EP1741865A2 - Sensorsystem für eine Einklemmschutzvorrichtung - Google Patents

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EP1741865A2
EP1741865A2 EP06090120A EP06090120A EP1741865A2 EP 1741865 A2 EP1741865 A2 EP 1741865A2 EP 06090120 A EP06090120 A EP 06090120A EP 06090120 A EP06090120 A EP 06090120A EP 1741865 A2 EP1741865 A2 EP 1741865A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
vehicle part
sensor system
body portion
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06090120A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1741865A3 (de
Inventor
Thomas Weingärtner
Carsten Abert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile SE and Co KG filed Critical Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Publication of EP1741865A2 publication Critical patent/EP1741865A2/de
Publication of EP1741865A3 publication Critical patent/EP1741865A3/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • E05F15/44—Detection using safety edges responsive to changes in electrical conductivity
    • E05F15/443—Detection using safety edges responsive to changes in electrical conductivity specially adapted for vehicle windows or roofs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2800/00—Details, accessories and auxiliary operations not otherwise provided for
    • E05Y2800/67—Materials; Strength alteration thereof
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • the invention relates to a sensor system for an anti-trap device on a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Known sensor systems for anti-jamming devices on vehicles are designed as contact strips, ultrasonic barriers or infrared light barriers which cooperate as a safety device with the anti-pinch device, for example to detect an object trapped between a vehicle part, for example in the form of a closing window pane, and a body section. to prevent the closing of the window pane and thus to prevent damage to the object, the window pane or the window pane moving window regulator.
  • tactile sensors for example piezoelectric or pyroelectric sensors, are used as sensors for anti-pinch devices, which are designed as pressure sensors or heat sensors and react to pressure or heat applied.
  • the object of the present invention is to provide a sensor system for an anti-pinch device for monitoring a movement of a vehicle part provide that a jammed object safely detected and can be produced in a simple and cost-effective manner.
  • the senor of a sensor system is configured in a layered manner, is applied to the moving vehicle part, the body section and / or the further vehicle part and adapted to the shape of the moving vehicle part, the body section and / or the further vehicle part.
  • the solution according to the invention thus provides a sensor system for an anti-trapping device for monitoring the movement of a vehicle part, in which the sensor is arranged in layers on the moving vehicle part itself, the body section of a motor vehicle or the other vehicle part and thereby adapted to the shape of its surroundings it is inconspicuous from the outside and can not be recognized as a separate component due to the layered and shape-adapted application from the outside.
  • the sensor is connected to the moving vehicle part, the body portion or the other vehicle part that no special fasteners, such as screw or connectors, openings, recesses, indentations or the like, are required and the assembly cost for attaching the sensor is significantly reduced. In this way, a sensor is provided, which can extend by the manner of its application in areas of the vehicle, in which the mounting of a sensor has been difficult or even impossible.
  • the senor is generated by a layered deposition on the moving vehicle part, the body portion of a motor vehicle or the other vehicle part.
  • a layered deposition on the moving vehicle part, the body portion of a motor vehicle or the other vehicle part.
  • thin layers can be created which at least partly cover the moving vehicle part, the body section or the further vehicle part and, due to the type of layered application of the shape of the surface of the moving vehicle part, the body section or the other Adapt vehicle part and are firmly connected to the body portion or the vehicle part.
  • the sensor can be arranged both on the moving vehicle part, the body section or the other vehicle part.
  • the other vehicle part can be in another Function attached to the vehicle and also serve as a carrier for the sensor.
  • the sensor may be deposited on a sealing element forming the further vehicle part or on a lining element which is assigned to the body.
  • Serving as a carrier vehicle part can be fixed together with the arranged on the vehicle part sensor to the body and, depending on the type and use of the vehicle part glued to the body, plugged, screwed or otherwise connected to the vehicle.
  • the sensor system is preferably designed so that it already detects the approach of an object to the moving vehicle part, the body portion or the other vehicle part, so as to avoid a possible pinching of the object early.
  • the sensor may have, for example, on the moving vehicle part, the body portion or the further part of the vehicle layered antennas, which are part of a sensor system and detect an approaching object.
  • the sensor detects a pressure force exerted on the body section or one of the vehicle parts, which pressure force can be caused by an object clamped between the moved vehicle part and the body section or the further vehicle part.
  • the sensor of the sensor system is preferably designed as a piezoelectric sensor, which is applied in layers to the moving vehicle part, the body section or the further vehicle part and partially covered. The piezoelectric sensor detects a compressive force exerted by an object on the sensor, converts it into an electrical signal that can be passed on and evaluated, and thus indicates the object.
  • the piezoelectric sensor preferably has a piezoelectric layer and the piezoelectric layer at least partially overlapping electrodes, which can be generated by the deposition of suitable piezoelectric materials on the moving vehicle part, the body portion or the other vehicle part.
  • a compressive force perpendicular to the surface of the layer Upon exertion of a compressive force perpendicular to the surface of the layer, a voltage directed perpendicularly to the surface, which can be tapped off by electrodes below and above the layer, and which induces a charge displacement and thus an electrical signal, arises over the piezoelectric layer.
