EP1555373A2 - Vorrichtung zum Steuern und überwachen eines bewegbaren Schliesselements, insbesondere einer elektrisch angetriebenen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum Steuern und überwachen eines bewegbaren Schliesselements, insbesondere einer elektrisch angetriebenen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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EP1555373A2
EP1555373A2 EP05000350A EP05000350A EP1555373A2 EP 1555373 A2 EP1555373 A2 EP 1555373A2 EP 05000350 A EP05000350 A EP 05000350A EP 05000350 A EP05000350 A EP 05000350A EP 1555373 A2 EP1555373 A2 EP 1555373A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
closing element
sensor electrode
sensitivity mode
seal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05000350A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Dr. Dip.-Ing. Westerhoff
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Metzeler Automotive Profiles GmbH
Metzeler Automotive Profile Systems GmbH
Original Assignee
Metzeler Automotive Profiles GmbH
Metzeler Automotive Profile Systems GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Metzeler Automotive Profiles GmbH, Metzeler Automotive Profile Systems GmbH filed Critical Metzeler Automotive Profiles GmbH
Publication of EP1555373A2 publication Critical patent/EP1555373A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/40—Safety devices, e.g. detection of obstructions or end positions
    • E05F15/42—Detection using safety edges
    • E05F15/46—Detection using safety edges responsive to changes in electrical capacitance
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2800/00—Details, accessories and auxiliary operations not otherwise provided for
    • E05Y2800/40—Protection
    • E05Y2800/428—Protection against water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2800/00—Details, accessories and auxiliary operations not otherwise provided for
    • E05Y2800/73—Single use of elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles characterised by the type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling and monitoring a movable between an open position and a closed position Closing elements, in particular an electrically driven window pane of a motor vehicle.
  • the device is provided with a sensor, a sensor electrode comprising an electric field in one Opening area of the closing element generated.
  • the device a connected to the sensor controller, which is a change of the Detects capacitance of the sensor electrode and provides a control signal.
  • Such a device is commonly used as anti-trap protection, to pinching, for example, a human body part between the closing element and a closing element at least partially contained framework.
  • the mode of action of a Such capacitive anti-jamming is based on a through an electrical conductive obstacle in the opening area of the closing element caused Influence of the electric field, which manifests itself as a change in the Capacity of the sensor electrode can be detected.
  • the physical contact of the obstacle With a sensor requires, the presence of an obstacle in the opening area of the closing element in the capacitive anti-jamming protection consequently detected without contact.
  • Capacitive anti-jamming protection is described in EP 1 154 110 A2.
  • the well-known anti-trap has two electrical conductors that the electrical Create field in the opening area of a closing element.
  • one the two conductors, the sensor electrode is in a sealing element sealing the Gasket integrated and comes with a given electrical Charge charged.
  • the ground electrode which, for example, grounded is to determine a reference capacity.
  • the change in the capacity of Sensor electrode relative to the reference capacitance due to the presence an obstacle in the opening area of the closing element becomes detected by means of a control unit, which generates a control signal for a Closing element provides driving motor.
  • the Anti-pinch protection provided with a so-called soft spot.
  • the soft spot is realized by that of the sensor electrode receiving area the seal is designed deformable. This way results in a physical contact of the obstacle with the seal a change the relative position of the sensor electrode and the base electrode and thus a change in capacity.
  • the well-known anti-trap is characterized thus by an active redundancy, the pinching of an obstacle regardless of the material of which the obstacle is made effective prevented.
  • capacitive sensors which are used to determine the relative Moisture are used. By absorbing water, the Capacitance of such a capacitor, for example, of a polymer thin film with bilateral metallization, reversibly changed. Such moisture sensors are therefore often used in air quality sensing, climate control or systems against the fogging of windows Application.
  • a capacitive humidity sensor designed to detect moisture is used on the windshield of a motor vehicle is in the EP 0 753 438 B1.
  • the moisture sensor has a glass laminate layer and at least three ungrounded electrodes disposed on an inner surface the glass laminate layer are arranged on.
