-
Die Erfindung betrifft eine kapazitive Sensoranordnung eines Kraftfahrzeugs zur Erfassung von Bedienereignissen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Die sensorgestützte Erfassung von Bedienereignissen spielt insbesondere bei den sogenannten „Keyless-Entry-Funktionen” eine wichtige Rolle. Ein solches Bedienereignis besteht beispielsweise in der Annäherung einer Person an das Kraftfahrzeug, was je nach Auslegung einen Authentifizierungsdialog auslösen kann.
-
Ein weiteres sensorisch erfassbares Bedienereignis besteht darin, dass eine Person eine vorbestimmte Fußbewegung, insbesondere unterhalb einer Heckschürze eines Kraftfahrzeugs, durchführt. Dieses Bedienereignis dient regelmäßig dem Auslösen des motorischen Öffnen der Heckklappe des Kraftfahrzeugs.
-
Zur Erfassung der obigen Bedienereignisse können kapazitive Sensoranordnungen Einsatz finden, die mit mindestens einer Messelektrode ausgestattet sind. Ein Bedienereignis löst hier eine Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung aus, die sich leicht elektronisch erfassen lässt.
-
Die bekannte kapazitive Sensoranordnung, von der die Erfindung ausgeht, ist in die Heckschürze eines Kraftfahrzeugs integriert. Die Funktion dieser Sensoranordnung besteht in der Erfassung einer Fußbewegung einer Person, die das motorische Öffnen der Heckklappe des Kraftfahrzeugs auslösen möchte. Die Sensoranordnung ist mit zwei Messelektroden ausgestattet, die an einem kraftfahrzeugseitigen Trägerteil befestigt sind. Solche Messelektroden weisen mindestens einen elektrischen Leiter und eine den mindestens einen elektrischen Leiter isolierende Ummantelung auf. Diese Ummantelung besteht aus PVC, PUR o. dgl..
-
Die Messelektroden der bekannten Sensoranordnung sind extremen Bedingungen im Hinblick auf mechanische Belastungen, insbesondere Schwingungsbelastungen, auf Temperaturänderungen und auf den Kontakt mit Feuchtigkeit und Schmutz ausgesetzt. Gleichzeitig kommt der korrekten Positionierung der Messelektroden eine hohe Bedeutung für die Robustheit der sensorischen Erfassung von Bedienereignissen zu. Der korrekten Befestigung der Messelektrode an dem kraftfahrzeugseitigen Trägerteil kommt eine Schlüsselrolle zu. Die besondere Herausforderung besteht darin, dass dies mit minimalen Kosten bewerkstelligt werden muss.
-
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Sensoranordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Befestigung einer Messelektrode an einem kraftfahrzeugseitigen Trägerteil mit minimalen Kosten verbessert wird.
-
Das obige Problem wird bei einer Sensoranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
-
Wesentlich ist die Überlegung, dass die ohnehin vorgesehene Ummantelung der mindestens einen Messelektrode bei geeigneter Auslegung zusätzlich eine Befestigungsfunktion für die Messelektrode übernehmen kann.
-
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass an die Ummantelung mindestens ein Befestigungsabschnitt angeformt ist, der im montierten Zustand eine Befestigungsverbindung mit einem zugeordneten Befestigungsabschnitt des Trägerteils bildet.
-
Mit „Anformen” ist hier gemeint, dass die Ummantelung zusammen mit dem Befestigungsabschnitt im Kunststoff-Urformverfahren hergestellt wird, so dass die Ummantelung zusammen mit dem Befestigungsabschnitt ein einstückiges Bauteil bildet. Hier können beispielsweise das Kunststoff-Extrusionsverfahren sowie das Kunststoff-Spritzgießverfahren Anwendung finden. Insbesondere ein Anspritzen und Anextrudieren des Befestigungsabschnitts an die Ummantelung soll unter den Begriff „Anformen” fallen. Durch das obige Anformen des Befestigungsabschnitts an die Ummantelung kann auf separate Befestigungselemente wie Schellen o. dgl. verzichtet werden.
