DE102016212447A1

DE102016212447A1 - Einklemmschutzeinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Seitentür

Info

Publication number: DE102016212447A1
Application number: DE102016212447.1A
Authority: DE
Inventors: Florian Pohl; Udo Geuther; Matthias Schnapp; Wolfgang Übel
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-11
Also published as: WO2018007510A1; JP6810758B2; JP2019522130A; CN109563722A; US20190249476A1; KR20190022852A

Abstract

Es wird eine Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) für eine zu überwachende schwenkbare Seitentür (2, 3) eines Kraftfahrzeugs (1) angegeben. Die Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) umfasst einen Näherungsensor (16) zur Erfassung eines Hindernisses, das in den Türspalt (11) zwischen einem gelenkseitigen Rand (10) der Seitentür (2, 3) und einem daran angrenzenden weiteren Fahrzeugteil (4, 2) eindringt. Die Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) umfasst weiterhin eine mit dem Näherungssensor (16) zusammenwirkende Steuereinheit (17), die dazu eingerichtet ist, ein einen drohenden Einklemmfall anzeigendes Signal (S) auszugeben, wenn der Näherungssensor (16) beim Schließen der Seitentür (2, 3) ein Hindernis in dem Türspalt (11) detektiert. Dabei ist zumindest ein Bestandteil (18) des Näherungssensors (16) innenseitig an dem weiteren Fahrzeugteil (4, 2) angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einklemmschutzeinrichtung für eine zu überwachende Seitentür eines Kraftfahrzeugs, die um ein Gelenk zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar ist.
Einklemmschutzeinrichtungen werden bei Kraftfahrzeugen häufig zur Detektion von Hindernissen im Stellweg von Fahrzeugteilen eingesetzt, die motorisch gegenüber umgebenden Fahrzeugteilen bewegbar sind, beispielsweise bei Fahrzeugscheiben, die mittels eines elektrischen Fensterhebers absenkbar sind. Sofern die Einklemmschutzeinrichtung während eines Stellvorgangs, d.h. während der Bewegung des zu verstellenden Fahrzeugteils ein Hindernis im Stellweg des Fahrzeugteils feststellt, erzeugt sie üblicherweise ein Signal, das den drohenden oder bereits eingetretenen Einklemmfall anzeigt. Dieses Signal wird üblicherweise der das Fahrzeugteil bewegenden Stellvorrichtung zugeleitet, die daraufhin den Stellvorgang stoppt oder reversiert.
Es wird hierbei zwischen direkten und indirekten Einklemmschutzeinrichtungen unterschieden. Eine indirekte (kraftbasierte) Einklemmschutzeinrichtung erkennt den Einklemmfall üblicherweise durch Überwachung der Drehzahl oder des Motorstroms des Stellmotors der Stellvorrichtung. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Hindernis im Falle eines bereits eingetretenen Einklemmfalls der weiteren Bewegung des zu verstellenden Fahrzeugteils eine Kraft entgegensetzt, die zu einem anormalen Anstieg des Motorstroms oder einer anormalen Abnahme der Motordrehzahl führt.
Eine direkte Einklemmschutzeinrichtung umfasst dagegen üblicherweise einen oder mehrere Sensoren, die eine für die Abwesenheit oder Anwesenheit eines Hindernisses charakteristische Messgröße erfassen, sowie eine Steuereinheit, die anhand dieser Messgröße entscheidet, ob ein Hindernis im Stellweg vorliegt und gegebenenfalls das vorstehend beschriebene Signal auslöst.
Unter den direkten Einklemmschutzeinrichtungen unterscheidet man wiederum Systeme mit sogenannten Berührungssensoren, die die Anwesenheit eines Hindernisses erst anzeigen, wenn das Hindernis den Sensor bereits berührt, und Systeme mit berührungslosen Sensoren, die ein Hindernis bereits in einem gewissen Abstand zu dem Sensor detektieren. Zu den berührungslosen Sensoren gehören dabei insbesondere sogenannte kapazitive Näherungssensoren.
Im Zuge fortschreitender Automatisierung werden in der Kraftfahrzeugtechnik in zunehmenden Maße bewegliche Fahrzeugteile, die klassischerweise handbetätigt waren, mit motorischen Stellvorrichtungen ausgerüstet. So werden in jüngerer Zeit insbesondere Konzepte zur motorischen Betätigung der schwenkbaren Seitentüren eines Kraftfahrzeugs entwickelt. Problematisch ist hierbei insbesondere der Türspalt, der sich beim Öffnen einer solchen Seitentür zwischen dem gelenkseitigen Rand der Seitentür und einem daran angrenzenden weiteren Fahrzeugteil öffnet, zumal hier die Fahrzeugtür beim Schließen aufgrund des kurzen Hebelweges (d.h. des kurzen Abstandes zwischen dem gelenkseitigen Rand der Seitentür) und der Gelenkachse) auf etwaige Hindernisse besonders hohe Kräfte ausübt. Dies kann erkanntermaßen beim Eindringen von Körperteilen wie z.B. einer Hand in diesen Türspalt zu erheblichen Verletzungen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zweckmäßigen Einklemmschutz für den beschriebenen Türspalt zu realisieren.
