobei der Schließbolzen durch den Piezoantrieb so angetrieben werden kann, dass der Schließbolzen ganz aus der Aussparung gezogen wird oder so, dass der Schließbolzen in die Aussparung eingreift.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Staufach ein Verriegelungselement auf, wobei am Verriegelungselement eine Rückstellfeder angebracht ist, wobei die Rückstellfeder bei inaktivem Piezoantrieb das Verriegelungselement so ausrichtet, dass das Verriegelungselement das Staufach bei geschlossenem Deckel verriegelt. Hier wird der Piezoantrieb nur zur Entriegelung des Staufachs verwendet. Die Rückstellfeder hält das Verriegelungselement in einer Position, so dass das Staufach beim geschlossenen Deckel verriegelt ist. Wird der Piezoantrieb aktiviert, so wirkt der Piezoantrieb der Rückstellkraft der Rückstellfeder entgegen und verschiebt das Verriegelungselement in eine Entriegelungsposition. Das Staufach lässt sich nun öffnen. Wird der Piezoantrieb wieder abgeschaltet, so zieht die Rückstellfeder das Verriege lungselement wieder in die ursprüngliche Position zurück, wobei das Staufach beim Schließen verriegelt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Piezoantrieb ein Piezoelement, einen Resonator und ein Reibrad auf, wobei nach Betätigung des Piezoantriebs das Piezoelement über den Resonator das Reibrad in Bewegung versetzt, wobei das Reibrad mit einem Zahnrad verbunden ist, wobei das Reibrad über das Zahnrad die Bewegung an mindestens ein Zahnstangenelement übertragen kann, wobei das mindestens eine Zahnstangenelement mit dem Verriegelungselement verbunden ist, wobei das Verriegelungselement durch die Bewegung des Zahnstangenelements aus der Aussparung oder in die Aussparungen geschoben werden kann. Alternativ kann das dem Zahnrad entgegensetzte Ende des Zahnstangenelements als Verriegelungselement fungieren. Dadurch wird der mechanische Aufbau der Verrieglungsvorrichtung verringert, weil in dieser Ausführungsform das Verriegelungselement direkt im Zahnstangenelement integriert ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Reibrad durch Schwingungen des Piezoelements in eine gleichförmige Rotationsbewegung mit einer vorgegebenen Drehbewegung versetzbar, wobei das Reibrad mit dem Zahnrad so verbunden ist, dass das Zahnrad entgegen der Drehrichtung frei lauffähig ist, wobei eine Rückstellfeder das Zahnstangenelement entgegengesetzt zur Drehrichtung zieht. In dieser Ausführungsform dient der Piezoantrieb zum Entriegeln des Staufachs. In der anderen Richtung, das heißt in der Richtung, in der eine Verrieglung des Staufachs durch die Verrieglungselemente erreichbar ist, ist das Zahnrad frei lauffähig, so dass über die Piezoelemente keine Bewegung in Richtung der Schließrichtung erreichbar ist. In dieser Richtung wird das mindestens eine Zahnstangenelement über die Rückstellfeder in die Verrieglungsposition gezogen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Piezoantrieb ein Piezoelement und einen Resonator auf, wobei Schwingungen des Piezoelements auf den Resonator übertragbar sind, wobei die Bewegungen des Resonators auf das Verriegelungselement übertragbar sind, so dass das Verrieglungselement eine lineare Bewegung ausführt. In dieser Ausführungsform treibt der Piezoantrieb das Verrieglungselement direkt an, wobei sich das Verriegelungselement linear in eine Richtung bewegt. Das Verrieglungselement ist auf diese Art und Weise mittels des Piezoantriebs in eine Verriegelungsposition bzw. in eine Entriegelungsposition verschiebbar. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sehr wenige Komponenten, nur der Piezoantrieb und das Verriegelungselement, für eine Verriegelungsvorrichtung des Staufachs verwendet werden müssen. Dadurch kann die Verriegelungsvorrichtung des Staufachs besonders einfach und kompakt realisiert werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Verriegelungselement über eine Feder an einem Kraftübertragungselement angebracht, wobei der Piezoantrieb das Kraftübertragungselement so antreiben kann, dass das Verriegelungselement aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition oder aus der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition gebracht werden kann. Das Kraftübertragungselement ist dabei L-förmig oder T-förmig ausgebildet. Bei deaktiviertem Piezoantrieb befindet sich das Verriegelungselement in der Verriegelungsposition. Durch Aktivierung des Piezoantriebs wird das Kraftübertragungselement so angetrieben, dass das Verriegelungselement in eine Entriegelungsposition bewegt wird und somit das Staufach entriegelt wird. Im Anschluss wird das Verriegelungselement wieder in die Verriegelungsposition gebracht. Beim Schließen des Staufachs wird das Verriegelungselement entgegen der Federkraft der Federn zurückbewegt. Die Feder kann sich wieder entspannen, wenn das Staufach eine Schließposition erreicht. Die zuvor eingestauchte Feder drückt dann das Verriegelungselement wieder in die Verriegelungsposition, wodurch das Staufach verriegelt wird. Um sicherzustellen, dass das Verriegelungselement bei einer Verschiebung des Kraftübertragungselements aus der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition auch dann mitbewegt wird, wenn es sich z.B. zwischen dem Gehäuse und dem Deckel verkantet, kann am Kraftübertragungselement ein Anschlag angebracht sein.
