DE102004061578A1

DE102004061578A1 - Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102004061578A1
Application number: DE102004061578A
Authority: DE
Inventors: Josef Appel
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06
Also published as: US20090211156A1; CN101120151A; JP2008524479A; WO2006066535A1; EP1828525A1

Abstract

Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge mit mindestens zwei Sensoranordnungen (16, 16n, 17, 17n) zum Erkennen einer Gefahr für ein Einklemmen durch mindestens ein Fahrzeugteil (10, 10a, 10b), das mittels einer Antriebseinrichtung (12, 13, 14, 14a, 14b) verstellbar ist, und zur Abgabe von Einklemmgefahrensignalen an eine beiden Sensoranordnungen gemeinsam zugeordnete Auswerteeinrichtung (18). Die Auswerteeinrichtung (18) ist derart ausgelegt, dass sie über eine Antriebssteuerung (15) die Antriebseinrichtung in einen ein Einklemmen verhindernden Betriebsmodus umschaltet, wenn sich die Einklemmgefahrensignale der beiden Sensoranordnungen um einen vorbestimmten Mindestwert voneinander unterscheiden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge zum Verhindern eines Einklemmens von Fremdkörpern, insbesondere gefährdeten Körperteilen von Fahrzeuginsassen, durch motorisch verstellbare Fahrzeugteile.

Solche Klemmschutzeinrichtungen sind in unterschiedlicher Bauweise bekannt. Zum Beispiel ist in DE 35 27 405 A1 eine Einrichtung zum Schutz gegen Einklemmen in motorisch verschließbaren Fahrzeugöffnungen beschrieben, bei welcher ein Sensor in Form einer an der Schließkante der Öffnung angeordnete Elektrode vorgesehen ist, die sich über die Länge der Schließkante erstreckt und Teil eines kapazitiven Detektors ist, der bei drohendem Einklemmen ein Steuersignal zum Ausschalten des Antriebes des Schließgliedes abgibt.

Klemmschutzeinrichtungen dieser Art sind Einflüssen ausgesetzt, die nichts mit einer Einklemmgefahr zu tun haben und Fehlauslösungen bewirken können. Zu solchen Einflüssen gehören insbesondere toleranzbedingte Abstandsänderungen und Umwelteinflüsse wie Feuchte und Niederschlagsbeläge. Man hat versucht, dem dadurch zu begegnen, dass fortlaufend oder vor Beginn der Bewegung des Fahrzeugteils der Arbeitspunkt (das heißt die Auslöseschwelle) der Klemmschutzeinrichtung entsprechend nachgeführt wird. Kapazitätsänderungen des kapazitiven Detektors, die durch die Bewegung des Fahrzeugteils selbst hervorgerufen werden, hat man in ihrem typischen Verlauf grob korrigiert.

Es zeigte sich jedoch, dass nur langsame Veränderungen der Umweltbedingungen wirkungsvoll kompensiert werden können und entweder ein erhöhtes Risiko von Fehlauslösungen toleriert oder die Empfindlichkeit des Systems entsprechend herabgesetzt werden muss. Hinzu kommt, dass möglicherweise bereits vor Aktivierung der Sensorauswertung vorliegende Gefährdungssituationen als geänderte Umweltbedingungen fehlinterpretiert und damit ausgeblendet werden können, soweit sie sich nicht durch Plausibilitätsprüfungen erkennen lassen. Auch eine Korrektur von Einflüssen aus der Eigenbewegung des verstellbaren Fahrzeugteils gelingt selbst bei erheblichem Korrekturaufwand nicht vollständig, weil dazu abhängig von den jeweils herrschenden Umweltbedingungen unterschiedliche Korrekturverläufe erforderlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die mit vergleichsweise geringem Aufwand eine sichere Erkennung von Einklemmgefahr auch bei wechselnden Umwelteinflüssen und den in der Praxis unvermeidbaren Toleranzen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge mit mindestens zwei Sensoranordnungen zum Erkennen einer Gefahr für ein Einklemmen durch mindestens ein Fahrzeugteil, das mittels einer Antriebseinrichtung verstellbar ist, und zur Abgabe von Einklemmgefahrensignalen an eine beiden Sensoranordnungen gemeinsam zugeordnete Auswerteeinrichtung, die derart ausgelegt ist, dass sie über eine Antriebssteuerung die Antriebseinrichtung in einen ein Einklemmen verhindernden Betriebsmodus umschaltet, wenn sich die Einklemmgefahrensignale der beiden Sensoranordnungen um einen vorbestimmten Mindestwert voneinander unterscheiden.