Bezüglich einer Einklemmschutzeinrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich eines Kraftfahrzeugs wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 10. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausführungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Danach wird eine Einklemmschutzeinrichtung für eine zu überwachende Seitentür eines Kraftfahrzeugs angegeben. Die zu überwachende Seitentür ist in übliche Weise um ein Gelenk zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar. Zwischen einem gelenkseitigen Rand der Seitentür und einem daran angrenzenden weiteren Fahrzeugteil ist ein Türspalt gebildet, der sich beim Öffnen der Seitentür öffnet und beim Schließen der Seitentür wieder schließt. Die erfindungsgemäße Einklemmschutzeinrichtung umfasst einen Nährungssensor zur Erfassung eines in den Türspalt eindringenden Hindernisses sowie eine mit dem Näherungssensor zusammenwirkende Steuereinheit. Die Steuereinheit ist dabei eingerichtet, ein einen drohenden Einklemmfall anzeigendes Signal auszugeben, wenn der Nährungssensor beim Schließen der Seitentür ein Hindernis in dem Türspalt detektiert. Dieses Signal ist nachfolgend kurz als „Auslösesignal“ bezeichnet. Die Erzeugung und Ausgabe dieses Auslösesignals zur Signalisierung eines drohenden Einklemmfalls wird nachfolgend auch als „Auslösung der Einklemmschutzeinrichtung“ bezeichnet.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Bestandteil des Näherungssensors innenseitig an dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet. Vorzugsweise ist der gesamte Näherungssensor innenseitig an diesem weiteren Fahrzeugteil angeordnet.
Durch die innenseitige (d.h. dem Fahrzeuginneren zugewandte) Anordnung mindestens eines Bestandteils des Näherungssensors kann der vorstehend beschriebene Türspalt effektiv und fehlersicher überwacht werden. Zudem hat diese Anordnung den Vorteil, dass der Sensor besonders gut gegen Witterungseinflüsse und mechanische Beschädigung geschützt ist. In vorteilhafter Ausführung ist dabei zumindest der genannte Bestandteil des Näherungssensors (vorzugsweise der gesamte Näherungssensor) derart an dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet, dass er bei geschlossenen Seitentüren des Kraftfahrzeugs von außen nicht sichtbar ist. Die Einklemmschutzeinrichtung lässt hierdurch die Freiheit zur designtechnischen Ausgestaltung der Fahrzeugaußenhaut unbeeinträchtigt.
In einem vorgesehenen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Einklemmschutzeinrichtung handelt es sich bei der zu überwachenden Seitentür um eine vordere Seitentür des Kraftfahrzeugs, d.h. um die Fahrertür oder die Beifahrertür. Das an den gelenkseitigen Rand der Seitentür angrenzende weitere Fahrzeugteil ist in diesem Fall durch einen vorderen Kotflügel des Kraftfahrzeugs gebildet. Somit ist bei dieser Variante der Erfindung mindestens ein Bestandteil des Näherungssensors innenseitig an dem vorderen Kotflügel angeordnet.
In einem weiteren vorgesehenen Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Einklemmschutzeinrichtung handelt es sich bei der zu überwachenden Seitentür um eine hintere Seitentür des Kraftfahrzeugs. In diesem Fall ist das an den gelenkseitigen Rand der zu überwachenden Seitentür angrenzende weitere Fahrzeugteil eine vordere Seitentür des Kraftfahrzeugs. In diesem Fall ist somit zumindest ein Bestandteil des Näherungssensors innenseitig an der vorderen Seitentür (und zwar an deren hinteren Rand) angeordnet.
Vorzugsweise ist die Einklemmschutzeinrichtung aus Sicherheitsgründen beim Schließen der zu überwachenden Seitentür über die gesamte Dauer dieses Schließvorgangs aktiv. Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung aber auch vorgesehen sein, dass die Einklemmschutzeinrichtung erst dann aktiv wird, wenn die zu überwachende Seitentür bereits teilweise geschlossen ist, um eine unnötige Signalisierung eines drohenden Einklemmfalls bei vollständig oder zumindest weitgehend geöffneter Seitentür zu vermeiden. Die Steuereinheit ist in dem letzteren Fall dazu eingerichtet, das Auslösesignal bei Detektion eines Hindernisses nur dann auszugeben, wenn sich die zu überwachende Seitentür in einem an ihre Schließposition angrenzenden Teilbereich ihres Schwenkweges befindet.
