DE102011111208A1

DE102011111208A1 - Control device for non-contact actuation of actuator in vehicle e.g. motor vehicle, has sensor electrodes that are formed outside bumper of vehicle in horizontal direction, which are connected connected to rigid module carrier

Info

Publication number: DE102011111208A1
Application number: DE201110111208
Authority: DE
Inventors: Thorsten Kuhnen; Carsten Abert; Henning Mönch; Ralph Kalthoff; Markus Hirschmann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2011-08-20
Filing date: 2011-08-20
Publication date: 2013-02-21

Abstract

The control device (10) has sensor electrodes (11-13) for capacitive and/or inductive detection of operation command, which are connected to control unit (14). The sensor electrodes are formed outside a bumper (2) of vehicle (1) in horizontal direction, which areconnected connected to rigid module carrier. The sensor electrodes are designed as metallic coating on bumper. The sensor electrode is manufactured by plasma coating, evaporation, sputtering or flame spraying. The sensor electrode is formed by electrically conductive plastic region.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung zur berührungslosen Betätigung eines Aktors in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug.The invention relates to a control device for non-contact actuation of an actuator in a vehicle, in particular a motor vehicle.

Mit „Aktor” ist allgemein ein Bauelement bezeichnet, das eine Eingangsgröße in eine andersartige Ausgangsgröße umwandelt, um einen gewünschten Effekt hervorzurufen. Bei der Eingangsgröße handelt es sich hierbei insbesondere um ein elektronisches Steuersignal. Bei der Ausgangsgröße kann es sich um eine mechanische Bewegung handeln. In diesem Fall ist der Aktor beispielsweise durch einen Elektromotor gebildet oder umfasst zumindest einen solchen. Bei der Ausgangsgröße kann es sich aber auch um eine andere physikalische Größe, z. B. Druck, Temperatur, Fluidströmung, Ton oder Licht handeln. In letzterem Fall wird der Aktor insbesondere durch eine Lampe, insbesondere durch eine Leuchtdiode (LED) oder Leuchtdiodengruppe gebildet.By "actuator" is generally meant a device that converts an input to a different output to produce a desired effect. The input variable is in particular an electronic control signal. The output quantity may be a mechanical movement. In this case, the actuator is formed for example by an electric motor or comprises at least one such. The output may also be a different physical quantity, eg. As pressure, temperature, fluid flow, sound or light act. In the latter case, the actuator is formed in particular by a lamp, in particular by a light-emitting diode (LED) or light-emitting diode group.

Eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art wird gegenwärtig beispielsweise zur gestengesteuerten Öffnung einer Fahrzeug-Heckklappe eingesetzt. Bei einer solchen Stellvorrichtung erzeugt der Fahrzeugnutzer einen Öffnungsbefehl, in dem er in der Nähe der Heckklappe eine festgelegte Geste, insbesondere eine bestimmte Fußbewegung vollführt. Bei der Geste handelt es sich insbesondere um eine Kickbewegung, die der Fahrzeugnutzer in Richtung des hinteren Fahrzeug-Stoßfängers ausführt. Die Steuereinrichtung erfasst die Geste des Fahrzeugsnutzers mittels eines Näherungssensors und überprüft durch Auswertung der Sensorsignale, ob die erfasste Geste bestimmten, für einen Betätigungsbefehl hinterlegten Kriterien entspricht. Sofern die Steuervorrichtung gegebenenfalls den Betätigungsbefehl erkennt, veranlasst sie durch Ansteuerung eines als Aktor mit der Heckklappe gekoppelten Elektromotors die Öffnung derselben.A control device of the type mentioned is currently used for example for gesture-controlled opening of a vehicle tailgate. In such a control device, the vehicle user generates an opening command in which he executes a fixed gesture, in particular a specific foot movement, in the vicinity of the tailgate. In particular, the gesture is a kicking motion that the vehicle user makes towards the rear vehicle bumper. The control device detects the gesture of the vehicle user by means of a proximity sensor and, by evaluating the sensor signals, checks whether the detected gesture corresponds to specific criteria stored for an actuation command. If the control device optionally recognizes the actuation command, it causes the opening of the same by controlling an electric motor coupled to the tailgate as an actuator.

Zur Gestenerfassung werden überwiegend kapazitive Näherungssensoren verwendet, die die Annäherung des befehlsgebenden Fußes berührungslos erfassen.For gesture detection predominantly capacitive proximity sensors are used, which detect the approach of the commanding foot contactless.

Ein solcher kapazitiver Näherungssensor umfasst üblicherweise eine oder mehrere Sensorelektroden. Die derzeit verwendeten Sensorelektroden sind üblicherweise durch biegeschlaffe, isolierte Flach- oder Rundleiter gebildet, die als separate Bauteile gefertigt und erst im Zuge der Fahrzeugmontage angebracht werden. Häufig werden solche Sensorelektroden aus optischen Gründen an der (nicht sichtbaren) Rückseite von Innen- oder Außen-Verkleidungsteilen des Fahrzeugs angebracht. Die Befestigung der Leiter an dem jeweils tragenden Fahrzeugteil erfolgt insbesondere durch Verclipsung oder Verschraubung.Such a capacitive proximity sensor usually comprises one or more sensor electrodes. The currently used sensor electrodes are usually formed by pliable, flat or round conductors, which are manufactured as separate components and attached only during vehicle assembly. Often, such sensor electrodes are optically attached to the (non-visible) rear of interior or exterior trim panels of the vehicle. The attachment of the ladder to the respective supporting vehicle part takes place in particular by Verclipsung or screwing.

Die Montage der Sensorelektrode(n) ist oft vergleichsweise zeitaufwändig und wird bisweilen insbesondere durch schlechte Zugänglichkeit des vorgesehenen Einbauortes erschwert. Dies trifft insbesondere auf die im Rahmen einer Heckklappen-Stellvorrichtung vorgesehenen Sensorelektroden zu, die regelmäßig an der Innenseite des hinteren Stoßfängers befestigt werden.The mounting of the sensor electrode (s) is often comparatively time-consuming and is sometimes difficult in particular by poor accessibility of the intended installation location. This applies in particular to the sensor electrodes provided in the context of a tailgate adjusting device, which are regularly fastened to the inside of the rear bumper.

