DE102020108934A1

DE102020108934A1 - Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer Heckklappenanordnung

Info

Publication number: DE102020108934A1
Application number: DE102020108934.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Vill; Jan Schieschang; Maximilian Hartl; Matthias Findeis
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-09-30
Also published as: US20230120356A1; WO2021197734A1; CN115298048A

Abstract

Die Erfindung betrifft Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einer eine Heckscheibe (3) aufweisenden Heckklappe (2) und mit wenigstens einem Karosseriebauteil (8), an welches die Heckscheibe (3) bei geschlossener Heckklappe (2) angrenzt, und von welchem die Heckscheibe (3) bei geöffneter Heckklappe (2) weiter beabstandet ist als bei geschlossener Heckklappe (2). Einer kapazitive Sensoreinrichtung (14) ist zum Überwachen eines Zwischenraums zwischen der Heckscheibe (3) und dem wenigstens einen Karosseriebauteil (8) auf ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum vorgesehen. Wenigstens eine Elektrode (15, 19) der kapazitiven Sensoreinrichtung (14) ist an der Heckscheibe (3) angeordnet. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einer eine Heckscheibe aufweisenden Heckklappe und mit wenigstens einem Karosseriebauteil. Die Heckscheibe grenzt bei geschlossener Heckklappe an das wenigstens eine Karosseriebauteil an. Bei geöffneter Heckklappe ist die Heckscheibe weiter von dem Karosseriebauteil beabstandet als bei geschlossener Heckklappe. Zum Überwachen eines Zwischenraums zwischen der Heckscheibe und dem wenigstens einen Karosseriebauteil auf ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum ist eine kapazitive Sensoreinrichtung vorgesehen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Heckklappenanordnung.
Aus dem Kraftfahrzeugbau ist es bekannt, in eine karosseriefeste Dichtung, an welcher die Heckklappe des Kraftfahrzeugs bei geschlossener Heckklappe anliegt, eine kapazitive Sensoreinrichtung einzubringen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass eine Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung in dieser karosseriefesten Heckklappendichtung angeordnet ist, während als zweite Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung das Objekt dient, welches bei einem Schließen der Heckklappe zwischen der Dichtung und einem Rand der Heckklappe eingeklemmt werden könnte.
Nachteilig ist hierbei, dass bei einem derartigen Aufbau der kapazitiven Sensoreinrichtung elektrisch nicht-leitenden Objekte nicht erfasst werden können. Mit anderen Worten kann mittels einer derartigen kapazitiven Sensoreinrichtung der Zwischenraum zwischen dem Rand der Heckklappe und der karosseriefesten Dichtung nicht auf ein Vorhandensein von elektrisch nicht-leitenden Objekten in diesem Zwischenraum hin überwacht werden.
Des Weiteren bringt eine derartige Integration einer Elektrode einer kapazitiven Sensoreinrichtung in die karosseriefeste Dichtung für die Heckklappe eine sehr umständliche Leitungsführung mit sich. Insbesondere ist hier eine Aufteilung des Detektionsbereichs in verschiedene Abschnitte vorzusehen, wobei für jeden Abschnitt eigene elektrische Anschlüsse erforderlich sind. Dies macht die Überwachung des Zwischenraums vergleichsweise aufwändig.
Die WO 2011/038514 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verhindern eines Einklemmens eines Objekts zwischen einer bewegbaren Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs und einem feststehenden Rahmen der Fensterscheibe. Hierbei ist ein kapazitiver Sensor an dem Rahmen der Fensterscheibe angeordnet. Der Sensor umfasst eine Dichtung, welche auf den Rahmen aufgeklebt ist. Innerhalb der Dichtung sind eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode des kapazitiven Sensors angeordnet. Eine Veränderung eines Abstands zwischen den Elektroden aufgrund eines Einklemmens des Objekts zwischen der Dichtung und der Fensterscheibe wird anhand einer Änderung eines elektrischen Widerstands des kapazitiven Sensors oder anhand einer Änderung einer elektrischen Kapazität des kapazitiven Sensors erfasst.
Als nachteilig ist auch hier der Umstand anzusehen, dass das Integrieren der Elektroden der kapazitiven Sensoreinrichtung in die Dichtung vergleichsweise aufwändig ist. Zudem ist eine derartige kapazitive Sensoreinrichtung sehr empfindlich im Hinblick auf ein Vorhandensein von Schmutz wie beispielsweise Staub und/oder Laub und/oder von Wasser im Bereich der Dichtung. Denn auch derartige Substanzen oder Flüssigkeiten haben einen Einfluss auf die bei der Nutzung der kapazitiven Sensoreinrichtung erfassbaren elektrischen Größen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Heckklappenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine besonders sichere Überwachung des Zwischenraums zwischen der Heckscheibe und dem Karosseriebauteil ermöglicht, und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer solchen Heckklappenanordnung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Heckklappenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Eine erfindungsgemäße Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Heckklappe, welche eine Heckscheibe aufweist. Die Heckklappenanordnung umfasst weiter wenigstens ein Karosseriebauteil, an welches die Heckscheibe bei geschlossener Heckklappe angrenzt, und von welchem die Heckscheibe bei geöffneter Heckklappe weiter beabstandet ist als bei geschlossener Heckklappe. Die Heckklappenanordnung umfasst zudem eine kapazitive Sensoreinrichtung zum Überwachen eines Zwischenraums zwischen der Heckscheibe und dem wenigstens einen Karosseriebauteil auf ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum. Hierbei ist wenigstens eine Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung an der Heckscheibe angeordnet.
Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass beim Anordnen wenigstens einer Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung zum Überwachen des Zwischenraums in einem karosseriefesten Dichtelement die Elektrode der Sensoreinrichtung vergleichsweise weit von der Stelle entfernt ist, an welcher es zu einem Einklemmen des Objekts zwischen der Heckscheibe und dem an die Heckscheibe angrenzenden Karosseriebauteil kommen kann. Folglich kann ein Vorhandensein von Objekten in dem Zwischenraum nicht sehr zuverlässig erfasst werden, wenn die wenigstens eine Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung in dem karosseriefesten Dichtelement angeordnet ist.
Durch das Anordnen der wenigstens einen Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung an der Heckscheibe selber kann demgegenüber der Zwischenraum zwischen der Heckscheibe und dem angrenzenden Karosseriebauteil besonders sicher überwacht werden. Denn wenn sich die beim Bewegen der geöffneten Heckklappe in eine Schließstellung mit der Heckscheibe mitbewegende wenigstens eine Elektrode auf das wenigstens eine Karosseriebauteil zu bewegt, kann das Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum besonders sicher und zuverlässig erfasst werden. Die wenigstens eine Elektrode ist nämlich in großer Nähe zu dem Messort angeordnet.
Das Anordnen der wenigstens einen Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung an der Heckscheibe bringt es also zum einen mit sich, dass sich die wenigstens eine Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung besonders nah an dem zu messenden beziehungsweise zu überwachenden Objekt befindet. Dies ist der sicheren Überwachung des Zwischenraums zwischen der Heckscheibe und dem Karosseriebauteil zuträglich.
Des Weiteren kann auch ein Vorhandensein von elektrisch nicht-leitenden Objekten in dem Zwischenraum detektiert werden. Darüber hinaus lässt sich eine derartige kapazitive Sensoreinrichtung, bei welcher die wenigstens eine Elektrode an der Heckscheibe angeordnet ist, besonders einfach in das Kraftfahrzeug integrieren. Dies gilt sowohl für das Anschließen der wenigstens einen Elektrode an entsprechende elektrische Leitungen zur Messung der elektrischen Eigenschaften der Sensoreinrichtung in Abhängigkeit von dem Vorhandensein des Objekts als auch für die Montage in Form des Anbringens der wenigstens einen Elektrode an der Heckscheibe.
Zudem ermöglicht das Anordnen der wenigstens einen Elektrode an der Heckscheibe insbesondere das Bereitstellen eines Einklemmschutzes in dem Bereich zwischen der Heckscheibe und dem an die Heckscheibe angrenzenden Karosseriebauteil, welches als heckseitiger Seitenrahmen des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein kann.
Für die Überwachung des Zwischenraums zwischen der Heckscheibe und dem Karosseriebauteil auf das Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum bei geöffneter Heckklappe können durch Anlegen einer Spannung die wenigstens eine an der Heckscheibe angeordnete Elektrode und eine Gegenelektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung auf unterschiedliche elektrische Potentiale gebracht werden. Beispielsweise ist dann die Kapazität eines auf diese Weise gebildeten beziehungsweise geladenen Kondensators messbar. Und die Kapazität ist abhängig von den elektrischen Eigenschaften des Objekts wie etwa eines Fingers oder einer Hand, welcher oder welche sich in dem Zwischenraum und somit in einem von den Elektroden der kapazitiven Sensoreinrichtung erzeugten elektrischen Feld befindet.
Je nach Art der an die Elektroden der kapazitiven Sensoreinrichtung angelegten Spannung kann eine Veränderung der Kapazität der Sensoreinrichtung oder eine Veränderung des Werts eines elektrischen Widerstands des durch die Elektroden gebildeten Kondensators in Abhängigkeit von dem Vorhandensein des Objekts gemessen und somit erfasst werden.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Elektrode in einem Randbereich der Heckscheibe angeordnet, welcher an eine Schmalseite der Heckscheibe angrenzt. Hierbei ist die Schmalseite der Heckscheibe bei geschlossener Heckklappe dem wenigstens einen Karosseriebauteil zugewandt. Auf diese Weise ist eine Anordnung der wenigstens einen Elektrode in besonders großer Nähe zu dem Karosseriebauteil erreicht. Auch ein Objekt, welches bei geöffneter Heckklappe lediglich geringfügig von dem Karosseriebauteil her in den vorhandenen Zwischenraum hineinragt, kann so besonders zuverlässig erfasst werden. Folglich kann durch das Anordnen der wenigstens einen Elektrode in dem Randbereich der Heckscheibe ein besonders wirksamer Einklemmschutz bereitgestellt werden.
