DE102006031812A1

DE102006031812A1 - Sensorsystem und Sensorelement

Info

Publication number: DE102006031812A1
Application number: DE102006031812A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Reichinger; Georg Kodl; Michael Frommberger; Christoph Weiss
Original assignee: Leoni AG
Current assignee: Leoni AG
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-01-17
Also published as: EP2038626B1; JP5156741B2; KR20090037924A; JP2009542489A; WO2008003521A1; EP2038626A1; CN101501466B; DE502007005280D1; CN101501466A

Abstract

Um bei einem motorisch angetriebenen Schließmechanismus, insbesondere bei einem elektromotorisch angetriebenen Fensterhebersystem, ein Einklemmen eines Gegenstands zwischen zwei relativ zueinander bewegten Teilen sicher detektieren zu können, ist vorgesehen, dass das Sensorsystem einen optischen Drucksensor sowie zusätzlich einen elektrischen, kapazitiven Sensor aufweist. Der optische Drucksensor umfasst ein Licht leitendes Element, eine Lichtquelle zum Einkoppeln von Licht in das Licht leitende Element sowie einen Lichtsensor zum Erfassen des ausgekoppelten Lichts. Der elektrische Sensor umfasst eine mit einer Spannungsquelle verbundene Elektrode. Beide Sensoren sind jeweils einer Auswerteeinheit zur Auswertung des jeweiligen Signals zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem sowie ein Sensorelement für ein solches Sensorsystem, wobei das Sensorsystem insbesondere zur Überwachung eines motorisch angetriebenen Schließmechanismus im Hinblick auf ein Einklemmen eines Gegenstands zwischen zwei relativ zueinander bewegten Teilen des Schließmechanismus eingesetzt wird.
Bei motorisch angetriebenen Schließmechanismen, wie sie insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie, beispielsweise als elektromotorisch betätigte Fensterheber, Schiebetüren, Heckklappen, Schiebedächer, etc. eingesetzt werden, muss aus Sicherheitsgründen ein Einklemmschutz vorgesehen sein. Mit einem Einklemmschutz-System wird das Verletzungsrisiko minimiert, falls unbeabsichtigt ein Körperteil einer Person in den Verfahrweg eines motorisch angetriebenen Schließelements, beispielsweise Fensterscheibe oder Tür etc. gelangt und gegen beispielsweise die Karosserie geklemmt wird. In einem derartigen Einklemmfall muss ein schnelles Abschalten des Antriebsmotors erfolgen, um einer Verletzung vorzubeugen. Hierzu ist erforderlich, dass das Schließsystem den Einklemmfall als solches erkennt und daraufhin den Antriebsmotor stoppt.
Zur Erfassung des Einklemmfalls kann ein Sensorelement vorgesehen sein, welches beispielsweise einen unzulässigen Druckanstieg erfasst. Es besteht hierbei jedoch das Problem, dass aufgrund des Verletzungsrisikos eine sichere Detektion eines Einklemmfalls gewährleistet sein muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere und zuverlässige Detektion insbesondere eines Einklemmfalls zu gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Sensorsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Das Sensorsystem weist hierbei einen optischen Drucksensor sowie parallel hierzu einen elektrischen, insbesondere kapazitiven Sensor auf. Sowohl optische Drucksensoren als auch kapazitive Sensoren und deren Aufbau sind an sich bekannt. So wird beispielsweise in der WO 03/069294 A1 ein optischer Drucksensor beschrieben, welcher vorzugsweise bei dem hier beschriebenen Sensorsystem eingesetzt wird.
Das Sensorsystem umfasst demnach zwei parallel und nebeneinander eingesetzte Sensoreinheiten, die jede für sich betrachtet in der Lage ist, einen Einklemmfall zu detektieren. Gleichzeitig beruhen die beiden Sensoreinheiten jedoch auf unterschiedlichen Auswerte- und Erfassungsprinzipien. Dabei ergänzen sich die Vorteile der beiden unterschiedlichen Erfassungsprinzipien in besonders vorteilhafter Weise, so dass ein sicheres und zuverlässiges Detektieren eines Einklemmfalls auch in ungünstigen Situationen sicher gewährleistet ist.
