EP4314460A1

EP4314460A1 - Einklemmschutzvorrichtung und fahrzeug

Info

Publication number: EP4314460A1
Application number: EP22716186.6A
Authority: EP
Inventors: Willibald Reitmeier
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2022-03-17
Publication date: 2024-02-07
Also published as: WO2022200157A1; DE102021202871A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einklemmschutzvorrichtung (6) für eine Fahrzeugtür (4) oder eine Klappe eines Fahrzeugs (2), mit einer Sensoranordnung (8), die einen Sensor (10, 12) oder mehrere Sensoren aufweist, wobei die Sensoranordnung (8) zur Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Einklemmereignisses eingerichtet ist und wobei die Sensoranordnung (8) zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eingerichtet ist, wobei die Sensoranordnung (8) zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen eingerichtet ist.

Description

Beschreibung

Einklemmschutzvorrichtung und Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einklemmschutzvorrichtung für eine Fahrzeugtür oder eine Klappe eines Fahrzeugs, mit einer Sensoranordnung, die einen Sensor oder mehrere Sensoren aufweist, wobei die Sensoranordnung zur Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Einklemmereignisses eingerichtet ist und wobei die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eingerichtet ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Einklemmschutzvorrichtung.

Derartige Einklemmschutzvorrichtungen dienen dazu, das Einklemmen von Personen oder Gegenständen beim manuellen oder beim teil- oder vollautomatischen Schließen einer Fahrzeugtür oder Klappe zu verhindern. So wird eine Schließbewegung abgebrochen oder eine sofortige, zur Schließbewegung gegenläufige Öffnungsbewegung ausgeführt, falls ein Einklemmereignis detektiert wird. Auf diese Weise sollen Verletzungen von Personen, eine Beschädigung von Gegenständen oder eine Beschädigung des Fahrzeugs selbst vermieden werden.

Eine Einklemmschutzvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem Dokument WO 2008/025422 A2 bekannt. Gemäß WO 2008/025422 A2 werden z.B. für eine Heckklappe eines Fahrzeugs Detektionssegmente mit unterschiedlichen Auslöseschwellen unterschieden, die nahe einer Schwenkachse oder entfernt von einer Schwenkachse angeordnet sind. Auf diese Weise sollen die Detektion fehlerhafter Einklemmereignisse und damit einhergehende unnötig abgebrochene Schließvorgänge verhindert werden. Es kann gemäß der aus dem Dokument WO 2008/025422 A2 bekannten Lösung jedoch keine Aussage zur Schwere bzw. Heftigkeit des Einklemmereignisses getroffen werden, um eine mögliche Verletzungsgefahr für Personen und eine Gefahr eines Sachschadens beurteilen und berücksichtigen zu können.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine verbesserte Einklemmschutzvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, die insbesondere sicherer betreibbar ist, wobei insbesondere eine Verletzungsgefahr für Personen und eine Gefahr eines Sachschadens reduziert werden können. Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Einklemmschutzvorrichtung für eine Fahrzeugtür oder eine Klappe eines Fahrzeugs, mit einer Sensoranordnung, die einen Sensor oder mehrere Sensoren aufweist, wobei die Sensoranordnung zur Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Einklemmereignisses eingerichtet ist und wobei die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eingerichtet ist. Die Einklemmschutzvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen eingerichtet ist. Es können daher nicht nur der Ort, sondern auch die Schwere bzw. Heftigkeit des Einklemmereignisses detektiert werden, um eine Verletzungsgefahr für Personen und eine Gefahr eines Sachschadens zu reduzieren.

Insbesondere können statische und/oder dynamische Lastfälle oder Kräfte eines Einklemmereignisses erfasst werden.

Wenn vorliegend von einer Fahrzeugtür oder einer Klappe gesprochen wird, so handelt es sich dabei insbesondere um eine verschiebbare oder schwenkbare Tür oder Klappe eines Fahrzeugs. Beispielsweise kann die Fahrzeugtür eine Tür sein, die als Personenzugang für eine Fahrgastzelle eines Fahrzeugs eingerichtet ist, wie z.B. eine Fahrertür, eine Beifahrertür oder eine Fond-Tür eines Personenkraftfahrzeugs. Beispielsweise kann eine Klappe zum Öffnen und Verschließen eines Stauraums, eines Motorraums oder einer Wartungsöffnung eines Fahrzeugs eingerichtet sein, wie eine Heckklappe, eine Motorhaube, eine Verschlussklappe für eine Tank- oder Ladeschnittstelle oder dergleichen.

Wenn vorliegend von einem Fahrzeug gesprochen wird, so handelt es sich dabei insbesondere um ein Kraftfahrzeug oder ein Nutzfahrzeug. Das Fahrzeug kann insbesondere ein Personenkraftwagen sein.

