DE102012107115A1

DE102012107115A1 - Verfahren zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems und Einklemmschutzsystem

Info

Publication number: DE102012107115A1
Application number: DE102012107115.2A
Authority: DE
Inventors: Florian Pohl; Holger Würstlein; Christian Herrmann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-02-06
Also published as: US10669765B2; US20150275561A1; WO2014019695A1; CN104521143A; EP2880763A1; EP2880763B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel einer Heckklappe (1) eines Kraftfahrzeugs (K), wobei – zur Detektion eines Hindernis wenigstens zwei Sendeelektroden (S1, S2) und eine Empfangselektrode (E) des kapazitiven Einklemmschutzsystems verwendet sind und durch ein Paar von Sendeelektrode (S1, S2) und Empfangselektrode (E) durch Ansteuerung der jeweiligen Sendeelektrode (S1, S2) mit elektrischem Wechselstrom ein elektrisches Feld erzeugt wird, das durch ein Hindernis derart beeinflusst wird, dass eine elektrische Kapazität messbar verändert wird, – eine sich ändernde elektrische Kapazität anhand eines über die Empfangselektrode (E) empfangenen Signals feststellbar ist und dieses Signal mittels einer elektronischen Auswerteeinheit (5, 5') wenigstens beim Schließen des Fahrzeugschließelements (1) ausgewertet wird, um das Vorliegen eines Hindernisses im Verstellweg des Fahrzeugschließelements (1) festzustellen, und – die wenigstens zwei Sendelektroden (S1, S2) räumlich – vorzugsweise an dem Fahrzeugschließelement (1) – zueinander beabstandet sind, so dass sie mit der wenigstens einen Empfangselektrode (E) ein durch ein Hindernis beeinflussbares elektrisches Feld in zwei zueinander unterschiedlichen Überwachungsbereichen erzeugen. Erfindungsgemäß kann unter anderem vorgesehen sein, dass die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden (S1, S2) zeitgleich mit elektrischem Wechselstrom derart angesteuert werden, dass mittels der elektronischen Auswerteeinheit (5, 5') anhand eines einzigen empfangenen Signals bewertet werden kann, ob in einem der beiden Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt. Darüber hinaus werden ein Verfahren, bei dem die beiden Sendeelektroden (S1, S2) in zwei verschiedenen Betriebsmodi betreibbar sind, sowie ein kapazitives Einklemmschutzsystem vorgeschlagen, dass sich insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein kapazitives Einklemmschutzsystem nach dem Anspruch 15.
Bei Fahrzeugschließelementen, die zunehmend fremdkraftbetätigt, insbesondere motorisch verstellbar sind, besteht beim Schließen des jeweiligen Fahrzeugschließelements das erhebliche Risiko, dass beispielsweise ein Körperteil einer in der Nähe des Fahrzeugs stehenden Person eingeklemmt wird, was zu erheblichen Verletzungen führen kann. Aus diesem Grund wird bei an sich weithin bekannten kapazitiver Einklemmschutzsystemen an Fahrzeugen, insbesondere an Kraftfahrzeugen berührungslos durch eine sich ändernde elektrische Kapazität ein Hindernis im Verstellweg eines motorisch zu schließenden Fahrzeugschließelements detektiert und verhindert, dass ein Hindernis zwischen dem sich schließenden Fahrzeugschließelement und einer Fahrzeugstruktur im Bereich einer Karosserieöffnung, die durch das Fahrzeugschließelement in einer Schließposition verschlossen werden soll, eingeklemmt wird. Bei einem derartigen Fahrzeugschließelement kann es sich beispielsweise um eine Seitentür, eine Heckklappe, einen Kofferraumdeckel, eine Fensterscheibe oder ein Schiebedach eines Kraftfahrzeugs handeln.
Gegenüber rein taktilen Einklemmschutzsystemen bieten Einklemmschutzsysteme mit einer kapazitiven Erkennung den Vorteil, dass ein eventuelles Hindernis bereits vor dem Kontakt mit dem Fahrzeugschließelement oder bereits kurz danach festgestellt werden können, ohne dass eine bestimmte Kraft auf die Sensorik des Einklemmschutzsystems wirken muss, damit das System auslöst und die Verstellbewegung des Fahrzeugschließelements stoppt und/oder reversiert.
Bei kapazitiven Einklemmschutzsystemen, die der vorliegenden Erfindung zugrunde gelegt sind, macht man sich zunutze, dass bei einer Elektrodenanordnung des Einklemmschutzsystems bestehend aus mindestens einer Sendeelektrode und einer Empfangselektrode ein Signal an der Empfangselektrode empfangbar ist, das für das Vorliegen eines Hindernisses charakteristisch ist, wenn die Sendeelektrode mit elektrischem Wechselstrom angesteuert wird. So wird durch Ansteuerung der Sendeelektrode mit Wechselstrom ein elektrisches Feld erzeugt, das durch ein Hindernis derart beeinflusst wird, dass eine elektrische Kapazität messbar verändert wird. Diese messbare Veränderung der elektrischen Kapazität ist an der Empfangselektrode, die zu der Sendeelektrode beabstandet angeordnet ist, messbar und kann anhand eines von der Messelektrode empfangenen Signals, üblicherweise eines Spannungssignals, ausgewertet werden, um das Einklemmschutzsystem auszulösen und Einfluss auf die Verstellbewegung des Fahrzeugschließelements zu nehmen.
Bei einem vergleichsweise großflächigen Fahrzeugschließelement, wie zum Beispiel einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, werden regelmäßig mehrere Elektrodenanordnungen räumlich zueinander beabstandet vorgesehen, um gerade Bereiche, in denen das Einklemmen eines Hindernisses besonders kritisch ist, gezielt zu überwachen. Auch bietet es sich im Zuge einer leichteren Montage an, einzelne Elektrodenanordnungen separat voneinander zu verbauen.
Beispielsweise in der US 2007/0035156 A1 ist ein Einklemmschutzsystem beschrieben, bei dem zwei Elektrodenanordnungen mit je einer Sendeelektrode und einer Empfangselektrode an einander gegenüberliegenden längsseitigen Schließkanten einer Fahrzeugheckklappe vorgesehen sind. Die einzelnen Elektrodenpaare definieren je einen Überwachungsbereich an einer Schließkante der Heckklappe, in dem ein Hindernis im Verstellweg der sich schließenden Heckklappe detektierbar ist. Die Ansteuerung und Auswertung der beiden Elektrodenpaare erfolgt dabei jeweils separat. Eine elektronische Auswerteeinheit des Einklemmschutzsystems der US 2007/0035156 A1 empfängt somit stets wenigstens zwei Signale, anhand derer die elektronische Auswerteeinheit auf das Vorliegen eines Hindernisses in dem einen oder in dem anderen Überwachungsbereich schließen muss.
