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Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung zum Erzeugen eines Schaltsignals, insbesondere eines Schaltsignals zum Öffnen eines Schlosses an oder in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft auch eine Fahrzeugtür mit dieser Betätigungsvorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug mit einer entsprechenden Fahrzeugtür.
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Bei Kraftfahrzeugen ist man davon abgekommen, Türen rein mechanisch zu öffnen. So offenbart beispielsweise die
WO 2017/151685 A2 das Vorsehen eines Sensors, der in eine Fensterschachtleiste der Tür integriert ist. Beaufschlagt man einen Betätigungsbereich mit Kraft, erfasst der Sensor diese und öffnet oder schließt die Türe. Auch aus der
DE 20 2015 102 898 U1 ist es bekannt, einen Türgriff mit elektrischen Sensoren zur Bedienerkennung in einer Fensterschachtleiste vorzusehen.
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Nachteilig an diesen Betätigungsvorrichtungen ist es, dass der Nutzer eine ganz bestimmte Stelle (etwa: einen Griffbereich) mit Kraft beaufschlagen muss. Dies steht im Widerspruch zu einem Wunsch, einen Türgriff und dergleichen gerade nicht sichtbar zu machen, indem die Sensorik in die Fensterschachtleiste der Tür verbaut wird.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung bereitzustellen, welche komfortabel bedienbar ausgebildet sein kann.
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Die Aufgabe wird durch eine Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, durch eine Fahrzeugtür mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 8 und ein Kraftfahrzeug mit dieser Fahrzeugtür gelöst.
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Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung zum Erzeugen eines Schaltsignals, insbesondere eines Schaltsignals zum Öffnen eines Schlosses an oder in einem Kraftfahrzeug, weist einen ersten Betätigungsbereich und einen von dem ersten Betätigungsbereich beabstandeten Sensorbereich auf. In dem Sensorbereich ist eine Messeinrichtung angeordnet, von der ein Abschnitt oder Element bei einer Beaufschlagung des ersten Betätigungsbereichs mit Kraft in einer ersten Richtung eine Verformung in eine zweite Richtung erfährt. Die Messeinrichtung gibt sodann aufgrund der Verformung ein Schaltsignal erster Art ab.
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Der eine Aspekt in der Erfindung, dass der Sensorbereich von dem Betätigungsbereich beabstandet ist, ermöglicht das Vorsehen von ganz anderer Sensorik, nämlich gemäß dem weiteren Aspekt in der Erfindung einer solchen Sensorik, welche eine Verformung detektiert. Durch die Beabstandung kann der Betätigungsbereich wesentlich großflächiger ausgebildet sein, da das Beaufschlagen des ersten großflächigen Betätigungsbereichs an einer ersten Stelle mit Kraft eine Verformung hervorrufen kann und das Beaufschlagen desselben ersten großflächigen Betätigungsbereichs an einer zweiten Stelle gleichermaßen die Verformung hervorrufen kann.
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Somit ist die Betätigungsvorrichtung insbesondere als großflächiges Element ausbildbar, wie es etwa in einer Fensterschachtleiste einer Fahrzeugtür vorgesehen sein kann. Der erste Betätigungsbereich kann sich über mehrere Zentimeter hinweg erstrecken, und es kann dann unerheblich sein, wo genau an dem ersten Betätigungsbereich die Kraft angreift.
