-
Die
Erfindung betrifft einen Betätigungsmechanismus
für ein
Staufach eines Kraftfahrzeugs, ein Staufach, eine Instrumententafel
und ein Verfahren zum Betätigen
eines Verriegelungsmechanismus eines Staufaches.
-
Mechanismen
zur Betätigung
eines Staufaches in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Handschuhkasten,
sind aus der Praxis bekannt. Es handelt sich dabei zumeist um mechanische
Verriegelungsmechanismen, die mittels eines Griffes entriegelt werden
können.
Nachteilig an einem solchen mechanisch zu betätigenden Griff ist, dass dieser recht
groß ausgestaltet
werden muss und daher nicht optimal in das Fahrzeugdesign integrierbar
ist. Zudem sind mechanische Systeme empfindlich gegen Gewalt einwirkung,
eine konventionelle Handschuhkastenbetätigung wird besonders bei Fehlbedienung leicht
beschädigt.
-
Die
DE 199 060 49 zeigt dagegen
einen Drucktaster, der an einem Handschuhkastendeckel angeordnet
ist, um einen Verriegelungsmechanismus des Handschuhkastendeckels
zu betätigen. Auch
ein solcher Drucktaster lässt
sich nicht optimal in das Design eines Innenraums integrieren und
ist aufgrund der beweglichen mechanischen Teile empfindlich gegenüber einer
Fehlbedienung.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Staufachbetätigung zu schaffen, die sich
optimal in das Fahrzeugdesign integrieren lässt und einfach und sicher
zu betätigen
ist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zum Betätigen eines
Verriegelungsmechanismus eines Staufaches anzugeben.
-
Die
Aufgaben der Erfindung werden jeweils mit den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu
entnehmen.
-
Erfindungsgemäß wird ein
Betätigungsmechanismus
für ein
Staufach eines Kraftfahrzeuges geschaffen. Der Betätigungsmechanismus
weist einen Verriegelungsmechanismus zum Ver- und/oder Entriegeln
des Staufachs und mindestens zwei Annäherungssensoren auf. Die mindestens
zwei Annäherungssensoren
sind unterhalb einer Oberfläche des
Kraftfahrzeug-Innenraums und um einen Bereich der Oberfläche angeordnet.
Der Verriegelungsmechanismus zum Ver- und/oder Entriegeln des Staufaches
ist durch die mindestens zwei Annäherungssensoren betätigbar,
falls eine Annäherung
eines Körperteils
eines Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich durch die mindestens
zwei Annäherungssensoren detektiert
wird.
-
Typischerweise
wird die Annäherung
einer Hand bzw. eines Fingers des Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich
durch die unterhalb des Bereichs angebrachten Annäherungssensoren
detektiert. Der Bereich kann sich dabei beispielsweise in der Instrumententafel
befinden, so dass dieser vom Lenker des Kraftfahrzeuges aus erreichbar
ist. Durch die Verwendung von zwei Annäherungssensoren, die die Annäherung der
Hand oder des Fingers des Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich im
Wesentlichen gleichzeitig detektieren müssen, wird sichergestellt, dass
eine unbeabsichtigte Annäherung
der Hand oder des Fingers des Kraftfahrzeuginsassen an einen dem
Bereich nahe liegenden Bereich, der nur von einem Annäherungssensor "einsehbar" ist, nicht zu einem
Ver- oder Entriegeln des Staufaches führt.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei den Annäherungssensoren um kapazitive
Annäherungssensoren.