Eine derartige separate Auswertung im Hinblick auf das Vorliegen eines Hindernisses in unterschiedlichen Überwachungsbereichen kann einerseits jedoch vergleichsweise aufwendig sein und andererseits ein kapazitives Einklemmschutzsystem vergleichsweise träge machen. So können beispielsweise bei kapazitiven Einklemmschutzsystemen, die aus Kostengründen nur einen einzigen Signalerzeuger vorsehen, mittels dem die jeweils verwendeten Sendeelektroden mit einem elektrischen Wechselstrom vorgegebener Amplitude und Frequenz angesteuert werden, an der Empfangselektrode oder den Empfangselektroden empfangene (Mess-)Signale nur zeitlich nacheinander von einer elektronischen Auswerteeinheit ausgewertet werden, um ein eventuelles Hindernis im Verstellweg des Fahrzeugschließelementes festzustellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kapazitives Einklemmschutzsystem der eingangs genannten Art weiter zu verbessern und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur Auswertung bei zwei zueinander beabstandeten Sendeelektroden eines kapazitiven Einklemmschutzsystems bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird sowohl mit den Verfahren der Ansprüche 1 und 9 als auch mit dem kapazitiven Einklemmschutzsystem des Anspruchs 15 gelöst.
Dabei ist gemäß dem Verfahren des Anspruchs 1 zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems, wie zum Beispiel einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, dass die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden, die jeweils mit wenigstens einer Empfangselektrode zusammenwirken, zeitgleich mit elektrischen Wechselstrom derart angesteuert werden, dass mittels einer elektronischen Auswerteeinheit des Einklemmschutzsystems anhand eines einzigen empfangenen Signals bewertet werden kann, ob in einem von zwei durch die beiden Sendeelektroden bereitgestellten Überwachungsbereiche ein Hindernis im Verstellweg des sich schließenden Fahrzeugschließelements vorliegt.
Die Art und Weise, wie die beiden Sendeelektroden mit Wechselstrom angesteuert werden, ermöglicht folglich erfindungsgemäß, dass trotz zeitgleicher Ansteuerung beider Sendeelektroden anhand eines einzigen empfangenen Signal, vorzugsweise eines Spannungssignal, mittels einer elektronischen Auswerteeinheit und der ihr innewohnenden Auswertelogik automatisch ausgewertet werden kann, ob im Verstellweg des Fahrzeugschließelements ein Hindernis vorliegt. Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante gemäß dem Verfahren des Anspruchs 1 kann somit anhand eines einzelnen empfangenen Signals automatisiert festgestellt werden, ob in einem von zwei zueinander räumlich separierten Überwachungsbereichen des kapazitiven Einklemmschutzsystems ein Hindernis vorliegt, so dass die Verstellbewegung des Fahrzeugschließelements gestoppt und/oder reversiert werden muss.
Im Unterschied zu dem Stand der Technik, beispielsweise der US 2007/0035156 A1 , ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren des Anspruchs 1 folglich keine Auswertung mehrerer zeitlich aufeinander folgender Signale zweier Empfangselektroden notwendig, bei der die von einem Elektrodenpaar überwachten Bereiche nacheinander abgefragt werden. Vielmehr erfolgt bei Verfahren gemäß dem Anspruch 1 eine zeitgleiche Auswertung beider Überwachungsbereiche.
In einer als vorteilhaft erachteten Ausführungsvariante erfolgt die Ansteuerung der beiden Sendeelektroden mit elektrischem Wechselstrom zeitgleich und darüber hinaus derart, dass mittels der elektronischen Auswerteeinheit anhand eines einzigen empfangenen Signals bewertet werden kann, in welchem der Übertragungsbereiche ein Hindernis vorliegt. Es ist hier folglich nicht nur möglich, dass bestimmt wird, ob ein Hindernis in einem der beiden Überwachungsbereiche vorliegt, sondern auch zu bestimmen, in welchem der Überwachungsbereiche, und zwar ohne die Notwendigkeit zwei zeitlich zueinander versetzte Signale auszuwerten.
So ist in einer hierauf basierenden Variante zum Beispiel vorgesehen, dass die beiden Sendeelektroden zueinander phasenversetzt mit elektrischem Wechselstrom angesteuert werden. An der einzigen gemeinsamen Empfangselektrode ist somit bei freiem Verstellweg des Fahrzeugschließelements ein Spannungssignal erfassbar, das einen charakteristischen Sollwert (plus/minus einen zugelassenen Toleranzwert) aufweist. Tritt in einem der Überwachungsbereiche des Einklemmschutzsystems ein Hindernis im Verstellweg des sich bewegenden Fahrzeugschließelements auf, weicht das Signal an einer (gemeinsamen) Empfangselektrode in charakteristischer Weise von dem Sollwert ab, so dass hierüber darauf geschlossen werden kann, im Bereich welcher der Sendeelektroden ein Hindernis aufgetreten ist.
Eine besonders einfache Möglichkeit zur Beurteilung, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, lässt sich durch eine gegenphasige Ansteuerung der Sendeelektroden erreichen. Dabei sind die beiden Sendeelektroden vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass durch die gegenphasige Ansteuerung ohne Vorliegen eines Hindernisses ein (an einer gemeinsamen Empfangselektrode) messbares Spannungssignal nahezu Null ist. Tritt nun im Bereich der einen oder anderen Sendeelektrode ein Hindernis auf und wird hierdurch die elektrische Kapazität verändert, gleichen sich die an der Empfangselektrode messbaren Kapazitäten nicht mehr (vollständig) aus, so dass sich aus dem Vorzeichen des über die Empfangselektrode empfangenen Spannungssignals ergibt, in welchem Überwachungsbereich ein Hindernis vorliegt. So wird sich durch ein Hindernis in einem der Überwachungsbereiche nur dort eine elektrische Kapazität verändern, wodurch das einzelne Spannungssignal an der einen Empfangselektrode nach oben oder unten von dem Sollwert bei freiem Verstellweg abweicht. Anhand der Abweichung kann somit festgestellt werden, in Bereich welcher Sendeelektrode ein Hindernis vorliegt.
In einer damit verwandten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass eine der beiden Sendeelektroden mit sinusförmig verlaufendem Wechselstrom angesteuert wird und die andere Sendeelektrode zeitgleich mit kosinusförmig verlaufendem Wechselstrom angesteuert wird. Auch hier kann anhand eines Spannungssignals an einer gemeinsamen Empfangselektrode für beide Sendeelektroden darauf geschlossen werden, in welchem der beiden Überwachungsbereiche und damit im Bereich welcher Sendeelektrode ein Hindernis aufgetreten ist, obwohl beide Sendeelektroden zeitgleich angesteuert werden.