Sofern es sich bei der zu überwachenden Seitentür um eine hintere Seitentür handelt, wird die Aktivität der Einklemmschutzeinrichtung aber vorzugsweise von der Schwenkstellung der vorderen Seitentür abhängig gemacht. Die Steuereinheit ist in diesem Fall dazu eingerichtet, das Auslösesignal bei Detektion eines Hindernisses nur dann auszugeben, wenn die vordere Seitentür gänzlich oder zumindest nahezu geschlossen ist, wenn sich die vordere Seitentür also in einem an ihre Schließposition angrenzenden Teilbereich ihres Schwenkweges befindet. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Einklemmfall zwischen der hinteren Seitentür und der angrenzenden vorderen Seitentür nicht auftreten kann, wenn Letztere gänzlich oder zumindest weitgehend offensteht. Dadurch, dass in diesem Fall die Einklemmschutzeinrichtung deaktiv wird, wird die Wahrscheinlichkeit einer unnötigen Auslösung der Einklemmschutzeinrichtung auf einfache und effektive Weise reduziert.
Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung verschiedenartige Näherungssensoren in der Einklemmschutzeinrichtung eingesetzt werden. So kann der Näherungssensor im Rahmen der Erfindung beispielsweise als Infrarot-, Ultraschall- oder Radar-Sensor oder als optischer Sensor ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist der Näherungssensor allerdings als kapazitiver Näherungssensor ausgebildet.
In dieser Ausführungsform umfasst der Näherungssensor mindestens eine Sensorelektrode, die innenseitig an dem weiteren Fahrzeugteil (also dem Kotflügel bzw. der vorderen Seitentür) angeordnet ist. Sofern der kapazitive Näherungssensor mehrere Sensorelektroden umfasst, so sind vorzugsweise alle diese Sensorelektroden an dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet. Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung allerdings auch möglich, dass mindestens eine der Sensorelektroden an dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet ist, während mindestens eine andere Sensorelektrode des selben Näherungssensors an der zu überwachenden Seitentür angeordnet ist.
Der kapazitive Näherungssensor arbeitet in einer vorteilhaften Ausführungsform nach dem sogenannten „Ein-Elektroden-Prinzip“. In diesem Fall umfasst der Sensor entweder nur eine einzige Sendeelektrode oder eine Mehrzahl gleichartiger Sensorelektroden, wobei mit der oder jeder Sensorelektrode ein elektrisches Feld gegenüber Masse (beispielsweise einem geerdeten Fahrzeugteil) aufgebaut wird. Die oder jede Sensorelektrode ist hierbei mit einem Kapazitätsmessglied verschaltet, das dazu eingerichtet ist, die Kapazität der oder jeder Sensorelektrode gegen Masse zu messen.
In einer bevorzugten alternativen Ausführungsform arbeitet der kapazitive Näherungsensor nach dem sogenannten „Sender-Empfänger-Prinzip“. Dabei umfasst der kapazitive Näherungssensor mehrere Sensorelektroden, von denen mindestens eine als Sendeelektrode, und mindestens eine andere als Empfangselektrode betrieben wird. Ein solcher Näherungssensor emittiert über die Sendeelektrode ein elektrisches Wechselfeld und misst an der Empfangselektrode die Kapazität des durch die beide Sensorelektroden gebildeten Kondensators.
Die Steuereinheit der Einklemmschutzeinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, systematische Kapazitätsänderungen, die durch die Bewegung der zu überwachenden Seitentür in Relation zu dem Näherungssensor und weiteren Fahrzeugteilen hervorgerufen wird, zu kompensieren. Hierzu vergleicht die Steuereinheit eine von dem Näherungssensor erfasste Kapazitätsmessgröße mit einem vorgegebenen Referenzwert und gibt das Auslösesignal nur dann aus, wenn die Kapazitätsmessgröße nach Maßgabe eines vorgegebenen Auslösekriteriums von dem Referenzwert abweicht. Der Referenzwert ist hierbei variabel in Abhängigkeit von der Stellposition (Schwenkstellung) der zu überwachenden Seitentür vorgegeben, beispielsweise in Form einer mathematischen Funktion oder in Form einer Kennwerttabelle.
