EP2088267B1 - Kraftfahrzeugtürgriff mit einer manuell betätigbaren Sensoranordnung in seiner Wandung - Google Patents

Kraftfahrzeugtürgriff mit einer manuell betätigbaren Sensoranordnung in seiner Wandung Download PDF

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EP2088267B1
EP2088267B1 EP09152594.9A EP09152594A EP2088267B1 EP 2088267 B1 EP2088267 B1 EP 2088267B1 EP 09152594 A EP09152594 A EP 09152594A EP 2088267 B1 EP2088267 B1 EP 2088267B1
Authority
EP
European Patent Office
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wall
door handle
motor vehicle
sensor
vehicle door
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP09152594.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2088267A3 (de
EP2088267A2 (de
Inventor
Stefan Lange
Martin Witte
Andreas Peschl
Bernd Gerdes
Klaus-Dieter Kulik
Witold Joschko
Peter Van Gastel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Original Assignee
Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2088267A3 publication Critical patent/EP2088267A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B39/00—Locks giving indication of authorised or unauthorised unlocking
    • E05B39/007—Indication by a tactile impulse to the user, e.g. vibration of a lock-, handle- or key-part
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0011—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with piezoelectric actuators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors
    • E05B81/76—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles
    • E05B81/77—Detection of handle operation; Detection of a user approaching a handle; Electrical switching actions performed by door handles comprising sensors detecting the presence of the hand of a user

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle door handle having a arranged in its wall, manually operable by an operator mechano-electrical sensor assembly having a first sensor portion comprising at least one moving upon actuation by the operator component, and a second sensor portion which detects the movement of the component and outputs a corresponding sensor output signal.
  • a mechano-electrical sensor arrangement is to be understood here as meaning an arrangement which detects a mechanical variable (eg force or displacement) and outputs a corresponding electrical signal (eg current or voltage). This electrical signal need not be generated directly from the detected mechanical quantity; There may also be a chain of transformations in which correspondingly variable mechanical quantities or electrical or magnetic fields are generated.
  • a manually operable mechano-electrical sensor arrangement is then one which detects, for example, the placement of a hand or the pressing by means of a finger. Moving a component is understood to mean any translation, rotation or even deformation.
  • Such a sensor arrangement is used for example in an outside door handle for triggering a closing function by manual operation by a driver of the motor vehicle, which wishes to close the motor vehicle doors after getting out of the vehicle.
  • a motor vehicle door handle having a arranged in its wall, manually operable by an operator mechano-electrical sensor arrangement for triggering an authorization request for a triggering lock function with a first sensor section comprising at least one moving when actuated by the operator component, and a second sensor section, which detects the movement of the component and outputs a corresponding sensor output signal is, for example, from DE 198 05 659 C1 known.
  • the haptic feedback can be obtained in these sensors only if the operation of the capacitive sensor detected by a drive circuit is used to trigger an active mechanical feedback, for example with the aid of a vibration transmitter (cf. EP 1 510 637 A1 ).
  • the disadvantage here is the relatively high circuit complexity for generating an active mechanical feedback.
  • the object of the invention is to provide a sensor arrangement suitable for a motor vehicle door handle, which gives an operator a mechanically perceptible feedback (also called “haptic” or “tactile” feedback), but nevertheless requires relatively little circuit complexity and protection of the electrical components across from Ambient influences allowed, and at the same time provides a stronger and at the moment of the tactile feedback sensor output signal.
  • haptic also called “haptic” or “tactile” feedback
  • the motor vehicle door handle according to the invention with a mechano-electric sensor arrangement arranged in its wall and manually operable by an operator has a first sensor section arranged on an outer side of a wall section of the wall and comprising at least one component moved by the operator when actuated, and one behind the wall section second sensor section, which detects the movement of the component and outputs a corresponding sensor output signal, on.
  • the wall of the motor vehicle door handle hermetically encloses electrical assemblies and the second sensor section and isolates them from the environment.
  • the moving member is a deformable mechanical member having a stable rest state and a metastable state (ie, a "clicker") disposed in a recess of the wall, wherein a transient change in force caused by a manual application of force to an outside of the deformable mechanical element the metastable state leads to a tactile feedback that can be felt by the operator, and the short-term rapid movement of the moving component occurring during this process is detected by the second sensor section.
  • a metastable state ie, a "clicker”
  • the second sensor section may comprise a piezoelectric sensor in which very small deformations lead to sufficient output voltages.
  • the small deformations are not felt by an operator.
  • the tactile (or haptic) feedback to the operator according to the invention provides the deformable mechanical element with a stable resting state and a metastable state (ie the "crackpot frog"), ie an element that in a relatively slow and continuous operation with a manually applied force After an initially small, barely perceptible movement suddenly jumps into a state, but it does not maintain after the removal of the force. This sudden change is noticeable to the operator.