In einer weiteren Ausführungsform, die alternativ oder ergänzend zu den zuvor erwähnten Ausführungsvarianten vorgesehen werden kann, ist zur Unterscheidung, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, bei zeitgleicher Ansteuerung beider Sendelektroden mit elektrischem Wechselstrom vorgesehen, dass durch die elektronische Auswerteeinheit ein moduliertes Trägersignal ausgewertet wird. Die beiden Sendeelektroden werden dabei beispielsweise über einen Frequenzmultiplexer oder mittels einer Quadraturamplitudenmodulation (auch IQ-Modulation genannt) angesteuert, so dass ein einzelnes empfangenes (Spannungs-)Signal Informationen sowohl über die elektrische Kapazität in dem einen Überwachungsbereich als auch über die elektrische Kapazität in dem anderen Überwachungsbereich enthält. Ein empfangenes (moduliertes) Signal enthält somit durch die Modulation mittels eines Frequenzmultiplexers und/oder einer IQ-Modulation Informationen darüber, ob die elektrische Kapazität im Bereich der einen (ersten) Sendeelektrode und einer Empfangselektrode bzw. der anderen (zweiten) Sendeelektrode und einer Empfangselektrode angestiegen ist, so dass von dem Vorliegen eines Hindernisses in dem jeweiligen zugehörigen Überwachungsbereich ausgegangen werden muss. Aufgrund einer Frequenz-, Amplituden- und/oder Phasenmodulation kann somit anhand eines über die Empfangselektrode empfangenen modulierten Trägersignals und einen dieses empfangene Trägersignal demodulierenden Demodulators in der elektronischen Auswerteeinheit nicht nur bestimmt werden, dass, sondern auch wo eine Kapazitätsänderung aufgetreten ist und folglich bestimmt werden, wo ein Hindernis detektiert wurde. Eine solche Information kann beispielsweise nicht nur zur Aktivierung des Einklemmschutzsystems genutzt werden, sondern auch zur Ausgabe einer visuellen oder akustischen Meldung über den Ort des Hindernisses.
Grundsätzlich kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass mehr als zwei Sendeelektroden angesteuert und insbesondere mithilfe einer einzelnen gemeinsamen Empfangselektrode ausgewertet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems eines Fahrzeugs vorgesehen, bei dem die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden in mindestens zwei zueinander unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden, wobei in einem ersten Betriebsmodus (durch die elektronische Auswerteeinheit) ausgewertet werden kann, ob in einem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, und in einem zweiten Betriebsmodus zusätzlich ausgewertet werden kann, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.
Das Vorsehen derartiger zweier zueinander unterschiedlicher Betriebsmodi für ein Einklemmschutzsystem bietet beispielsweise den Vorteil, dass in einem ersten Betriebsmodus mit höherer zeitlicher Auflösung und damit schlicht schneller das Auftreten eines Hindernisses detektiert werden kann, während in dem zweiten Betriebsmodus, gezielt zwar eine etwas langsamere, dafür genauere und ortsaufgelöste Detektion eines Hindernisses erfolgen kann.
Dieser wesentliche Aspekt eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Anspruch 9 kann dabei ohne Weiteres mit einer Ausführungsvariante kombiniert werden, die auf dem Verfahren des ersten Erfindungsaspekts gemäß dem Anspruch 1 beruht.
Beispielsweise werden die beiden Sendeelektroden in dem ersten Betriebsmodus gleichzeitig über einen einzigen Signalerzeuger mit elektrischem Wechselstrom – insbesondere im Einklang mit dem Verfahren des Anspruchs 1 – angesteuert, während die beiden Sendeelektroden in dem zweiten Betriebsmodus separat voneinander mit elektrischem Wechselstrom angesteuert werden, das heißt, zeitlich alternierend bzw. zeitlich zueinander versetzt.
Hierbei kann in einer Weiterbildung auch vorgesehen sein, dass in dem zweiten Betriebsmodus beide Sendeelektroden von demselben Signalerzeuger zeitlich voneinander versetzt mit elektrischen Wechselstrom angesteuert bzw. beaufschlagt werden wie in dem ersten Betriebsmodus, um die Anzahl der elektronischen Komponenten möglichst gering zu halten.
In Anlehnung an eine bereits zuvor erläuterte Ausführungsvariante kann ferner alternativ oder ergänzend vorgesehen sein, dass die beiden Sendeelektroden in dem ersten Betriebsmodus gleichphasig und in dem zweiten Betriebsmodus gegenphasig angesteuert werden. Dabei ist die gleichphasige Ansteuerung mit elektrischem Wechselstrom dazu vorgesehen, dass ein über die Empfangselektrode empfangenes (Spannungs-)Signal aufsummiert ist. Hierdurch lassen sich etwaige Kapazitätsänderungen schneller feststellen, so dass das Einklemmschutzsystem früher auslöst. Bei der gegenphasigen Ansteuerung wiederum, findet, wie oben bereits erläutert, eine Differenzbildung statt, so dass eine Abtastung empfindlicher ist und bei einer Kapazitätsänderung durch ein Hindernis anhand des Vorzeichens des empfangenen Spannungssignal eine ortsaufgelöste Bewertung dahingehend möglich ist, in welchem Bereich des Fahrzeugschließelements ein Hindernis vorliegt.
Zwischen diesen beiden Betriebsmodi wird vorzugsweise durch mindestens einen elektronischen Schalter gewechselt. Dabei wird eine Ausführungsvariante als vorteilhaft erachtet, bei der der elektronische Schalter durch ein Schaltsignal ausgelöst wird, das bei Erkennung eines potentiellen Hindernisses im Bereich der Karosserieöffnung durch eine Hindernisdetektionseinrichtung des Fahrzeugs erzeugt wird. Eine derartige Hindernisdetektionseinrichtung erkennt beispielsweise mittels kapazitiver und/oder optoelektronischer Sensoren, ob im Bereich der Karosserieöffnung ein potentielles Hindernis vorliegt, bei dem die Gefahr besteht, dass das zu schließende Fahrzeugschließelement damit kollidiert. Die Hindernisdetektionseinrichtung schlägt somit an und erzeugt ein Schaltsignal, bevor über das Einklemmschutzsystem ein tatsächliches Hindernis im Verstellweg des Fahrzeugschließelements detektiert und ein Einklemmen verhindert wird. Damit kann das Einklemmschutzsystem beispielsweise von einem Betriebsmodus, in dem die langsamere, ortsaufgelöste Hindernisdetektion aktiviert ist, in einen Betriebsmodus schalten, in dem die schneller ansprechende und dafür nicht ortsaufgelöste Detektion einer Einklemmsituation aktiviert ist, wenn bereits über die Hindernisdetektionseinrichtung ein potentielles Hindernis im Bereich der Karosserieöffnung erkannt wird. In einer solchen Ausführungsvariante erfolgt folglich die Schaltung zwischen den beiden Betriebsmodi in Abhängigkeit davon, ob bereits vor der eigentlichen Detektion einer Einklemmsituation ein potentielles Hindernis durch die Hindernisdetektionseinrichtung erkannt wird und somit von einer erhöhten Wahrscheinlichkeit für die Kollision mit einem Hindernis bei dem sich schließenden Fahrzeugschließelement zu rechnen ist.