Sofern es sich bei der zu überwachenden Seitentür um eine hintere Seitentür handelt, wird der Referenzwert vorzugsweise zusätzlich in Abhängigkeit der Stellposition (Schwenkstellung) der angrenzenden vorderen Seitentür variiert. Der Referenzwert hängt in diesem Fall also sowohl von der Stellposition der hinteren Seitentür als auch von der Stellposition der vorderen Seitentür ab.
Vorzugsweise wird die Abhängigkeit des Referenzwertes von der Stellposition der zu überwachenden Seitentür – sowie, wenn die hintere Seitentür überwacht wird, auch die Abhängigkeit von der Stellposition der vorderen Seitentür – im Betrieb der Einklemmschutzeinrichtung eingelernt und insbesondere automatisch an sich ändernde Umgebungsbedingungen angepasst.
Der zu überwachenden Seitentür ist vorzugsweise eine Stellvorrichtung mit einem (insbesondere elektrischen) Stellmotor zugeordnet, mittels welcher die Seitentür automatisch zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung verstellbar ist. In diesem Fall wird das von der Einklemmschutzeinrichtung ausgegebene Auslösesignal vorzugsweise der Stellvorrichtung zugeführt, die ihrerseits dazu eingerichtet ist, eine Schließbewegung der Seitentür bei Erhalt des Auslösesignals zu stoppen oder zu reversieren. Grundsätzlich kann die Einklemmschutzeinrichtung im Rahmen der Erfindung aber auch bei handbetätigten Seitentüren eingesetzt werden. In diesem Fall wird durch das Auslösesignal zweckmäßigerweise eine Warnung, beispielsweise ein Warnton, ausgelöst. Eine solche Warnung kann allerdings als (insbesondere zusätzliche) Reaktion auf die Erzeugung des Auslösesignals auch bei motorisch betriebenen Seitentüren vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist mindestens eine (insbesondere motorisch betriebene) Seitentür auf, die um ein Gelenk zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung schwenkbar ist. Das Kraftfahrzeug weist weiterhin die erfindungsgemäße Einklemmschutzeinrichtung auf. Mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und Weiterentwicklungen dieser Einklemmschutzeinrichtung korrespondieren entsprechende Ausführungsformen und Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, so dass diesbezüglich auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 in einer grob schematischen Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen Seitentür und einer hinteren Seitentür,
2 in einem schematisch vereinfachten Horizontalschnitt eine Seitenverkleidung des Kraftfahrzeugs gem. 1 mit den beiden Seitentüren sowie einem vorderen Kotflügel und einem hinteren Kotflügel,
3 in einer gegenüber 1 weiter schematisierten Seitenansicht das Kraftfahrzeug mit jeweils einer Stellvorrichtung zur motorischen Bewegung der vorderen Seitentür und der hinteren Seitentür sowie mit je einer (vorderen bzw. hinteren) Einklemmschutzeinrichtung für den gelenkseitigen Türspalt der vorderen Seitentür und der hinteren Seitentür,
4 in einer Detaildarstellung IV aus 2 den gelenkseitigen Rand der vorderen Seitentür sowie ein innenseitig an dem vorderen Kotflügel angebrachter kapazitiver Näherungssensor der vorderen Einklemmschutzeinrichtung,
5 in einer Detaildarstellung V aus 2 den gelenkseitigen Rand der hinteren Seitentür sowie ein innenseitig an der vorderen Seitentür angebrachter kapazitiver Näherungssensor der hinteren Einklemmschutzeinrichtung, und
6 in einem Diagramm gegen die Stellposition der hinteren Seitentür sowie gegen die Stellposition der vorderen Seitentür den Verlauf eines Referenzwertes, den die hintere Einklemmschutzeinrichtung mit einer Kapazitätsmessgröße des zugeordneten kapazitiven Näherungssensors vergleicht, um einen drohenden Einklemmfall von einer gewöhnlichen, türstellungsabhängigen Kapazitätsänderung zu unterscheiden.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in grob schematischer Vereinfachung ein Kraftfahrzeug 1, dass in üblicher Weise auf beiden Seiten jeweils zwei Seitentüren aufweist, nämlich jeweils eine vordere Seitentür 2 und eine hintere Seitentür 3. Etwa in der Fahrzeugmitte, nämlich im Bereich der sogenannten B-Säule (nicht explizit dargestellt), stoßen die beiden Seitentüren 2 und 3 unmittelbar aneinander. Zur Vorderseite des Kraftfahrzeugs 1 hin schließt an die vordere Seitentür 2 ein vorderer Kotflügel 4 an. Zum Fahrzeugheck hin schließt an die hintere Seitentür 3 ein hinterer Kotflügel 5 an.
