WO2016102236A1 - Vorrichtung zur berührungslosen betätigung eines verstellbaren fahrzeugteils - Google Patents

Vorrichtung zur berührungslosen betätigung eines verstellbaren fahrzeugteils Download PDF

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WO2016102236A1
WO2016102236A1 PCT/EP2015/079718 EP2015079718W WO2016102236A1 WO 2016102236 A1 WO2016102236 A1 WO 2016102236A1 EP 2015079718 W EP2015079718 W EP 2015079718W WO 2016102236 A1 WO2016102236 A1 WO 2016102236A1
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vehicle
sensor
bumper
proximity sensor
electrode
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PCT/EP2015/079718
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Florian Pirchheim
Jonas Reich
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Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
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    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/960755—Constructional details of capacitive touch and proximity switches

Definitions

  • the invention relates to a device for non-contact operation of an adjustable vehicle part, which has a vehicle-mounted or mountable body or exterior trim part, as well as an indirectly or directly attached thereto proximity sensor.
  • the invention further relates to a vehicle comprising the device.
  • Non-contact tailgate switch is known for example from DE 10 2010 049 400 A1.
  • capacitive proximity sensors are often used.
  • a capacitive proximity sensor comprises two sensor electrodes and an electronic unit, which is connected in each case via corresponding leads to the sensor electrodes.
  • the proximity sensor is often mounted directly or indirectly on an inner side of a rear bumper of the vehicle.
  • the proximity sensor is sometimes located in a longitudinal side offset with respect to the vehicle. arranged section of the bumper.
  • this side portion of the bumper has an obliquely to the horizontal lower edge. It has been shown that in a mounting position of the proximity sensor in a thus designed side portion, the reliability of the proximity sensor is often impaired.
  • the invention has for its object to provide a device of the type mentioned for non-contact operation of an adjustable vehicle part, which is particularly reliable (i.e., fail-safe) to operate.
  • the device according to the invention for non-contact actuation of an adjustable vehicle part comprises at least one capacitive proximity sensor, which in turn comprises at least one elongate sensor electrode for detecting an actuation command generated by approaching the proximity sensor.
  • the sensor electrode is in this case formed by an elongated electrical conductor, for example in the form of a circular conductor or flat conductor.
  • the sensor electrode is formed by the sheath conductor of a coaxial cable or a similar cable without an inner conductor.
  • the proximity sensor comprises two elongated sensor electrodes, wherein one of the sensor electrodes is particularly preferably formed by a flat conductor (ie a conductor with a band-like, flat conductor geometry), while the second sensor electrode is formed by a round conductor.
  • the device comprises a body or exterior trim part, which is mounted or mountable in a certain installation position on the vehicle.
  • the proximity sensor may be attached directly or indirectly to this body part or outer trim part (hereinafter referred to as the "support part"), so that the proximity sensor may be mounted directly on the support part, Alternatively, however, the proximity sensor may be attached to an intermediate mounting part (intermediate support). which in turn is fastened to the carrier part.
  • the carrier part is formed by a (in particular rear side) (vehicle) bumper.
  • the proximity sensor is in this case preferably attached to an inside of the bumper (again indirectly or directly).
  • the support member may be formed, for example, by a Mosschweiler or another part of a vehicle outer panel.
  • the sensor electrode in the installed state of the proximity sensor on the carrier part, the sensor electrode extends obliquely to a lower edge of the carrier part.
  • Inclination is dimensioned such that the sensor electrode is aligned in the installed position of the support member on the vehicle with respect to their longitudinal extent exactly or at least approximately horizontally.
  • the sensor electrode runs at least approximately parallel to a (flat) ground on which the vehicle stands.
  • the proximity sensor comprises two or more sensor electrodes, these are in particular spaced apart from one another and are mounted parallel to one another on the carrier part. Accordingly, each of the sensor electrodes is oriented obliquely to the lower edge of the carrier part or parallel to the ground.
  • an edge of the carrier part is designated as the lower edge, which faces the (earth) floor on which the vehicle is standing in the intended installation position of the carrier part.
  • the invention is based on the consideration that in modern vehicles bearer parts, to which sensor electrodes are attached, sometimes have lower edges. pointing, which are inclined relative to the horizontal. This applies in particular to side sections of bumpers.
  • a sensor electrode is routed regularly parallel to this lower edge on the support member.
  • a proximity event at a first end of the sensor electrodes may be interpreted as an actuation command, while a proximity event at an opposite end of the sensor electrodes may erroneously not trigger an actuation command.
  • the invention eliminates this disadvantage by providing that the sensor electrode is deliberately laid unparallel to the lower edge of the carrier part, so that the sensor electrode (in the intended installation position of the carrier part) over its entire length at least approximately the same distance to a (flat) surface on which the vehicle is standing.
  • a body part in particular a foot of the vehicle user
  • which is brought to the proximity sensor in order to produce an actuation command always has approximately the same distance to the sensor electrode, regardless of the length position (at which location) of the sensor electrode such approaching event takes place.
  • the sensor electrode is designated as "approximately horizontally oriented" in a suitable dimensioning, in particular if the distance to the bottom varies by a maximum of 20 mm over the length of the sensor electrode With an at least approximately rectilinear sensor electrode, this dimensioning results in a maximum depending on the length of the sensor electrode permissible angle of attack (maximum angle of attack) with respect to the horizontal, It is thus preferably provided that the sensor electrode is inclined at maximum relative to the horizontal at an angle which is smaller than the maximum angle of attack.