  • the arrangement according to the invention in particular the division into a first sensor section arranged in front of the wall and a second sensor section arranged behind the wall, advantageously leads to a separation or isolation of the electrical parts of the sensor arrangement located in the second sensor section from the outside environment .
  • the tactile feedback comprehensive first sensor section can remain relatively unprotected exposed to the effects of the environment, since it can be configured largely insensitive. It is advantageous to accommodate it in a depression, because on the one hand improves the mechanical protection of the first sensor section and on the other hand allows a smoother design of the handle surface.
  • the moving component whose movement is detected by the second sensor section is the deformable mechanical element or a part of this element. This has the advantage that the sudden deformation when switching to the metastable state represents a brief rapid movement that can be detected by a sensor regularly easier than a slow, steady movement.
  • the deformable mechanical element with a stable and a metastable state which is also referred to as "crackpot frog" or “clicker”, is preferably a snap-action disc.
  • the snap-action disc is inexpensive and corresponds to a preferred circular shape of the user-operable closing sensor surface and is easily inserted into a circular recess of the wall.
  • the recess with the deformable mechanical element received therein is covered by a cover plate or cover membrane which permits force-displacement transfer from the operator's hand (finger) to the deformable element.
  • the recess is covered by the cover plate or cover membrane such that a substantially continuous outer surface is formed. The cover plate or cover membrane closes the recess flush, so that a flat or evenly curved outer contour is formed.
  • the deformable mechanical element comprises a metal body and the second sensor section comprises an inductive sensor, wherein an erratic transition into the metastable state caused by a manual action of force on the outside of the deformable mechanical element to a sudden movement of the metal body and consequently to results in a pulse-shaped electrical output signal of the inductive sensor.
  • a snap disc made of a ferromagnetic material is used.
  • the magnetic field of the coil is preferably shaped and directed with the aid of a specific configuration of the coil windings and / or a coil core in such a way that maximum influencing can take place by a change in position of the metal body.
  • the second sensor section has a mechano-electrical converter with a deformation body which is positioned immediately behind the wall portion of the wall such that a force acting on the wall portion to a deformation of Wandungsabitess and the deformation body and a corresponding electrical output signal of the transducer leads.
  • the deformable mechanical element is arranged adjacent to the outwardly facing surface of the wall portion such that a through a manual application of force to an exterior of the deformable mechanical element causes sudden transient in the metastable state to a mechanical impact (a shock) on the wall portion, a deformation of the deformation body and an electrical output signal leads.
  • the mechano-electrical converter can be of a type which basically does not give haptic feedback to the operator via the actuator.
  • it may be a piezoelectric sensor, in which very small deformations lead to sufficient output voltages. The slight deformations of the piezoelectric sensor would not be felt by an operator.
  • the sensor may alternatively also be a piezo-resistive sensor or another sensor with a mechanical deformation body.
  • this sensor arrangement according to the invention has the advantage that even a relatively slow-running manual actuating movement is converted into a sudden mechanical deformation and this sudden mechanical deformation (shock) is transmitted to the deformation body of the mechano-electrical transducer, resulting in a more easily detectable electrical output pulse leads.
  • the mechano-electrical converter is a piezoelectric sensor. Piezoelectric sensors that are suitable for the sensor arrangement according to the invention can be made available relatively inexpensively.
  • a snap disk is arranged in a recess of the wall defining the wall section as a deformable mechanical element. This has the advantage that the wall portion is thinned and thus can transfer the sudden mechanical deformation better on the deformation body.
  • the wall portion is bounded by an annular thinning of the wall.
  • the annular thinning of the wall allows easier mobility of the wall section.
  • the limited by the annular thinning of the wall wall portion itself may also be thinned, so that a recess for receiving the snap disk is formed.
  • the mechano-electrical converter is mounted on a printed circuit board mounted in an interior behind the wall and rests against the wall section without a gap.
  • a printed circuit board mounted in an interior behind the wall and rests against the wall section without a gap.
  • an outer side of the deformation body of the sensor can be adhesively bonded to an inner surface of the wall section. Even a mere pressing of the deformation body to the inner surface of the Wandungsabitess is conceivable.
  • the interior is filled with a potting compound. This fixes the circuit board and the components applied thereto in the interior, for example in the interior of a motor vehicle outside door handle.
  • the door handle 1 has an inner wall 2 enclosing wall 3.
  • the wall 3 is shown as consisting of a homogeneous material.
  • the wall 3 may also be designed in a multi-layered manner, for example, a plastic base body of the door handle may be encapsulated with a further plastic layer.
  • a circuit board 5 is arranged, which in addition to various components of a control circuit (which are not shown) receives a piezoelectric sensor 6, which is soldered, for example, directly to the surface of the circuit board 5.
  • a piezoelectric sensor 6 which is soldered, for example, directly to the surface of the circuit board 5.
