Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren.
Aus dem Stand der Technik sind Betätigungsvorrichtungen bei Fahrzeugen bekannt, bei denen ein Benutzer durch eine Betätigungshandlung eine Fahrzeugfunktion auslösen kann. Dabei ist es bekannt, Näherungssensoren einzusetzen, um eine Annäherung eines Benutzers zu erkennen und z.B. ein Türschloss einer Fahrzeugtür zu entriegeln, so dass der Benutzer die Fahrzeugtür bequem öffnen kann. Derartige Näherungssensoren sind dabei üblicherweise in einen Türgriff integriert. Aufgrund ihrer Geometrie bieten Türgriffe den Vorteil, dass diese eine einfache Einkapselung der Sensorik ermöglichen, um die Sensorik vor Feuchtigkeit und anderen Umwelteinflüssen zu schützen. Soll die Sensorik jedoch beispielsweise an einem anderen Fahrzeugteil, wie einem Karosseriebauteil, angeordnet werden, ist eine derartige Einkapselung aufgrund einer flächigen Erstreckung des Fahrzeugteils nicht ohne weiteres auf das Karosseriebauteil übertragbar.
Eine Betätigungsvorrichtung des Standes der Technik ist aus dem Dokument
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende, aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Abdichtung einer Sensoreinheit an einem flächigen Fahrzeugteil eines Fahrzeuges, vorzugsweise außerhalb eines Türgriffs des Fahrzeuges, bei verbesserter Fertigungsmöglichkeit und/oder verbessertem Bedienkomfort zu ermöglichen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Betätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 12, sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Betätigungsvorrichtung zum Auslösen einer Funktion eines Fahrzeuges durch einen Benutzer vorgesehen. Die Betätigungsvorrichtung weist ein flächiges Verkleidungselement für ein Fahrzeugteil des Fahrzeuges auf. Das Verkleidungselement umfasst eine Verkleidungsinnenseite und eine Verkleidungsaußenseite. Weiterhin weist die Betätigungsvorrichtung eine Elektronikeinheit mit einer Sensoreinheit zur Erfassung einer Betätigungshandlung des Benutzers zum Auslösen der Funktion des Fahrzeuges auf. Die Elektronikeinheit weist eine Elektronikaußenseite und eine Elektronikinnenseite auf, wobei die Elektronikinnenseite der Elektronikaußenseite gegenüberliegt. Ferner ist die Elektronikeinheit mit der Elektronikaußenseite zur Verkleidungsinnenseite orientiert und an dem Verkleidungselement angeordnet, um die Betätigungshandlung auf der Verkleidungsaußenseite zu erfassen. Ein erster Hüllabschnitt zum Schutz der Elektronikinnenseite ist am Verkleidungselement befestigt, so dass das Verkleidungselement und der erste Hüllabschnitt eine geschlossene Hülle zum Schutz der Elektronikeinheit bilden.
Die Funktion des Fahrzeuges kann z.B. ein Entriegeln eines Türschlosses, ein Öffnen einer Fahrzeugtür und/oder ein Einschalten einer Beleuchtung und/oder eines elektrischen Gerätes umfassen. Das Fahrzeugteil kann beispielsweise ein Außenbauteil oder ein Innenbauteil des Fahrzeuges umfassen.
Unter der flächigen Ausgestaltung des Verkleidungselementes kann insbesondere verstanden werden, dass das Verkleidungselement eine, insbesondere schalenartige, flächige Erstreckung aufweist. Beispielsweise kann das Verkleidungselement dünnwandig ausgestaltet sein. Bei dem Verkleidungselement kann es sich insbesondere um eine Blende für ein Karosseriebauteil des Fahrzeuges handeln. Beispielsweise kann durch das Verkleidungselement eine äußere Oberfläche des Fahrzeugteils bildbar sein. Bei der äußeren Oberfläche kann es sich um eine Innenraumfläche oder um eine Außenoberfläche des Fahrzeuges handeln. Vorzugsweise ist durch das Verkleidungselement eine sichtbare Oberfläche des Fahrzeugteils bildbar. Beispielsweise kann das Verkleidungselement, insbesondere in Bezug auf einen Außenbereich des Fahrzeuges, hinter einer Glasscheibe anordbar sein. In diesem Fall ist die Betätigungsvorrichtung vorzugsweise an einer Tür des Fahrzeuges, insbesondere Seiten- und/oder Schiebetür, angeordnet. Dadurch können optische und/oder elektromagnetische Signale an einen vor dem Fahrzeugteil befindlichen Benutzer übermittelbar und/oder vom Benutzer durch die Sensoreinheit empfangbar sein. Vorzugsweise kann das Verkleidungselement in eine Karosserieoberfläche und/oder eine Optik einer Karosserieoberfläche des Fahrzeuges integrierbar sein, insbesondere um das Öffnen einer Seitentür des Fahrzeuges als durch die Betätigungshandlung auslösbare Funktion zu ermöglichen. Es ist denkbar, dass das Verkleidungselement in eine B-Säule des Fahrzeuges integrierbar ist. Folglich ist in diesem Fall die Betätigungsvorrichtung optional an der B-Säule angeordnet. Insbesondere weist das Verkleidungselement einen Kunststoff auf oder besteht aus einem Kunststoff. Durch die Sensoreinheit kann das Verkleidungselement griff- und/oder schalterlos ausgestaltet sein. Insbesondere liegt die Verkleidungsinnenseite der Verkleidungsaußenseite in Bezug auf das Verkleidungselement gegenüber. Beispielsweise kann das Fahrzeugteil einen Verkleidungsinnenraum aufweisen, in welchem elektrische Komponenten anordbar sind. Dabei ist die Verkleidungsinnenseite insbesondere zum Verkleidungsinnenraum orientierbar.
