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Die Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung zur Ansteuerung einer Verschlusselementanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Verschlusselementanordnung gemäß Anspruch 10.
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Die heutigen Kraftfahrzeuge sind zunehmend mit motorisch betätigbaren Verschlusselementen ausgestattet. Bei solchen Verschlusselementen kann es sich beispielsweise um Türen wie Seiten- und Hecktüren, insbesondere Schiebetüren, Klappen, insbesondere Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben, Laderaumböden o.dgl. eines Kraftfahrzeugs handeln. Insoweit ist der Begriff „Verschlusselement“ vorliegend weit zu verstehen.
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Eine Komfortfunktion, der heute zunehmende Bedeutung zukommt, ist die automatische Betätigung der motorischen Heckklappe eines Kraftfahrzeugs. Bei dem bekannten Verfahren (
EP 1 808 820 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist es vorgesehen, dass ein bedienerseitiges Bedienereignis, hier eine bedienerseitige Fußbewegung, das motorische Öffnen der Heckklappe bewirkt.
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Das bekannte Verfahren bedient sich einer Steuerungsanordnung sowie einer Sensoranordnung, wobei im Rahmen einer Bedienereignisüberwachung mittels der Steuerungsanordnung die Sensormesswerte der Sensoranordnung daraufhin überwacht werden, ob ein vorbestimmtes Bedienereignis vorliegt.
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Die Sensoranordnung weist zwei kapazitive Sensoren auf, die sich über die gesamte Breite des Kraftfahrzeugs erstrecken. Ein Bedienereignis, hier eine bedienerseitige Fußbewegung, lässt sich leicht elektronisch erfassen. Während das bekannte Verfahren eine beträchtliche Komfortsteigerung für den Bediener bereitstellt, kann es insbesondere beim Reinigen oder der Wartung des Kraftfahrzeugs zu Problemen hinsichtlich der Betriebssicherheit kommen. Der hier im Vordergrund stehende Fall besteht darin, dass unmittelbar an der Außenhaut des Kraftfahrzeugs Aktionen wie Reinigungs-Wischbewegungen vollzogen werden. Solche Reinigungs-Wischbewegungen können insbesondere in Kombination mit den damit verbundenen Bewegungen des Bedieners von der Steuerungsanordnung fälschlicherweise als Bedienereignis erkannt werden. Ein resultierendes, unerwartetes motorisches Öffnen der Heckklappe des Kraftfahrzeugs kann zu einer Gefährdung des Bedieners führen, was einer Einschränkung der Betriebssicherheit bei dem bekannten Verfahren entspricht.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Betriebssicherheit erhöht wird.
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Das obige Problem wird bei einer Steuerungsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, die obigen, unmittelbar an der Außenhaut des Kraftfahrzeugs vorgenommene Aktionen wie Reinigungs-Wischbewegungen sicher zu erfassen und bei deren Erfassung die auf ein Bedienereignis zurückgehende Ansteuerbarkeit der Verschlusselementanordnung zu deaktivieren.
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Es ist erkannt worden, dass die Erfassung einer ersten Sonderbedingung, nämlich der Annäherung eines Körpers an die Sensoranordnung, insbesondere an ein Sensorelement der Sensoranordnung, auf eine Entfernung, die unterhalb einer Grenzentfernung liegt, zwar notwendig für die Erfassung einer obigen, unmittelbar an der Außenhaut des Kraftfahrzeugs vorgenommenen Aktion wie einer Reinigungs- Wischbewegung ist. Allerdings ist auch erkannt worden, dass diese erste Sonderbedingung in vielen Fällen auch im Rahmen der Durchführung eines Bedienereignisses eintritt, so dass eine Deaktivierung der Ansteuerung auf das Eintreten der ersten Sonderbedingung die Funktionssicherheit der Bedienereignisüberwachung über Gebühr einschränken würde.