Wenn vorliegend von einem Einklemmereignis gesprochen wird, so handelt es sich dabei um den Fall, dass ein Objekt während manuellen Schließvorgangs oder eines teil- oder vollautomaischen Schließvorgangs zwischen der schließenden Tür und der Karosserie des Fahrzeugs eingeklemmt wird. Mit anderen Worten verhindert ein eingeklemmtes Objekt das Überführen der schließenden Tür in die finale Schließstellung der Tür.

Eine Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen kann beispielsweise derart erfolgen, dass ein Unterschreiten einer vorgegebenen Lastschwelle einen ersten Lastfall definiert und ein Erreichen oder Überschreiten der vorgegebenen Lastschwelle einen zweiten Lastfall definiert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass n-verschiedenen Lastfälle, insbesondere bis zu zwanzig verschiedene Lastfälle, mit jeweils zugeordneten Lastschwellen unterschieden werden, wobei für jeden Ortsbereich jeweils mindestens zwei Lastfälle definiert sein können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass bis zu zehn verschiedene Lastfälle mit jeweils zugeordneten Lastschwellen unterschieden werden, wobei für jeden Ortsbereich jeweils mindestens zwei Lastfälle definiert sein können.

Die Lastfälle und deren Zuordnung zu Ortsbereichen können in einer Auswerteelektronik hinterlegt sein, die Messwerte der Sensoranordnung auswertet und auf diese Weise das Vorliegen oder Nichtvorliegen eines Einklemmereignisses ermittelt.

Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen mindestens einen Kraftsensor aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass eine von dem Kraftsensor ermittelte Kraft mittels der Auswerteelektronik für zu unterscheidende Ortsbereiche jeweils in ortsbereich-spezifische Lastfälle umgerechnet wird.

Die nachfolgend beschriebenen Sensoren zur Kraft- und/oder Ortsbestimmung können resistive oder kapazitive Sensoren sein.

Jedem der beschriebenen Sensoren zur Kraft- und/oder Ortsbestimmung kann eine Einrichtung zur Eigenkompensation und/oder Eigendiagnose zugeordnet sein, insbesondere zur Kompensation von Temperaturschwankungen und/oder Alterungs- oder Ermüdungseffekten und/oder zur Bestimmung der Einsatzfähigkeit bzw. eines Wartungsbedarfs.

Mindestens ein Kraftsensor der Sensoranordnung kann ein Kunststoffprofil, insbesondere ein Dichtungsprofi, wie einen Gummischlauch oder dergleichen, mit mindestens einem Schaltelement aufweisen, wobei das Schaltelement zumindest abschnittsweise von einer Wandung Kunststoffprofils umhüllt ist, und wobei das Schaltelement durch eine Kompression des Kunststoffprofils schaltbar ist. Eine Lastschwelle kann durch eine Form und/oder Shore-Härte des Kunststoffprofils definiert sein, insbesondere durch eine Steifigkeit des Kunststoffprofils definiert sein. Ein solcher Kraftsensor ermöglicht daher ein „digitales“ Erfassen der Unter- bzw. Überschreitung einer vorgegebenen Lastschwelle.

Eine Kompression des Kunststoffprofils bedeutet insbesondere eine lokale Verengung eines Profilquerschnitts des Kunststoffprofils. Das Schaltelement ist daher insbesondere durch eine lokale Verengung eines Profilquerschnitts des Kunststoffprofils schaltbar.

Das Kunststoffprofil kann durch Extrusion oder Co-Extrusion hergestellt worden sein. Insbesondere kann das Kunststoffprofil einen metallischen Kern zur Aussteifung des Kunststoffprofils aufweisen.

Die Schaltelemente des Kunststoffprofils können als Leitelemente ausgebildet sein und beispielsweise ein- oder zweiseitig an eine Auswerteelektronik angeschlossene elektrische Leiter bzw. Leitungen sein, die innerhalb des Kunststoffprofils erstreckt sind.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schaltelemente beim Nicht-Vorliegen eines Einklemmereignisses einen Abstand zueinander aufweisen und beim Vorliegen eines Einklemmereignisses einander lokal am Ort des Einklemmereignisses kontaktieren.

Soweit ein Einklemmereignis detektiert wird, ist daher die dem Kunststoffprofil inhärente Lastschwelle überschritten worden.

Alternativ oder ergänzend kann mindestens ein Kraftsensor der Sensoranordnung einen Druckschlauch mit mindestens einem Drucksensor aufweisen.

Der Druckschlauch kann insbesondere einen einzelnen Drucksensor aufweisen.

Insbesondere weist der Druckschlauch zwei endseitige Drucksensoren auf, auf die ein in einem Innenraum des Druckschlauchs aufgenommenes Druckmedium des Druckschlauchs wirkt. Das Druckmedium kann Umgebungsluft oder ein Gas oder ein Gasgemisch sein.

