DE60205520T2

DE60205520T2 - Kraftfahrzeugaussenelement und Integration eines kapazitiven Sensors und Karosserieteil mit einem solchen Aussenelement

Info

Publication number: DE60205520T2
Application number: DE60205520T
Authority: DE
Inventors: Arnold Fayt; Olivier Hilmarcher; Sebastian Guyon
Original assignee: Plastic Omnium SE
Current assignee: Plastic Omnium SE
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2022-04-05
Also published as: DE60205520D1; FR2823163A1; EP1247696A1; ES2246379T3; US20020158582A1; US6879250B2; FR2823163B1; EP1247696B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Außenelement, welches einen kapazitiven Sensor integriert.
Nach Stand der Technik sind bereits Fahrhilfen bekannt, welche Ultraschallradar einsetzen.
Zwar bieten diese Vorrichtungen gute Ergebnisse, sind aber in Anbetracht ihrer großen Komplexität verhältnismäßig teuer. Aus diesem Grund sind sie fast ausschließlich an Fahrzeugen der gehobenen Klasse zu finden.
Darüber hinaus weisen sie dadurch, dass der Sender/Empfänger des Radars über ein freies Gesichtsfeld verfügen muss, um funktionieren zu können, einen ästhetischen Nachteil auf. Da derartige Sender/Empfänger üblicherweise in den Stoßfängern von Stoßstangen untergebracht sind, ist es erforderlich, dass die Stoßfänger durchbohrt werden, was nicht möglich ist, ohne einige Schwierigkeiten hinsichtlich der Ästhetik des Fahrzeugs und der Fragilität der Sensoren hervorzurufen.
Ferner sind Ultraschallsensoren gegenwärtig verhältnismäßig schwer und liefern eine wenig homogene Erfassungshülle.
Außerdem gestattet eine weitere Technik zum künstlichen Sehen, die Bewegungen möglicher Hindernisse in Fahrzeugnähe auszumachen: die Erfassung durch kapazitive Sensoren.
Nach dieser Technik wird auf der Stoßstange des Fahrzeugs eine Antenne platziert, welche mit jedem Objekt, das sich um sie herum befindet, einen Kondensator bildet, insbesondere mit möglichen Hindernissen, an welche das Fahrzeug stoßen könnte.
Die Entfernung zwischen der Antenne und jedem dieser Objekte stellt einer der Faktoren dar, welche die Kapazität des so gebildeten Kondensators bestimmen. Folglich kann ausgehend von einer Messung dieser Kapazität mit elektronischen Mitteln die Entfernung berechnet werden, welche die Antenne von dem Objekt trennt, oder zumindest die Zu- oder Abnahme dieser Entfernung basierend auf einer Messung der Variationen der Kondensatorkapazität. Ein solches System ist beispielsweise aus Dokument DE-A-4951 985 bekannt.
Die Schwierigkeit bei dieser Technik liegt jedoch in der Art, eine Antenne auf einem Karosserieteil zu positionieren.
Die Erfindung hat zum Ziel, eine Neueinführung einer Antenne als kapazitiven Abstandssensor vorzuschlagen, welche sich einfach und wirtschaftlich realisieren und auf einem Fahrzeug installieren lässt und dennoch ihre Funktion als kapazitiver Abstandssensor in vollem Umfang erfüllt.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung die Verwendung eines äußeren Bandes vor, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist unter einem nicht leitenden Schutzschirm ein Schirm zu verstehen, welcher zum einem aus einem elektrisch nicht leitenden Material hergestellt ist und zum anderen keiner Behandlung unterzogen wurde, welche ihm elektrische Leiteigenschaften verleiht.
Ein Beispiel für eine Behandlung, welche geeignet ist, einem zunächst nicht leitenden Schirm elektrische Leitfähigkeiten zu verleihen, bietet die elektrostatische Färbung von Kunststoffteilen. Bekannt ist nämlich, dass derartige, zunächst nicht leitende Teile mit einer leitfähigen Grundierung versehen werden, welche die Fixierung von elektrisch geladenen und auf die besagten Teile geschleuderten Farbpartikeln gewährleistet.