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Es ist weiter erkannt worden, dass es für eine sichere Erfassung der in Rede stehenden, unmittelbar an der Außenhaut des Kraftfahrzeugs vorgenommenen Aktionen der Erfassung des Eintretens einer weiteren, zweiten Sonderbedingung bedarf. Mit einer geeigneten Auswahl der zweiten Sonderbedingung lässt einerseits das Risiko einer auf die unmittelbar an der Außenhaut des Kraftfahrzeugs vorgenommenen Aktionen zurückgehenden Fehlansteuerung der Verschlusselementanordnung minimieren und andererseits die Erfassungssicherheit für ein tatsächlich auftretendes Bedienereignis maximieren.
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Der Begriff „Deaktivierung der auf ein Bedienereignis zurückgehenden Ansteuerung“ ist vorliegend weit zu verstehen, was im Folgenden anhand einer Verschlusselementanordnung mit einer Antriebsanordnung für die motorische Verstellung des Verschlusselements erläutert wird.
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Die Deaktivierung der auf ein Bedienereignis zurückgehenden Ansteuerbarkeit der Verschlusselementanordnung lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die Bedienereignisüberwachung selbst wirkungslos geschaltet wird. Damit ist die sensorische Erfassung eines Bedienereignisses von vornherein ausgeschlossen. Denkbar ist aber auch, dass die Bedienereignisüberwachung weiterläuft, während ein Treiber für einen Antriebsmotor der Verschlusselementanordnung wirkungslos geschaltet wird. Dann wird ein Bedienereignis sensorisch zwar als solches erfasst, eine motorische Verstellung des Verschlusselements bleibt allerdings aus. Denkbar ist schließlich, dass die Bedienereignisüberwachung derart modifiziert wird, dass ein Bedienereignis nicht mehr als solches erfasst wird, so dass im Ergebnis auch hier die motorische Verstellung des Verschlusselements ausbleibt. Entsprechend ist eine vorschlagsgemäße Deaktivierung im Sinne der obigen, weiten Auslegung auf ganz verschiedene Arten realisierbar.
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Die Ansprüche 3 bis 5 betreffen einfache Varianten für die Erfassung der ersten Sonderbedingung. Alle dort genannten Varianten gehen auf eine Vergleichsoperation zurück, die sich mit besonders geringem Aufwand umsetzen lässt.
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Besonders bevorzugte Varianten für die zweite Sonderbedingung finden sich in den Ansprüchen 6 bis 8. Die Ansprüche 6 und 7 umfassen eine Zeitsteuerung. Dabei besteht die grundsätzliche Überlegung darin, dass sich ein sensorisch erfassbarer Körper im Falle einer Reinigungs-Wischbewegung regelmäßig über einen längeren Zeitraum im Erfassungsbereich der Sensoranordnung befindet, als dies beim Auftreten eines Bedienereignisses der Fall wäre. Bei dem Körper handelt es sich im Falle der Reinigungs-Wischbewegung um ein Tuch, einen Schwamm o. dgl., während es sich bei dem Körper im Falle eines Bedienereignisses um ein Körperteil eines Bedieners, insbesondere um einen Fuß oder um ein Bein, handeln kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 handelt es sich bei dem Bedienereignis um eine Fußbewegung des Bedieners, wobei die Sensoranordnung sich in einer weiter bevorzugten Variante in oder an einem hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs befindet. Hier ist die vorschlagsgemäße Lösung von ganz besonderem Nutzen, da Reinigungs-Wischbewegungen an Verkleidungsteilen wie Stoßfängern in großer Regelmäßigkeit vorgenommen werden.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 10, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verschlusselementanordnung aufweisend eine vorschlagsgemäße Steuerungsanordnung beansprucht. Auf alle Ausführungen, die geeignet sind, die Steuerungsanordnung zu erläutern, darf verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs aufweisend die vorschlagsgemäße Steuerungsanordnung und
- 2 das Kraftfahrzeug gemäß 1 in einer Draufsicht gemäß Ansicht B während einer Reinigungs-Wischbewegung.
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Die vorschlagsgemäße Steuerungsanordnung wird im Folgenden anhand einer Verschlusselementanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs erläutert, die ein als Heckklappe ausgestaltetes Verschlusselement 2 aufweist. Die Ausgestaltung des Verschlusselements 2 als Heckklappe eines Kraftfahrzeugs ist vorliegend bevorzugt. Allerdings darf im Hinblick auf das weite Verständnis des Begriffs „Verschlusselement“ auf den einleitenden Teil der Beschreibung verwiesen werden. Insoweit gelten alle Ausführungen zu einer Heckklappe entsprechend für alle anderen Arten von Verschlusselementen.
