CN109563722A - 用于机动车侧门的防夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明说明了一种用于机动车(1)的所要监控的侧门(2、3)的防夹装置(14、15)。防夹装置(14、15)包括用于检测障碍物的接近传感器(16)，障碍物侵入到在侧门(2、3)的铰链侧的边缘(10)和与该边缘邻近的另外的车辆部件(4、2)之间的门隙(11)中。防夹装置(14、15)还包括与接近传感器(16)协同作用的控制单元(17)，该控制单元被设立用于，当接近传感器(16)在侧门(2、3)关闭时探测到在门隙(11)中有障碍物时，输出表明即将发生的夹紧状况的信号(S)。在此，接近传感器(16)的至少一个组成部分(18)于内侧地布置在另外的车辆部件(4、2)上。

Description

用于机动车侧门的防夹装置

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的所要监控的侧门的防夹装置，侧门能围绕铰链地在关闭位置与打开位置之间枢转。

背景技术

防夹装置在机动车中被经常用于探测在车辆部件的调整路径中的障碍物，这些车辆部件能电动地相对周围的车辆部件运动，例如在车玻璃的情况下，其能借助电动的车窗升降器下降。倘若防夹装置在调整过程期间，也就是说在所要调节的车辆部件运动期间，确认在车辆部件的调整路径中有障碍物，那么防夹装置通常产生信号，该信号显示即将发生的或已经发生的夹紧状况。该信号通常被传输给使车辆部件运动的调整设备，该调整设备因此中止调整过程或使之逆动。

在此区分有直接和间接的防夹装置。间接的(基于力的)防夹装置通常通过监控调整设备的伺服马达的转速或马达电流来识别夹紧状况。在此被充分利用到的是，障碍物在已经出现夹紧状况的情况下用一个力来对抗所要调节的车辆部件的继续运动，该力导致了马达电流不正常地上升或马达转速的不正常的下降。

而直接的防夹装置通常包括一个或多个传感器以及控制单元，传感器检测对于障碍物的有或无来说具有表征性的测量变量，控制单元借助这些测量变量来判断，在调整路径中是否存在障碍物以及必要时是否触发上述的信号。

在直接的防夹装置的情况下又被区分成具有所谓的接触传感器的系统和具有非接触的传感器的系统，当障碍物已经接触了传感器时，接触传感器才表明存在障碍物，非接触的传感器则探测到障碍物已经距传感器有一定的距离。在此，属于非接触的传感器的尤其是所谓的电容性的接近传感器。

在自动化不断进步的过程中，在机动车技术中越来越多地为传统上用手操作的可运动的车辆部件配备电动的调整设备。因此新近尤其开发出了用于电动地操作机动车的能枢转的侧门的方案。在此有问题的尤其是如下门隙，在打开这种侧门时在该侧门的铰链侧的边缘和与之邻近的另外的车辆部件之间，该门隙打开，特别是在此，车门在关闭时基于短的杠杆行程(也就是说基于在侧门的铰链侧的边缘与铰链轴线之间的短的间距)会向可能的障碍物施加特别高的力。众所周知地这会在人体部分如手侵入该门隙中时将导致严重受伤。

发明内容

本发明的任务是，实现针对所述的门隙的适宜的防夹保护。

就防夹装置而言，该任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。就机动车而言，上述任务根据本发明通过权利要求10的特征解决。在从属权利要求和接下来的说明中陈述了本发明的有利的并且部分被视作有创造性的实施方案和改进方案。

依此说明了一种用于机动车的所要监控的侧门的防夹装置。所要监控的侧门通常能围绕铰链地在关闭位置与打开位置之间枢转。在侧门的铰链侧的边缘和与该边缘邻近的另外的车辆部件之间形成有门隙，该门隙在打开侧门时打开，而在关闭侧门是又关闭。根据本发明的防夹装置包括用于检测侵入到门隙中的障碍物的接近传感器以及与该接近传感器协同作用的控制单元。控制单元在此设立用于，当接近传感器在侧门关闭时探测到在门隙中有障碍物时，发出表明即将发生的夹紧状况的信号。该信号在下文被简称为“触发信号”。该用于对即将发生的夹紧状况发出信号的触发信号的产生和输出在下文中也被称为“防夹装置的触发”。