  • the interior brackets that fix the circuit board 5, and other commonly present in the interior components, such as electrodes for capacitive proximity sensors or induction coils for wireless Communication with an electronic key (ID-donor). Also not shown is a the interior 2-filling potting compound, which fixes the circuitry.
  • the piezoelectric sensor comprises a deformation body, which consists at least partially of a piezoelectric material, wherein a mechanical deformation (in particular deflection) leads to an output voltage to suitably arranged electrodes.
  • the electrodes are arranged so that they can be soldered to the circuit board 5 or contacted in any other way.
  • the piezoelectric sensor consists of a circular bending plate made of a piezoelectric material (piezoelectric ceramic), wherein the two electrodes contact the two opposite side of the circular disc and the printed circuit board 5 facing away from the electrode by means of a conductor track around the edge the piezoelectric ceramic disc is pulled around, so that the sensor 6 can be contacted on one side on the circuit board 5.
  • the piezoelectric sensor 6, d. H. its deformation body is arranged in the interior 2 behind a thinned portion 4 of the wall 3 such that a force on the outwardly facing surface of the wall portion 4 leads to a deformation of the deformation body of the sensor 6.
  • an outwardly facing surface of the sensor deformation body is directly adjacent to the wall section 4, wherein it may be pressed or glued to the wall section 4, for example.
  • the thinned wall portion 4 of the wall 3 is defined by a running in the wall 3 recess 7.
  • the recess 7 forms a receiving space for a snap disk 8, wherein the recess 7 is covered with the snap disk 8 contained therein by a cover plate 9.
  • the recess 7, the snap disc 8 and the cover plate 9 are coordinated in their dimensions to each other that a manual pressure (force) on the outwardly facing surface of the cover plate 9 transmits directly to the snap disc 8 and the at a common finger pressure resulting force to a deformation of the snap disk 8 is sufficient so that it jumps into its metastable state.
  • the snap-action disc 8 acts on the outwardly facing surface of the wall section 4 in such a way that a mechanical impulse is transmitted to the deformation body of the sensor 6, so that the deformation provides an output pulse detectable for evaluation electronics.
  • the cover plate 9 is inserted into a correspondingly adapted receiving the wall 3 such that a continuous, continuous outer surface of the door handle 1 is formed.
  • the inner space 2 accommodating the printed circuit board 5 and the sensor 6 is completely enclosed by the wall 3, 4, so that a complete insulation of the electronic assemblies of the sensor arrangement is ensured.
  • the receiving space 7 for the snap-action disc 8 is also insulated from the interior 2 by the wall section 4.
  • a door handle 1 completely enclosing further plastic layer could be applied, which spans a covering membrane over the recess 7.
  • the snap-action disc 8 could be replaced by any other snap-hook arrangement which need not be of a circular shape. It is merely essential that the forces which normally arise during a finger pressure and which are transmitted through the cover membrane or cover plate 9 suffice to cause the snap frog element to jump from the stable (resting) state into the metastable state. In addition, it is preferred that this sudden mechanical deformation of the cracked frog is transmitted as a mechanical pulse through the wall section 4 to a deformation body of a sensor 6 and that the mechanical pulse acting there is sufficiently large to an evaluable and clearly distinguishable from disturbing output signal produce.
  • piezoelectric Sensor 6 could also find another mechano-electrical converter apply, in which a mechanical deformation body is present, wherein the deformation of the deformation body, for example, leads to a detuning of a bridge circuit of piezo-resistive resistors or to a change in the distance between two electrodes of a capacitive sensor.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürgriff mit einer in seiner Wandung angeordneten, von einem Bediener manuell betätigbaren mechano-elektrischen Sensoranordnung mit einem ersten Sensorabschnitt, der wenigstens ein beim Betätigen durch den Bediener bewegtes Bauteil umfasst, und einem zweiten Sensorabschnitt, der die Bewegung des Bauteils erfasst und ein entsprechendes Sensorausgangssignal ausgibt.
  • Unter einer mechano-elektrischen Sensoranordnung soll hier eine Anordnung verstanden werden, die eine mechanische Größe (z. B. Kraft oder Weg) erfasst und ein entsprechendes elektrisches Signal (z. B. Strom oder Spannung) ausgibt. Dieses elektrische Signal braucht nicht direkt aus der erfassten mechanischen Größe erzeugt zu werden; es kann auch eine Kette von Umwandlungen geben, in der entsprechend veränderliche mechanische Größen oder elektrische oder magnetische Felder erzeugt werden. Eine manuell betätigbare mechano-elektrische Sensoranordnung ist dann eine solche, die beispielsweise das Auflegen einer Hand oder das Drücken mittels eines Fingers erfasst. Unter dem Bewegen eines Bauteils soll jede Translation, Rotation oder auch Deformation verstanden werden.