Der elektrische Sensor weist nämlich den Vorteil auf, dass er nach Art eines kapazitiven Näherungssensors ausgebildet sein kann und daher bereits einen Gegenstand erkennen kann, bevor dieser Gegenstand den Sensor selbst berührt. Es handelt sich hierbei also insbesondere um einen berührungslosen Sensor. Hierdurch besteht die Möglichkeit, frühzeitig, bevor also bereits der Gegenstand tatsächlich geklemmt ist, den Antriebsmotor abzuschalten. Allerdings ist in bestimmten Situationen ein zuverlässiges Abschalten mit einem derartigen elektrischen Sensor nicht immer gewährleistet. Wird beispielsweise bei einer Schiebetür mit einer Hand die Kante der Schiebetüre umklammert und fährt die Schiebetüre gegen einen Anschlag, an dem der elektrische Sensor angeordnet ist, so kann dieser die Hand als solche nicht erkennen. Sie ist für den Sensor nicht von der eigentlichen Kante der Schiebetür zu unterscheiden. Folglich wird der Sensor in diesem Fall nicht ansprechen.
In einem derartigen Fall ist jedoch ein zuverlässiges Ansprechen des optischen Drucksensors gewährleistet, da aufgrund der Hand ein Druck auf den optischen Sensor ausgeübt wird, welcher von diesem schnell und zuverlässig detektiert wird und zum Abschalten des Antriebsmotors führt. Zudem sind aufgrund des optischen Prinzips beim optischen Sensor Störeffekte beispielsweise aufgrund von elektromagnetischer Unverträglichkeit oder aufgrund von im Laufe der Zeit auftretenden Korrosionsproblemen etc. nicht zu befürchten. Um ein sicheres Abschalten zu gewährleisten ist üblicherweise für beide Sensortypen ein Einlernen vorgesehen, um normale Betriebszustände von unnormalen Betriebszuständen, bei denen ein Gegenstand eingeklemmt ist oder wird, zu unterscheiden. Insbesondere ist für derartige Sensorsysteme üblicherweise vorgesehen, dass die aktuelle Position des motorisch angetriebenen Verschließelements erfasst und bekannt ist, um entscheiden zu können, ob nunmehr das Schließelement selbst gegen den Anschlag fährt oder ob ein Gegenstand zwischen dem Schließelement und dem Anschlag vorliegt.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
Für den optischen Sensor wird hierbei vorzugsweise als lichtleitendes Element eine optische, claddingfreie Faser eingesetzt, die von einem schlauchartigen Mantel umgeben ist, wobei der Mantel sich allenfalls an einigen Abstützstellen an der optischen Faser abstützt und ansonsten ein Zwischenraum zwischen dem Mantel und der optischen Faser gebildet ist. Die optische Faser ist beispielsweise eine Glasfaser oder auch eine Kunststoff-Faser, die zur Lichtwellenleitung geeignet ist. Die claddingfreie optische Faser bildet zusammen mit dem sie umgebenden elastischen Mantel ein optisches Sensorelement, wie es in der WO 03/069294 beschrieben ist. Die Wirkungsweise dieses Sensorelements beruht auf einer Störung des so genannten Evanescent-Feldes. Das Evanescent-Feld bildet sich bei der Lichtausbreitung durch die optische Faser im Außenbereich direkt an der Grenzfläche der optischen Faser aus. Übliche optische Fasern sind gebildet durch einen Licht leitenden Kern und einen den Kern umgebendes Cladding, welches nach Art einer Beschichtung aufgebracht ist und als eine Reflexionsschicht wirkt, um eine möglichst hohe Reflexion an den Grenzflächen zwi schen Kern und Cladding der sich in der optischen Faser ausbreitenden elektromagnetischen Welle zu gewährleisten. Wesentlich bei dem hier vorgesehenen optischen Sensorelement ist nunmehr, dass die optische Faser claddingfrei ist. Dies ermöglicht nämlich, dass bei einer Druckbeaufschlagung auf den äußeren Mantel, dieser gegen die optische Faser gepresst wird und somit das sich im Außenbereich an der Grenzfläche der optischen Faser ausbildende Evanescent-Feld stört. Diese Störung wird von einer geeigneten Auswerteeinheit erfasst und ausgewertet. Der Vorteil eines derartigen optischen Sensors ist in seinem sehr schnellen Ansprechen zu sehen, da eine Verbiegung der optischen Faser selbst nicht erforderlich ist. Vielmehr reicht bereits ein einfaches Berühren der optischen Faser durch den Mantel aus, um eine ausreichende Signaländerung detektieren zu können.