Die Anbringung von Sensorelektroden an der (vom Fahrzeugnutzer abgewandten) Rückseite von Verkleidungsteilen hat den zusätzlichen Nachteil, dass die von der Sensorelektrode zu detektierenden elektrischen und/oder magnetischen Felder durch das Verkleidungsteil abgeschwächt oder verfälscht werden können.The attachment of sensor electrodes to the rear side (facing away from the vehicle user) of trim parts has the additional disadvantage that the electrical and / or magnetic fields to be detected by the sensor electrode can be attenuated or falsified by the trim part.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung zur berührungslosen Betätigung eines Aktors in einem Fahrzeug, mit einer Sensorelektrode zur kapazitiven und/oder induktiven Erfassung eines Betätigungsbefehls anzugeben, die einfach gefertigt und montiert werden kann.The invention has for its object to provide a control device for non-contact actuation of an actuator in a vehicle, with a sensor electrode for capacitive and / or inductive detection of an actuation command, which can be easily manufactured and assembled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ferner durch ein (Kraft-)Fahrzeug mit einer solchen Steuereinheit. Danach ist vorgesehen, dass die Sensorelektrode einstückig mit einem Verkleidungsteil des Fahrzeugs, also einem Bestandteil der Innen- oder Außenverkleidung des Fahrzeugs verbunden ist. Der Begriff „einstückig” ist hierbei dahingehend zu verstehen, dass die Sensorelektrode entweder zusammen mit dem Verkleidungsteil gefertigt oder im Zuge der Fertigung des Verkleidungsteils mit diesem verbunden wird, so dass die Sensorelektrode von dem fertigen Verkleidungsteil nicht mehr ohne Zerstörung des Verkleidungsteils und/oder der Sensorelektrode entfernt werden kann. In einer alternativen Ausführung der Erfindung ist die Sensorelektrode nicht unmittelbar mit dem Verkleidungsteil selbst verbunden. Vielmehr ist die Sensorelektrode hier einstückig – mit einem starren Modulträger verbunden, der seinerseits vor oder im Zuge der Endmontage an dem Verkleidungsteil befestigt wird.This object is achieved by a control device with the features of claim 1, further by a (power) vehicle with such a control unit. Thereafter, it is provided that the sensor electrode is integrally connected to a trim part of the vehicle, that is a part of the inner or outer lining of the vehicle. The term "one-piece" here is to be understood that the sensor electrode is either made together with the trim part or connected in the course of manufacturing the trim part with this, so that the sensor electrode of the finished trim part no longer without destroying the trim part and / or the Sensor electrode can be removed. In an alternative embodiment of the invention, the sensor electrode is not directly connected to the cowling itself. Rather, the sensor electrode is here in one piece - connected to a rigid module carrier, which in turn is attached before or during the final assembly to the trim panel.

Die einstückige Fertigung der Sensorelektrode mit dem zugehörigen Verkleidungsteil vereinfacht die Fertigung und Montage der Steuereinrichtung wesentlich, insbesondere zumal die Sensorelektrode somit nicht unter den regelmäßig beengten Bauraumverhältnissen bei der Endmontage des Fahrzeugs montiert werden muss. Zudem wirkt das Verkleidungsteil zwangsweise als Träger für die Sensorelektrode. Eine Beschädigung der Sensorelektrode vor oder im Zuge des Montageprozesses – wie sie bei den üblichen, biegeschlaffen Leitern beispielsweise durch Knicken, Ein- oder Abreißen des Leiters vorkommen kann – wird somit auf einfache und effektive Weise verhindert. Zudem ist durch die einstückige Verbindung der Sensorelektrode mit dem Verkleidungsteil ausgeschlossen, dass die Sensorelektrode gegenüber der vorgesehenen Einbauposition verrutscht oder sich gänzlich ablöst.The one-piece production of the sensor electrode with the associated trim part simplifies the manufacture and assembly of the control device substantially, especially since the sensor electrode thus does not have to be mounted under the regularly cramped space conditions in the final assembly of the vehicle. In addition, the trim part forcibly acts as a support for the sensor electrode. Damage to the sensor electrode before or during the assembly process - as with the usual, pliable conductors, for example can occur due to kinking, tearing or tearing of the conductor - is thus prevented in a simple and effective manner. In addition, it is excluded by the integral connection of the sensor electrode with the cowling that the sensor electrode against the intended installation position slips or peels off completely.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Preferred and advantageous embodiments and further developments of the invention will become apparent from the subclaims and the description below.

So ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Sensorelektrode als metallische Beschichtung auf dem Verkleidungsteil ausgebildet. Diese Beschichtung ist insbesondere durch Plasmabeschichtung, Aufdampfen, Sputtern oder Flammenspritzen hergestellt. Mit den vorstehend genannten Verfahren lässt sich eine besonders innige, stoffschlüssige Verbindung zwischen der metallischen Sensorelektrode und dem Verkleidungsteil herstellen. Zudem lassen sich mit den genannten Verfahren quasi beliebige Elektrodengeometrien vergleichsweise einfach herstellen. Die Sensorelektrode kann insbesondere auf quasi beliebig geformte Oberflächen des Verkleidungsteils aufgebracht werden. Auch die Form der Sensorelektrode selbst, insbesondere die Breite und Stärke der Sensorelektrode kann mit den vorstehend genannten Verfahren weitgehend beliebig variiert werden. Die Breite und Dicke der Sensorelektrode kann hierbei insbesondere auch über die Länge jeder einzelnen Sensorelektrode variieren.Thus, in a preferred embodiment of the invention, the sensor electrode is formed as a metallic coating on the trim part. This coating is produced in particular by plasma coating, vapor deposition, sputtering or flame spraying. With the above-mentioned methods, a particularly intimate, cohesive connection between the metallic sensor electrode and the covering part can be produced. In addition, virtually any desired electrode geometries can be produced comparatively easily with the methods mentioned. The sensor electrode can in particular be applied to quasi arbitrarily shaped surfaces of the trim part. The shape of the sensor electrode itself, in particular the width and thickness of the sensor electrode can be varied largely arbitrarily with the above-mentioned method. The width and thickness of the sensor electrode can in this case also vary over the length of each individual sensor electrode.