Die Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da keine Getriebeteile wie etwa Zahnstangenelemente und Fliehkraftregler benötigt werden und somit die Verriegelungsvorrichtung in einer besonders kompakten Weise realisiert werden kann. Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Staufach einen Deckel und einen Piezoantrieb auf, wobei der Deckel durch den Piezoantrieb in Vibrationen versetzbar ist. Der Deckel kann durch Aktivierung des Piezoantriebs in Vibrationen versetzt werden. So kann zum Beispiel bei Aktivierung des Piezoantriebs eine haptische Rückmeldung für einen Benutzer, der zum Beispiel eine Hand am Deckel hat, erzeugt werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind Verformungen des Deckels mittels des Piezoantriebs detektierbar, wobei der Piezoantrieb ein Steuersignal erzeugt. Der Piezoantrieb ist mit dem Verriegelungselement verbunden. Wird nun der Deckel zum Beispiel in das Staufach gedrückt, so wirkt sich das auf die Verriegelungselemente aus. Die Verriegelungselemente erfahren einen Druck. Werden die Verriegelungselemente zum Beispiel so ausgeformt, dass sie beim Eindrücken des Deckels in das Staufach leicht gegen den Piezoantrieb drücken, wodurch das Piezoelement gestaucht wird, so erzeugt das Piezoelement aufgrund des Piezoeffekts eine Spannung. Diese Spannung kann als Steuersignal verwendet werden, das von einem Steuergerät detektierbar ist. Das Steuergerät wird durch das Steuersignal aktiviert und kann dann ein erstes Signal erzeugen, wobei durch das erste Signal der Piezoantrieb aktiviert wird, so dass das Staufach entriegelt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist das Staufach ferner Mittel zur Erzeugung eines akustischen Signals auf, wobei die Mittel zur Erzeugung des akustischen Signals ein akustisches Signal beim Entriegeln und/oder beim Verriegeln des Staufachs erzeugen. Der Piezoantrieb arbeitet geräuschlos. Das hat den Vorteil, dass keine für einen Benutzer des Staufachs störenden Geräusche erzeugt werden. Als Rückmeldung für den Benutzer kann aber ein akustisches Signal beim Entriegeln und/oder beim Verriegeln des Staufachs mittels der Mittel zur Erzeugung des akustischen Signals erzeugt werden. Bei dem akustischen Signal kann es sich um ein besonders angenehm zu hörendes Geräusch handeln.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung beinhaltet das Staufach einen Piezoantrieb, wobei der Piezoantrieb zur Erzeugung des akustischen Signals verwendbar ist. Die Schwingungen, die der Piezoantrieb ausführt, um das Verriegelungselement an zutreiben, können auch bei entsprechender Wahl der den Piezoantrieb antreibenden elektrischen Spannungen so ausgelegt werden, dass der Piezoantrieb ein z.B. dumpfes Signal erzeugt. Dieses akustische Signal kann als ein Meldesignal für einen Fahrzeuginsassen verwendet werden, um ihm akustisch anzuzeigen, dass das Staufach verriegelt oder entriegelt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Piezoantrieb ein Piezoelement, einen Resonator und eine elektrische Schaltung zum Steuern des Piezoelements auf. Die elektrische Schaltung kann dabei eine analoge Schaltung oder eine Schaltung mit digitalen Komponenten sein, die im Gehäuse des Staufachs integriert ist oder die elektrische Schaltung kann als Steuergerät realisiert sein, das über einen Kommunikationsbus mit dem Piezoantrieb kommuniziert und über diesen Bus den Piezoantrieb steuert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Piezoantrieb Mittel zur Kommunikation mit einem Kommunikationsbus auf.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteil mit einem erfindungsgemäßen Staufach.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuergerät mit Mitteln zur Erzeugung von elektrischen Signalen zum Betrieb mindestens eines Piezoantriebs für ein Verriegelungselement eines Staufachs und mit Mitteln zur Übertragung der elektrischen Signale an den Piezoantrieb.
Das Steuergerät kann in einer Ausführungsform z.B. eine Schaltung auf einer Leiterplatte aufweisen, die wie der Piezoantrieb selbst in den Deckel oder in das Staufachgehäuse integriert sein kann. Die Mittel zur Erzeugung der elektrischen Signale sind in dieser Ausführungsform auf der Leiterplatte untergebracht.
Das Steuergerät kann ferner Mittel zur Erzeugung eines akustischen Signals aufweisen und das Steuergerät kann auch eine Nutzerschnittstelle beinhalten. Die Nutzer schnittstelle kann z.B. ein USB-Port oder eine Infrarotschnittstelle sein. Über die Nutzerschnittstelle kann ein Benutzer beliebige akustische Signale auf das Steuergerät aufspielen, die dann, wenn zum Beispiel ein Staufach, dessen Verriegelungselement mittels eines Piezoantriebs angetrieben wird, der von dem Steuergerät kontrolliert wird, entriegelt oder verriegelt wird, abgegeben werden. Das Staufach kann alternativ auch elektrische Signale erzeugen mittels derer der Piezoantrieb selbst akustische Signale erzeugt.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Öffnen oder Schließen eines Staufachs, wobei das Staufach einen Deckel, ein Verriegelungselement und einen Piezoantrieb für das Verriegelungselement aufweist, wobei erfindungsgemäß der Piezoantrieb aktiviert wird, und dann das Verriegelungselement durch den Piezoantrieb so angetrieben wird, dass das Staufach entriegelt oder verriegelt wird. Anschließend wird der Piezoantrieb deaktiviert.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit computerausführbaren Instruktionen zur Steuerung eines Steuergeräts eines Piezoantriebs, wobei der Piezoantrieb als Antrieb für ein Verriegelungselements eines Staufachs verwendbar ist.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Zeichnung eines erfindungsgemäßen Staufaches,
2 einen Teil eines Piezoantriebs mit einem Reibrad,
3 einen Teil eines Piezoantriebs zum Antrieb eines Verriegelungselements,
4 eine Skizze eines Handschuhfachs,
5 einen Piezoantrieb für ein Reibrad mit einem Freilauf,
6 schematisch eine alternative Ausführungsform einer Verriegelungsvorrichtung mit einem Piezoantrieb zum Antrieb eines Verriegelungselements,
7 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Steuergeräts in einem Kraftfahrzeug,
8 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verriegeln oder Entriegeln eines Staufachs, und
9 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Staufach 100. Das Staufach 100 wird von einem Staufachgehäuse 102 umfasst. Ein Deckel 104 ermöglicht einen Zugang in das Innere des Staufachgehäuses 102. Der Deckel 104 ist entlang der Drehachse 114 mit dem Staufachgehäuse 102 zum Beispiel mittels eines Scharniers verbunden. Der Deckel 104 ist daher schwenkbar um die Drehachse 114.