Eine Innenseite der Heckscheibe kann bei geschlossener Heckklappe einem Dichtelement zugewandt sein, welches an dem wenigstens einen Karosseriebauteil gehalten ist. Hierbei ist vorzugsweise zumindest ein Teilbereich der wenigstens einen Elektrode in Querrichtung der Heckscheibe gesehen zwischen dem Dichtelement und dem wenigstens einen Karosseriebauteil angeordnet. Durch eine derartige Anordnung der wenigstens einen Elektrode an der Heckscheibe lässt sich insbesondere der Bereich zwischen dem Dichtelement und dem Karosseriebauteil auf das Vorhandensein von Objekten in dem Zwischenraum hin überwachen. Da derartige Objekte beim Schließen der Heckklappe eingeklemmt werden könnten, ist dies im Hinblick auf die sichere Überwachung des Zwischenraums besonders vorteilhaft.
Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Anordnung der wenigstens einen Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung in dem karosserieseitigen Dichtelement die kapazitive Sensoreinrichtung vergleichsweise weit von dem Messort entfernt ist. Denn zwischen dem Dichtelement und dem Karosseriebauteil, welchem bei geschlossener Heckklappe die Schmalseite der Heckscheibe zugewandt ist, ist üblicherweise eine Wasserrinne vorhanden, über welche beispielsweise Niederschlagswasser ablaufen kann. Bei Anordnung der wenigstens einen Elektrode der Sensoreinrichtung in dem Dichtelement ist somit der Abstand der Sensoreinrichtung von der Schmalseite der Heckscheibe vergleichsweise groß.
Dementsprechend ist die Stelle, an welcher eine Detektion des Vorhandenseins eines Objekts in dem Zwischenraum stattfinden kann, in Fahrzeugquerrichtung beziehungsweise in Querrichtung der Heckscheibe um die Breite der Wasserrinne hin zu einem Innenraum des Kraftfahrzeugs verschoben. Infolge dieser vergleichsweise großen Entfernung der wenigstens einen Elektrode von dem zu messenden Objekt kann das zu messende Objekt vergleichsweise schlecht erfasst werden.
Demgegenüber kann eine besonders geringe Entfernung der wenigstens einen Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung von dem Messort erreicht werden, wenn zumindest der Teilbereich der wenigstens einen Elektrode in Querrichtung der Heckscheibe gesehen zwischen dem Dichtelement und dem Karosseriebauteil angeordnet ist.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung durch das wenigstens eine Karosseriebauteil bereitgestellt ist. Beispielsweise kann das wenigstens eine Karosseriebauteil das Massepotential der Karosserie des Kraftfahrzeugs aufweisen und als Bezugspotential des durch die Elektroden der kapazitiven Sensoreinrichtung gebildeten Kondensators dienen. Insbesondere kann das Karosseriebauteil als elektrischer Minuspol des Kondensators fungieren und dementsprechend die an der Heckscheibe angeordnete weitere Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung als der elektrische Pluspol des Kondensators.
Da das Glas der Heckscheibe kein elektrischer Leiter ist, bewirkt die Beaufschlagung der an der Heckscheibe angeordneten Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung mit positiver Ladung, also das Bringen der an der Heckscheibe angeordneten Elektrode auf ein höheres elektrisches Potential als das Potential des Karosseriebauteils, die Ausbildung eines elektrischen Felds zwischen der Elektrode an der Heckscheibe und der durch das Karosseriebauteil bereitgestellten Elektrode. Wird nun ein Objekt in dieses elektrische Feld eingebracht, so verändert sich die Kapazität der die beiden Elektroden umfassenden kapazitiven Sensoreinrichtung. Durch das Bereitstellen einer der Elektroden der kapazitiven Sensoreinrichtung durch das wenigstens eine Karosseriebauteil ist ein sehr einfacher Aufbau der kapazitiven Sensoreinrichtung erreichbar.
Zusätzlich oder alternativ können eine erste Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung und eine zweite Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung an der Heckscheibe angeordnet sein. Hierbei erfolgt die Ladungstrennung zur Ausbildung des Kondensators der kapazitiven Sensoreinrichtung dadurch, dass die beiden an der Heckscheibe angeordneten Elektroden auf unterschiedliche elektrische Potential gebracht werden. Befinden sich sowohl die erste (beispielsweise positive) Elektrode als auch die zweite (dann negative) Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung an der Heckscheibe, so kann ein von einem Vorhandensein von Wasser besonders wenig beeinflusstes elektrisches Feld von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode erzeugt werden.