Kapazitive Annäherungssensoren
reagieren auf die berührungsfreie Annäherung eines
leitenden oder nicht leitenden Gegenstands wie das oben genannte
Körperteil
des Kraftfahrzeuginsassens, ohne dass ein direkter Kontakt mit dem
Sensor nötig
ist.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei den Annäherungssensoren um optische
Sensoren, insbesondere um Infrarot(IR)-Sensoren. Optische Annäherungssensoren arbeiten
mit Licht. Darum muss der Bereich der Oberfläche für das von Annäherungssensoren
verwendete Licht zumindest teilweise transparent sein. Die Verwendung
von IR-Sensoren hat daher den Vorteil, dass Werkstoffe (z. B. Acrylglas)
in dem Bereich eingesetzt werden können, die zum einen transparent sind
für das
IR-Licht, und zum
anderen im sichtbaren Wellenlängenbereich
intransparent sind. Somit können
die Sensoren zum einen für
den Insassen unsichtbar hinter dem Bereich positioniert werden und zum
anderen kann die Farbe des Bereichs so gewählt werden, dass der Bereich
optimal und in einem ansprechenden Design an das Interieur angepasst ist.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung ist der Verriegelungsmechanismus durch die zwei Annäherungssensoren
betätigbar,
falls die Annäherung
an den Bereich über
einen vorgegebenen Zeitraum detektiert wird. Nach dieser Ausführungsform der
Erfindung aktivieren die Annäherungssensoren den
Verriegelungsmechanismus für
das Staufach nur, wenn die Annäherung über den
vorgegebenen Zeitraum, z. B. 500 Millisekunden, detektiert wird. Dies
hat den Vorteil, dass eine zufällige
oder ungewollte Annäherung
der Hand oder der Finger des Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich
nicht zu einer Aktivierung des Verriegelungsmechanismus führt. Nur
wenn der Kraftfahrzeuginsasse gezielt und damit ausreichend lange
seinen Finger oder seine Hand dem Bereich annähert, erfolgt daher eine Auslösung.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist der Betätigungsmechanismus
eine Lichtquelle auf. Die Lichtquelle ist unter dem Bereich angeordnet und
der Bereich der Oberfläche
besteht aus einem für
das Licht der Lichtquelle transluzenten oder transparenten Material.
Die Lichtquelle ist durch die zwei Annäherungssensoren bei der Detektion
der Annäherung
des Körperteils
des Kraftfahrzeuginsassen betätigbar.
Durch das Aufleuchten der Lichtquelle, was aufgrund der Verwendung
von transluzentem oder transparentem Material für den Kraftfahrzeuginsassen
sichtbar ist, erhält
der Kraftfahrzeuginsasse eine optische Rückmeldung, dass der Verriegelungsmechanismus
von den Annäherungssensoren
aktiviert wird und mit einer Ver- oder Entriegelung des Staufaches
zu rechnen ist. Bei entsprechender Wahl des transluzenten/transparenten
Materials und bei entsprechender Farbe der Lichtquelle wird zudem zur
Verbesserung des Ambientes im Kraftfahrzeuginnenraum beigetragen,
wodurch das Wohlgefühl
des Kraftfahrzeuginsassen gesteigert wird.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung ist im Bereich der Oberfläche ein Piktogramm angebracht,
das von der Lichtquelle ausleuchtbar ist. Das Piktogramm kann beispielsweise
ein Handschuhkasten mit geöffnetem
Deckel darstellen, so dass damit dem Kraftfahrzeuginsassen intuitiv
vermittelt wird, dass bei Berührung
des Piktogramms der geschlossene Handschuhkastens entriegelt wird.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist der Betätigungsmechanismus
ferner einen Sensor auf, wobei der Sensor zur Detektion, ob das Staufach
verriegelt oder entriegelt ist, ausgebildet ist. Bei dem Sensor
kann es sich beispielsweise um einen Reed-Sensor bzw. einen Reedkontakt handeln. Dabei
ist der Reedkontakt an der Oberseite des Deckels angeordnet. Am
Handschuhkastengehäuse
ist ein Magnet angeordnet, so dass das Magnetfeld des Magneten bei
geschlossenem Staufach den Reedkontakt betätigt und damit feststellbar
ist, ob der Handschuhkasten geschlossen oder geöffnet ist. Die Lichtquelle
lässt sich
dabei vom Sensor betätigen. Damit
kann eine optische Rückmeldung
an den Kraftfahrzeuginsassen gegeben werden, je nachdem, ob das
Staufach sich im verriegelten oder entriegelten Zustand befindet.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung ist der Sensor von der Lichtquelle so betätigbar,
dass die Lichtquelle blinkt, wenn das Staufach entriegelt ist. Damit
wird der Insasse, insbesondere der Fahrer, implizit aufgefordert,
das Staufach zu schließen.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist der Betätigungsmechanismus
ferner Mittel zur Erzeugung eines akustischen Signals auf. Die Mittel zur
Erzeugung des akustischen Signals lassen sich von den zwei Annäherungssensoren
und/oder von dem Sensor betätigen.
Damit kann zum einen dem Kraftfahrzeuginsassen eine akustische Rückmeldung
gegeben werden, falls dieser sich beispielsweise mit einem Finger
oder mit der Hand dem Bereich annähert. Entsprechend kann ein
akustisches Signal erzeugt werden, wenn vom Sensor detektiert wird, dass
das Staufach entriegelt ist.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist der Betätigungsmechanismus
ferner Mittel zur Erzeugung eines haptischen Signals auf. Die Mittel zur
Erzeugung des haptischen Signals sind unterhalb des Bereiches angeordnet
und von den mindestens zwei Annäherungssensoren
betätigbar.