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Der Heckklappe 2 ist eine Antriebsanordnung 3 zugeordnet, mittels der eine Verstellung der Heckklappe 2 zwischen der in 1 in durchgezogener Linie dargestellten Schließstellung und der in 1 in gestrichelter Linie dargestellten Offenstellung bewirkbar ist. Vorzugsweise handelt es sich bei der Antriebsanordnung 3 um eine motorische Antriebsanordnung, die weiter vorzugsweise einen elektrischen Antriebsmotor und ein nachgeschaltetes Vorschubgetriebe aufweist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Antriebsanordnung 3 zwei Spindelantriebe, die an den beiden seitlichen Bereichen der Heckklappe 2 angreifen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Antriebsanordnung 3 federgetrieben ist und entsprechend in einer einzigen Richtung, vorzugsweise in Öffnungsrichtung, wirkt.
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Die Steuerungsanordnung 4 dient u. a. der Ansteuerung der Verschlusselementanordnung 1 und hier insbesondere der Antriebsanordnung 3. Mit der Steuerungsanordnung 4 kommuniziert eine Sensoranordnung 5 mit mindestens einem insbesondere als Näherungssensor ausgestalteten Sensorelement 6, 7. Die noch zu erläuternde Sensoranordnung 5 ist so ausgelegt, dass mit ihr Bedienerbewegungen sensorisch erfassbar sind. Anstelle oder zusätzlich zu einem Näherungssensor kann die Sensoranordnung 5 mit dem mindestens einen Sensorelement 6, 7 auch eine Kamera oder eine Radarsensoranordnung umfassen, z. B. für eine Gestenerkennung.
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Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Steuerungsanordnung 4 eine zentrale Hardwarestruktur auf. Denkbar ist aber auch, dass die Steuerungsanordnung 4 eine dezentrale Hardwarestruktur aufweist. In diesem Fall ist ein Teil der Steuerungshardware vorzugsweise in der Sensoranordnung 5 untergebracht. Dies bedeutet, dass die Sensoranordnung 5 eine eigene Intelligenz aufweist, die beispielsweise der Signalvorverarbeitung dienen kann.
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Bestimmte Bedienerbewegungen sind hier als Bedienereignisse definiert, die jeweils eine bestimmte Reaktion der Steuerungsanordnung 4 auslösen sollen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bedienereignis um eine noch zu erläuternde Fußbewegung des Bedieners.
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Um auf das Vorliegen von Bedienereignissen wie oben angesprochen reagieren zu können, ist eine Bedienereignisüberwachung vorgesehen, die von der Steuerungsanordnung 4 durchgeführt wird. Im Rahmen der Bedienereignisüberwachung werden mittels der Steuerungsanordnung 4 die Sensormesswerte der Sensoranordnung 5 daraufhin überwacht, ob ein vorbestimmtes Bedienereignis vorliegt oder nicht. Bei den Sensorereignissen kann es sich um beliebige Abweichungen der Sensormesswerte von den Leerlauf-Sensormesswerten handeln. Die Leerlauf-Sensormesswerte liegen vor, wenn keine äußere Beeinflussung der Sensoranordnung durch einen Bediener o.dgl. vorliegt. In Abhängigkeit vom Ergebnis der Bedienereignisüberwachung wird eine entsprechende Ansteuerung der Verschlusselementanordnung 1, hier der Antriebsanordnung 3, vorgenommen. Speziell kann die Antriebsanordnung 3 etwa für das motorische Öffnen der Heckklappe 2 angesteuert werden.
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Interessant ist nun, dass eine erste Sonderbedingung als Annäherung eines Körpers an die Sensoranordnung 5, insbesondere an ein Sensorelement 6, 7 der Sensoranordnung 5, auf eine Entfernung, die unterhalb einer Grenzentfernung 8 liegt, definiert ist, wobei die auf ein Bedienereignis zurückgehende Ansteuerbarkeit der Verschlusselementanordnung 1 deaktiviert wird, wenn mittels der Steuerungsanordnung 4 das Eintreten der ersten Sonderbedingung und einer weiteren, zweiten Sonderbedingung erfasst wird.
