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Die
Erfindung betrifft eine Türgriffanordnung für ein Kraftfahrzeug.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Türgriffanordnung,
bei welcher ein durch einen Benutzer betätigbarer Außen-Griffteil mit einem fahrzeugseitigen
Innen-Griffteil kabellos koppelbar ist, um elektronische Funktionalitäten zur
Verfügung
zu stellen.
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Es
sind Türgriffe
mit funktionalen elektronischen Komponenten für Kraftfahrzeuge bekannt. Die elektronischen
Komponenten im Türgriff
dienen meist der sensorischen Erfassung des Zugriffs eines Benutzers
oder der Erfassung der Annäherung
eines Benutzers.
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Die
im Griff-Außenteil
angeordneten elektronischen Komponenten werden bei der Montage des Außen-Griffteils,
auf welches ein Benutzer zugreifen kann, an dem Kraftfahrzeug mit
einem fahrzeugseitigen Bestandteil, dem Innen-Griffteil oder Träger zu der
vollständigen
Griffanordnung verbunden. Zwischen dem zugreifbaren Außen-Griffbauteil,
insbesondere der durch den Benutzer zu betätigenden Handhabe und dem fahrzeugseitigen
Träger
liegt üblicherweise
das Türaußenblech,
durch welches Halteelemente, die mit dem Griff gekoppelt sind, geführt werden
und eine Kopplung von Griff-Außenteil
und Griff-Innenteil ermöglichen.
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In
den Halteelementen oder an diesen entlang werden mit den im Griff
angeordneten elektronischen Komponenten verbundene Kabel geführt, um hinter
dem Türblech,
im Innern der Tür
mit zugehörigen
Verbindern auf Fahrzeugseite gekoppelt zu werden. Über die
Signalverbindung können
dann griffseitige Sensoren, Antennen oder sonstige Elemente angesteuert
oder ausgelesen werden. Derartige Verbindungen können Steck- oder Klemmverbindungen
als auch Lötverbindungen
sein.
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Um
eine sichere und einfache Montage zu gewährleisten und außerdem die
Fehleranfälligkeit von
derartigen Türgriffen
zu verringern, besteht der Wunsch, die Kopplung der Elektronik auf
Türinnenseite
und -außenseite
so einfach wie möglich
zu halten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Signalverbindung
zwischen einem Griff-Außenteil
und einem fahrzeugseitigen Griff-Innenteil bereitzustellen, welche
die Montage erleichtert und die verlässliche Ansteuerung von elektronischen
Komponenten in dem Griff verbessert.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Türgriffanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Die
erfindungsgemäße Türgriffanordnung
für ein
Kraftfahrzeug weist einen äußeren Griffteil
auf, welcher eine Handhabe und wenigstens einen mit der Handhabe
verbundenen Halteabschnitt hat. Der Halteabschnitt ist mit einer
fahrzeugseitigen, in einer Tür
des Kraftfahrzeugs angeordneten Halterungsaufnahme (Trägeraufnahme)
eines Griff-Trägers
mechanisch koppelbar.
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Die
Handhabe ist derjenige Teil der Türgriffanordnung, welcher außen, offen
zugänglich
an dem Fahrzeug angebracht ist, um für einen Benutzer zum Zugriff
zur Verfügung
zu stehen. Der Halteabschnitt, welcher mit der Handhabe verbunden
ist, wird in eine fahrzeugseitige Halterungsaufnahme im oder am Träger der
Griffanordnung gekoppelt. In dieser kann er zum Beispiel schwenkbar
oder verschiebbar aufgenommen sein. Zwischen dem Halteabschnitt
und dem fahrzeugseitigen Halterungsabschnitt kann außerdem die
mechanische Kopplung derart ausgebildet sein, dass über den
Halteabschnitt und eine mechanische Wechselwirkung bei Betätigung der
Handhabe Schließfunktionen
oder sonstige mechanische Funktionen betätigbar sind.
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Erfindungsgemäß ist in
dem Griffteil eine erste Leiterspule ausgebildet, welche mit ihrer
Wicklung einen im Griffteil angeordneten Spulenkern umgibt. Der
Spulenkern erstreckt sich wenigstens teilweise in dem Halteabschnitt
des Griffteils. Die Handhabe ist regelmäßig langgestreckt ausgebildet,
um von dem Benutzer Unter-, Über-
oder Hintergriffen zu werden. Der Hal ter ist oft gewinkelt zu der
Handhabe ausgebildet, um durch das Türblech in das Innere der Kraftfahrzeugtür zu ragen.