  • the piezoelectric Sensor is formed by thin layers generated by the deposition, is thus almost invisible from the outside and does not disturb the visual design of the vehicle. So there are no separate measures for attaching the sensor on the vehicle or on the vehicle body necessary and the design and layout of the body does not need to be changed.
  • the piezoelectric layer of the sensor is at least partially covered with electrodes made of a conductive material. Since usually the body consists of a metal and thus of a conductive material, it is conceivable to use the body portion as one of the electrodes of the sensor and to apply the piezoelectric layer directly to the conductive body. Similarly, even if the sensor is mounted on a vehicle part, the vehicle part, if it is conductive, can serve as an electrode for the sensor. Advantage of this variant of the sensor system is that supply lines for the sensor can be partially eliminated.
  • the leads required to contact the sensor can also be made by applying suitable conductive materials to the body portion or the vehicle part to avoid cables and to simplify the assembly and mounting of the sensor and the anti-trap device.
  • the electronic control circuit required for the sensor is likewise produced directly on the moving vehicle part, the body section or the further vehicle part by depositing suitable materials together with the piezoelectric sensor.
  • the electronic control circuit required for the sensor is likewise produced directly on the moving vehicle part, the body section or the further vehicle part by depositing suitable materials together with the piezoelectric sensor.
  • the sensor of the sensor system can be arranged on or under a lacquer layer or under components, such as a seal.
  • a coating layer covering the sensor it is possible to ensure that the sensor is color-matched to the environment in order to make the piezoelectric sensor invisible from the outside.
  • the senor can be arranged wholly or partially overlapping on the body, without the piezoelectric sensor, the positioning of the components difficult or affected or the components must be adapted to the piezoelectric sensor in their design.
  • the sensor of the sensor system can cover a body section over a large area in order to detect a possible risk of pinching in a large area by means of a single sensor.
  • a plurality of small-area sensors can also be arranged on the moving vehicle part, the body section or the further vehicle part, which are spatially offset and thus receive a spatially differentiated signal.
  • the sensor system is part of an anti-pinch device for a window pane forming the moving vehicle part in a motor vehicle door.
  • the sensor may be arranged on a door frame of the motor vehicle door forming the body section or, in the case of a frameless door, on a stationary body section of the vehicle body surrounding the door opening.
  • the sensor faces the closing window pane and is mounted in a region which receives the moving window pane, so that an object which is clamped between the window pane and the door frame or the body section on the vehicle body during the closing operation of the window pane is detected.
  • the sensor is formed directly on the window pane, preferably in the region of the upper pane edge.
  • Fig. 1 shows a side view of a vehicle door 2 with a body portion forming a door frame 21 for receiving a moving vehicle part forming window pane 3, to which a sensor 1 is mounted, which partially covers the upper part of the door frame 21 on the side facing the window 3 ,
  • the sensor 1 is part of a sensor system of a pinch protection device, which serves as a safety device when moving the window 3 and the closing closes when an object between the window 3 and door frame 21 is detected and there is a risk that the object is trapped.
  • the sensor 1 is attached to the closing window 3 facing the door frame 21 and covers the door frame 21 in particular in the areas in which the pinching of an object is possible.
  • the sensor 1 is applied to the door frame 21 and is completely adapted to the shape of the door frame 21, may additionally be covered by a lacquer layer and is therefore not visible from the outside.
  • the leads of the sensor 1 are attached to points not visible from the outside or can also be prepared by deposition of conductive material on the door frame 21.
  • Fig. 2 shows a side view of the body forming the vehicle door 2 with a plurality of sensors 1 a - 1 j, which are arranged spatially offset on the door frame 21 and each cover a relatively small portion of the door frame 21.
  • the sensors 1a-1j are connected via supply lines to the drive circuit of the anti-pinch device, which evaluates the signals of the individual sensors 1a-1j and initiates suitable measures as a function of the signals. For example, it is conceivable that the drive circuit sooner or later inhibits or slows down the closing operation as a function of the position of the signal-generating sensor 1a-1j.
  • a Arrangement according to FIG. 3 is connected with a higher integration effort and a more complex drive circuit, but can be produced by successive deposition steps of suitable materials and the automated application of the sensors 1a-1j together with their supply lines to relatively simple, minimizing the assembly effort.
  • FIG. 3 shows a cross-section through a door frame 21 forming the body with a sensor 1 mounted on the door frame 21.
  • the sensor 1 is arranged in the form of a thin layer on the door frame 21 and is partially covered by a component in the form of a seal 4 for sealing the window pane 3 is covered in the closed position.
  • the sensor 1 is firmly connected to the door frame 21 and conforms to its contour and can thus be produced on complex shaped, curved body areas. If an object is clamped between the window pane 3 and the door frame 21, pressure is applied to the sensor 1 at a point or in an area of the door frame 21 when using a pressure-sensitive sensor, a signal is generated by the sensor 1 and the closing process is interrupted.