Die Elektronikeinheit kann insbesondere mehrere Leiterbahnen und/oder elektronische Bauteile, vorzugsweise in Form von Halbleiterelementen, aufweisen, um elektrische Signale zu verarbeiten. Weiterhin kann die Elektronikeinheit eine Energiequelle zur Energieversorgung der Sensoreinheit und/oder einen elektrischen Anschluss zum Anschluss an eine Fahrzeugstromversorgung aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Hülle einen Kabelauslass aufweist, durch welchen Kabel von der Elektronikeinheit zu einer Außenseite der Hülle führbar sind. Dadurch kann eine elektrische Verbindung zwischen der Elektronikeinheit und einer Fahrzeugelektronik und/oder einer Fahrzeugstromversorgung gewährleistet sein. Vorzugsweise weist die Elektronikeinheit eine flächige Erstreckung auf. Insbesondere kann eine Längsseite der Elektronikeinheit vertikal und/oder horizontal am Fahrzeugteil orientierbar sein. Die Elektronikinnenseite und die Elektronikaußenseite können z.B. jeweils eine Seite einer Leiterplatte der Elektronikeinheit umfassen, auf welcher elektrische Komponenten angeordnet sind. Insbesondere liegt die Elektronikinnenseite der Elektronikaußenseite in Bezug auf die Elektronikeinheit gegenüber. Die Elektronikinnenseite kann ferner vom Verkleidungselement abgewandt orientiert sein. Dabei kann die Sensoreinheit vorzugsweise derart orientiert sein, dass die Betätigungshandlung auf der Elektronikaußenseite erfassbar ist, insbesondere wenn sich der Benutzer auf der Elektronikaußenseite am Fahrzeug oder in der Nähe des Fahrzeugs befindet. Darunter, dass die Betätigungshandlung auf der Verkleidungsaußenseite erfassbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass die Betätigungshandlung auf einer Oberfläche der Verkleidungsaußenseite des Verkleidungselementes erfassbar ist und/oder dass die Betätigungshandlung in einem Abstand zu einer Oberfläche der Verkleidungsaußenseite erfassbar ist. Es ist denkbar, dass die Sensoreinheit beispielsweise zur kapazitiven, induktiven und/oder optischen Erfassung der Betätigungshandlung und/oder zur Erfassung der Betätigungshandlung mittels Ultraschall ausgebildet ist. Die Sensoreinheit kann vorzugsweise zur Bewegungserkennung, insbesondere zur Gestenerkennung, in einem Abstand, insbesondere von 1 cm bis 20 cm, vorzugsweise von 2 cm bis 15 cm, besonders bevorzugt von 5 cm bis 10 cm, zur Betätigungsvorrichtung ausgebildet sein.
Der erste Hüllabschnitt kann mittelbar oder unmittelbar am Verkleidungselement befestigt sein. Beispielsweise kann der erste Hüllabschnitt durch eine Gehäuseschale gebildet sein, die mit einer Dichtmasse am Verkleidungselement befestigt ist. An dem Verkleidungselement kann der erste Hüllabschnitt insbesondere verstemmt oder verschraubt sein. Dadurch kann eine vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit, insbesondere unter Vorspannung, geschaffen sein. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass der erste Hüllabschnitt in zumindest teilweise flüssiger Form auf die Elektronikeinheit und das Verkleidungselement aufgebracht ist. Insbesondere kann die Hülle somit ein geschlossenes Gehäuse bilden. Vorzugsweise sind das Verkleidungselement und/oder der erste Hülllabschnitt und die Elektronikeinheit derart ausgestaltet, dass die Elektronikeinheit in höchstens zwei Orientierungen, vorzugsweise in lediglich einer Orientierung, zwischen dem Verkleidungselement und dem ersten Hüllabschnitt anordbar ist. Dazu können die Elektronikeinheit und das Verkleidungselement und/oder der erste Hüllabschnitt Positionierhilfen, insbesondere in Form unsymmetrischer Ausnehmungen und/oder Vorsprünge, aufweisen. Dadurch kann eine Fehlmontage intuitiv verhinderbar sein.
Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung denkbar, dass die Sensoreinheit, die Elektronikeinheit und/oder die Hülle zumindest teilweise oder vollständig symmetrisch, insbesondere zu einer Mittelebene der Betätigungsvorrichtung, ausgebildet ist, wodurch die Betätigungsvorrichtung auf zwei gegenüberliegenden Fahrzeugseiten wahlweise montierbar ist. Beispielsweise kann zum Einsatz an unterschiedlichen Fahrzeugseiten lediglich eine Umprogrammierung einer Steuereinheit der Elektronikeinheit erfolgen. Ferner ist es denkbar, dass ein Schalter umschaltbar ist, durch welchen eine in Fahrtrichtung links- bzw. rechtsseitige Anordnung festgelegt wird. In Abhängigkeit von der Fahrzeugseite kann beispielsweise die Richtung der Betätigungshandlung zum Auslösen der Funktion des Fahrzeuges und/oder ein Anzeigeverlauf einer Hinweiseinheit festgelegt sein. Bei beidseitigen Schiebetüren können z.B. beide Türen zum Fahrzeugheck öffnen, so dass jeweils eine gespiegelte Betätigungshandlung entlang der Öffnungsrichtung zum automatischen Öffnen der jeweiligen Schiebetür erwartet wird.