Anhand eines Druckimpulses, der z.B. durch eine lokale Verengung eines Querschnitts des Druckschlauchs in das Druckmedium eingebracht werden kann, lassen sich sowohl die Position als auch die Schwere eines Einklemmereignisses bestimmen. So kann anhand der Laufzeiten des Druckimpulses zu den Sensoren die Position des dynamischen Einklemmereignisses bestimmt werben. Die gemessene Amplitude lässt einen Rückschluss auf die Schwere des Einklemmereignisses bzw. auf den Betrag der Kraft des Einklemmereignisses zu.

Alternativ oder ergänzend kann mindestens ein Kraftsensor der Sensoranordnung zum Messen einer Deformation eines Strukturbauteils infolge einer Kraftwirkung eines Türantriebs eingerichtet sein, wobei der Kraftsensor insbesondere ein resistiv, kapazitiv oder induktiv arbeitender Sensor ist. So kann z.B. ein Spindelantrieb eines Türabtriebs an dem Strukturbauteil abgestützt sein, um die während eines Schließvorgangs durch den Türabtrieb ausgeübte Kraft zu messen. Ein Einklemmereignis kann beispielsweise durch einen sprunghaften Kraftanstieg und/oder ein Überschreiten einer Lastschwelle detektiert werden. Die Auswertung von Sensorsignalen kann mittels einer Auswerteelektronik erfolgen.

Die Sensoranordnung kann zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eine durch Leitelemente segmentierte Kunststoffleitung haben, wobei die Leitelemente sich in ihrer Länge unterscheiden. Insbesondere können Längen oder Längendifferenzen der Leitelemente Längen von Ortsbereichen vorgeben. Soweit z.B. drei Ortsbereiche unterschieden werden sollen, sind mindestens drei Leitelemente unterschiedlicher Länge vorgesehen, die mit einem weiteren Leitelement, welches die gesamte Länge abdeckt, kontaktierbar sind. Anhand der infolge eines Einklemmereignisses kontaktierten Leitelemente kann daher die Position des Einklemmereignisses einem der Ortsbereiche zugeordnet werden. Insbesondere ist eine lokale Querschnittsverengung der Kunststoffleitung als Einklemmereignis detektierbar.

Die Leitelemente können gleichzeitig die zuvor beschriebenen Schaltelemente sein und beispielsweise ein- oder zweiseitig an eine Auswerteelektronik angeschlossene elektrische Leiter bzw. Leitungen sein, die innerhalb des Kunststoffprofils erstreckt sind. Die Kunststoffleitung kann daher Teil eines Kunststoffprofils sein oder ein Kunststoffprofil sein. Alternativ oder ergänzend kann die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses mindestens ein hochohmiges Leitelement aufweisen. Der infolge eines Einklemmereignisses gemessene Widerstand lässt einen Rückschluss auf die Wegstrecke zwischen Leiteranschlüssen des hochohmigen Leitelements und der Position des Einklemmereignisses zu. Insbesondere kann die Auswertung der Position mittels einer Wheatstone-Brücke erfolgen.

Alternativ oder ergänzend kann die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eine durch hochohmige Leitelemente segmentierte Kunststoffleitung haben, wobei die hochohmigen Leitelemente insbesondere unterschiedliche Längen aufweisen. So können die Vorteile der Verwendung hochohmiger Leitelemente mit denen der Segmentierung kombiniert werden. Weiter können durch diese Anordnung eine verbesserte Kompensation von Alterungs-, Korrosions- und Ermüdungserscheinungen sowie eine verbesserte Temperaturkompensation erreicht werden.

Alternativ oder ergänzend kann die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eine durch Widerstände segmentierte Kunststoffleitung haben. So können zwei oder mehr Widerstände entlang einer Länge der Kunststoffleitung verteilt angeordnet sein, wobei ein gemessener Strom oder Widerstand eine Bestimmung der Position des Einklemmereignisses ermöglicht bzw. eine Zuordnung der Position des Einklemmereignisses zu einem Ortsbereich ermöglicht.

Ein Kunststoffprofil mit Leitelementen und/oder Widerständen kann daher sowohl zur Ortsauflösung, d.h. insbesondere zur Zuordnung eines Einklemmereignisses zu einem Ortsbereich, als auch zur Bestimmung des Erreichens oder Überschreitens einer Lastschwelle eingerichtet sein.

Alternativ oder ergänzend kann die Sensoranordnung zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses mindestens einen Druckschlauch mit mindestens einem Drucksensor aufweisen. Insbesondere weist der Druckschlauch zwei endseitige Drucksensoren auf. Anhand eines Druckimpulses lassen sich sowohl die Position als auch die Schwere eines Einklemmereignisses bestimmen. Der Druckschlauch kann daher sowohl zur Ortsauflösung, d.h. insbesondere zur Zuordnung eines Einklemmereignisses zu einem Ortsbereich, als auch zur Bestimmung des Erreichens oder Überschreitens einer Lastschwelle eingerichtet sein.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, mit einer Fahrzeugtür oder einer Klappe und mit einer der Fahrzeugtür oder der Klappe zugeordneten Einklemmschutzvorrichtung, wobei die Einklemmschutzvorrichtung in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist.