  • the support member is formed by a bumper, wherein the proximity sensor is attached to a side portion of the bumper.
  • the device preferably comprises two proximity sensors, wherein these are arranged on the two opposite side sections of the bumper.
  • the adjustable vehicle part is preferably a tailgate of the vehicle.
  • the adjustable vehicle part is another vehicle door, e.g. a side door, in particular a sliding door, or a hood acts.
  • FIG. 1 is a roughly schematic representation of a motor vehicle with a bumper on which a proximity sensor for contactless operation of a tailgate of the motor vehicle is mounted,
  • FIG. 2 is a perspective detail view of a body assembly comprising the bumper of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a schematic detail view of a side section of the bumper according to FIG. 2, on the inside of which two sensor electrodes of the proximity sensor are laid, FIG.
  • FIG. 4 shows a time profile of the signals generated by the sensor electrodes during a proximity event at a first location according to FIG. 3, FIG.
  • FIG. 5 shows a time profile of the signals generated by the sensor electrodes in the case of a proximity event at a second location according to FIG. 3, and FIG.
  • Fig. 6 is a schematic view of one of the sensor electrodes according to FIG. 3 for
  • Fig. 1 shows a rear part of a (power) vehicle 1, which is shown in a side view.
  • the vehicle 1 comprises a device 2 for non-contact actuation of a motor-driven vehicle part, here its tailgate 3.
  • the device 2 comprises capacitive proximity sensors 6.
  • the device 2 comprises a control and evaluation 7.
  • On the vehicle 1, a rear-side bumper 8 is attached , At this bumper 8, the proximity sensors 6 are each arranged in a side portion 10, which limit the bumper 8 in the vehicle transverse direction.
  • the bumper 8 thus forms (in the sense of the nomenclature introduced above) a carrier part of the device according to the invention.
  • the position of the proximity sensors 6 is shown here for one of the side sections 10 and thereby only in a roughly schematically simplified form.
  • a control request or operating command detected by means of one of the proximity sensors 6 is output to the control and evaluation unit 7, whereupon the control and evaluation unit 7 controls a damper drive 1 1 and / or a door lock 12 of the vehicle 1, the tailgate 3 according to FIG Operating request to open or close.
  • a Cartesian vehicle coordinate system 15 is shown in FIG.
  • the X-axis of this coordinate system denotes the vehicle longitudinal direction X and is aligned parallel to a floor 16 on which the vehicle 1 stands.
  • the Y-direction of the vehicle coordinate system 15 indicates the vehicle transverse direction Y and is also aligned parallel to the ground 16. (In the illustration according to FIG. 1, the Y axis points out of the plane of the drawing).
  • the vehicle longitudinal direction X and the vehicle transverse direction Y thus span a horizontal plane.
  • the Z-axis of the coordinate system finally points in the direction of a vehicle vertical Z and is thus perpendicular to the ground 16 and the parallel thereto parallel horizontal plane.
  • FIG. 2 shows a body lift assembly 20.
  • the body assembly 20 comprises a plurality of body parts, specifically, on the one hand, the bumper 8 according to FIG. 1 and, on the other hand, a wheel housing 21.
  • the bumper 8 in turn is subdivided into the two side sections 10 and an intermediate rear section 22.
  • the body assembly 20 is shown with a view approximately in the vehicle longitudinal direction X according to FIG. Accordingly, in FIG. 2, a bumper inner side 23 of the bumper 8 facing the vehicle 1 can be seen in the intended installation state of the body assembly 20 or of the bumper 8 on the vehicle 1.
  • the bumper 8 is formed by a thin-walled, three-dimensional molded plastic part.
  • the bumper 8 surrounds the vehicle 1 in the installed state partially rear side and side.
  • the proximity sensors 6 are arranged in the two opposite side portions 10 of the bumper 8.
  • the opposite (not shown) proximity sensor being designed correspondingly opposite.
  • the proximity sensors 6 are here mounted directly on the bumper inner side 23.
  • the bumper 8 is thus used in the exemplary embodiment itself as a support member on which the proximity sensors 6 are mounted.
  • the proximity sensors 6 are laid on a separate from the bumper support member 8, this - for example, formed by a flat molding - support member is in turn attached to the bumper inner side 23.
  • the proximity sensor 6 has a first elongated (sensor) electrode 30, a second elongated (sensor) electrode 31, and an electronic unit 32. Connecting lines which connect the two electrodes 30, 31 to the electronic unit 32 are designed in a conventional manner and are not shown here for the sake of clarity.
  • the function of the control and evaluation unit 7 is integrated in the electronic unit 32 in an alternative embodiment of the invention. In this case, the control and evaluation unit 7 is a component of the proximity sensor 6.
  • the first (upper) electrode 30 is formed by a flat conductor with a flat strip-shaped conductor
  • the second (lower) electrode 31 is formed as a cylindrical, flexible round electrode in the form of an insulated circular conductor.
  • the round conductor is in particular a solid wire, a stranded conductor or the sheath conductor of a coaxial cable.
  • the case of a coaxial cable usually provided inner conductor is hereby optionally omitted or replaced by a soul of non-conductive material, in particular plastic.