-
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 bilden der elektrodenseitige Befestigungsabschnitt und der kraftfahrzeugseitige Befestigungsabschnitt eine Rastverbindung, was montagetechnisch vorteilhaft ist. Die Ansprüche 5 bis 8 geben hierfür vorteilhafte Varianten.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
-
1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen kapazitiven Sensoranordnung,
-
2 den Heckbereich des Kraftfahrzeugs gemäß 1 in einer geschnittenen Detailansicht,
-
3 eine Messelektrode der Sensoranordnung gemäß 2 in einer ersten Ausführungsform,
-
4 eine Messelektrode der Sensoranordnung gemäß 2 in einer zweiten Ausführungsform.
-
Die in 1 dargestellte kapazitive Sensoranordnung 1 ist einem Kraftfahrzeug 2, hier dem Karosseriebauteil 3 „Heckschürze” des Kraftfahrzeugs 2, zugeordnet. Mit dieser Sensoranordnung 1 lässt sich beispielsweise erfassen, ob sich ein Benutzer der Heckschürze 3 angenähert hat.
-
Insbesondere lässt sich mit der Sensoranordnung 1 das Verschwenken eines Fußes des Benutzers unter der Heckschürze 3 erfassen. Nach der Erfassung dieses Bedienereignisses wird von einer zentralen Kraftfahrzeugelektronik 4 vorzugsweise ein Authentifizierungsdialog mit einem Funkschlüssel 5 gestartet und, nach erfolgreicher Authentifizierung, das motorische Öffnen der Heckklappe 6 des Kraftfahrzeugs 2 ausgelöst. Hierfür ist die Heckklappe 6 mit einem Heckklappenantrieb 7 ausgestattet. Denkbar ist aber auch ein federbewirktes Öffnen der Heckklappe 6.
-
Es lassen sich in Abhängigkeit von der Ausgestaltung und Anordnung der kapazitiven Sensoranordnung 1 zahlreiche andere Bedienereignisse erfassen. Denkbar ist insbesondere die sensorische Erfassung der Annäherung eines Benutzers an eine Front- oder Seitenschürze.
-
Hier und vorzugsweise sind im montierten Zustand zwei hinter der Heckschürze 3 angeordnete Messelektroden 8 vorgesehen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine obere Messelektrode 8 und um eine untere Messelektrode 9. Vorliegend steht zur Erläuterung der vorschlagsgemäßen Lehre die obere Messelektrode 8 im Vordergrund, was nicht beschränkend zu verstehen ist. Die obere Messelektrode 8 ist in den 3 und 4 in zwei bevorzugten Ausgestaltungen gezeigt. Es darf darauf hingewiesen werden, dass grundsätzlich auch nur eine einzige Messelektrode 8 oder aber mehr als zwei Messelektroden 8 vorgesehen sein kann bzw. können.
-
Die Darstellungen in den 3 und 4 zeigen, dass die Messelektrode 8 hier und vorzugsweise mehrere elektrische Leiter 10 sowie eine die Leiter 10 isolierende Ummantelung 11 aufweist. Auch hier ist es so, dass nur ein einziger Leiter vorgesehen sein kann.
-
Es ergibt sich aus einer Zusammenschau der 2 bis 4, dass ein kraftfahrzeugseitiges Trägerteil 12 vorgesehen ist, an dem die Messelektrode 8 befestigt ist. Der Vollständigkeit halber darf darauf hingewiesen werden, dass auch die untere Messelektrode 9 an dem Trägerteil 12 befestigt ist. Hierauf kommt es aber, wie oben erläutert, nicht an. Das Trägerteil 12 kann, wie dargestellt, separat von dem in Rede stehenden Karosseriebauteil 3 ausgestaltet, oder aber ein Bestandteil des Karosseriebauteils 3, also der Heckschürze, einer Stoßfängerverkleidung o. dgl. sein.