Es kann so nämlich insbesondere sichergestellt werden, dass das elektrische Feld kaum in eine Wasserrinne hineinreicht, welche im Bereich des Karosseriebauteils ausgebildet ist. Folglich beeinflusst ein Vorhandensein von Wasser in der Wasserrinne auch das zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode ausgebildete elektrische Feld besonders wenig. Mit anderen Worten bleibt gegebenenfalls in der Wasserrinne ablaufendes Wasser besonders weit von dem elektrischen Feld entfernt, sodass ein Einfluss von Wasser auf das elektrische Feld besonders gering ist. Dies bringt eine besonders genaue Messung beim Überwachen des Zwischenraums auf das Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum mit sich.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Elektrode auf eine Innenseite der Heckscheibe aufgebracht. Die Innenseite liegt einer Außenseite der Heckscheibe gegenüber, wobei die Außenseite bei geschlossener Heckscheibe der Umgebung zugewandt ist. Auf diese Weise ist die wenigstens eine Elektrode durch die Heckscheibe selber vor einer etwaigen Beschädigung besonders gut geschützt.
Zudem werden üblicherweise zum Bereitstellen etwa einer Heckscheibenheizung und/oder von Antennenfunktionen häufig bei der Herstellung von Heckscheiben elektrische Leiter auf die Innenseite oder Unterseite der Heckscheibe aufgebracht. Es ist also mit einem besonders geringen Aufwand verbunden, zusätzlich zu derartigen elektrischen Leitern die wenigstens eine Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung auf die Innenseite der Heckscheibe aufzubringen.
Das Anordnen der wenigstens einen Elektrode an der Heckscheibe kann also insbesondere in dem gleichen Fertigungsschritt der Fertigung der Heckscheibe erfolgen, in welchem auch der wenigstens eine elektrische Leiter etwa für die Heckscheibenheizung und/oder die Antennenfunktion auf die Innenseite beziehungsweise Unterseite der Heckscheibe aufgebracht wird. Im Vergleich zu einem Einbringen der wenigstens einen Elektrode zwischen zwei Lagen einer als Verbundglasscheibe ausgebildeten Heckscheibe ist zudem das Anordnen der wenigstens einen Elektrode auf der Innenseite der Heckscheibe besonders aufwandsarm.
Vorzugsweise erstreckt sich die wenigstens eine Elektrode in Hochrichtung der Heckscheibe entlang eines gesamten Teilbereichs der Heckscheibe, wobei eine Schmalseite des Teilbereichs bei geschlossener Heckklappe dem wenigstens einen Karosseriebauteil zugewandt ist. Auf diese Weise kann der gesamte, im Hinblick auf das Einklemmen eines Objekts kritische Teilbereich der Heckscheibe auf das Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum hin überwacht werden. Dies ist dem Bereitstellen eines besonders weitgehenden Einklemmschutzes zuträglich.
Vorzugsweise sind jeweilige Elektroden von kapazitiven Sensoreinrichtungen der Heckklappenanordnung in einem ersten Randbereich der Heckscheibe und in einem zweiten Randbereich der Heckscheibe angeordnet. Hierbei liegt der zweite Randbereich dem ersten Randbereich in Querrichtung der Heckscheibe gesehen gegenüber. Durch das Vorsehen der jeweiligen Elektroden in den jeweiligen Randbereichen der Heckscheibe können die beiden in Querrichtung der Heckscheibe einander gegenüberliegenden Randbereiche der Heckscheibe daraufhin überwacht werden, ob sich bei geöffneter Heckklappe ein Objekt in dem Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Randbereich der Heckscheibe und dem Karosseriebauteil befindet. Folglich ist ein besonders umfassender Einklemmschutz erreichbar. Bei an dem Kraftfahrzeug angeordneter Heckklappe erstreckt sich die Querrichtung der Heckscheibe parallel zur F ah rzeugq uerachse.
Vorzugsweise umfasst die Heckklappenanordnung eine Vorrichtung zum Anhalten der Heckklappe in einer Offenstellung in Abhängigkeit von einem Signal der kapazitiven Sensoreinrichtung. Hierbei gibt das Signal ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum an. Auf diese Weise ist durch die Heckklappenanordnung ein wirksamer Einklemmschutz bereitgestellt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche eine Heckklappe mit einer Heckscheibe und wenigstens ein Karosseriebauteil aufweist, grenzt die Heckscheibe bei geschlossener Heckklappe an das Karosseriebauteil an. Bei geöffneter Heckklappe ist die Heckscheibe von dem Karosseriebauteil weiter beabstandet als bei geschlossener Heckklappe. Bei dem Verfahren wird mittels einer kapazitiven Sensoreinrichtung ein Zwischenraum zwischen der Heckscheibe und dem wenigstens einen Karosseriebauteil auf ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum hin überwacht. Hierbei wird zum Überwachen des Zwischenraums auf das Vorhandensein des Objekts hin wenigstens eine an der Heckscheibe angeordnete Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung verwendet.