根据本发明，接近传感器的至少一个组成部分于内侧地布置在另外的车辆部件上。优选地，整个接近传感器于内侧地布置在该另外的车辆部件上。

通过接近传感器的至少一个组成部分的在内侧的(也就是说面朝车辆内部的)布置，使得前述的门隙可以被有效且防错地监控到。此外，这种布置所具有的优点是，使传感器被特别良好地保护免受天气影响和机械的损伤。在有利的实施方案中，在此将接近传感器的至少一个所述的组成部分(优选整个接近传感器)以如下方式布置在另外的车辆部件上，即，使其在机动车的侧门关闭时无法从外面看到。因此，防夹装置并不会影响车辆蒙皮的设计技术上的构造方案的自由度。

在根据本发明的防夹装置的所设置的应用情形中，所要监控的侧门是指机动车的前侧门，也就是说，是驾驶员门或副驾驶员门。与侧门的铰链侧的边缘邻近的另外的车辆部件在该情形下由机动车的前翼子板形成。因此在本发明的该变型方案中，接近传感器的至少一个组成部分于内侧地布置在前翼子板上。

在根据本发明的防夹装置的另外的所设置的应用情形中，所要监控的侧门是指机动车的后侧门。在这种情形下，与侧门的铰链侧的边缘邻近的另外的车辆部件是机动车的前侧门。因此在这种情形下，接近传感器的至少一个组成部分于内侧地布置在前侧门上(更确切地说布置在该前侧门的后边缘上)。

优选地，防夹装置出于安全原因在所要监控的侧门关闭时在该关闭过程的整个持续时间内都是激活的。但原则上在本发明的框架内也可以设置的是，当所要监控的侧门已经部分被关闭时，防夹装置才是激活的，以便避免在侧门完全或至少很大程度上是打开的时不必要地发出即将发生的夹紧状况的信号。控制单元在后一种情况下设立用于，只有当所要监控的侧门处在其枢转路径的与其关闭位置邻近的部分区域中时，才在探测到障碍物时输出触发信号。

但是优选地，倘若所要监控的侧门是后侧门的话，那么防夹装置的激活就与前侧门的枢转位置相关。控制单元在这种情形下设立用于，只有当前侧门完全或至少几乎关闭时，当前侧门因此处在其枢转路径的与其关闭位置邻近的部分区域中时，才在探测到障碍物时输出触发信号。这基于如下认识，即，当前侧门完全或至少很大程度上保持打开时，在后侧门与邻近的前侧门之间不可能出现夹紧状况。由于在这种情况下防夹装置是不激活的，所以以简单和有效的方式降低了不必要地触发防夹装置的几率。

原则上可以在本发明的框架内在防夹装置中使用不同类型的接近传感器。因此，接近传感器可以在本发明的框架内被设计成红外传感器、超声波传感器、雷达传感器或光学的传感器。不过接近传感器优选被构造成电容性的接近传感器。

在本实施方式中，接近传感器包括至少一个传感器电极，该传感器电极于内侧地布置在另外的车辆部件(即翼子板或前侧门)上。倘若电容性的接近传感器包括多个传感器电极的话，那么优选所有这些传感器电极都布置在另外的车辆部件上。不过原则上在本发明的框架内还可能的是，传感器电极中的至少一个布置在另外的车辆部件上，而这一接近传感器的至少一个另外的传感器电极则布置在所要监控的侧门上。

电容性的接近传感器在有利的实施方式中按照所谓的“单电极原理”工作。在这种情形下，传感器要么包括仅唯一一个发射电极，要么包括多个同样的传感器电极，其中，用一个或每个传感器电极相对地线(例如接地的车辆部件)构建成电场。该一个或每个传感器电极在此与电容量测量元件互连，电容量测量元件设立用于，相对地线测量该一个或每个传感器电极的电容量。