Die aus dem vorderen Kotflügel 4, der vorderen Seitentür 2, der hinteren Seitentür 3 und dem hinteren Kotflügel 5 gebildete Seitenverkleidung des Kraftfahrzeugs 1 ist in 2 in einem grob schematisch vereinfachten Horizontalschnitt dargestellt. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass jede der beiden Seitentüren 2 und 3 reversibel schwenkbar zwischen einer Schließstellung 6 und einer Öffnungsstellung 7 am Fahrzeugchassis angelenkt ist. In der jeweiligen Schließstellung 6 sind die Seitentüren 2 und 3 hierbei jeweils mit durchgezogenen Linien dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind die Seitentüren 2 und 3 dagegen jeweils in der Öffnungsstellung 7 dargestellt.
Der jeweilige Raumbereich, den die Seitentüren 2 und 3 während der Schwenkbewegung zwischen der Schließstellung 6 und der jeweiligen Öffnungsstellung 7 durchstreifen, ist als Schwenkweg 8 bezeichnet. Die jeweils aktuelle Schwenkstellung entlang dieses Schwenkweges 8 ist im Falle der vorderen Seitentür 2 als Stellposition x1 und im Fall der hinteren Seitentür 3 als Stellposition x2 bezeichnet. Die Stellpositionen x1 und x2 sind hierbei als mathematische Variablen aufzufassen, die in der Schließstellung 6 beispielsweise den Wert null (x1, x2 = 0), und in der jeweiligen Öffnungsstellung 7 jeweils einen von null verschiedenen, positiven Wert (x1, x2 > 0) aufweisen.
Wie üblich sind bei dem Kraftfahrzeug 1 beide Seitentüren 2 und 3 jeweils um ein Gelenk 9 schwenkbar, das dicht an dem der Fahrzeugvorderseite zugewandten Rand der jeweiligen Seitentür 2, 3 angeordnet ist. Dieser vordere Rand der Seitentüren 2 und 3 ist daher auch als gelenkseitiger Rand 10 der jeweiligen Seitentür 2, 3 bezeichnet. Wie aus 2, deutlicher aber noch aus den 4 und 5 hervorgeht, taucht dieser gelenkseitige Rand 10 beim Öffnen der jeweiligen Seitentür 2, 3 geringfügig in das Fahrzeuginnere ein, während der jeweils hintere Rand der Seitentür 2, 3 nach außen ausschwenkt. Durch dieses Eintauchen des gelenkseitigen Rands 10 entsteht beim Öffnen der vorderen Seitentür 2 zwischen dem gelenkseitigen Rand 10 und dem vorderen Kotflügel 4 ein Türspalt 11. Ein gleichartiger Türspalt 11 entsteht auch beim Öffnen der hinteren Seitentür 3 zwischen dem gelenkseitigen Rand 10 dieser Seitentür 3 und dem hinteren Rand der vorderen Seitentür 2, sofern die vordere Seitentür 2 geschlossen ist.
Wie in 3 grob schematisch angedeutet ist, ist jeder der Seitentüren 2 und 3 jeweils eine Stellvorrichtung 12 bzw. 13 zugeordnet, die die jeweilige Seitentür 2, 3 automatisch entlang des Schwenkweges 8 verschwenkt. Jede Stellvorrichtung 12, 13 umfasst in nicht näher dargestellter Weise einen elektrischen Stellmotor, der über eine Stellmechanik auf die zugeordnete Seitentür 2, 3 wirkt. Jede Stellvorrichtung 12, 13 umfasst weiterhin eine als Motorsteuergerät bezeichnete Steuereinheit (ebenfalls nicht explizit dargestellt) zur Ansteuerung des Stellmotors. Die Motorsteuergeräte sind beispielsweise durch Mikrocontroller gebildet, in denen eine Betriebssoftware (Firmware) implementiert ist.
Um zu verhindern, dass beim automatischen Schließen einer der Seitentüren 2, 3 ein Hindernis (z.B. ein Körperteil eines Fahrzeugnutzers wie z.B. ein Finger oder ein Gegenstand) in dem jeweils zugeordneten Türspalt 11 eingeklemmt wird, ist jeder der beiden Seitentüren 2 und 3 jeweils eine Einklemmschutzeinrichtung 14 bzw. 15 zugeordnet. Jeder der beiden Einklemmschutzeinrichtungen 14, 15 umfasst hierbei jeweils einen kapazitiven Näherungssensor 16 sowie eine zugeordnete Steuereinheit 17. Die der vorderen Seitentür 2 zugeordnete Einklemmschutzeinrichtung 14 ist auch als vordere Einklemmschutzeinrichtung 14 bezeichnet. Die der hinteren Seitentür 3 zugeordnete Einklemmschutzeinrichtung 15 ist entsprechend auch als hintere Einklemmschutzeinrichtung 15 bezeichnet.
