DE19937963A1

DE19937963A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Begrenzen der Schließkraft eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs

Info

Publication number: DE19937963A1
Application number: DE19937963A
Authority: DE
Inventors: Christian Stolz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2001-02-15
Also published as: WO2001012935A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Begrenzen der Schließkraft eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs (14), mit einem Motor (15) und einer die Position der vom Verstellantrieb (14) angetriebenen, beweglichen Teile, insbesondere Fenster und Schiebedächer, erfassenden Positionserfassungseinheit (18) und einer Auswerteeinheit (19). Es wird vorgeschlagen, daß die Bewegungsbereiche der beweglichen Teile von mindestens einer mit der Auswerteeinheit (19) in Verbindung stehenden Sender-Empfänger-Einheit (20) überwacht werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Begrenzen der Schließkraft eines in einem Fahrzeug an geordneten Verstellantriebs nach der Gattung der unabhängi gen Ansprüche.

Bei den gängigen Verfahren zum Begrenzen der Schließkraft von Verstellantrieben in Kraftfahrzeugen wird üblicherweise die Drehzahl oder die Stromaufnahme des Verstellmotors ge messen und mit aufwendigen Algorithmen ausgewertet. Bei An omalien bzw. Abweichungen von für den ungestörten Schließ vorgang typischen Verläufen wird der Verstellantrieb still gesetzt oder reversiert. Damit wird ein Einklemmen eines menschlichen Körperteils oder eines Gegenstandes verhindert bzw. die darauf wirkende Einklemmkraft auf ein gesetzlich vorgeschriebenes, tolerierbares Maß begrenzt.

Nachteilig bei diesen Verfahren jedoch ist, daß eine Person oder ein Gegenstand immer erst zu einem gewissen Maß einge klemmt werden muß, um eine Einklemmsituation zu erkennen und angemessen darauf zu reagieren. Weiterhin nachteilig ist, daß während des Fahrbetriebes häufig Störfaktoren auf treten, die ein unerwünschtes Auslösen des Einklemmschutzes nach sich ziehen, beispielsweise das Fahren auf einer holp rigen Strecke oder Sogwirkungen bei hohen Geschwindigkei ten.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß ein völlig berührungs loses Erkennen eines sich androhenden Einklemmvorganges ei ner Person oder eines Gegenstandes ermöglicht wird. Durch das Überwachen der Bewegungsbereiche der von dem Verstel lantrieb angetriebenen beweglichen Teile mit einer elektro magnetischen Sender-Empfänger-Einheit können Hindernisse im Bewegungsbereich sicher und zuverlässig erkannt und Ein klemmsituationen - beispielsweise durch Reversieren oder Stoppen des Verstellantriebes - gezielt vermieden werden.

Ein weiterer, sehr großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß die typischen, während des Fahrbetriebs auftretenden Störfaktoren, die zu Fehlauslösungen führen können, nicht berücksichtigt werden müssen.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des Verfahrens nach dem Hauptanspruch möglich.

So ist es von Vorteil, wenn von der mindestens einen Sen der-Empfänger-Einheit Radarsignale beispielsweise im Mikro wellenbereich ausgesendet und empfangen werden. Mit diesen Radarsignalen, die insbesondere von menschlichen Körpertei len reflektiert werden, können Hindernisse in dem Bewe gungsbereich der beweglichen Teile sicher erkannt werden.

Zur zuverlässigen Erkennung von Einklemmsituationen ist es nötig, daß der mindestens einen mit einer Auswerteeinheit in Verbindung stehenden Sender-Empfänger-Einheit die je weils aktuellen, beispielsweise von einer zusätzlichen Sen sorik ermittelten Positionen der beweglichen Teile zuge führt und die von der Sender-Empfänger-Einheit empfangenen Signale unter Berücksichtigung dieser Positionen ausgewer tet werden. Dies ermöglicht es zu entscheiden, ob es sich bei einer Änderung der empfangenen Signale um einen ganz normalen Schließvorgang handelt, bei dem sich das bewegli che Teil an seine endgültige Schließposition annähert, oder ob sich ein Hindernis im Bewegungsbereich befindet, was das Auslösen einer Maßnahme zum Einklemmschutz erfordert.

Alternativ dazu ist es auch möglich, daß die reflektierten, empfangenen Signale der mindestens einen Sender-Empfänger- Einheit unter Berücksichtigung von Referenzradarsignalen für einen ungestörten Schließvorgang ausgewertet werden. Diese Referenzradarsignale können beispielsweise durch ei nen einmaligen oder einen in zyklischen Intervallen durch zuführenden Referenzlauf ermittelt und in der Auswerteein heit abgelegt werden. Eine aktuelle Positionserfassung der beweglichen Teile über eine zusätzliche Sensorik - bei spielsweise mit Inkrementalzählern oder dergleichen - kann dann entfallen, was einen großen Vorteil darstellt.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Reichweite und die Emp findlichkeit der mindestens einen Sender-Empfänger-Einheit gezielt auf bestimmte Bewegungsbereiche abgestimmt werden.