Der Spulenkern erstreckt sich wenigstens teilweise in dem Halter
und kann abschnittsweise in den Körper der Handhabe hineinreichen.
Dazu kann der Spulenkern eine entsprechend gebogene oder gewinkelte
Form aufweisen, es kann jedoch auch ein gerader Spulenkern ausgebildet sein,
der nur mit einem Endabschnitt in den Bereich des Halters oder der
Handhabe hineinragt.
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Im
Bereich der Halterungsaufnahme ist fahrzeugseitig eine zweite Leiterspule
angeordnet. Die Leiterspule ist fahrzeugseitig so angeordnet, dass
bei Montage der Türgriffanordnung,
also dann wenn der Griffteil mit seinem Halteabschnitt mit der Halterungsaufnahme
am Fahrzeug gekoppelt wird, der in dem Halterabschnitt befindliche
Spulenkern durch die zweite Leiterspule geführt ist. Im montierten Zustand ragt
erfindungsgemäß demnach
der Spulenkern sowohl durch die Spule im Griffteil, als auch bis
in die Spule, die fahrzeugseitig angeordnet ist. Über den Spulenkern,
welcher in beide Spulen eintaucht, wird eine Kopplung zwischen den
beiden elektrischen Spulen hergestellt, indem ein offener Magnetkreis gebildet
ist. Es ist wesentlich, dass erfindungsgemäß keine elektrisch leitende
Verbindung hergestellt werden braucht, sondern eine rein magnetische
Kopplung erfolgt. So kann der Halteabschnitt ohne Rücksicht
auf mechanische Belastung von Leitverbindungen beweglich mit der
Halterungsaufnahme gekoppelt sein, so dass der Ferritkern zum Beispiel
bei einer Schwenkbewegung der Handhabe beziehungsweise des Griffteils
verschoben oder verkippt wird, jedoch weiterhin die fahrzeugseitige
Spule durchdringt. Dadurch wird eine bewegliche und stabile Signalverbindung
aufgebaut.
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Erfindungsgemäß wird eine
Kopplung aufgebaut, indem die in dem Spulenkern durch Ansteuerung
einer Spule hervorgerufenen Feldlinien welche bei Stromfluss durch
die Spule auf Fahrzeugseite oder auf Griffseite aufgebaut werden,
auch die jeweils andere Spule durchgreifen. Mit dem Spulenkreis
in dem Griffteil können
Sensorelektronik und sonstige Elektronikbauteile gekoppelt werden.
Fahrzeugseitig kann über
eine Ansteuerung der zweiten Leiterspule eine Abfrage oder Ansteuerung
der griffseitigen elektronischen Komponenten vorgenommen werden.
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Erfindungsgemäß wird demnach
ein offener Magnetkreis verwendet, um eine Signalverbindung zwischen
Griffteil und fahrzeugseitiger Halterungsaufnahme mit zweiter Leiterspule
aufzubauen und Informationen zu Übertragen.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist die erste Leiterspule, die
in dem Griffteil angeordnet ist, als Leiterbahn auf einer Platine
ausgebildet, wobei in der Platine eine Öffnung für den Durchtritt des Spulenkerns
ausgebildet ist.
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Auf
der Platine können
zusammen mit der Spule weitere Komponenten für eine sensorische Erfassung,
beispielsweise für
Annäherungssensoren angeordnet
sein. Die Anordnung der Leiterspule als Leiterbahn auf einer Platine
gewährleistet
eine reproduzierbare Spulenausbildung und eine besonders ökonomische
Fertigung im Rahmen der Fertigung der Gesamtplatine.
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Vorzugsweise
ist der Spulenkern als Ferritkern ausgebildet.
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Ferritkerne
eignen sich besonders als Kopplungselement für die magnetischen Feldlinien
zwischen den beiden Spulen. Die Tatsache, dass Ferrite regelmäßig spröde Materialien
sind, ist für
den erfindungsgemäßen Türgriff nicht
als kritisch anzusehen, da der Spulenkern sicher in dem Griffteil
aufgenommen ist. Mechanische Belastungen werden durch den Halteabschnitt
oder die Handhabe aufgenommen, während
der Spulenkern keinen oder nur äußerst geringen
mechanischen Belastungen ausgesetzt ist.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung sind an dem Griffteil wenigstens
zwei Halteabschnitte ausgebildet, wobei in wenigstens einem dieser
Halteabschnitte der Spulenkern angeordnet ist.
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Sind
beispielsweise an der Handhabe ein vorderer Halteabschnitt und ein
hinterer Halteabschnitt angeordnet, so kann einer der Halteabschnitte
dazu dienen, eine schwenkbare Verbindung und Festlegung am Fahrzeug
zu gewährleisten.