Ein derartiges Verfahren ermöglicht eine besonders sichere Überwachung des bei geöffneter Heckklappe zwischen der Heckscheibe und dem Karosseriebauteil vorhandenen Zwischenraums auf das Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum hin.
Die für die erfindungsgemäße Heckklappenanordnung beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 in schematischer Darstellung und ausschnittsweise ein Kraftfahrzeug mit geöffneter Heckklappe;
2 schematisch eine Heckscheibe der Heckklappe in einer rückwärtigen Ansicht, wobei die Heckscheibe in einander gegenüberliegenden Randbereichen Elektroden einer jeweiligen kapazitiven Sensoreinrichtung aufweist;
3 einen der Randbereiche der Heckscheibe mit den Elektroden in einer vergrößerten, schematischen Detailansicht;
4 eine teilweise geschnittene Ansicht der Heckscheibe und des an die Heckscheibe angrenzenden Seitenrahmens des Kraftfahrzeugs bei geöffneter Heckklappe, wobei eine Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung an der Heckscheibe angeordnet ist und die andere Elektrode durch den Seitenrahmen gebildet ist; und
5 eine Variante der kapazitiven Sensoreinrichtung gemäß 4, wobei sowohl eine erste Elektrode als auch eine zweite Elektrode der kapazitiven Sensoreinrichtung an der Heckscheibe angeordnet sind.

In 1 ist schematisch und ausschnittsweise ein Kraftfahrzeug 1 mit geöffneter Heckklappe 2 gezeigt. Die Heckklappe 2 weist eine Heckscheibe 3 auf, welche in 2 in einer rückwärtigen Ansicht, also in einer Ansicht auf eine Außenseite 4 der Heckscheibe 3 gezeigt ist. Bei geschlossener Heckklappe 2 liegt die Heckklappe 2 an wenigstens einem Dichtelement beziehungsweise an einer Dichtung 5 an, welche karosseriefest angeordnet ist und um eine durch die Heckklappe 2 verschließbare Öffnung umläuft (vergleiche 1).
Vorliegend ist die Heckklappe 2 derart gestaltet, dass jeweilige, in Querrichtung der Heckscheibe 3 einander gegenüberliegende Randbereiche 6, 7 der Heckscheibe 3 (vergleiche 2) bei geschlossener Heckklappe 2 an Karosseriebauteilen in Form eines in 1 linken Seitenrahmens 8 und eines in 1 rechten Seitenrahmens 9 angrenzen.
Die Querrichtung der Heckscheibe 3 ist in 2, in 4 und in 5 durch einen Doppelpfeil 13 veranschaulicht. In dem Kraftfahrzeug 1 verläuft diese Querrichtung der Heckscheibe 3 im Wesentlichen parallel zu der Fahrzeugachse y des Kraftfahrzeugs 1. Die Fahrzeugquerachse y ist in 1 ebenso wie die Fahrzeuglängsachse x des Kraftfahrzeugs 1 und die Fahrzeughochachse z des Kraftfahrzeugs 1 durch ein rechtwinkliges Koordinatensystem veranschaulicht. Auch eine Schwenkachse der Heckklappe 2, um welche die Heckklappe 2 zum Öffnen verschwenkbar ist, verläuft im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugquerachse y.
In 4 und 5 ist zur Veranschaulichung des Angrenzens der Heckscheibe 3 an das wenigstens eine Karosseriebauteil bei geschlossener Hecklappe 2 beispielhaft das Karosseriebauteil in Form des linken Seitenrahmens 8 teilweise geschnitten und perspektivisch gezeigt. Zudem ist in 4 und 5 die Dichtung 5 vergrößert und teilweise geschnitten dargestellt, welche um die mittels der Heckklappe 2 verschließbare, rückwärtige Öffnung des Kraftfahrzeugs 1 (vergleiche 1) umläuft.
In 4 ist (wie auch in 5) die Heckklappe 2 in einem zumindest ein Stück weit geöffneten Zustand gezeigt. Bei geschlossener Heckklappe 2 ist demgegenüber eine Schmalseite 10 der Heckscheibe 3 einer Wand 11 des Seitenrahmens 8 zugewandt. Diese Wand 11 begrenzt eine durch den Seitenrahmen 8 gebildete Wasserrinne 12 seitlich beziehungsweise in Querrichtung der Heckscheibe 3 (vergleiche 4 und 5). Mit anderen Worten liegt bei geschlossener Heckklappe 2 die Schmalseite 10 der Heckscheibe 3 der Wand 11 gegenüber.