在优选的替选的实施方式中，电容性的接近传感器按照所谓的“发射器-接收器原理”工作。在此，电容性的接近传感器包括多个传感器电极，这些传感器电极中的至少一个作为发射电极运行，而至少一个另外的作为接收电极运行。这种接近传感器经由发射电极放出交变电场，并且在接收电极上测量由两个传感器电极形成的电容器的电容量。

防夹装置的控制单元优选设立用于，补偿系统性的电容量变化，该系统性的电容量变化由所要监控的侧门相关于接近传感器和另外的车辆部件运动所引起。为此，控制单元将由接近传感器所检测到的电容量测量变量与所预设的参考值相比较，并且只有当该电容量测量变量根据预设的触发标准的规定与参考值有偏差时才输出触发信号。参考值在此例如以数学函数的形式或以特性值表的形式可变地依赖于所要监控的侧门的调整定位(枢转位置)被预设。

倘若所要监控的侧门是后侧门的话，那么参考值优选附加地还依赖于邻近的前侧门的调整定位(枢转位置)而发生变化。因此，参考值在这种情况下既与后侧门的调整定位有关，也与前侧门的调整定位有关。

优选地，参考值与所要监控的侧门的调整定位的依赖关系(以及当监控的是后侧门时与前侧门的调整定位的依赖关系)在防夹装置运行时被学习并且尤其是自动地与变化的环境条件相匹配。

优选地，将具有(尤其是电的)伺服马达的调整设备配属给所要监控的侧门，借助该调整设备能自动地在关闭位置与打开位置之间调节侧门。在这种情况下，由防夹装置输出的触发信号优选被输送给调整设备，调整设备本身设立用于，在获得触发信号后中止或逆动侧门的关闭运动。但防夹装置原则上在本发明的框架内也使用在用手操作的侧门中。在这种情况下，通过触发信号适宜地触发报警，例如报警声音。不过这种报警在电动运行的侧门中也被视作是对产生触发信号的(尤其是附加的)响应。

根据本发明的机动车具有至少一个(尤其是电动地运行的)侧门，该侧门能围绕铰链地在关闭位置与打开位置之间枢转。该机动车此外还具有根据本发明的防夹装置。根据本发明的机动车的相应的实施方式和改进方案对应该防夹装置的前述实施方式和改进方案，从而就此而言也能参考前面的实施方案。

附图说明

接下来借助附图详细阐释本发明的实施例。其中：

图1在粗略的示意性的侧视图中示出具有前侧门和后侧门的机动车；

图2在示意性简化的水平剖面图中示出根据图1的机动车的车身侧板，该侧板具有两个侧门以及前翼子板和后翼子板；

图3在相对图1进一步示意性的侧视图中示出机动车，该机动车具有用于使前侧门和后侧门电动地运动的调整设备以及具有用于前侧门的和后侧门的铰链侧的门隙的各一个(前或后)防夹装置；

图4在图2的细节图IV中示出前侧门的铰链侧的边缘和前防夹装置的在内侧被安装在前翼子板上的电容性的接近传感器；

图5在图2的细节图V中示出后侧门的铰链侧的边缘和后防夹装置的在内侧被安装在前侧门上的电容性的接近传感器；以及

图6在针对后侧门的调整定位以及针对前侧门的调整定位的图表中示出参考值的变化曲线，后防夹装置将参考值与所配属的电容性的接近传感器的电容量测量变量相比较，以便区分即将发生的夹紧状况与常见的与门位置相关的电容量变化。

彼此相应的部分和变量在所有的图中始终用相同的附图标记标注。

具体实施方式

图1在粗略的示意性简化图中示出了机动车1，该机动车通常在两侧上分别具有两个侧门，即分别是前侧门2和后侧门3。例如在车辆中部内，即在所谓的B柱(未明确示出)的区域中，两个侧门2和3直接相邻。朝着机动车1的前侧地，前车门2与前翼子板4联接。朝着车辆尾部地，后侧门3与后翼子板5联接。