Der andere Halteabschnitt kann für
die mechanische Kopplung mit einem Türschloss ausgebildet sein.
In welchem der Halteabschnitte der Spulenkern anzuordnen ist, hängt von
den Möglichkeiten
der Anordnung der Spulen im Griff und fahrzeugseitig ab, es ist
jedoch grundsätzlich
möglich,
den Spulenkern in jedem der Halteabschnitte anzuordnen.
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Vorzugsweise
sind die erste Spule in dem Griffteil, zusammen mit dem Spulenkern
mit einem Kunststoff umspritzt und verkapselt, so dass sie gegen
sämtliche
Umwelteinflüsse
geschützt
sind. Eine derart geschützte
und verkapselte Anordnung ist resistent gegen Umwelteinflüsse, wie
zum Beispiel Regen, Luftfeuchte oder Eisbildung.
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Vorzugsweise
ist fahrzeugseitig eine Auswerteschaltung oder Ansteuerschaltung
mit der zweiten Leiterspule gekoppelt. Diese Schaltung übernimmt
die Ansteuerung der zweiten Spule, zur Erzeugung oder Abfrage von
magnetischen Feldlinien, welche den Spulenkern durchgreifen. Dazu
kann insbesondere fahrzeugseitig ein Wechselrichter angeordnet sein,
um die fahrzeugseitige Gleichspannung als Wechselspannung zur Feldlinienerzeugung
zu wandeln.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung sind in dem Griffteil elektronische
Sensor-Komponenten angeordnet, die wiederum mit der ersten Spulenwicklung
elektrisch gekoppelt sind. Ein mittels der Sensor-Komponenten erfassbarer
Zustand kann mit der fahrzeugseitigen Auswerteschaltung ermittelt
werden. Ein im Griffteil angeordneter kapazitiver Sensor kann beispielsweise über eine
Gleichrichterdiode mit der Spule gekoppelt sein, die wiederum über den Spulenkern
mit der zweiten, fahrzeugseitigen Spule gekoppelt ist. Eine Sensorabfrage
kann dann anhand einer Lastveränderung
im Kreis der ersten Spule durch Erfassung auf Seiten der zweiten
Spule ermittelt und ausgewertet werden. Auf diese Weise dient eine
Lastmodulation auf Seiten des Griffteils als Grundlage für die Auswertung
der Sensorsignale auf Fahrzeugseite, ohne dass eine elektrisch leitfähige Verbindung
erforderlich wäre.
Die Lastmodulation kann durch Beeinflussung eines kapazitiven Sensors bei
Annäherung
eines Benutzers erfolgen.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
sind im Griffabschnitt LEDs angeordnet, die mit der ersten Spulenwicklung
ge koppelt sind. Diese LEDs können über die erste Spule mit Energie versorgt werden,
dafür ist
jedoch erforderlich, dass eine ausreichende Betriebsspannung für die LEDs
zur Verfügung
gestellt wird. Zu diesem Zweck ist es möglich, die zweite Spulenwicklung
in einem zweiten Betriebsmodus der Einrichtung mit einer erhöhten Spannung
zu beaufschlagen, die mit einem Wechselrichten in die zweite Spulenwicklung
eingespeist und in die erste Spulenwicklung übertragen wird. Als erhöhte Spannung
kommt dafür
z. B. die 12 V-Versorgungsspannung des Automobils in Frage, die
mit einem angesteuerten Schalter auf die den Wechselrichter der zweiten
Spulenwicklung aufgeschaltet werden kann.
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Eine
erhöhte
Spannung auf Fahrzeugseite führt
zu einer erhöhten
Spannung auf Griffseite. Werden mit der ersten Spule die LEDs gekoppelt,
so kann über
eine erhöhte
Spannung ein Aufleuchten der LEDs gesteuert werden. Je nach Spannung
ist dazu vor die LEDs eine Gleichrichteranordnung, z. B. eine Diode
zu schalten, die jedoch für
die Sensoranordnung regelmäßig ohnehin
vorhanden ist. Allein durch von Fahrzeugseite aus bewirkter Spannungserhöhung kann
dann eine Leuchtfunktion im Griff bewirkt werden, ohne dass dazu
eine Verkabelung erforderlich wäre.
Es können
auch mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden, so dass verschiedene Griffpositionen
beleuchtbar sind.