Mit der erfindungsgemäßen Klemmschutzeinrichtung wird der Umstand genutzt, dass sich wechselnde Umweltbedingungen und auf die Eigenbewegung des oder der verstellbaren Fahrzeugteils/Fahrzeugteile zurückzuführende Einflüsse auf alle Sensoranordnungen im wesentlichen gleich auswirken und damit bei der erfindungsgemäßen Anordnung unausgewertet bleiben, während Gefährdungssituationen sich typisch zu einem Zeitpunkt an den Sensoranordnungen unterschiedlich bemerkbar machen und so erfasst werden.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

So kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Antriebseinrichtung mindestens einen Stellantrieb aufweisen, der mit zwei Stellanordnungen in Antriebsverbindung steht, die jeweils einer von zwei gegenüberliegenden Seiten ein und desselben verstellbaren Fahrzeugteils zugeordnet sind, wobei vorzugsweise die beiden Stellanordnungen mindestens näherungsweise symmetrisch zueinander ausgelegt sind und jeweils eine der beiden Sensoranordnungen an jeweils einer der beiden Stellanordnungen angeordnet ist.

Entsprechend einer abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung kann die Antriebseinrichtung aber auch mindestens zwei Stellantriebe aufweisen, die mit mindestens zwei Stellanordnungen in Antriebsverbindung stehen, die jeweils einem von mehreren verstellbaren Fahrzeugteilen zugeordnet sind.

Das mindestens eine verstellbare Fahrzeugteil kann zum wahlweisen Verschließen oder mindestens teilweisen Öffnen einer Fahrzeugöffnung ausgelegt sein, und die Sensoranordnungen können jeweils mindestens einen kapazitiven Geber aufweisen.

Die Auswerteeinrichtung ist zweckmäßig mit einem Vergleicher zum Vergleichen der Einklemmgefahrensignale der Sensoranordnungen ausgestattet.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmschutzeinrichtung, und
2 ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmschutzeinrichtung.
In 1 ist mit 10 ein Fahrzeugteil, beispielsweise der Deckel eines Schiebe/Hebedachs bezeichnet, das in Richtung eines Doppelpfeils 11 über Stellanordnungen 12, 13 verstellt werden kann, die an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugteils 10 angreifen. Bei den Stellanordnungen 12, 13 handelt es sich zum Beispiel um die üblichen Schiebe/Austellmechanismen zu beiden Seiten des Deckels 10. Die Stellanordnungen 12, 13 werden ihrerseits mittels eines vorzugsweise elektrischen Stellantriebs 14 betätigt, der unter dem Einfluss einer Antriebssteuerung 15 steht. Schließbewegungen des Deckels 10, die zum Einklemmen gefährdeter Körperteile führen könnten, werden mittels zweier Sensoren 16, 17 überwacht, von denen der eine 16 der Stellanordnung 12 und der andere 17 der Stellanordnung 13 zugeordnet ist. Zwischen die Ausgänge der Sensoren 16, 17 und einen Signaleingang der Antriebssteuerung 15 ist eine Auswerteeinrichtung 18 geschaltet, die im veranschaulichten Ausführungsbeispiel einen Vergleicher 19 und ein diesem nachgeordnetes Schwellwertglied 20 beinhaltet. Der Ausgang der Auswerteeinrichtung 18 ist an einen Stelleingang der Antriebssteuerung 15 angeschlossen.
Durch Verstellbewegungen des Fahrzeugteils (zum Beispiel Deckels) 10 verursachte systematische Einflüsse wirken ebenso wie allgemeine Umwelteinflüsse gleichsinnig auf beide Sensoren 16, 17. Sie führen infolgedessen zu gleich gerichteten und gleich großen Änderungen der Ausgangssignale der Sensoren 16 und 17. Daher werden sie bei dem mittels des Vergleichers 19 durchgeführten Vergleich kompensiert, und sie bleiben ohne Auswirkung auf die Antriebssteuerung 15 und den Stellantrieb 14, weil das Schwellwertglied 20 nicht anspricht.
Zu Gefährdungssituationen, insbesondere drohendem Einklemmen von Körperteilen, kommt es dagegen in aller Regel zu einem Zeitpunkt nur an einer Seite des Fahrzeugteils 10 oder jedenfalls in unsymmetrischer Weise. Infolgedessen sprechen dabei die Sensoren 16 und 17 ungleich an, so dass in einem solchen Fall die Ausgangssignale der Sensoren 16 und 17 deutlich unterschiedlich sind und über das Schwellwertglied 20 ein Gefahrensignal an die Antriebssteuerung 15 geht. Mittels der Antriebssteuerung 15 wird der Stellantrieb dann gestoppt oder auf Rückwärtslauf umgesteuert.
Die in 2 dargestellte Klemmschutzeinrichtung unterscheidet sich von derjenigen der 1 nur darin, dass die Antriebssteuerung 15 zwei Stellantriebe 14a und 14b für zwei gleichzeitig verstellbare Fahrzeugteile 10a und 10b, zum Beispiel ein Paar von versenkbaren Frontscheinwerfern, ansteuert. Auch in einem solchen Fall tritt eine Einklemmgefahr typisch nur an der einen Seite, das heißt entweder an dem Fahrzeugteil 10a oder dem Fahrzeugteil 10b, auf, und sie wird mit den vorstehend geschilderten Mitteln klar von Umwelteinflüssen und/oder gleichlaufenden Verstellbewegungen der Fahrzeugteile 10a und 10b unterschieden.
Den gegenüberliegenden Seiten des verstellbaren Fahrzeugteils 10 der 1 oder den verstellbaren Fahrzeugteilen 10a und 10b der 2 können beliebig viele weitere Sensorpaare mit jeweils nachgeschalteter, an die Antriebssteuerung 15 angeschlossener Auswerteeinrichtung zugeordnet sein, wie dies in 1 mit den Blöcken 16n, 17n und 18n angedeutet ist.
Die Sensoren 16 bis 16n, 17 bis 17n können je nach der Art des Fahrzeugteils 10 paarweise zum Beispiel an Ausstellhebeln, Verdeckgelenken und sonstigen Klemmstellen angeordnet sein. Sie sind vorzugsweise als kapazitive Geber ausgebildet, obwohl grundsätzlich auch beliebige andere Sensoren wie Induktiv-, Infrarot-, Ultraschall- oder Hallsensoren in Betracht kommen.
Die Auswerteschaltung 18 kann auch in anderer als der in 1 schematisch angedeuteten Weise implementiert werden, zum Beispiel unter Verwendung einer Messbrücke. Der Vergleich der Ausgangssignale der Sensoren 16 bis 16n, 17 bis 17n kann vor – beispielsweise mittels einer Messbrücke -, während (zum Beispiel mit einem entsprechenden Messwandler) oder nach – in einer Auswerte-Software oder einem Hardware-Vergleicher wie in 1 bei 19 angedeutet – einer zweckentsprechenden Aufbereitung der Sensormesswerte erfolgen.
Die erläuterte Klemmschutzeinrichtung zeichnet sich insbesondere durch ein im Vergleich zu bekannten Anordnungen stark verringerte Empfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse bei gleichzeitig erhaltener oder verbesserter Empfindlichkeit für tatsächliche Annäherung von Körperteilen an Sensoren aus. Gleichwohl kann die Klemmschutzeinrichtung relativ einfach, robust und zuverlässig aufgebaut sein.
Derzeit übliche Korrekturmittel können parallel zu der vorstehend geschilderten Anordnung vorgesehen werden, um möglicherweise verbleibende Restfehler, beispielsweise verursacht durch kleine Unsymmetrien, zu eliminieren und damit die Robustheit des Systems weiter zu verbessern.