Weiterhin ist zweckdienlicherweise vorgesehen, dass zumindest ein Draht, vorzugsweise mehrer Drähte, oder auch ein Geflecht bildende Drähte um die optische Faser insbesondere helixförmig gewickelt sind. Diese Drähte bzw. dieses Drahtgeflecht bildet zugleich eine Elektrode für den elektrischen Sensor.
Die Elektrode ist allgemein wesentlicher Bestandteil des elektrischen Sensors, der eine Veränderung des elektrischen Feldes mit Hilfe der Elektroden erfasst, sobald ein Gegenstand in die Nähe der Elektrode gelangt und somit das elektrisch Feld stört bzw. verändert. Diese Veränderung des elektrischen Feldes wird mit Hilfe des elektrischen Sensors in an sich bekannter Weise erfasst und detektiert.
Die Umwicklung der optischen Faser mit den Drähten hat mehrere Vorteile. Zum einen wird hierbei ein sehr kompakter Aufbau erreicht und gleichzeitig wird gewährleistet, dass beide Sensortypen über die gesamte Länge beispielsweise einer zu überwachenden Schließkante parallel laufen. Weiterhin ist das Herstellen einer derartigen Kombination aus optischer Faser und darum gewickelten Drähten problemlos und mit hoher Geschwindigkeit und damit kostengünstig mit herkömmlichen Maschinen möglich, wie sie beispielsweise bei der Drahtherstellung beispielsweise von Koaxialkabeln eingesetzt werden. Um die Funktionsfähigkeit des optischen Sensors zu gewährleisten ist vorgesehen, dass bei der Umwicklung mit einem Drahtgeflecht regelmäßig Fenster oder Bereiche freigehalten sind, so dass in diesen Bereichen der Mantel gegen die optische Faser gepresst werden kann. Die offenen Bereiche bilden hierbei vorzugsweise mehr als 50% der Oberfläche der optischen Faser. Ein weiterer Vorteil der helixförmigen Umwicklung der optischen Faser mit den Drähten ist darin zu sehen, dass die Drähte zugleich als Abstandshalter für den Mantel wirken. Wie bereits erwähnt, ist für die Funktionsfähigkeit des optischen Sensors von Bedeutung, dass zwischen der optischen Faser und dem diese umgebenden Mantel ein Zwischenraum (üblicherweise mit Luft gefüllt) angeordnet ist, so dass erst bei einer Druckbeaufschlagung der Mantel gegen die Oberfläche der optischen Faser gedrückt wird.
Vorzugsweise ist eine zweite Elektrode vorgesehen, die insbesondere in die Wandung des Mantels integriert ist. Die beiden Elektroden wirken hierbei nach Art eine Sende- und Empfangselektrode. Die Sendeelektrode ist hierbei mit einer Wechselspannung, beispielsweise mit einer Frequenz in kHz oder MHz-Bereich beaufschlagt. Die zugehörigen Wellenlängen sind hierbei im Vergleich zu der üblichen Länge des Sensorelements im Bereich von einem bis wenige Meter sehr lang, so dass für die elektrische Auswerteelektronik es sich um einen quasi stationären Zustand handelt, d.h. während der Auswertung des elektrischen Signals verändert sich die Amplitude der elektrischen Spannung nur unwesentlich. Sowohl die erste, vorzugsweise um die optische Faser gewickelte Elektrode, als auch die zweite Elektrode können wahlweise als Sende- oder Empfangselektrode eingesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch die zweite, in die Wandung des Mantels integrierte Elektrode als Sendeelektrode herangezogen, die mit einer Wechselspannung mit Hilfe einer Spannungsquelle (Transistor) beaufschlagt wird. In der Empfangselektrode stellt sich daraufhin eine Art Antwortsignal ein, welches von der elektrischen Auswerteeinheit ausgewertet wird. Wird das sich ausbildende elektrische Feld durch einen Gegenstand gestört, so verändert sich dieses Antwortsignal und die Auswerteeinheit erfasst das Eindringen eines Gegenstandes.
