EP1828525A1 - Klemmschutzeinrichtung f]r fahrzeuge - Google Patents

Klemmschutzeinrichtung f]r fahrzeuge

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EP1828525A1
EP1828525A1 EP05824404A EP05824404A EP1828525A1 EP 1828525 A1 EP1828525 A1 EP 1828525A1 EP 05824404 A EP05824404 A EP 05824404A EP 05824404 A EP05824404 A EP 05824404A EP 1828525 A1 EP1828525 A1 EP 1828525A1
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EP
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arrangements
clamping device
drive
sensor
vehicle part
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EP05824404A
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Josef Appel
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Webasto SE
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Webasto SE
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Publication date
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    • E05F15/42—Detection using safety edges
    • E05F15/46—Detection using safety edges responsive to changes in electrical capacitance
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • 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
    • E05Y2900/542—Roof panels

Definitions

  • the invention relates to a vehicle anti-jamming device for preventing jamming of foreign bodies, in particular endangered body parts of vehicle occupants, by motor-adjustable vehicle parts.
  • Such safety devices are known in different construction.
  • a sensor is provided in the form of an arranged at the closing edge of the opening electrode extending over the length of the closing edge and part of a capacitive Detector is that emits a threatening clamping a control signal to turn off the drive of the closing member.
  • Clamping devices of this type are exposed to influences that have nothing to do with a risk of entrapment and can cause false tripping.
  • influences include, in particular, tolerance-related changes in distance and environmental influences such as moisture and precipitation deposits. Attempts have been made to counteract this by continuously or before the start of the movement of the vehicle part, the operating point (that is, the triggering threshold) of the terminal protection device is tracked accordingly.
  • Capacitance changes of the capacitive detector which are caused by the movement of the vehicle part itself, have been roughly corrected in their typical course. Environmental conditions can be effectively compensated and either an increased risk of false triggering tolerated or the sensitivity of the system must be reduced accordingly.
  • the object of the invention is therefore to provide a safety device for vehicles that allows a comparatively low cost secure detection of Einklemmge risk even with changing environmental conditions and the unavoidable in practice tolerances.
  • this object is achieved by a device for preventing jamming for vehicles with at least two sensor arrangements for detecting a risk of being trapped by at least one vehicle part which can be adjusted by means of a drive device and for outputting anti-jamming signals to an evaluation device which is jointly assigned to two sensor arrangements is designed to switch via a drive control, the drive means in a pinch-preventing operation mode, when the pinching danger signals of the two sensor arrangements differ from each other by a predetermined minimum value.
  • the anti-pinch device With the anti-pinch device according to the invention, the fact is used that changing environmental conditions and the proper movement of the or the adjustable Vehicle part / vehicle parts attributable influences on all sensor arrangements substantially the same effect and thus remain unevaluated in the arrangement according to the invention, while hazardous situations typically make different perceived at a time at the sensor assemblies and are detected.
  • the drive device have at least one actuator which is in driving connection with two actuating arrangements which are in each case assigned to one of two opposite sides of one and the same adjustable vehicle part, wherein preferably the two positioning arrangements are at least approximately symmetrical to one another and in each case one of the two sensor arrangements is in each case arranged on one of the two positioning arrangements.
  • the drive device may also have at least two actuators, which are in drive connection with at least two actuating arrangements, which are in each case assigned to one of a plurality of adjustable vehicle parts.
  • the at least one adjustable vehicle part may be designed for selectively closing or at least partially opening a vehicle opening, and the sensor arrangements may in each case have at least one capacitive sensor.
  • the evaluation device is expediently equipped with a comparator for comparing the entrapment danger signals of the sensor arrangements.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of a clamping protection device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic block diagram of a second embodiment of a terminal protection device according to the invention.
  • Fig. 10 is a vehicle part, for example the cover of a sliding / lifting roof, which can be adjusted in the direction of a double arrow 11 by means of adjusting arrangements 12, 13 which engage on opposite sides of the vehicle part 10.
  • the adjusting arrangements 12, 13 are, for example, the usual sliding / dispensing mechanisms on both sides of the lid 10.
  • the adjusting arrangements 12, 13 are in turn actuated by means of a preferably electric actuator 14, which is under the influence of a drive control 15. Closing movements of the lid 10, which could lead to pinching vulnerable body parts are monitored by two sensors 16, 17, of which one 16 of the actuator assembly 12 and the other 17 of the actuator assembly 13 is assigned.
  • an evaluation device 18 is connected, which includes a comparator 19 and a downstream threshold member 20 in the illustrated embodiment.
  • the output of the evaluation device 18 is connected to a control input of the drive control 15.
  • the in Fig. 2 differs from those of FIG. 1 only in that the drive control 15 actuates two actuators 14a and 14b for two simultaneously adjustable vehicle parts 10a and 10b, for example a pair of retractable front-mounted headlamps. Even in such a case, a risk of entrapment typically only occurs on one side, ie either on the vehicle part 10a or the vehicle part 10b, and it becomes clear from the environmental influences and / or concurrent displacement movements of the vehicle parts 10a with the means described above and 10b.
  • any number of further pairs of sensors may be associated with each of the downstream, connected to the drive control 15 evaluation device, as shown in FIG. l is indicated with the blocks 16n, 17n and 18n.
  • the sensors 16 to 16n, 17 to 17n may be arranged in pairs, for example on deployment levers, top hinges and other clamping points. They are preferably designed as capacitive encoders, although basically any other sensors such as inductive, infrared, ultrasonic or Hall sensors come into consideration.
  • the evaluation circuit 18 can also in other than in FIG. 1 schematically indicated way be implemented, for example, using a measuring bridge.
  • the comparison of the output signals of the sensors 16 to 16n, 17 to 17n can be made before - for example by means of a measuring bridge - during (for example with a corresponding transducer) or after - in an evaluation software or a hardware comparator as shown in FIG. 1 indicated at 19 - an appropriate treatment of the sensor measured values done.
  • the described anti-jamming device is characterized in particular by a greatly reduced sensitivity to environmental influences compared to known arrangements with simultaneously preserved or improved sensitivity for actual approximation of body parts to sensors.
  • the anti-jam device can be constructed relatively simple, robust and reliable.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)