Die Erzeugung eines Schaltsignals zum Wechseln von einem (schneller auslösenden) Betriebsmodus in den anderen (empfindlicheren) Betriebsmodus kann hierbei zum Beispiel erfolgen, wenn ein aufsummiertes (Spannungs-)Signal, das über eine Empfangselektrode bei gleichphasiger Ansteuerung zweier Sendeelektroden erfasst wird, einen vorgegebenen Summenschwellwert übersteigt.
Teil einer Hindernisdetektionseinrichtung, über die das Umschalten in einen anderen Betreibsmodus triggerbar ist, kann dabei beispielsweise eine Kameraeinrichtung oder mindestens ein (Einpark-)Sensor am Heck eines Kraftfahrzeugs sein.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems gemäß dem Anspruch 15, das sich vorzugsweise zur Durchführung eines oder beider erfindungsgemäßer Verfahren eignet. Ein solches kapazitives Einklemmschutzsystem umfasst dabei

– wenigstens zwei Sendeelektroden und eine Empfangselektrode, wobei durch ein Paar von Sendeelektrode und Empfangselektrode durch Ansteuerung der jeweiligen Sendeelektrode mit elektrischem Wechselstrom ein elektrisches Feld erzeugt wird, das durch ein Hindernis derart beeinflusst wird, das eine elektrische Kapazität messbar verändert wird und
– eine elektronische Auswerteeinheit, mittels der ein über die wenigstens eine Empfangselektrode empfangenes Signal dahingehend auswertbar ist, ob sich durch ein Hindernis im Verstellweg des Fahrzeugschließelements eine elektrische Kapazität geändert hat.

Die wenigstens zwei Sendeelektroden sind dabei – vorzugsweise an dem zu verstellenden Fahrzeugschließelement – räumlich zueinander beabstandet angeordnet, so dass sie mit einer (der) zugehörigen Empfangselektrode ein durch ein Hindernis beeinflussbares elektrisches Feld in zwei zueinander unterschiedlichen Überwachungsbereichen erzeugen können. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass

– die elektronische Auswerteeinheit dazu eingerichtet und vorgesehen ist, anhand eines einzigen empfangenen Signals zu bewerten, ob in einem der beiden Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, wenn die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden zeitgleich mit elektrischem Wechselstrom angesteuert werden, und/oder
– die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden in mindestens zwei zueinander unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar sind, wobei in einem ersten Betriebsmodus durch die elektronische Auswerteeinheit auswertbar ist, ob in einem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, und in einem zweiten Betriebsmodus durch die elektronische Auswerteeinheit zusätzlich auswertbar ist, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.

Die für ein erfindungsgemäßes Verfahren angegebenen Vorteile und Merkmale gelten somit auch für ein erfindungsgemäßes kapazitives Einklemmschutzsystem und umgekehrt.
Dabei wird es grundsätzlich bevorzugt, dass die beiden Sendeelektroden an zueinander beabstandeten Schließkanten des Fahrzeugschließelements vorgesehen sind, über die das Fahrzeugschließelement in seiner Schließposition jeweils an der Fahrzeugstruktur anliegt. So sind wenigstens zwei Sendeelektroden vorzugsweise an verschiedenen Längsseite einer Kraftfahrzeug-Heckklappe angeordnet, so dass durch die elektronische Auswerteeinheit gegebenenfalls auswertbar ist, ob ein Hindernis an einem rechten oder linken Rand der Heckklappe aufgetreten ist.
In diesem Zusammenhang wird es auch bevorzugt, wenn wenigstens zwei Sendeelektroden zueinander achssymmetrisch ausgebildet sind und sich zumindest teilweise an jeweils einer der sich gegenüberliegenden Längsschließkanten des Fahrzeugschließelements entlang erstrecken.
Darüber hinaus sei darauf verwiesen, dass unter einem motorisch angetriebenen Verstellen eines Fahrzeugschließelements jedes fremdkraftbetätigte Verstellen verstanden wird, also insbesondere die Verstellung mittels eines Elektromotors, Hydraulikmotors und/oder Pneumatikmotors.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispiel anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1 in Teilen schematisch eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Einklemmschutzsystems, bei dem zwei Sendeelektroden in zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar sind;
2 in Teilen schematisch eine zweite Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Einklemmschutzsystems, bei dem die zwei Sendeelektroden in mindestens zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar sind und phasenverschoben angesteuert werden können;
3A–3B ein Kraftfahrzeug, an dem ein Einklemmschutzsystem gemäß der 1 oder 2 vorgesehen ist, um das Einklemmen eines Hindernisses zwischen einem Fahrzeugschließelement in Form einer Heckklappe und einer eine Karosserieöffnung berandenden Fahrzeugstruktur zu verhindern;
4 in Teilen schematisch eine Ausführungsform eines aus dem Stand der Technik bekannten Einklemmschutzsystems.
Mit den 3A und 3B ist ein Kraftfahrzeug K mit motorisch verstellbarer Heckklappe 1 dargestellt. Die Heckklappe 1 verschließt dabei in einer Schließposition, in der die Heckklappe 1 vollständig geschlossen ist, eine Karosserieöffnung O am Heck des Kraftfahrzeugs K, über die ein Laderaum des Kraftfahrzeugs K zugänglich ist. Die Heckklappe 1 ist dabei über eine Antriebseinheit 2.1, 2.2 automatisch aus einer geöffneten Position in eine Schließposition entlang einer Verstellrichtung V_S verstellbar. Vorliegend sind zur symmetrischen Verstellung der Heckklappe 1 zwei Antriebseinheiten 2.1 und 2.2 vorgesehen, die jeweils an einer Längsseite der Heckklappe also rechts oder links, an der Heckklappe 1 angreifen. Jede dieser Antriebseinheiten 2.1, 2.2 verfügt über einen Antriebsmotor 3.1, 3.2. Die beiden Antriebsmotoren 3.1, 3.2 sind hierbei über eine elektronische Steuereinrichtung steuerbar, um die Heckklappe 1 entlang der Verstellrichtung V_S in ihre Schließposition zu verstellen. In einer Ausführungsvariante kann zudem vorgesehen sein, dass die Antriebseinheiten 2.1, 2.2 mit ihren Antriebsmotoren 3.1, 3.2 auch dazu in der Lage sind, die an der Karosserie des Kraftfahrzeugs angelenkte Heckklappe 1 entlang einer entgegengesetzten Verstellrichtung V_O in eine abgeklappte und damit geöffnete Position zu verstellen.