  • the anti-trap device can be designed so that even an object that touches the sensor 1 only slightly or just approaches the sensor, the closing operation of the window glass 3 interrupts so as to react early on the risk of possible pinching.
  • tactile sensors or distance-sensitive sensors for example near-field radar systems can be used for this purpose, whose antennas are applied as patch antennas as shown in Fig. 3 conforming to the surface of the door frame.
  • the sensor 1 is designed as a pressure-sensitive piezoelectric sensor.
  • Fig. 4 shows a sectional view through a piezoelectric sensor 1, which has a piezoelectric layer 11 and two electrodes 12, 13 and is formed as a pressure sensor in the form of a pressure-sensitive layer.
  • the piezoelectric sensor 1 is applied to the body 2 of a vehicle and separated from the body 2 by means of an insulating layer 14.
  • piezoceramic materials For the production of the piezoelectric sensor 1, known piezoceramic materials can be used which are applied to the body 2 in a layered manner by deposition.
  • the piezoelectric layer 11 is covered on both sides at least partially with electrodes 12, 13.
  • an electrode 13 facing the body is first produced on an insulating layer 14, the piezoelectric layer 11 is deposited on the electrode 13 and then deposited on the electrode piezoelectric layer 11, the second electrode 12 produced. Due to the layered production of the piezoelectric sensor 1 is adapted in its shape of the body 2, is firmly connected to the body 2 and covers the body 2 uniform.
  • the lower electrode 13 may be formed by the body 2.
  • the insulating layer 14 and the body-facing electrode 13 can then be omitted, and the piezoelectric layer 11 is directly on the body 2 and is connected thereto.
  • the electrode formed by the body 2 is electrically at a ground potential.
  • the piezoelectric sensor 1 In order to make the piezoelectric sensor 1 as inconspicuous as possible to the outside, it can be coated with a lacquer layer and thereby also color matched to the body 2, without the functionality of the sensor 1 is impaired.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem einer Einklemmschutzvorrichtung zur Überwachung einer Bewegung eines Fahrzeugteils (3) mit einem Sensor (1) zum Erfassen eines zwischen dem bewegten Fahrzeugteil (3), einem Karosserieabschnitt (2, 21) oder einem weiteren Fahrzeugteil eingeklemmten Objektes, wobei der Sensor (1) schichtförmig ausgebildet ist, auf das bewegte Fahrzeugteil (3), den Karosserieabschnitt (2, 21) des Fahrzeugs und/oder das weitere Fahrzeugteil (3) aufgebracht ist und der Formgebung des bewegten Fahrzeugteils (3), des Karosserieabschnitts (2, 21) und/oder des weiteren Fahrzeugteils angepasst ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sensorsystem für eine Einklemmschutzvorrichtung an einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bekannte Sensorsysteme für Einklemmschutzvorrichtungen an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, sind als Kontaktleisten, Ultraschallschranken oder Infrarotlichtschranken ausgebildet, die als Sicherheitsvorrichtung mit der Einklemmschutzvorrichtung zusammenwirken, beispielsweise um ein zwischen einem Fahrzeugteil, beispielsweise in Form einer sich schließenden Fensterscheibe, und einem Karosserieabschnitt eingeklemmtes Objekt zu erfassen, das Schließen der Fensterscheibe zu unterbinden und so eine Beschädigung des Objektes, der Fensterscheibe oder des die Fensterscheibe bewegenden Fensterhebers zu verhindern. Darüber hinaus kommen Tastsensoren, beispielsweise piezoelektrische oder pyroelektrische Sensoren, als Sensoren für Einklemmschutzvorrichtungen zum Einsatz, die als Drucksensoren bzw. Wärmefühler ausgelegt sind und auf ausgeübten Druck bzw. Wärme reagieren.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sensorsystem für eine Einklemmschutzvorrichtung zur Überwachung einer Bewegung eines Fahrzeugteils zur Verfügung zu stellen, das ein eingeklemmtes Objekt sicher erfasst und auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sensorsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sensor eines Sensorsystems schichtförmig ausgebildet ist, auf das bewegte Fahrzeugteil, den Karosserieabschnitt und/oder das weitere Fahrzeugteil aufgebracht und der Formgebung des bewegten Fahrzeugteils, des Karosserieabschnitts und/oder des weiteren Fahrzeugteils angepasst ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung stellt somit ein Sensorsystem für eine Einklemmschutzvorrichtung zur Überwachung der Bewegung eines Fahrzeugteils zur Verfügung, bei dem der Sensor schichtförmig auf dem bewegten Fahrzeugteil selbst, dem Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeugs oder dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet und dabei so der Formgebung seiner Umgebung angepasst ist, dass er von außen unauffällig und durch die schichtförmige und formangepasste Aufbringung von außen nicht als gesondertes Bauteil zu erkennen ist. Der Sensor ist so mit dem bewegten Fahrtzeugteil, dem Karosserieabschnitt oder dem weiteren Fahrzeugteil verbunden, dass keine speziellen Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schraub- oder Steckverbindungen, Öffnungen, Vertiefungen, Einbuchtungen oder dergleichen, erforderlich sind und der Montageaufwand zur Anbringung des Sensors erheblich reduziert ist. Auf diese Weise wird ein Sensor geschaffen, der durch die Art seiner Aufbringung sich in Bereiche des Fahrzeugs erstrecken kann, in denen das Anbringen eines Sensors bisher schwierig oder gar unmöglich war.