Wie 3 zu entnehmen ist, hat der Näherungssensor 16 der vorderen Einklemmschutzeinrichtung 14 eine langgestreckte Form. Er ist hierbei innenseitig an dem vorderen Kotflügel 4 angebracht, so dass er den gelenkseitigen Rand 10 der Seitentür 2 bzw. den zu überwachenden Türspalt 11 mit geringem den Abstand über dessen ganze Länge flankiert. Ebenso weist auch der kapazitive Näherungssensor 16 der hinteren Einklemmschutzeinrichtung 15 eine langgestreckte Form auf. Dieser Näherungssensor 16 ist innenseitig an der vorderen Seitentür 2 angebracht, so dass er den gelenkseitigen Rand 10 der hinteren Seitentür 3 bzw. den zu überwachenden Türspalt 11 über dessen gesamte Länge mit geringem Abstand flankiert.
Für die vordere Seitentür 2 und die vordere Einklemmschutzeinrichtung 14 ist die Anordnung des Näherungssensors 16 in 4 in größerem Detail gezeigt. Hieraus ist ersichtlich, dass der Näherungssensor 16 zwei als Rundleiter ausgebildete Sensorelektroden 18 aufweist, die hier im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Für die hintere Seitentür 3 und die hintere Einklemmschutzeinrichtung 15 ist die Anordnung des Näherungssensors 16 in 5 vergrößert dargestellt. Dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass auch in diesem Fall der Näherungssensor 16 zwei Sensorelektroden 18 umfasst. Diese Sensorelektroden 18 sind hier allerdings in Fahrzeuglängsrichtung nebeneinander angeordnet.
Die Anordnung der Sensorelektroden 18 folgt hierbei vorrangig bauraumtechnischen Gegebenheiten und ist daher bei verschiedenen Fahrzeugtypen bei Bedarf auch unterschiedlich. Insbesondere kann die Elektrodenanordnung gemäß 5 auch bei vorderen Einklemmschutzeinrichtung 14 zum Einsatz kommen, wenn dies aus Gründen des zur Verfügung stehenden Bauraums geboten ist. Umgekehrt kann die Elektrodenanordnung gemäß 4 auch bei der hinteren Einklemmschutzeinrichtung 15 zum Einsatz kommen.
Zusätzlich zu diesen Sensorelektroden 18 umfasst der Näherungssensor 16 in beiden Fällen jeweils einen nicht näher dargestellten Signalerzeugungsschaltkreis sowie ein ebenfalls nicht näher dargestelltes Kapazitätsmessglied.
Die beiden kapazitiven Näherungssensoren 16 der Einklemmschutzeinrichtungen 14 und 15 arbeiten vorzugsweise nach dem vorstehend bereits angesprochenen „Sender-Empfänger-Prinzip“. Entsprechend wird eine der beiden Sensorelektroden 18 im Betrieb des jeweiligen Näherungssensors 16 als Sendeelektrode betrieben, indem der Signalerzeugungsschaltkreis des Näherungssensors 16 diese Sensorelektrode 18 mit einer elektrischen Wechselspannung beaufschlagt. Unter Wirkung dieser Wechselspannung erzeugt die genannte Sensorelektrode 18 ein elektrisches Feld, das sich in dem umgebenden Raum, und damit insbesondere auch in dem Türspalt 11, ausbreitet. Die jeweils andere Sensorelektrode 18 des jeweiligen Näherungssensors 16 wird als Empfangselektrode betrieben, indem mittels des Kapazitätsmessglieds der unter Wirkung des elektrischen Feldes in dieser Sensorelektrode 18 induzierte Verschiebestrom gemessen wird. Aus dem gemessenen Verschiebestrom leitet das Kapazitätsmessglied eine (Kapazitäts-)Messgröße K ab, die für die (elektrische) Kapazität des durch die Sensorelektroden 18 gebildeten Kondensators charakteristisch ist. Der Näherungssensor 16 leitet diese Kapazitätsmessgröße K der zugehörigen Steuereinheit 17 als Eingangsgröße zu.
Die Steuereinheit 17 vergleicht die zugeführte Kapazitätsmessgröße K mit einem vorgegebenen Referenzwert R, der den zu erwartenden (Normal-)Wert der Kapazitätsmessgröße K im ungestörten Fall, d.h. in Abwesenheit eines Hindernisses im Türspalt 11 wiedergibt.