  • Eine derartige Sensoranordnung wird beispielsweise eingesetzt in einem Türaußengriff zum Auslösen einer Schließen-Funktion durch manuelle Betätigung durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs, welcher nach dem Aussteigen aus dem Fahrzeug die Kraftfahrzeugtüren zu verschließen wünscht. Ein Kraftfahrzeugtürgriff mit einer in seiner Wandung angeordneten, von einem Bediener manuell betätigbaren mechano-elektrischen Sensoranordnung zum Auslösen einer Berechtigungsabfrage für eine auszulösende Schließfunktion mit einem ersten Sensorabschnitt, der wenigstens ein beim Betätigen durch den Bediener bewegtes Bauteil umfasst, und einem zweiten Sensorabschnitt, der die Bewegung des Bauteils erfasst und ein entsprechendes Sensorausgangssignal ausgibt, ist beispielsweise aus der DE 198 05 659 C1 bekannt.
  • Für in einem Türaußengriff angeordnete Sensoren zum Erfassen des Schließ-Wunsches eines Fahrers sind im Stand der Technik beispielsweise mechanische Schalter (Mikroschalter) bekannt, bei denen eine Betätigung des Schalters aufgrund eines sprunghaften Stellwegs eine haptische Rückkopplung für den Bediener gibt (vgl. beispielsweise DE 198 05 659 C1 oder EP 1 589 167 A2 ). Andere bekannte Lösungen verwenden einen kapazitiven Sensor, der die unmittelbare Annäherung der Hand des Bedieners erfasst, dessen Betätigung aber mit keinerlei fühlbaren mechanischen Deformationen oder Stellwegen verbunden ist, so dass der Benutzer keine unmittelbare haptische Rückkopplung erhält (vgl. z.B.
  • DE 102 55 439 A1 ). Die haptische Rückkopplung kann bei diesen Sensoren nur dann erlangt werden, wenn die durch eine Ansteuerschaltung erfasste Betätigung des kapazitiven Sensors verwendet wird, um eine aktive mechanische Rückkopplung, beispielsweise mit Hilfe eines Schwingungsgebers, auszulösen (vgl. z.B. EP 1 510 637 A1 ). Nachteilig ist hierbei der relativ hohe schaltungstechnische Aufwand zum Erzeugen einer aktiven mechanischen Rückkopplung.
  • Aus der Druckschrift EP 1 763 048 A1 ist ein Kraftfahrzeugtürgriff mit einem mechanischen Tastschalter bekannt, bei dem einer von zwei sich im Einschaltzustand berührenden Metallkontakten des Schalters als ein zwischen zwei mechanisch stabilen Positionen elastisch umschaltbares mechanisches Element ausgebildet ist. Das Umspringen von der einen in die andere Position schafft einerseits eine fühlbare Rückkopplung und schließt zugleich den elektrischen Kontakt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine für einen Kraftfahrzeugtürgriff geeignete Sensoranordnung zu schaffen, die einem Bediener eine mechanisch spürbare Rückkopplung (auch "haptische" oder "taktile" Rückkopplung genannt) gibt, aber dennoch einen relativ geringen schaltungstechnischen Aufwand erfordert und einen Schutz der elektrischen Baugruppen gegenüber Umgebungseinflüssen gestattet, und die zugleich ein stärkeres und im Moment der taktilen Rückkopplung gebildetes Sensorausgangssignal zur Verfügung stellt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kraftfahrzeugtürgriff mit einer in seiner Wandung angeordneten, von einem Bediener manuell betätigbaren mechano-elektrischen Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugtürgriff mit einer in seiner Wandung angeordneten, von einem Bediener manuell betätigbaren mechano-elektrische Sensoranordnung weist einen an einer Außenseite eines Wandungsabschnitts der Wandung angeordneten ersten Sensorabschnitt, der wenigstens ein beim Betätigen durch den Bediener bewegtes Bauteil umfasst, und einen hinter dem Wandungsabschnitt angeordneten zweiten Sensorabschnitt, der die Bewegung des Bauteils erfasst und ein entsprechendes Sensorausgangssignal ausgibt, auf. Die Wandung des Kraftfahrzeugtürgriffs umschließt hermetisch elektrische Baugruppen und den zweiten Sensorabschnitt und isoliert diese gegenüber der Umgebung. Das bewegte Bauteil ist ein deformierbares mechanisches Element mit einem stabilen Ruhezustand und einem metastabilen Zustand (d.h. einen "Knackfrosch"), das in einer Vertiefung der Wandung angeordnet ist, wobei ein durch eine manuelle Krafteinwirkung auf eine Außenseite des deformierbaren mechanischen Elements bewirkter sprunghafter Übergang in den metastabilen Zustand zu einer für den Bediener fühlbaren taktilen Rückmeldung führt und die dabei auftretende kurzzeitige schnelle Bewegung des bewegten Bauteils von dem zweiten Sensorabschnitt erfasst wird. Eine solche Anordnung hat zunächst den Vorteil, dass der mechano-elektrische Sensor nach einem