  • Bevorzugt wird der Sensor durch eine schichtförmige Abscheidung auf dem bewegten Fahrzeugteil, dem Karosserieabschnitt eines Kraftfahrzeugs oder dem weiteren Fahrzeugteil erzeugt. Mittels der Abscheidung und unter Verwendung geeigneter Werkstoffe können dünne Schichten geschaffen werden, die das bewegte Fahrzeugteil, den Karosserieabschnitt oder das weitere Fahrzeugteil zumindest teilweise überdecken und sich bedingt durch die Art der schichtförmigen Aufbringung der Formgebung der Oberfläche des bewegten Fahrzeugteils, des Karosserieabschnitts oder des weiteren Fahrzeugteils anpassen und mit dem Karosserieabschnitt oder dem Fahrzeugteil fest verbunden sind.
  • Der Sensor kann sowohl auf dem bewegten Fahrzeugteil, dem Karosserieabschnitt oder dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet sein. Das weitere Fahrzeugteil kann dabei in anderer Funktion am Fahrzeug angebracht sein und zusätzlich als Trägermittel für den Sensor dienen. Beispielsweise kann der Sensor auf ein das weitere Fahrzeugteil ausbildendes Dichtelement oder auf ein Verkleidungselement, das der Karosserie zugeordnet ist, abgeschieden sein. Durch die Aufbringung auf ein solches Fahrzeugteil kann die Handhabung großer Karosserieteile zur Herstellung des Sensors entfallen, und der zur Aufbringung des Sensors notwendige Prozess wird erleichtert. Das als Trägermittel dienende Fahrzeugteil kann zusammen mit dem auf dem Fahrzeugteil angeordneten Sensor an der Karosserie befestigt sein und je nach Art und Verwendung des Fahrzeugteils auf die Karosserie geklebt, gesteckt, geschraubt oder auf andere Weise mit dem Fahrzeug verbunden sein.
  • Das Sensorsystem ist bevorzugt so ausgelegt, dass es bereits die Annäherung eines Objektes an das bewegte Fahrzeugteil, den Karosserieabschnitt oder das weitere Fahrzeugteil erkennt, um so ein mögliches Einklemmen des Objekts frühzeitig zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann der Sensor beispielsweise auf das bewegte Fahrzeugteil, den Karosserieabschnitt oder das weitere Fahrzeugteil schichtförmig abgeschiedene Antennen aufweisen, die Teil eines Sensorsystems sind und ein sich näherndes Objekt erfassen.
  • In einer Variante des Sensors erfasst der Sensor eine auf den Karosserieabschnitt oder eines der Fahrzeugteile ausgeübte Druckkraft, die durch ein zwischen dem bewegten Fahrzeugteil und dem Karosserieabschnitt oder dem weiteren Fahrzeugteil eingeklemmtes Objekt verursacht sein kann. Bevorzugt ist zu diesem Zweck der Sensor des Sensorsystems als piezoelektrischer Sensor ausgelegt, der schichtförmig auf das bewegte Fahrzeugteil, den Karosserieabschnitt oder das weitere Fahrzeugteil aufgebracht ist und teilweise überdeckt. Der piezoelektrische Sensor erfasst eine Druckkraft, die durch ein Objekt auf den Sensor ausgeübt wird, setzt diese in ein elektrisches Signal um, das weitergeleitet und ausgewertet werden kann, und zeigt somit das Objekt an.
  • Der piezoelektrische Sensor weist bevorzugt eine piezoelektrische Schicht und die piezoelektrische Schicht zumindest teilweise überdeckende Elektroden auf, die durch die Abscheidung geeigneter piezoelektrischer Werkstoffe auf dem bewegten Fahrzeugteil, dem Karosserieabschnitt oder dem weiteren Fahrzeugteil erzeugt werden können. Über der piezoelektrischen Schicht entsteht bei Ausübung einer Druckkraft senkrecht zur Oberfläche der Schicht eine senkrecht zur Oberfläche gerichtete Spannung, die durch Elektroden unterhalb und oberhalb der Schicht abgegriffen werden kann und eine Ladungsverschiebung und somit ein elektrisches Signal induziert. Der piezoelektrische Sensor ist durch mittels der Abscheidung erzeugte dünne Schichten ausgebildet, ist somit von außen nahezu unsichtbar und stört die optische Gestaltung des Fahrzeugs nicht. Es sind also keine gesonderten Maßnahmen zum Anbringen des Sensors am Fahrzeug oder an der Fahrzeugkarosserie nötig und die Gestaltung und Auslegung der Karosserie muss nicht verändert werden.