Das Staufach 100 kann zum Beispiel ein Handschuhkasten oder eine andere Ablage in einem Kraftfahrzeug-Innenraum sein. Beim Handschuhkasten wird typischerweise das Staufachgehäuse 102 durch eine entsprechende Aussparung der Armaturentafel gebildet, wobei der Deckel dann direkt an der Armaturentafel angebracht ist.
Der Deckel 104 weist eine Aussparung 114 auf, in die ein am Staufachgehäuse 102 angebrachtes Verriegelungselement 106 eingreifen kann, wobei dadurch das Staufach 100 verriegelbar ist. Das Verriegelungselement 106 ist durch einen Piezoantrieb 110 antreibbar. Der Piezoantrieb 110 weist typischerweise ein Piezoelement und eine elektrische Schaltung zum Antreiben des Piezoelements auf. Ausführungsformen des Piezoantriebs werden weiter unten näher erläutert. Der Piezoantrieb 110 ist durch elektrische Leitungen 112 mit einem Schalter 108 verbunden, durch den der Piezoantrieb 110 aktivierbar ist.
Das Verriegelungselement 106, der Piezoantrieb 110 sowie die elektrischen Leitungen 112 sind unter dem Staufachgehäuse 102 angebracht, so dass sie von außen nicht sichtbar sind. Der Schalter 108 kann z.B. in der Oberfläche des Staufachgehäuses integriert sein, so dass dieser von außen betätigbar ist. Bei Verwendung des Staufachs als Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteil kann der Schalter auch in einer für den Insassen besonders gut zugänglichen Stelle, zum Beispiel in der Mittelkonsole, untergebracht sein.
Der Piezoantrieb 110 wird durch Betätigung des Schalters 108 aktiviert. Nach der Aktivierung treibt der Piezoantrieb 110 das Verriegelungselement 106 so an, dass es aus der Aussparung 114 gezogen wird oder dass es in die Aussparung 114 geschoben wird.
Der Piezoantrieb kann so verwendet werden, dass er das Verriegelungselement 106 alternierend in eine Verriegelungsposition bzw. in eine Entriegelungsposition, das heißt im Wechsel bei jeder Betätigung entweder aus der Aussparung 114 heraus bzw. in die Aussparung 114 hinein schiebt. Das heißt, der Schalter 108 muss jedes Mal beim Öffnen wie auch beim Schließen des Deckels 104 betätigt werden, um das Staufach zu entriegeln bzw. zu verriegeln. Alternativ kann an das Verriegelungselement 106 eine Rückstellfeder angebracht werden, die das Verriegelungselement 106 immer in einer Verriegelungsposition hält. Der Piezoantrieb 110 wird dann nur noch zum Entriegeln verwendet, wobei das Verriegelungselement 106 vom Piezoantrieb 110 entgegen der Rückstellkraft der Feder aus der Verriegelungsposition gezogen wird, wodurch der Deckel freigegeben wird und sich das Staufach öffnen lässt. Nach Abschalten des Piezoantriebs 110 wird das Verriegelungselement 106 durch die Rückstellkraft der Federn wieder in seine Ausgangslage zurückgezogen, wodurch das Verriegelungselement 106 wieder in die Aussparung 114 einrasten kann, sobald der Deckel geschlossen wird.
Erfindungsgemäß kann auch ein Sensor am Staufach 100 angebracht werden, mit dem die Position des Deckels 104 bzw. die Position der Verriegelungselemente 106 feststellbar ist. Mit dem Sensor kann somit detektiert werden, ob der Deckel geschlossen oder geöffnet ist, bzw. ob sich das Verriegelungselement 106 in einer Verriegelungsposition oder in einer Entriegelungsposition befindet. Beim Schließen des Deckels kann dann mittels des Sensors detektiert werden, wann der Deckel 104 geschlossen ist, wobei dann der Sensor den Piezoantrieb 110 aktivieren kann, wodurch das Verriegelungselement 106 in eine Verriegelungsposition gefahren wird.
2 zeigt einen Teil eines Piezoantriebs 200, der als Antrieb für ein Reibrad 204 Verwendung findet. Ein derart gestalteter Piezoantrieb ist aus der Offenlegungsschrift DE 102 27 509 bekannt. Komponenten des Piezoantriebs 200 sind ein Resonator 202, eine Schenkelfeder 206, die elektrischen Leitungen 208 sowie ein Piezoelement 210. Das Piezoelement 210 befindet sich innerhalb des Resonators 202. Das Piezoelement 210 ist dabei über die elektrischen Leitungen 208 mit einer hier nicht dargestellten Steuerschaltung verbunden, die eine weitere Komponente des Piezoantriebs 200 bildet. Der Resonator 202 ist mit der Schenkelfeder 206 formschlüssig verbunden. Die Schenkelfeder 206 drückt die der Schenkelfeder 206 entgegengesetzte Seite des Resonators 202 gegen das Reibrad 204.
Das Piezoelement 210 wird durch geeignete Spannungspulse, die vom hier nicht gezeigten Steuergerät über die elektrischen Leitungen 208 an das Piezoelement 210 angelegt werden, in Schwingungen versetzt. Die Schwingungen werden auf den Resonator 202 übertragen. Die dem Reibrad 204 zugewandte Seite des Resonators 202 führt dabei ellipsenförmige Bewegungen aus, wobei das Reibrad 204 während einer halben Schwingungsperiode mitgeführt wird und wobei das Reibrad 204 während der anderen Schwingungsperiode vom Resonator 202 nicht berührt wird und dementsprechend nicht mit geführt wird. Dadurch wird das Reibrad 204 bei jeder Schwingung um wenige Millimeter in eine Richtung gedreht. Durch die periodische Wiederholung der Schwingungen führt das Reibrad 204 eine gleichförmige, kontinuierliche Bewegung aus. Das Reibrad 204 kann durch den Piezoantrieb sowohl in der einen als auch in die andere Richtung gedreht werden. Die Drehbewegung des Reib rads 204 kann nun auf ein hier nicht gezeigtes Verriegelungselement übertragen werden, wodurch das Verriegelungselement angetrieben wird.