  • the electronic unit 32 comprises an evaluation electronics (not explicitly shown) as an essential component, which preferably again comprises a microcontroller.
  • the evaluation electronics are accommodated in a housing 35.
  • the plug connectors serve to make contact with the connection lines and, on the other hand, to connect a vehicle-side control line, via which the electronic unit 32 communicates with the control and evaluation unit 7, and via which the electronic unit 32 is supplied with the electrical energy necessary for operation.
  • the electronic unit 32 is screwed by means of molded onto the housing 35 eyelets on the bumper inner side 22. But it can also be attached to the bumper 8 in other ways, for example by gluing, riveting or welding.
  • Each of the electrodes 30, 31 has at each one longitudinal end via a plug connection, which serves for contacting the connecting line.
  • the electrodes 30, 31, as well as the connection lines are clipped onto the bumper inner side 22 with the aid of not shown locking elements.
  • the electrodes 30, 31 may also be bonded to the bumper inner side 22.
  • FIG. Fig. 3 shows the side portion 10 of FIG. 2 with a view of the bumper inner side 23, wherein the wheel housing 21 (not shown) as shown connects to the left, while the rear portion 21 (also not shown) connects to the right.
  • the side portion 10 has a lower edge 40, which is inclined relative to the horizontal plane or relative to the bottom 16 at an angle ⁇ from here about 13.5 °.
  • the vehicle-side rear end of the lower edge 40 is further away from the bottom 16, as the front end.
  • the two electrodes 30, 31 are spaced apart and laid parallel to one another on the inner side of the bumper 23.
  • both electrodes 30, 31 have approximately the same length L.
  • Each of the electrodes 30, 31 is laid at least approximately rectilinearly (that is, not curved).
  • each of the electrodes 30, 31 encloses an angle ⁇ with the lower edge 40 of the side section 10.
  • the angle ⁇ is dimensioned such that each of the electrodes 30, 31 runs exactly or at least approximately parallel to the floor 16 when the bumper 8 is mounted on the vehicle 1 as intended.
  • the angle .beta. Is thus at least approximately in line with the angle .alpha.
  • FIG. 3 a first location 50 and a second location 51 are indicated by an arrow.
  • FIGS. 4 and 5 each show a temporal course of signals, such as those generated at the first location 50 and the second location 51 at the electrodes 30, 31, respectively, during an intended foot movement .
  • a foot of a vehicle user is stretched under the bumper 8 in a typically short "kicking motion", the foot penetrating into both a detection space of the first electrode 30 and a detection space of the second electrode 31.
  • a capacitance C detected at the respective sensor electrodes 30, 31 is shown as a function of the time t.
  • a first curve represents an approach signal S1 generated at the first electrode 30, while a second curve respectively represents an approach signal S2 generated by the second electrode 31.
  • the individual signal curves are at least approximate are identical, both in the comparison of the two electrodes 30, 31 to each other (waveform S1 compared with waveform S2), as well as in the comparison of the two locations 50, 51 to each other (Fig. 4 compared to Fig. 5).
  • an equally strong change of the capacitance measure C is detected in signal pulses 60 in the respective approximation signals S1, S2.
  • the electrode 30 is shown once in a horizontal mounting position (shown in solid) and once in a maximum relative to the horizontal mounting position (shown in phantom).
  • the electrode 30 is laid in such a way that in the installed state, a distance A of the electrode 30 to the bottom 16 over the length L of the electrodes 30 varies by a distance difference a of 20 mm at most.
  • the maximum distance difference a results in at least approximately a maximum angle of attack ⁇ in which the electrode 30 should deviate at most from the horizontal plane.
  • the angle of attack ⁇ is calculated for a given length L of the electrode 30 according to Gig. 1 .
  • an angle bisector 61 with respect to the angle of attack ⁇ is additionally drawn in FIG.
  • the invention applies in particular when the angle a, in which the lower edge 40 is inclined relative to the horizontal (cf., Fig. 3), exceeds the maximum allowable angle of attack ⁇ .
  • the object of the invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description. In particular, the described individual features of the invention and their design variants can be combined with each other in other ways.

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Abstract

Eine Vorrichtung (2) zur berührungslosen Betätigung eines verstellbaren Fahrzeugteils (3) wird angegeben. Die Vorrichtung (2) umfasst einen kapazitiven Näherungssensor (6), mit mindestens einer langgestreckten Sensorelektrode (30, 31), sowie ein Karosserieteil (8), an dem der Näherungssensor (6) mittelbar oder unmittelbar befestigt ist. Das Karosserieteil (8) ist seinerseitsin einer bestimmten Einbauposition an dem Fahrzeug (1) montiert oder montierbar. Die Sensorelektrode (30, 31) verläuft derart schräg zu einer Unterkante (40) des Karosserieteils (8), dass sie in der Einbauposition hinsichtlich ihrer Längserstreckung exakt oder zumindest näherungsweise horizontal ausgerichtet ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur berührungslosen Betätigung eines verstellbaren Fahrzeugteils
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur berührungslosen Betätigung eines verstellbaren Fahrzeugteils, die ein an dem Fahrzeug montiertes oder montierbares Karosserie- oder Außenverkleidungsteil, sowie einen mittelbar oder unmittelbar daran befestigten Näherungssensor aufweist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Fahrzeug, das die Vorrichtung umfasst.
