DE102007011846B4

DE102007011846B4 - Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmgefahr und zum Verhindern eines Einklemmens eines Objekts in einem Cabriolet-Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007011846B4
Application number: DE102007011846A
Authority: DE
Inventors: Josef Appel; Anton Jöhl
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2007-03-12
Filing date: 2007-03-12
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: WO2008110136A2; DE102007011846A1; WO2008110136A3; EP2117863A2

Abstract

Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmgefahr und zum Verhindern eines Einklemmens eines Objekts in einem Cabriolet-Fahrzeug mit einer kapazitiven Sensoreinrichtung (10a), zum Erfassen einer sich ändernden Kapazität im Falle eines Vorhandenseins des Objekts in einem vorbestimmten Gefahrenbereich, wobei die Sensoreinrichtung (10a) zumindest eine langgestreckte Elektrode (11, 12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine langgestreckte Elektrode (11, 12) in einer Draufsicht auf ein Fahrzeug zumindest einen oder mehrere Sitzplätze (2) für Passagiere L-förmig, zumindest teilweise umrahmend in Verkleidungsteilen (7, 8) integriert angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmgefahr nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 103 62 058 B4 ist in allgemeiner Form ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Absicherung von Gefährdungsbereichen bekannt. Die Vorrichtung nutzt ein Sensorsystem, welches auf eine Änderung von feldelektrischen Eigenschaften reagiert. Es wird beschrieben, dass eine Elektrodeneinrichtung beispielsweise aus Draht ausgebildet sein kann. Diese Druckschrift gibt dem Fachmann jedoch keinen Hinweis, wo und in welcher Art und Weise Elektroden zweckmäßigerweise am Fahrzeug angeordnet werden können, um eine zuverlässige Erkennung einer Einklemmsituation zu erreichen.
Aus der DE 102 48 762 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem fahrbaren Verdeck bekannt, wobei eine Detektionseinrichtung zur Erkennung eines Eingriffs in einem Bewegungsraum eines Verdeckmechanismus vorhanden ist. Die Detektionseinrichtung kann entweder als optisch arbeitende Detektionseinrichtung mit einem Lichtvorhang bzw. einer Lichtdetektionsebene ausgebildet sein. Zusätzlich können kapazitive Sensoren vorhanden sein. Es wird offenbart, dass die kapazitiven Sensoren zur Erkennung einer Einklemmsituation zwischen einem Dichtungsprofil und/oder einem Verkleidungsteil und dessen Auflage angeordnet sein können. Der Fachmann erfährt aus dieser Druckschrift allerdings nicht, wie der Verlauf der kapazitiven Elektroden relativ zu den Fahrgästen zweckmäßigerweise zu wählen ist.
Die DE 36 35 644 A1 offenbart eine Anzeigevorrichtung für Personen, womit es möglich ist, die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Person z. B. in Bezug auf einem Fahrzeugsitz festzustellen. Eine derartige Vorrichtung basiert auf einer kapazitive Elektrodenanordnung. Hierzu wird vorgeschlagen, die Elektroden so anzuordnen, dass das Vorhandensein eines Passagiers auf einem Sitz erkannt wird, beispielsweise dadurch, dass wenigstens ein Körperteil einer Person in das elektrische Feld eingebracht wird. Die DE 36 35 644 A1 schlägt also vor, den Sitz selbst zu überwachen, damit das Vorhandensein einer Person detektiert werden kann. Hierzu wird u. a. vorgeschlagen, eine Elektrode, beispielsweise in einer Seitenverkleidung oder in Sitzflächen vorzusehen.