Sensorprinzip arbeiten kann, welches einem Betätigenden grundsätzlich keine haptische Rückkopplung über die Betätigung gibt. Dies gestattet die Verwendung einer Reihe von preiswerten Sensoren. Beispielsweise kann der zweite Sensorabschnitt einen piezo-elektrischen Sensor umfassen, bei dem sehr geringe Verformungen zu ausreichenden Ausgangsspannungen führen. Die geringen Verformungen des piezo-elektrischen Sensors sind allerdings durch einen Bediener nicht fühlbar. Für die taktile (oder haptische) Rückkopplung an den Bediener sorgt erfindungsgemäß das deformierbare mechanische Element mit einem stabilen Ruhezustand und einem metastabilen Zustand (d.h. der "Knackfrosch"), d. h. ein Element, das bei einer relativ langsamen und kontinuierlichen Betätigung mit einer manuell aufgebrachten Kraft nach einer anfänglich geringen, kaum spürbaren Bewegung plötzlich in einen Zustand springt, den es aber nach dem Wegnehmen der Kraft nicht beibehält. Dieses plötzliche Umspringen ist für den Bediener spürbar. Vor allem aber führt die erfindungsgemäße Anordnung, insbesondere die Aufteilung in einen ersten, vor der Wandung angeordneten Sensorabschnitt und einen zweiten, hinter der Wandung angeordneten Sensorabschnitt, in vorteilhafter Weise zu einer Abtrennung oder Isolierung der im zweiten Sensorabschnitt lokalisierten elektrischen Teile der Sensoranordnung gegenüber der Außenumgebung. Der den taktilen Rückmelder umfassende erste Sensorabschnitt kann dagegen relativ ungeschützt den Einwirkungen der Umgebung ausgesetzt bleiben, da er weitgehend unempfindlich ausgestaltet sein kann. Vorteilhaft ist dessen Unterbringung in einer Vertiefung, weil sie einerseits den mechanischen Schutz des ersten Sensorabschnitts verbessert und andererseits eine glattere Gestaltung der Griffoberfläche gestattet. Das bewegte Bauteil, dessen Bewegung von dem zweiten Sensorabschnitt erfasst wird, ist das deformierbare mechanische Element oder ein Teil dieses Elements. Dies hat den Vorteil, dass die plötzliche Deformation beim Umschalten in den metastabilen Zustand eine kurzzeitige schnelle Bewegung darstellt, die von einem Sensor regelmäßig einfacher erfasst werden kann als eine langsame, stetige Bewegung.
  • Bei dem deformierbaren mechanischen Element mit einem stabilen und einem metastabilen Zustand, das auch als "Knackfrosch" oder "Clicker" bezeichnet wird, handelt es sich vorzugsweise um eine Schnappscheibe. Die Schnappscheibe ist preiswert und entspricht einer bevorzugten kreisförmigen Gestalt der von einem Benutzer betätigbaren Schließ-Sensorfläche und ist auf einfache Weise in eine kreisförmige Vertiefung der Wandung einlegbar.
  • Vorzugsweise ist die Vertiefung mit dem darin aufgenommenen deformierbaren mechanischen Element von einer Abdeckplatte oder Abdeckmembran abgedeckt, welche eine Kraft-Weg-Übertragung von der Hand (dem Finger) des Bedieners auf das deformierbare Element gestattet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vertiefung von der Abdeckplatte oder Abdeckmembran derart abgedeckt, dass eine im Wesentlichen kontinuierliche Außenfläche gebildet wird. Die Abdeckplatte oder Abdeckmembran schließt die Vertiefung bündig ab, so dass eine ebene oder gleichmäßig gewölbte Außenkontur gebildet wird.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das deformierbare mechanische Element einen Metallkörper und umfasst der zweite Sensorabschnitt einen induktiven Sensor, wobei ein durch eine manuelle Krafteinwirkung auf die Außenseite des deformierbaren mechanischen Elements bewirkter sprunghafter Übergang in den metastabilen Zustand zu einer sprunghaften Bewegung des Metallkörpers und infolgedessen zu einem impulsförmigen elektrischen Ausgangssignal des induktiven Sensors führt. Beispielsweise wird eine Schnappscheibe aus einem ferromagnetischen Material verwendet. Vorzugsweise ist hier das Magnetfeld der Spule mit Hilfe einer bestimmten Ausgestaltung der Spulenwicklungen und/oder eines Spulenkerns so geformt und gerichtet, dass eine maximale Beeinflussung durch eine Lageänderung des Metallkörpers stattfinden kann.