Um folglich gemäß der Erfindung als nicht leitend zu gelten, müsste ein kolorierter Schutzschirm entweder mittels einer nicht elektrostatischen Färbetechnik oder mittels Spinnfärbung gefärbt oder mit einem dekorativen, umspritzten, nicht leitenden Film versehen worden sein.
Gemäß der Erfindung bildet der Film, welcher ein leitfähiges Material auf seinen beiden Seiten trägt, eine leitfähige Antenne, welche in Verbindung mit einer elektronischen Vorrichtung zur Kapazitätsmessung die Funktion eines kapazitiven Sensors besitzt. Zusammen mit dem Schutzschirm formt dieser Sensor ein Element, welches sich auf dem Fahrzeug an verschiedenen Stellen anbringen lässt.
Vorteilhafterweise kann das Band aus Kunststoff hergestellt sein.
Zum Zwecke der Verzierung und in Abhängigkeit vom Stil des Fahrzeugs kann der Kunststoff durchsichtig oder durchscheinend gewählt werden, damit der Film, welcher die beiden Schichten aus leitfähigem Material trägt, sichtbar ist.
In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn zumindest das elektrisch leitende Material auf der von außen sichtbaren Seite des Films ein durchbrochenes, vorzugsweise regelmäßiges Muster bildet, welches dem Film, durch den durchsichtigen oder durchscheinenden Schirm betrachtet, eine dekorative Funktion verleiht, welche den Stil des Fahrzeugs hervorhebt und eventuell das Vorhandensein des kapazitiven Sensors auf dem Fahrzeug unterstreicht.
Die Wahl des durchbrochenen Musters kann unter Berücksichtigung der angestrebten Effizienz der Antenne von technischen Notwendigkeiten und im Hinblick auf die Erzielung eines besonderen dekorativen Aussehens von ästhetischen Erfordernissen bestimmt werden.
Des weiteren verhilft die Tatsache, dass das leitfähige Material ein durchbrochenes Muster bildet, zu einer Einsparung dieses potentiell ziemlich teueren Materials, ohne dass dies der Effizienz des Sensors schadet, denn eine durchgängige Schicht leitfähigen Materials wäre unter Berücksichtigung der angestrebten Funktion ohnehin nutzlos.
Bei dem leitfähigen Material kann es sich um eine leitfähige Tinte handeln oder um jedwedes andere leitfähige Material, das in Abhängigkeit von jenen Leiteigenschaften ausgewählt ist, welche für die beabsichtigte Anwendung erforderlich sind.
Das leitfähige Material kann mittels Serigrafie auf wenigstens eine der Flächen des Films aufgebracht werden, und ein Lack kann zu seiner Abdeckung und zu seinem Schutz aufgetragen werden.
Als durchsichtiger Kunststoff ist erfindungsgemäß ein Methacrylat, ein Polypropylen oder ein Polykarbonat verwendbar.
Der Kunststoff kann opak sein.
Er kann also seine ursprüngliche Farbe behalten oder einer Spinnfärbung unterzogen werden, was in ästhetischer Hinsicht generell vereinbar ist mit einer Verwendung als Schutzleiste eines zu einer Stoßstange gehörenden Stoßfängers.
Einer besonderen Verwendung der Erfindung entsprechend ist der elektrisch isolierende Film aus einem thermoplastischen Polyester hergestellt. Bei diesem Polyester handelt es sich beispielsweise um jenes, das von General Electric Plastics unter der Marke VALOX FR-1 vertrieben wird.
Besagter Film kann mittels Thermoformung an eine besondere geometrische Form angepasst werden, welche dem Schutzschirm entspricht.
In Abhängigkeit vom Platz des Elements auf dem Fahrzeug lassen sich verschiedene Arten zur Befestigung des Films und des Schutzschirms in Betracht ziehen.
So kann der Film am Band (am Schutzschirm) oder unmittelbar am Fahrzeug befestigt werden, wobei das Band (der Schutzschirm) am Fahrzeug über dem Film befestigt wird.