Alternativ hierzu kann die Beschichtung auch durch eine auf dem Verkleidungsteil aufkaschierte, d. h. flächig und stoffschlüssig mit der Oberfläche des Verkleidungsteils verbundene Metallfolie gebildet sein. Diese Metallfolie ist insbesondere vollflächig mit der Oberfläche des Verkleidungsteils verklebt.Alternatively, the coating may also be laminated by a cladding on the trim part, d. H. be formed flat and cohesively connected to the surface of the trim part metal foil. This metal foil is particularly glued over the entire surface with the surface of the trim part.

Wiederum alternativ kann die Sensorelektrode durch einen elektrisch leitenden Kunststoffbereich gebildet sein, der in das ansonsten aus nicht leitendem Kunststoff gebildete Verkleidungsteil eingebettet ist. Der elektrisch leitfähige Kunststoffbereich wird insbesondere durch Einbringung Von leitfähigen Kohlenstoffbereichen in den Kunststoff (z. B. Kohlenstaub) gebildet. Alternativ kann zur Herstelllung der elektrischen Leitfähigkeit auch Metallpulver in den Kunststoff eingebracht werden.Again, alternatively, the sensor electrode may be formed by an electrically conductive plastic portion which is embedded in the otherwise made of non-conductive plastic trim part. The electrically conductive plastic region is formed, in particular, by introduction of conductive carbon regions into the plastic (for example pulverized coal). Alternatively, metal powder can also be introduced into the plastic to produce the electrical conductivity.

Vorzugsweise wird die Sensorelektrode auf einer Außenseite des Verkleidungsteils, die im montierten Zustand die Sichtoberfläche des Verkleidungsteils bildet, aufgebracht. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die von der Sensorelektrode zu detekierenden elektrischen und/oder magnetischen Felder nicht, zumindest nicht in signifikantem Maß durch vorgelagertes Material gestört oder verfälscht werden. Allerdings ist die Sensorelektrode in zweckmäßiger Ausgestaltung der Steuereinrichtung vorzugsweise außenseitig mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht überzogen. Bei der Lackschicht handelt es sich insbesondere um eine Dekor-Lackschicht, die der Sichtoberfläche des Verkleidungsteils eine gewünschte optische Anmutung gibt. Die Lackschicht hat hierbei die vorteilhafte Wirkung, dass sie infolge ihrer isolierenden Eigenschaft die Zuleitung und Ableitung von Strömen auf die Sensorelektrode bzw. von der Sensorelektrode verhindert. Des Weiteren schützt die Lackschicht die Sensorelektrode wirksam vor Beschädigung.Preferably, the sensor electrode is applied on an outer side of the trim part, which forms the visible surface of the trim part in the mounted state. In this way, it is ensured that the electrical and / or magnetic fields to be detected by the sensor electrode are not disturbed or falsified, at least not to a significant extent, by upstream material. However, in an expedient embodiment of the control device, the sensor electrode is preferably coated on the outside with an electrically insulating lacquer layer. The lacquer layer is, in particular, a decorative lacquer layer which gives the visible surface of the covering part a desired visual appearance. In this case, the lacquer layer has the advantageous effect of preventing the supply and discharge of currents to the sensor electrode or of the sensor electrode as a result of their insulating property. Furthermore, the paint layer effectively protects the sensor electrode from damage.

Alternativ hierzu kann – insbesondere im Innenraum des Fahrzeugs – die Sensorelektrode aber auch sichtbar an der Sichtoberfläche des Verkleidungsteils hervortreten. Insbesondere können auf diese Weise metallische Zierleisten (Chrom-Zierleisten), die vorrangig aus optischen Gründen vorgesehen sind, synergetisch als Sensorelektrode mitbenutzt werden.Alternatively, however, the sensor electrode can also protrude visibly on the visible surface of the trim part, in particular in the interior of the vehicle. In particular, in this way metallic trim strips (chrome trim strips), which are provided primarily for optical reasons, be synergetically shared as a sensor electrode.

Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung zusätzlich zu mindestens einer Sensorelektrode der vorstehend beschriebenen Art und Ausführung eine Steuereinheit, die – schaltungs- und/oder programmtechnisch – dazu eingerichtet ist, durch Auswertung eines von der Sensorelektrode zugeführten Sensorsignals den Betätigungsbefehl zu erkennen, und bei Erkennung des Betätigungsbefehls den zugeordneten Aktor anzusteuern. In zweckmäßiger Ausführung ist die Steuereinheit insbesondere durch einen Microcontroller gebildet, der durch programmtechnische Implementierung eines Steuerprogramms zur Erkennung des Betätigungsbefehls und zur Ansteuerung des Aktors eingerichtet ist.Preferably, in addition to at least one sensor electrode of the type and design described above, the control device also comprises a control unit which - by circuitry and / or program technology - is designed to recognize the actuation command by evaluating a sensor signal supplied by the sensor electrode, and upon detection of the actuation command to control associated actuator. In an expedient embodiment, the control unit is formed, in particular, by a microcontroller, which is set up by program-technical implementation of a control program for detecting the actuating command and for actuating the actuator.

In einem vorgesehenen Anwendungsbereich dient die Steuereinrichtung zur gestengesteuerten Öffnung einer motorisch bewegbaren Heckklappe des Fahrzeugs. Bei dem von der Steuereinrichtung angesteuerten Aktor handelt es sich in diesem Fall um einen antriebstechnisch mit der Heckklappe gekoppelten Elektromotor.In an intended area of application, the control device is used for the gesture-controlled opening of a motor-driven tailgate of the vehicle. In the case of the actuator controlled by the control device, in this case it is a drive motor with the tailgate coupled electric motor.