  • Bei Verwendung eines Sensorsystems mit einem piezoelektrischen Sensor ist die piezoelektrische Schicht des Sensors zumindest teilweise mit Elektroden aus einem leitfähigen Material überdeckt. Da in der Regel die Karosserie aus einem Metall und somit aus einem leitfähigen Material besteht, ist es denkbar, den Karosserieabschnitt als eine der Elektroden des Sensors zu verwenden und die piezoelektrische Schicht direkt auf die leitfähige Karosserie aufzubringen. In ähnlicher Weise kann auch, wenn der Sensor auf ein Fahrzeugteil aufgebracht ist, das Fahrzeugteil, sofern dieses leitfähig ist, als Elektrode für den Sensor dienen. Vorteil dieser Variante des Sensorsystems ist, dass Zuleitungen für den Sensor teilweise entfallen können. Es ist auch denkbar, in einer weiteren Variante den Sensor mittels einer isolierenden Schicht von dem Karosserieabschnitt oder dem Fahrzeugteil galvanisch zu trennen und die piezoelektrische Schicht beidseitig mit Elektroden zu versehen, so dass keine der Elektroden zwangsweise auf dem Massepotential der Karosserie oder des Fahrzeugteils liegt.
  • Zusätzlich können auch die zur Kontaktierung des Sensors erforderlichen Zuleitungen durch Aufbringen geeigneter leitfähiger Materialien auf dem Karosserieabschnitt oder dem Fahrzeugteil hergestellt werden, um Kabel zu vermeiden und den Aufbau und die Montage des Sensors und der Einklemmschutzvorrichtung zu vereinfachen.
  • Es ist denkbar, dass die für den Sensor benötigte elektronische Ansteuerungsschaltung ebenfalls direkt auf dem bewegten Fahrzeugteil, dem Karosserieabschnitt oder dem weiteren Fahrzeugteil durch Abscheidung geeigneter Materialien zusammen mit dem piezoelektrischen Sensor hergestellt ist. Dadurch kann eine zusätzliche Vereinfachung des Aufbaus des Sensors erreicht werden, es können kurze Leitungslängen zwischen dem piezoelektrischen Sensor und der Ansteuerungsschaltung geschaffen und Störeinflüsse somit minimiert werden.
  • Der Sensor des Sensorsystems kann auf oder unter einer Lackschicht oder unter Bauteilen, wie zum Beispiel einer Dichtung, angeordnet sein. Durch eine den Sensor überdeckende Lackschicht kann erreicht werden, dass der Sensor farblich der Umgebung angeglichen ist, um so den piezoelektrischen Sensor von außen unsichtbar zu machen.
  • Darüber hinaus können Bauteile, wie zum Beispiel eine Dichtung, den Sensor ganz oder teilweise überdeckend auf der Karosserie angeordnet werden, ohne dass der piezoelektrische Sensor die Positionierung der Bauteile erschwert oder beeinflusst oder die Bauteile dem piezoelektrischen Sensor in ihrer Bauform angepasst werden müssen.
  • Der Sensor des Sensorsystems kann zum einen großflächig einen Karosserieabschnitt überdecken, um so in einem großen Bereich mittels eines einzelnen Sensors eine mögliche Einklemmgefahr zu erfassen. Zum anderen können aber auch mehrere kleinflächige Sensoren auf dem bewegten Fahrzeugteil, dem Karosserieabschnitt oder dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet sein, die räumlich versetzt sind und somit ein räumlich differenziertes Signal empfangen. Mittels einer solchen Sensoranordnung kann die Position des Drucks und somit des möglichen Einklemmens bestimmt werden, und abhängig von der erfassten Position können unterschiedliche Maßnahmen ergriffen werden. Sind die Sensoren als piezoelektrische Sensoren ausgelegt, so haben die kleinflächigen Sensoren den zusätzlichen Vorteil, dass die parasitäre Kapazität eines Sensors, die durch die mit Elektroden überdeckte piezoelektrische Schicht bedingt ist, klein gehalten werden kann.
  • In einer Variante ist das Sensorsystem Teil einer Einklemmschutzvorrichtung für eine das bewegte Fahrzeugteil ausbildende Fensterscheibe in einer Kraftfahrzeugtür. Der Sensor kann an einem den Karosserieabschnitt ausbildenden Türrahmen der Kraftfahrzeugtür oder, für den Fall einer rahmenlosen Tür, an einem die Türöffnung umrandenden, feststehenden Karosserieabschnitt der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein. Der Sensor ist dabei der sich schließenden Fensterscheibe zugewandt und in einem Bereich angebracht, der die bewegte Fensterscheibe aufnimmt, so dass ein Objekt, das zwischen der Fensterscheibe und dem Türrahmen bzw. dem Karosserieabschnitt an der Fahrzeugkarosserie beim Schließvorgang der Fensterscheibe eingeklemmt wird, erfasst wird. Genauso ist denkbar, dass der Sensor direkt auf der Fensterscheibe, bevorzugt im Bereich der oberen Scheibenkante, ausgebildet ist.