3 zeigt einen Teil eines Piezoantriebs 300 zum Antrieb eines Verriegelungselements 306. Der Piezoantrieb 300 ist dabei ähnlich aufgebaut wie der in 2 gezeigte Piezoantrieb. Aus diesem Grund ist der Einfachheit halber hier nur der Resonator 302 und die Spannfeder 304 dargestellt. Die Spannfeder 304 drückt eine Seite des Resonators 302 gegen das Verriegelungselement 306. Im Resonator 302 befindet sich ein Piezoelement, das den Resonator 302 in Schwingungen versetzt, wobei die dem Verriegelungselement 306 zugewandte Resonatorseite ellipsenförmige Bewegungen ausführt. Dadurch wird das Verriegelungselement pro Schwingung um wenige Mikrometer verschoben. Durch die Periodizität der Schwingungen entsteht eine gleichförmige, gerichtete Bewegung des Verriegelungselements 306.
Das Verriegelungselement 306 kann dabei direkt zum Verriegeln bzw. Entriegeln von Staufächern eingesetzt werden. Der Resonator 302 hat typischerweise die Länge von einigen Zentimetern und ist somit direkt in den Deckel eines Staufachs oder in ein Staufachgehäuse integrierbar, ohne dass Änderungen im Design des Staufachs notwendig wären. Alternativ kann der in 3 gezeigte Piezoantrieb 300 verwendet werden, um zum Beispiel über ein Gestänge ein Verbindungselement anzutreiben.
4 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Handschuhkasten 400. Der Handschuhkasten 400 weist ein Handschuhkastengehäuse 402 sowie einen Handschuhkastendeckel 404 auf. Der Handschuhkastendeckel 404 ist an seiner unteren Kante schwenkbar mit dem Handschuhkastengehäuse 402 verbunden. Im Handschuhkastendeckel 404 sind Verriegelungselemente in Form von Zahnstangenelementen 406 und 407, die durch ein Reibrad 408, welches von zwei Piezoantrieben 410 und 411 antreibbar ist, angetrieben werden können. Das Reibrad 408 besteht zum Beispiel aus HF oder aus PAGFSO. Die Piezoantriebe 410 und 411 sind in 2 näher beschrieben und mittels der Kabel 412 mit einem Steuergerät, das hier nicht gezeigt ist, verbunden.
Die Zahnstangenelemente 406 und 407 werden durch jeweils eine Feder 416 bzw. 418 nach außen gezogen, so dass die Zahnstangenelemente 406 und 407 beim Schließen des Deckels in jeweils eine Aussparung 420 bzw. 422 am Handschuhkastengehäuse 420 eingreifen können, wodurch der Handschuhkasten verriegelbar ist.
Die Piezoantriebe 410 bzw. 411 werden mittels eines Schalters, der hier nicht dargestellt ist, und der zum Beispiel in der Instrumententafel integriert sein kann, über das Steuergerät aktiviert. Das Steuergerät liefert Spannungspulse an die im Piezoantrieb 410 bzw. 411 integrierten Piezoelemente, wodurch der Resonator eines Piezoantriebs in Schwingungen versetzt wird, wodurch das Reibrad 408 wie zuvor beschrieben in eine Drehbewegung versetzt wird. Das Reibrad 408 ist mit einem Zahnrad 414 gekoppelt. Das Zahnrad 414 gibt die Drehbewegung des Reibrads 408 an die Zahnstangenelemente 406 und 407 weiter. Die Zahnstangenelemente 406 und 407 werden entgegen der Federkraft nach innen gezogen, wodurch der Handschuhkasten 400 entriegelt wird. Der Deckel 404 des Handschuhkastens lässt sich nun öffnen. Typischerweise geschieht dies, in dem der Handschuhkastendeckel 404 aufgrund der Wirkung der Schwerkraft eine Schwenkbewegung nach unten ausführt.
Nach dem Öffnen schaltet das Steuergerät die Spannungsversorgung für den Piezoantrieb ab. Zwischen dem Reibrad 408 und dem Zahnrad 414 befindet sich ein Freilauf. Die Federn 416 und 418 ziehen die Stangenelemente 406 und 407 wieder nach außen. Beim Zudrücken des Handschuhkastens werden die Zahnstangenelemente 406 und 407 entgegen der Federkraft der Federn 416 bzw. 418 zurückbewegt, bis diese im Handschuhkastengehäuse 402 wieder eingreifen können und somit dann in den Aussparungen 420 bzw. 422 verrasten. Das Reibrad 408 bleibt hierbei aufgrund des Freilaufs ebenfalls stehen.
Die Piezoantriebe 410 und 411 können erfindungsgemäß auch auf folgende Art aktiviert werden. Die Zahnstangenelemente 406 und 407 können an den Enden, die in die Aussparungen 420 bzw. 422 eingreifen, so ausgebildet sein, dass die Zahnstangenelemente 406 und 407 beim Eindrücken des Deckels nach innen gedrückt werden, wodurch über den Zahnkranz 414 und das Reibrad 408 eine Kraft auf die Pie zoantriebe 410 bzw. 411 übertragen wird. Dadurch werden die Piezoelemente des Piezoantriebs verformt und erzeugen somit eine elektrische Spannung, ein so genanntes Steuersignal. Das Steuersignal wird vom Steuergerät detektiert und dient zur Aktivierung des Steuergeräts.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Piezoantriebe 410 und 411 auch so in den Handschuhkastendeckel 404 integriert, dass diese bei einem entsprechenden Signal vom Steuergerät den Handschuhkastendeckel 404 in Vibrationen versetzen. Wenn folglich ein Benutzer den Deckel 404 eindrückt, so wird mittels des Steuersignals wie oben beschrieben das Steuergerät aktiviert, wodurch das Staufach entriegelt wird. Zusätzlich erhält der Benutzer eine haptische Rückmeldung aufgrund der Vibrationen des Deckels.