In einem anderen vorgesehenen Anwendungsfall wird die Steuereinrichtung zur Steuerung einer oder mehrerer Lampen (insbesondere LEDs) eingesetzt, die zur Beleuchtung eines Kartenfachs an der Innenseite einer Fahrzeugseitentür oder zur Beleuchtung des Handschuhfachs dienen. Die Steuereinrichtung ist hierbei dazu eingerichtet, die Lampe(n) vorübergehend anzuschalten, wenn durch die Sensorelektrode die Annäherung einer Hand des Fahrzeugnutzers detektiert wird.In another intended application, the control device for controlling one or more lamps (in particular LEDs) is used, which serve to illuminate a map compartment on the inside of a vehicle side door or to illuminate the glove compartment. The control device is in this case configured to temporarily switch on the lamp (s) if the approach of a hand of the vehicle user is detected by the sensor electrode.

Des Weiteren kann die Steuereinrichtung zur Betätigung weiterer Stellelemente innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs eingesetzt werden, z. B. zur Betätigung von Innen- und Außenspiegeln, Sitzteilen, Lüfterklappen, dem Autoradio, einer Klimaanlage, eines Schiebedachs, einer motorisch bewegbaren Seiten-Schiebetür, eines Cabriolet-Verdecks, etc.Furthermore, the control device can be used for actuating further adjusting elements inside and outside the vehicle, for. B. for Operation of interior and exterior mirrors, seat parts, ventilation flaps, the car radio, air conditioning, a sunroof, a motor-driven side sliding door, a convertible top, etc.

Zur Erkennung der Annäherung eines Objekts, insbesondere eines Körperteils arbeitet die Sensorelektrode vorzugsweise nach einem kapazitiven Messverfahren, indem sie ein elektrischen Feld und dessen zeitliche Änderung erfasst. Alternativ hierzu kann die Sensorelektrode aber auch zur Erfassung oder Erzeugung magnetischer Felder dienen. Wiederum alternativ kann die Sensorelektrode als Antenne zur Erfassung oder Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere als Teil eines RFID(Radio Frequency Identification)-Transponders, dienen.In order to detect the approach of an object, in particular a body part, the sensor electrode preferably operates according to a capacitive measuring method in that it detects an electric field and its temporal change. Alternatively, the sensor electrode can also serve to detect or generate magnetic fields. Alternatively, the sensor electrode can serve as an antenna for detecting or generating electromagnetic radiation, in particular as part of a RFID (Radio Frequency Identification) transponder.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dann zeigen:Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Then show:

1 in schematischer Darstellung den Heckbereich eines (Kraft-)Fahrzeugs mit einem (hinterem) Stoßfänger, mit einer durch einen Elektromotor bewegbaren Heckklappe sowie mit einer Steuereinrichtung zur berührungslosen Betätigung des Elektromotors, 1 in a schematic representation of the rear region of a (power) vehicle with a (rear) bumper, with a movable by an electric motor tailgate and with a control device for non-contact operation of the electric motor,

2 in einer vergrößerten Detaildarstellung II gemäß 1 eine einstückig mit dem Stoßfänger ausgeführte Sensorelektrode der dortigen Steuereinrichtung, 2 in an enlarged detail II according to 1 an integrally formed with the bumper sensor electrode of the local control device,

3 in schematischer Darstellung eine Fahrzeugseitentür mit einem Kartenfach, sowie mit einer Steuereinrichtung zur berührungslosen Betätigung einer Kartenfachbeleuchtung, und 3 a schematic representation of a vehicle side door with a map compartment, and with a control device for contactless operation of a map compartment lighting, and

4 in einer vergrößerten Detaildarstellung IV gemäß 3 eine in die Wand des Kartenfachs integrierte Sensorelektrode der dortigen Steuereinrichtung. 4 in an enlarged detail illustration IV according to FIG 3 an integrated into the wall of the card compartment sensor electrode of the local control device.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.

In 1 ist grob schematisch vereinfacht der Heckbereich eines (Kraft-)Fahrzeugs 1 dargestellt, nämlich ein hinterer Stoßfänger 2, der einen Bestandteil der Außenverkleidung des Fahrzeugs 1 bildet, sowie eine um eine horizontale Achse 3 schwenkbare Heckklappe 4. Die Heckklappe 4 ist motorisch zwischen einer (mit durchgezogenen Linien dargestellten) Schließstellung 5 und einer (gestrichelt dargestellten) Öffnungsstellung 6 verschwenkbar. Zur Verschwenkung der Heckklappe 4 ist ein Elektromotor 7 als Aktor vorgesehen, der über eine (lediglich angedeutete) Stellmechanik 8 mit der Heckklappe 4 gekoppelt ist.In 1 is roughly schematically simplifies the rear of a (power) vehicle 1 represented, namely a rear bumper 2 , which is part of the exterior trim of the vehicle 1 forms, as well as one about a horizontal axis 3 swiveling tailgate 4 , The tailgate 4 is motor-driven between a closed position (shown by solid lines) 5 and an opening position (shown in dashed lines) 6 pivotable. For pivoting the tailgate 4 is an electric motor 7 provided as an actuator, the (only indicated) actuating mechanism 8th with the tailgate 4 is coupled.

Das Fahrzeug 1 umfasst des Weiteren eine Steuereinrichtung 10, die hier zur berührungslosen Betätigung des Elektromotors 7, und somit zum Öffnen (sowie Schließen) der Heckklappe 4 dient.The vehicle 1 further comprises a control device 10 here for non-contact operation of the electric motor 7 , and thus to open (and close) the tailgate 4 serves.