Bei der vorderen Einklemmschutzeinrichtung 14 hängt dieser Normalwert der Kapazitätsmessgröße K von der Stellposition x1 der zugeordneten Seitentür 2 ab. Daher ist hier der Referenzwert R in Form einer Kennwerttabelle variabel in Abhängigkeit von der Stellposition x1 hinterlegt. Bei der Einklemmschutzeinrichtung 15 ist der Normalwert der Kapazitätsmessgröße K nicht nur von der Stellposition x2 der zugeordneten Seitentür 3 abhängig, sondern zusätzlich auch von der Stellposition x1 der vorderen Seitentür 2, zumal hier der Näherungssensor 16 an der vorderen Seitentür 2 angeordnet ist und mit dieser mitbewegt wird. In diesem Fall ist der Referenzwert R daher als dreidimensionales Kennwertfeld sowohl in Abhängigkeit der Stellposition x1 als auch in Abhängigkeit der Stellposition x2 hinterlegt. Diese Abhängigkeit des Referenzwertes R von den Stellpositionen x1 und x2 ist beispielhaft in 6 dargestellt.
Um den türstellungsabhängigen Referenzwert R ermitteln zu können, wird der Steuereinheit 17 der Einklemmschutzeinrichtung 14 der aktuelle Wert der Stellposition x1 durch die Stellvorrichtung 12 zugeführt. Entsprechend erhält die Steuereinheit 17 der Einklemmschutzeinrichtung 15 von den Stellvorrichtungen 12 und 13 den jeweils aktuellen Wert der Stellpositionen x1 und x2.
Jede der beiden Steuereinheiten 17 vergleicht fortlaufend die von dem zugehörigen Näherungssensor 16 zugeführte Kapazitätsmessgröße K mit dem türstellungsspezifisch ausgewählten Referenzwert R. Als Auslösekriterium für die Signalisierung eines drohenden Einklemmfalls ist dabei in der jeweiligen Steuereinheit 17 eine Toleranzschwelle hinterlegt. Sofern der Vergleich der Kapazitätsmessgröße K mit dem Referenzwert R ergibt, dass die Kapazitätsgröße K von dem Referenzwert R um mehr als die Toleranzschwelle abweicht, erkennt die Steuereinheit 17 diese Abweichung als Indiz für die Anwesenheit eines Hindernisses in dem jeweils zugehörigen Türspalt 11.
In diesem Fall erzeugt die jeweilige Steuereinheit 17 ein Auslösesignal S und leitet dieses Auslösesignal S der zugehörigen Stellvorrichtung 12 bzw. 13 zu. Die Stellvorrichtungen 12 und 13 sind hierbei dazu eingerichtet, bei Empfang des Auslösesignals S den laufenden Schließvorgang der jeweiligen Seitentür 2 bzw. 3 sofort zu beenden und die Türbewegung geringfügig zu reversieren.
Beide Einklemmschutzeinrichtungen 14 und 15 sind beim Schließen der jeweils überwachten Seitentür 2 bzw. 3 grundsätzlich über die gesamte Dauer dieses Schließvorganges (damit unabhängig von der Stellposition x1 bzw. x2) aktiv. Allerdings wird die Aktivierung der hinteren Einklemmschutzeinrichtung 15 von der Stellposition x1 der vorderen Seitentür 2 abhängig gemacht. So ist die Einklemmschutzeinrichtung 15 nur dann aktiviert, wenn die vordere Seitentür 2 vollständig oder zumindest nahezu geschlossen ist. Wenn die Stellposition x1 dagegen außerhalb eines an die Schließstellung 6 (x1 = 0) anschließenden Teilbereiches des Schwenkweges 8 liegt, wird die Einklemmschutzeinrichtung 15 dagegen inaktiv. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass bei offener vorderer Seitentür 2 zwischen dieser und der hinteren Seitentür 3 keine Hindernisse eingeklemmt werden können.
In einer nicht explizit dargestellt weiteren Ausführungsform wird die Einklemmschutzeinrichtung 15 zusätzlich auch zur Überwachung des hinteren (schlossseitigen) Türspalts der vorderen Seitentür 2 herangezogen. Hierbei wird die Einklemmschutzeinrichtung 15 auch beim Schließen der vorderen Seitentür 2 aktiv, wobei die von dem zugehörigen Näherungssensor 16 ermittelte Kapazitätsmessgröße K wiederum mit dem vorgegebenen Referenzwert R verglichen wird. Wenn dieser Vergleich ergibt, dass die Kapazitätsmessgröße K von dem Referenzwert R um mehr als eine vorgegebene Toleranzschwelle abweicht, erzeugt die Steuereinheit 17 der Einklemmschutzeinrichtung 15 in diesem Fall ein weiteres Auslösesignal. Dieses weitere Auslösesignal wird der vorderen Stellvorrichtung 12 zugeführt, die daraufhin die Schließbewegung der vorderen Seitentür 2 stoppt oder reversiert.
Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich. Sie ist gleichwohl auf diese Ausführungsbeispiele aber nicht beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: (vordere) Seitentür
3: (hintere) Seitentür
4: (vorderer) Kotflügel
5: (hinterer) Kotflügel
6: Schließstellung
7: Öffnungsstellung
8: Schwenkweg
9: Gelenk
10: (gelenkseitiger) Rand
11: Türspalt
12: Stellvorrichtung
13: Stellvorrichtung
14: Einklemmschutzeinrichtung
15: Einklemmschutzeinrichtung
16: Näherungssensor
17: Steuereinheit
18: Sensorelektrode
x1: Stellposition
x2: Stellposition
K: (Kapazitäts-)Messgröße
R: Referenzwert
S: Auslösesignal

Claims

Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) für eine zu überwachende Seitentür (2, 3) eines Kraftfahrzeugs (1), die um ein Gelenk (9) zwischen einer Schließstellung (6) und einer Öffnungsstellung (7) schwenkbar ist, wobei sich zwischen einem gelenkseitigen Rand (10) der Seitentür (2, 3) und einem daran angrenzenden weiteren Fahrzeugteil (4, 2) ein Türspalt (11) öffnet bzw. schließt, umfassend einen Näherungsensor (16) zur Erfassung eines in den Türspalt (11) eindringenden Hindernisses und mit einer mit dem Näherungssensor (16) zusammenwirkenden Steuereinheit (17), die dazu eingerichtet ist, ein einen drohenden Einklemmfall anzeigendes Signal (S) auszugeben, wenn der Näherungssensor (16) beim Schließen der Seitentür (2, 3) ein Hindernis in dem Türspalt (11) detektiert, wobei zumindest ein Bestandteil (18) des Näherungssensors (16) innenseitig an dem weiteren Fahrzeugteil (4, 2) angeordnet ist.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Bestandteil (18) des Näherungssensors (16) derart an dem weiteren Fahrzeugteil (4, 2) angeordnet ist, dass er bei geschlossenen Seitentüren (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) von außen nicht sichtbar ist.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zu überwachende Seitentür eine vordere Seitentür (2) ist, und wobei das an den gelenkseitigen Rand (10) dieser Seitentür (2) angrenzende weitere Fahrzeugteil ein Kotflügel (4) ist.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zu überwachende Seitentür eine hintere Seitentür (3) ist, und wobei das an den gelenkseitigen Rand (10) dieser Seitentür (3) angrenzende weitere Fahrzeugteil eine vordere Seitentür (2) ist.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (17) dazu eingerichtet ist, das den drohenden Einklemmfall anzeigende Signal (S) bei Detektion eines Hindernisses nur dann auszugeben, wenn sich die vordere Seitentür (2) in einem an ihre Schließposition (6) angrenzenden Teilbereich ihres Schwenkwegs (8) befindet.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Näherungssensor ein kapazitiver Näherungssensor (16) ist, und wobei mindestens eine Sensorelektrode (18) dieses kapazitiven Näherungssensors (16) innenseitig an dem weiteren Fahrzeugteil (4, 2) angeordnet ist.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (17) dazu eingerichtet sind, eine von dem Näherungssensor (16) erfasste Kapazitätsmessgröße (K) mit einem vorgegebenen Referenzwert (R) zu vergleichen und das den drohenden Einklemmfall anzeigende Signal (S) auszugeben, wenn die Kapazitätsmessgröße (K) nach Maßgabe eines vorgegebenen Auslösekriteriums von dem Referenzwert (R) abweicht, wobei der Referenzwert (R) variabel in Abhängigkeit der Stellposition (x1, x2) der zu überwachenden Seitentür (2, 3) vorgegeben ist.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach den Ansprüchen 4 und 7, wobei der Referenzwert (R) zusätzlich variabel in Abhängigkeit der Stellposition (x1) der vorderen Seitentür (2) vorgegeben ist.
Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die zu überwachende Seitentür (2, 3) mittels einer Stellvorrichtung (12, 13) motorisch zwischen der Schließstellung (6) und der Öffnungsstellung (7) verstellbar ist.
Kraftfahrzeug (1) mit mindestens einer Seitentür (2, 3), die um ein Gelenk (9) zwischen einer Schließstellung (6) und einer Öffnungsstellung (7) schwenkbar ist, wobei sich zwischen einem gelenkseitigen Rand (9) der Seitentür (2, 3) und einem daran angrenzenden weiteren Fahrzeugteil (4, 2) ein Türspalt (11) öffnet bzw. schließt, sowie mit einer Einklemmschutzeinrichtung (14, 15) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.