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Durch die Beabstandung des Sensorbereichs von dem ersten Betätigungsbereich ist es auch möglich, dass die zweite Richtung (in die sich der Abschnitt oder das Element der Messeinrichtung verformt) von der ersten Richtung, der Richtung der Beaufschlagung mit Kraft, verschieden ist. Vorzugsweise ist die zweite Richtung der ersten Richtung sogar entgegengesetzt. Hier wird allgemein unter „Richtung“ eine Angabe verstanden, wie sie mittels eines Vektors erfolgen kann. Die Angriffspunkte der jeweiligen Kraft sind naturgemäß beabstandet gelegen. Wenn die zweite Richtung der ersten Richtung entgegengesetzt ist, kann insbesondere eine geringfügige Kippbewegung zwischen dem ersten Betätigungsbereich und dem Sensorbereich genutzt werden. Dies ist aufgrund der Beabstandung des Sensorbereichs von dem ersten Betätigungsbereich möglich.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Betätigungsvorrichtung einen zweiten Betätigungsbereich auf, welcher von dem ersten Betätigungsbereich sowie von dem Sensorbereich beabstandet ist. Der Abschnitt oder das Element der Messvorrichtung (oder ein anderer Abschnitt oder ein anderes Element der Messvorrichtung) erfährt bei Beaufschlagung des zweiten Betätigungsbereichs mit Kraft in einer dritten Richtung eine Verformung in eine vierte Richtung, welche von der zweiten Richtung verschieden ist. Die Messeinrichtung gibt dann aufgrund dieser Verformung in die vierte Richtung ein Schaltsignal zweiter Art ab.
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Bei dieser Ausführungsform lassen sich also zwei Schaltsignale voneinander unterscheiden, das Schaltsignal erster Art und das Schaltsignal zweiter Art. So kann der erste Betätigungsbereich etwa zum Öffnen der Türe genutzt werden, der zweite Betätigungsbereich zum Schließen, oder umgekehrt. Es kann bei dem Kraftfahrzeug gegebenenfalls auch variabel definierbar sein, was das Schaltsignal erster Art bewirkt und was das Schaltsignal zweiter Art bewirkt. Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass beide Schaltsignale wechselweise genutzt werden, um eine bereits offene Tür zu schließen oder um eine bereits geschlossene Tür zu öffnen, so dass dann der Nutzer wahlweise den ersten Betätigungsbereich oder den zweiten Betätigungsbereich nutzen kann, um den Zustand des Türschlosses zu ändern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste und die vierte Richtung identisch (parallele Vektoren), und/oder die zweite und die dritte Richtung sind identisch (parallele Vektoren).
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Dies lässt sich insbesondere durch eine Art von Kippbewegung bei der Betätigung verwirklichen, wobei das Kippen in die eine Richtung gemäß Beaufschlagung des ersten Betätigungsbereichs und in die andere Richtung gemäß Beaufschlagung des zweiten Betätigungsbereichs mit Kraft erfolgt. Das Kippen kann gelenkfrei erfolgen, insbesondere (mikroskopisch) innerhalb eines massiven Körpers.
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Zur Erfassung der Richtungen der Verformung kann die Messeinrichtung einen Dehnungsmessstreifen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann ein induktiver Sensor und/oder ein kapazitiver Sensor verwendet werden. In letzterem Fall wird eine Induktion oder Kapazität in einem Element vorgesehen, welches bei Beaufschlagung des jeweiligen Betätigungsbereichs verformt wird. Etwa beim induktiven Sensor gilt: Ein laufender Schwingkreis ändert auf diese Weise seine Frequenz. So ist es etwa denkbar, dass bei Bewegung einer Induktivität durch Verformung in die zweite Richtung die Frequenz des Schwingkreises nach oben verschoben wird und bei Bewegung in die vierte Richtung entgegengesetzt der zweiten Richtung die Frequenz nach unten verschoben wird. Beim kapazitiven Sensor („Metal over Capacity“, MoC) wird in der Sensorfläche die Kapazität verändert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung weist diese einen Grundkörper (insbesondere aus Metall oder Hartplastik, Hartkunststoff) auf, von dem ein Griffabschnitt den ersten Betätigungsbereich und/oder den zweiten Betätigungsbereich bereitstellt und ein Fußabschnitt den Sensorbereich bereitstellt.