Die Steuereinrichtung 10 ist in Form eines kapazitiven Näherungssensors ausgebildet. Sie umfasst im dargestellten Beispiel drei Sensorelektroden 11, 12 und 13 sowie eine diesen Sensorelektroden 11–13 gemeinsame Steuereinheit 14.The control device 10 is designed in the form of a capacitive proximity sensor. In the example shown, it comprises three sensor electrodes 11 . 12 and 13 as well as these sensor electrodes 11 - 13 common control unit 14 ,

Jede der Sensorelektroden 11–13 ist jeweils durch einen langgestreckten Streifen aus leitfähigem Material gebildet, der sich an der Außenseite des Stoßfängers 2 in horizontaler Richtung im Wesentlichen über die gesamte Fahrzeugbreite, zumindest aber über einen Großteil dieser Breite erstreckt. Die drei Sensorelektroden 11–13 verlaufen etwa parallel und mit Abstand zueinander, wobei die Sensorelektrode 11 zuoberst, die Sensorelektrode 13 zuunterst und die Sensorelektrode 12 zwischen den beiden anderen Sensorelektroden 11 und 13 angeordnet ist.Each of the sensor electrodes 11 - 13 is each formed by an elongated strip of conductive material located on the outside of the bumper 2 extends in the horizontal direction substantially over the entire vehicle width, but at least over a large part of this width. The three sensor electrodes 11 - 13 are approximately parallel and spaced apart, with the sensor electrode 11 at the top, the sensor electrode 13 at the bottom and the sensor electrode 12 between the other two sensor electrodes 11 and 13 is arranged.

Die Sensorelektroden 11–13 sind derart mit der Steuereinheit 14 verschaltet, dass die beiden randseitigen Sensorelektroden 11 und 13 als Sendeelektroden wirken, während die mittlere Sensorelektrode 12 als Empfangselektrode wirkt. So wird im Betrieb der Steuereinrichtung 10 von der Steuereinheit 14 an die Sensorelektroden 11 und 13 eine elektrische Wechselspannung angelegt, unter deren Wirkung sich in einem dem Stoßfänger 2 vorgelagerten Raumvolumen ein elektrisches Feld 15 ausbildet. Zwischen jeder der beiden randseitigen Sensorelektroden 11 und 13 einerseits, und der Sensorelektrode 12 andererseits wird hierbei jeweils ein elektrischer Kondensator gebildet, dessen Kapazität durch die Steuereinheit 14 gemessen wird. Die beiden als Sendeelektroden dienenden Sensorelektroden 11 und 13 werden hierbei vorzugsweise im Zeitmultiplexbetrieb, d. h. zeitlich alternierend betrieben. Im Zeitmultiplexbetrieb ist zu jedem Zeitpunkt nur entweder das von der Sensorelektrode 11 oder das von der Sensorelektrode 13 ausgehende Feld 15 präsent, was zur Folge hat, dass die Kapazitäten des aus den Sensorelektroden 11 und 12 gebildeten ersten Kondensators bzw. des aus den Sensorelektroden 12 und 13 gebildeten zweiten Kondensators voneinander entkoppelt gemessen werden können.The sensor electrodes 11 - 13 are like that with the control unit 14 interconnects that the two edge sensor electrodes 11 and 13 act as transmitting electrodes, while the central sensor electrode 12 acts as a receiving electrode. Thus, during operation of the control device 10 from the control unit 14 to the sensor electrodes 11 and 13 an electrical alternating voltage applied, under the effect of which in a bumper 2 upstream room volume an electric field 15 formed. Between each of the two edge sensor electrodes 11 and 13 on the one hand, and the sensor electrode 12 On the other hand, in each case an electrical capacitor is formed whose capacity is controlled by the control unit 14 is measured. The two serving as transmitting electrodes sensor electrodes 11 and 13 In this case, they are preferably operated in time-division multiplex mode, ie, alternating in time. In time division multiplex mode, only either of the sensor electrode is at any time 11 or that from the sensor electrode 13 outgoing field 15 present, which has the consequence that the capacity of the sensor electrodes 11 and 12 formed first capacitor or from the sensor electrodes 12 and 13 formed second capacitor can be measured decoupled from each other.

Die Funktion der Steuereinrichtung 10 beruht auf dem physikalischen Effekt, dass bei Einbringen von menschlichem Körpergewebe in das Feld 15 die Kapazitäten der zwischen den Sensorelektroden 11–13 gebildeten Kondensatoren signifikant beeinflusst werden. Insbesondere verursacht die Annäherung des in 1 schematisch angedeuteten Beins 16 eines Fahrzeugnutzers 17 ein signifikantes Absinken der an der Sensorelektrode 12 messbaren Kapazitätswerte.The function of the control device 10 based on the physical effect that when introducing human body tissue into the field 15 the capacities of the between the sensor electrodes 11 - 13 formed capacitors are significantly influenced. In particular, the approximation of the in 1 schematically indicated leg 16 a vehicle user 17 a significant drop in the at the sensor electrode 12 measurable capacity values.

Die Steuereinrichtung 10 ist darauf ausgelegt, dass der Fahrzeugnutzer 17 durch eine Kickbewegung des Beins 16 unter den Stoßfänger 2 den Wunsch zur Öffnung der Heckklappe 4 anzeigt. Die Steuereinheit 14 erkennt den durch diese Beinbewegung gegebenen Betätigungsbefehl anhand der von den Sensorelektroden 11–13 übermittelten Sensorsignale S, und veranlasst in diesem Fall durch Übermittlung eines Steuersignals C an den Elektromotor 7 die Öffnung der Heckklappe 4.The control device 10 is designed to be the vehicle user 17 by a kicking motion of the leg 16 under the bumper 2 the desire to open the tailgate 4 displays. The control unit 14 Recognizes the actuation command given by this leg movement on the basis of the sensor electrodes 11 - 13 transmitted sensor signals S, and causes in this case by transmitting a control signal C to the electric motor 7 the opening of the tailgate 4 ,