-
Wesentlich ist nun, dass an die Ummantelung 11 hier und vorzugsweise zwei Befestigungsabschnitte 13, 14 angeformt sind, die im montierten Zustand jeweils eine Befestigungsverbindung mit einem zugeordneten Befestigungsabschnitt 15, 16 des Trägerteils 12 bilden. Es ergibt sich aus den Darstellungen in den 3 und 4, dass auf zusätzliche Befestigungselemente für die Messelektrode 8 nunmehr verzichtet werden kann. Auch wird aus diesen Darstellungen klar, dass bei entsprechender Auslegung eine besonders robuste Befestigung der Messelektrode 8 gewährleistet ist. Im Folgenden wird im Sinne einer einfachen Darstellung stellenweise von nur einem Befestigungsabschnitt die Rede sein. In diesem Fall gelten die Ausführungen entsprechend für den weiteren Befestigungsabschnitt entsprechend.
-
Vorzugsweise ist die Messelektrode 8 langgestreckt ausgebildet und weist über den wesentlichen Teil ihrer Erstreckung ein identisches Querschnittsprofil auf. In besonders bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei der Messelektrode 8 im Wesentlichen um ein insbesondere biegeschlaffes Flachkabel, wie noch gezeigt wird.
-
Bei der obigen langgestreckten Ausgestaltung der Messelektrode 8 erstreckt sich die Messelektrode 8 im Wesentlichen über das gesamte Karosseriebauteil 3, hier über die gesamte Breite der Heckschürze 3. Grundsätzlich kann es natürlich auch vorgesehen sein, dass sich die Messelektrode 8 nur über einen Teilbereich des zugordneten Karosseriebauteils 3 erstreckt.
-
Grundsätzlich kann es entsprechend vorgesehen sein, dass der elektrodenseitige Befestigungsabschnitt 13, 14 und/oder der kraftfahrzeugseitige Befestigungsabschnitt 15, 16 über den wesentlichen Teil der Erstreckung der Messelektrode 8 ein identisches Querschnittsprofil aufweist. Entsprechend wären die Befestigungsabschnitte 13–16 stegförmig, nutförmig oder dergleichen ausgestaltet. Dies wird weiter unten in Bezug auf die 3 und 4 näher erläutert.
-
Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Befestigungsabschnitte 13–16 über die Erstreckung der Messelektrode 8 insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Befestigungsabschnitte 13–16 verlaufen dann nicht entlang der Messelektrode 8, sondern finden sich in diskreten Positionen entlang der Messelektrode 8.
-
Für die Realisierung der Befestigungsverbindung zwischen den elektrodenseitigen Befestigungsabschnitten 13, 14 und den kraftfahrzeugseitigen Befestigungsabschnitten 15, 16 sind zahlreiche vorteilhafte Varianten denkbar. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Befestigungsverbindung jedoch als Rastverbindung ausgestaltet, die bei einer Montagebewegung 17 der Sensoranordnung 1 in einen die Messelektrode 8 befestigenden Eingriff einrastet. Bei den dargestellten und insoweit bevorzugten Ausgestaltungen ist die Montagebewegung 17 im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Messelektrode 8 ausgerichtet. Es ergibt sich aus einer Zusammenschau der 2 bis 4, dass mit einer solchen Rastverbindung eine besonders einfache Montage der Messelektrode 8 möglich ist.
-
Eine bevorzugte Variante der obigen Rastverbindung ist in 3 dargestellt. Dabei weist der elektrodenseitige Befestigungsabschnitt 13, 14 im Querschnitt einen Absatz 18, 19 auf, in den der kraftfahrzeugseitige Befestigungsabschnitt 15, 16 bei der Montagebewegung 17 der Sensoranordnung 1 einrastet. Hierfür ist der kraftfahrzeugseitige Befestigungsabschnitt 15, 16 mit einem entsprechenden Rasthaken 20, 21 ausgestattet.