Des Weiteren kann der Piezoantrieb vom Steuergerät auch so betrieben werden, dass dieser ein akustisches Signal erzeugt. Nach Betätigung eines Schalters oder nach Drücken des Deckels zur Aktivierung des Steuergeräts wird in einer Ausführungsform der Erfindung der Piezoantrieb durch entsprechende elektrische Signale vom Steuergerät so angetrieben, dass der Handschuhkasten 402 entriegelt wird und so dass ein akustisches Signal als Rückmeldung für einen Benutzer erzeugt wird.
5 zeigt schematisch einen Antrieb mit Freilauf 500. Von dem aus 2 bekannten Piezoantrieb ist nur der Resonator 502 mit dem darin enthaltenen Piezoelement 504 gezeigt. Der Resonator 502 drückt an das Reibrad und bewegt dieses in eine Richtung, wenn das Piezoelement 504 in Schwingungen versetzt wird. Das Reibrad ist über eine Fliegkraftregelung 508 mit einem Zahnrad 510, das zur Übertragung der Bewegung des Reibrads 506 auf die Zahnstangenelemente, wie in 4 beschrieben, eingesetzt wird, verbunden. Die Fliegkraftregelung 508 ist so ausgelegt, dass diese einen Freilauf in eine Bewegungsrichtung des Zahnrads ermöglicht, und in der anderen Bewegungsrichtung eine Mitbewegung des Zahnrads mit dem Reibrad 506 bewerkstelligt.
6 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Verriegelungsvorrichtung 600 mit einem Piezoantrieb. Vom Piezoantrieb ist nur der Resonator 602 schematisch dargestellt. Weitere Komponenten sowie die Funktionsweise des Piezoantriebs sind weiter oben beschrieben. Die Verriegelungsvorrichtung 600 weist ferner ein Kraftübertragungselement 604, eine Feder 606 sowie ein Verriegelungselement 608 auf. Das Kraftübertragungselement 604 weist einen Anschlag 610 auf. Die Verriegelungsvorrichtung 600 kann sowohl im Gehäuse des Staufachs als auch im Staufachdeckel untergebracht sein. Das Kraftübertragungselement 604 ist in dieser Ausführungsform L-förmig ausgebildet. Eine T-förmige Ausbildung ist ebenso möglich.
Bei geschlossenem Staufach befindet sich das Kraftübertragungselement 604 in einer Verriegelungsposition. In dieser Position ist das Verriegelungselement 608 so positioniert, dass es z.B. in eine ihm gegenüberliegende Aussparung eingreift und dadurch den Staufachdeckel verriegelt. Die Feder 606 ist in dieser Position in Ruhelage. Nach Aktivierung des Piezoantriebs übertragt der Resonator 602 die Schwingungen eines im Resonator integrierten Piezoelements so auf das Kraftübertragungselement 602, dass das Verriegelungselement 608 aus der Aussparung gezogen wird und somit das Staufach entriegelt wird. Der Anschlag 610 sorgt dafür, dass das Verriegelungselement 608 bei einer Bewegung des Kraftübertragungselements 604 in Richtung der Entriegelungsposition mitgeführt wird. Der Anschlag 610 ist insbesondere dann wichtig, wenn das Verriegelungselement 608 zwischen dem Staufachgehäuse und dem Deckel verkantet. Ohne Anschlag 610 würde dann unter Umständen die Feder gespannt werden und das Verriegelungselement 610 entgegen der Federkraft in der Verriegelungsposition verharren, während das Kraftübertragungselement 604 in die Entriegelungsposition gefahren werden würde. Das Staufach bliebe ohne die Mitführung des Verriegelungselements 608 durch den Anschlag 610 verriegelt.
Nach Entriegelung das Staufachs wird das Kraftübertragungselement 602 wieder in die ursprüngliche Verriegelungsposition gefahren. Beim Schließen des Staufachdeckels wird nun das Verriegelungselement 608 entgegen der Federkraft der Feder 606 zurückbewegt, bis dieses, wenn das Staufach eine Schließposition erreicht, in die Aussparung eingreifen kann, wodurch das Staufach verriegelt wird.
Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass auf Zahnstangenelemente und auf einen Fliehkraftregler, die in der in 4 gezeigten Ausführungsform Verwendung finden, verzichtet werden kann. Diese Ausführungsform eignet sich besonders gut zur Unterbringung im Stauchfachdeckel, so dass jeweils am linken und am rechten Deckelrand ähnlich wie in 4 ein Verriegelungselement in Aussparungen am Gehäuse eingreifen kann.
7 zeigt ein Blockdiagramm 700 eines in der Kraftfahrzeug-Elektronik integrierten Steuergeräts 702. Das Steuergerät 702 weist einen Mikroprozessor 710, einen Speicher 712, eine Nutzerschnittstelle 714, eine Netzwerkschnittstelle 716, und einen Piezotreiber 722 auf. Das Steuergerät 702 ist mittels der Netzwerkschnittstelle 716 mit dem Netzwerk 704 der Kfz-Elektronik verbunden. Das Netzwerk 704 ist ferner mit dem Piezoantrieb 706 sowie mit einem Audiosystem 708 des Kraftfahrzeugs und mit einem Schalter verbunden. Bei dem Netzwerk 704 handelt es sich beispielsweise um einen Kommunikationsbus, wie einen CAN-Bus oder einen LIN-Bus.