Auch die DE 102 35 881 B4 offenbart ein Insassenerfassungssystem in einem Kraftfahrzeug, wobei beispielsweise im Bodenbereich und im Sitzflächenbereich eines Fahrzeuges Elektroden angeordnet sind. Die Insassenerfassung erfolgt gemäß dieser Druckschrift zwar auf der Basis von kapazitiv gekoppelten Elektroden. Die DE 102 35 881 B4 soll keinen Einklemmschutz gewährleisten sondern lediglich das Vorhandensein eines Insassen anzeigen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmgefahr basierend auf einer kapazitiven Sensoreinrichtung derart weiterzubilden, dass mit möglichst wenig Sensoren eine Einklemmsituation zuverlässig erkannt werden kann und zudem eine Vielzahl von Passagieren leicht überwachbar ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung mit einer Elektrodenanordnung anzugeben, die eine Vielzahl von möglichen Klemmstellen überwachen kann. Zudem soll die Vorrichtung optisch verdeckt angeordnet sein und in einfacher Art und Weise mit einer Auswerteschaltung verbindbar sein.
Diese Aufgaben werden mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine besonders wirksame Anordnung der Elektroden hierfür eine zumindest L-förmig umrahmende oder U-förmig umrahmende Anordnung der Elektroden um die Passagiersitze des Fahrzeuges ist. Hierdurch gelingt es, die kapazitiv arbeitenden Sensoren bzw. deren Elektroden nahe an den Passagier zu legen, um dessen Bewegungsraum, in dem üblicherweise potentielle Einklemmbereiche von Cabrioletverdecken liegen, zuverlässig zu überwachen.
Gleichzeitig gelingt durch eine L-förmige, bei benachbarten Passagierssitzen, insbesondere U-förmige, wannenförmige Umrahmung der Passagierssitze durch die Elektroden der Sensoreinrichtung eine zuverlässige und kostengünstige Detektierung von möglichen Eingriffen in Gefahrenbereiche. Insbesondere im Bereich von Fondsitzen (Rücksitzen) eines viersitzigen Cabriolets bietet sich eine U-förmig umrahmende Anordnung der Elektroden der Sensoreinrichtung dahingehend an, dass beispielsweise mit dem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Elektrodenabschnitt gleichzeitig auch eine mögliche Einklemmsituation einer Vorderkante einer Kofferraumklappe detektierbar ist. Dies ermöglicht eine weitere Reduzierung der Anzahl erforderlicher Einklemmsensoren.
In einer besonderen Ausführungsform sind die Elektroden bzw. die Elektrodenabschnitte in Verkleidungsteilen des Cabriolet-Fahrzeuges integriert angeordnet. Hierfür bieten sich auch ein Verdeckkastendeckel und, sofern vorhanden, seitliche Gestängeabdeckklappen an.
Bei der Erfindung ist von besonderem Vorteil, dass die Sensoreinrichtung passagiernah und optisch verdeckt im Fahrzeug angeordnet ist. Hierdurch gelingt gleichwohl eine zuverlässige Detektion einer Eingriffsituation. Hierfür ist aber nur eine geringe Anzahl von Sensoren notwendig. Somit sinkt gegenüber dem Stand der Technik mit der Anzahl der Sensoren auch der Auswerteaufwand und somit die Fehleranfälligkeit.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
1: schematisch eine isometrische Draufsicht auf hintere Sitzplätze eines viersitzigen Cabriolets, welches mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist.
Ein Cabriolet-Fahrzeug 1 besitzt Passagiersitze 2, eine Kofferraumklappe 3 und ein Cabriolet-Verdeck (nicht gezeigt). Die Passagiersitze 2 sind beispielsweise hintere Passagiersitze 2, welche von Seitenteilen 4 und einer Fahrgastraumrückwandung 5 umgrenzt sind. Es existiert eine Brüstung 6, welche die Passagiersitze 2 in etwa wannenförmig umgibt. Die Brüstung 6 ist auf ihrer freien Oberseite mit festen Verkleidungsteilen oder im Ausführungsbeispiel mit Gestängeklappen 7 und im Bereich hinter den Passagiersitzen 2 mittels einer Verdeckkastenabdeckung 8 oberseitig abgedeckt. Die Verdeckkastenabdeckung 8 grenzt in einer Ausführungsform des Fahrzeugs 1 gemäß 1 an eine vordere Kante 9 der Kofferraumklappe 3. Hierdurch ist ein Klemmspalt 10 gebildet. Die gesamte Oberseite der Brüstung 6 ist ein potentieller Gefahrenbereich, da hier Gestänge- oder Verdeckteile relativ zum Fahrzeug 1 bewegt werden und somit eine Einklemmsituation denkbar ist.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen einer solchen Einklemmgefahr besitzt zumindest eine kapazitive Sensoreinrichtung 10a, wobei die kapazitive Sensoreinrichtung 10a zumindest eine langgestreckte Elektrode 11 besitzt, welche einen Passagiersitz 2 zumindest L-förmig umrahmt, wobei ein erster Schenkel 11a im Bereich seitlich neben dem Passagiersitz 2 angeordnet ist und bevorzugt bogenförmig in einen zweiten Elektrodenschenkel 11b übergeht, der bevorzugt in einem Bereich hinter dem Passagiersitz 2 angeordnet ist.