Die Befestigung des Films auf dem Band (dem Schutzschirm) kann sich aus einer Anordnung des Bandes (des Schirms) ergeben, welche zwischen dessen innerer Wand und dem Fahrzeug einen engen Raum lässt, in welchem der Film sandwichartig festgehalten wird und durch seine bloße Steifigkeit eben bleibt.
Gleichermaßen kann der Film an die innere Wand des Bandes (des Schutzschirms) geklebt oder geschweißt werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Band (den Schutzschirm) auf dem Film zu umspritzen.
Es können noch weitere Befestigungsmittel in Betracht gezogen werden, zum Beispiel spezielle Formen des Bandes (des Schirms), wie Laschen im Falle eines opaken Bandes (Schirms).
Besser verständlich wird die Erfindung bei Lektüre der folgenden Beschreibung, welche einzig als Beispiel und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben wird, bei welchen:
1 eine Dreiviertelansicht eines Kraftfahrzeugs von hinten ist, welches mit einem erfindungsgemäßen Außenelement ausgestattet ist,
2 eine schematische Explosionsansicht einer Antenne ist, welche in ein erfindungsgemäßes Außenelement eingegliedert ist,
3 eine Perspektivansicht mit Teilausschnitt des hinteren Stoßfängers und des Außenelements des Fahrzeugs aus 1 ist, welche die Antenne aus 2 in ihrer Lage zeigt,
4 bis 6 analoge Ansichten zu 3 sind, welche Varianten einer Befestigung des Films und des Schutzschirms im Bezug zueinander und im Bezug auf den Stoßfänger veranschaulichen.
7 eine Nahansicht des Stoßfängers und des Bandes aus 1 ist.
1 stellt ein Kraftfahrzeug 1 dar, welches einen hinteren Stoßfänger 2 aufweist, der mit einem schützenden Band 3 versehen ist.
Dieses Fahrzeug vollzieht ein Rückwärtsmanöver in Richtung eines Kontakts 4, welcher sich in einer Entfernung e von dem nächst gelegenen Punkt des Fahrzeugs befindet, und zwar von dem Band 3.
Das Band 3 stellt einen Schutzschirm im Sinne der Erfindung dar, was bedeutet, dass es eine Antenne einschließt, wie sie in 2 dargestellt ist.
Diese Antenne umfasst einen elektrisch isolierenden Film 5, der beispielsweise als VALOX FR-1 (eingetragenes Markenzeichen der GE Plastics) hergestellt wird und auf jeder seiner beiden Flächen mit einem elektrisch leitenden Material 6, 7 überzogen ist, beispielsweise mit leitfähiger Tinte.
Auf der inneren Seite, das heißt, in Richtung des Fahrgastraums des Fahrzeugs, wenn sich das Band 3 an seinem Platz befindet, ist der Film 5 auf seiner gesamten Oberfläche 6 mit der leitfähigen Tinte bedeckt, wohingegen der Film auf der äußeren Seite, das heißt in Richtung des Bandes, lediglich in seinem mittleren Teil 7 mit der leitfähigen Tinte bedeckt ist.
Die genaue Geometrie dieses mittleren Teiles 7 wird vom Fachmann in Abhängigkeit von den gewünschten Merkmalen der Antenne problemlos festgelegt.
Der Überzug aus leitfähiger Tinte wird nicht von einer durchgängigen Schicht gebildet, sondern weist ein durchbrochenes Muster auf, welches ein Netz formt, wie aus 7 hervorgeht, wo das Band 3 durchsichtig ist. Im Beispiel aus 7 handelt es sich bei den durchbrochenen Stellen 8 des Musters um kreisförmige Öffnungen, welche an den Knoten eines regelmäßigen Netzes mit dreieckigen Maschen liegen, was, außer die Menge an leitfähiger Tinte zu begrenzen, welche zur Ausführung der Antenne notwendig ist, in Kombination mit dem durchsichtigen Band 3 auch eine dekorative Funktion erfüllt.
Unterschiede im Aussehen lassen sich folgendermaßen erzielen, indem ein durchsichtiges oder durchscheinendes, ein koloriertes oder nicht koloriertes Band 3, ein gefärbter Film 5 und ein besonderes Muster ausgewählt werden, welches mit einem leitfähigen und möglicherweise kolorierten Material ausgeführt wird.