10, 10a, 10b: Fahrzeugteil
11: Doppelpfeil
12, 13: Stellanordnung
14, 14a, 14b: Stellantrieb
15: Antriebssteuerung
16, 16n, 17, 17n: Sensor
18: Auswerteeinrichtung
19: Vergleicher
20: Schwellwertglied

Claims

Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge mit mindestens zwei Sensoranordnungen (16, 16n, 17, 17n) zum Erkennen einer Gefahr für ein Einklemmen durch mindestens ein Fahrzeugteil (10, 10a, 10b), das mittels einer Antriebseinrichtung (12, 13, 14, 14a, 14b) verstellbar ist, und zur Abgabe von Einklemmgefahrensignalen an eine beiden Sensoranordnungen gemeinsam zugeordnete Auswerteeinrichtung (18), die derart ausgelegt ist, dass sie über eine Antriebssteuerung (15) die Antriebseinrichtung in einen ein Einklemmen verhindernden Betriebsmodus umschaltet, wenn sich die Einklemmgefahrensignale der beiden Sensoranordnungen um einen vorbestimmten Mindestwert voneinander unterscheiden.
Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (12, 13, 14) mindestens einen Stellantrieb (14) aufweist, der mit zwei Stellanordnungen (12, 13) in Antriebsverbindung steht, die jeweils einer von zwei gegenüberliegenden Seiten ein und desselben verstellbaren Fahrzeugteils (10) zugeordnet sind.
Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stellanordnungen (12, 13) mindestens näherungsweise symmetrisch zueinander ausgelegt sind.
Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine der beiden Sensoranordnungen (16, 16n, 17, 17n) an jeweils einer der beiden Stellanordnungen (12, 13) angeordnet ist.
Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (12, 13, 14a, 14b) mindestens zwei Stellantriebe (14a, 14b) aufweist, die mit mindestens zwei Stellanordnungen (12, 13) in Antriebsverbindung stehen, die jeweils einem von mehreren verstellbaren Fahrzeugteilen (10a, 10b) zugeordnet sind.
Klemmschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine verstellbare Fahrzeugteil (10, 10a, 10b) zum wahlweisen Verschließen oder mindestens teilweisen Öffnen einer Fahrzeugöffnung ausgelegt ist.
Klemmschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnungen (16, 16n, 17, 17n) jeweils mindestens einen kapazitiven Geber aufweisen.
Klemmschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (18) einen Vergleicher (19) zum Vergleichen der Einklemmgefahrensignale der Sensoranordnungen (16, 16n, 17, 17n) aufweist.