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Alternativ
kann auch eine Vergleichsschaltung installiert werden, welche die
LEDs mit Spannung versorgt, wenn die in die erste Spule induzierte Spannung
eine vorgegebene Mindestspannung übersteigt, was einen Wechsel
in die zweite Betriebsweise, den Beleuchtungsmodus, anzeigt. Mit
minimalem Schaltungsaufwand kann so eine kabellose Beleuchtungsfunktion
in dem Türgriff
realisiert werden.
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Die
Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt
eine Türgriffanordnung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung in einer schematischen, perspektivischen Außenansicht;
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2 zeigt
eine schematische seitliche Ansicht der Türgriffanordnung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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3 zeigt
die schematische Ansicht aus 2, wobei
im Inneren des Griffs liegende Elemente sichtbar mit gebrochenen
Linien dargestellt sind;
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4 zeigt
Blockschaltbild der elektronischen Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels;
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5 zeigt
die perspektivische Außenansicht
aus 1, wobei verdeckte Elemente in gebrochenen Linien
dargestellt sind;
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6 zeigt
die Komponenten der griffseitigen und fahrzeugseitigen Platine mit
dem Spulenkern in einer vergrößerten Detailansicht;
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7 zeigt
ein Blockschaltbild der elektronischen Komponenten eines zweiten
Ausführungsbeispiels;
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In 1 ist
gezeigt, wie ein Türgriff
mit einer Handhabe 1 auf dem Blech 2 einer Fahrzeugtür angeordnet
ist. Der Türgriff 1 ist
durch einen Benutzer zu hintergreifen, um Öffnungs-, Schließ- oder
sonstige Funktionen auszulösen.
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Wie
in 2 gezeigt, ist an der Handhabe 1 ein
vorderer Halteabschnitt 3 sowie ein hinterer Halteabschnitt 4 angeordnet.
Die Halteabschnitte sind mit der Handhabe 1 verbunden.
Die Halteabschnitt 3 und 4 sind durch im Blech 2 der
Tür ausgebildete Öffnungen
hindurchgeführt
und liegen im montierten Zustand auf der Fahrzeuginnenseite 5 des
Fahrzeugs während
die Handhabe auf der zugänglichen
Außenseite 6 des
Fahrzeugs liegt. Im Bereich des Türinnenraums 5 sind
am Träger
der Griffanordnung Halterungselemente zur Aufnahme der Halteabschnitte 3 und 4 ausgebildet,
die jedoch aus Gründen
der Übersichtlichkeit
in dieser schematischen Ansicht nicht dargestellt sind. Auf der
Türinnenseite 5 ist
im oder am Träger
eine Platine 10 angeordnet, wobei in der Platine 10 eine Öffnung ausgebildet
ist. Durch die Öffnung
ist der vordere Halteabschnitt 3 der Griffanordnung hindurchgeführt.
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Den
Halteabschnitten 3 und 4 können sowohl Befestigungsaufgaben
als auch Betätigungsaufgaben
zukommen. Beispielsweise kann dem hinteren Halteabschnitt 4 eine
mechanische Schließvorrichtung
zugeordnet und angekoppelt sein, wobei beim Ziehen des Türgriffs über den
Halteabschnitt 4 eine Schließfunktion betätigt wird.
Der Halteabschnitt 3 kann beispielsweise auf der Fahrzeugtürinnenseite 5 in
einer Halterungsaufnahme aufgenommen sein, um den Türgriff um
einen Lagerpunkt schwenken zu können.
Wie in 3 gezeigt, sind in dem Griffbauteil eine Platine 15 mit
einem durch die Platine geführten Spulenkern 16 eingegossen
oder mit einem Kunststoff umspritzt. Der Spulenkern 16 erstreckt
sich bis in den vorderen Halteabschnitt 3. Die Platine 15 erstreckt
sich im Wesentlichen längs
der Handhabe 1 des Griffbauteils. Auf der Türinnenseite 5 liegt
die Platine 10 mit einer Innenöffnung 20, durch welche Haltabschnitt 3 zusammen
mit dem darin befindlichen Spulenkern 16 geführt sind.
Auf den Platinen 15 und 10 sind jeweils aus Leiterbahnen
Spulen ausgebildet, welche die Öffnung
umfangen, durch die der Spulenkern 16 ragt.
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In
der in 3 dargestellten montierten Stellung des Griffes
ist daher ein offener Magnetkreis gebildet, mit Kopplung zwischen
den Spulen auf der Platine 10, welche die Öffnung 20 umläuft, sowie
der Spule auf der Platine 15, welche die Öffnung 21 umläuft.
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Über diese
magnetische Kopplung können von
der Fahrzeugseite 5 Informationen über den Zustand der Sensoren
im der Handhabe 1 abgefragt werden.