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Die obige Grenzentfernung liegt vorzugsweise in der Größenordnung weniger Zentimeter. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Grenzentfernung kleiner als 20 cm, vorzugsweise kleiner als 10 cm, weiter vorzugsweise kleiner als 5 cm und insbesondere kleiner als 3 cm. Es wurde schon darauf hingewiesen, dass die Deaktivierung durch ein wirkungslos Schalten der Bedienereignisüberwachung selbst, aber auch durch das wirkungslos Schalten eines Treibers für die Antriebsanordnung 3 vorgenommen werden kann. Andere Varianten für die vorschlagsgemäße Deaktivierung der bedienereignisausgelösten Ansteuerung der Verschlusselementanordnung 1 sind denkbar.
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Die Erfassung des Eintretens der ersten Sonderbedingung ist besonders einfach umsetzbar, wenn die Sensormesswerte der Sensoranordnung 5 mit einer Annäherung eines sensorisch erfassbaren Körpers an die Sensoranordnung 5 ansteigen oder absinken. Dann wird die erste Sonderbedingung mittels der Steuerungsanordnung 4 vorzugsweise dadurch erfasst, dass das Überschreiten bzw. Unterschreiten eines Schwellwerts durch die Sensormesswerte der Sensoranordnung 5, insbesondere der Sensormesswerte eines Sensorelements 6, 7, erfasst wird.
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Es kann aber auch sein, dass die Sensoranordnung 5 für eine Erfassung eines Körpers in unmittelbarer Nähe der Außenhaut des Kraftfahrzeugs nicht ausgelegt ist oder werden soll. Hier ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Eintreten der ersten Sonderbedingung mittels der Steuerungsanordnung 4 dadurch erfasst wird, dass das Erreichen eines Extremsignalpegels für die Sensormesswerte erfasst wird. Beim Erreichen des Extremsignalpegels für die Sensormesswerte befindet sich das zugeordnete Sensorelement 6, 7 vorzugsweise in einem übersteuerten Arbeitspunkt derart, dass eine weitere Annäherung eines Körpers, der den Extremsignalpegel erzeugt, keine weitere Änderung der Sensormesswerte erzeugt.
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Auch für die zweite Sonderbedingung sind verschiedene Varianten denkbar, die in Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden können.
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In einer bevorzugten Variante ist die zweite Sonderbedingung dadurch definiert, dass das Eintreten der ersten Sonderbedingung mindestens über einen vorbestimmten Grenz-Zeitintervall andauert. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass ein sensorisch erfassbarer Körper bei einer Reinigungs-Wischbewegung wie oben angesprochen länger in unmittelbarer Nähe zu der Außenhaut des Kraftfahrzeugs verbleibt als bei einem Bedienereignis.
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Es kann aber auch vorteilhaft sein, die zweite Sonderbedingung so zu definieren, dass die erste Sonderbedingung innerhalb eines vorbestimmten Grenzzeitintervalls mindestens zweifach auftritt, oder, dass sich nach dem Eintreten der ersten Sonderbedingung innerhalb eines vorbestimmten Grenz-Zeitintervalls mindestens ein Körper im Erfassungsbereich der Sensoranordnung, insbesondere im Erfassungsbereich eines Sensorelements der Sensoranordnung, befindet.
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Es hat sich in Versuchen herausgestellt, dass der Grenz-Zeitintervall vorteilhafterweise mehr als etwa 0,2s, vorzugsweise mehr als etwa 0,5s und weiter vorzugsweise mehr als etwa 1s beträgt.
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Vorzugsweise ist der Grenz-Zeitintervall parametrierbar. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Grenz-Zeitintervall in einem Teach-In Vorgang einlernbar ist.