Zumindest ein Teil der Sensoranordnung kann Teil einer Türdichtung der Fahrzeugtür sein. Insbesondere kann ein voranstehend beschriebenes Kunststoffprofil eine Türdichtung sein oder Teil einer Türdichtung sein.

Es kann vorgesehen sein, dass die Sensoranordnung mindestens zwei Sensoren hat und zwar einen Kraftsensor zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen und einen weiteren Sensor zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses, wie z.B. ein voranstehend beschriebenes Kunststoffprofil.

Nach einer Ausgestaltung des Fahrzeugs ist vorgesehen, dass mindestens ein Kraftsensor an einem Strukturbauteil gehalten ist, insbesondere an einer Tragplatte gehalten ist, wobei das Strukturbauteil mit einem Türantrieb zum teil- oder vollautomatischen Öffnen und/oder Schließen der Fahrzeugtür gekoppelt ist und/oder der Kraftsensor in einen Kraftfluss des Türantriebs eingebunden ist.

Der Türantrieb kann einen Spindelantrieb aufweisen und ein Ende einer Spindel des Spindelantriebs kann an dem Strukturbauteil gehalten sein. Der Kraftsensor kann daher dazu eingerichtet sein, Reaktionskräfte, die der Türantrieb auf das Strukturbauteil ausübt, zu messen. Das Strukturbauteil kann insbesondere mit einer A-Säule des Fahrzeugs verbunden sein, insbesondere gelenkig verbunden sein.

Gemäß alternativer Ausgestaltungen können hiervon abweichende Türantriebe vorgesehen sein, wie z.B. ein Zahnstangenantrieb, ein Antrieb im Gelenk der Tür oder dergleichen.

Der Kraftsensor kann mit einer Auswertelektronik des Fahrzeugs verbunden sein. Die Auswertelektronik kann in voranstehend beschriebener Weise zur Auswertung von Sensorsignalen eingerichtet sein. Die Auswerteelektronik kann dazu eingerichtet sein, eine Schließbewegung abzubrechen und/oder eine zur Schließbewegung gegenläufige Öffnungsbewegung auszuführen, falls ein Einklemmereignis detektiert wird.

Alternativ oder ergänzend kann die Auswerteelektronik dazu eingerichtet sein, infolge eines detektierten Einklemmereignisses ein optisches oder akustisches Warnsignal oder einen Notruf auslösen.

Die Auswertelektronik kann dazu eingerichtet sein, für den Fall der Detektion eines Einklemmereignisses aktive Gegenmaßnahmen einzuleiten, um das Einklemmen zu beenden, und/oder dazu eingerichtet sein, passive Gegenmaßnahmen auszulösen, wie die zuvor erwähnten Warnsignale oder einen Notruf.

Die Auswertelektronik kann dazu eingerichtet sein, eine Kollision des Fahrzeugs mittels des Kraftsensors zu detektieren. Die Auswertelektronik kann dazu eingerichtet sein, eine Schwere einer Kollision des Fahrzeugs mittels des Kraftsensors zu detektieren, in dem gemessene Kräfte auf einen Kollisionsbereich umgerechnet werden. Die Auswertelektronik kann dazu eingerichtet sein, im Falle einer Detektion einer Kollision einen Notruf zu senden oder Warnsignale des Fahrzeugs zu aktivieren, insbesondere optische oder akustische Warnsignale.

Die Auswertelektronik kann dazu eingerichtet sein, Windlasten bzw. Windböen mithilfe eines Signals (Impuls, Anstieg und/oder Frequenz) eines Kraftsensors zu bestimmen.

Die Auswertelektronik kann dazu eingerichtet sein, eine „Flands-ON“ Funktion mithilfe eines Signals (Impuls, Anstiegs und/oder Frequenz) eines Kraftsensors zu realisieren. Dabei wird detektiert, ob ein Benutzer z.B. einen Türgriff einer Tür greift, und die Tür kann automatisch entriegelt/verriegelt und/oder geöffnet oder geschlossen werden, soweit z.B. ein physischer oder virtueller Fahrzeug-Schlüssel in der Nähe ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 A ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer Seitenansicht;

Fig. 1 B eine Fahrzeugtür des Fahrzeugs aus Fig. 1A; Fig. 2A ein erster Sensor;

Fig. 2B ein zweiter Sensor;

Fig. 2C ein dritter Sensor;

Fig. 2D ein vierter Sensor;

Fig. 2E ein fünfter Sensor;

Fig. 2F ein sechster Sensor;

Fig. 2G ein siebter Sensor;

Fig. 2H ein achter Sensor;

Fig. 3A die Sensoranordnung aus Fig. 1 A in einer weiteren Ansicht;

Fig. 3B die Sensoranordnung aus Fig. 1A in einer weiteren Ansicht.