Moderne Fahrzeuge sind häufig mit Sensoren ausgestattet, die ein berührungsloses Verstellen von Fahrzeugteilen ermöglichen. Beispielsweise wird einem Fahrzeugnutzer mittels eines solchen Sensors das berührungslose Betätigen (also Öffnen oder Schließen) einer Fahrzeugtür ermöglicht. Derartige Sensoren sind insbesondere bei motorisch bewegten Heckklappen von Kraftfahrzeugen vorgesehen, so dass der Fahrzeugnutzer durch eine entsprechende Beinbewegung ein Öffnen oder Schließen der Heckklappe veranlassen kann, ohne eine in den Händen gehaltene Ladung ablegen zu müssen („Hands-free Access"). Ein solcher berührungsloser Heckklappenschalter ist beispielsweise aus der DE 10 2010 049 400 A1 bekannt.
Als Sensoren zur Detektion eines Betätigungsbefehls sind häufig kapazitiv arbeitende Näherungssensoren eingesetzt. Typischerweise umfasst ein solcher kapazitiver Näherungssensor zwei Sensorelektroden sowie eine Elektronikeinheit, welche jeweils über entsprechende Zuleitungen mit den Sensorelektroden verbunden ist. Der Näherungssensor ist oft mittelbar oder unmittelbar an einer Innenseite eines heckseitigen Stoßfängers des Fahrzeugs angebracht. Dabei ist der Näherungssensor mitunter in einem bezüglich des Fahrzeugs längsseitigen Seitenab- schnitt des Stoßfängers angeordnet. Oftmals weist dieser Seitenabschnitt des Stoßfängers eine schräg zur Horizontalen verlaufende Unterkante auf. Es hat sich gezeigt, dass bei einer Einbaulage des Näherungssensors in einem solchermaßen gestalteten Seitenabschnitt die Funktionssicherheit des Näherungssensors häufig beeinträchtigt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur berührungslosen Betätigung eines verstellbaren Fahrzeugteils anzugeben, welche besonders zuverlässig (d.h. fehlersicher) zu betreiben ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 . Bezüglich eines Fahrzeugs, das die Vorrichtung umfasst, wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur berührungslosen Betätigung eines verstellbaren Fahrzeugteils umfasst mindestens einen kapazitiven Näherungssensor, welcher seinerseits zur Erfassung eines durch Annäherung an den Näherungssensor erzeugten Betätigungsbefehls mindestens eine langgestreckte Sensorelektrode umfasst. Die Sensorelektrode ist hierbei durch einen langgestreckten elektrischen Leiter, beispielsweise in Form eines Rundleiters oder Flachleiters gebildet. Insbesondere ist in einer vorteilhaften Ausführungsform die Sensorelektrode durch den Mantelleiter eines Koaxialkabels oder eines ähnlichen Kabels ohne Innenleiter gebildet. Vorzugsweise umfasst der Näherungssensor zwei langgestreckte Sensorelektroden, wobei besonders bevorzugt eine der Sensorelektroden durch einen Flachleiter (also einen Leiter mit bandartiger, flacher Leitergeometrie) gebildet ist, während die zweite Sensorelektrode durch einen Rundleiter gebildet ist. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass beide Sensorelektroden gleichartig aufgebaut sind. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Karosserie- oder Außenverkleidungsteil, welches in einer bestimmten Einbauposition am Fahrzeug montiert oder montierbar ist. An diesem (nachfolgend kurz als„Trägerteil" bezeichneten) Karosserieoder Außenverkleidungsteil ist der Näherungssensor mittelbar oder unmittelbar befestigt. Der Näherungssensor kann also entweder direkt an dem Trägerteil montiert sein. Alternativ hierzu kann der Näherungssensor jedoch auch an einem zwischengeordneten Montageteil (Zwischenträger) befestigt sein, welcher seinerseits wiederum an dem Trägerteil befestigt ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Trägerteil durch einen - insbesondere heckseitigen - (Fahrzeug-)Stoßfänger gebildet. Der Näherungssensor ist in diesem Fall vorzugsweise an einer Innenseite des Stoßfängers (wiederum mittelbar oder unmittelbar) befestigt. Im Rahmen der Erfindung kann das Trägerteil jedoch beispielsweise auch durch einen Türschweiler oder ein anderes Teil einer Fahrzeugaußenverkleidung gebildet sein.