Wesentlich ist jedoch im vorliegenden Fall, dass das Kraftfahrzeug K und insbesondere die Heckklappe 1 mit einem kapazitiven Einklemmschutzsystem ausgestattet ist, um beim Schließen der Heckklappe 1 eine Verstellbewegung der Heckklappe 1 automatisch stoppen und/oder reversieren zu können, falls zwischen einer Schließkante 11, 12, 13 der Heckklappe 1 und einer die Karosserieöffnung O berandenden Fahrzeugstruktur F ein Hindernis (nicht dargestellt) eingeklemmt würde. So besteht bei einer motorisch verschließbaren Heckklappe 1, wie auch bei anderen Fahrzeugschließelementen, zum Beispiel in Form von Fensterscheiben, Seitentüren oder Schiebedächern die Gefahr, dass insbesondere ein Körperteil einer Person eingeklemmt wird, was zu erheblichen Verletzungen führen kann. Über ein mit kapazitiver Sensorik arbeitendes Einklemmschutzsystem soll hierbei nun berührungslos ein mögliches Hindernis im Verstellweg des Fahrzeugschließelements, hier der Heckklappe 1, möglichst frühzeitig detektiert werden, um ein Einklemmen des jeweiligen Hindernisses zu verhindern. Ein solches kapazitives Einklemmschutzsystem kann dabei selbstverständlich auch durch zusätzliche Sensoren ergänzt sein, die beispielsweise das Einklemmen eines Hindernisses taktil detektieren.
Im vorliegenden Fall weist das Einklemmschutzsystem zwei längserstreckte Sendeelektroden S1, S2 auf sowie eine gemeinsame längserstreckte Empfangselektrode E. Die Empfangselektrode E erstreckt sich dabei sowohl über die beiden längsseitigen Schließkanten 11 und 13 als auch über die sie verbindende quer laufende Schleißkante 12 der Heckklappe 1, die im geschlossenen Zustand an der Fahrzeugstruktur F im Bereich eines Stoßfängers ST des Kraftfahrzeugs K anliegt und die mittig ein zur Verriegelung der Heckklappe 1 vorgesehenes Schloss 4 aufweist. Die beiden Sendeelektroden S1 und S2 verlaufen jeweils nahezu vollständig an einer der längsseitigen Schließkanten 11 bzw. 13 entlang und erstrecken sich bis etwa zur Mitte der quer verlaufenden, unteren Schließkante 12. Die beiden Sendeelektroden S1, S2 sind an der unteren Schließkante 12 nicht miteinander verbunden, sondern weisen einen Abstand zueinander auf. Die beiden Sendeelektroden S1, S2 sind somit voneinander separiert und räumlich zueinander beabstandet.
Sowohl die Sendeelektroden S1, S2 wie auch die Empfangselektrode E verlaufen an der Heckklappe 1 im Bereich ihrer Schließkanten 11, 12, 13 entlang und vorzugsweise innerhalb der Heckklappe 1, das heißt beispielsweise, unterhalb einer schützenden Kunststoffabdeckung oder einer die Elektroden umhüllenden Dichtung.
Dass sich hier die Sendeelektroden S1, S2 auch teilweise an der unteren Schließkante 12 mit dem Schloss 4 entlang erstrecken, bietet den Vorteil, dass auch ein Hindernis zwischen der unteren Schließkante 12 und einem Teil der Fahrzeugstruktur F im Bereich des Stoßfängers ST oder auch zwischen der unteren Schließkante 12 und dem Stoßfänger ST kapazitiv detektiert werden kann.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann selbstverständlich aber auch vorgesehen sein, dass sich die Sendeelektroden S1, S2 nicht oder jeweils zumindest nicht bis zur Mitte der unteren Schließkante 12 erstrecken. Ebenso kann vorgesehen sein, dass keine durchgehenden sich über die gesamte Länge l der unteren Schließkante 12 erstreckende Empfangselektrode E vorgesehen ist. Vielmehr ist auch eine Variante denkbar, bei der zu jeder Sendeelektrode S1, S2 eine einzelne Empfangselektrode (von damit wenigstens zwei Empfangselektrode) zugehörig ist, so dass an der Heckklappe 1 zwei zueinander räumlich beabstandete Elektrodenpaare durch je eine Sendeelektrode und eine einzelne Empfangselektrode gebildet werden.
Um ein Hindernis im Verstellweg der Heckklappe 1 beim Schließen detektieren zu können, und somit ein Einklemmen des Hindernisses effektiv zu verhindern, werden die beiden Sendeelektroden S1, S2 mit elektrischem Wechselstrom angesteuert. Hierdurch wird jeweils ein elektrisches Feld erzeugt, das durch ein Hindernis derart beeinflusst wird, dass eine elektrische Kapazität messbar verändert wird. Eine Änderung der elektrischen Kapazität ist hierbei dann über die eine gemeinsame Empfangselektrode E erfassbar, so dass über eine elektronische Auswerteeinheit, die elektrisch mit der Empfangselektrode E verbunden ist, mittels einer Auswertelogik automatisch ausgewertet werden kann, ob ein Hindernis im Bereich der jeweiligen Sendeelektrode S1, S2 vorliegt.
Die 4 zeigt schematisch den Aufbau einer aus dem Stand der Technik bekannten elektronischen Auswerteeinheit 5*. Diese elektronische Auswerteeinheit 5* umfasst hierbei nicht nur mit der Empfangselektrode E verbundene Komponenten, wie einen Empfangsverstärker 5.4 und eine Auswerteschaltung 5.5 (mit integrierter Auswertelogik oder mit Kopplung an eine Auswertelogik), über die ein über die Empfangselektrode E empfangendes Spannungssignal verstärkt und ausgewertet werden kann, um das Auftreten eines Hindernisses im Verstellweg der Heckklappe 1 festzustellen. Vielmehr werden in der vorliegenden Ausführungsvariante auch mit den Sendeelektroden S1, S2 in Verbindung stehende Komponenten der elektronischen Auswerteeinheit 5* zugerechnet. Bei diesen mit den Sendeelektroden S1, S2 in Verbindung stehenden Komponenten, die die Ansteuerung der Sendeelektroden S1, S2 mit elektrischem Wechselstrom realisieren, handelt es sich um einen Signalerzeuger 5.1, einem diesem Signalerzeuger 5.1 nachgeschalteten Verstärker 5.2 und einen auf den Verstärker 5.2 folgenden Analogmultiplexer 5.3*.