Weiterhin kann die kapazitive Sensoreinrichtung 10a eine weitere Sensorelektrode 12 aufweisen, die ebenfalls einen seitlich neben einem Passagiersitz 2 verlaufenden ersten Elektrodenschenkel 12a und einen im Bereich hinter dem Passagiersitz 2 verlaufenden Elektrodenschenkel 12b aufweist. Weiterhin ist eine Auswerteeinrichtung 13 vorhanden, mit der die Elektroden 11 und 12 verbunden sind. Die Elektroden 12, 13 bilden somit eine im Wesentlichen U-förmige wannenartige Umrahmung der Passagiersitze 2, wobei die Bereiche seitlich neben den Passagiersitzen und der Bereich hinter den Passagiersitzen über die Fahrzeugquererstreckung umfasst ist. Die Elektroden 11, 12 sind bevorzugt in Verkleidungsteilen, also in den Gestängeklappen 7 und der Verdeckkastenabdeckung 8 integriert ausgebildet.
In besonders bevorzugter Ausführungsform handelt es sich bei den Elektroden 11, 12 um Metallbänder, welche auf der Rückseite der Verkleidungsteile, also der Gestängeklappen 7 und der Verdeckkastenabdeckung 8 angeordnet sind. Gleichwohl können die Elektroden 11, selbstverständlich auch in einem Kunststoffträger der Verkleidungsteile 7, 8 eingegossen sein. Sofern aneinandergrenzende Verkleidungsteile, also z. B. eine Gestängeklappe 7 an die Verdeckkastenabdeckung 8 angrenzt, ist eine Fuge 14 zwischen Verkleidungsteilen gebildet. Zur Überbrückung dieser Fuge 14 sind die Elektrode 11, 12 unterbrochen und mittels einer lösbaren Kontaktiereinrichtung (nicht gezeigt) versehen, welche bei geschlossener Verdeckkastenabdeckung 8 und bei geschlossener Gestängeklappe 7 eine Kontaktierung der Unterbrechungsstelle zwischen den Teilelektroden einer der Elektroden 11, 12 herstellt.
In besonders bevorzugter Art und Weise verlaufen die Elektroden 11, 12 in ihrem Bereich hinter den Sitzen 2 nahe bei oder direkt benachbart zu einem Klemmspalt 9 zwischen einer Verdeckkastenabdeckung 8 und einer Kofferraumklappe 3. Hierdurch kann in besonders bevorzugter Art und Weise erreicht werden, dass mit einer üblicherweise vorhandenen Reichweite kapazitiver Sensoren von wenigen Millimetern bis hin zu einigen Zentimetern, beispielsweise 0,5 cm bis 6 cm mit den Elektroden 11, 12 gleichzeitig auch der Klemmspalt 9 als potentieller Einklemmgefahrenbereich mitüberwacht werden kann.