-
Neben der einfachen Montage ist die in 3 dargestellte Ausgestaltung noch in ganz anderer Weise vorteilhaft. Hier ist es nämlich so, dass sich mit der Auslegung der Befestigungsabschnitte 13–16 der Abstand der Messelektrode 8 zu dem zugeordneten Karosseriebauteil 3 einstellen lässt. Die Darstellung gemäß 3 zeigt, dass sich durch eine entsprechende Ausgestaltung des Absatzes 18, 19 der Abstand der Messelektrode 8 zu dem zugeordneten Karosseriebauteil 3, hier der Heckschürze 3, weitgehend beliebig einstellen lässt. Dieser Abstand ist in 3 mit dem Bezugszeichen „22” versehen worden.
-
4 zeigt eine andere Ausgestaltung der Befestigungsverbindung zwischen der Messelektrode 8 und dem kraftfahrzeugseitigen Trägerteil 12. Hier bildet der elektrodenseitige Befestigungsabschnitt 13, 14 im Querschnitt einen Aufnahmeabschnitt, der im montierten Zustand mit einem korrespondierenden Einsteckabschnitt des kraftfahrzeugseitigen Befestigungsabschnitts 15, 16 in haltendem Eingriff steht.
-
Die Darstellung gemäß 4 zeigt, dass der Einsteckabschnitt einerseits und die Aufnahme andererseits derart ausgestaltet sind, dass der Einsteckabschnitt in den Aufnahmeabschnitt in unterschiedlichen Einstecktiefen einsteckbar ist, wobei der der Abstand 22 der Messelektrode 8 zu dem zugeordneten Karosseriebauteil 3 über die Einstecktiefe einstellbar ist. Vor diesem Hintergrund ist es besonders vorteilhaft, wenn der Einsteckabschnitt und/oder der Aufnahmeabschnitt zur Herstellung der Befestigungsverbindung im Querschnitt zumindest abschnittsweise gezackt, insbesondere sägezahnförmig ausgebildet ist bzw. sind. Dann kann der Abstand 22 bei geeigneter Auslegung durch eine Begrenzung der Montagebewegung 17 eingestellt werden.
-
Es darf darauf hingewiesen werden, dass die elektrodenseitige bzw. kraftfahrzeugseitige Ausgestaltung der Befestigungsabschnitte 13–16 auch umgekehrt kraftfahrzeugseitig bzw. elektrodenseitig vorgesehen sein kann.
-
Es wurde schon darauf hingewiesen, dass die Messelektrode 8 hier und vorzugsweise nach Art eines insbesondere biegeschlaffen Flachkabels ausgestaltet ist und eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter, durch die Ummantelung 11 gegeneinander isolierter Leiter 10 aufweist.
-
Hier und vorzugsweise ist an beiden Randseiten der Messelektrode 8 ein Befestigungsabschnitt 13, 14 vorgesehen. Denkbar ist aber auch, dass nur an einer der beiden Randseiten der Messelektrode 8 ein Befestigungsabschnitt vorgesehen ist.
-
Es sind verschiedene vorteilhafte Varianten für die Herstellung der Messelektrode 8 denkbar. Vorzugsweise ist die Ummantelung 11 einschließlich des elektrodenseitigen Befestigungsabschnitts 13, 14 im Kunststoff-Extrusionsverfahren hergestellt. Hier kann vorteilhaft das 2K-Kunststoff-Extrusionsverfahren Anwendung finden, insbesondere wenn mehrere unterschiedliche Materialien eingesetzt werden sollen. Denkbar ist auch die Anwendung des Kunststoff-Spritzgießverfahrens. Bei allen Fertigungsvarianten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Ummantelung 11 und der Befestigungsabschnitt 13, 14 in einem einzigen Fertigungsschritt hergestellt sind.
-
Vor dem Hintergrund der möglichen Verwendung zweier unterschiedlicher Materialien für die Ummantelung 11 ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der elektrodenseitige Befestigungsabschnitt 13, 14 in einem anderen, insbesondere steiferen Material als die Ummantelung 11 im Übrigen ausgebildet ist. Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch die Verwendung von mehr als nur zwei unterschiedlichen Materialien für die Ummantelung 11.