Hierbei wird über den Signalerzeuger 5.1 Wechselstrom mit vorgegebener Amplitude und Frequenz erzeugt, der über den Verstärker 5.2 und den Analog-Multiplexer 5.3* zeitlich alternierend an die Sendeelektrode S1 oder die Sendeelektrode S2 weitergegeben wird. Über den dargestellten Aufbau mit einem Analog-Multiplexer 5.3* wird ein Wechselstrom mit vorgegebener Amplitude und Frequenz wahlweise an die (erste) Sendeelektrode S1 oder an die (zweite) Sendeelektrode S2 übertragen, so dass anhand nacheinander von der Auswerteschaltung 5.5 empfangener Signale bewertet werden kann, ob an der ersten Sendeelektrode S1 oder an der zweiten Sendeelektrode S2 eine Änderung der elektrischen Kapazität aufgetreten ist, die auf das Vorliegen eines Hindernisses im Verstellweg der Heckklappe 1 schließen lässt. Es wird also hier eine Messung mehrerer Sensorkanäle im Zeitmultiplex realisiert, um ortsaufgelöst bestimmen zu können, in welchem der durch jeweils eine Sendeelektrode S1, S2 definierten Überwachungsbereich an der Heckklappe 1 die Kollision mit einem Hindernis auftritt, wenn die Verstellbewegung der Heckklappe 1 nicht gestoppt und/oder reversiert wird.
Mit der 1 wird schematisch eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Einklemmschutzsystems veranschaulicht, das ein erfindungsgemäßes Verfahren umsetzt.
Hierbei ist eine Auswerteeinheit 5 vorgesehen, die anstelle des Analogmultiplexers 5.3* über zwei Analogschalter 5.31 und 5.32 verfügt. Über diese Analogschalter 5.31 und 5.32 sind die beiden Sendeelektroden S1 und S2 in zwei zueinander unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar. Dabei werden in einem ersten Betriebsmodus die beiden Sendeelektroden S1, S2 parallel und zeitgleich über den einen Signalerzeuger 5.2 angesteuert, so dass an der einen gemeinsamen Empfangselektrode E Veränderungen der Kapazität in beiden Überwachungsbereichen, also insbesondere an der rechten und der linken Schließkante 11 und 13 der Heckklappe, feststellbar sind. Durch die Parallelschaltung der beiden Sendeelektroden S1, S2 wird somit eine vergleichsweise schnelle Detektion eines Hindernisses, z. B. mit doppelter Frequenz im Vergleich zu einem zweiten Betriebsmodus, ermöglicht, da eine etwaige Kapazitätsänderung durch ein Hindernis im Bereich der Heckklappe 1 sofort feststellbar ist und nicht erst, wenn die jeweilige Sendeelektrode S1 bzw. S2 wieder angesteuert wird, an deren zugeordneter Schließkante 11 bzw. 13 die Heckklappe 1 gegebenenfalls (maßgeblich) mit dem Hindernis kollidiert.
In dem zweiten Betriebsmodus werden die Sendeelektroden S1, S2 mittels der beiden Analogschalter 5.31 und 5.32 zeitlich alternierend angesteuert. Hierdurch erfolgt die Detektion eines Hindernisses im Vergleich zu dem ersten Betriebsmodus zwar etwas langsamer, dafür aber mit höherer Empfindlichkeit und ortsaufgelöst. Über die Auswerteschaltung 5.5 kann somit ausgewertet werden, im Überwachungsbereich welcher Sendeelektrode S1, S2 das Hindernis aufgetreten ist, das ein Stoppen und/oder ein Reversieren der Verstellbewegung der Heckklappe 1 ausgelöst hat.
Über das Vorsehen der zwei Betriebsmodi ist somit beispielsweise eine variable Anpassung an unterschiedliche Situationen möglich. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Umschalten von dem zweiten Betriebsmodus in den ersten Betriebsmodus über einen elektronischen Schalter erfolgt, wenn über eine Hindernisdetektionseinrichtung (nicht dargestellt) an dem Kraftfahrzeug K ein potentielles Hindernis im Bereich der Karosserieöffnung O festgestellt wird. Die Hindernisdetektionseinrichtung erzeugt hierbei ein Schaltsignal, das zum Umschalten in den anderen Betriebsmodus genutzt wird, wenn aufgrund eines potentiellen Hindernisses im Bereich der Karosserieöffnung O ein erhöhtes Risiko für eine tatsächliche Kollision der sich schließenden Heckklappe 1 mit einem Hindernis besteht.
Während in der Ausführungsvariante der 1 lediglich zwischen einem ersten Betriebsmodus, in dem eine Summenbildung über mehrere Sensorkanäle stattfindet, um eine schnellere Messzeit bereitzustellen, und einem zweiten Betriebsmodus, mit der Möglichkeit zur Einzelmessung bei höherer Empfindlichkeit, realisiert ist, sind bei der zweiten Ausführungsvariante der 2 noch zusätzliche Mittel in Form wenigstens eines Phasenverschiebers 5.6 als Teil einer Auswerteeinheit 5’ vorgesehen. Über diese Mittel wird es der Auswertelogik der Auswerteeinheit 5’ ermöglicht, bereits anhand eines einzigen empfangenen Spannungssignals bewerten zu können, ob und in welchem der beiden zu je einer Sendeelektrode S1, S2 zugehörigen Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.
Dabei sind über die vorgesehenen Analogschalter 5.31 und 5.32 die beiden Sendeelektroden S1, S2 weiterhin in zwei zueinander unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar und ansteuerbar. In dem zweiten Betriebsmodus, in dem zusätzlich ausgewertet werden kann, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, müssen die beiden Sendeelektroden S1, S2 hier jedoch nicht zeitlich versetzt zueinander angesteuert werden. Vielmehr kann eine (hier die zweite) Sendeelektrode S2 durch den Phasenverschieber 5.6 parallel mit einem vorzugsweise um 180° phasenverschobenen Wechselstrom(-Signal) angesteuert werden. Werden aber die beiden Sendeelektroden S1, S2 gleichzeitig gegenphasig mit elektrischem Wechselstrom beaufschlagt, ist aufgrund der symmetrischen Ausbildung der beiden Sendeelektroden S1, S2 zueinander das an der Empfangselektrode E empfangbare Spannungssignal nahezu Null, wenn kein Hindernis vorliegt. Tritt nun aber im Bereich einer der Sendeelektroden S1, S2 ein Hindernis auf und wird hierdurch die jeweilige Kapazität verändert, überwiegt der Anteil einer der beiden Sendeelektroden S1, S2 auf das Spannungssignal. Dies hat zur Folge, dass durch die Auswerteeinheit 5’ unmittelbar auswertbar ist, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis aufgetreten ist. Dies ist bei Auftreten eines Hindernisses bereits anhand des Vorzeichens eines von dem ursprünglichen (Soll-)Spannungssignal abweichenden Spannungssignal automatisch bewertbar.