Wesentlich ist, dass ein kapazitiv beeinflussbarer Bereich entsteht, wobei die Kapazität dieses Bereiches sich ändert, wenn ein Objekt in den Wirkungsbereich gelangt, so dass eine Änderung der Kapazität mit der Auswerteeinrichtung 13 erfasst und somit eine Einklemmsituation detektiert werden kann. Die Änderung erfolgt durch Annäherung des Objekts, das als Gegenelektrode wirkt und/oder die zusätzliche Änderung der Dielektrizitätszahl durch das Objekt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmgefahr ist selbstverständlich sowohl für zweisitzige als auch vier- oder mehrsitzige Cabriolets anwendbar. Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmgefahr auch für einsitzige Fahrzeuge verwendbar. Wesentlich ist, dass Elektroden 11, 12 Fahrgastsitze zumindest L-förmig, insbesondere U-förmig umrahmend angeordnet sind, wobei sich insbesondere ein Brüstungsbereich des Fahrzeuges als geeigneter Anordnungsplatz erwiesen hat. Hierdurch gelingt es, die Elektroden 11, 12 unsichtbar und in besonders einfacher Art und Weise in vorhandene Verkleidungsteile zu integrieren.
Mit der Erfindung gelingt es, eine zuverlässige und gute Überwachung der potentiellen Eingriffsbereiche sicherzustellen, ohne dass eine Vielzahl von Elektroden oder kapazitiven Sensoren erforderlich ist.
Bezugszeichenliste

1: Cabriolet-Fahrzeug
2: Passagiersitze (mit Kopfstützen)
3: Kofferraumklappe
4: Seitenteile
5: Fahrgastraumrückwandung
6: Brüstung
7: Gestängeklappen oder feste Oberseite der seitlichen Verkleidungsteile
8: Verdeckkastenabdeckung oder feste Oberseite der hinteren Verkleidungsteile
9: vordere Kante
10: Klemmspalt
10a: kapazitive Sensoreinrichtung
11: Elektrode
11a: erster Elektrodenschenkel
11b: zweiter Elektrodenschenkel
12: Elektrode
12a: erster Elektrodenschenkel
12b: zweiter Elektrodenschenkel
13: Auswerteeinrichtung
14: Fuge

Claims

Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmgefahr und zum Verhindern eines Einklemmens eines Objekts in einem Cabriolet-Fahrzeug mit einer kapazitiven Sensoreinrichtung (10a), zum Erfassen einer sich ändernden Kapazität im Falle eines Vorhandenseins des Objekts in einem vorbestimmten Gefahrenbereich, wobei die Sensoreinrichtung (10a) zumindest eine langgestreckte Elektrode (11, 12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine langgestreckte Elektrode (11, 12) in einer Draufsicht auf ein Fahrzeug zumindest einen oder mehrere Sitzplätze (2) für Passagiere L-förmig, zumindest teilweise umrahmend in Verkleidungsteilen (7, 8) integriert angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektroden (11, 12) vorhanden sind, die seitlich benachbarte Sitzplätze (2) des Fahrzeuges (1) U-förmig umrahmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden in den die Sitze umgebenden Verkleidungsteile integriert sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektrodenabschnitt (11a, 11b; 12a, 12b) in der Verdeckkastenabdeckung (8) benachbart zu einer Kofferraumdeckelkante (9) verläuft, so dass mit der Elektrode (11, 12) auch eine Einklemmsituation im Bereich des Kofferraumdeckels detektierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinrichtung (13) vorhanden ist, die an einem Verkleidungsteil, insbesondere an Verdeckkastenabdeckung (8) oder an den Gestängeabdeckklappen (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Elektrode (11, 12) an Trennfuge (14) von Verkleidungsteilen (7, 8) unterbrochen ist und mittels einer lösbaren Kontaktierungseinrichtung (10a), die die Trennstelle überbrückt, verbindbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11, 12) auf einer Rückseite der Verkleidungsteile (7, 8) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11, 12) in etwa auf Schulterhöhe von Passagieren angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11, 12) die Passagiersitzplätze (2) umrahmen.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11, 12) selbstklebende Metallbänder sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (11, 12) in ihrem Verlauf einem Höhenverlauf eines Brüstungshöhenverlaufs (6) eines Cabriolet-Fahrzeuges (1) angepasst sind.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gegenelektrode für die Elektrode (11, 12) zur Ausbildung der kapazitiven Sensoreinrichtung (10a) die Fahrzeugkarosserie ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden in einer Verdeckkastenabdeckung (8) und in seitlichen Gestängeabdeckklappen (7) integriert sind.