  • the electrodes form two scanning areas on an outer surface of the glass laminate layer. The difference the amount of moisture detected in the scanning areas is called Measured used to generate an output signal.
  • the Electrodes may be provided with a shielding electrode which increases the sensitivity directed the electrodes on the outer surface of the glass laminate layer.
  • a disadvantage of the known moisture sensor has been found the electrodes are arranged directly on the glass laminate layer are. In this way, on the one hand results in a relatively complex and cost-intensive production.
  • the moisture sensor is suitable exclusively for fixed window panes, such as the windshield or the rear window of a motor vehicle.
  • the known moisture sensor is inappropriate, because the attached to the window glass electrodes in this case with moving and thus changed the scanning.
  • the invention has the object of developing a device of the type mentioned in that can be seen in a simple and relatively inexpensive manner a condensation formed on the closing element fitting.
  • the invention makes the knowledge its own, a capacitive sensor to use as a moisture sensor that is simple and comparatively inexpensive Way to be used even with moving closing elements can.
  • This is mainly due to the fact that the electric field in the opening portion of the closing element generating sensor electrode is arranged stationarily, for example, on a closing element sealing Seal that extends along one of the closing element at least partially enclosing frame.
  • a through on the closing element Condensation formed fitting changes the permittivity of the electrical Felds and can be as a result, as a capacitive change of the sensor electrode to capture.
  • the control signal provided by the controller can for example be supplied to an air conditioner, which then by a appropriate regulation of the air temperature, quantity and distribution the removed on the closing element existing fitting. Is it? in the closing element, for example, around a window, can be ensure a clear view in this way.
  • Such an embodiment is based on the knowledge, a capacitive Sensor as a moisture sensor as well as for anti-trap protection to use.
  • This combined use of the capacitive sensor is through allows the different sensitivity modes that prevent yourself interfere with the control signals provided by the controller. If the sensor is operated in the first sensitivity mode, then the sensitivity of the sensor is set so that the change in the Capacity of the sensor electrode on the presence of an obstacle in is due to the opening area of the closing element. Is located the sensor on the other hand in the second sensitivity mode, then the sensitivity the sensor such that one located on the closing element Moisture layer causes a change in the capacitance of the sensor electrode.
  • control unit in the first sensitivity mode a control signal for a d, as closing element driving motor provides.
  • closing element driving motor In the presence of an obstacle in the opening area of the closing element can in this way the movement of the closing element stopped or reversed.
  • control unit is in the second sensitivity mode provides a control signal for an air conditioner.
  • Control air conditioner can control the air temperature, temperature and to regulate distribution in, for example, the interior of a motor vehicle, that one located on the closing element, for example a window pane Fitting is removed.
  • the senor is in the open position of the closing element in the first Sensitivity mode and in the closed position of the closing element in the operated second sensitivity mode.
  • the closing position of the closing element is relatively easy to grasp, for example by means of proximity sensors, and thus enables a precise and reproducible Switching from the first sensitivity mode to the second sensitivity mode.
  • a sealing element sealing the seal is provided, the of an elastically deformable material, preferably an elastomeric Material, manufactured and at one the closing element at least partially attached to the bordering frame.
  • the sensor electrode is in this Case advantageously arranged in the region of the seal, so that a Propagation of the electric field generated by the sensor electrode in total opening area of the closing element results.
  • the sensor electrode can be arranged, for example, on a cladding be. However, the sensor electrode is preferably integrated in the seal, to ensure a simple and practical handling.
  • the Sensor electrode is advantageously either as a metal strand, the in embedded in the gasket, or as an electrically conductive area of the gasket Formed seal.
  • the seal has at least one sealing lip, which on the Closing element is present, and at least one retaining lip, the non-positively and / or positively connected to the frame, on.
  • the sealing lip contributes to an effective sealing of the closing element, whereas the retaining lip ensures a secure attachment of the seal to the frame.
  • the senor advantageously comprises a base electrode, the is preferably formed by the frame.
  • the frame is in this Case suitably grounded.
  • the motor vehicle 10 shown in FIG. 1 is in the region of a door 11 with a provided by an electric motor 21 driven window pane 20.