  • Anhand der in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher und weiter erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht einer Kraftfahrzeugtür mit einem großflächigen, am Türrahmen angebrachten Sensor für eine Einklemmschutzvorrichtung;
    Figur 2
    eine Seitenansicht einer Kraftfahrzeugtür mit mehreren am Türrahmen angebrachten Sensoren;
    Figur 3
    eine Schnittansicht quer zum Türrahmen mit einem auf den Türrahmen aufgebrachten piezoelektrischen Sensor und
    Figur 4
    eine Schnittansicht durch einen piezoelektrischen Sensor.
  • Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Fahrzeugtür 2 mit einem einen Karosserieabschnitt ausbildenden Türrahmen 21 zur Aufnahme einer das bewegte Fahrzeugteil ausbildenden Fensterscheibe 3, an dem ein Sensor 1 angebracht ist, der den oberen Teil des Türrahmens 21 auf der der Fensterscheibe 3 zugewandten Seite teilweise überdeckt. Der Sensor 1 ist Teil eines Sensorsystems einer Einklemmschutzvorrichtung, die als Sicherheitsvorrichtung beim Bewegen der Fensterscheibe 3 dient und das Schließen unterbindet, sobald ein Objekt zwischen Fensterscheibe 3 und Türrahmen 21 erfasst wird und die Gefahr besteht, dass das Objekt eingeklemmt wird. Der Sensor 1 ist dem sich schließenden Fenster 3 zugewandt am Türrahmen 21 angebracht und überdeckt den Türrahmen 21 insbesondere in den Bereichen, in denen das Einklemmen eines Objektes möglich ist. Befindet sich beim Schließen der Fensterscheibe 3 ein Objekt zwischen der Fensterscheibe 3 und dem Türrahmen 21 und wird zwischen diesen eingeklemmt, so übt, bei Verwendung eines druckempfindlichen Sensors, das Objekt Druck auf den Sensor 1 aus, der Sensor 1 erzeugt ein Signal und leitet dieses an eine Ansteuerschaltung der Einklemmschutzvorrichtung. Die Ansteuerschaltung wertet dieses Signal aus und unterbindet den Schließvorgang der Fensterscheibe 3.
  • Der Sensor 1 ist auf den Türrahmen 21 aufgebracht und ist der Form des Türrahmens 21 vollständig angepasst, kann zusätzlich durch eine Lackschicht überdeckt sein und ist somit von außen nicht sichtbar. Die Zuleitungen des Sensors 1 sind an von außen nicht sichtbaren Stellen angebracht oder können durch Abscheidung von leitendem Material ebenfalls auf dem Türrahmen 21 hergestellt sein.
  • Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer die Karosserie ausbildenden Fahrzeugtür 2 mit mehreren Sensoren 1 a - 1 j, die räumlich versetzt an dem Türrahmen 21 angeordnet sind und jeweils einen relativ kleinen Teilbereich des Türrahmens 21 überdecken. Die Sensoren 1a ― 1 j sind über Zuleitungen mit der Ansteuerschaltung der Einklemmschutzvorrichtung verbunden, die die Signale der einzelnen Sensoren 1a ― 1j auswertet und in Abhängigkeit von den Signalen geeignete Maßnahmen einleitet. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Ansteuerschaltung den Schließvorgang in Abhängigkeit von der Position des signalgebenden Sensors 1a - 1j früher oder später unterbindet oder verlangsamt. Eine Anordnung gemäß Fig. 3 ist mit einem höheren Integrationsaufwand und einer aufwendigeren Ansteuerschaltung verbunden, kann aber durch aufeinander folgende Abscheidungsschritte geeigneter Werkstoffe und die automatisierte Aufbringung der Sensoren 1a - 1j zusammen mit ihren Zuleitungen auf verhältnismäßig einfache, den Montageaufwand minimierende Weise hergestellt werden.
  • Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch einen die Karosserie ausbildenden Türrahmen 21 mit einem auf den Türrahmen 21 aufgebrachten Sensor 1. Der Sensor 1 ist in Form einer dünnen Schicht auf dem Türrahmen 21 angeordnet und wird teilweise von einem Bauteil in Form einer Dichtung 4 zur Abdichtung der Fensterscheibe 3 in geschlossener Position überdeckt. Der Sensor 1 ist mit dem Türrahmen 21 fest verbunden und konform zu seiner Kontur und kann somit auch auf komplex geformten, geschwungenen Karosseriebereichen hergestellt werden. Wird ein Objekt zwischen Fensterscheibe 3 und Türrahmen 21 eingeklemmt, so wird, bei Verwendung eines druckempfindlichen Sensors, an einer Stelle oder in einem Bereich des Türrahmens 21 Druck auf den Sensor 1 ausgeübt, ein Signal vom Sensor 1 erzeugt und der Verschließvorgang unterbrochen. Die Einklemmschutzvorrichtung kann so ausgelegt sein, dass auch ein Objekt, das den Sensor 1 nur leicht berührt oder sich dem Sensor nur annähert, den Schließvorgang der Fensterscheibe 3 unterbricht, um so frühzeitig auf die Gefahr eines möglichen Einklemmens zu reagieren. Neben druckempfindlichen Sensoren können zu diesem Zweck Tastsensoren oder abstandssensitive Sensoren, beispielsweise Nahfeldradarsysteme verwendet werden, deren Antennen als Patch-Antennen wie in Fig. 3 dargestellt konform auf die Oberfläche des Türrahmens aufgebracht sind.