Abstract

Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge mit mindestens zwei Sensoranordnungen (16, 16n, 17, 17n) zum Erkennen einer Gefahr für ein Einklemmen durch mindestens ein Fahrzeugteil (10, 10a, 10b), das mittels einer Antriebseinrichtung (12, 13, 14, 14a, 14b) verstellbar ist, und zur Abgabe von Einklemmgefahrensignalen an eine beiden Sensoranordnungen gemeinsam zugeordnete Auswerteeinrichtung (18). Die Auswerteeinrichtung (18) ist derart ausgelegt, dass sie über eine Antriebssteuerung (15) die Antriebseinrichtung in einen ein Einklemmen verhindernden Betriebsmodus umschaltet, wenn sich die Einklemmgefahrensignale der beiden Sensoranordnungen um einen vorbestimmten Mindestwert voneinander unterscheiden.

Description

Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge zum Verhindern eines Einklemmens von Fremdkörpern, insbesondere gefährdeten Körperteilen von Fahrzeuginsassen, durch motorisch verstellbare Fahrzeugteile .
Solche Klemmschutzeinrichtungen sind in unterschiedlicher Bauweise bekannt . Zum Beispiel ist in DE 35 27 405 Al eine Einrichtung zum Schutz gegen Einklemmen in motorisch verschließbaren Fahrzeugöffnungen beschrieben, bei welcher ein Sensor in Form einer an der Schließkante der Öffnung angeordnete Elektrode vorgesehen ist, die sich über die Länge der Schließkante erstreckt und Teil eines kapazitiven Detektors ist , der bei drohendem Einklemmen ein Steuersignal zum Ausschalten des Antriebes des Schließgliedes abgibt .
Klemmschutzeinrichtungen dieser Art sind Einflüssen ausgesetzt, die nichts mit einer Einklemmgefahr zu tun haben und Fehlauslösungen bewirken können. Zu solchen Einflüssen gehören insbesondere toleranzbedingte Abstands- änderungen und Umwelteinflüsse wie Feuchte und Nieder- schlagsbeläge . Man hat versucht , dem dadurch zu begegnen, dass fortlaufend oder vor Beginn der Bewegung des Fahrzeugteils der Arbeitspunkt (das heißt die Auslöseschwelle) der Klemmschutzeinrichtung entsprechend nachgeführt wird. Kapazitätsänderungen des kapazitiven Detektors , die durch die Bewegung des Fahrzeugteils selbst hervorgerufen werden, hat man in ihrem typischen Verlauf grob korrigiert . Umweltbedingungen wirkungsvoll kompensiert werden können und entweder ein erhöhtes Risiko von Fehlauslösungen toleriert oder die Empfindlichkeit des Systems entsprechend herabgesetzt werden muss . Hinzu kommt , dass möglicherweise bereits vor Aktivierung der Sensorauswertung vorliegende Gefährdungssituationen als geänderte Umweltbedingungen fehlinterpretiert und damit ausgeblendet werden können, soweit sie sich nicht durch Plausibilitätsprüfungen erkennen lassen. Auch eine Korrektur von Einflüssen aus der Eigenbewegung des verstellbaren Fahrzeugteils gelingt selbst bei erheblichem Korrekturaufwand nicht vollständig, weil dazu abhängig von den j eweils herrschenden Umweltbedingungen unterschiedliche Korrekturverläufe erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, die mit vergleichsweise geringem Aufwand eine sichere Erkennung von Einklemmgefahr auch bei wechselnden Umwelteinflüssen und den in der Praxis unvermeidbaren Toleranzen gestattet .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge mit mindestens zwei Sensoranordnungen zum Erkennen einer Gefahr für ein Einklemmen durch mindestens ein Fahrzeugteil , das mittels einer Antriebseinrichtung verstellbar ist , und zur Abgabe von Ein- klemmgefahrensignalen an eine beiden Sensoranordnungen gemeinsam zugeordnete Auswerteeinrichtung, die derart ausgelegt ist , dass sie über eine AntriebsSteuerung die Antriebseinrichtung in einen ein Einklemmen verhindernden Betriebsmodus umschaltet , wenn sich die Einklemmgefahren- Signale der beiden Sensoranordnungen um einen vorbestimmten Mindestwert voneinander unterscheiden.