  • the a closing element-representing window pane 20 is in a direction of movement y movable between an open position and a closed position.
  • the door 11 has a frame 12 on a sealing the window pane 20 sealing 30 is arranged.
  • the from an electrically non-conductive, elastomeric material, for example Ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) manufactured seal 30 is with Provided sealing lips 31 which guide the window pane 20 and seal.
  • EPDM Ethylene-propylene-diene rubber
  • the seal 30 is provided with retaining lips 32, which is a reliable Ensure attachment of the seal 30 to the frame 12.
  • the sensor electrode 40 is part of a sensor and serves together with a ground electrode formed by the grounded frame 12, an electric field F in the opening area of the window pane 20 produce.
  • the sensor is connected to a controller 22 which is a change the capacitance of the sensor electrode 40 detects and a control signal provides.
  • the controller 22 may be an independent unit or component an electronic control of the electric motor 21 be.
  • the sensor is in a first sensitivity mode and in a second Sensitivity mode operable. In the first sensitivity mode, this captures Control unit 22, a capacitive change of the sensor electrode 40 by the presence of an obstacle in the opening area of the windowpane 20 is caused.
  • the controller 22 is in this case Control signal for the window 20 driving electric motor 21st ready. The control signal stops the electric motor 21 or reverses the movement of the window pane 20, so that pinching prevents the obstacle between the window pane 20 and the frame 12 becomes.
  • the controller 22 detects a capacitive change of the sensor electrode 40, which is located on the window pane 20 moisture layer 23 is caused.
  • the permittivity of the electrical Felds Fund makes insofar as a change in the capacitance of the sensor electrode 40 noticeable.
  • the controller 22 sets in the second sensitivity mode a control signal for an air conditioning ready, which allows, through Control of the air temperature, quantity and distribution on the windowpane 20 existing fitting 23 to remove. That way is one unclouded view through the window pane 20 ensured.
  • the change from the first sensitivity mode to the second sensitivity mode takes place in the closed position of the window 20.
  • the sensor becomes in the open position of the window pane 20 in the first sensitivity mode and in the closed position of the window pane 20 in the second Sensitivity mode operated. With open window 20 results thus a capacitive anti-trap protection.
  • the sensor is in closed Window 20 is a moisture sensor.
  • the sensor it is also possible to use the sensor exclusively in the second sensitivity mode to operate. In this case, the sensor acts both at closed as well as with the window 20 open as Humidity sensor.
  • the above-described device for controlling and monitoring in the Door 11 movable window pane 20 is characterized by a sensor which allows condensation on the window pane 20 formed fitting 23 in a simple and relatively inexpensive Way to recognize.
  • the device is characterized by the combinative Possibility of using the sensor both as a moisture sensor as also for a pinch protection.
  • Prerequisite for the combined use of the sensor are the different sensitivity modes for the function "Moisture detection" on the one hand and "anti-trap" on the other. Because the different sensitivity modes ensure that a mutual Impairment of the provided by the controller 22 Control signals and thus a malfunction is omitted.
  • Last but not least, that carries Combined use of the sensor as a moisture sensor and for anti-trap protection the requirements to be found especially in vehicle construction after a simple and relatively inexpensive construction calculation.

Abstract

Eine Vorrichtung zum Steuern und Überwachen eines zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung bewegbaren Schliesselements (20), insbesondere einer elektrisch angetriebenen Fensterscheibe (20) eines Kraftfahrzeugs (10), ist mit einem Sensor versehen. Der Sensor umfasst eine Sensorelektrode (40), die ein elektrisches Feld (F) in einem Öffnungsbereich des Schliesselements (20) erzeugt. Die Vorrichtung weist zudem ein mit dem Sensor verbundenes Steuergerät (22) auf, das eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode (40) erfasst und ein Steuersignal bereitstellt. Um auf einfache und verhältnismässig kostengünstige Weise einen durch Kondensation auf dem Schliesselement (20) gebildeten Beschlag (23) zu erkennen, erfasst das Steuergerät (22) eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode (40), die durch das Vorhandensein einer Feuchtigkeitsschicht (23) auf dem Schliesselement (20) hervorgerufen wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern und Überwachen eines zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung bewegbaren Schliesselements, insbesondere einer elektrisch angetriebenen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung ist mit einem Sensor versehen, der eine Sensorelektrode umfasst, die ein elektrisches Feld in einem Öffnungsbereich des Schliesselements erzeugt. Zudem weist die Vorrichtung ein mit dem Sensor verbundenes Steuergerät auf, das eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode erfasst und ein Steuersignal bereitstellt.