Fig. 1 A zeigt ein Fahrzeug 2. Das Fahrzeug 2 ist ein Personenkraftwagen 2. Das Fahrzeug 2 hat eine Fahrzeugtür 4. Das Fahrzeug 2 hat eine der Fahrzeugtür 4 zugeordnete erfindungsgemäße Einklemmschutzvorrichtung 6.

Die Einklemmschutzvorrichtung 6 weist eine Sensoranordnung 8 auf. Die Sensoranordnung 8 ist zur Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Einklemmereignisses eingerichtet. Die Sensoranordnung ist zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen eingerichtet ist. Die Sensoranordnung 8 hat einen Kraftsensor 10.

Die Sensoranordnung 8 ist zur Unterscheidung von fünf Ortsbereichen A0 - A4 zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eingerichtet, die in Fig. 1 B dargestellt sind. Hierzu weist die Sensoranordnung 8 ein Kunststoffprofil 12 auf. Das Kunststoffprofil 12 ist vorliegend gleichzeitig ein Dichtungsprofil 12 bzw. eine Türdichtung 12. Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann das Kunststoffprofil 12 kein Dichtungsprofil sein, so dass eine zusätzliche Türdichtung vorgesehen sein kann. Das Kunststoffprofil 12 bildet einen weiteren Sensor 12 der Sensoranordnung 8.

Das Kunststoffprofil 12 kann vollständig umlaufend gebildet sein, so dass alle Ortsbereiche A0 - A4 mit dem Kunststoffprofil 12 detektiert werden können. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Kunststoffprofile 12 aneinandergereiht sind, um die zu unterscheidenden Ortsbereiche A0 - A4 zur Detektion von Einklemmereignissen abzudecken.

Nachfolgend werden mit Bezug zu den Figuren 2A - 2H schematisch Kunststoffprofile 12 beschrieben, die eine Zuordnung von Einklemmereignissen zu Ortsbereichen ermöglichen und damit als Kunststoffprofil 12 gemäß Fig. 1 B verwendet werden können.

Fig. 2A zeigt eine Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12, wobei das Kunststoffprofil 12 eine durch Leitelemente 14, 16, 18 segmentierte Kunststoffleitung 20 hat. Eine Längserstreckung des Kunststoffprofils 12 verläuft in x-Richtung.

Ein erstes Segment A1 bildet im fertig montierten Zustand beispielsweise dem Ortsbereich A1 gemäß Fig. 1 B. Ein zweites Segment A2 bildet im fertig montierten Zustand beispielsweise dem Ortsbereich A2 gemäß Fig. 1 B. Ein drittes Segment A3 bildet im fertig montierten Zustand beispielsweise dem Ortsbereich A3 gemäß Fig.

1 B.

Ein Einklemmereignis, d.h. eine lokale Kompression in y-Richtung, führt z.B. in dem Bereich A3 dazu, dass das Leitelement 14 ein Leitelement 22 kontaktiert, an dem eine Messspannung anliegt, so dass zwischen den elektrischen Anschlüssen SO und S3 z.B. ein Strom bzw. ein Stromanstieg messbar ist.

Ein Einklemmereignis, d.h. eine lokale Kompression in y-Richtung, führt z.B. in dem Bereich A2 dazu, dass die Leitelemente 14, 16, 22 einander kontaktieren, so dass zwischen den elektrischen Anschlüssen SO und S2 und SO und S3 z.B. ein Strom bzw. ein Stromanstieg messbar ist.

Ein Einklemmereignis, d.h. eine lokale Kompression in y-Richtung, führt z.B. in dem Bereich A1 dazu, dass die Leitelemente 14, 16, 18, 22 einander kontaktieren, so dass zwischen den elektrischen Anschlüssen SO und S1 , SO und S2 und SO und S3 z.B. ein Strom bzw. ein Stromanstieg messbar ist. Es ergibt sich daher die folgende Auswertelogik zur Detektion eines Einklemmereignisses in einem der Bereiche A1 , A2 oder A3:

Auf diese Weise können Einklemmereignisse den Ortsbereichen zugeordnet werden.

Die Leitelemente 14, 16, 18, 22 sind gleichzeitig Schaltelemente 14, 16, 18, die bei bekannter Steifigkeit des Kunststoffprofils 12 in y-Richtung ebenfalls eine Detektion eines Erreichens oder Überschreitens einer Lastschwelle ermöglichen. So kann mittels des Kunststoffprofils 12 zumindest unterschieden werden, ob eine vorgegebene Lastschwelle erreicht oder überschritten ist, ohne jedoch den genauen Betrag einer statisch oder dynamisch wirkenden Kraft zu messen.