由前翼子板4、前侧门2、后侧门3和后翼子板5形成的机动车1的车身侧板在图2中在粗略示意性地简化的水平剖面图中示出。由该图可知，两个侧门2和3的每一个都以能在关闭位置6与打开位置7之间以可逆地枢转的方式铰接在车架上。在各自的关闭位置6中，侧门2和3在此分别用实线示出。而在打开位置7中则用虚线示出侧门2和3。

侧门2和3在关闭位置6和各自的打开位置7之间枢转期间所经过的各自的空间区域被称为枢转路径8。沿着该枢转路径8的各自的当前的枢转位置在前侧门2的情况下被称为调整定位x1，而在后侧门3的情况下被称为调整定位x2。调整定位x1和x2在此被理解为是数学上的变数，它们在关闭位置6中例如具有值0(x1、x2＝0)，而在各自的打开位置7中分别具有不同于零的正的值(x1、x2>0)。

如通常在机动车1的情况下，两个侧门2和3分别能围绕铰链9枢转，铰链密封地布置在各自的侧门2、3的面朝车辆前侧的边缘上。侧门2和3的该前边缘因此也被称为各自的侧门2、3的铰链侧的边缘10。如由图2地、更明显地还由图4和5可知，在侧门2、3的后边缘向外枢转期间，该铰链侧的边缘10在各自的侧门2、3打开时沉入到了车辆内部中。由于铰链侧的边缘10的该沉入，使得在打开前侧门2时在铰链侧的边缘10与前翼子板4之间产生了门隙11。倘若前侧门2被关闭的话，在打开后侧门3时也在该侧门3的铰链侧的边缘10与前侧门2的后边缘之间产生了同样的门隙11。

如在图3中粗略地示意性地指明，为每一个侧门2和3分别配属有调整设备12或13，调整设备自动地使各自的侧门2、3沿着枢转路径8摆动。每个调整设备12、13以未详细示出的方式包括电的伺服马达，伺服马达经由调整机构作用到所配属的侧门2、3上。每个调整设备12、13还包括被称为马达控制器的控制单元(同样未明确示出地)用来驱控伺服马达。马达控制器例如由微控制器形成，运行软件(固件)在微型控制器中生效。

为了防止在自动关闭其中一个侧门2、3时在分别配属的门隙11内夹住障碍物(例如车辆使用者的身体部分，如手指，或者物品)，为两个侧门2和3中的每一个都分别配属了防夹装置14或15。两个防夹装置14、15的每一个在此都分别包括电容性的接近传感器16以及所配属的控制单元17。配属于前侧门2的防夹装置14也被称为前防夹装置14。配属于后侧门3的防夹装置15相应地也被称为后防夹装置15。

由图3可知，前防夹装置14的接近传感器16具有长形延伸的形状。该接近传感器在此在内侧地被安装在前翼子板4上，从而该接近传感器在其整个长度上以很小的间距置于侧门2的铰链侧的边缘10或所要监控的门隙11的侧面。后防夹装置15的电容性的接近传感器16同样也具有长形延伸的形状。该接近传感器16在内侧地被安装在前侧门2上，从而该接近传感器在其整个长度上以很小的间距置于后侧门3的铰链侧的边缘10或所要监控的门隙11的侧面。

针对前侧门2和前防夹装置14，在图4中在更大的细节图中示出了接近传感器16的布置。由此可知，接近传感器16具有两个构造成圆形导体的传感器电极18，传感器电极在此基本上沿车辆横向方向并排布置。

针对后侧门3和后防夹装置15，在图5中放大示出了接近传感器16的布置。由图示可知，即使在这种情况下，接近传感器16也具有两个传感器电极18。不过这些传感器电极18在此沿车辆纵向方向并排布置。

传感器电极18的布置在此首要是遵循结构空间技术上的事实，并且因此在不同的车型的情况下按照需要也是不同的。尤其地，当出于可供使用的结构空间的原因提供根据图5的电极布置时，该根据图5的电极布置也能够使用在前防夹装置14中。反之，根据图4的电极布置也能使用在后防夹装置15中。