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Der Griffabschnitt kann zugleich die Form eines Kopfabschnittes haben. Der Begriff des „Griffabschnitts“ beinhaltet, dass die Betätigung an diesem wie bei einem Griff erfolgen kann. Vorzugsweise ist hierzu vorgesehen, dass der Fußbereich Mittel zum Befestigen der Betätigungsvorrichtung an einem äußeren Gegenstand aufweist. Bei dem äußeren Gegenstand kann es sich insbesondere um eine Fahrzeugtür handeln, deren Schloss betätigt werden soll. Auf diese Weise ist die Betätigungsvorrichtung leicht montierbar. Der Griffabschnitt kann dann gegebenenfalls aus einem Fensterschacht herausstehen.
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Entsprechend weist die erfindungsgemäße Fahrzeugtür ein elektrisch schaltbares Schloss und eine Betätigungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Art für das Schloss auf.
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Vorzugsweise ist bei der Fahrzeugtür vorgesehen, dass selbige ein Fenster und einen zugehörigen Fensterschacht umfasst, und dass jeder Betätigungsbereich an einer oder als eine den Fensterschacht abschließende(n) Fensterschachtleiste bereitgestellt ist. Auf diese Weise ist ein großflächiger erster und/oder zweiter Betätigungsbereich bereitgestellt.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Fahrzeugtür mit der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung.
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Die Erfindung lässt sich auch als Verfahren zum Öffnen oder Schließen eines Schlosses beschreiben.
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Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.
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Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Eine Prozessorschaltung der Prozessoreinrichtung kann z.B. zumindest eine Schaltungsplatine und/oder zumindest ein SoC (System on Chip) aufweisen.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlassen, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann z.B. zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) ausgestaltet sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Die Befehle können als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) bereitgestellt sein.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine Seitenansicht der an einer Fahrzeugtür montierten Betätigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2a eine seitliche Ansicht des erfindungsgemäße Kraftfahrzeugs im Ausschnitt mit der die Betätigungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform nach 1 umfassenden Türe und
- 2b eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß 2a.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Betätigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Art umfasst einen ersten Betätigungsbereich 12 und einen einen Sensorbereich bereitstellenden Fußbereich 14. Zwischen dem ersten Betätigungsbereich 12 und dem Fußbereich 14 ist ein Zwischenbereich 16 angeordnet. Der Fußbereich 14 trägt einen Flansch 18, der mittels Schrauben 20 an einer Fahrzeugtüre 100 angeschraubt ist.
Die 1 zeigt die geöffnete Fahrzeugtüre 100 in Seitenansicht. Die Betätigungsvorrichtung 10 ist teilweise zwischen einem vorderen Blech 102 und einem hinteren Blech 104 der Türe versenkt, insbesondere in ihrem Fußbereich 14. Hingegen stehen der Betätigungsbereich 12 und der Zwischenbereich 16 hervor. Die Anzahl der Schrauben ist nicht auf das Ausführungsbeispiel festgelegt. Alternativ können die Schrauben hinter dem äußeren Blech 102 liegen, das Verschrauben erfolgt dann über ein Durchgangsloch im Blech.
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Dies ergibt sich auch aus 2a, die ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Kraftfahrzeug ausschnittsweise zeigt. Die Betätigungsvorrichtung 10 steht mit ihrem Betätigungsbereich 12, eine Art Fensterschachtleiste bildend, nach oben. Die Betätigungsvorrichtung ist somit mehr oder weniger bündig mit der restlichen Fensterschachtleiste, etwa an der darauffolgenden Tür 200 mit der Fensterschachtleiste 202, wodurch das Kraftfahrzeug 1 als Ganzes ein glattes und stromlinienförmiges Aussehen erhalten kann („flush“).