Eine derartige Vorrichtung findet üblicherweise als Einklemmschutz Anwendung, um das Einklemmen von beispielsweise einem menschlichen Körperteil zwischen dem Schliesselement und einem das Schliesselement zumindest teilweise einfassenden Rahmen zu verhindern. Die Wirkungsweise eines solchen kapazitiven Einklemmschutzes beruht auf einer durch ein elektrisch leitendes Hindernis in dem Öffnungsbereich des Schliesselements hervorgerufene Beeinflussung des elektrischen Felds, die sich als Änderung der Kapazität der Sensorelektrode erfassen lässt. Im Unterschied zu einem sogenannten taktilen Einklemmschutz, der einen physischen Kontakt des Hindernisses mit einem Sensor erfordert, wird die Anwesenheit eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich des Schliesselements bei dem kapazitiven Einklemmschutz demzufolge berührungslos erfasst.
Ein kapazitiver Einklemmschutz wird in der EP 1 154 110 A2 beschrieben. Der bekannte Einklemmschutz weist zwei elektrische Leiter auf, die das elektrische Feld in dem Öffnungsbereich eines Schliesselements erzeugen. Einer der beiden Leiter, die Sensorelektrode, ist in eine das Schliesselement abdichtende Dichtung integriert und wird mit einer vorgegebenen elektrischen Ladung beaufschlagt. Auf diese Weise lässt sich zwischen der Sensorelektrode und dem anderen Leiter, der Grundelektrode, die beispielsweise geerdet ist, eine Referenzkapazität bestimmen. Die Änderung der Kapazität der Sensorelektrode gegenüber der Referenzkapazität auf Grund der Anwesenheit eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich des Schliesselements wird mittels eines Steuergeräts erfasst, das ein Steuersignal für einen das Schliesselement antreibenden Motor bereitstellt. Um auch nicht leitende Werkstoffe, wie beispielsweise Holz oder Kunststoff, die keine oder nur eine unbedeutende kapazitive Änderung hervorrufen, erkennen zu können, ist der Einklemmschutz mit einem sogenannten Soft-Spot versehen. Der Soft-Spot wird dadurch realisiert, dass der die Sensorelektrode aufnehmende Bereich der Dichtung verformbar ausgestaltet ist. Auf diese Weise ergibt sich bei einem physischen Kontakt des Hindernisses mit der Dichtung eine Veränderung der relativen Lage von Sensorelektrode und Grundelektrode und damit eine Änderung der Kapazität. Der bekannte Einklemmschutz zeichnet sich somit durch eine aktive Redundanz aus, die ein Einklemmen eines Hindernisses unabhängig von dem Werkstoff, aus dem das Hindernis besteht, wirksam verhindert.
Weiterhin sind kapazitive Sensoren bekannt, die zur Bestimmung der relativen Feuchte zum Einsatz gelangen. Durch Absorption von Wasser wird die Kapazität eines solchen Kondensators, der beispielsweise aus einem Polymer-Dünnfilm mit beidseitiger Metallisierung besteht, reversibel verändert. Derartige Feuchtigkeitssensoren finden daher häufig bei der Luftgütesensierung, Klimaregelung oder bei Anlagen gegen den Beschlag von Fensterscheiben Anwendung.