除了这些传感器电极18外，接近传感器16在两种情况下都分别包括未详细示出的信号发生开关电路和同样未详细示出的电容量测量元件。

防夹装置14和15的两个电容性的接近传感器16优选按照之前已经提到的“发射器-接收器原理”工作。两个传感器电极18中的其中一个在各自的接近传感器6运行时被相应地通过如下方式作为发射电极工作，即，接近传感器16的信号发生开关电路给该传感器电极18加载交变电压。在交变电压的作用下，所述的传感器电极18产生电场，该电场在周围的空间内进而尤其是在门隙11内传播。各自的接近传感器16的各另外的传感器电极18则作为接收电极通过如下方式工作，即，借助电容量测量元件测量在电场的作用下在该传感器电极18中感应出的位移电流。电容量测量元件由所测得的位移电流推导出(电容量)测量变量K，该测量变量对于由传感器电极18形成的电容器的(电)容量来说是具有表征性的。接近传感器16将该电容量测量变量K作为输入变量传送给所属的控制单元17。

控制单元17将所输送的电容量测量变量K与预设的参考值R相比较，参考值反映了在未受干扰的情形下，也就是说，在门隙11内没有障碍物时，电容量测量变量K的所期待的(正常)值。

在前防夹装置14中，电容量测量变量K的该正常值与所配属的侧门2的调整定位x1有关。在此，参考值R因此以特性值表的形式可变地依赖于调整定位x1地储存。在防夹装置15中，电容量测量变量K的正常值不仅与所配属的侧门3的调整定位x2有关，而且也附加地与前侧门2的调整定位x1有关，特别是在此接近传感器16被布置在前侧门2上并且随该前侧门一起运动。在这种情况下，参考值R因此作为三维的特性值域既依赖于调整定位x1也依赖于调整定位x2地被储存。参考值R与调整定位x1和x2的依赖关系例如在图6中示出。

为了能够获知与门位置相关的参考值R，将调整定位x1的当前的值通过调整设备12输送给防夹装置14的控制单元17。防夹装置15的控制单元17相应地从调整设备12和13分别获得了调整定位x1和x2的当前的值。

两个控制单元17中的每一个都不断地将由所属的接近传感器16输送的电容量测量变量K与针对门位置具体选出的参考值R进行比较。在此，在各自的控制单元17中储存有公差阈值作为针对发出即将发生的夹紧状况的信号的触发标准。倘若电容量测量变量K与参考值R的比较表明，电容量变量K与参考值R偏差了大于公差阈值的话，那么控制单元17就将这种偏差识别为是在分别所属的门隙11中存在障碍物的标志。

在这种情况下，各自的控制单元17产生了触发信号S并且将该触发信号S传送给所属的调整设备12或13。调整设备12和13在此被设立成用于，在接收到触发信号S时立即结束各自的侧门2或3的正在进行的关闭过程并且稍微将门的运动逆动。

两个防夹装置14和15在分别被监控的侧门2或3关闭时原则上在该关闭过程的整个持续时间内(因此与调整定位x1或x2无关)都是激活的。不过对后防夹装置15的激活与前侧门2的调整定位x1有关。因此，防夹装置15只有在前侧门2完全或至少几乎关闭时才被激活。反之，当调整定位x1处在枢转路径8的与关闭位置6(x1＝0)相邻的部分区域之外时，防夹装置15则是未激活的。这考虑到了这样的事实情况，即，在打开前侧门2时在前侧门与后侧门3之间不会有障碍物被夹住。

在未明确示出的另外的实施方式中，防夹装置15被附加地也被考虑用于监控前侧门2的后(锁侧的)门隙。在此，防夹装置15在前侧门2关闭时也是激活的，其中，由所属的接近传感器16获知的电容量测量变量K又与预设的参考值R进行比较。当该比较表明，电容量测量变量K与参考值R偏差了大于预设的公差阈值时，那么防夹装置15的控制单元17在这种情况下就产生了另外的触发信号。该另外的触发信号被输送给前调整设备12，前调整设备于是中止或逆动前侧门2。