Mit der erfindungsgemäßen Klemmschutzeinrichtung wird , der Umstand genutzt, dass sich wechselnde Umweltbedingungen und auf die Eigenbewegung des oder der verstellbaren Fahrzeugteils/Fahrzeugteile zurückzuführende Einflüsse auf alle Sensoranordnungen im wesentlichen gleich auswirken und damit bei der erfindungsgemäßen Anordnung unausgewertet bleiben, während Gefährdungssituationen sich typisch zu einem Zeitpunkt an den Sensoranordnungen unterschiedlich bemerkbar machen und so erfasst werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen .
So kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die An- triebseinrichtung mindestens einen Stellantrieb aufweisen, der mit zwei Stellanordnungen in AntriebsVerbindung steht , die j eweils einer von zwei gegenüberliegenden Seiten ein und desselben verstellbaren Fahrzeugteils zugeordnet sind, wobei vorzugsweise die beiden Stellanordnungen mindestens näherungsweise symmetrisch zueinander ausgelegt sind und j eweils eine der beiden Sensoranordnungen an j eweils einer der beiden Stellanordnungen angeordnet ist .
Entsprechend einer abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung kann die Antriebseinrichtung aber auch mindestens zwei Stellantriebe aufweisen, die mit mindestens zwei Stellanordnungen in AntriebsVerbindung stehen, die j eweils einem von mehreren verstellbaren Fahrzeugteilen zugeordnet sind.
Das mindestens eine verstellbare Fahrzeugteil kann zum wahlweisen Verschließen oder mindestens teilweisen Öffnen einer Fahrzeugöffnung ausgelegt sein, und die Sensoranordnungen können j eweils mindestens einen kapazitiven Geber aufweisen.
Die Auswerteeinrichtung ist zweckmäßig mit einem Vergleicher zum Vergleichen der Einklemmgefahrensignale der Sensoranordnungen ausgestattet . Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert . Es zeigt :
Fig . l ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemm- Schutzeinrichtung, und
Fig.2 ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klemmschutzeinrichtung.
In Fig . l ist mit 10 ein Fahrzeugteil , beispielsweise der Deckel eines Schiebe/Hebedachs bezeichnet , das in Richtung eines Doppelpfeils 11 über Stellanordnungen 12 , 13 verstellt werden kann, die an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugteils 10 angreifen. Bei den Stellanordnungen 12 , 13 handelt es sich zum Beispiel um die üblichen Schiebe/Austeilmechanismen zu beiden Seiten des Deckels 10. Die Stellanordnungen 12 , 13 werden ihrerseits mittels eines vorzugsweise elektrischen Stellantriebs 14 betätigt , der unter dem Einfluss einer Antriebssteuerung 15 steht . Schließbewegungen des Deckels 10 , die zum Einklemmen gefährdeter Körperteile führen könnten, werden mittels zweier Sensoren 16 , 17 überwacht, von denen der eine 16 der Stellanordnung 12 und der andere 17 der Stellanordnung 13 zugeordnet ist . Zwischen die Ausgänge der Sensoren 16 , 17 und einen Signaleingang der AntriebsSteuerung 15 ist eine Auswerteeinrichtung 18 geschaltet, die im veranschaulichten Ausführungsbeispiel einen Vergleicher 19 und ein diesem nachgeordnetes Schwellwertglied 20 beinhaltet . Der Ausgang der Auswerteeinrichtung 18 ist an einen Stelleingang der Antriebssteuerung 15 angeschlossen.
Durch Verstellbewegungen des Fahrzeugteils (zum Beispiel Deckels) 10 verursachte systematische Einflüsse wirken ebenso wie allgemeine Umwelteinflüsse gleichsinnig auf beide Sensoren 16 , 17. Sie führen infolgedessen zu gleich gerichteten und gleich großen Änderungen der Aus- gangssignale der Sensoren 16 und 17. Daher werden sie bei dem mittels des Vergleichers 19 durchgeführten Vergleich kompensiert, und sie bleiben ohne Auswirkung auf die Antriebssteuerung 15 und den Stellantrieb 14 , weil das Schwellwertglied 20 nicht anspricht .