Bei geschlossener Heckklappe 2 liegt außerdem ein (in 4 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigtes) Rohbauteil der Heckklappe 2 an der Dichtung 5 an. Das etwa als Rahmen oder Innenblech der Heckklappe 2 ausgebildete Rohbauteil der Heckklappe 2 dient insbesondere einer Halterung der Heckscheibe 3.
Vorliegend wird mittels einer kapazitiven Sensoreinrichtung 14 überwacht, ob sich bei geöffneter Heckklappe 2 ein Objekt wie beispielsweise ein Finger oder eine Hand in einem Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Randbereich 6, 7 der Heckscheibe 3 und dem Karosseriebauteil in Form des jeweiligen Seitenrahmens 8, 9 befindet. Hierbei weist die kapazitive Sensoreinrichtung 14 beziehungsweise der kapazitive Sensor zumindest eine erste Elektrode 15 auf, welche an der Heckscheibe 3 angeordnet ist.
Eine Heckklappenanordnung des Kraftfahrzeugs 1 umfasst die Heckklappe 2 mit der Heckscheibe 3, das wenigstens eine Karosseriebauteil vorliegend in Form des jeweiligen Seitenrahmens 8, 9 und die kapazitive Sensoreinrichtung 14.
Aus 2 ist in Zusammenschau mit 3 ersichtlich, dass an den in Querrichtung der Heckscheibe 3 einander gegenüberliegenden Randbereichen 6, 7 jeweilige erste Elektroden 15, 16 jeweiliger kapazitiver Sensoreinrichtungen 14 angeordnet sein können. Bei der Erläuterung der Funktionsweise der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 anhand von 3 bis 5 wird jedoch der Einfachheit halber lediglich auf die in dem in 2 linken Randbereich 6 beziehungsweise ersten Randbereich 6 der Heckscheibe 3 angeordnete erste Elektrode 15 eingegangen.
Zunächst ist aus 3 ersichtlich, dass die erste Elektrode 15 durch Leiterbahnen bereitgestellt sein kann, welche in dem ersten Randbereich 6 auf eine Unterseite beziehungsweise Innenseite 17 der Heckscheibe 3 aufgebracht sind. Die Leiterbahnen, welche die erste Elektrode 15 bilden, erstrecken sich hierbei entlang eines gesamten Teilbereichs der Heckscheibe 3, dessen Schmalseite 10 bei geschlossener Heckklappe 2 dem Seitenrahmen 8 zugewandt ist. Dementsprechend kann über diesen gesamten Teilbereich hinweg überwacht werden, ob bei einem (insbesondere motorisch bewirkten) Schließen der Heckklappe 2 ein Objekt zwischen dem Randbereich 6 der Heckscheibe 3 und dem angrenzenden Seitenrahmen 8 eingeklemmt wird.
Gemäß 3 weisen die auf die Innenseite 17 der Heckscheibe 3 aufgebrachten Leiterbahnen einen im Wesentlichen in Querrichtung der Heckscheibe 3 verlaufenden Abschnitt 18 auf, welcher perspektivisch auch in 4 und in 5 gezeigt ist.
Bei der in 4 gezeigten Variante der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 ist eine zweite Elektrode 19 der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 durch den Seitenrahmen 8 gebildet. Beispielsweise kann der Seitenrahmen 8 das elektrische Bezugspotential von null eines die erste Elektrode 15 und die zweite Elektrode 19 aufweisenden Kondensators der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 aufweisen.
Gegenüber diesem in 4 als elektrischer Minuspol dargestellten Bezugspotential in Form der durch die Karosserie des Kraftfahrzeugs 1 gebildeten Masse wird die erste Elektrode 15 auf ein anderes elektrisches Potential gebracht. Dementsprechend ist in 4 die erste Elektrode 15 als elektrischer Pluspol dargestellt. Auf diese Weise kann der die erste Elektrode 15 und die zweite Elektrode 19 umfassende Kondensator der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 geladen werden.
Feldlinien 20, von welchen der Übersichtlichkeit halber in 4 lediglich einige mit einem Bezugszeichen versehen sind, veranschaulichen ein von dem geladenen Kondensator erzeugtes elektrisches Feld der kapazitiven Sensoreinrichtung 14.
Wird nun ein Objekt wie etwa ein Finger oder eine Hand in den Zwischenraum zwischen dem Randbereich 6 der Heckscheibe 3 und dem Seitenrahmen 8 bei geöffneter Heckklappe 2 eingebracht, so verändert sich die Kapazität des Sensors beziehungsweise der kapazitiven Sensoreinrichtung 14.