Erfindungsgemäß verläuft im Einbauzustand des Näherungssensors an dem Trägerteil die Sensorelektrode schräg zu einer Unterkante des Trägerteils. Die
Schrägstellung ist dabei derart bemessen, dass die Sensorelektrode in der Einbauposition des Trägerteils am Fahrzeug hinsichtlich ihrer Längserstreckung exakt oder zumindest näherungsweise horizontal ausgerichtet ist. Mit anderen Worten verläuft die Sensorelektrode aufgrund der schrägen Anordnung auf dem Trägerteil zumindest annähernd parallel zu einem (flachen) Erdboden, auf dem das Fahrzeug steht. Umfasst der Näherungssensor zwei oder mehr Sensorelektroden, so sind diese insbesondere zueinander beabstandet und jeweils parallel zueinander an dem Trägerteil montiert. Dementsprechend ist jede der Sensorelektroden schräg zur Unterkante des Trägerteils bzw. parallel zum Erdboden ausgerichtet. Als Unterkante ist insbesondere eine Kante des Trägerteils bezeichnet, die in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Trägerteils dem (Erd-)Boden, auf dem das Fahrzeug steht, zugewandt ist.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass bei modernen Fahrzeugen Trägerteile, an denen Sensorelektroden angebracht sind, mitunter Unterkanten auf- weisen, die gegenüber der Horizontalen geneigt sind. Dies trifft insbesondere auf Seitenabschnitte von Stoßfängern zu. Herkömmlicherweise wird eine Sensorelektrode regelmäßig parallel zu dieser Unterkante an dem Trägerteil verlegt. Nachteiligerweise führt eine derartige Anordnung jedoch erkanntermaßen häufig zu Detektionsfehlern des Näherungssensors. Beispielsweise kann es vorkommen, dass ein Annäherungsereignis an einem ersten Ende der Sensorelektroden als ein Betätigungsbefehl interpretiert wird, während ein Annäherungsereignis an einem gegenüberliegenden Ende der Sensorelektroden fälschlicherweise keinen Betätigungsbefehl auslöst. Die Erfindung hebt diesen Nachteil auf, indem sie vorsieht, die Sensorelektrode bewusst un-parallel zur Unterkante des Trägerteils zu verlegen, so dass die Sensorelektrode (bei bestimmungsgemäßer Einbaulage des Trägerteils) über ihre gesamte Länge zumindest annähernd den gleichen Abstand zu einem (ebenen) Untergrund, auf dem das Fahrzeug steht, aufweist. Hieraus resultiert, dass andererseits ein Körperteil (insbesondere ein Fuß des Fahrzeugnutzers), welches zur Erzeugung eines Betätigungsbefehls bestimmungsgemäß an den Näherungssensor herangeführt wird, stets etwa den gleichen Abstand zur Sensorelektrode aufweist, unabhängig davon, an welcher Längenposition (an welchem Ort) der Sensorelektrode das derartige Annäherungsereignis stattfindet. Somit wird vorteilhafterweise sichergestellt, dass gleichartige Annäherungsereignisse an verschiedenen Orten entlang der Längserstreckung der Sensorelektrode zu gleichen Sensorsignalen führen, wodurch das Risiko von Detektionsfehlern vorteilhafterweise reduziert ist.
Als„annähernd horizontal ausgerichtet" ist die Sensorelektrode in einer geeigneten Dimensionierung insbesondere dann bezeichnet, wenn der Abstand zum Boden über die Länge der Sensorelektrode um maximal 20 mm variiert. Bei einer zumindest annähernd geradlinigen Sensorelektrode resultiert aus dieser Dimensionierung je nach Länge der Sensorelektrode ein maximal zulässiger Anstellwinkel (maximaler Anstellwinkel) gegenüber der Horizontalen. Bevorzugt ist somit vorgesehen, dass die Sensorelektrode gegenüber der Horizontalen maximal in einem solchen Winkel geneigt ist, der kleiner als der maximale Anstellwinkel ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Trägerteil durch einen Stoßfänger gebildet, wobei der Näherungssensor an einem Seitenabschnitt des Stoßfängers befestigt ist. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung dabei zwei Näherungssensoren, wobei diese an den beiden gegenüberliegenden Seitenabschnitten des Stoßfängers angeordnet sind.
Bei dem verstellbaren Fahrzeugteil handelt es sich vorzugsweise um eine Heckklappe des Fahrzeugs. Es ist jedoch generell auch denkbar, dass es sich bei dem verstellbaren Fahrzeugteil um eine andere Fahrzeugtür, z.B. eine Seitentür, insbesondere eine Schiebetür, oder eine Motorhaube handelt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in grob schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einem Stoßfänger, an dem ein Näherungssensor zur berührungslosen Betätigung einer Heckklappe des Kraftfahrzeugs angebracht ist,
Fig. 2 in einer perspektivischen Einzeldarstellung eine Karosseriebaugruppe, welche den Stoßfänger gemäß Fig. 1 umfasst,
Fig. 3 in einer schematischen Einzeldarstellung einen Seitenabschnitt des Stoßfängers gemäß Fig. 2, auf dessen Innenseite zwei Sensorelektroden des Näherungssensors verlegt sind,
Fig. 4 einen zeitlichen Verlauf der von den Sensorelektroden erzeugten Signale bei einem Annäherungsereignis an einem ersten Ort gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen zeitlichen Verlauf der von den Sensorelektroden erzeugten Signale bei einem Annäherungsereignis an einem zweiten Ort gemäß Fig. 3, und
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer der Sensorelektroden gemäß Fig. 3 zur
Darstellung eines maximal zulässigen Anstellwinkels der Sensorelektrode gegenüber der Horizontalen.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt ein Heckteil eines (Kraft-)Fahrzeugs 1 , das in einer Seitenansicht dargestellt ist. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Vorrichtung 2 zur berührungslosen Betätigung eines motorisch bewegten Fahrzeugteils, hier seiner Heckklappe 3. Die Vorrichtung 2 umfasst kapazitive Näherungssensoren 6. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 2 eine Steuer- und Auswerteeinheit 7. An dem Fahrzeug 1 ist ein heckseitiger Stoßfänger 8 angebracht. An diesem Stoßfänger 8 sind die Näherungssensoren 6 jeweils in einem Seitenabschnitt 10 angeordnet, die den Stoßfänger 8 in Fahrzeugquerrichtung begrenzen. Der Stoßfänger 8 bildet somit (im Sinne der vorstehend eingeführten Nomenklatur) ein Trägerteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Lage der Näherungssensoren 6 ist hierbei für einen der Seitenabschnitte 10 und dabei lediglich in grob schematisch vereinfachter Form dargestellt.