Der Stoßfänger 2 ist in üblicher Weise durch ein Spritzgussteil aus Kunststoff gebildet. Wie in 2 am Beispiel der Sensorelektrode 11 gezeigt ist, ist jede der Sensorelektroden 11–13 in Form einer Beschichtung auf eine Außenseite 20 des Stoßfängers 2 aufgebracht. Die Aufbringung der Sensorelektroden 11–13 erfolgt hierbei vorzugsweise durch ein Plasmabeschichtungsverfahren, beispielsweise durch die sogenannte plasmadust^®-Technologie der Maschinenfabrik Reinhausen GmbH (Regensburg, DE). Alternativ ist allerdings auch denkbar, die Sensorelektroden 11–13 durch Flammenspritzen, insbesondere durch das sogenannte Flamecon^®-Verfahren der Leoni AG (Nürnberg, DE), durch Bedampfung oder durch Sputtern zu erzeugen. Die die Sensorelektroden 11–13 bildende Beschichtung besteht insbesondere aus Kupfer.The bumper 2 is formed in the usual way by an injection molded plastic part. As in 2 using the example of the sensor electrode 11 is shown is each of the sensor electrodes 11 - 13 in the form of a coating on an outside 20 of the bumper 2 applied. The application of the sensor electrodes 11 - 13 This is preferably done by a plasma coating process, for example by the so-called plasmadust ^® technology of Maschinenfabrik Reinhausen GmbH (Regensburg, DE). Alternatively, however, it is also conceivable that the sensor electrodes 11 - 13 to form by flame spraying, in particular by the so-called Flamecon ^® process Leoni AG (Nuremberg, Germany), by vapor deposition or by sputtering. The the sensor electrodes 11 - 13 forming coating consists in particular of copper.

Die Kontaktierung der Sensorelektroden 11–13 erfolgt – wie in 2 gezeigt – vorzugsweise durch eine Schraube 21, die mit ihrem Schraubenkopf 22 kontaktierend auf der Oberfläche der jeweiligen Sensorelektrode 11–13 aufliegt, und die den Stoßfänger 2 mit ihrem Schraubenschaft 23 durchsetzt. An einer Rückseite 24 des Stoßfängers 2 ist die Schraube 21 mittels eines Kabelschuhs 25 und einer Klemmmutter 26 mit einem gewöhnlichen isolierten Litzenleiter 27 kontaktiert, der die Schraube 21 (und damit die jeweilige Sensorelektrode 11–13) elektrisch mit der Steuereinheit 14 verbindet.The contacting of the sensor electrodes 11 - 13 takes place - as in 2 shown - preferably by a screw 21 with her screw head 22 contacting on the surface of the respective sensor electrode 11 - 13 rests, and the bumper 2 with her screw shaft 23 interspersed. At a back 24 of the bumper 2 is the screw 21 by means of a cable lug 25 and a nutmeg 26 with an ordinary insulated stranded conductor 27 contacted the screw 21 (and thus the respective sensor electrode 11 - 13 ) electrically with the control unit 14 combines.

Anstelle der Schraube 21 kann auch ein anderes Verbindungsmittel, z. B. ein Niet oder ein leitender Kunststoffbereich zur Durchkontaktierung der jeweiligen Sensorelektrode 11–13 mit der Rückseite 24 des Stoßfängers 2 eingesetzt werden. Des Weiteren wäre auch denkbar, die Sensorelektrode 11–13 über eine schmale Brücke aus leitendem Beschichtungsmaterial mit der Rückseite 24 des Stoßfängers 2 zu verbinden, und diese Brücke hier unmittelbar – insbesondere durch Verlötung oder leitfähige Verklebung – mit dem Litzenleiter 27 zu kontaktieren.Instead of the screw 21 can also be another connecting means, for. B. a rivet or a conductive plastic region for the via contact of the respective sensor electrode 11 - 13 with the back 24 of the bumper 2 be used. Furthermore, it would also be conceivable to use the sensor electrode 11 - 13 over a narrow bridge of conductive coating material with the back 24 of the bumper 2 To connect, and this bridge here directly - in particular by soldering or conductive bonding - with the stranded conductor 27 to contact.

Wie aus 2 ferner erkennbar ist, sind die Sensorelektroden 11–13 und die zugehörigen Schrauben 21 nach außen hin durch eine Lackschicht 28 abgedeckt. Bei dieser Lackschicht 28 handelt es sich um eine Dekor-Lackschicht, die die gesamte Außenfläche 20 des Stoßfängers 2 vorrangig aus optischen Gründen überzieht. Die Lackschicht 28 bewirkt hierbei auch eine elektrische Isolierung der Sensorelektroden 11–13 sowie der Schrauben 21. Sie schützt ferner die Sensorelektroden 11–13 vor Beschädigung.How out 2 it can also be seen that the sensor electrodes are 11 - 13 and the associated screws 21 outwards through a layer of varnish 28 covered. In this paint layer 28 it is a decorative varnish layer covering the entire outer surface 20 of the bumper 2 primarily for optical reasons. The paint layer 28 in this case also causes an electrical insulation of the sensor electrodes 11 - 13 as well as the screws 21 , It also protects the sensor electrodes 11 - 13 from damage.