Der Piezotreiber 722 ist eine Spannungsquelle zur Erzeugung von geeigneten Spannungen, um das im Piezoantrieb 706 enthaltene Piezoelement in Schwingungen zu versetzen, wodurch akustische Geräusche erzeugt werden oder wodurch der Piezoantrieb 706 das Verriegelungselement antreibt oder wodurch der Piezoantrieb 706 den Staufachdeckel in Vibrationen versetzt. Die vom Piezotreiber 722 erzeugten Signale werden über die Netzwerkschnittstelle 716 und das Netzwerk 704 an den Piezoantrieb 706 übertragen.
Der Mikroprozessor 710 kann ein Programm 718 ausführen, das zur Steuerung des Piezotreibers 722 verwendbar ist. Mittels des Programms wird der Piezotreiber 722 gesteuert, wodurch die entsprechenden Signale für den Piezoantrieb zur Erzeugung von akustischen Geräuschen, von Vibrationen und zur Verschiebung des Verriegelungselements erzeugt werden.
Die Nutzerschnittstelle kann verwendet werden, um ein akustisches Signal, zum Beispiel in Form einer Audiodatei 720 z.B. im MPEG-Format auf den Speicher 710 aufzuspielen und dort zu speichern. Bei dem akustischen Signal kann es sich um Musik, Stimmen oder sonstige Geräusche handeln.
Das Programm 718 kann auch Instruktionen aufweisen aufgrund derer die Audio-Datei 720 beim Aktivieren des Piezoantriebs 706 abgespielt wird. Die Audio-Datei 720 wird dazu über das Netzwerk 704 an das Audio-System 708 des Kraftfahrzeugs übermittelt und durch das Audio-System 708 abgespielt.
Das Programm 718 kann ferner Instruktionen zur Detektion eines Steuersignals, das aufgrund einer Stauchung oder Dehnung des im Piezoantrieb 706 integrierten Piezoelements erzeugt wird, aufweisen. Das Steuersignal dient zum Aktivieren des Steuergeräts 702, das dann den Piezoantrieb 706 aktiviert, um das Staufach zu entriegeln oder zu verriegeln. Die Aktivierung des Steuergeräts kann auch mittels des Schalters 724 erfolgen, der über das Netzwerk 704 an das Steuergerät angeschlossen ist, und der z.B. in der Instrumententafel des Kraftfahrzeugs integriert ist.
8 zeigt ein Flussdiagramm 800 eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verriegeln oder Entriegeln eines Staufachs. Erfindungsgemäß wird in Schritt 802 der Piezoantrieb aktiviert. In Schritt 804 treibt der Piezoantrieb das Verriegelungselements an, wodurch das Staufach verriegelt oder entriegelt wird. Anschließend wird in Schritt 806 der Piezoantrieb deaktiviert. Der Piezoantrieb wird typischerweise durch die Steuerschaltung aktiviert, die wiederum z.B. mittels eines Schalters aktivierbar ist.
9 zeigt ein Flussdiagramm 900 eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 902 erfolgt die Detektion eines Druckes, der auf den Deckel des Staufachs ausgeübt wird. Aufgrund des Drucks erzeugt der Piezoantrieb ein Steuersignal in Schritt 904, das in Schritt 906 durch das Steuergerät empfangen wird. In Schritt 908 erfolgt eine Erzeugung eines ersten, zweiten und dritten Signals durch das Steuergerät. In Schritt 910 werden das erste, zweite und dritte Signal durch den Piezoantrieb empfangen. In Schritt 912 erzeugt der Piezoantrieb aufgrund des zweiten Signals Vibrationen am Deckel, wodurch eine haptische Rückmeldung für einen Benutzer, der zum Beispiel eine Hand am Deckel hat, erzeugt wird. In Schritt 914 wird mittels eines Sensors ermittelt, ob das Staufach verriegelt ist. Ist dies der Fall, so erfolgt in Schritt 916 eine Entriegelung des Staufachs aufgrund des ersten Signals und in Schritt 918 wird ein akustisches Signal aufgrund des dritten Signals erzeugt, wodurch eine Rückmeldung an einen Benutzer gegeben wird. Ist das Staufach entriegelt, so erfolgt in Schritt 920 eine Verriegelung des Staufachs, sobald der Deckel eine Verriegelungsposition erreicht hat. In Schritt 922 wird aufgrund des dritten Signals ein akustisches Signal erzeugt, wodurch eine akustische Rückmeldung für einen Benutzer erfolgt.

100: Staufach
102: Staufachgehäuse
104: Deckel
106: Verriegelungselement
108: Schalter
110: Piezoantrieb
112: elektrische Leitungen
114: Aussparung
116: Drehachse
200: Piezoantrieb
202: Resonator
204: Reibrad
206: Schenkelfeder
208: elektrische Leitungen
210: Piezoelement
300: Piezoantrieb
302: Resonator
304: Spannfeder
306: Verriegelungselement
400: Handschuhkasten
402: Handschuhkastengehäuse
404: Handschuhkastendeckel
406: Zahnstangenelement
407: Zahnstangenelement
408: Reibrad
410: Piezoantrieb
411: Piezoantrieb
412: Kabel
414: Zahnrad
416: Feder
418: Feder
420: Aussparung
422: Aussparung
500: Antrieb mit Freilauf
502: Resonator
504: Piezoelement
506: Reibrad
508: Fliegkraftregelung
510: Zahnrad
600: Verriegelungsvorrichtung
602: Resonator
604: Kraftübertragungselement
606: Feder
608: Verriegelungselement
610: Anschlag
700: Blockdiagramm
702: Steuergerät
704: Netzwerk
706: Piezoantrieb
708: Audiosystem
710: Mikroprozessor
712: Speicher
714: Nutzerschnittstelle
716: Netzwerkschnittstelle
718: Programm
720: Audiodatei
722: Piezotreiber
724: Schalter
800: Flussdiagramm
802: Aktivierung
804: Antrieb des Verriegelungselements
806: Deaktivierung
900: Flussdiagramm
902: Detektion
904: Erzeugung eines Steuersignals
906: Empfangs des Steuersignals
908: Erzeugung eines ersten, zweiten und dritten Signals
910: Empfangs des ersten, zweiten und dritten Signals
912: Erzeugung von Vibrationen
914: Staufach verriegelt?