Ein mittels eines der Näherungssensoren 6 erfasster Bedienwunsch oder Betätigungsbefehl wird an die Steuer- und Auswerteeinheit 7 ausgegeben, worauf die Steuer- und Auswerteeinheit 7 einen Klappenantrieb 1 1 und/oder ein Tür- schloss 12 des Fahrzeugs 1 dazu ansteuert, die Heckklappe 3 gemäß dem Bedienwunsch zu öffnen oder zu schließen.
Zur Orientierung ist in Fig. 1 ein kartesisches Fahrzeugkoordinatensystem 15 eingezeichnet. Die X-Achse dieses Koordinatensystems bezeichnet hierbei die Fahrzeuglängsrichtung X und ist parallel zu einem Boden 16 ausgerichtet, auf dem das Fahrzeug 1 steht. Die Y-Richtung des Fahrzeugkoordinatensystems 15 gibt die Fahrzeugquerrichtung Y an und ist ebenfalls parallel zum Boden 16 ausgerichtet. (In der Darstellung gemäß Fig. 1 zeigt die Y-Achse aus der Zeichenebene heraus). Die Fahrzeuglängsrichtung X und die Fahrzeugquerrichtung Y spannen somit eine Horizontalebene auf. Die Z-Achse des Koordinatensystems weist schließlich in Richtung einer Fahrzeugvertikalen Z und steht somit senkrecht auf den Boden 16 und die hierzu parallele Horizontalebene. Die vorstehend eingeführten Richtungen werden auch nachfolgend herangezogen, um die räumliche Orientierung von Bauteilen in ihrer bestimmungsgemäßen Einbauposition in dem Fahrzeug 1 zu charakterisieren. Fig. 2 zeigt eine Karossehebaugruppe 20. Die Karosseriebaugruppe 20 umfasst mehrere Karosserieteile, hier konkret einerseits den Stoßfänger 8 gemäß Fig. 1 , sowie andererseits einen Radkasten 21 . Der Stoßfänger 8 wiederum ist unterteilt in die beiden Seitenabschnitte 10 sowie einen zwischengeordneten Heckabschnitt 22. Die Karosseriebaugruppe 20 ist mit Blickrichtung etwa in Fahrzeuglängsrichtung X gemäß Fig.1 dargestellt. Dementsprechend ist in Fig. 2 eine im bestimmungsgemäßen Einbauzustand der Karosseriebaugruppe 20 bzw. des Stoßfängers 8 am Fahrzeug 1 dem Fahrzeug 1 zugewandte Stoßfängerinnenseite 23 des Stoßfängers 8 zu sehen. Der Stoßfänger 8 ist durch ein dünnwandiges, dreidimensionales Formteil aus Kunststoff gebildet. Der Stoßfänger 8 umgibt im Einbauzustand das Fahrzeug 1 teilweise heckseitig und seitlich. In Fig. 2 ist gezeigt, dass die Näherungssensoren 6 in den zwei gegenüberliegenden Seitenabschnitten 10 des Stoßfängers 8 angeordnet sind. Exemplarisch ist hier lediglich einer der Näherungssensoren 6 gezeigt, wobei der gegenüberliegende (nicht dargestellte) Näherungssensor entsprechend gegengleich ausgeführt ist. Die Näherungssensoren 6 sind hier unmittelbar auf der Stoßfängerinnenseite 23 montiert. Der Stoßfänger 8 dient im Ausführungsbeispiel somit selbst als ein Trägerbauteil, auf dem die Näherungssensoren 6 aufmontiert sind. In alternativer Ausführung ist abweichend hiervon vorgesehen, dass die Näherungssensoren 6 auf einem von dem Stoßfänger 8 separaten Trägerbauteil verlegt sind, wobei dieses - beispielsweise durch ein flächiges Formteil gebildete - Trägerbauteil seinerseits an der Stoßfängerinnenseite 23 befestigt wird.
Wie aus der Darstellung ersichtlich ist, weist der Näherungssensor 6 eine erste längliche (Sensor-)Elektrode 30, eine zweite längliche (Sensor-)Elektrode 31 , sowie eine Elektronikeinheit 32 auf. Anschlussleitungen, die die beiden Elektroden 30, 31 mit der Elektronikeinheit 32 verbinden, sind in herkömmlicher Weise ausgeführt und hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Die Funktion der Steuer- und Auswerteeinheit 7 ist in alternativer Ausführung der Erfindung in der Elektronikeinheit 32 integriert. In diesem Fall ist die Steuer- und Auswerteeinheit 7 ein Bestandteil des Näherungssensors 6. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste (obere) Elektrode 30 durch einen Flachleiter mit einer flachen streifenförmigen Leiterbahn gebildet, während die zweite (untere) Elektrode 31 als zylindrische, flexible Rundelektrode in Form eines isolierten Rundleiters ausgebildet ist. Bei dem Rundleiter handelt es sich insbesondere um einen massiven Draht, einen Litzenleiter oder um den Mantelleiter eines Koaxialkabels. Der bei einem Koaxialkabel üblicherweise vorgesehene Innenleiter ist hierbei optional weggelassen oder durch eine Seele aus nichtleitendem Material, insbesondere Kunststoff ersetzt.