Dies gilt sowohl dann, wenn ein elektrisch leitfähiges Objekt in den Zwischenraum eingebracht wird, als auch dann, wenn sich in dem Zwischenraum ein elektrisch nichtleitendes Objekt befindet. Die entsprechende Veränderung der Kapazität der Sensoreinrichtung 14 kann mittels einer (nicht gezeigten) Messeinrichtung erfasst werden.
Vorzugsweise ist eine in 1 lediglich schematisch gezeigte und auch im Hinblick auf ihre Anordnung in dem Kraftfahrzeug 1 in 1 nicht realitätsgetrau dargestellte Vorrichtung 21 vorgesehen, mittels welcher sich die Heckklappe 2 in einer Offenstellung anhalten lässt. Mittels dieser Vorrichtung 21 der Heckklappenanordnung wird das Anhalten der Heckklappe 2 in der Offenstellung dann bewirkt, wenn das Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum zwischen einem der Randbereich 6, 7 der Heckscheibe 3 und einem der Seitenrahmen 8, 9 festgestellt wird. Die Vorrichtung 21 wird in Abhängigkeit von einem Signal der wenigstens einen kapazitiven Sensoreinrichtung 14 angesteuert.
Aus 4 ist ersichtlich, dass sich die Feldlinien 20 in den Bereich der Wasserrinne 12 erstrecken, welche zwischen der Wand 11 des Seitenrahmens 8 und der Dichtung 5 ausgebildet ist. Um einen Einfluss von sich in der Wasserrinne 12 befindendem Wasser auf das Erfassen des Objekts in dem Zwischenraum besonders gering zu halten, kann bei der Heckklappenanordnung eine Variante der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 verwendet werden, welche in 5 schematisch gezeigt ist.
Hierbei sind sowohl die erste Elektrode 15 als auch die zweite Elektrode 19 der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 durch auf die Innenseite 17 beziehungsweise Unterseite der Heckscheibe 3 aufgebrachte Leiterbahnen bereitgestellt. Dementsprechend wird das elektrische Feld, welches auch in 5 schematisch durch Feldlinien 20 veranschaulicht ist, so gelenkt, dass das elektrische Feld besonders wenig von sich gegebenenfalls in der Wasserrinne 12 befindendem Wasser beeinflusst wird. Auf diese Weise können Messfehler beziehungsweise Messungenauigkeiten besonders weitgehend vermieden werden.
In 5 ist die zweite Elektrode 19 als elektrischer Minuspol der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 dargestellt und die erste Elektrode 15 als der elektrische Pluspol der kapazitiven Sensoreinrichtung 14. Auch hier bewirkt das Einbringen eines Objekts in das durch die Elektroden 15, 19 erzeugte elektrische Feld eine Veränderung der Kapazität des Kondensators, welcher durch die sich auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen befindenden Elektroden 15, 19 gebildet ist.
Zur Ladungstrennung und somit das Bringen der Elektroden 15, 19 auf unterschiedliche elektrische Potentiale kann an die Elektroden 15, 19 sowohl bei der in 4 gezeigten Variante als auch bei der in 5 gezeigten Variante eine Spannung angelegt werden.
Und sowohl bei der in 4 gezeigten Variante der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 als auch bei der in 5 gezeigten Variante der kapazitiven Sensoreinrichtung 14 ist eine Detektion von Objekten in dem unmittelbar an die Schmalseite 10 angrenzenden jeweiligen Randbereich 6, 7 der Heckscheibe 3 möglich.
Denn die an der Heckscheibe 3 angeordnete wenigstens eine Elektrode 15, 19 befindet sich in sehr großer Nähe zu dem jeweiligen Seitenrahmen 8, 9 und somit sehr nahe an dem Messfeld. Das Überprüfen auf ein Vorhandensein von Gegenständen oder Objekten in dem zu überwachenden Bereich oder Zwischenraum lässt sich somit aufgrund des Anbringens der wenigstens einen Elektrode 15, 19 an der Heckscheibe 3 besonders einfach erreichen.