916: Entriegelung
918: Erzeugung eines akustischen Signals
920: Verriegelung
922: Erzeugung eines akustischen Signals

Claims

Staufach (100) mit: – einem Deckel (104), – mindestens einem Verriegelungselement (106) für den Deckel (104) und – einem Piezoantrieb (110) für das Verriegelungselement (106), wobei das mindestens eine Verriegelungselement ein Schließbolzen ist, wobei der Schließbolzen zum Verriegeln des Staufachs in eine Aussparung (114; 420, 422) im Deckel oder im Staufachgehäuse (102; 402) eingreifen kann.
Staufach (100) nach Anspruch 1 mit einem Sensor, wobei mittels des Sensors detektierbar ist, ob das Staufach (100) geschlossen ist oder geschlossen wird.
Staufach (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch Aktivierung des Piezoantriebs (110) das Staufach (100) entriegelbar und/oder verriegelbar ist.
Staufach nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Staufach ferner Dämpfungsmittel aufweist, wobei durch die Dämpfungsmittel eine Schließbewegung des Deckels abbremsbar ist, wobei die Schließbewegung durch den Sensor detektierbar ist, wobei das Staufach (100) verriegelt wird, wenn der Deckel eine Schließposition erreicht.
Staufach nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei durch den Sensor eine Geschwindigkeit einer Schließbewegung des Deckels detektierbar ist, wobei der Piezoantrieb während der Schließbewegung aktivierbar ist, wenn die Geschwindigkeit einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Staufach (400) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Rückstellfeder (416, 418) am Verriegelungselement angebracht ist, wobei die Rückstellfeder (416, 418) bei inaktivem Piezoantrieb (410, 411) das Verriegelungselement (406, 407) so ausrichtet, dass das Verriegelungselement (406, 407) das Staufach (400) bei geschlossenem Deckel (404) verriegelt.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Piezoantrieb (200) ein Piezoelement (210), einen Resonator (202), und ein Reibrad (204, 408) aufweist, wobei nach Betätigung des Piezoantriebs (200) das Piezoelement (210) über den Resonator (202) das Reibrad (204, 408) in Bewegung versetzt, wobei das Reibrad (202, 408) mit einem Zahnrad (414) verbunden ist, wobei das Reibrad (202, 408) über das Zahnrad (414) die Bewegung an mindestens ein Zahnstangenelement (406, 407) überträgt, wobei das mindestens eine Zahnstangenelement (406, 407) mit dem Verriegelungselement verbunden ist, wobei durch die Bewegung des mindestens einen Zahnstangenelements (406, 407) das Verriegelungselement aus der Aussparung (420, 422) gezogen wird oder in die Aussparung (420, 422) geschoben wird.
Staufach nach Anspruch 7, wobei das Reibrad (506) durch Schwingungen des Piezoelements (504) in eine Drehrichtung laufende Rotationsbewegung versetzbar ist, und wobei das Reibrad (506) mit dem Zahnrad (510) so verbunden ist, dass das Zahnrad (510) entgegen der Drehrichtung frei lauffähig ist, wobei Rückstellfedern an dem mindestens einen Zahnstangenelement angebracht sind, wobei die Rückstellfedern eine Federkraft entgegen der Drehrichtung ausüben.
Staufach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Piezoantrieb (300) ein Piezoelement und einen Resonator (302) aufweist, wobei Schwingungen des Piezoelements auf das Verriegelungselement (306) so übertragbar sind, dass das Verriegelungselement (306) eine lineare Bewegung ausführt.
Staufach nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verriegelungselement (608) über eine Feder (606) an einem Kraftübertragungselement (604) angebracht ist, wobei der Piezoantrieb das Kraftübertragungselement (604) so antreiben kann, dass das Verriegelungselement (608) aus einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition und aus der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition gebracht werden kann, wobei sich das Verriegelungselement bei deaktiviertem Piezoantrieb in der Verriegelungsposition befindet, und wobei das Verriegelungselement entgegen der Federkraft der Feder eindrückbar ist.
Staufach nach Anspruch 10, wobei das Kraftübertragungselement (604) L-förmig oder T-förmig ausgebildet ist und wobei das Kraftübertragungselement (604) einen Anschlag (610) aufweist, wobei der Anschlag (610) als Mitnehmer für das Verriegelungselement (608) vorgesehen ist.
Staufach nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Verriegelungselement im Deckel angebracht ist, wobei das Verriegelungselement bei einer Schließbewegung des Deckels durch das Staufachgehäuse entgegen der Federkraft der Feder eindrückbar ist, wobei das Verriegelungselement wieder eine Verriegelungsposition einnehmen kann, wenn der Deckel eine Schließposition erreicht.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Deckel durch den Piezoantrieb in Vibrationen versetzbar ist.
Staufach nach Anspruch 13, wobei Verformungen des Deckels mittels des Piezoantriebs detektierbar sind, wobei der Piezoantrieb ein Steuersignal erzeugt.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Staufach ferner Mittel zur Erzeugung eines akustischen Signals aufweist, wobei die Mittel zur Erzeugung des akustischen Signals ein akustisches Signal beim Entriegeln oder beim Verriegeln des Staufachs erzeugen.
Staufach nach Anspruch 15, wobei der Piezoantrieb zur Erzeugung des akustischen Signals verwendbar ist.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Piezoantrieb ein Piezoelement, einen Resonator, und ein Steuergerät aufweist, wobei die elektrischen Signale zum Betrieb des Piezoelements mittels des Steuergeräts erzeugbar sind.
Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Mitteln zur Kommunikation mit einem Kommunikationsbus.
Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteil mit einem Staufach nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteil nach Anspruch 19, wobei das Kraftfahrzeug-Innenverkleidungsteil ein Handschuhkasten, eine PDA Schublade, ein Verbandskasten oder ein Cupholder ist.
Steuergerät (702) mit: – Mitteln zur Erzeugung von elektrischen Signalen (718, 722) zum Betrieb von mindestens einem Piezoantrieb (706) für mindestens ein Verriegelungselement eines Staufachs mit einem Deckel, wobei das mindestens eine Verriegelungselement ein Schließbolzen ist, wobei der Schließbolzen zum Verriegeln des Staufachs in eine Aussparung (114; 420, 422) im Deckel oder im Staufachgehäuse (102; 402) eingreifen kann, und – Mitteln zur Übertragung (716) der elektrischen Signale an den Piezoantrieb (706).
Steuergerät nach Anspruch 21, wobei der Piezoantrieb durch die elektrischen Signale so antreibbar ist, dass die Verriegelungselemente des Staufachs in eine Verriegelungs-/oder Entriegelungsposition fahrbar sind.
Steuergerät nach Anspruch 21, wobei der Piezoantrieb durch die elektrischen Signale so angetrieben werden kann, dass der Piezoantrieb ein akustisches Signal erzeugt oder dass der Piezoantrieb Vibrationen des Staufachs oder des Deckels erzeugt.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 21 bis 23 mit Mitteln zur Erzeugung von akustischen Signalen.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 21 bis 24 mit Mitteln zum Empfang eines elektrischen Steuersignals des Piezoantriebs.
Steuergerät nach einem der Ansprüche 21 bis 25, wobei die Mittel zur Übertragung der elektrischen Signale Mitteln zur Kommunikation mit einem Kommunikationsbus aufweisen.
Verfahren zum Öffnen oder Schließen eines Staufachs, wobei das Staufach einen Deckel, ein Verriegelungselement und einen Piezoantrieb für das Verriegelungselement aufweist, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: – Aktivierung des Piezoantriebs, – Steuerung des Verriegelungselements durch den Piezoantrieb, wobei das Staufach entriegelt oder verriegelt wird, – Deaktivierung des Piezoantriebs.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Staufach ferner einen Sensor aufweist, wobei das Verfahren ferner die Schritte aufweist: – Aktivierung eines Steuergeräts, – Erzeugung eines ersten Signals durch das Steuergerät, – Empfang des ersten Signals durch den Piezoantrieb, wodurch der Piezoantrieb aktiviert wird, – Detektion mittels des Sensors, ob das Staufach geschlossen ist oder geschlossen wird, – Steuerung des Verriegelungselements durch den Piezoantrieb so, dass das Staufach entriegelt wird, falls das Staufach geschlossen ist. – Steuerung des Verriegelungselements durch den Piezoantrieb so, dass das Staufach verriegelt wird, falls das Staufach geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28 ferner mit den Schritten: – Detektion eines Druckes auf das Staufach durch den Piezoantrieb, – Erzeugung eines Steuersignals durch den Piezoantrieb aufgrund des Druckes auf das Staufach, – Empfang des Steuersignals durch ein Steuergerät, wobei das Steuergerät aktiviert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 29, ferner mit den Schritten: – Erzeugung eines zweiten Signals durch das Steuergerät, – Übermittlung des zweiten Signals an den Piezoantriebs, – Empfang des zweiten Signals durch den Piezoantrieb, – Erzeugung von Vibrationen des Deckels des Staufachs durch den Piezoantrieb aufgrund des zweiten Signals, wobei durch die Vibrationen ein haptisches Signal für einen Benutzer erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, ferner mit den Schritten: – Erzeugung eines dritten Signals durch das Steuergerät, – Übermittlung des dritten Signals an den Piezoantrieb, – Empfang des dritten Signals durch den Piezoantriebs, – Erzeugung eines akustischen Signals durch den Piezoantrieb aufgrund des dritten Signals, wobei durch das akustische Signal eine akustische Rückmeldung für einen Benutzer erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Verriegelungselement (608) über eine Feder (606) an einem Kraftübertragungselement (604) angebracht ist, wobei der Piezoantrieb das Kraftübertragungselement (604) antreiben kann, wobei sich das Verriegelungselement (608) bei deaktiviertem Piezoantrieb in einer Verriegelungsposition befindet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Verschiebung des Verriegelungselements aus der Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition durch Antreiben des Kraftübertragungselements mittels des Piezoantriebs, – Verschiebung des Verriegelungselements aus der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition.
Computerprogrammprodukt (718) mit computerausführbaren Instruktionen, wobei die computerausführbaren Instruktionen Mittel zur Steuerung eines Steuergeräts (702) eines Piezoantriebs (706) aufweisen, wobei der Piezoantrieb (706) als Antrieb für ein Verriegelungselement eines Staufachs vorgesehen ist.
Computerprogrammprodukt (718) nach Anspruch 33, wobei die computerausführbaren Instruktionen ferner – Mittel zur Steuerung des Steuergeräts (702) so, dass ein Piezotreiber (722) des Steuergeräts (702) elektrische Signale für den Piezoantrieb zum Entriegeln des Staufachs erzeugt und – Mittel zur Steuerung des Steuergeräts (702) so, dass der Piezotreiber (722) elektrische Signale für den Piezoantrieb zum Verriegeln des Staufachs erzeugt, aufweisen.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 33 oder 34, wobei die computerausführbaren Instruktionen ferner Mittel zur Steuerung des Steuergeräts (702) so, dass der Piezotreiber (722) des Steuergeräts (702) elektrische Signale erzeugt, wodurch der Piezoantrieb (706) akustische Signale oder Vibrationen des Staufachs erzeugt, aufweisen.