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der zweite Sensorabschnitt einen mechano-elektrischen Wandler mit einem Verformungskörper auf, der unmittelbar hinter dem Wandungsabschnitt der Wandung derart positioniert ist, dass eine Krafteinwirkung auf den Wandungsabschnitt zu einer Deformation des Wandungsabschnitts und des Verformungskörpers und einem entsprechenden elektrischen Ausgangssignal des Wandlers führt. Das deformierbare mechanische Element ist benachbart zu der nach außen weisenden Fläche des Wandungsabschnitts derart angeordnet, dass ein durch eine manuelle Krafteinwirkung auf eine Außenseite des deformierbaren mechanischen Elements bewirkter sprunghafter Übergang in den metastabilen Zustand zu einer mechanischen Einwirkung (einem Stoß) auf den Wandungsabschnitt, einer Deformation des Verformungskörpers und einem elektrischen Ausgangssignal führt. Eine solche Anordnung hat wiederum den Vorteil, dass der mechano-elektrische Wandler von einer Art sein kann, die einem Betätigenden grundsätzlich keine haptische Rückkopplung über die Betätigung gibt. Beispielsweise kann es sich um einen piezo-elektrischen Sensor handeln, bei dem sehr geringe Verformungen zu ausreichenden Ausgangsspannungen führen. Die geringen Verformungen des piezo-elektrischen Sensors wären durch einen Bediener nicht fühlbar. Der Sensor kann alternativ auch ein piezo-resistiver Sensor oder ein anderer Sensor mit einem mechanischen Verformungskörper sein. Vor allem hat diese erfindungsgemäße Sensoranordnung den Vorteil, dass auch eine relativ langsam ablaufende manuelle Betätigungsbewegung in eine sprunghafte mechanische Deformation umgewandelt wird und diese sprunghafte mechanische Deformation (Stoß) auf den Verformungskörper des mechano-elektrischen Wandlers übertragen wird, was zu einem einfacher erfassbaren elektrischen Ausgangsimpuls führt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der mechano-elektrische Wandler ein piezo-elektrischer Sensor. Piezo-elektrische Sensoren, die für die erfindungsgemäße Sensoranordnung geeignet sind, können relativ preiswert zur Verfügung gestellt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird als deformierbares mechanisches Element eine Schnappscheibe in einer den Wandungsabschnitt definierenden Vertiefung der Wandung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Wandungsabschnitt abgedünnt ist und somit die sprunghafte mechanische Deformation besser auf den Verformungskörper übertragen kann.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform wird der Wandungsabschnitt von einer ringförmigen Abdünnung der Wandung begrenzt. Die ringförmige Abdünnung der Wandung erlaubt eine erleichterte Beweglichkeit des Wandungsabschnitts. Der von der ringförmigen Abdünnung der Wandung begrenzte Wandungsabschnitt selbst kann darüber hinaus abgedünnt sein, so dass eine Vertiefung für die Aufnahme der Schnappscheibe gebildet wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der mechano-elektrische Wandler auf einer in einem Innenraum hinter der Wandung montierten Leiterplatte befestigt und liegt spaltfrei an dem Wandungsabschnitt an. Beispielsweise kann eine Außenseite des Verformungskörpers des Sensors mit einer Innenfläche des Wandungsabschnitts verklebt sein. Auch ein bloßes Andrücken des Verformungskörpers an die Innenfläche des Wandungsabschnitts ist denkbar. Vorzugsweise ist der Innenraum mit einer Vergussmasse gefüllt. Diese fixiert die Leiterplatte und die darauf aufgebrachten Bauelemente im Innenraum, beispielsweise im Innenraum eines Kraftfahrzeug-Türaußengriffs.
  • Vorteilhafte und/oder bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Teils eines Türaußengriffs eines Kraftfahrzeugs, der die erfindungsgemäße Sensoranordnung enthält.
  • Der Türgriff 1 weist eine einen Innenraum 2 umschließende Wandung 3 auf. Bei der schematischen Darstellung nach Figur 1 ist die Wandung 3 als aus einem homogenen Material bestehend dargestellt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann die Wandung 3 auch mehrschichtig ausgeführt sein, beispielsweise kann ein Kunststoff-Grundkörper des Türgriffs mit einer weiteren Kunststoffschicht umspritzt sein. In dem hermetisch umschlossenen Innenraum 2 ist eine Leiterplatte 5 angeordnet, die neben verschiedenen Bauelementen einer Steuerschaltung (welche nicht dargestellt sind) einen piezo-elektrischen Sensor 6 aufnimmt, der beispielsweise unmittelbar auf die Oberfläche der Leiterplatte 5 aufgelötet ist. In Figur 1 nicht dargestellt sind im Innenraum angeordnete Halterungen, die die Leiterplatte 5 fixieren, sowie weitere üblicherweise im Innenraum vorhandene Bauelemente, wie beispielsweise Elektroden für kapazitive Annäherungssensoren oder Induktionsspulen zur drahtlosen Kommunikation mit einem elektronischen Schlüssel (ID-Geber). Ebenfalls nicht dargestellt ist eine den Innenraum 2 ausfüllende Vergussmasse, welche die Schaltungsanordnungen fixiert.