Beispielsweise umfassen die Mittel zur Erzeugung eines haptischen
Signals einen Piezoantrieb, der bei Annäherung eines Fingers des Kraftfahrzeuginsassen
an den Bereich von den zwei Annäherungssensoren
aktiviert wird und somit in Vibrationen versetzt wird. Die Vibrationen
lassen sich auf den Oberflächenbereich übertragen,
so dass der Kraftfahrzeuginsasse bei Berührung des Bereichs eine haptische
Rückmeldung
erhält.
-
In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Staufach mit einem
Betätigungsmechanismus
der oben beschriebenen Art.
-
Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung weist das Staufach einen Staufachdeckel auf. Der Bereich
unterhalb dessen die zwei Annäherungssensoren
angebracht sind, entspricht dabei einem Teil der Oberfläche des
Staufachdeckels.
-
In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Instrumententafel
für ein
Kraftfahrzeug mit einem Handschuhkasten und mit einem erfindungsgemäßen Betätigungsmechanismus
zum Entriegeln und/oder Verriegeln des Handschuhkastens.
-
In
einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betätigen eines
Verriegelungsmechanismus eines Staufaches eines Kraftfahrzeugs.
Dabei sind mindestens zwei Annäherungssensoren
unter einer Oberfläche
des Kraftfahrzeuginnenraums angeordnet, wobei die mindestens zwei
Annäherungssensoren
um einen Bereich der O berfläche
angeordnet sind. Verfahrensgemäß erfolgt
die Detektion einer Annäherung
eines Körperteils
eines Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich durch die mindestens
zwei Annäherungssensoren. Ferner
wird der Verriegelungsmechanismus zum Entriegeln und/oder Verriegeln
des Staufachs durch die mindestens zwei Annäherungssensoren betätigt, falls
die Annäherung
für mindestens
einen vorgegebenen Zeitraum von den zwei Annäherungssensoren detektiert
wird.
-
Im
Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
-
1 schematisch
einen Handschuhkasten,
-
2 schematisch
die Anordnung der Annäherungssensoren
unterhalb des Bereiches,
-
3 ein
Flussdiagramm, das Schritte des erfindungsgemäßen Verfahren wiedergibt,
-
4 einen
Ausschnitt einer Instrumententafel eines Kraftfahrzeugs mit einem
darin im ersten Bereich abgebildeten Piktorgramm, sowie ein vergrößerter Ausschnitt
des Piktorgramms,
-
5 schematisch
ein Layout einer elektrischen Schaltung zur Betätigung einer Staufachverriegelung.
-
1 zeigt
schematisch einen Handschuhkasten 100. Der Handschuhkasten
weist einen Handschuhkastendeckel 102 auf. Der Deckel 102 ist
im unteren Bereich des Staufaches 100 mit diesem beispielsweise über Scharniere
verbunden. Der Deckel 102 ist daher schwenkbar, wodurch
sich das Staufach 100 öffnen
und schließen
lässt.
-
Im
Handschuhkastendeckel 102 sind Verriegelungselemente in
Form von Zahnstangenelementen 104 und 106, die
durch einen Elektromotor 108 bewegt werden können, angebracht.
Die Zahnstangenelemente 104 und 106 werden durch
jeweils eine Feder 110, 112 nach außen gezogen,
so dass die Zahnstangenelemente 104 und 106 beim
Schließen des
Deckels in jeweils eine Aussparung 114 und 116 am
Handschuhkastengehäuse 100 eingreifen
können,
wodurch der Handschuhkasten verriegelbar ist.
-
Zwei
Annäherungssensoren 120 und 122 sind
im Handschuhkastendeckel 102 unterhalb eines Bereichs 118 der
von außen
vom Kraftfahrzeuginsassen sichtbaren Oberfläche des Handschuhkastendeckels
angeordnet. Dabei befinden sich die beiden Sensoren 120 und 122 unterhalb
des Bereichs 118 derart, dass sie im Wesentlichen unter
dem Rand des Bereichs angeordnet sind, das heißt im Wesentlichen den Bereich 118 begrenzen.
-
Der
Bereich 118 der Oberfläche
ist dabei so ausgebildet, dass eine Annäherung eines Körperteils (Finger,
Hand) eines Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich 118 durch
die mindestens zwei Annäherungssensoren
detektierbar ist. Handelt es sich beispielsweise um IR-Annäherungssensoren,
so ist der Bereich 118 so ausgebildet, dass dieser transparent ist
für das
von den Annäherungssensoren
eingesetzte Licht zur Detektion der Annäherung.