Dies eröffnet beispielsweise die Möglichkeit, wirklich nur die von den beweglichen Teilen durchfahrenen Bewegungsbe reiche oder nur die relevanten Bewegungsbereiche zu überwa chen. In weniger relevanten Bereichen ist die Gefahr eines Einklemmens gering, beispielsweise in Bereichen, in denen das bewegliche Teil in eine Dichtung eintaucht oder in de nen das bewegliche Teil eine relativ große Öffnung frei gibt.

Das Abstimmen der Empfindlichkeit erlaubt ein noch diffe renzierteres Auswerteverfahren, beispielsweise können dann extrem kritische Bereiche sehr empfindlich und weniger kri tische Bereiche relativ unempfindlich überwacht werden. Da mit kann auch ausgeschlossen werden, daß ein kurzzeitiges, ungefährliches Verweilen von Hindernissen während eines Schließvorganges nicht automatisch zur Aktivierung einer Einklemmschutzmaßnahme führt.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn anhand der gesende ten und empfangenen Radarsignale die Position der sich im Bewegungsbereich befindlichen Hindernisse ermittelt wird. Dies ist z. B. mit sogenannten Doppler-Radarsensoren mög lich, die in der Lage sind die Frequenz- oder Phasenver schiebung auszuwerten, die auftritt, wenn die Radarsignale von einem sich in Bewegung befindlichen Gegenstand reflek tiert werden. Dies ermöglicht ein differenziertes Auslösen bestimmter Einklemmschutzmaßnahmen, beispielsweise das Stoppen oder Reversieren des Verstellantriebs, das Fahren des beweglichen Teils in eine ungefährliche oder ursprüng liche Position oder auch die akustischen Ausgabe eines Warntones.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn auf Grund der gesendeten und empfangenen Radarsignale die Geschwindigkeit des sich im Bewegungsbereich befindlichen Hindernisses ermittelt wird. Dies eröffnet zusätzliche Möglichkeiten für die früh zeitige Erkennung von Einklemmvorgängen.

Das Verfahren kann mit der Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10 realisiert werden.

Vorteilhaft ist die Verwendung eines Radarsensor, weil da mit besonders zuverlässig Gegenstände, Personen oder menschliche Körperteile im Bewegungsbereich der beweglichen Teile erkannt werden können. Prinzipiell eignen sich aber auch Ultraschallsensoren oder andere eine Strahlung emit tierende und/oder empfangende Sensoren.

Vorteilhafterweise ist die Sender-Empfänger-Einheit bzw. der Radarsensor in der näheren Umgebung der Bewegungsberei che der beweglichen Teile angeordnet. Bei einem Schiebedach bietet sich die Montage des entsprechenden Sensors im vor deren Dachbereich unmittelbar an der Kante der Dachöffnung an. Bei einem Fensterhebersystem ist der obere Fensterrah menbereich für die Sensormontage sehr gut geeignet. Letzt lich entscheidend ist, daß durch die Plazierung des Sensors der Bewegungsbereich der zu bewegenden Teile optimal über wacht werden kann bzw. die Strahlungscharakteristik des Sensors den Bewegungsbereich optimal erfaßt. Zu diesem Zweck können natürlich auch mehrere Sensoren eingesetzt werden.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Auswerteeinheit einen Mikroprozessor enthält, der es erlaubt spezielle Auswerte algorithmen zu durchlaufen. Dann besteht auch die Möglich keit gängige Adaptionsmethoden zu implementieren, die sich auf Alterungsprozesse automatisch einstellen.

Zeichnung

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Vor richtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah rens dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung nä her erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 je eine Prinzipdarstellung zur Durchführung des Verfahrens bei einem Schiebedach und

Fig. 3 eine weitere Prinzipdarstellung zur Durchführung des Verfahrens bei einem Fensterhebersystem.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte erste Ausführungs beispiel zeigt ein Schiebehebedachsystem in einem Kraft fahrzeug mit einem Schiebehebedach 10, welches in einer Öffnung eines Daches 12 in verschiedene Hub- und Schiebepo sitionen gebracht werden kann.

Fig. 1 zeigt eine spezielle Hebelage des Schiebehebedaches 10 und Fig. 2 die völlig offene Schiebeposition. Die je weiligen Bewegungsrichtungen des Daches 10 sind durch die Pfeile A und B angedeutet.

Das Schiebehebedach 10 wird über eine mechanische Verbin dung 13 von einem Verstellantrieb 14 angetrieben, der von einer manuellen Eingabeeinheit 16 gezielt ansteuerbar ist. Der Verstellantrieb 14 umfaßt neben einem Motor 15 eine Po sitionserfassungseinheit 18 sowie eine Sender-Empfänger- Einheit 20. Die Sender-Empfänger-Einheit 20 steht mit einer mikroprozessorgesteuerten Auswerteeinheit 19 in Verbindung. Die Positionserfassungseinheit 18, die Auswerteeinheit 19 und die Sender-Empfänger-Einheit 20 bilden eine Überwa chungseinheit mit der der Bewegungsbereich des Schiebehebe daches 10 überwacht und ein Einklemmschutz ausgelöst werden kann.

In dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei spiel ist die Sender-Empfänger-Einheit ein Radarsensor 20, der elektromagnetische Strahlung im Bereich von einigen Gi gahertz emittiert und die von einem Hindernis im Bewegungs bereich teilweise reflektiert wird. Die reflektierten An teile werden von dem Radarsensor 20 erfaßt und in der Aus werteeinheit 19 bezüglich ihrer Intensität ausgewertet. In die Auswertung fließt zusätzlich die Information über die aktuelle Position des Schiebehebedaches 10 mit ein, die von der Positionserfassungseinheit 18 zur Verfügung gestellt wird. Die Auswertung des reflektierten Radarsignals zusam men mit der aktuellen Position des Schiebehebedaches ermög licht es, auf ein Vorhandensein eines menschlichen Körper teiles oder eines Gegenstandes im schraffiert gezeichneten Bewegungsbereich 24 des Schiebehebedachs 10 zu schließen. Somit können sich androhende Einklemmvorgänge frühzeitig erkannt, und Maßnahmen zum Verhindern eines Einklemmens eingeleitet werden. Denkbare Maßnahmen dazu sind beispiels weise das Stoppen des Verstellantriebs, das Reversieren der Antriebsrichtung oder das Fahren in eine ungefährliche oder ursprüngliche Position.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei sich hier die Anwendung auf ein Fensterhebersystem bezieht, bei dem ein Fenster 24 in der Pfeilrichtung C in einem Fensterrahmen 25 bewegt werden kann. Die zum ersten Ausführungsbeispiel gleichen Merkmale sind mit gleichen Be zugszeichen versehen.

Der wesentliche Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel liegt in der Verwendung von zwei Radarsensoren, die neben der reinen Erkennung eines Hindernisses im Bewegungsbereich des Fensters 24 zusätzlich die Ermittlung von Geschwindig keit und Bewegungsrichtung des Hindernisses zulassen. Der artige Radarsensoren werden als Doppler-Radarsensoren be zeichnet, weil sie den physikalischen Effekt der Doppler- Verschiebung ausnutzen. Je nach Bewegung des Hindernisses tritt neben einer Frequenzänderung eine definierte Phasen verschiebung des Empfängersignals im Vergleich zum Sender signal auf, die auf die Bewegungsrichtung und die Geschwin digkeit des zu erfassenden Gegenstandes schließen läßt.

Prinzipiell vorstellbar ist auch auf die Positionserfas sungseinheit 18 zu verzichten und dafür eine zusätzliche Auswertung der von den beweglichen Teilen reflektierten Signalanteile durchzuführen.

Claims

1. Verfähren zum Begrenzen der Schließkraft eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs (14), mit einem Motor (15) und einer die Position der vom Verstellan trieb (14) angetriebenen beweglichen Teile (10, 24), insbesondere Fenster und Schiebedächer, erfassenden Po sitionserfassungseinheit (18) und einer Auswerteeinheit (19), dadurch gekennzeichnet daß die Bewegungsbereiche der beweglichen Teile (10, 24) von mindestens einer mit der Auswerteeinheit (19) in Verbindung stehenden Sender-Empfänger-Einheit (20) überwacht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der mindestens einen Sender-Empfänger-Einheit (20) RADAR-Signale ausgesendet und empfangen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die von der mindestens einen Sender-Empfänger- Einheit (20) empfangenen Signale von der Auswerteein heit (19) unter Berücksichtigung der aktuellen Position der beweglichen Teile (10, 24) ausgewertet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die von der mindestens einen Sender- Empfänger-Einheit (20) empfangenen Signale von der Aus werteeinheit (19) unter Berücksichtigung von Referenz signalen für einen ungestörten Schließvorgang ausgewer tet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß der Verstellantrieb stillgesetzt oder rever siert wird, wenn die Auswertung der empfangenen Signale auf ein Hindernis im Bewegungsbereich schließen läßt.

6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit der mindestens einen Sender-Empfänger-Einheit (20) auf ein zelne Bewegungsbereiche abgestimmt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Position der Hindernisse mit den gesendeten und empfangenen RADAR-Signalen ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Hindernisse mit den gesendeten und empfangenen RADAR-Signalen er mittelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bewegung des beweglichen Teils (10, 24) überwacht wird.

10. Vorrichtung zum Begrenzen der Schließkraft eines in ei nem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs (14), mit einem Motor (15), einer die Position der vom Verstel lantrieb (14) angetriebenen, beweglichen Teile, insbe sondere Fenster und Hubschiebedächer, erfassenden Posi tionserfassungseinheit (18) und einer Auswerteeinheit (19) dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellantrieb (14) eine mit der Auswerteein heit (19) in Verbindung stehende, elektromagnetische Sender-Empfänger-Einheit (20) zum Überwachen der Bewe gungsbereiche der beweglichen Teile aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Sender-Empfänger-Einheit mindestens einen RADAR-Sensor (20) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sender-Empfänger-Einheit (20) in der näheren Umgebung der Bewegungsbereiche der beweglichen Teile angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungs ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteein heit (19) einen Mikroprozessor enthält.