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Eine andere bevorzugte Variante für die zweite Sonderbedingung ergibt sich, wenn die Sensoranordnung 5 länglich ausgestaltet ist und entlang einer Sensorerstreckung 9 verläuft, wobei eine Längsbewegung 10 eines Körpers entlang der Sensorerstreckung 9 mittels der Sensoranordnung 5 erfassbar ist. Hier ist die zweite Sonderbedingung vorzugsweise dadurch definiert, dass der Körper eine Längsbewegung 10 entlang der Sensorerstreckung 9 vollzieht. Dabei muss es sich nicht um eine reine Längsbewegung handeln, sondern um eine Bewegung mit einem Bewegungsanteil mit Längsanteil. Diese zweite Sonderbedingung ermöglicht eine besonders gezielte Erfassung von unmittelbar an der Außenhaut des Kraftfahrzeugs vorgenommenen Aktionen wie Reinigungs-Wischbewegungen.
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Eine obige Längsbewegung 10 lässt sich auf ganz unterschiedliche Arten erfassen. In einer bevorzugten Variante weist die Sensoranordnung 5 mindestens zwei Sensorabschnitte auf, denen jeweils ein zumindest horizontal versetzter Erfassungsbereich zugeordnet ist. Vorzugsweise sind die mindestens zwei Sensorabschnitte separat voneinander mittels der Steuerungsanordnung 4 ansteuerbar, so dass eine Längsbewegung eines Körpers durch den Übergang der Erfassung von einem Sensorabschnitt zum benachbarten Sensorabschnitt möglich ist. Weitere Möglichkeiten zur Erfassung einer Längsposition und entsprechend auch einer Längsbewegung 10 sind in der
DE 10 2012 014 676 vom 25. Juli 2012 offenbart, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt insoweit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
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Die Erfassung der ersten Sonderbedingung und/oder der zweiten Sonderbedingung kann grundsätzlich basierend auf den Sensormesswerten eines einzigen Sensorelements 6, 7 der Sensoranordnung 5 vorgenommen werden. Im Sinne einer hohen Stabilität der Erfassung kann es aber vorteilhaft sein, die Erfassung der ersten Sonderbedingung und/oder der zweiten Sonderbedingung basierend auf den Sensormesswerten mindestens zweier Sensorelements 6, 7 der Sensoranordnung 5 vorzunehmen. Dann ist beispielsweise eine Mittelung der Sensormesswerte der mindestens zwei Sensorelemente 6, 7 denkbar. Es kann schließlich auch vorteilhaft sein, das Ergebnis der Erfassung der Sonderbedingungen der mindestens zwei Sensorelemente 6, 7 logisch, insbesondere in einer logischen UND-Verknüpfung, miteinander zu verknüpfen.
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Die Kommunikation zwischen der Steuerungsanordnung 4 und einer übergeordneten Steuerung und/oder der Antriebsanordnung 3 erfolgt vorzugsweise über einen nachrichtentechnischen Bus, bei dem es sich insbesondere um einen CAN (Controller Area Network)-Bus handeln kann.
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Vorzugsweise ist mindestens ein Bedienereignis als Bedienerbewegung definiert, wobei es sich weiter vorzugsweise bei mindestens einem Bedienereignis um eine Fußbewegung des Bedieners handelt. Wie weiter oben angesprochen, weist die Sensoranordnung 5 mindestens einen als Näherungssensor ausgestaltetes Sensorelement 6, 7 auf, das in oder an einem hinteren Verkleidungsteil, insbesondere dem hinteren Stoßfänger 11, eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und das sich vorzugsweise über einen wesentlichen Teil der Breite des Kraftfahrzeugs erstreckt.
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Das mindestens eine Bedienereignis ist vorzugsweise als eine Hin- und Rückbewegung 12, 13 des Fußes des Bedieners definiert, wobei hier und vorzugsweise während des Bedienereignisses das mindestens eine Sensorelement 6, 7 einen impulsartigen zeitlichen Verlauf der Sensormesswerte erzeugt. Die Hinbewegung 12 und die Rückbewegung 13 sind in 1 lediglich angedeutet.
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Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Verschlusselementanordnung für ein Kraftfahrzeug, die Verschlusselementanordnung aufweisend die vorschlagsmäßige Steuerungsanordnung 4 als solche beansprucht. Auf alle Ausführungen, die geeignet sind, die Steuerungsanordnung 4 als solche zu erläutern, darf verwiesen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1808820 A1 [0003]
- DE 102012014676 [0033]