Die Elektronikeinheit 32 umfasst als wesentlichen Bestandteil eine (nicht explizit dargestellte) Auswerteelektronik, die vorzugsweise wiederum einen Mikrocontrol- ler umfasst. Die Auswertelektronik ist in einem Gehäuse 35 aufgenommen. An das Gehäuse 35 sind nicht weiter dargestellte Steckverbinder angeformt. Die Steckverbinder dienen einerseits zur Kontaktierung der Anschlussleitungen und andererseits zum Anschluss einer fahrzeugseitigen Steuerleitung, über die die Elektronikeinheit 32 mit der Steuer- und Auswerteeinheit 7 kommuniziert, und über die der Elektronikeinheit 32 die zum Betrieb nötige elektrische Energie zugeführt wird.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Elektronikeinheit 32 mittels an das Gehäuse 35 angeformten Ösen auf der Stoßfängerinnenseite 22 verschraubt. Sie kann aber auch auf andere Weise, beispielsweise durch Verklebung, Vernietung oder Verschweißung an dem Stoßfänger 8 befestigt sein.
Jede der Elektroden 30, 31 verfügt an jeweils einem Längsende über eine Steckverbindung, die zur Kontaktierung der Anschlussleitung dient. Die Elektroden 30, 31 , sowie die Anschlussleitungen sind mit Hilfe von hier nicht weiter dargestellten Rastelementen auf die Stoßfängerinnenseite 22 aufgeclipst. Alternativ können die Elektroden 30, 31 auch auf der Stoßfängerinnenseite 22 verklebt sein.
Die erfindungsgemäße Anordnung der Elektroden 30, 31 bezüglich des Seitenabschnitts 10 wird im Folgenden anhand Fig. 3 näher erläutert. Fig. 3 zeigt den Seitenabschnitt 10 gemäß Fig. 2 mit Blick auf die Stoßfängerinnenseite 23, wobei der Radkasten 21 (nicht dargestellt) gemäß der Darstellung links anschließt, während der Heckabschnitt 21 (ebenfalls nicht dargestellt) rechts anschließt. Der Seitenabschnitt 10 weist eine Unterkante 40 auf, die gegenüber der Horizontalebene bzw. gegenüber dem Boden 16 in einem Winkel α von hier etwa 13,5° geneigt ist. Das fahrzeugseitig hintere Ende der Unterkante 40 ist dabei weiter vom Boden 16 entfernt, als das vordere Ende.
Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, sind die beiden Elektroden 30, 31 beabstandet und parallel zueinander auf der Stoßfängerinnenseite 23 verlegt. Im Ausführungsbeispiel haben beide Elektroden 30, 31 etwa die gleiche Länge L. Jede der Elektroden 30, 31 ist zumindest annähernd geradlinig (also nicht gekrümmt) verlegt. Dabei schließt jede der Elektroden 30, 31 mit der Unterkante 40 des Seitenabschnitts 10 einen Winkel ß ein. Der Winkel ß ist dabei derart bemessen, dass jede der Elektroden 30, 31 exakt oder zumindest annähernd parallel zum Boden 16 verläuft, wenn der Stoßfänger 8 bestimmungsgemäß am Fahrzeug 1 montiert ist. Der Winkel ß stimmt somit größenmäßig mit dem Winkel α zumindest annähernd überein.
In Fig. 3 sind zudem ein erster Ort 50 sowie ein zweiter Ort 51 jeweils durch einen Pfeil gekennzeichnet. Für jeden Ort 50, 51 ist in den Fig. 4 bzw. Fig. 5 jeweils ein zeitlicher Verlauf von Signalen dargestellt, wie sie bei einer bestimmungsgemäßen Fußbewegung an dem ersten Ort 50 bzw. dem zweiten Ort 51 an den Elektroden 30, 31 erzeugt werden. Bei der bestimmungsgemäßen Fußbewegung wird ein Fuß eines Fahrzeugnutzers in einer typischerweise kurzen„Kickbewegung" unter den Stoßfänger 8 gestreckt, wobei der Fuß sowohl in einen Erfassungsraum der ersten Elektrode 30 als auch in einen Erfassungsraum der zweiten Elektrode 31 eindringt.