Ein kapazitiver Feuchtigkeitssensor, der zum Detektieren von Feuchtigkeit auf der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, ist in der EP 0 753 438 B1 beschrieben. Der Feuchtigkeitssensor weist eine Glaslaminatschicht und wenigstens drei nicht geerdete Elektroden, die auf einer Innenfläche der Glaslaminatschicht angeordnet sind, auf. Die Elektroden bilden zwei Abtastbereiche an einer Aussenfläche der Glaslaminatschicht. Die Differenz der in den Abtastbereichen ermittelten Feuchtigkeitsmenge wird als Mass herangezogen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Zusätzlich zu den Elektroden kann eine Abschirmelektrode vorgesehen sein, welche die Empfindlichkeit der Elektroden auf die Aussenfläche der Glaslaminatschicht richtet. Als nachteilig bei dem bekannten Feuchtigkeitssensor hat sich herausgestellt, dass die Elektroden unmittelbar an der Glaslaminatschicht angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich zum einen eine verhältnismässig aufwendige und kostenintensive Fertigung. Zum anderen eignet sich der Feuchtigkeitssensor ausschliesslich für feststehende Fensterscheiben, wie beispielsweise die Windschutzscheibe oder die Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs. Für bewegbare Fensterscheiben, wie es häufig die Seitenscheiben eines Kraftfahrzeugs sind, ist der bekannte Feuchtigkeitssensor hingegen ungeeignet, da sich die an der Fensterscheibe befestigten Elektroden in diesem Fall mit bewegten und damit den Abtastbereich veränderten.
Der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sich auf einfache und verhältnismässig kostengünstige Weise eine durch Kondensation auf dem Schliesselement gebildeter Beschlag erkennen lässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung mit den oben genannten Merkmalen in Übereinstimmung mit Anspruch 1 erfindungsgemäss vorgesehen, dass das Steuergerät eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode auf Grund des Vorhandenseins einer Feuchtigkeitsschicht auf dem Schliesselement erfasst.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu eigen, einen kapazitiven Sensor als Feuchtigkeitssensor zu nutzen, der auf einfache und vergleichsweise kostengünstige Weise auch bei bewegten Schliesselementen eingesetzt werden kann. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass die das elektrische Feld in dem Öffnungsbereich des Schliesselements erzeugende Sensorelektrode stationär angeordnet ist, zum Beispiel an einer das Schliesselement abdichtenden Dichtung, die sich entlang eines das Schliesselement zumindest teilweise einfassenden Rahmens erstreckt. Ein auf dem Schliesselement durch Kondensation gebildeter Beschlag verändert die Permittivität des elektrischen Felds und lässt sich infolgedessen als kapazitive Änderung der Sensorelektrode erfassen. Das von dem Steuergerät bereitgestellte Steuersignal kann zum Beispiel einer Klimaanlage zugeführt werden, die dann durch eine entsprechende Regelung der Lufttemperatur, -menge und -verteilung den auf dem Schliesselement vorhandenen Beschlag entfernt. Handelt es sich bei dem Schliesselement beispielsweise um eine Fensterscheibe, lässt sich auf diese Weise eine ungetrübte Sicht sicherstellen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung stellen die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 12 dar.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Sensor in einem ersten Sensitivitätsmodus und in einem zweiten Sensitivitätsmodus betreibbar. Dabei erfasst das Steuergerät in dem ersten Sensitivitätsmodus eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode auf Grund der Anwesenheit eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich des Schliesselements. Das Steuergerät erfasst ferner in dem zweiten Sensitivitätsmodus eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode auf Grund des Vorhandenseins einer Feuchtigkeitsschicht auf dem Schliesselement.
Eine derartige Ausgestaltung beruht auf der Erkenntnis, einen kapazitiven Sensor sowohl als Feuchtigkeitssensor als auch für einen Einklemmschutz zu nutzen. Diese kombinative Nutzung des kapazitiven Sensors wird durch die unterschiedlichen Sensitivitätsmodi ermöglicht, die verhindern, dass sich die von dem Steuergerät bereitgestellten Steuersignale gegenseitig beeinträchtigen. Wird der Sensor in dem ersten Sensitivitätsmodus betrieben, dann ist die Sensitivität des Sensors so eingestellt, dass die Änderung der Kapazität der Sensorelektrode auf die Anwesenheit eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich des Schliesselements zurückzuführen ist. Befindet sich der Sensor hingegen in dem zweiten Sensitivitätsmodus, dann ist die Sensitivität des Sensors derart, dass eine auf dem Schliesselement befindliche Feuchtigkeitsschicht eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode hervorruft.