Somit ist die Elektronikeinheit mit der Sensoreinheit insbesondere auf der Elektronikaußenseite durch das Verkleidungselement geschützt ist. Dadurch ist z.B. ein separates, vollständiges Gehäuse für die Elektronikeinheit nicht notwendig. Weiterhin kann die Betätigungsvorrichtung in kostengünstiger Art und Weise für flächige Fahrzeugteile beliebiger Form anpassbar sein. So ist es denkbar, dass die Elektronikeinheit erst bei Montage des Fahrzeugteils am Verkleidungselement angeordnet wird. Somit wird kann eine höhere Flexibilität bei der Fertigung der Betätigungsvorrichtung erreichbar sein.
Weiterhin ist bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen, dass der erste Hüllabschnitt eine Vergussmasse aufweist, insbesondere wobei der erste Hüllabschnitt stoffschlüssig mit dem Verkleidungselement verbunden ist. Insbesondere können die Elektronikeinheit und das Verkleidungselement direkt mit der Vergussmasse vergossen sein. Die Vergussmasse kann insbesondere ein Epoxidharz- und/oder ein Acrylat umfassen, um die Elektronikeinheit vor Umwelteinflüssen, insbesondere vor Feuchtigkeit, zu schützen. Insbesondere kann die Vergussmasse transparent oder opak und/oder lichtundurchlässig sein. Durch die Vergussmasse kann ein Stoffschluss des ersten Hüllabschnitts mit dem Verkleidungselement realisiert sein. Insbesondere kann die Elektronikinnenseite und/oder die Elektronikaußenseite vollständig mit Vergussmasse bedeckt sein. Vorzugsweise ist zumindest die Sensoreinheit vollständig mit Vergussmasse bedeckt. Zwischen dem Deckelelement und dem Verkleidungselement kann eine Abdichtung durch ein, insbesondere um das Deckelelement umlaufendes, Dichtmittel realisiert sein. Das Dichtmittel kann z.B. ein Silikon oder einen dichtenden Klebstoff aufweisen. Weiterhin kann durch das Dichtmittel gleichzeitig eine stoffschlüssige Befestigung des Deckelelementes am Verkleidungselement gebildet sein. Der erste Hüllabschnitt kann mit dem Verkleidungselement verklebt, verschweißt, insbesondere reibverschweißt und/oder laserverschweißt, sein.
Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Verkleidungselement eine Elektronikaufnahme zur Aufnahme der Elektronikeinheit aufweist, insbesondere wobei die Elektronikeinheit in der Elektronikaufnahme an dem Verkleidungselement form- und/oder stoffschlüssig befestigt ist. Für eine formschlüssige Aufnahme der Elektronikeinheit in der Elektronikaufnahme kann eine Form der Elektronikaufnahme zu einer Form der Elektronikeinheit und/oder eines Rahmens für die Elektronikeinheit korrespondieren. Vorzugsweise kann es sich bei dem Verkleidungselement um ein Gussteil, insbesondere ein Spritzgussteil, handeln. Dadurch kann die Elektronikaufnahme in einfacher Art und Weise an der Verkleidungsinnenseite gebildet sein. Insbesondere ist die Elektronikaufnahme einstückig und materialeinheitlich mit der Verkleidungsinnenseite und/oder der Verkleidungsaußenseite des Verkleidungselementes. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit mit Verkleidungselement und/oder dem Deckelelement verstemmt ist.
Vorzugsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit eine Leiterplatte, vorzugsweise in Form einer Leiterkarte, mit zumindest einem, insbesondere kapazitiven oder induktiven, Sensorelement der Sensoreinheit zur Erfassung der (vorzugsweisen berührungslosen) Betätigungshandlung aufweist, insbesondere wobei das Sensorelement auf der Elektronikaußenseite an der Leiterplatte angeordnet ist. Die Leiterplatte bildet insbesondere eine Basis für die Elektronikeinheit. Vorzugsweise handelt es sich bei der Leiterplatte um eine mehrschichtige Leiterplatte. Bei dem Sensorelement kann es sich insbesondere um eine Sensorelektrode handeln. Beispielsweise kann das Sensorelement eine elektrische Spule oder eine Sensorfläche in Form einer elektrisch leitfähigen Fläche umfassen. Dadurch kann eine kapazitive oder induktive Änderung eines elektromagnetischen Feldes erfassbar sein. Korrespondierend zu dem Sensorelement kann auf der Elektronikinnenseite ein Schirmelement, insbesondere in Form einer Schirmelektrode, angeordnet sein, durch welche ein elektrisches Feld des Sensorelementes ausrichtbar sein kann. Weiterhin ist es denkbar, dass das Sensorelement auf der Elektronikaußenseite von einem Schirmelement umgeben ist, durch die ein elektrisches Feld des Sensorelementes ausrichtbar ist. Weiterhin ist es denkbar, dass die Elektronikeinheit mehrere Leiterplatten aufweist, auf denen verschiedene elektronische Bauteile verteilt sind.