Für die zweite Elektrode wird hierbei vorzugsweise ein Flachkabel, insbesondere eine flache Flechtlitze verwendet, die insbesondere sehr biegeflexibel ist und sich besonders für den Einsatz in dem Sensorelement eignet. Das leitende Flachgeflecht besteht hierbei aus kupferleitenden Materalien, beispielsweise einzelnen Kupferlitzen, kann jedoch auch aus leitenden Kunststoffgeweben gebildet sein oder auch durch gespritzte Leiterbahnen.
Der Mantel ist hierbei vorzugsweise gebildet durch ein Dichtprofil bzw. eine Dichtung, die an einer Randseite eines Schließelements bzw. eines Anschlags für das Schließelement oder bei beiden angeordnet ist. Das Dichtprofil besteht hierbei beispielsweise aus Gummi oder einem geeigneten Kunststoff.
Die Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Sensorelement für ein solches Sensorelement gemäß Anspruch 18. Die im Hinblick auf das Sensorsystem angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sowie die weiteren in den Unteransprüchen niedergelegten bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Sensorelement zu übertragen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Nachfolgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen und stark vereinfachten Darstellungen:
1 eine Ansicht einer motorisch verstellbaren Schiebetüre,
2 eine Querschnittsansicht durch ein Dichtprofil mit darin integrierter optischer Faser sowie erster und zweiter Elektrode mit angedeutetem Schaltungsbild für den elektrischen Sensor,
3 bis 10 Querschnittsdarstellungen durch ein Dichtprofil für unterschiedliche Ausführungsvarianten sowie
11 eine Längsschnittdarstellung im Endbereich der optischen Faser.
In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen Schließmechanismus am Ausführungsbeispiel einer Schiebetüre 2, die in Richtung des Doppelpfeils in einer Führung verschieblich gelagert ist und gegen einen Anschlag 4 insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie 6 in eine Schließposition verfahrbar ist. Die Schiebetüre 2 weist an ihrer zum Anschlag 4 orientierten vorderen Stirnseite ein Sensorelement 8 auf. Alternativ kann das Sensorelement auch an der korrespondierenden Stirnseite des Anschlags 4 oder sowohl an der Stirnseite der Schiebetüre 2 als auch an der des Anschlags 4 angeordnet sein. Das Sensorelement 8 ist hierbei gebildet durch ein Gummi-Dichtprofil 9, in dem eine optische Faser 10, eine um diese helixförmig gewickelte erste Elektrode 12 sowie bevorzugt auch eine zweite Elektrode 14 integriert sind (vgl. hierzu 2 bis 11).
Im Ausführungsbeispiel der 1 sind an beiden Enden des Sensorelements 8 Koppelelemente 16 vorgesehen, über die elektrische Verbindungsleitungen 18 zu einer Auswerteeinheit 20 gehen. In den Koppelelementen 16 wird mit Hilfe einer hier nicht näher dargestellten Lichtquelle sowie eines hier nicht näher dargestellten Lichtsensors Licht in die optische Faser 10 ein- bzw. ausgekoppelt. Gleichzeitig wird über die Koppelelemente die elektrische Versorgung bzw. Anbindung der beiden Elektroden 12, 14 bewerkstelligt. Die Koppelelemente 16 sind hierbei vorzugsweise nach Art von Steckverbindungen ausgebildet, wobei hier vorzugsweise jeweils kombinierte Koppelelemente 16 vorgesehen sind, über die gemeinsam sowohl die optische Faser 10 als auch die beiden Elektroden 12, 14 angekoppelt werden.
Die Auswerteeinheit 20 ist hierbei aufgebaut aus zwei Teileinheiten, nämlich einer elektrischen Teil-Auswerteeinheit 20A sowie einer optischen Teil-Auswerteeinheit 20B. Die elektrische Teil-Auswerteeinheit 20A dient zur Auswertung der elektrischen Signale des elektrischen Teil-Sensorelements und die optische Teil-Auswerteeinheit 20B dient zur Auswertung der Signale des optischen Teil-Sensorelements.