Ein mit der Ausführungsvariante der 2 ebenfalls möglicher erster Betriebsmodus, in dem die beiden Sendeelektroden S1, S2 zur Erhöhung der Messgeschwindigkeit parallel und gleichphasig angesteuert werden, kann hier beispielsweise durch eine einfache Deaktivierung des Phasenschiebers 5.6 realisiert werden.
Darüber hinaus ist hier selbstverständlich auch noch ein dritter Betriebsmodus möglich, bei dem der Phasenschieber 5.6 deaktiviert ist und über die beiden Analogschalter 5.31 und 5.32 in Übereinstimmung zu der Variante der 1 die beiden Sendeelektroden S1, S2 zeitlich alternierend angesteuert werden. Bei Vorhandensein eines Phasenverschiebers 5.6 ist aber zur ortsaufgelösten Abtastung auf das Vorliegen eines Hindernisses die zuvor dargestellte Möglichkeit mit einer gegenphasigen Ansteuerung der beiden Sendeelektroden S1, S2 zu bevorzugen, da hierdurch auch eine Grundkapazität, die ansonsten für die Auswertung berücksichtigt werden müsste eliminiert wird. So wird die Grundkapazität durch die gegenphasige Ansteuerung der zueinander symmetrischen Sendeelektroden S1, S2 und die sich daraus ergebende Differenzbildung bei dem von der Empfangselektrode E empfangenen Spannungssignal automatisch ausgeglichen.
Auf Basis der Ausführungsvariante der 2 ist ferner noch eine Weiterbildung möglich, bei der ebenfalls (in einem zweiten Betriebsmodus) eine ortsaufgelöste Detektion anhand eines einzigen über die Empfangselektrode E empfangenen und ausgewerteten Spannungssignals möglich ist. So können die beiden Sendeelektroden S1, S2 mittels eines Frequenzmultiplexers und/oder über eine Quadratamplitudenmodulation (auch IQ-Modulation genannt) gleichzeitig mit elektrischem Wechselstrom über einen einzigen Signalerzeuger 5.1 angesteuert werden. Hierdurch kann dann anhand eines über die Empfangselektrode E empfangenen modulierten Trägersignals eine ortsaufgelöste Auswertung für beide Sendeelektroden S1, S2 erfolgen. So muss hier auf der Empfängerseite und gegebenenfalls vor der Auswerteschaltung 5.6 lediglich ein Demodulator vorgesehen werden, um das empfangene Trägersignal zu demodulieren und die jeweils demodulierten Signale dahingehend auszuwerten, ob hier eine Veränderung der elektrischen Kapazität in dem jeweiligen Überwachungsbereich feststellbar ist.
In einer hierauf basierenden Ausführungsvariante kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die beiden Sendeelektroden S1, S2 mittels orthogonaler Signale (Phasenversatz von 90°) und eines IQ-Demodulators gleichzeitig, jedoch unabhängig voneinander ausgewertet werden.
Die eigentliche Auswertung erfolgt jeweils insbesondere mithilfe der Auswerteschaltung 5.5 der Auswerteeinheit 5, 5’. Dabei werden über die Auswerteschaltung 5.5 aus einem empfangenen und gegebenenfalls demodulierten Spannungssignal ein Kapazitätssignal oder mehrere Kapazitätssignale, die jeweils für eine Sendeelektrode S1, S2 repräsentativ sind, gewonnen und das jeweilige Kapazitätssignal in ein digitales Signal konvertiert, um hierüber das Stoppen und/oder Reversieren der Verstellbewegung der Heckklappe 1 zu steuern.
Bezugszeichenliste

1: Heckklappe
11, 12, 13: Schließkante
2.1, 2.2: Antriebseinheit
3.1, 3.2: Antriebsmotor
4: Schloss
5, 5', 5*: Auswerteeinheit
5.1: Signalerzeuger
5.2: Verstärker
5.3*: Analogmultiplexer
5.31, 5.32: Analogschalter
5.4: Empfangsverstärker
5.5: Auswerteschaltung
5.6: Phasenverschieber
E: Empfangselektrode
F: Fahrzeugstruktur
K: Kraftfahrzeug
l: Länge der unteren Schließkante
O: Karosserieöffnung
S1, S2: Sendeelektrode
ST: Stoßfänger
V_S, V_O: Verstellrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2007/0035156 A1 [0006, 0006, 0012]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems eines Fahrzeugs, mittels dem ein Hindernis im Verstellweg eines fremdkraftbetätigt zu schließenden Fahrzeugschließelements detektierbar ist und mittels dem verhindert werden soll, dass ein Hindernis zwischen dem sich schließenden Fahrzeugsschließelement und einer Fahrzeugstruktur im Bereich einer Karosserieöffnung, die durch das Fahrzeugsschließelement in einer Schließposition verschlossen ist, eingeklemmt wird, wobei – zur Detektion eines Hindernis wenigstens zwei Sendeelektroden (S1, S2) und eine Empfangselektrode (E) des kapazitiven Einklemmschutzsystems verwendet sind und durch ein Paar von Sendeelektrode (S1; S2) und Empfangselektrode (E) durch Ansteuerung der jeweiligen Sendeelektrode (S1; S2) mit elektrischem Wechselstrom ein elektrisches Feld erzeugt wird, das durch ein Hindernis derart beeinflusst wird, dass eine elektrische Kapazität messbar verändert wird, – eine sich ändernde elektrische Kapazität anhand eines über die Empfangselektrode (E) empfangenen Signals feststellbar ist und dieses Signal mittels einer elektronischen Auswerteeinheit (5, 5') wenigstens beim Schließen des Fahrzeugschließelements (1) ausgewertet wird, um das Vorliegen eines Hindernisses im Verstellweg des Fahrzeugschließelements (1) festzustellen, und – die wenigstens zwei Sendelektroden (S1, S2) räumlich zueinander beabstandet sind, so dass sie mit der wenigstens einen Empfangselektrode (E) ein durch ein Hindernis beeinflussbares elektrisches Feld in zwei zueinander unterschiedlichen Überwachungsbereichen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden (S1, S2) zeitgleich mit elektrischem Wechselstrom derart angesteuert werden, dass mittels der elektronischen Auswerteeinheit (5, 5') anhand eines einzigen empfangenen Signals bewertet werden kann, ob in einem der beiden Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sendeelektroden (S1, S2) zeitgleich mit elektrischem Wechselstrom derart angesteuert werden, dass mittels der elektronischen Auswerteeinheit (5, 5') anhand eines einzigen empfangenen Signals bewertet werden kann, in welchem der der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sendeelektroden (S1, S2) gegenphasig angesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sendeelektroden (S1, S2) derart ausgebildet sind, dass durch die gegenphasige Ansteuerung ohne Vorliegen eines Hindernisse ein messbares Spannungssignal nahezu Null ist und sich aus dem Vorzeichen des empfangenen Spannungssignals ergibt, in welchem Überwachungsbereich ein Hindernis vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Sendeelektroden (S1, S2) mit sinusförmig verlaufendem Wechselstrom angesteuert wird und die andere Sendeelektrode zeitgleich mit kosinusförmig verlaufendem Wechselstrom angesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichzeitige Ansteuerung der beiden Sendeelektroden (S1, S2) mit elektrischem Wechselstrom über einen Frequenzmultiplexer erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichzeitige Ansteuerung der beiden Sendeelektroden (S1, S2) mit elektrischem Wechselstrom mittels einer Quadraturamplitudenmodulation erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswerteeinheit (5, 5') einen Demodulator umfasst, um ein empfangenes Trägersignal zu demodulieren und anhand der demodulierten Signal auswerten zu können, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.