-
Die
Annäherungssensoren 120 und 122 sind ferner über eine
Steuerschaltung 126 mit dem Elektromotor 108 verbunden.
-
Bei
einer Annäherung
eines Körperteils
eines Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich wird diese Annäherung durch
die mindestens zwei Annäherungssensoren 120 und 122 detektiert
und entsprechende elektrische Signale an die Steuerschaltung 126 gegeben.
Die Steuerschaltung 126 kann beispielsweise einen logischen
Baustein aufweisen, mit der die beiden Signale UND-verknüpft werden.
Dadurch wird sichergestellt, dass nur wenn die beiden Signale im
Wesentlichen gleichzeitig von den zwei Annäherungssensoren 120 und 122 abgegeben
werden, auch der Elektromotor 108 von den Annäherungssensoren
aktiviert wird.
-
Unter
dem Bereich 118 kann ferner eine Lichtquelle 124,
beispielsweise eine rot leuchtende LED, angeordnet sein. Der Bereich 118 der
Oberfläche
ist dabei so ausgestaltet, dass dieser für das von der Lichtquelle emittierte
Licht zumindest teilweise transparent ist. Die Lichtquelle 126 ist
durch die beiden Annäherungssensoren 120 und 122 betätigbar, die
die Lichtquelle 124 aktivieren, falls die Annäherung eines
Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich 118 von beiden Annäherungssensoren
detektiert wird.
-
Ferner
kann ein Sensor 132 zur Detektion, ob der Handschuhkasten 100 geöffnet oder
geschlossen ist, eingesetzt werden. Bei dem Sensor 132 kann
es sich um einen Reedkontakt handeln, der bei geschlossenem Deckel 102 von
einem Magnetfeld eines Magneten (in 1 nicht
gezeigt), der am Handschuhkasten 100 und dem Sensor 132 entgegengesetzt
angeordnet ist, betätigt
wird.
-
2 zeigt
schematisch die Anordnung der Annäherungssensoren 120 und 122 unter
dem Bereich 118. Jeder der beiden Annäherungssensoren 120 und 122 hat
einen Erfassungsbereich 128 und 130, innerhalb
dessen eine Bewegung eines Objektes (Hand, Finger) durch den entsprechenden
Annäherungssensoren
detektierbar ist. Die beiden Annäherungssensoren
sind nun so angeordnet, dass ihre Erfassungsbereiche 128 und 130 vor
dem Bereich 118 überlappen
und somit eine Bewegung der Hand oder des Fingers des Kraftfahrzeuginsassen
in Richtung des Bereichs 118 (siehe Pfeilrichtung) erfassen können.
-
3 zeigt
ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Betätigung eines
Verriegelungsmechanismus eines Staufaches eines Kraftfahrzeugs,
wobei mindestens zwei Annäherungssensoren
unter einer Oberfläche
des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, wobei die zwei Annäherungssensoren
um einen Bereich der Oberfläche
angeordnet sind. Verfahrensgemäß erfolgt
in Schritt 300 die Detektion einer Annäherung eines Körperteils
eines Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich durch die mindestens
zwei Sensoren. In Schritt 302 wird festgestellt, ob die
Annäherung über mindestens einen
vorgegebenen Zeitraum erfolgt. Ist dies der Fall, so wird das Verfahren
mit Schritt 304 fortgesetzt, wobei der Verriegelungsmechanismus
des Staufaches zum Entriegeln oder Verriegeln des Staufaches betätigt wird.
Wird in Schritt 302 festgestellt, dass die Annäherung nicht über mindestens
den vorgegebenen Zeitraum erfolgt, so wird das Verfahren mit Schritt 306 fortgesetzt,
wobei keine Betätigung
des Verriegelungsmechanismus stattfindet.