Fig. 2B zeigt eine weitere Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12. Das Kunststoffprofil hat ein hochohmiges Widerstandselement 24. Das hochohmige Widerstandselement ist zweiseitig angeschlossen, und zwar mit den Anschlüssen R0 und R1 . Soweit der spezifische Widerstand des hochohmigen Widerstandselements bekannt ist, kann eine Wegstrecke entlang der x-Achse bis zu einem Einklemmereignis, d.h. einer lokalen Kompression in y-Richtung, ermittelt werden, an dessen Position das Leitelement 22, an dem die Messspannung anliegt, das hochohmige Widerstandselement kontaktiert. Die Auswertung kann mittels einer Wheatstone-Brücke erfolgen.

Die Anordnung gemäß Fig. 2B bildet einen Spannungsteiler, so dass die jeweiligen Teilstrecken zum Ort des Einklemmereignisses genau bestimmt werden können. Da hierbei relative Widerstandsgrößen ausgewertet werden, ist diese Anordnung besonders robust gegenüber Alterungserscheinungen, wie z.B. einem alterungsbedingt ansteigenden Übergangswiderstand. Ein solcher alterungsbedingt ansteigender Übergangswiderstand wird aufgrund der Auswertung der relativen Widerstände des Spannungsteilers automatisch kompensiert. Die Leitelemente 22, 24 sind gleichzeitig Schaltelemente 22, 24, die bei bekannter Steifigkeit des Kunststoffprofils 12 in y-Richtung ebenfalls eine Detektion eines Erreichens oder Überschreitens einer Lastschwelle ermöglichen. So kann mittels des Kunststoffprofils 12 zumindest unterschieden werden, ob eine vorgegebene Lastschwelle erreicht oder überschritten ist, ohne jedoch den genauen Betrag einer statisch oder dynamisch wirkenden Kraft zu messen.

Fig. 2C zeigt eine weitere Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12, das eine Kombination der Anordnung aus Fig. 2B mit einem weiteren Leitelement 26 darstellt. Das Leitelement 26 ermöglicht zusammen mit dem Leitelement 22 die Detektion eines Einklemmereignisses ohne eine Ortsauflösung, wobei die Ortsauflösung mittels des hochohmigen Leitelement 24 erfolgt.

Die Leitelemente 22, 24, 26 sind gleichzeitig Schaltelemente 22, 24, 26 die bei bekannter Steifigkeit des Kunststoffprofils 12 in y-Richtung ebenfalls eine Detektion eines Erreichens oder Überschreitens einer Lastschwelle ermöglichen. So kann mittels des Kunststoffprofils 12 zumindest unterschieden werden, ob eine vorgegebene Lastschwelle erreicht oder überschritten ist, ohne jedoch den genauen Betrag einer statisch oder dynamisch wirkenden Kraft zu messen.

Fig. 2D zeigt eine weitere Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12. Die Variante gemäß Fig. 2D ist eine Kombination der segmentierten Anordnung gemäß Fig. 2A und der Verwendung eines hochohmigen Leitelements gemäß Fig. 2B. So sind drei hochohmige Leitelemente 28, 30, 32 unterschiedlicher Länge vorgesehen, die jeweils zweiseitig kontaktiert sind - und zwar mit den Anschlüssen S1/S1-1 , S2/S2-1 und S3/S3-1 .

Das Kunststoffprofil 12 ist gemäß Fig. 2D lediglich zur Veranschaulichung der Anordnung der Leitelemente in y-Richtung betrachtet verbreitert dargestellt. Es versteht sich, dass das Leitelement 12 gemäß Fig. 2D, wie auch die zuvor beschriebenen und nachfolgend beschriebenen Beispiele, ebenfalls ein längliches Kunststoffprofil ist, das insbesondere im Bereich einer Türdichtung oder als Teil einer Türdichtung eines Kraftfahrzeugs ausgeführt sein kann.

Die Leitelemente 22, 28, 30, 32 sind gleichzeitig Schaltelemente 22, 28, 30, 32 die bei bekannter Steifigkeit des Kunststoffprofils 12 in y-Richtung ebenfalls eine Detektion eines Erreichens oder Überschreitens einer Lastschwelle ermöglichen. So kann mittels des Kunststoffprofils 12 zumindest unterschieden werden, ob eine vorgegebene Lastschwelle erreicht oder überschritten ist, ohne jedoch den genauen Betrag einer statisch oder dynamisch wirkenden Kraft zu messen.