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Zurück zu 1: In dem Fußbereich 14 als Sensorbereich ist ein Dehnungsmessstreifen 22 bereitgestellt, sowie eine (in der Figur nicht gezeigte) Auswerteschaltung und dergleichen. Der Dehnungsmessstreifen kann mit der Auswerteelektronik als Ganzes in einem Körper spritzgegossen sein, der aus dem Betätigungsbereich 12, dem Zwischenbereich 16 und einem Teil des Fußbereichs 14 gebildet ist. Alternativ kann im Fußbereich 14 ein Abschnitt 24 vorgesehen sein, der an einen oberen Griffbereich 26 angesetzt wird. Vorzugsweise bestehen der Abschnitt 24 und der Griffbereich 26 aus Hartkunststoff oder aus (chromiertem) Stahl. Derartige Körper sind relativ starr. Zieht nun ein Nutzer im ersten Betätigungsbereich 12, indem er seinen Finger hinter den Griffbereich 26 an der Fläche 28 angreifen lässt, so erfährt der gesamte Körper eine mikroskopische Verformung (Verformung im Bereich von zwischen 20 und 500 µm). (Der Nutzer nimmt diese mikroskopische Verformung nicht wahr, sondern empfindet den Griff als starr.) Die Kraft F1 des Ziehens in erste Richtung bewirkt an dem Dehnungsmessstreifen eine Kraft F2 in Gegenrichtung. Der Dehnungsmessstreifen gibt somit ein Signal erster Art ab, welches von der Schaltelektronik und einer Steuereinheit 106 (zum Beispiel in der Fahrzeugtüre) in elektrische Signale zum Öffnen des (vorliegend nicht gezeigten) Schlosses der Fahrzeugtüre gewandelt wird.
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Diese Kippbewegung ist möglich, weil der Griffbereich 26 im Querschnitt L- oder C-förmig ist, so dass der Angriffspunkt 28 außen oberhalb des Dehnungsmessstreifens 22 liegt. Der Effekt ist umso größer, je weiter außen die Fläche 28 gegenüber einer axialen Linie L des Dehnungsmessstreifens liegt. Durch die C-Form des Griffbereichs 26 ist ein zweiter Betätigungsbereich 30 bereitgestellt, an der Stelle einer Wölbung des Griffbereichs 26. Hier nun lässt sich mittels der Kraft F3 der gesamte Körper in Gegenrichtung drücken, wodurch es nunmehr aufgrund einer mikroskopischen Kippbewegung der C-Form zu einer Kraft F4 auf den Dehnungsmessstreifen 22 in Gegenrichtung zur Kraft F3 kommt. Mit einer Genauigkeit von ±15°, vorzugsweise ±10°, weiter vorzugsweise ±5°, weiter vorzugsweise ±2,5°, noch weiter vorzugsweise ±1°, besonders vorzugsweise ±0,5° ist die vierte Richtung gleich der ersten Richtung F1. Mit einer Genauigkeit von ±15°, vorzugsweise ±10°, weiter vorzugsweise ±5°, weiter vorzugsweise ±2,5°, noch weiter vorzugsweise ±1°, besonders vorzugsweise ±0,5° entspricht die Richtung F3 der Richtung F2.
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Durch das Konzept, eine, vorzugsweise nur mikroskopische, Verformung zu detektieren, im Fußbereich 14 beabstandet von dem ersten Betätigungsbereich 12 und dem zweiten Betätigungsbereich 30, ist es weniger erheblich, wo genau der Nutzer angreift. Wie aus den 2a und 2b ersichtlich, erstrecken sich die Betätigungsbereiche über einen Abstand von d von beispielsweise zwischen 2 und 20 cm, vorzugsweise von zwischen 3 und 15 cm. Dies sorgt für hohen Bedienkomfort bei Erreichung des Ziels, die Betätigungsvorrichtung unauffällig bereitzustellen.
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Bei Alternativen ohne Dehnungsmesstreifen kann der Sensor (induktiv oder kapazitiv arbeitend etc.) an gleicher Stelle wie zum Dehnungsmessstreifen gezeigt angeordnet sein. Das zu den Kräften F1 bis F4 oben Ausgeführte gilt dann analog.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie ein Multifunktions-Säulentürgriff bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2017/151685 A2 [0002]
- DE 202015102898 U1 [0002]