Aus 4 und 5 ist diesbezüglich insbesondere ersichtlich, dass vorzugsweise zumindest die erste Elektrode 15 (vergleiche 4) oder die erste Elektrode 15 und die zweite Elektrode 19 (vergleiche 5) in Querrichtung der Heckscheibe 3 gesehen zwischen dem Dichtelement beziehungsweise der Dichtung 5 und dem Karosseriebauteil in Form des jeweiligen Seitenrahmens 8, 9 angeordnet sind. Somit können Objekte besser und sicherer erfasst werden, welche sich bei geöffneter Heckklappe 2 in dem Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Randbereich 6, 7 und dem Seitenrahmen 8, 9 befinden, als dies bei einer Anordnung der Elektroden eines kapazitiven Sensors in der Dichtung 5 der Fall wäre.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Kollisionserkennung beim Heckklappenschließen über die kapazitive Sensoreinrichtung 14 in der Heckscheibe 3 beziehungsweise an der Heckscheibe 3 erreicht werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Heckklappe
3: Heckscheibe
4: Außenseite
5: Dichtung
6: Randbereich
7: Randbereich
8: Seitenrahmen
9: Seitenrahmen
10: Schmalseite
11: Wand
12: Wasserrinne
13: Doppelpfeil
14: Sensoreinrichtung
15: Elektrode
16: Elektrode
17: Innenseite
18: Abschnitt
19: Elektrode
20: Feldlinien
21: Vorrichtung
x: Fahrzeuglängsachse
y: Fahrzeugquerachse
z: Fahrzeughochachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/038514 A1 [0005]

Claims

Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug (1), mit einer eine Heckscheibe (3) aufweisenden Heckklappe (2), mit wenigstens einem Karosseriebauteil (8, 9), an welches die Heckscheibe (3) bei geschlossener Heckklappe (2) angrenzt, und von welchem die Heckscheibe (3) bei geöffneter Heckklappe (2) weiter beabstandet ist als bei geschlossener Heckklappe (2), und mit einer kapazitiven Sensoreinrichtung (14) zum Überwachen eines Zwischenraums zwischen der Heckscheibe (3) und dem wenigstens einen Karosseriebauteil (8, 9) auf ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (15, 19) der kapazitiven Sensoreinrichtung (14) an der Heckscheibe (3) angeordnet ist.
Heckklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Elektrode (15, 19) in einem Randbereich (6, 7) der Heckscheibe (3) angeordnet ist, welcher an eine Schmalseite (10) der Heckscheibe (3) angrenzt, wobei die Schmalseite (10) der Heckscheibe (3) bei geschlossener Heckklappe (2) dem wenigstens einen Karosseriebauteil (8, 9) zugewandt ist.
Heckklappenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenseite (17) der Heckscheibe (3) bei geschlossener Heckklappe (2) einem Dichtelement (5) zugewandt ist, welches an dem wenigstens einen Karosseriebauteil (8, 9) gehalten ist, wobei zumindest ein Teilbereich der wenigstens einen Elektrode (15, 19) in Querrichtung (13) der Heckscheibe (3) gesehen zwischen dem Dichtelement (5) und dem wenigstens einen Karosseriebauteil (8, 9) angeordnet ist.
Heckklappenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode (19) der kapazitiven Sensoreinrichtung (14) durch das wenigstens eine Karosseriebauteil (8, 9) bereitgestellt ist.
Heckklappenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Elektrode (15) der kapazitiven Sensoreinrichtung (14) und eine zweite Elektrode (19) der kapazitiven Sensoreinrichtung (14) an der Heckscheibe (3) angeordnet sind.
Heckklappenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Elektrode (15, 19) auf eine Innenseite (17) der Heckscheibe (3) aufgebracht ist, welche einer bei geschlossener Heckklappe (2) der Umgebung zugewandten Außenseite (4) der Heckscheibe (3) gegenüberliegt.
Heckklappenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine Elektrode (15, 19) in Hochrichtung der Heckscheibe (3) entlang eines gesamten Teilbereichs der Heckscheibe (3) erstreckt, dessen Schmalseite (10) bei geschlossener Heckklappe (2) dem wenigstens einen Karosseriebauteil (8, 9) zugewandt ist.
Heckklappenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweilige Elektroden (15, 19) von kapazitiven Sensoreinrichtungen (14) der Heckklappenanordnung in einem ersten Randbereich (6) der Heckscheibe (3) und in einem zweiten Randbereich (7) der Heckscheibe (3) angeordnet sind, wobei der zweite Randbereich (7) dem ersten Randbereich (6) in Querrichtung (13) der Heckscheibe (3) gesehen gegenüberliegt.
Heckklappenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (21) zum Anhalten der Heckklappe (2) in einer Offenstellung in Abhängigkeit von einem Signal der kapazitiven Sensoreinrichtung (14), welches ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum angibt.
Verfahren zum Betreiben einer Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug (1), welche eine Heckklappe (2) mit einer Heckscheibe (3) und wenigstens ein Karosseriebauteil (8, 9) aufweist, an welches die Heckscheibe (3) bei geschlossener Heckklappe (2) angrenzt, und von welchem die Heckscheibe (3) bei geöffneter Heckklappe (2) weiter beabstandet ist als bei geschlossener Heckklappe (2), bei welchem mittels einer kapazitiven Sensoreinrichtung (14) ein Zwischenraum zwischen der Heckscheibe (3) und dem wenigstens einen Karosseriebauteil (8, 9) auf ein Vorhandensein eines Objekts in dem Zwischenraum hin überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überwachen des Zwischenraums auf das Vorhandensein des Objekts hin wenigstens eine an der Heckscheibe (3) angeordnete Elektrode (15, 19) der kapazitiven Sensoreinrichtung (14) verwendet wird.