Fig. 2E zeigt eine weitere Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12. Das Kunststoffprofil gemäß Fig. 2E entspricht dem Kunststoffprofil gemäß Fig. 2A, wobei das Leitelement 14 entlang der Länge der Bereiche A1 und A2 isoliert ist (Isolierung 19) und wobei das Leitelement 16 entlang der Länge des Bereichs A1 isoliert ist (Isolierung 21 ). Durch die Isolierungen 19, 21 ergibt sich folgende Auswertelogik zur Detektion eines Einklemmereignisses in einem der Bereiche A1 , A2 oder A3:

Fig. 2F zeigt eine weitere Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12. Das Kunststoffprofil gemäß Fig. 2F entspricht dem Kunststoffprofil gemäß Fig. 2D, wobei das Leitelement 32 entlang der Länge der Bereiche A1 und A2 isoliert ist (Isolierung 19) und wobei das Leitelement 30 entlang der Länge des Bereichs A1 isoliert ist (Isolierung 21 ).

Fig. 2G zeigt eine weitere Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12. Das Kunststoffprofil 12 gemäß Fig. 2E ist als Druckschlauch 12 ausgeführt und weist einen ersten Drucksensor P1 und einen zweiten Drucksensor P2 auf. Der Druckschlauch 12 ist zur Umgebung abgeschlossen bzw. abgedichtet und mit einem Druckmedium gefüllt, wie z.B. Luft. Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann lediglich ein Drucksensor an dem Druckschlauch vorgesehen sein.

Ein lokales Einklemmereignis in y-Richtung erzeugt einen Impuls, der in dem Druckmedium zweiseitig in Richtung der Sensoren P1 und P2 übertragen wird. Die Länge S1 , die beispielhaft die Position eines Einklemmereignisses in x-Richtung beschreibt, lässt sich berechnen zu Si = (1 — t2/to)*So ; mit So als Gesamtlänge des Druckschlauchs 12, mit toals Signallaufzeit entlang der Gesamtlänge So und mit t2 als Signallaufzeit zum Sensor P2. Die Amplitude des gemessenen Signals lässt einen Rückschluss auf die Schwere bzw. Heftigkeit des Einklemmereignisses zu, so dass beispielsweise das Erreichen oder Überschreiten einer vorgegebenen Kraftschwelle detektiert werden kann. Fig. 2H zeigt eine weitere Variante eines verformbaren Kunststoffprofils 12. Zur Unterscheidung der Ortsbereiche A1 , A2 und A3 sind Widerstandselemente 34, 36, 38 entlang eines Leitelements 39 angeordnet, wobei ein Einklemmereignis anhand des gemessenen Widerstands einem jeweiligen Ortsbereich A1 , A2 oder A3 zugeordnet werden kann.

Die Leitelemente 22, 39 sind gleichzeitig Schaltelemente 22, 39 die bei bekannter Steifigkeit des Kunststoffprofils 12 in y-Richtung ebenfalls eine Detektion eines Erreichens oder Überschreitens einer Lastschwelle ermöglichen. So kann mittels des Kunststoffprofils 12 zumindest unterschieden werden, ob eine vorgegebene Lastschwelle erreicht oder überschritten ist, ohne jedoch den genauen Betrag einer statisch oder dynamisch wirkenden Kraft zu messen.

Fig. 3A zeigt eine weitere Ansicht der Einklemmschutzvorrichtung 6 und der Sensoranordnung 8 gemäß Fig. 1 A bei geöffneter Fahrzeugtür 4 mit Blick auf eine A-Säule 40 des Fahrzeugs 2, mit der die Fahrzeugtür 4 gelenkig verbunden ist.

Das Kunststoffprofil 12 ist gemäß einer der voranstehend beschriebenen Varianten zur Unterscheidung der Ortsbereiche A0, A1 , A2, A3, A4 eingerichtet, um ein Einklemmereignis beim Schließen der Fahrzeugtür zu lokalisieren.

Der Kraftsensor 10 (Fig. 3B) dient zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen. Insbesondere ist der Kraftsensor 10 dazu einrichtet, in einem vorgegebenen Messbereich einen Absolutbetrag einer wirkenden Kraft zu messen.

Der Kraftsensor 10 ist an einer Tragplatte 42 gehalten. Die Tragplatte 42 ist ein Strukturbauteil 42. Die Tragplatte 42 ist mit einem Türantrieb 44 zum teil- oder vollautomatischen Öffnen und/oder Schließen der Fahrzeugtür 4 gekoppelt.

Der Türantrieb 44 hat eine Spindel 46 und einen Spindelantrieb 48. Gemäß alternativer Ausgestaltungen können hiervon abweichende Türantriebe vorgesehen sein, wie z.B. ein Zahnstangenantrieb, ein Antrieb im Gelenk der Tür oder dergleichen.

Ein Ende 50 der Spindel 46 ist an der Tragplatte 42 gehalten. Soweit die Fahrzeugtür 4 durch den Türantrieb 44 bewegt wird, stützen sich die dabei wirkenden Kräfte an der Tragplatte 42 ab und können durch den Kraftsensor 10 gemessen werden. Entscheidend ist lediglich, dass der Kraftsensor 10 in einen Kraftfluss des Türantriebs eingebunden ist. Der Kraftsensor kann gemäß alternativer Ausgestaltungen daher auch an einer anderen Position verbaut sein oder z.B. Teil einer der gezeigten Schrauben sein.