Zudem ist es von Vorteil, wenn das Steuergerät in dem ersten Sensitivitätsmodus ein Steuersignal für einen d,as Schliesselement antreibenden Motor bereitstellt. Bei Vorhandensein eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich des Schliesselements kann auf diese Weise die Bewegung des Schliesselements gestoppt oder umgekehrt werden.
Von Vorteil ist ferner, wenn das Steuergerät in dem zweiten Sensitivitätsmodus ein Steuersignal für eine Klimaanlage bereitstellt. Die häufig über eine Regelung verfügende Klimaanlage kann die Lufttemperatur, -menge und -verteilung in beispielsweise dem Innenraum eines Kraftfahrzeugs so regeln, dass ein auf dem Schliesselement, zum Beispiel einer Fensterscheibe, befindlicher Beschlag entfernt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung wird der Sensor in der Offenstellung des Schliesselements in dem ersten Sensitivitätsmodus und in der Schliessstellung des Schliesselements in dem zweiten Sensitivitätsmodus betrieben. Die Schliessstellung des Schliesselements ist verhältnismässig einfach zu erfassen, zum Beispiel mittels Näherungssensoren, und ermöglicht insofern eine präzise und reproduzierbare Umschaltung von dem ersten Sensitivitätsmodus in den zweiten Sensitivitätsmodus.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine das Schliesselement abdichtende Dichtung vorgesehen, die aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, vorzugsweise einem elastomeren Werkstoff, gefertigt und an einem das Schliesselement zumindest teilweise einfassenden Rahmen befestigt ist. Die Sensorelektrode ist in diesem Fall vorteilhafterweise im Bereich der Dichtung angeordnet, so dass sich eine Ausbreitung des von der Sensorelektrode erzeugten elektrischen Felds im gesamten Öffnungsbereich des Schliesselements ergibt.
Die Sensorelektrode kann beispielsweise an einer Verkleidung angeordnet sein. Bevorzugt ist die Sensorelektrode allerdings in die Dichtung integriert, um eine einfache und praxisgerechte Handhabung zu gewährleisten. Die Sensorelektrode ist dabei vorteilhafterweise entweder als Metallstrang, der in die Dichtung eingebettet ist, oder als ein elektrisch leitfähiger Bereich der Dichtung ausgebildet.
Bevorzugt weist die Dichtung wenigstens eine Dichtlippe, die an dem Schliesselement anliegt, und wenigstens eine Haltelippe, die kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Rahmen verbunden ist, auf. Die Dichtlippe trägt zu einer wirksamen Abdichtung des Schliesselements bei, wohingegen die Haltelippe eine sichere Befestigung der Dichtung an dem Rahmen gewährleistet.
Um das elektrische Feld in dem Öffnungsbereich des Schliesselements zu erzeugen, umfasst der Sensor vorteilhafterweise eine Grundelektrode, die vorzugsweise durch den Rahmen gebildet wird. Der Rahmen ist in diesem Fall zweckmässigerweise geerdet.
Einzelheiten und weitere Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. In den das Ausführungsbeispiel lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen im Einzelnen:
Fig. 1
eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs und
Fig. 2
einen Schnitt gemäss der Linie II in Fig. 1.
Das in Fig. 1 gezeigte Kraftfahrzeug 10 ist im Bereich einer Tür 11 mit einer durch einen Elektromotor 21 angetriebenen Fensterscheibe 20 versehen. Die ein Schliesselement darstellende Fensterscheibe 20 ist in einer Bewegungsrichtung y zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung bewegbar.