Verfahren zur Steuerung eines kapazitiven Einklemmschutzsystems eines Fahrzeugs, mittels dem ein Hindernis im Verstellweg eines fremdkraftbetätigt zu schließenden Fahrzeugschließelements detektierbar ist und mittels dem verhindert werden soll, dass ein Hindernis dem sich schließenden Fahrzeugsschließelement und einer Fahrzeugstruktur im Bereich einer Karosserieöffnung, die durch das Fahrzeugsschließelement in einer Schließposition verschlossen ist, eingeklemmt wird, insbesondere ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei – zur Detektion eines Hindernis wenigstens zwei Sendeelektroden (S1, S2) und eine Empfangselektrode (E) des kapazitiven Einklemmschutzsystems verwendet sind und durch ein Paar von Sendeelektrode (S1; S2) und Empfangselektrode (E) durch Ansteuerung der jeweiligen Sendeelektrode (S1; S2) mit elektrischem Wechselstrom ein elektrisches Feld erzeugt wird, das durch ein Hindernis derart beeinflusst wird, dass eine elektrische Kapazität messbar verändert wird, – eine sich ändernde elektrische Kapazität anhand eines über die Empfangselektrode (E) empfangenen Signals feststellbar ist und dieses Signal mittels einer elektronischen Auswerteeinheit (5, 5') wenigstens beim Schließen des Fahrzeugschließelements (1) ausgewertet wird, um das Vorliegen eines Hindernisses im Verstellweg des Fahrzeugschließelements (1) festzustellen, und – die wenigstens zwei Sendelektroden (S1, S2) räumlich zueinander beabstandet sind, so dass sie mit der wenigstens einen Empfangselektrode (E) ein durch ein Hindernis beeinflussbares elektrisches Feld in zwei zueinander unterschiedlichen Überwachungsbereichen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden (S1, S2) in mindestens zwei zueinander unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden, wobei in einem ersten Betriebsmodus ausgewertet werden kann, ob in einem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, und in einem zweiten Betriebsmodus zusätzlich ausgewertet werden kann, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sendeelektroden (S1, S2) in dem ersten Betriebsmodus gleichzeitig über einen einzigen Signalerzeuger (5.1) mit elektrischem Wechselstrom angesteuert werden und die beiden Sendeelektroden (S1, S2) in dem zweiten Betriebsmodus separat voneinander mit elektrischem Wechselstrom angesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Betriebsmodus beide Sendeelektroden (S1, S2) von dem Signalerzeuger (5.1) zeitlich zueinander versetzt mit elektrischem Wechselstrom ansteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sendeelektroden (S1, S2) in dem ersten Betriebsmodus gleichphasig angesteuert werden und in einem zweiten Betriebsmodus gegenphasig angesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus durch mindestens einen elektronischen Schalter gewechselt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schalter durch ein Schaltsignal ausgelöst wird, das bei Erkennung eines potentiellen Hindernisses im Bereich der Karosserieöffnung (O) durch eine Hindernisdetektionseinrichtung des Fahrzeugs (K) erzeugt wird.
Kapazitives Einklemmschutzsystem für ein Fahrzeug, mittels dem ein Hindernis im Verstellweg eines fremdkraftbetätigt zu schließenden Fahrzeugschließelements detektierbar ist und mittels dem verhindert wird, dass ein Hindernis zwischen dem sich schließenden Fahrzeugsschließelement und einer Fahrzeugstruktur im Bereich einer Karosserieöffnung, die durch das Fahrzeugsschließelement in einer Schließposition verschlossen ist, eingeklemmt wird, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Einklemmschutzsystem wenigstens das Folgende umfasst: – wenigstens zwei Sendeelektroden (S1, S2) und eine Empfangselektrode (E), wobei durch ein Paar von Sendeelektrode (S1; S2) und Empfangselektrode (E) durch Ansteuerung der jeweiligen Sendeelektrode (S1; S2) mit elektrischem Wechselstrom ein elektrisches Feld erzeugt wird, das durch ein Hindernis derart beeinflusst wird, dass eine elektrische Kapazität messbar verändert wird, und – eine elektronische Auswerteeinheit (5, 5'), mittels der ein über eine Empfangselektrode (E) empfangenes Signals dahingehend auswertbar ist, ob sich durch ein Hindernis im Verstellweg des Fahrzeugschließelements (1) eine elektrische Kapazität geändert hat, wobei die wenigstens zwei Sendelektroden (S1, S2) räumlich zueinander beabstandet sind, so dass sie mit der wenigstens einen Empfangselektrode (E) ein durch ein Hindernis beeinflussbares elektrisches Feld in zwei zueinander unterschiedlichen Überwachungsbereichen erzeugen können, dadurch gekennzeichnet, dass – die elektronische Auswerteeinheit (5, 5') dazu eingerichtet und vorgesehen ist, anhand eines einzigen empfangenen Signals zu bewerten, ob in einem der beiden Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, wenn die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden (S1, S2) zeitgleich mit elektrischem Wechselstrom angesteuert werden, und/oder – die beiden räumlich voneinander beabstandeten Sendeelektroden (S1, S2) in mindestens zwei zueinander unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar sind, wobei in einem ersten Betriebsmodus durch die elektronische Auswerteeinheit (5, 5') auswertbar ist, ob in einem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt, und in einem zweiten Betriebsmodus durch die elektronische Auswerteeinheit (5, 5') zusätzlich auswertbar ist, in welchem der Überwachungsbereiche ein Hindernis vorliegt.
Einklemmschutzsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Sendeelektroden (S1, S2) an zueinander beabstandeten Schließkanten (11, 13) des Fahrzeugschließelements (1) vorgesehen sind, über die das Fahrzeugschließelement (1) in seiner Schließposition jeweils an der Fahrzeugstruktur (F) anliegt.