Weiterhin kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit mehrere, insbesondere gleichartige, Sensorelemente zur Erfassung der Betätigungshandlung aufweist, wodurch eine Richtung der Betätigungshandlung identifizierbar ist. Die Sensorelemente können vorzugsweise auf der Elektronikaußenseite an der Leiterplatte angeordnet sein. Beispielsweise können die Sensorelemente durch ein Druck- und/oder ein Ätzverfahren hergestellt sein. Die Sensorelemente können induktiv und/oder kapazitiv ausgestaltet sein. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass die Sensorelemente zur optischen Erfassung und/oder zur Erfassung mittels Ultraschall ausgebildet sind. Die Richtung der Betätigungshandlung kann entlang einer Anordnungsrichtung der Sensorelemente, insbesondere an der Elektronikaußenseite, erfassbar sein. Somit kann als Betätigungshandlung eine Geste vorgesehen sein. Wenn es sich bei der Funktion des Fahrzeuges um ein Öffnen einer Schiebtür des Fahrzeuges handelt, kann z.B. eine Geste entlang einer Öffnungsrichtung der Schiebetür als Betätigungshandlung vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die Sensorelemente derart angeordnet, dass eine horizontale Geste vor dem Fahrzeugteil zum Auslösen der Funktion des Fahrzeugs durch die Sensoreinheit führt.
Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung denkbar, dass die Sensorelemente in einem regelmäßigen Muster, vorzugsweise matrixartig und/oder streifenartig, auf der Leiterplatte angeordnet sind. Durch das regelmäßige Muster kann eine Gestenerkennung zum Erkennen der Betätigungshandlung vereinfacht sein. Unter einer matrixartigen Anordnung kann eine zweidimensionale Anordnung der Sensorelemente verstanden werden. Beispielsweise kann eine Anordnung von zwei mal zwei Sensorelementen in einer Ebene, insbesondere auf der Elektronikaußenseite, die kleinste matrixartige Anordnung bilden. Bei der streifenartigen Anordnung weisen die Sensorelemente vorzugsweise eine längliche Erstreckung auf. Insbesondere sind die Sensorelemente bei der streifenartigen Anordnung streifenmusterartig nebeneinander angeordnet. Dabei kann ein Abstand zwischen den Sensorelementen konstant sein. Vorzugsweise bilden die Sensorelemente bei der streifenartigen Anordnung auf der Leiterplatte ein Muster, welches sich lediglich in eine Richtung erstreckt. Weiterhin ist es denkbar, dass die Sensorelemente in einem unregelmäßigen Muster auf der Leiterplatte angeordnet sind. Durch eine Anordnung der Sensorelemente in einem Muster kann eine beliebig komplexe Betätigungshandlung in einer Ebene erfassbar sein. Weiterhin kann durch die Anordnung der Sensorelemente auf einer einzelnen Leiterplatte eine Baueinheit ermöglicht sein, die bei der Fertigung einfach zu handhaben ist und kurze Signalwege für die Erfassung der Betätigungshandlung bietet. Auch eine Fertigung der Sensorelemente durch ein Druck- oder Ätzverfahren kann vereinfacht sein.
Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung denkbar, dass die Elektronikeinheit eine Hinweiseinheit aufweist, durch welche dem Benutzer auf der Verkleidungsaußenseite die Erfassung der Betätigungshandlung bestätigbar und/oder ein Beginn der Betätigungshandlung signalisierbar ist, insbesondere wobei die Hinweiseinheit auf der Leiterplatte angeordnet ist. Durch die Hinweiseinheit kann ein Hinweis in Form eines Signals an den Benutzer ausgebbar sein, dass der Benutzer mit der Betätigungshandlung beginnen kann und/oder dass die Betätigungshandlung durch die Sensoreinheit erfasst wurde. Somit kann die Hinweiseinheit als, insbesondere berührungslose, Benutzerschnittstelle eingesetzt werden. Der Hinweis in Form des Signals kann z.B. akustisch oder optisch erfolgen. Ebenfalls ist es denkbar, dass der Hinweis in Form des Signals als Funksignal, beispielsweise an ein Smartphone oder einen elektronischen Schlüssel des Benutzers, erfolgt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Hinweiseinheit um eine unidirektionale Sendeeinheit. Insbesondere kann eine Eingabe durch den Benutzer über die Sensoreinheit erfolgen. Somit können die Hinweiseinheit und die Sensoreinheit eine Dialogeinheit zur bidirektionalen Kommunikation mit dem Benutzer bilden. Durch die Anordnung der Hinweiseinheit auf der Leiterplatte, auf welcher auch das Sensorelement angeordnet ist, kann eine Fertigung der Betätigungsvorrichtung vereinfacht sein und Signalwege der Elektronikeinheit können einfach und kurz ausgeführt sein.
Es ist ferner bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung denkbar, dass es sich bei der Hinweiseinheit um eine optische Hinweiseinheit handelt und das Verkleidungselement zumindest einen lichtdurchlässigen Fensterbereich aufweist, durch welchen dem Benutzer durch die Hinweiseinheit ein optisches Signal übermittelbar ist. Vorzugsweise umfasst der Fensterbereich einen oder mehrere transparente Abschnitte. Beispielsweise kann der Fensterbereich zumindest eine Aussparung in einem Verkleidungsmaterial des Verkleidungselementes umfassen, die durch ein lichtdurchlässiges Material geschlossen ist. Dadurch kann eine Abdichtung der Hülle erhalten bleiben und die Hinweiseinheit innerhalb der Hülle angeordnet sein. Bei dem Verkleidungselement kann es sich um ein Zweikomponenten-Kunststoffspitzgussteil handeln. Vorzugsweise kann im Fensterbereich ein transparentes Material an ein opakes und/oder lichtundurchlässiges Verkleidungsmaterial des Verkleidungselementes angespritzt sein. Auch kann das gesamte Verkleidungselement aus dem transparenten Material bestehen, wobei ein nicht durchsichtiger Bereich (nicht Fensterbereich) durch eine Folie und/oder Lackierung und/oder Beschichtung lichtabsorbierend oder undurchsichtig ausgestaltet ist.
Vorzugsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Hinweiseinheit mehrere Lichtgeber zum Aussenden eines optischen Signals an den Benutzer aufweist, insbesondere wobei die Lichtgeber durch lichtundurchlässige Trennabschnitte zumindest bereichsweise voneinander separiert sind. Durch mehrere Lichtgeber kann dem Benutzer eine komplexere Information als Hinweis übermittelbar sein. Beispielsweise kann der durch die Hinweiseinheit übermittelbare Hinweis eine Richtung oder dergleichen umfassen. Insbesondere können die Lichtgeber dynamisch ansteuerbar sein, so dass ein dynamischer Anzeigeverlauf realisierbar ist. Bei den Lichtgebern kann es sich um Leuchtmittel, insbesondere in Form von LEDs, handeln. Weiterhin ist es denkbar, dass die Hinweiseinheit ein LED- oder OLED-Display umfasst und die Lichtgeber durch einzelne Anzeigeelemente gebildet sind. Durch ein Display können unterschiedlich komplexe Anzeigesymbole einem Benutzer anzeigbar sein, um einem Benutzer Informationen über eine erwartete Betätigungshandlung, eine bestätigte Betätigungshandlung und/oder dergleichen übermitteln zu können. Insbesondere kann der Fensterbereich mehrere lichtdurchlässige Abschnitte aufweisen, die durch die Trennabschnitte, insbesondere in Form von opaken und/oder lichtundurchlässigen Materialabschnitten, voneinander getrennt sind. Die Trennabschnitte können integral mit dem Verkleidungselement oder separat zu dem Verkleidungselement ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Zwischenelement, insbesondere in Form eines Einlegers, vorgesehen sein, der einen der Trennabschnitte oder mehrere Trennabschnitte umfasst. Das Zwischenelement kann z.B. aus Moosgummi oder einem anderen flexiblen Material ausgebildet sein. Vorzugsweise weist das Zwischenelement geschlossene Poren auf. Dadurch kann das Zwischenelement nichtwasserziehend ausgebildet sein. Durch die Trennabschnitte kann eine Unterscheidbarkeit der dahinterliegenden Lichtquelle von einer Verkleidungsaußenseite verbessert sein. Vorzugsweise können sich die Trennabschnitte rippenartig zwischen den Lichtgebern erstrecken. Durch die Trennabschnitte kann Licht der Lichtgeber in eine Richtung gelenkt werden, so dass ein Benutzer das Licht einem der Lichtgeber zuordnen kann, wodurch sich ein klarerer Verlauf bei einer dynamischen Aktivierung der Lichtgeber ergeben kann. Vorzugsweise ist um die Lichtgeber jeweils oder gruppenweise durch die Trennabschnitte ein gekapselter Raum gebildet. Dazu können die Trennabschnitte umlaufend um die Lichtgeber ausgebildet sein und/oder die Leiterplatte abdichtend kontaktieren. Dadurch kann beispielsweise die Elektronikaußenseite durch Verfüllen eines Zwischenraums zwischen der Elektronikeinheit und dem Verkleidungselement mit Vergussmasse bedeckt werden, ohne die Lichtgeber mit, insbesondere opaker und/oder lichtundurchlässiger Vergussmasse, zu überdecken.
Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung denkbar, dass die Elektronikeinheit in einen Rahmen eingefasst ist, mit welchem die Elektronikeinheit am Verkleidungselement positionierbar ist. Durch den Rahmen kann ein Adapter für einen Formschluss der Leiterplatte in der Elektronikaufnahme gebildet sein. Vorzugsweise weist der Rahmen Formschlusselemente, insbesondere in Form von Rastelementen, zur Aufnahme der Leiterplatte auf. Weiterhin ist es denkbar, dass die Elektronikeinheit mehrere Leiterplatten aufweist, die zusammen in dem Rahmen angeordnet sind und dadurch insbesondere eine gemeinsame Baugruppe bilden. Dadurch kann eine Handhabung der Elektronikeinheit bei der Montage am Verkleidungselement vereinfacht sein. So kann ein Monteur bei der Montage der Elektronikeinheit am Verkleidungselement den Rahmen greifen, ohne die elektronischen Bauelemente der Elektronikeinheit zu berühren. Insbesondere handelt es sich bei dem Rahmen um ein Kunststoffbauteil.
Vorzugsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Elektronikaußenseite der Elektronikeinheit mit Vergussmasse bedeckt ist, insbesondere wobei der Rahmen und/oder die Elektronikeinheit zumindest ein Aufnahmemittel für eine Vergussdüse zum Vergießen von Vergussmasse aufweist, so dass die Vergussmasse von der Elektronikinnenseite zur Elektronikaußenseite beförderbar ist, während die Elektronikeinheit am Verkleidungselement angeordnet ist. Durch einen Verguss der Elektronikaußenseite mit der Vergussmasse kann ein Zwischenraum zwischen der Elektronikeinheit und dem Verkleidungselement mit Vergussmasse verfüllt sein. Dadurch wird verhindert, dass sich Feuchtigkeit in dem Zwischenraum sammelt und dadurch eine Messung der Sensoreinheit negativ beeinflusst. Durch das Aufnahmemittel kann Vergussmasse nach der Anordnung der Elektronikeinheit am Verkleidungselement zuverlässig auf die Elektronikaußenseite aufgebracht werden. Unter einer Vergussdüse kann ein Werkzeug oder ein Teil eines Werkzeuges zum Verteilen von Vergussmasse verstanden werden. Insbesondere können mehrere Aufnahmemittel für die Vergussdüse umlaufend um eine Leiterplatte der Elektronikeinheit am Rahmen vorgesehen sein. Dadurch kann eine zuverlässige und homogene Verteilung der Vergussmasse im Zwischenraum ermöglicht sein. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, dass in einem Zwischenraum zwischen der Elektronikeinheit und dem Verkleidungselement ein elastisches Zwischenelement angeordnet ist. Vorzugsweise weist das Zwischenelement ein Material mit geschlossenen Poren auf. Weiterhin kann das Zwischenelement durch die Elektronikeinheit gegen das Verkleidungselement elastisch vorgespannt sein. Dadurch kann durch das Zwischenelement ebenfalls eine Verfüllung des Zwischenraums ermöglicht sein, die ein Eindringen von Feuchtigkeit verhindert.
Weiterhin kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit einen Berührungssensor zum Erfassen eines Drucks auf das Verkleidungselement aufweist, wodurch eine weitere Funktion des Fahrzeuges auslösbar ist, insbesondere wobei der Berührungssensor einen LDC-Sensor (induktivwirkender Sensor) umfasst. Durch den Berührungssensor kann eine weitere Betätigungshandlung des Benutzers ermöglicht sein. Bei der weiteren Funktion des Fahrzeuges kann es sich z.B. um ein Verriegeln und/oder Entriegeln eines Schlosses handeln. Zusätzlich oder alternativ kann durch den Berührungssensor ein Nothalt bei einem automatischen Öffnen und/oder Schließen einer Tür erwirkbar sein. Beispielsweise kann am Verkleidungselement ein elektrisch leitfähiges Zielelement vorgesehen sein, dessen Abstandsänderung bei einem Druck des Benutzers auf das Fahrzeugteil und/oder das Verkleidungselement durch den Berührungssensor registrierbar ist. Vorzugsweise können mehrere LDC-Sensoren vorgesehen sein, insbesondere um eine Erfassung der weiteren Betätigungshandlung zu verifizieren und/oder über einen breiteren Betätigungsbereich am Fahrzeugteil und/oder am Verkleidungselement zu ermöglichen. Ist beispielsweise vorgesehen, dass die Funktion, die durch die Sensoreinheit auslösbar ist, erst nach Aktivieren der weiteren Funktion freigeschaltet wird, kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung deutlich reduziert werden.
Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit ein Identifikationsmittel zum Identifizieren des Benutzers aufweist, insbesondere wobei das Identifikationsmittel ein Funkelement zum berührungslosen Datenaustausch mit einem ID-Geber aufweist. Unter dem ID-Geber kann z.B. ein Smartphone und/oder ein elektronischer Schlüssel des Benutzers verstanden werden. Das Identifikationsmittel kann insbesondere eine NFC-Schnittelle (Near Field Communication-Schnittstelle), eine BLE-Schnittstelle (Bluethooth Low Energie-Schnittstelle) und/oder UWB-Schnittstelle (Ultra-wideband-Schnittstelle) umfassen. Dadurch kann durch das Identifikationsmittel eine Authentifizierung des Benutzers ermöglicht sein. Insbesondere kann das Identifikationsmittel zur Identifikation des Benutzers mit einer Fahrzeugsteuereinheit in Kommunikationsverbindung bringbar sein. Insbesondere kann die Identitätsprüfung auf Grundlage des Datenaustausches des Identifikationsmittels mit dem ID-Geber durch die Fahrzeugsteuereinheit ausführbar sein.
Vorzugsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit einen Annäherungssensor zum Erkennen einer Annäherung eines Benutzers aufweist, insbesondere wobei der Annäherungssensor zur kapazitiven Detektion der Annäherung ausgestaltet ist. Somit kann durch den Annäherungssensor insbesondere ein weiterer kapazitiver Sensor zusätzlich zur Sensoreinheit vorgesehen sein. Durch den Annäherungssensor kann beispielsweise die Sensoreinheit, der Berührungssensor und/oder das Identifikationsmittel geweckt werden, wenn die Annäherung des Benutzers erkannt wird. Dadurch kann Energie während des Betriebs der Betätigungsvorrichtung einsparbar sein. Weiterhin kann durch den Annäherungssensor bei Erkennen der Annäherung die Hinweiseinheit aktivierbar sein. Beispielsweise kann dadurch einem Benutzer ein Aktivierungszustand der Betätigungsvorrichtung signalisierbar sein.
Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Leiterplatte mehrere Leiterschichten aufweist, wobei die Sensoreinheit auf einer ersten Leiterschicht und der Berührungssensor und/oder der Identifikator auf einer weiteren Leiterschicht angeordnet ist. Dabei können die Leiterschichten voneinander elektrisch isoliert sein. Insbesondere kann durch jede der Leiterschichten eine Sensorebene gebildet sein. Dadurch kann eine kompakte Ausgestaltung der Leiterplatte und/oder der Elektronikeinheit erreicht werden.