  • Der piezo-elektrische Sensor umfasst einen Verformungskörper, der zumindest teilweise aus einem piezo-elektrischen Material besteht, wobei eine mechanische Deformation (insbesondere Durchbiegung) zu einer Ausgangsspannung an in geeigneter Weise angeordneten Elektroden führt. Die Elektroden sind dabei so angeordnet, dass sie auf der Leiterplatte 5 angelötet oder auf andere Weise kontaktiert werden können. Beispielsweise besteht der piezo-elektrische Sensor aus einer kreisrunden Biegeplatte, aus einem piezo-elektrischen Material (Piezo-Keramik), wobei die beiden Elektroden die beiden einander gegenüberliegenden Seite der kreisrunden Scheibe kontaktieren und die der Leiterplatte 5 abgewandte Elektrode mittels einer Leitbahn um den Rand der piezo-elektrischen Keramikscheibe herumgezogen ist, so dass der Sensor 6 einseitig auf der Leiterplatte 5 kontaktiert werden kann.
  • Der piezo-elektrische Sensor 6, d. h. dessen Verformungskörper, ist in dem Innenraum 2 hinter einem abgedünnten Abschnitt 4 der Wandung 3 derart angeordnet, dass eine Krafteinwirkung auf die nach außen gewandte Fläche des Wandungsabschnitts 4 zu einer Deformation des Verformungskörpers des Sensors 6 führt. Vorzugsweise liegt eine nach außen gewandte Fläche des Sensor-Verformungskörpers unmittelbar an dem Wandungsabschnitt 4 an, wobei er beispielsweise angepresst oder mit dem Wandungsabschnitt 4 verklebt sein kann.
  • Der abgedünnte Wandungsabschnitt 4 der Wandung 3 wird durch eine in der Wandung 3 ausgeführte Vertiefung 7 definiert. Die Vertiefung 7 bildet einen Aufnahmeraum für eine Schnappscheibe 8, wobei die Vertiefung 7 mit der darin enthaltenen Schnappscheibe 8 von einer Abdeckplatte 9 abgedeckt wird. Die Vertiefung 7, die Schnappscheibe 8 und die Abdeckplatte 9 sind in ihren Dimensionen so aufeinander abgestimmt, dass sich ein manueller Druck (Krafteinwirkung) auf die nach außen gewandte Fläche der Abdeckplatte 9 unmittelbar auf die Schnappscheibe 8 überträgt und die bei einem üblichen Fingerdruck entstehende Kraft zu einer Deformation der Schnappscheibe 8 derart ausreicht, dass sie in ihren metastabilen Zustand springt. Beim sprunghaften Übergang in den metastabilen Zustand wirkt die Schnappscheibe 8 auf die nach außen gewandte Fläche des Wandungsabschnitts 4 derart ein, dass sich ein mechanischer Impuls auf den Verformungskörpers des Sensors 6 überträgt, so dass die Verformung einen für eine Auswerteelektronik erfassbaren Ausgangsimpuls liefert. Darüber hinaus ist die Abdeckplatte 9 in eine entsprechend angepasste Aufnahme der Wandung 3 derart eingesetzt, dass eine durchgängige, kontinuierliche Außenfläche des Türgriffs 1 gebildet wird.
  • Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform wird der die Leiterplatte 5 und den Sensor 6 aufnehmende Innenraum 2 vollständig von der Wandung 3, 4 umschlossen, so dass eine vollständige Isolation der elektronischen Baugruppen der Sensoranordnung gewährleistet ist. Der Aufnahmeraum 7 für die Schnappscheibe 8 ist ebenfalls gegenüber dem Innenraum 2 durch den Wandungsabschnitt 4 isoliert. Anstelle der Abdeckplatte 9 könnte auch eine den Türgriff 1 vollständig umschließende weitere Kunststoffschicht aufgebracht sein, die eine Abdeckmembran über die Vertiefung 7 spannt.
  • Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche alternative Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise könnte die Schnappscheibe 8 durch irgendeine andere Knackfrosch-Anordnung ersetzt sein, welche nicht von kreisförmiger Gestalt zu sein braucht. Wesentlich ist bloß, dass die bei einem Fingerdruck üblicherweise entstehenden Kräfte, welche durch die Abdeckmembran oder Abdeckplatte 9 hindurch übertragen werden, ausreichen, um ein Springen des Knackfrosch-Elements aus dem stabilen (Ruhe-)Zustand in den metastabilen Zustand zu bewirken. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass diese sprunghafte mechanische Verformung des Knackfroschs als mechanischer Impuls durch den Wandungsabschnitt 4 hindurch auf einen Verformungskörper eines Sensors 6 übertragen wird und dass der dort einwirkende mechanische Impuls ausreichend groß ist, um ein auswertbares und von Störeinflüssen deutlich unterscheidbares Ausgangssignal zu erzeugen. Anstelle des piezo-elektrischen Sensors 6 könnte auch ein anderer mechano-elektrischer Wandler Anwendung finden, bei dem ein mechanischer Verformungskörper vorhanden ist, wobei die Verformung des Verformungskörpers beispielsweise zu einer Verstimmung einer Brückenschaltung aus piezo-resistiven Widerständen oder zu einer Änderung des Abstands zweier Elektroden eines kapazitiven Sensors führt.