  • Bevorzugt ist der Sensor 1 als druckempfindlicher piezoelektrischer Sensor ausgelegt. Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht durch einen piezoelektrischen Sensor 1, der eine piezoelektrische Schicht 11 und zwei Elektroden 12, 13 aufweist und als Drucksensor in Form einer druckempfindlichen Schicht ausgebildet ist. Der piezoelektrische Sensor 1 ist auf die Karosserie 2 eines Fahrzeugs aufgebracht und mittels einer isolierenden Schicht 14 von der Karosserie 2 getrennt.
  • Zur Herstellung des piezoelektrischen Sensors 1 können bekannte piezokeramische Werkstoffe verwendet werden, die durch Abscheidung schichtförmig auf die Karosserie 2 aufgebracht werden. Die piezoelektrische Schicht 11 ist dabei beidseitig zumindest teilweise mit Elektroden 12, 13 überdeckt. Zur Aufbringung des Sensors wird zunächst auf einer isolierenden Schicht 14 eine der Karosserie zugewandte Elektrode 13 erzeugt, auf der Elektrode 13 die piezoelektrische Schicht 11 abgeschieden und anschließend auf der piezoelektrischen Schicht 11 die zweite Elektrode 12 hergestellt. Durch die schichtweise Herstellung ist der piezoelektrische Sensor 1 in seiner Formgebung der Karosserie 2 angepasst, ist mit der Karosserie 2 fest verbunden und überdeckt die Karosserie 2 uniform.
  • Da in der Regel die Karosserie 2 des Fahrzeugs aus Metall besteht, also leitfähig ist, kann die untere Elektrode 13 durch die Karosserie 2 gebildet sein. Die isolierende Schicht 14 und die der Karosserie zugewandte Elektrode 13 können dann entfallen, und die piezoelektrische Schicht 11 liegt direkt auf der Karosserie 2 und ist mit dieser verbunden. In diesem Fall befindet sich die durch die Karosserie 2 gebildete Elektrode elektrisch auf einem Massepotential.
  • Um den piezoelektrischen Sensor 1 nach außen möglichst unauffällig zu gestalten, kann er mit einer Lackschicht überzogen und dadurch auch farblich der Karosserie 2 angeglichen sein, ohne dass die Funktionstüchtigkeit des Sensors 1 beeinträchtigt ist.
  • Bei Ausübung einer Druckkraft von außen, also von der der Karosserie 2 abgewandten Seite auf den schichtförmigen piezoelektrischen Sensor 1 wird über der Schicht 11 eine Spannung erzeugt, die eine Ladungsverschiebung und somit ein Signal an den die piezoelektrische Schicht 11 beidseitig bedeckenden Elektroden 12, 13 verursacht, das von der Ansteuerschaltung der Einklemmschutzvorrichtung verarbeitet und ausgewertet wird.
  • Andere Ausführungsformen, die von der Erfindung Gebrauch machen, sind denkbar. Neben piezoelektrischen Sensorsystemen sind abstandssensitive Sensoren wie Nahfeldradarsysteme denkbar, deren Antennen direkt auf die Karosserie oder ein Fahrzeugteil abgeschieden werden. Darüber hinaus sind Einklemmschutzsysteme auch für andere Fahrzeugteile denkbar, beispielsweise im Bereich einer Fahrzeugtür oder der Heckklappe zur Überwachung der Türschließbewegung. Der Gedanke der Erfindung lässt sich auf eine Vielzahl von möglichen, insbesondere ein Kraftfahrzeug betreffenden Anwendungen übertragen, bei denen schichtförmig auf die Karosserie oder auf Fahrzeugteile aufgebrachte, der Oberflächenkontur des Fahrzeugs angepasste Sensoren einsetzbar sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Piezoelektrischer Sensor
    1a - 1j
    Piezoelektrische Sensoren
    2
    Karosserie
    3
    Fensterscheibe
    4
    Dichtung
    11
    Piezoelektrische Schicht
    12
    Elektrode
    13
    Elektrode
    14
    Isolierende Schicht
    21
    Türrahmen

Claims (20)

  1. Sensorsystem einer Einklemmschutzvorrichtung zur Überwachung einer Bewegung eines Fahrzeugteils (3) mit einem Sensor (1, 1a - 1j) zum Erfassen eines zwischen dem bewegten Fahrzeugteil (3), einem Karosserieabschnitt (2, 21) oder einem weiteren Fahrzeugteil eingeklemmten Objektes, wobei der Sensor (1, 1a - 1j)
    - schichtförmig ausgebildet ist,
    - auf das bewegte Fahrzeugteil (3), den Karosserieabschnitt (2, 21) des Fahrzeugs und/oder das weitere Fahrzeugteil (3) aufgebracht ist und
    - der Formgebung des bewegten Fahrzeugteils (3), des Karosserieabschnitts (2, 21) und/oder des weiteren Fahrzeugteils angepasst ist.