Unter Teil-Sensorelemente werden hierbei jeweils diejenigen Elemente verstanden, die zur Ausbildung einerseits des elektrischen Sensors und andererseits des optischen Sensors erforderlich sind. Im Falle des elektrischen Teil-Sensorelements sind dies im Ausführungsbeispiel die zumindest erste Elektrode 12 bzw. die beiden Elektroden 12, 14. Im Falle des optischen Teil-Sensorelements ist dies die optische Faser 10 mit dem sie umgebenden Mantel, der durch das Dichtprofil 9 gebildet ist, wobei das Dichtprofil 9 zur optischen Faser 10 einen Zwischen- oder Freiraum einschließt, der üblicherweise mit Luft gefüllt ist.
In den Koppelelementen 16 sind vorzugsweise als Lichtquelle sowie als Lichtsensor geeignete Halbleiter-Bausteine vorgesehen, die über eine entsprechende elektrische Ansteuerung Licht emittieren bzw. Licht detektieren und in ein elektrisches Signal umwandeln, welches dann über die Verbindungsleitung 18 zu der optischen Teil-Auswerteeinheit 20B zurückgeführt wird.
Durch die optische Teil-Auswerteeinheit 20B, das optische Teil-Sensorelement und die Koppelelemente 16 ist ein optischer Drucksensor gebildet, der auf der Auswertung einer Störung bzw. Änderung des sich in der optischen Faser 10 ausbreitenden Evanescent-Feldes beruht. Sobald auf das Dichtprofil 9 ein Druck ausgeübt, wird das Dichtprofil 9 gegen die optische Faser 10 gepresst, wodurch das Evanescent-Feld gestört wird und wodurch wiederum eine Signaländerung erzeugt wird, die von der optischen Teil-Auswerteeinheit 20B erfasst wird.
Parallel zum optischen Drucksensor ist über die gesamte Länge des Sensorelementes 8 ein elektrischer, insbesondere kapazitiver Sensor ausgebildet, welcher umfasst die beiden Elektroden 12, 14, die elektrische Teil-Auswerteeinheit 20A sowie die elektrischen Versorgungsleitungen 18 zur Teil-Auswerteeinheit 20A.
Wie insbesondere aus 2 zu entnehmen ist, ist die erste Elektrode 12 durch drei Einzeldrähte gebildet, die um die optische Faser 10 helixförmig gewunden sind. Die drei Drähte bilden gemeinsam die erste Elektrode 12, die über die ge meinsame Verbindungsleitung 18 mit der Teil-Auswerteeinheit 20A verbunden ist. In dieser ist eine Messeinheit 22 zur Erfassung des Spannungsverlaufs und Spannungspegels vorgesehen, der an der ersten Elektrode 12 anliegt. Die erste Elektrode bildet hierbei eine Empfangselektrode. Daneben ist die zweite Elektrode 14 nach Art einer geflochtenen Flechtlitze in das Dichtprofil 9 integriert, insbesondere durch Koextrusion gemeinsam mit dem Dichtprofil 9 hergestellt. Die zweite Elektrode 14 ist mit einer Spannungsquelle 24, beispielsweise ein Transistor, der Teil-Auswerteeinheit 20A verbunden. In der Teil-Auswerteeinheit 20A ist weiterhin eine Steuereinheit 25A vorgesehen, über die die Spannungsquelle 24 angesteuert wird und die zugleich auch das über die Messeinheit 22 gemessene Spannungssignal der ersten Elektrode 12 auswertet. Durch geeignete, an sich bekannte Auswertemethoden wird durch den elektrischen Sensor erfasst, ob das sich bildende elektrische Feld aufgrund eines Gegenstands in der Nähe der Elektroden 12, 14 verändert ist. Eine derartige Veränderung wird dann als das Eintreten eines Gegenstands in den Nahbereich zu den Elektroden 12, 14 erkannt.
In ähnlicher Weise wie die elektrische Teilauswerteeinheit 20A ist auch die optische Teil-Auswerteeinheit 20B ausgebildet, da auch bei dieser elektrische Steuersignale zur Ansteuerung der Lichtquelle einerseits und elektrische Antwortsignale vom Lichtsensor andererseits aus- bzw. eingehen. Gleichermaßen ist auch hier ein Steuerelement vorgesehen, um die Lichtquelle anzusteuern und die entsprechenden elektrischen Signale des Lichtsensors zu empfangen und insbesondere durch Vergleich der gesendeten Steuersignale an die Lichtquelle mit den empfangenen Signalen zu vergleichen und auszuwerten.