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4 zeigt
einen vereinfachten Blockschaltplan, in welchem die Funktionen und
das Zusammenwirken der Platine 10, des Spulenkerns 16 und
der Platine 21 dargestellt sind. Es genügt zur Herstellung der entsprechenden
Verbindung zum Informationsaustausch allein die Kopplung über den
Spulenkern 16, der aus einem geeigneten Material, zum Beispiel einem
Ferrit gebildet ist. In der Handhabe 1 sind weitere elektronische
Komponenten, in diesem Fall ein kapazitiver Sensor sowie eine Gleichrichteranordnung
aufgebaut. Diese weiteren Komponenten können auf der Platine 15 direkt
aufgebaut oder in irgendeiner Weise mit dieser gekoppelt sein.
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Die
Platine 10 ist mit einer Steuerplatine (BCU) des Fahrzeugs
gekoppelt, wobei auf der Platine 10 selbst oder an beliebiger
fahrzeugseitiger anderer Stelle eine Auswerteelektronik angeordnet
sein kann.
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5 zeigt
die Griffanordnung in einer perspektivischen teildurchsichtigen
Ansicht, in welcher die Lage der Elemente zueinander verdeutlicht
wird.
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In 6 ist
das Detail der beiden Platinen mit dem beide Platinen durchgreifenden
Spulenkern 16 vergrößert dargestellt.
Die Öffnung
in der Platine 15 ist so ausgebildet, dass sie den Spulenkern
unmittelbar umgibt, da griffseitig keine Bewegung zwischen Spulenkern 16 und
Platine 15 zu erwarten ist, da die beiden Komponenten mit
einem Kunststoff umspritzt und in ihrer Lage festgelegt sind. Die Öffnung 20 ist
dagegen in der Größe und Form
so bemessen, dass der Halteabschnitt 3 zusammen mit dem
Griff im vorgesehenen Maße
in der Öffnung schwenkbar
ist. Die dargestellte Anordnung stellt sicher, dass auf einer Spulenseite
hervorgerufene magnetische Feldlinien durch den Spulenkern und seine magnetischen
Eigenschaften beeinflusst werden und auch die jeweils andere Spule
durchgreifen. Anhand der elektrischen Last, die auf Seiten des Griffes 1 mit der
Spule gekoppelt ist, kann auf diese Weise eine Abfrage von griffseitigen
Sensoren erfolgen.
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In 7 ist
ein Blockschaltbild der elektronischen Komponenten einer zweiten
Ausführungsform der
Erfindung gezeigt.
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Auf
Fahrzeugseite ist ein Schaltungsteil 30 ausgebildet. Der
Wechselrichter des Schaltungsteils kann durch Ansteuerung von Fahrzeugseite
wahlweise mit einer für
den Sensorbetrieb vorgesehenen Spannung Uref oder
einer Beleuchtungsbetriebsspannung ULED versorgt
werden. Die auf die Griffseite 31 übertragene Spannung wird gleichgerichtet
und mit einem elektrischen Vergleicher 33 mit der Spannung Uref verglichen. Übersteigt die Spannung die
für den Sensorbetrieb
vorgesehene Spannung, so werden die LEDs 34 aktiviert.
Auf diese Weise ist durch Spannungsvorgabe eine einfache Beleuchtungsanwahl
auf Griffseite möglich.
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Alternativ
kann auf den Vergleicher verzichtet werden, wenn entsprechende LEDs
in Serie eingeschaltet werden. Dann kann die Serienschaltung der
LEDs gleichzeitig Schaltfunktion übernehmen, da nur dann die
LEDs leuchten und leiten, wenn ei ne ausreichende Spannung auf die
Griffseite 31 übertragen
wird.
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Im
Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich, zum
Beispiel kann auch in einem anderen Griffabschnitt eine ähnliche
Anordnung von Platinen und Spulenkernen vorgenommen werden. Wesentlich
ist, dass der Spulenkern zusammen mit einer umgebenen Spulenwicklung
im Griff derart angeordnet ist, dass er in einem Bauteil erstreckt,
welches auf der Fahrzeugseite mit einer entsprechenden umgebenen
Spule gekoppelt werden kann.
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In
dem Griff-Aussenteil kann auch ein Energiespeicher angeordnet sein,
um erweiterte Funktionalitäten
auf Griffseite zu ermöglichen.
Außerdem kann
die erfindungsgemäße Kopplung
auch in Kombination mit einer herkömmlichen Leiterkopplung eingesetzt
werden.