Zu Gefährdungssituationen, insbesondere drohendem Einklemmen von Körperteilen, kommt es dagegen in aller Regel zu einem Zeitpunkt nur an einer Seite des Fahrzeugteils 10 oder j edenfalls in unsymmetrischer Weise . Infolgedessen sprechen dabei die Sensoren 16 und 17 ungleich an, so dass in einem solchen Fall die AusgangsSignale der Sensoren 16 und 17 deutlich unterschiedlich sind und über das Schwellwertglied 20 ein Gefahrensignal an die Antriebssteuerung 15 geht . Mittels der AntriebsSteuerung 15 wird der Stell- antrieb dann gestoppt oder auf Rückwärtslauf umgesteuert .
Die in Fig . 2 dargestellte Klemmschutzeinrichtung unterscheidet sich von derj enigen der Fig. 1 nur darin, dass die AntriebsSteuerung 15 zwei Stellantriebe 14a und 14b für zwei gleichzeitig verstellbare Fahrzeugteile 10a und 10b, zum Beispiel ein Paar von versenkbaren FrontScheinwerfern, ansteuert . Auch in einem solchen Fall tritt eine Einklemmgefahr typisch nur an der einen Seite , das heißt entweder an dem Fahrzeugteil 10a oder dem Fahrzeugteil 10b, auf , und sie wird mit den vorstehend geschilderten Mitteln klar von Umwelteinflüssen und/oder gleichlaufenden Ver- stellbewegungen der Fahrzeugteile 10a und 10b unterschieden.
Den gegenüberliegenden Seiten des verstellbaren Fahrzeugteils 10 der Fig . 1 oder den verstellbaren Fahrzeug- teilen 10a und 10b der Fig. 2 können beliebig viele weitere Sensorpaare mit j eweils nachgeschalteter, an die Antriebssteuerung 15 angeschlossener Auswerteeinrichtung zugeordnet sein, wie dies in Fig . l mit den Blöcken 16n, 17n und 18n angedeutet ist . Die Sensoren 16 bis 16n, 17 bis 17n können je nach der Art des Fahrzeugteils 10 paarweise zum Beispiel an Ausstellhebeln, Verdeckgelenken und sonstigen Klemmstellen angeordnet sein. Sie sind vorzugsweise als kapazitive Geber ausgebildet , obwohl grundsätzlich auch beliebige andere Sensoren wie Induktiv- , Infrarot- , Ultraschall- oder Hallsensoren in Betracht kommen.
Die Auswerteschaltung 18 kann auch in anderer als der in Fig . 1 schematisch angedeuteten Weise implementiert werden, zum Beispiel unter Verwendung einer Messbrücke . Der Vergleich der Ausgangssignale der Sensoren 16 bis 16n, 17 bis 17n kann vor - beispielsweise mittels einer Messbrücke - , während (zum Beispiel mit einem entsprechenden Messwandler) oder nach - in einer Auswerte-Software oder einem Hardware- Vergleicher wie in Fig . 1 bei 19 angedeutet - einer zweckentsprechenden Aufbereitung der Sensormesswerte erfolgen.
Die erläuterte Klemmschutzeinrichtung zeichnet sich insbesondere durch ein im Vergleich zu bekannten Anordnungen stark verringerte Empfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse bei gleichzeitig erhaltener oder verbesserter Empfindlichkeit für tatsächliche Annäherung von Körperteilen an Sensoren aus . Gleichwohl kann die Klemmschutzeinrichtung relativ einfach, robust und zuverlässig aufgebaut sein.
Derzeit übliche Korrekturmittel können parallel zu der vor- stehend geschilderten Anordnung vorgesehen werden, um möglicherweise verbleibende Restfehler, beispielsweise verursacht durch kleine Unsymmetrien, zu eliminieren und damit die Robustheit des Systems weiter zu verbessern. 02185
Bezugszeichenliste
, 10a, 10b Fahrzeugteil
Doppelpfeil , 13 Stellanordnung , 14a, 14b Stellantrieb
Antriebssteuerung , 16n, 17 , 17n Sensor
Auswerteeinrichtung
Vergleicher
Schwellwertglied