Wie Fig. 2 näher zu erkennen gibt, weist die Tür 11 einen Rahmen 12 auf, an dem eine die Fensterscheibe 20 abdichtende Dichtung 30 angeordnet ist. Die aus einem elektrisch nicht leitenden, elastomeren Werkstoff, beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), gefertigte Dichtung 30 ist mit Dichtlippen 31 versehen, welche die Fensterscheibe 20 führen und abdichten. Zudem ist die Dichtung 30 mit Haltelippen 32 versehen, die eine zuverlässige Befestigung der Dichtung 30 an dem Rahmen 12 sicherstellen.
Weiterhin ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass in die Dichtung 30 eine als Metallstrang ausgebildete Sensorelektrode 40 eingebettet ist. Die Sensorelektrode 40 kann alternativ durch einen elektrisch leitfähigen Bereich der Dichtung 30 gebildet werden, der sich beispielsweise durch Koextrusion fertigen lässt.
Die Sensorelektrode 40 ist Bestandteil eines Sensors und dient zusammen mit einer durch den geerdeten Rahmen 12 gebildeten Grundelektrode dazu, ein elektrisches Feld F in dem Öffnungsbereich der Fensterscheibe 20 zu erzeugen. Der Sensor ist mit einem Steuergerät 22 verbunden, das eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode 40 erfasst und ein Steuersignal bereitstellt. Das Steuergerät 22 kann eine eigenständige Baueinheit oder Bestandteil einer elektronischen Steuerung des Elektromotors 21 sein.
Der Sensor ist in einem ersten Sensitivitätsmodus und in einem zweiten Sensitivitätsmodus betreibbar. In dem ersten Sensitivitätsmodus erfasst das Steuergerät 22 eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode 40, die durch die Anwesenheit eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich der Fensterscheibe 20 hervorgerufen wird. Das Steuergerät 22 stellt in diesem Fall ein Steuersignal für den die Fensterscheibe 20 antreibenden Elektromotor 21 bereit. Das Steuersignal stoppt den Elektromotor 21 oder führt eine Umkehrung der Bewegung der Fensterscheibe 20 herbei, so dass ein Einklemmen des Hindernisses zwischen der Fensterscheibe 20 und dem Rahmen 12 verhindert wird.
Wird hingegen der Sensor in dem zweiten Sensitivitätsmodus betrieben, dann erfasst das Steuergerät 22 eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode 40, die durch eine auf der Fensterscheibe 20 befindliche Feuchtigkeitsschicht 23 hervorgerufen wird. Die sich als Beschlag der Fensterscheibe 20 zeigende Feuchtigkeitsschicht 23 verändert die Permittivität des elektrischen Felds Fund macht sich insofern als Änderung der Kapazität der Sensorelektrode 40 bemerkbar. Das Steuergerät 22 stellt in dem zweiten Sensitivitätsmodus ein Steuersignal für eine Klimaanlage bereit, die es ermöglicht, durch Regelung der Lufttemperatur, -menge und -verteilung den auf der Fensterscheibe 20 vorhandenen Beschlag 23 zu entfernen. Auf diese Weise ist eine ungetrübte Sicht durch die Fensterscheibe 20 sichergestellt.
Der Wechsel von dem ersten Sensitivitätsmodus in den zweiten Sensitivitätsmodus erfolgt in der Schliessstellung der Fensterscheibe 20. Der Sensor wird in der Offenstellung der Fensterscheibe 20 in dem ersten Sensitivitätsmodus und in der Schliessstellung der Fensterscheibe 20 in dem zweiten Sensitivitätsmodus betrieben. Bei geöffneter Fensterscheibe 20 ergibt sich somit ein kapazitiver Einklemmschutz. Dagegen stellt der Sensor bei geschlossener Fensterscheibe 20 einen Feuchtigkeitssensor dar. Alternativ ist es auch möglich, den Sensor ausschliesslich in dem zweiten Sensitivitätsmodus zu betreiben. In diesem Fall fungiert der Sensor sowohl bei geschlossener als auch bei geöffneter Fensterscheibe 20 als Feuchtigkeitssensor.