In einer (nicht explizit dargestellten) Variante dieser Ausführungsform sind die Sensorelektroden 11–13 nicht unmittelbar in den Stoßfänger 2 integriert. Vielmehr sind die Sensorelektroden 11–13 hier auf die vorstehend beschriebene Weise einstückig in einen Modulträger integriert. Bei diesem Modulträger handelt es sich um ein starres, flaches Spritzgussteil aus Kunststoff, das im Zuge der Endmontage des Fahrzeugs 1 durch Verklipsung, Verklebung oder Verschweißung von innen (d. h. an der nicht sichtbaren Rückseite) an dem Stoßfänger 2 befestigt wird.In a (not explicitly shown) variant of this embodiment, the sensor electrodes 11 - 13 not directly in the bumper 2 integrated. Rather, the sensor electrodes 11 - 13 integrally integrated in a module carrier here in the manner described above. This module carrier is a rigid, flat injection-molded part made of plastic, during the final assembly of the vehicle 1 by gluing, gluing or welding from the inside (ie at the non-visible back) to the bumper 2 is attached.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in den 3 und 4 dargestellt. 3 zeigt hierbei eine grob schematisch vereinfacht und teilweise geschnitten dargestellte (Seiten-)Tür 30 des Fahrzeugs 1. Die Tür 30 wird in an sich üblicher Weise durch einen Türkörper 31 gebildet, in dem eine Seitenscheibe 32 gehaltert ist. An einer Innenseite 33 der Tür 30 ist hierbei eine Kartentasche 34 in den Türkörper 31 eingelassen.A second embodiment of the invention is in the 3 and 4 shown. 3 shows a roughly schematically simplified and partially cut shown (side) door 30 of the vehicle 1 , The door 30 is in a conventional manner by a door body 31 formed in which a side window 32 is held. On an inside 33 the door 30 Here is a map pocket 34 in the door body 31 admitted.

Insbesondere um das Auffinden kleiner Gegenstände wie z. B. Stifte, Büroklammern, etc. in der Kartentasche 34 zu erleichtern, ist die Kartentasche 34 mit einer Beleuchtung versehen. Diese Beleuchtung umfasst als Aktor eine Gruppe von Leuchtdioden 35 (von denen in 3 eine beispielhaft dargestellt ist). Dieser Leuchtdiode 35 ist eine Steuereinrichtung 10' zugeordnet, die die Leuchtdioden 35 automatisch für eine vorgegebene Zeitspanne einschaltet, sobald der Fahrzeugnutzer 17 eine Hand 36 in die Kartentasche 34 einführt.In particular, to find small items such. As pens, paper clips, etc. in the map pocket 34 To facilitate, is the map pocket 34 provided with a lighting. This lighting comprises as actuator a group of light-emitting diodes 35 (of which in 3 an example is shown). This LED 35 is a control device 10 ' assigned to the light emitting diodes 35 automatically turns on for a predetermined period of time as soon as the vehicle user 17 one hand 36 in the map pocket 34 introduces.

Die Steuereinrichtung 10' ist ebenfalls als kapazitiver Näherungssensor ausgebildet und umfasst entsprechend eine Sensorelektrode 11' sowie eine Steuereinheit 14'.The control device 10 ' is also designed as a capacitive proximity sensor and accordingly comprises a sensor electrode 11 ' and a control unit 14 ' ,

Die Funktionsweise der Steuereinrichtung 10' entspricht im Wesentlichen der Funktionsweise der Steuereinheit 10 gemäß 1 und 2, mit dem Unterschied, dass die Steuereinheit 14' die zwischen der (einzigen) Sensorelektrode 11' und Masse gebildete Kapazität misst, und bei signifikanter Abweichung der gemessenen Kapazität von einem voreingestellten Sollwert die Leuchtdioden 35 einschaltet.The operation of the control device 10 ' essentially corresponds to the operation of the control unit 10 according to 1 and 2 , with the difference that the control unit 14 ' between the (single) sensor electrode 11 ' and mass measured capacitance, and in the event of significant deviation of the measured capacitance from a preset set point, the light emitting diodes 35 turns.

Wie aus der vergrößerten Detaildarstellung gemäß 4 ersichtlich ist, ist die Sensorelektrode 11' in eine Türinnenverkleidung 37 eingelassen, die die Wand der Kartentasche 34 bildet. Bei der Türinnenverkleidung 37 handelt es sich wiederum ein Spritzgussteil aus Kunststoff. Die Sensorelektrode 11' ist im dargestellten Beispiel ebenfalls durch einen Kunststoffbereich gebildet, der durch Zugabe eines leitfähigen Materials (wie Kohlenstaub, Kupferpulver, etc.) elektrisch leitfähig gemacht ist. Die Türinnenverkleidung 37 ist hierbei insbesondere integral in einem Zwei-Komponenten-Spritzgussprozess zusammen mit der Sensorelektrode 11' gefertigt.As from the enlarged detail according to 4 is apparent, the sensor electrode 11 ' in a door interior lining 37 taken in the wall of the map pocket 34 forms. At the door interior lining 37 it is in turn an injection molded part made of plastic. The sensor electrode 11 ' is also formed in the example shown by a plastic area, which is rendered electrically conductive by adding a conductive material (such as coal dust, copper powder, etc.). The door interior paneling 37 is in this case in particular integral in a two-component injection molding process together with the sensor electrode 11 ' manufactured.

Der die Sensorelektrode 11' bildende leitfähige Kunststoffbereich ist vorzugsweise derart in den umgebenden, elektrisch isolierenden Kunststoff der Türinnenverkleidung 37 eingebettet, dass er unmittelbar an eine Außenseite 20' angrenzt, die dem Innenraum der Kartentasche 34 zugewandt ist. Die Kontaktierung der Sensorelektrode 11' erfolgt dagegen wiederum über eine – im montierten Zustand nicht-sichtbare – Rückseite 24' der Türinnenverkleidung 37. Im dargestellten Beispiel wird die Kontaktierung wiederum durch eine Schraube 21' vorgenommen, die von der Rückseite 24' her in den die Sensorelektrode 11' bildenden leitfähigen Kunststoffbereich hineingeschraubt ist. Die Schraube 21' ist wiederum über einen Kabelschuh 25' mit einem Litzenleiter 27' schraubkontaktiert, der die Schraube 21' (und damit die Sensorelektrode 11') leitend mit der Steuereinheit 14' verbindet. Auch hier sind vielfältige Alternativmöglichkeiten zur Kontaktierung der Sensorelektrode 11' denkbar. Beispielsweise kann der die Sensorelektrode 11' bildende, leitende Kunststoffbereich bis zur Rückseite 24' durch die Türinnenverkleidung 37 hindurchgezogen und dort direkt mit dem Litzenleiter 27' kontaktiert werden.The sensor electrode 11 ' forming conductive plastic area is preferably in the surrounding, electrically insulating plastic of the door inner lining 37 embedded, that he is directly on an outside 20 ' adjacent to the interior of the map pocket 34 is facing. The contacting of the sensor electrode 11 ' on the other hand takes place again via a - not visible in the assembled state - back 24 ' the door interior paneling 37 , In the example shown, the contact again by a screw 21 ' made by the back 24 ' in the sensor electrode 11 ' forming conductive plastic area is screwed into it. The screw 21 ' is again via a cable lug 25 ' with a stranded conductor 27 ' screwed, the screw 21 ' (and thus the sensor electrode 11 ' ) conducting with the control unit 14 ' combines. Again, there are many alternative options for contacting the sensor electrode 11 ' conceivable. For example, the sensor electrode 11 ' forming, conductive plastic area to the back 24 ' through the door interior panel 37 pulled through and there directly with the stranded conductor 27 ' be contacted.