本发明在前述实施例中是特别明显的。本发明并不局限于这些实施例。更确切地说，可以由权利要求和前述说明推导出本发明的另外的实施方式。

附图标记列表

1 机动车

2 (前)侧门

3 (后)侧门

4 (前)翼子板

5 (后)翼子板

6 关闭位置

7 打开位置

8 枢转路径

9 铰链

10 (铰链侧的)边缘

11 门隙

12 调整设备

13 调整设备

14 防夹装置

15 防夹装置

16 接近传感器

17 控制单元

18 传感器电极

x1 调整定位

x2 调整定位

K (电容量)测量变量

R 参考值

S 触发信号

Claims (10)

1.用于机动车(1)的所要监控的侧门(2、3)的防夹装置(14、15)，所述侧门能围绕铰链(9)地在关闭位置(6)与打开位置(7)之间枢转，其中，在所述侧门(2、3)的铰链侧的边缘(10)和与所述边缘邻近的另外的车辆部件(4、2)之间，门隙(11)被打开或关闭，所述防夹装置包括用于检测侵入到所述门隙(11)中的障碍物的接近传感器(16)以及具有与所述接近传感器(16)协同作用的控制单元(17)，所述控制单元被设立用于，当所述接近传感器(16)在所述侧门(2、3)关闭时探测到在所述门隙(11)中有障碍物时，输出表明即将发生的夹紧状况的信号(S)，其中，所述接近传感器(16)的至少一个组成部分(18)于内侧地布置在所述另外的车辆部件(4、2)上。

2.根据权利要求1所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述接近传感器(16)的至少一个组成部分(18)以如下方式布置在所述另外的车辆部件(4、2)上，即，使所述接近传感器的至少一个组成部分在所述车辆(1)的侧门(2、3)关闭时无法从外面看到。

3.根据权利要求1或2所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述所要监控的侧门是前侧门(2)，并且其中，与所述侧门(2)的铰链侧的边缘(10)邻近的另外的车辆部件是翼子板(4)。

4.根据权利要求1或2所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述所要监控的侧门是后侧门(3)，并且其中，与所述侧门(3)的铰链侧的边缘(10)邻近的另外的车辆部件是前侧门(2)。

5.根据权利要求4所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述控制单元(17)被设立用于，只有当所述前侧门(2)处在其枢转路径(8)的与其关闭位置(6)邻近的部分区域中时，才在探测到障碍物时输出表明即将发生的夹紧状况的信号(S)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述接近传感器是电容性的接近传感器(16)，并且其中，所述电容性的接近传感器(16)的至少一个传感器电极(18)于内侧地布置在所述另外的车辆部件(4、2)上。

7.根据权利要求6所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述控制单元(17)设立用于，将被所述接近传感器(16)检测到的电容量测量变量(K)与预设的参考值(R)进行比较，并且当所述电容量测量变量(K)按照预设的触发标准的规定与所述参考值(R)有偏差时，输出表明即将发生的夹紧状况的信号(S)，其中，所述参考值(R)以能变化的方式依赖于所要监控的侧门(2、3)的调整定位(x1、x2)地被预设。

8.根据权利要求4和7所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述参考值(R)附加地以能变化的方式依赖于前侧门(2)的调整定位(x1)地被预设。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的防夹装置(14、15)，

其中，所述所要监控的侧门(2、3)借助调整设备(12、13)以电的方式能在关闭位置(6)与打开位置(7)之间调节。

10.机动车(1)，其具有至少一个侧门(2、3)，所述侧门能围绕铰链(9)地在关闭位置(6)与打开位置(7)之间枢转，其中，在所述侧门(2、3)的铰链侧的边缘(10)和与所述边缘邻近的另外的车辆部件(4、2)之间，门隙(11)被打开或关闭，并且所述机动车具有根据权利要求1至9中任一项所述的防夹装置(14、15)。