In den Beispielen der 3 und 7 hält der Film 5 zwischen dem Band 3 und dem Stoßfänger 2 durch seine bloße Steifigkeit, wobei seine Konturen an den engen Raum angepasst sind, welcher zwischen besagtem Band und besagtem Stoßfänger frei gelassen wird.
Im Beispiel aus 4 ist der Film 5' auf die innere Seite des Bandes 3' geklebt, welches vorzugsweise opak ist und von dem Stoßfänger 2' vorstehend als Schutzband gegen Stöße dient. Ein derartiges Band ist oft spinngefärbt.
Im Beispiel aus 5 ist der Film 5'' hinten in der Kehle 9'', welche zur Aufnahme des Bandes 3'' eingerichtet ist, auf den Stoßfänger 2'' geklebt. In diesem Fall kann das Band durchsichtig sein.
Im Beispiel aus 6 weist der Stoßfänger 2''' eine Kehle 9''' auf, welche zur Aufnahme eines länglichen Kastens 10''' aus einem oder zwei Teilen vorgesehen ist, von denen der äußere Teil als Band 3''' dient und der innere Teil den Film 5''' trägt. Dieser längliche Kasten 10''' erweist sich dadurch interessant, dass er zum Schutz des die Antenne bildenden Films eine Abdichtung nach außen gewährleisten kann.
Weitere Befestigungsarten für den Film und das Band können auch vom Fachmann in Erwägung gezogen werden.

Claims

Verwendung eines nichtleitenden äußeren Bandes (3, 3', 3'', 3'''), zum Schutz einer Türverkleidung, einer Heckklappe oder einer Stoßstangenverkleidung eines Kraftfahrzeugs (1), als Schutzabschirmung (3, 3', 3'', 3''') eines kapazitiven Abstandssensors, wobei besagter kapazitiver Sensor: – auf der Fahrzeugtür, der Klappe oder der Verkleidung (2, 2', 2'', 2''') angebracht ist, – hinter der Schutzabschirmung (3, 3', 3'', 3''') angeordnet ist, – geeignet ist, um mögliche Hindernisse (4) zu erkennen, an die das Fahrzeug stoßen kann, und – einen elektrisch isolierenden Film (5, 5', 5'', 5''') umfasst, der zwei Flächen aufweist, von denen jede zumindest teilweise mit einem elektrisch leitenden Material (6, 7) versehen ist.
Verwendung eines Bandes nach Anspruch 1, wobei das Band (3, 3', 3'', 3''') aus Kunststoff hergestellt ist.
Verwendung eines Bandes nach Anspruch 2, wobei der Kunststoff durchsichtig oder durchscheinend ist.
Verwendung eines Bandes nach Anspruch 3, wobei der Kunststoff ein Methacrylat, ein Polypropylen oder ein Polykarbonat ist.
Verwendung eines Bandes nach Anspruch 2, wobei der Kunststoff opak ist.
Verwendung eines Bandes nach Anspruch 5, wobei der Kunststoff durch Spinnfärbung, durch nicht elektrostatische Farbe oder durch Aufspritzen eines Films koloriert ist.
Verwendung eines Bandes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der elektrisch isolierende Film (5, 5', 5'', 5''') aus einem thermoplastischen Polyester hergestellt ist.
Verwendung eines Bandes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das elektrisch leitende Material auf mindestens einer Seite ein durchbrochenes Muster (8) bildet.
Verwendung eines Bandes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der elektrisch isolierende Film (5, 5', 5'', 5''') mittels Thermoformung an eine besondere geometrische Form angepasst ist, welche dem Band (3, 3', 3'', 3''') entspricht.
Verwendung eines Bandes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der elektrisch isolierende Film (5, 5', 5'', 5''') an dem Band (3, 3', 3'', 3''') befestigt ist.
Verwendung eines Bandes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der elektrisch isolierende Film (5, 5', 5'', 5''') unmittelbar an dem Fahrzeug befestigt ist und das Band (3, 3', 3'', 3''') ebenfalls unmittelbar an dem Fahrzeug über dem elektrisch isolierenden Film (5, 5', 5'', 5''') befestigt ist.