Die anhand der Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung können auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden. Beispielsweise könnten auch im Rahmen der zur Heckklappenverstellung eingesetzten Steuereinrichtung 10 Sensorelektroden aus leitendem Kunststoff zum Einsatz kommen, während auch für die Schaltung der Kartentaschenbeleuchtung eine oder mehrere Sensorelektroden aus einer metallischen Beschichtung vorgesehen sein können. Des Weiteren kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch für anderweitige Steuervorgänge im Fahrzeug eingesetzt werden, insbesondere zur Erkennung von Stellbefehlen für die Verstellung eines Innen- oder Außenspiegels, eines Sitzteils, einer Lüfterklappe, einer Einstellung für ein Autoradio oder eine Autoklimaanlage, eine Scheibenbewegung, etc.The described with reference to the embodiments individual features of the invention can also be combined with each other in other ways. For example, could also in the context of the control device used for tailgate adjustment 10 Sensor electrodes made of conductive plastic are used, while also for the switching of the card pocket lighting one or more sensor electrodes can be provided from a metallic coating. Furthermore, the control device according to the invention can also be used for other control operations in the vehicle, in particular for the detection of positioning commands for the adjustment of an interior or exterior mirror, a seat part, a fan flap, a setting for a car radio or a car air conditioning, a disc movement, etc.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: (Kraft-)Fahrzeug(Force) Vehicle
22: Stoßfängerbumper
33: Achseaxis
44: Heckklappetailgate
55: Schließstellungclosed position
66: Öffnungsstellungopen position
77: Elektromotorelectric motor
88th: Stellmechanikactuating mechanism
10, 10'10, 10 ': Steuereinrichtungcontrol device
11, 11'11, 11 ': Sensorelektrodesensor electrode
1212: Sensorelektrodesensor electrode
1313: Sensorelektrodesensor electrode
14, 14'14, 14 ': Steuereinheitcontrol unit
1515: (elektrisches) Feld(electric field
1616: Beinleg
1717: Fahrzeugnutzervehicle users
20, 20'20, 20 ': Außenseiteoutside
21, 21'21, 21 ': Schraubescrew
2222: Schraubenkopfscrew head
2323: Schraubenkopfscrew head
24, 24'24, 24 ': Rückseiteback
25, 25'25, 25 ': Kabelschuhlug
2626: Klemmmutterclamping nut
27, 27'27, 27 ': LitzenleiterStranded conductor
2828: Lackschichtpaint layer
3030: (Seiten-)Tür(Side) door
3131: Türkörperdoor body
3232: Seitenscheibeside window
3333: Innenseiteinside
3434: Kartentaschemap pocket
3535: Leuchtdiodeled
3636: Handhand
3737: TürinnenverkleidungDoor lining
SS: Sensorsensor
CC: Steuersignalcontrol signal

Claims

Control device ( 10 . 10 ' ) for non-contact actuation of an actuator ( 7 . 35 ) in a vehicle ( 1 ), with a sensor electrode ( 11 . 11 ' . 12 . 13 ) for the capacitive and / or inductive detection of an actuating command, wherein the sensor electrode ( 11 . 11 ' . 12 . 13 ) in one piece with a trim part ( 2 . 37 ) of the vehicle ( 1 ) or in turn with the cowling ( 2 . 37 ), rigid module carrier is connected.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to claim 1, wherein the sensor electrode ( 11 . 11 ' . 12 . 13 ) as a metallic coating on the trim part ( 2 . 37 ) is trained.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to claim 2, wherein the sensor electrode ( 11 . 12 . 13 ) is made by plasma coating, vapor deposition, sputtering or flame spraying.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to claim 2, wherein the sensor electrode ( 11 . 12 . 13 ) by a on the cowling ( 2 . 37 ) is formed on laminated metal foil.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to claim 1, wherein the sensor electrode ( 11 ' ) is formed by an electrically conductive plastic region.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to one of claims 1 to 5, wherein the sensor electrode ( 11 . 12 . 13 ) with an electrically insulating lacquer layer ( 28 ) is coated.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to one of claims 1 to 6, wherein the sensor electrode is formed by a metallic trim strip on a visible surface of the trim part.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to one of claims 1 to 7, with a control unit ( 14 ), which is set up by evaluating one of the sensor electrodes ( 11 . 11 ' . 12 . 13 ) detected sensor signal (S) to detect the actuation command, and upon detection of the actuation command the actuator ( 7 . 35 ) head for.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to one of claims 1 to 8, with one of the control unit ( 14 . 14 ' ) actuated actuator, wherein the actuator is an electric motor ( 7 ) for the motorized adjustment of a tailgate ( 4 ), a side sliding door, a convertible top, a sunroof, an inside and outside mirror, a seat part or a fan door.

Control device ( 10 . 10 ' ) according to one of claims 1 to 9, with one of the control unit ( 14 . 14 ' ) actuated actuator, wherein the actuator is a lamp ( 35 ) for illuminating a map pocket ( 34 ) or a glove box, a car radio or an air conditioner.

Motor vehicle ( 1 ) with a control device ( 10 . 10 ' ) according to one of claims 1 to 10.