In den Diagrammen gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 5 ist jeweils ein an den jeweiligen Sensorelektroden 30, 31 erfasstes Kapazitätsmaß C in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Eine erste Kurve stellt dabei jeweils ein an der ersten Elektrode 30 erzeugtes Annäherungssignal S1 dar, während eine zweite Kurve jeweils ein von der zweiten Elektrode 31 erzeugtes Annäherungssignal S2 darstellt. Aus den Diagrammen ist ersichtlich, dass die einzelnen Signalverläufe zumindest annähernd identisch sind, sowohl im Vergleich der beiden Elektroden 30, 31 zueinander (Signalverlauf S1 verglichen mit Signalverlauf S2), als auch im Vergleich der beiden Orte 50, 51 zueinander (Fig. 4 verglichen mit Fig. 5). Insbesondere wird in Signalpulsen 60 in den jeweiligen Annäherungssignalen S1 , S2 jeweils eine gleich starke Änderung des Kapazitätsmaßes C festgestellt. Hieraus wird deutlich, dass durch die erfindungsgemäße Anordnung der Elektroden 30, 31 bei einer Annäherung eines Körperteils an die Elektroden 30, 31 an jedem Ort der Elektroden 30, 31 stets eine zumindest annähernd gleiche Bedämpfung des Näherungssensors 6 erzielt wird. Eine über die Länge der Elektroden 30, 31 unterschiedliche Bedämpfung, wie sie bei einer herkömmlichen Verlegweise der Elektroden 30, 31 parallel zur Unterkante 40 festgestellt wird, wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Elektroden vorteilhafterweise unterbunden.
In Fig. 6 ist die Elektrode 30 einmal in einer horizontalen Einbaulage (durchgezogen dargestellt) sowie einmal in einer maximal gegenüber der horizontalen Einbaulage angestellten Lage (gestrichelt dargestellt) gezeigt. In geeigneter Dimensionierung ist die Elektrode 30 derart verlegt, dass im Einbauzustand ein Abstand A der Elektrode 30 zum Boden 16 über die Länge L der Elektroden 30 maximal um eine Abstandsdifferenz a von hier 20 mm variiert. Wie aus Fig. 6 zu entnehmen ist, resultiert aus der maximalen Abstandsdifferenz a zumindest näherungsweise ein maximaler Anstellwinkel γ, in dem die Elektrode 30 höchstens von der Horizontalebene abweichen sollte. Der Anstellwinkel γ berechnet sich bei einer vorgegebenen Länge L der Elektrode 30 gemäß Gig. 1 . Zur Herleitung von Gig. 1 ist in Fig. 6 zusätzlich eine Winkelhalbierende 61 bezüglich des Anstellwinkels γ eingezeichnet.
Figure imgf000012_0001
Umgekehrt ausgedrückt findet die Erfindung insbesondere dann Anwendung, wenn der Winkel a, in dem die Unterkante 40 gegenüber der Horizontalen geneigt ist (vgl. Fig. 3), den maximal zulässigen Anstellwinkel γ übersteigt. Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
1 (Kraft-)Fahrzeug
Vorrichtung
Heckklappe
Näherungssensor
7 Steuer- und Auswerteeinheit
8 Stoßfänger
10 Seitenabschnitt
1 1 Klappenantrieb
12 Türschloss
15 Fahrzeugkoordinatensystem
16 Boden
20 Karosseriebaugruppe
21 Radkasten
22 Heckabschnitt
23 Stoßfängerinnenseite
30 (Sensor-)Elektrode
31 (Sensor-)Elektrode
32 Elektronikeinheit
35 Gehäuse
40 Unterkante
50 Ort
51 Ort
60 Signalpuls
61 Winkelhalbierende
A Abstand
a Abstandsdifferenz
C Kapazitätsmaß
L Länge
S1 . S2 Annäherungssignal
X Fahrzeuglängsrichtung Y Fahrzeugquernchtung
Z Fahrzeugvertikale α Winkel
ß Winkel
γ Anstellwinkel

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung (2) zur berührungslosen Betätigung eines verstellbaren Fahrzeugteils (3) eines Fahrzeugs (1 ),
mit einem kapazitiven Näherungssensor (6), der mindestens eine langgestreckte Sensorelektrode (30, 31 ) umfasst, sowie
mit einem Karosserie- oder Außenverkleidungsteil (8) des Fahrzeugs, das in einer bestimmten Einbauposition an dem Fahrzeug (1 ) montiert oder montierbar ist,
wobei der Näherungssensor (6) mittelbar oder unmittelbar an dem Karosserie- oder Außenverkleidungsteil (8) befestigt ist, und
wobei die Sensorelektrode (30, 31 ) derart schräg zu einer Unterkante (40) des Karosserie- oder Außenverkleidungsteils (8) verläuft, dass sie in der Einbauposition hinsichtlich ihrer Längserstreckung exakt oder zumindest näherungsweise horizontal ausgerichtet ist.
2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 ,
wobei das Karosserie- oder Außenverkleidungsteil (8) durch einen Fahrzeug- Stoßfänger gebildet ist, und wobei der Näherungssensor (6) mittelbar oder unmittelbar an dessen Innenseite (23) befestigt ist.
3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 2,
wobei der Näherungssensor (6) an einem Seitenabschnitt (10) des Fahrzeug-Stoßfängers (8) befestigt ist.
4. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei ein Abstand (A) der Sensorelektrode (30, 31 ) zu einem Untergrund (16), auf dem das Fahrzeug (1 ) steht, über die Länge (L) der Sensorelektrode (30, 31 ) maximal um eine Abstandsdifferenz (a) von 20 mm variiert.
5. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
mit zwei Sensorelektroden (30, 31 ), die hinsichtlich ihrer Längserstreckung exakt oder zumindest näherungsweise parallel zueinander an dem Karosserie- oder Außenverkleidungsteil (8) befestigt sind.
6. Fahrzeug (1 ) mit einer Vorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
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