In den 3 und 4 ist eine Ausführungsvariante mit lediglich der ersten Elektrode 12 dargestellt, wobei im Falle der 3 lediglich ein Draht die Elektrode 12 bildet. In der linken Bildhälfte ist hier jeweils der Schnitt durch das Dichtprofil 9 dargestellt und in der rechten Bildhälfte ist der sich in Ausbreitungsrichtung des Sensorelements 8 erstreckende Verlauf der optischen Faser 10 mit der darum helixförmig gewickelten ersten Elektrode 12 dargestellt. Für die Ausbildung des kapazitiven Sensors (elektrischer Sensor) ist die Verwendung prinzipiell einer E lektrode 12 ausreichend. Vorzugsweise werden jedoch wie in 2 und nochmals in 5 dargestellt, zwei Elektroden 12, 14 verwendet, da hierdurch die Sensitivität verbessert ist.
Alternativ zu der in 1 dargestellten Ausführungsvariante, bei denen sowohl die optische Faser 10 als auch die Elektroden 12, 14 von einem Ende des Sensorelements 8 zum anderen Ende durchgeführt und an den beiden Enden jeweils Koppelelemente 16 vorgesehen sind, besteht auch die Möglichkeit, die optische Faser 10 nach Art einer Schleife zu verlegen, so dass lediglich an einem Koppelelement 16 sowohl Licht ein- als auch ausgekoppelt wird. D.h. die optische Faser hat an dem dem Koppelelement 16 abgewandten Ende des Sensorelements 8 einen Umkehrpunkt und wird im Sensorelement 8, also im Dichtprofil 9, wieder zurückgeführt. Die 6 und 7 sowie 9 und 10 zeigen einen derartigen Anwendungsfall, bei dem die optische Faser 10 mit der darum gewickelten ersten Elektrode 12 jeweils nach Art einer Schleife im Dichtprofil 9 verlegt sind. Vorzugsweise ist hierbei am Umkehrpunkt der Schleife die erste Elektrode 12 elektrisch getrennt. Die 6 und 9 zeigen hierbei jeweils Ausführungsvarianten, bei denen jeweils nur die erste Elektrode 12 vorgesehen ist. Im Falle, dass die Elektrode 12 insbesondere im Umkehrpunkt der Schleife elektrisch getrennt ist, stehen hiermit zwei über die Länge des Sensorelements 8 parallel geführte Elektroden 12 zur Verfügung. In den Ausführungsbeispielen der 7 und 10 sind jeweils wieder zweite Elektroden 14 vorgesehen, und in etwa dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 5 entsprechen mit dem Unterschied, dass die optische Faser 10 in einer Schleife verlegt ist.
Die Ausführungsbeispiele der 9 und 10 unterscheiden sich von denen der 6 und 7 dadurch, dass hier die in einer Schleife verlegte optische Faser 10 mit ihren zwei Teilstücken in vertikaler Richtung anstelle der in den 6 und 7 dargestellten horizontalen Richtung (bezogen auf die Ausbreitungsrichtung der Karosserie 6, an der das Dichtprofil 9 befestigt ist) orientiert sind. Hierbei ist die vertikale Ausrichtung gemäß den 9 und 10 bevorzugt, da diese im Hinblick auf den optischen Sensor von Vorteil ist.
Schließlich ist in 11 noch ein Längsquerschnitt durch ein Ende des Sensorelements 8 im Bereich der Koppelelemente 16 gezeigt. Und zwar ist am Ende der optischen Faser 10 diese von einer so genannten Ferrule 27 umgeben. Als Ferrule wird allgemein ein Führungsröhrchen bezeichnet, welches in einem Lichtwellenleiter-Stecker die optische Faser aufnimmt. Die Ferrule 27 besteht im Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus einem leitfähigen Stoff, insbesondere aus Metall. An die Ferrule 27 schließt sich der durch das Dichtprofil 9 gebildete schlauchartige Mantel an, der die optische Faser 10 unter Einschluss eines Zwischenraums 29 umgibt. Die einzelnen Drähte der Elektrode 12 sind mit der Ferrule 27 kontaktiert. Am anderen Ende der Ferrule ist die Verbindungsleitung 18 kontaktiert, so dass über diese die Verbindung der Elektrode 12 mit der Auswerteeinheit 20 hergestellt ist. Die Kontaktierung der Verbindungsleitung 18 mit der Ferrule 27 erfolgt vorzugsweise nach Art einer Steckverbindung.