-
4 zeigt
einen Ausschnitt 400 einer Instrumententafel, in die ein
Bereich 404 integriert ist. Ferner zeigt 4 eine
vergrößerte schematische Abbildung 402 des
Bereichs 404. Erfindungsgemäß sind mindestens zwei Annäherungssensoren
hinter dem Bereich 404 angebracht, um damit eine Annäherung eines
Körperteils
eines Kraftfahrzeuginsassen an den Bereich 404 zu detektieren
und so den Verriegelungsmechanismus ei nes Staufaches, wie z. B. den
Verriegelungsmechanismus des Handschuhkastens, zu aktivieren. Optische
Annäherungssensoren arbeiten
mit Licht, so dass der Bereich 404 für die von den Annäherungssensoren
benutzte Wellenlänge zumindest
teilweise transparent sein muss. Bei der Anwendung von Infrarotlicht
(ca. 800 bis 960 Nanometer) ist es dabei möglich, für das Auge völlig undurchsichtig
erscheinende Werkstoffe einzusetzen. Typische Materialien sind hier
Acrylglas in vielen Farben und Oberflächenstrukturen, Polycarbonat,
Polystyrol und weitere Kunststoffe. Selbstverständlich kann der Bereich 404 auch
aus Glas in vielen Farben und Dicken bestehen. Viele Farben und
Lacke sind ebenso ausreichend transparent für das von den optischen Näherungssensoren
eingesetzte Licht, so dass der Bereich 404 optimal und
in einem ansprechenden Design in das Interior des Kraftfahrzeugs
integrieren lässt.
-
Die
Abbildung 402 zeigt schematisch den Bereich 404.
In der Mitte des Bereichs ist ein Piktogramm 410 angebracht,
das von einer hinter dem Bereich liegenden Lichtquelle beleuchtet
werden kann. Ferner sind in der Abbildung 402 die Positionen 406 und 408 der
Annäherungssensoren,
die sich hinter dem Bereich 404 befinden, dargestellt.
Die Annäherungssensoren
befinden sich links bzw. rechts vom Piktogramm, so dass diese eine
Bewegung eines Fingers oder einer Hand in Richtung des Piktogramms
gleichzeitig detektieren können
und somit den Verriegelungsmechanismus für das Staufach aktivieren können.
-
5 zeigt
schematisch das Layout einer Schaltung 500 zur Betätigung einer
Staufachverriegelung. Die Schaltung umfasst optische Annäherungssensor 502 und 503,
eine Lichtquelle (LED) 504, einen integrierten Schaltkreis 506,
Eingänge 508, 510 für die Versorgungsspannung,
sowie einen Ausgang 512 zum Verriegelungsmechanismus und einen
Eingang 514 für
einen weiteren Sensor.
-
Durch
die Eingänge
für die
Versorgungsspannung (±5
V, z. B. von der Fahrzeugbatterie) werden die Annäherungssensoren 502 und 503,
die LED 504 und der integrierte Schaltkreis 506 mit
elektrischer Energie versorgt. Ein weiterer Sensor kann dazu verwendet
werden, um zu detektieren, ob das Staufach geöffnet oder geschlossen ist
(vgl. Sensor 132 in 1). Ein
Signal von dem weiteren Sensor kann über den Eingang 514 in
die Schaltung 500 eingespeist werden und vom integrierten
Schaltkreis verarbeitet werden. Dabei kann dann beispielsweise die
LED 504 blinkend betreiben werden, wenn mit dem Signal
der weitere Sensor ein geöffnetes Staufach
anzeigt.
-
Von
den optischen Annäherungssensoren 502 und 503 erzeugte
Signale können
ferner vom integrierten Schaltkreis 506 verarbeitet werden.
Beispielsweise kann der Schaltkreis 506 eine Logik enthalten,
die die von den Annäherungssensoren
generierten Signale UND-verknüpft.
Das über
die UND-Verknüpfung
generierte Signal wird dann zur Aktivierung des Verriegelungsmechanismus über den
Ausgang 512 verwendet. Durch die UND-Verknüpfung ist
somit sichergestellt, dass nur eine Aktivierung des Verriegelungsmechanismus
ausgelöst wird,
wenn beide Annäherungssensoren
gleichzeitig eine Bewegung detektieren.
-
- 100
- Handschuhkasten
- 102
- Handschuhkastendeckel
- 104
- Zahnstangenelement
- 106
- Zahnstangenelement
- 108
- Elektromotor
- 110
- Feder
- 112
- Feder
- 114
- Aussparung
- 116
- Aussparung
- 118
- Bereich
- 120
- Annäherungssensor
- 122
- Annäherungssensor
- 124
- Lichtquelle
- 126
- Steuerschaltung
- 128
- Erfassungsbereich
- 130
- Erfassungsbereich
- 132
- Sensor
- 400
- Ausschnitt
der Instrumententafel
- 402
- Abbildung
- 404
- Bereich
- 406
- Position
eines Annäherungssensors
- 408
- Position
eines Annäherungssensors
- 410
- Piktogramm
- 500
- Schaltung
- 502
- optischer
Annäherungssensor
- 503
- optischer
Annäherungssensor
- 504
- Lichtquelle
- 506
- integrierter
Schaltkreis
- 508
- Eingang
- 510
- Eingang
- 512
- Ausgang
- 514
- Eingang