  2. Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a-1j) an das bewegte Fahrzeugteil (3), den Karosserieabschnitt (2, 21) des Fahrzeugs und/oder das weitere Fahrzeugteil formschlüssig angrenzt.
  3. Sensorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a-1j) in seiner Formgebung mit dem bewegten Fahrzeugteil (3), dem Karosserieabschnitt (2, 21) des Fahrzeugs und/oder dem weiteren Fahrzeugteil identisch ist.
  4. Sensorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a-1j) durch eine schichtförmige Abscheidung auf dem bewegten Fahrzeugteil (3), dem Karosserieabschnitt (2, 21) des Fahrzeugs und/oder dem weiteren Fahrzeugteil ausgebildet ist.
  5. Sensorsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a-1j) auf das ein Trägermittel ausbildende weitere Fahrzeugteil schichtförmig aufgebracht ist, wobei das weitere Fahrzeugteil in anderer Funktion an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist.
  6. Sensorsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermittel zusammen mit dem auf das Trägermittel aufgebrachten Sensor (1, 1 a - 1 j) am Fahrzeug befestigt ist.
  7. Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) die Annäherung eines Objektes erfasst, um so ein mögliches Einklemmen des Objekts zu erkennen.
  8. Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) eine auf das bewegte Fahrzeugteil (3), den Karosserieabschnitt (2, 21) oder das weitere Fahrzeugteil ausgeübte Berührung, insbesondere eine Druckkraft erfasst.
  9. Sensorsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) eine Druckkraft, die durch ein zwischen dem bewegten Fahrzeugteil (3) und dem Karosserieabschnitt (2, 21) oder dem weiteren Fahrzeugteil eingeklemmtes Objekt ausgeübt wird, erfasst und in ein elektrisches Signal umsetzt.
  10. Sensorsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als piezoelektrischer Sensor (1, 1a - 1 j) ausgebildet ist.
  11. Sensorsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) eine piezoelektrische Schicht (11) und mindestens eine die piezoelektrische Schicht (11) zumindest teilweise überdeckende Elektrode (12, 13) aufweist.
  12. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Karosserieabschnitt (2, 21) und/oder eines der Fahrzeugteile (3) eine weitere Elektrode (12, 13) des Sensors (1, 1a - 1 j) darstellt und die piezoelektrische Schicht (11) ohne eine Zwischenschicht direkt auf das bewegte Fahrzeugteil (3), den Karosserieabschnitt (2, 21) und/oder das weitere Fahrzeugteil aufgebracht ist.
  13. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) auf eine isolierende Schicht (14) aufgebracht ist, die das bewegte Fahrzeugteil (3), den Karosserieabschnitt (2, 21) und/oder das weitere Fahrzeugteil überdeckt und den Sensor (1, 1a - 1j) galvanisch von dem bewegten Fahrzeugteil (3), dem Karosserieabschnitt (2, 21) und/oder dem weiteren Fahrzeugteil trennt.
  14. Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen des Sensors (1, 1a - 1j) durch die Abscheidung leitfähiger Materialien auf dem bewegten Fahrzeugteil (3), dem Karosserieabschnitt (2, 21) und/oder dem weiteren Fahrzeugteil hergestellt sind.
  15. Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) zusammen mit einer elektronischen Ansteuerungsschaltung auf dem bewegten Fahrzeugteil (3), dem Karosserieabschnitt (2, 21) und/oder dem weiteren Fahrzeugteil hergestellt ist.
  16. Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1 a - 1 j) auf oder unter einer Lackschicht oder unter Bauteilen (4) angeordnet ist.
  17. Sensorsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1 j) durch die Lackschicht überdeckt ist und auf diese Weise von außen unauffällig ist.
  18. Sensorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) durch mehrere verteilte Sensoren (1a - 1j) ausgebildet ist, die zum Erfassen eines eingeklemmten Objektes räumlich versetzt auf dem bewegten Fahrzeugteil (3), dem Karosserieabschnitt (2, 21) und/oder dem weiteren Fahrzeugteil angeordnet sind.
  19. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) als Teil einer Einklemmschutzvorrichtung für eine das bewegte Fahrzeugteil ausbildende Fensterscheibe (3) auf einem den Karosserieabschnitt ausbildenden Türrahmen (21) angeordnet ist, um ein zwischen dem Türrahmen (21) und der Fensterscheibe (3) eingeklemmtes Objekt zu erfassen.
  20. Sensorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1, 1a - 1j) als Teil einer Einklemmschutzvorrichtung für eine bewegte Fensterscheibe (3) einer rahmenlosen Fahrzeugtür auf einem die Türöffnung umrandenden Karosserieabschnitt angeordnet ist, um ein zwischen dem Karosserieabschnitt und der Fensterscheibe (3) eingeklemmtes Objekt zu erfassen.
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