Weiterhin ist aus 11 zu entnehmen, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Verbindungsleitung 18 zugleich auch zur Versorgung der hier dargestellten Lichtquelle 31 vorgesehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist daher nur eine Verbindungsleitung zwischen der Auswerteeinheit 20 und dem entsprechenden Koppelelement 16 erforderlich. Um hier eine eindeutige Signalauswertung zu ermöglichen werden gegebenenfalls geeignete elektrische Filter eingesetzt bzw. die Signale werden in geeigneter Weise moduliert.

2: Schiebetür
4: Anschlag
6: Karosserie
8: Sensorelement
9: Dichtprofil
10: optische Faser
12: erste Elektrode
14: zweite Elektrode
16: Koppelelement
18: Verbindungsleitung
20: Auswerteeinheit
20A: elektrische Teil-Auswerteeinheit
20B: optische Teil-Auswerteeinheit
22: Messeinheit
24: Spannungsquelle
25A: Steuerelement
27: Ferrule
29: Zwischenraum
31: Lichtquelle

Claims

Sensorsystem, insbesondere zur Überwachung eines motorisch angetriebenen Schließmechanismus auf ein Einklemmen eines Gegenstands zwischen zwei relativ zueinander bewegten Teilen des Schließmechanismus, mit einem optischen Drucksensor umfassend ein lichtleitendes Element, eine Lichtquelle zum Einkoppeln von Licht in das lichtleitende Element, einen Lichtsensor zum Erfassen von aus dem lichtleitenden Element ausgekoppelten Licht und mit einer ersten Auswerteeinheit zur Auswertung des ausgekoppelten Lichts, wobei zusätzlich ein elektrischer Sensor vorgesehen ist, umfassend eine mit einer Spannungsquelle verbundenen Elektrode sowie eine zweite Auswerteeinheit zur Auswertung eines Spannungssignals.
Sensorsystem nach Anspruch 1, bei dem das lichtleitende Element gemeinsam mit der Elektrode in einem schlauchförmigen Mantel angeordnet sind.
Sensorsystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das lichtleitende Element claddingfrei ist und zum Mantel beabstandet ist.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Elektrode am lichtleitenden Element entlang geführt ist.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Elektrode als zumindest (vorzugsweise mehrere) ein helixförmig um das lichtleitende Element gewundener Draht ausgebildet ist.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem um das lichtleitende Element ein die Elektrode bildendes Geflecht angeordnet ist, das regelmäßig Oberflächenbereiche des lichtleitenden Elements frei lässt.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem der zumindest eine Draht mit einer Ferrule am Ende des lichtleitenden Elements kontaktiert ist.
Sensorsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Elektrode einen Abstandshalter zwischen dem lichtleitenden Element und dem Mantel bildet.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine zweite Elektrode vorgesehen ist, die als Sendeelektrode mit der Spannungsquelle verbunden ist und der ersten Elektrode gegenüberliegt, die eine Empfangselektrode bildet und mit der zweiten Auswerteeinheit verbunden ist.
Sensorsystem nach Anspruch 9, bei dem eine der beiden Elektroden in der Wandung des schlauchförmigen Mantels integriert ist.
Sensorsystem nach Anspruch 10, bei dem beide Elektroden in der Wandung des Mantels integriert und das lichtleitende Element durch einen Hohlraum im Mantel geführt ist. (lose)
Sensorsystem nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die Elektrode durch Koextrusion in den Mantel eingebettet ist.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optische Element nach Art einer Schleife im Mantel verlegt ist.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine gemeinsame Versorgungsleitung für die Elektrode und für die Lichtquelle vorgesehen ist.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das lichtleitende Element aus einem leitfähigen Material besteht und zugleich die Elektrode bildet.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Mantel aus einem leitfähigen Material besteht und zugleich die Elektrode bildet.
Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Mantel ein Dichtelement für ein Schließelement wie beispielsweise eine Tür ist.
Sensorelement für ein Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfassend ein in einem schlauchförmigen Mantel geführtes lichtleitendes Element eines optischen Drucksensors sowie eine sich in Richtung des schlauchförmigen Mantels erstreckende Elektrode eines elektrischen Sensors.