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeugtürgriff (1) mit einer in seiner Wandung angeordneten, von einem Bediener manuell betätigbaren mechano-elektrischen Sensoranordnung mit
    einem an einer Außenseite eines Wandungsabschnitts (4) der Wandung (3) angeordneten ersten Sensorabschnitt, der wenigstens ein beim Betätigen durch den Bediener bewegtes Bauteil umfasst, und
    einem hinter dem Wandungsabschnitt (4) angeordneten zweiten Sensorabschnitt (6), der die Bewegung des Bauteils erfasst und ein entsprechendes Sensorausgangssignal ausgibt,
    wobei die Wandung (3) des Kraftfahrzeugtürgriffs (1) elektrische Baugruppen und den zweiten Sensorabschnitt (6) hermetisch umschließt und gegenüber der Umgebung isoliert,
    wobei das bewegte Bauteil ein deformierbares mechanisches Element (8) mit einem stabilen Ruhezustand und einem metastabilen Zustand ist, das in einer Vertiefung (7) der Wandung (3) angeordnet ist, wobei ein durch eine manuelle Krafteinwirkung auf eine Außenseite des deformierbaren mechanischen Elements (8) bewirkter sprunghafter Übergang in den metastabilen Zustand zu einer für den Bediener fühlbaren taktilen Rückmeldung führt und die dabei auftretende kurzzeitige schnelle Bewegung des bewegten Bauteils von dem zweiten Sensorabschnitt erfasst wird.
  2. Kraftfahrzeugtürgriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das deformierbare mechanische Element mit einem stabilen und einem metastabilen Zustand eine Schnappscheibe (8) ist.
  3. Kraftfahrzeugtürgriff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (7) mit dem darin aufgenommenen deformierbaren mechanischen Element (8) von einer Abdeckplatte (9) oder Abdeckmembran abgedeckt ist.
  4. Kraftfahrzeugtürgriff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (7) von der Abdeckplatte (9) oder Abdeckmembran derart abgedeckt ist, dass eine im Wesentlichen kontinuierliche Außenfläche gebildet wird.
  5. Kraftfahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass das deformierbare mechanische Element (8) einen Metallkörper und der zweite Sensorabschnitt (6) einen induktiven Sensor umfasst, wobei ein durch eine manuelle Krafteinwirkung auf die Außenseite des deformierbaren mechanischen Elements (8) bewirkter sprunghafter Übergang in den metastabilen Zustand zu einer sprunghaften Bewegung Metallkörpers und infolgedessen zu einem impulsförmigen elektrischen Ausgangssignal führt.
  6. Kraftfahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensorabschnitt einen mechano-elektrischen Wandler (6) mit einem Verformungskörper aufweist, der hinter dem Wandungsabschnitt (4) der Wandung (3) derart positioniert ist, dass eine Krafteinwirkung auf den Wandungsabschnitt (4) zu einer Deformation des Verformungskörpers und einem entsprechenden elektrischen Ausgangssignal des mechano-elektrischen Wandlers (6) führt, und dass das deformierbare mechanische Element (8) benachbart zu der nach außen gewandten Fläche des Wandungsabschnitts (4) derart angeordnet ist, dass ein durch eine manuelle Krafteinwirkung auf die Außenseite des deformierbaren mechanischen Elements (8) bewirkter sprunghafter Übergang in den metastabilen Zustand zu einer mechanischen Einwirkung auf den Wandungsabschnitt (4), einer Deformation des Verformungskörpers und einem elektrischen Ausgangssignal führt.
  7. Kraftfahrzeugtürgriff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mechano-elektrische Wandler ein piezo-elektrischer Sensor (6) ist.
  8. Kraftfahrzeugtürgriff nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandungsabschnitt (4) von einer ringförmigen Abdünnung der Wandung (3) begrenzt wird.
  9. Kraftfahrzeugtürgriff nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mechano-elektrische Wandler (6) auf einer in einem Innenraum (2) hinter der Wandung (3) montierten Leiterplatte (5) befestigt ist und spaltfrei an dem Wandungsabschnitt (4) anliegt.
  10. Kraftfahrzeugtürgriff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (2) mit einer Vergussmasse gefüllt ist.
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