Weiterhin kann bei einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Elektronikeinheit eine Steuereinheit zur Auswertung von Sensorsignalen der Sensoreinheit und zur Ansteuerung der Hinweiseinheit in Abhängigkeit von den Sensorsignalen aufweist. Beispielsweise können die Sensorsignale der Sensoreinheit durch die Steuereinheit direkt in der Elektronikeinheit digitalisiert und weitergeleitet werden. Ferner ist es denkbar, dass eine Richtung der Betätigungshandlung durch die Steuereinheit anhand der Auswertung der Sensorsignale erkennbar ist. Durch die Auswertung der Sensorsignale in der Elektronikeinheit können kurze Signalwege ermöglicht sein. Weiterhin kann in Abhängigkeit der Sensorsignale die Hinweiseinheit ansteuerbar sein, wodurch dem Benutzer eine Rückmeldung über eine Erfassung der Richtung der Betätigungshandlung gebbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen. Das Fahrzeug weist eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung zum Auslösen einer Funktion des Fahrzeuges durch einen Benutzer auf. Die Betätigungsvorrichtung umfasst ein flächiges Verkleidungselement eines Fahrzeugteils des Fahrzeuges, das eine Verkleidungsinnenseite und eine Verkleidungsaußenseite aufweist. Ferner umfasst die Betätigungsvorrichtung eine Elektronikeinheit mit einer Sensoreinheit zur Erfassung einer Betätigungshandlung des Benutzers zum Auslösen der Funktion des Fahrzeuges. Die Elektronikeinheit weist eine Elektronikaußenseite und eine Elektronikinnenseite auf, wobei die Elektronikinnenseite der Elektronikaußenseite gegenüberliegt. Weiterhin ist die Elektronikeinheit mit der Elektronikaußenseite zur Verkleidungsinnenseite orientiert und an dem Verkleidungselement angeordnet, um die Betätigungshandlung auf der Verkleidungsaußenseite zu erfassen. Ferner ist ein erster Hüllabschnitt zum Schutz der Elektronikinnenseite am Verkleidungselement befestigt, so dass das Verkleidungselement und der erste Hüllabschnitt eine geschlossene Hülle zum Schutz der Elektronikeinheit bilden.
Somit bringt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung beschrieben worden sind. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Kraftfahrzeug. Vorzugsweise umfasst das Fahrzeugteil ferner eine B-Säule des Fahrzeuges und/oder ein Innenraumteil des Fahrzeuges. Die Funktion, die durch die Betätigungsvorrichtung auslösbar ist, kann ein automatisches Bewegen des Fahrzeugteils umfassen. Die Elektronikinnenseite kann dabei beispielsweise in Richtung eines Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugs und die Elektronikaußenseite in Richtung einer Fahrzeugaußenseite orientiert sein, wenn es sich bei dem Verkleidungselement um eine Außenverkleidung des Fahrzeugs handelt. Ferner kann die Elektronikinnenseite z.B. in Richtung einer Fahrzeugaußenseite und die Elektronikaußenseite in Richtung eines Fahrzeuginnenraums des Fahrzeugs orientiert sein, wenn es sich bei dem Verkleidungselement um eine Innenverkleidung des Fahrzeugs handelt.
Somit ist die Elektronikeinheit mit der Sensoreinheit durch das Verkleidungselement geschützt, wodurch die Betätigungsvorrichtung in kostengünstiger Art und Weise an dem Fahrzeugteil montiert werden kann. Weiterhin kann eine Gestaltungsfreiheit des Verkleidungselementes vergrößert sein, wenn die Elektronikeinheit erst bei Montage des Fahrzeugteils am Verkleidungselement angeordnet wird. Dadurch kann ferner insgesamt eine höhere Flexibilität bei der Fertigung der Betätigungsvorrichtung erreichbar sein.
Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeug vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass es sich bei dem Fahrzeugteil um eine Tür, insbesondere in Form einer Schiebetür, des Fahrzeugs handelt, wobei ein Öffnungsmittel zum automatischen Öffnen der Tür in Abhängigkeit von der Betätigungshandlung vorgesehen ist. Dadurch kann die Betätigungsvorrichtung auch beim Öffnen der Tür mit der Tür mitbewegt werden, wodurch sich eine intuitive Bedienung des Benutzers ergibt, wenn der Benutzer die Betätigungshandlung direkt an der geöffneten oder geschlossenen Tür vornehmen kann. Insbesondere kann das Fahrzeugteil grifflos ausgestaltet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung zum Auslösen einer Funktion eines Fahrzeuges, insbesondere eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges, durch einen Benutzer vorgesehen, umfassend die folgenden Schritte:
Somit bringt ein erfindungsgemäßes Verfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie bereits ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung und/oder ein erfindungsgemäßes Fahrzeug beschrieben worden sind. Vorzugsweise wird das flächige Verkleidungselement beim Bereitstellen des Verkleidungselementes als Gussteil, insbesondere Mehrkomponentenkunststoffspritzgussteil, hergestellt. Beim Bereitstellen der Elektronikeinheit, kann eine Leiterplatte mit elektronischen Bauelementen bestückt, bedruckt werden. Zusätzlich oder alternativ können elektronische Bauelemente beim Bereitstellen der Elektronikeinheit geätzt werden. Beim Befestigen des ersten Hüllabschnitts am Verkleidungselement kann eine stoffschlüssige Verbindung des ersten Hüllabschnitts mit dem Verkleidungselement erwirkt werden. Somit ist die Elektronikeinheit mit der Sensoreinheit durch das Verkleidungselement geschützt, wodurch die Betätigungsvorrichtung in kostengünstiger Art und Weise an dem Fahrzeugteil montiert werden kann.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass der erste Hüllabschnitt durch eine Vergussmasse gebildet wird, die vorzugsweise mit der Elektronikeinheit und dem Verkleidungselement vergossen wird. Dadurch kann in einfacher Art und Weise eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Hüllabschnitt und dem Verkleidungselement realisiert werden. Insbesondere kann beim Vergießen der Vergussmasse die Elektronikinnenseite und die Elektronikaußenseite mit Vergussmasse bedeckt werden. Vorzugsweise wird ein Zwischenraum zwischen dem Verkleidungselement und der Elektronikeinheit vollständig oder im Wesentlichen vollständig mit Vergussmasse ausgefüllt. Dadurch kann eine Feuchtigkeit im Bereich eines Messfeldes der Sensoreinheit verhindert werden, um eine zuverlässige Funktionsweise der Sensoreinheit zu verbessern.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
In der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für die gleichen technischen Merkmale auch in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
Wie in
Weiterhin weist die Elektronikeinheit 12 eine Sensoreinheit 20 zur Erfassung der Betätigungshandlung 200 des Benutzers auf. Die Sensoreinheit 20 ist dabei vorzugsweise auf der Elektronikaußenseite 12.2 der Elektronikeinheit 12 angeordnet, insbesondere so dass sich lediglich das Verkleidungselement 11 zwischen der Sensoreinheit 20 und der Verkleidungsaußenseite 11.2 befindet. Durch die Anordnung der Elektronikeinheit 12 an der Verkleidungsinnenseite 11.1 des Verkleidungselementes 11 ist die Elektronikaußenseite 12.2 durch das Verkleidungselement 11 geschützt. Zum Schutz der Elektronikinnenseite 12.1 weist die Betätigungsvorrichtung 10 ferner einen ersten Hüllabschnitt 31 auf, der am Verkleidungselement 11 mittelbar oder unmittelbar befestigt ist, so dass das Verkleidungselement 11 und der erste Hüllabschnitt 31 eine geschlossene Hülle 30 bilden. Mögliche Ausgestaltungen der Hülle 30 sind exemplarisch in den
Weiterhin weist die Elektronikeinheit 12 eine Hinweiseinheit 40 auf, durch welche dem Benutzer auf der Verkleidungsaußenseite 11.2 die Erfassung der Betätigungshandlung 200 bestätigbar ist und/oder ein Beginn der Betätigungshandlung 200 signalisierbar ist. Die Hinweiseinheit 40 umfasst mehrere Lichtgeber 42 zum Aussenden eines optischen Signals an den Benutzer. Bei den Lichtgebern 42 kann es sich insbesondere um Leuchtmittel in Form von LEDs handeln. Die Lichtgeber 42 sind dabei zueinander in einer Reihe angeordnet und durch Trennelemente 43 separiert. Durch die Anordnung der Lichtgeber 42 in einer Reihe kann z.B. eine durch die Sensoreinheit 20 erfasste Richtung der Betätigungshandlung 200 einem Benutzer anzeigbar sein, indem die Lichtgeber 42 entlang der Reihe nacheinander aktiviert werden. Die Trennelemente 43 können durch ein Zwischenelement 43.1 gebildet sein, welches zwischen dem Verkleidungselement 11 und der Elektronikeinheit 12 angeordnet ist. Insbesondere sind die Trennelemente 43 opak und/oder lichtundurchlässig ausgebildet, so dass von den Lichtgebern 42 ausgesandtes Licht für jeden Lichtgeber 42 separat zur Verkleidungsaußenseite 11.2 leitbar ist. Vorzugsweise kann das Zwischenelement 43.1 ferner elastisch ausgebildet sein und gegen die Leiterplatte 13 der Elektronikeinheit 12 vorgespannt sein. Dadurch kann jeder der Lichtgeber 42, insbesondere umlaufend, eingekapselt sein, so dass bei einem Verguss der Elektronikeinheit 12 mit der Vergussmasse 31.1 die Lichtgeber 42 frei von Vergussmasse 31.1 bleiben. Weiterhin weist das Verkleidungselement 11 einen lichtdurchlässigen Fensterbereich 41 auf, durch den ein optisches Signal der Hinweiseinheit 40 an den Benutzer übermittelbar ist. Beispielsweise kann der Fensterbereich 41 ein transparentes Fenstermaterial 41.1, insbesondere einen transparenten Kunststoff, aufweisen. Das transparente Fenstermaterial 41.1 kann bei einer Herstellung des Verkleidungselementes 11 z.B. als Kunststoff-Spritzgussbauteil an ein opakes und/oder lichtundurchlässiges Grundmaterial des Verkleidungselementes 11 angespritzt sein.
Zusätzlich oder alternativ können die Lichtgeber 42 auch Teile eines Displays oder dergleichen sein. Weiterhin ist es zusätzlich oder alternativ denkbar, dass durch die Hinweiseinheit 40 ein akustischer Hinweis oder ein Hinweis in Form von Funksignalen an den Benutzer ausgebbar ist. Es ist ferner denkbar, dass die Trennelemente 43 durch das Verkleidungselement 11 gebildet sind. Wie in
Die
Die
Zusätzlich zur Sensoreinheit 20 umfasst die Elektronikeinheit 12 vorzugsweise einen Berührungssensor 22, ein Identifikationsmittel 23 und/oder einen Annäherungssensor 24, wie in den
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.