Claims

Ansprüche
1. Klemmschutzeinrichtung für Fahrzeuge mit mindestens zwei Sensoranordnungen (16 , 16n, 17 , 17n) zum Erkennen einer Gefahr für ein Einklemmen durch mindestens ein Fahrzeugteil (10 , 10a, 10b) , das mittels einer Antriebseinrichtung (12 , 13 , 14 , 14a, 14b) verstellbar ist , und zur Abgabe von Einklemmgefahrensignalen an eine beiden Sensoranordnungen gemeinsam zugeordnete Auswerte- einrichtung (18) , die derart ausgelegt ist, dass sie über eine AntriebsSteuerung (15) . die Antriebseinrichtung in einen ein Einklemmen verhindernden Betriebsmodus umschaltet , wenn sich die Einklemmgefahrensignale der beiden Sensoranordnungen um einen vorbestimmten Mindestwert voneinander unterscheiden.
2. Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (12 , 13 , 14 ) mindestens einen Stellantrieb (14 ) aufweist , der mit zwei Stellanordnungen ( 12 , 13 ) in AntriebsVerbindung steht , die j eweils einer von zwei gegenüberliegenden Seiten ein und desselben verstellbaren Fahrzeugteils ( 10) zugeordnet sind .
3. Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Stellanordnungen (12 , 13) mindestens näherungsweise symmetrisch zueinander ausgelegt sind.
4. Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3 , dadurch gekennzeichnet , dass jeweils eine der beiden Sensoranordnungen (16 , 16n, 17 , 17n) an j eweils einer der beiden Stellanordnungen (12 , 13 ) angeordnet ist .
5. Klemmschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (12 , 13 , 14a, 14b) mindestens zwei Stellantriebe (14a, 14b) aufweist , die mit mindestens zwei Stellanordnungen (12 , 13) in
Antriebsverbindung stehen, die jeweils einem von mehreren verstellbaren Fahrzeugteilen (10a, 10b) zugeordnet sind.
6. Klemmschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass das mindestens eine verstellbare Fahrzeugteil (10 , 10a, 10b) zum wählweisen Verschließen oder mindestens teilweisen Öffnen einer Fahrzeugöffnung ausgelegt ist .
7. Klemmschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Sensoranordnungen (16 , 16n, 17 , 17n) jeweils mindestens einen kapazitiven Geber aufweisen.
8. Klemmschutzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (18) einen Vergleicher (19) zum Vergleichen der Einklemmgefahrensignale der Sensoranordnungen (16 , 16n, 17 , 17n) aufweist .
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