Die Tragplatte 42 ist vorliegend aus einem Stahlwerkstoff gebildet.

Wie der Ansicht entlang einer Längsachse der Spindel 46 gemäß Fig. 3B zu entnehmen, ist die Tragplatte 42 durch vier Schraubenverbindungen 52 befestigt. Der Kraftsensor ist über einen Stecker 54 mit einer Auswertelektronik 56 des Fahrzeugs 4 verbunden (Fig. 1A).

Soweit ein Einklemmereignis vorliegt, bricht die Auswertelektronik 56 eine Schließbewegung des Türantriebs 44 ab und führt eine zumindest teilweise Öffnungsbewegung aus, um das eingeklemmte Objekt freizugeben.

Claims

Patentansprüche

1 . Einklemmschutzvorrichtung (6) für eine Fahrzeugtür (4) oder eine Klappe eines Fahrzeugs (2), mit einer Sensoranordnung (8), die einen Sensor (10, 12) oder mehrere Sensoren (10, 12) aufweist, wobei die Sensoranordnung (8) zur Detektion des Vorliegens oder Nichtvorliegens eines Einklemmereignisses eingerichtet ist und wobei die Sensoranordnung (8) zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (8) zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen eingerichtet ist.

2. Einklemmschutzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (8) zur Unterscheidung von zwei oder mehr Lastfällen mindestens einen Kraftsensor (10) aufweist.

3. Einklemmschutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kraftsensor (12) der Sensoranordnung (8) ein Kunststoffprofil (12), insbesondere ein Dichtungsprofil, wie einen Gummischlauch oder dergleichen, mit mindestens einem Schaltelement (14, 16, 18, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 39) aufweist, wobei das Schaltelement (14, 16, 18, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 39) zumindest abschnittsweise von einer Wandung des Kunststoffprofils (12) umhüllt ist, und wobei das Schaltelement (14, 16, 18, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 39) durch eine Kompression des Kunststoffprofils (12) schaltbar ist; und/oder mindestens ein Kraftsensor (12) der Sensoranordnung einen Druckschlauch (12) mit mindestens einem Drucksensor (P1 , P2) aufweist; und/oder mindestens ein Kraftsensor (10) zum Messen einer Deformation eines Strukturbauteils (42) infolge einer Kraftwirkung eines Türantriebs (44) eingerichtet ist, wobei der Kraftsensor (10) insbesondere ein resistiv, kapazitiv oder induktiv arbeitender Sensor ist.

4. Einklemmschutzvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (8) zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen (A0, A1, A2, A3, A4) zur Lokalisierung des Einklemmereignisses eine durch Leitelemente (14, 16, 18, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 39) segmentierte Kunststoffleitung (20) hat, wobei die Leitelemente (14, 16, 18, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 39) sich in ihrer Länge unterscheiden, und/oder mindestens ein hochohmiges Leitelement (24) aufweist, und/oder eine durch hochohmige Leitelemente (28, 30, 32) segmentierte Kunststoffleitung (20) hat und/oder eine durch Widerstände (34, 36, 38) segmentierte Kunststoffleitung (20) hat.

5. Einklemmschutzvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (8) zur Unterscheidung von zwei oder mehr Ortsbereichen (A0, A1, A2, A3, A4) zur Lokalisierung des Einklemmereignisses mindestens einen Druckschlauch (12) mit mindestens einem Drucksensor (P1, P2) aufweist.

6. Fahrzeug (2), mit einer Fahrzeugtür (4) oder einer Klappe und mit einer der Fahrzeugtür (4) oder Klappe zugeordneten Einklemmschutzvorrichtung (6), wobei die Einklemmschutzvorrichtung (6) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist.

7. Fahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Sensoranordnung Teil einer Türdichtung (12) der Fahrzeugtür (4) ist.

8. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kraftsensor (10) an einem Strukturbauteil (42) gehalten ist, insbesondere an einer Tragplatte (42) gehalten ist, wobei das Strukturbauteil (42) mit einem Türantrieb (44) zum teil- oder vollautomatischen Öffnen und/oder Schließen der Fahrzeugtür (4) gekoppelt ist und/oder der Kraftsensor in einen Kraftfluss des Türantriebs (44) eingebunden ist.

9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Türantrieb (44) einen Spindelantrieb (48) aufweist und ein Ende (50) einer Spindel (46) des Spindelantriebs (48) an dem Strukturbauteil (42) gehalten ist.

10. Fahrzeug nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftsensor (10) mit einer Auswertelektronik (56) verbunden ist.