Die zuvor beschriebene Vorrichtung zum Steuern und Überwachen der in der Tür 11 bewegbaren Fensterscheibe 20 zeichnet sich durch einen Sensor aus, der es ermöglicht, einen durch Kondensation auf der Fensterscheibe 20 gebildeten Beschlag 23 auf einfache und vergleichsweise kostengünstige Weise zu erkennen. Zudem zeichnet sich die Vorrichtung durch die kombinative Nutzungsmöglichkeit des Sensors sowohl als Feuchtigkeitssensor als auch für einen Einklemmschutz aus. Voraussetzung für die kombinative Nutzung des Sensors sind die unterschiedlichen Sensitivitätsmodi für die Funktion "Feuchtigkeitsermittlung" einerseits und "Einklemmschutz" andererseits. Denn die unterschiedlichen Sensitivitätsmodi gewährleisten, dass eine gegenseitige Beeinträchtigung der von dem Steuergerät 22 bereitgestellten Steuersignale und damit eine Fehlfunktion unterbleibt. Nicht zuletzt trägt die kombinative Nutzung des Sensors als Feuchtigkeitssensor und für einen Einklemmschutz dem vor allem im Fahrzeugbau vorzufindenden Anforderungen nach einer einfachen und verhältnismässig kostengünstigen Bauweise Rechung.
Bezugszeichenliste
10
Kraftfahrzeug
11
Tür
12
Rahmen
20
Fensterscheibe
21
Elektromotor
22
Steuergerät
23
Feuchtigkeitsschicht
30
Dichtung
31
Dichtlippe
32
Haltelippe
40
Sensorelektrode
F
elektrisches Feld
y
Bewegungsrichtung

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Steuern und Überwachen eines zwischen einer Offenstellung und einer Schliessstellung bewegbaren Schliesselements (20), insbesondere einer elektrisch angetriebenen Fensterscheibe (20) eines Kraftfahrzeugs (10), mit einem Sensor, der eine Sensorelektrode (40) umfasst, die ein elektrisches Feld (F) in einem Öffnungsbereich des Schliesselements (20) erzeugt, und einem mit dem Sensor verbundenen Steuergerät (22), das eine Änderung der Kapazität der Sensorelektrode (40) erfasst und ein Steuersignal bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (22) eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode (40) auf Grund des Vorhandenseins einer Feuchtigkeitsschicht (23) auf dem Schliesselement (20) erfasst.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in einem ersten Sensitivitätsmodus und in einem zweiten Sensitivitätsmodus betreibbar ist, wobei das Steuergerät (22) in dem ersten Sensitivitätsmodus eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode (40) auf Grund der Anwesenheit eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich des Schliesselements (20) erfasst und wobei das Steuergerät (22) in dem zweiten Sensitivitätsmodus eine kapazitive Änderung der Sensorelektrode (40) auf Grund des Vorhandenseins einer Feuchtigkeitsschicht (23) auf dem Schliesselement (20) erfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (22) in dem ersten Sensitivitätsmodus ein Steuersignal für einen das Schliesselement (20) antreibenden Motor (21) bereitstellt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (22) in dem zweiten Sensitivitätsmodus ein Steuersignal für eine Klimaanlage bereitstellt.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor in der Offenstellung des Schliesselements (20) in dem ersten Sensitivitätsmodus und in der Schliessstellung des Schliesselements (20) in dem zweiten Sensitivitätsmodus betrieben wird.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine das Schliesselement (20) abdichtende Dichtung (30), die aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, vorzugsweise einem elastomeren Werkstoff, gefertigt und an einem das Schliesselement (20) zumindest teilweise einfassenden Rahmen (12) befestigt ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrode (40) im Bereich der Dichtung (30) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrode (40) in die Dichtung (30) integriert ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrode (40) als Metallstrang ausgebildet ist, der in die Dichtung (30) eingebettet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorelektrode (40) als ein elektrisch leitfähiger Bereich der Dichtung (30) ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (30) wenigstens eine Dichtlippe (31), die an dem Schliesselement (20) anliegt, und wenigstens eine Haltelippe (32), die kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit dem Rahmen (12) verbunden ist, aufweist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Grundelektrode umfasst, die vorzugsweise durch den Rahmen (12) gebildet wird.
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