WO2008052533A1 - Verfahren zum bereitstellen eines einklemmschutzes für bewegte teile eines kraftfahrzeugs, insbesondere zur verwirklichung eines einklemmschutzes bei einem cabriolet-fahrzeug, und einklemmschutzvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum bereitstellen eines einklemmschutzes für bewegte teile eines kraftfahrzeugs, insbesondere zur verwirklichung eines einklemmschutzes bei einem cabriolet-fahrzeug, und einklemmschutzvorrichtung Download PDF

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WO2008052533A1
WO2008052533A1 PCT/DE2007/001963 DE2007001963W WO2008052533A1 WO 2008052533 A1 WO2008052533 A1 WO 2008052533A1 DE 2007001963 W DE2007001963 W DE 2007001963W WO 2008052533 A1 WO2008052533 A1 WO 2008052533A1
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WO
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vehicle
sensor
microwave
jamming protection
trap device
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Rudolf Dietl
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Webasto Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J7/00—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs
    • B60J7/02—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes
    • B60J7/04—Non-fixed roofs; Roofs with movable panels, e.g. rotary sunroofs of sliding type, e.g. comprising guide shoes with rigid plate-like element or elements, e.g. open roofs with harmonica-type folding rigid panels
    • B60J7/057—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs
    • B60J7/0573—Driving or actuating arrangements e.g. manually operated levers or knobs power driven arrangements, e.g. electrical

Definitions

  • the invention relates to a method for providing an anti-jamming protection for moving parts of a motor vehicle using at least one sensor and a anti-trap device.
  • a motor vehicle with a movable top which uses various sensor principles for detecting an intervention in a movement space of a folding mechanism.
  • the top movement is influenced. It should be detected as early as possible an intervention situation or an imminent pinching situation in the travel range of the top mechanism and a reliable shutdown or braking of the top can be achieved.
  • it is essentially proposed to provide different types of sensor systems simultaneously on the vehicle so that due to the complementary advantages of the individual sensor principles a reliable detection of an anti-pinch protection is achieved.
  • optical sensors can be as a possible detection principle, the measurement and evaluation of the power consumption of the convertible top drive.
  • the object of the invention is to specify a method for providing an anti-pinch protection, which ensures in particular an improved early detection of a trapping case. Furthermore, an anti-trap is to be specified, which is inexpensive and in particular easily available on the market with funds available. In addition, the method should be easy to implement and in particular other anti-pinch methods should be additionally applicable.
  • known approaches to anti-pinch protection are effectively extended by detecting and evaluating the entry or approach to a vehicle, using microwave detectors for this purpose.
  • the function of a near field and vehicle interior monitoring is also carried out.
  • microwaves In contrast to acoustic systems, e.g. Arrangements based on ultrasonic measuring sections, a solution based on the use of microwaves has the advantage that microwaves propagate at the speed of light and are therefore much faster than sound waves. In addition, microwaves are insensitive to air movement, such as e.g. Wind. In addition, ultrasonic wave measurements have uncertainties regarding a determination of object sizes and directions of movement and are easily disturbed by moisture on a transducer surface.
  • To optical systems is to indicate their susceptibility to interference at higher particle concentration in the medium air, which occurs relatively frequently by smoke, water vapor or weather-related fog and smoking in the vehicle interior in practical use. But also have a negative influence parts of the naturally occurring visible light in the form of scattered light or reflections that they can occur through snow or reflections.
  • a known as photonic mixer device or PMD component is known, which is used for example in DE 101 40 096 A1 when arranged as a node on a headliner of a vehicle looking in the direction of travel as an obstacle warning system.
  • a PMD is suitable for a very accurate distance measurement with ranges of up to 10 m.
  • a PMD works on the principle of the light transit time method: The emitted light takes a certain amount of time to get to an object and from there as a reflection back to the sensor. This time span is directly proportional to the distance traveled.
  • the receiving element of the PMD sensor is implemented in a so-called system-on-chip design: both the sensor element and the electronics for signal evaluation are integrated in a single silicon chip. This design enables high performance in a compact and already industrial-grade housing. In addition to the conventional brightness image, this semiconductor component thus also makes it possible to determine distances directly in the course of a one-dimensional measurement arrangement.
  • a particular advantage of the PMD system is that an efficient suppression of extraneous light, for example in the form of the aforementioned scattered light or solar radiation, is achieved.
  • the active transmitter signal is filtered out of the ambient light, allowing it to be used even in more difficult environmental conditions.
  • the negative influence of higher particle concentration in the air propagation medium is substantially retained.
  • the above-outlined operating principle of the photonic mixer is used in an adapted manner using microwaves:
  • the modulated wave energy is converted by a corresponding receiving element, ie an antenna, into electrical energy and at the same time the flow direction of the electric charge under influence a modulation signal changed, d. H. correlatively demodulated.
  • Microwaves are electromagnetic radiation in a frequency range of about 300 MHz to 300 GHz, this corresponds to a wavelength range between about 1 m and 1 mm.
  • the main advantages of such MMD microwave sensors Compared to the optical PM D sensors are the insensitivity to weather conditions in the form of smoke, fog, snow, etc., as well as the independence in terms of daylight.
  • a microwave emitted by a transmitter is reflected by the target object and, after a distance-related transit time, strikes a receiving antenna in which it induces a voltage or current as a result of the charge shift.
  • the antenna surface like the photoactive semiconductor layer of an optical PMD, assumes the role of energy conversion. For the detection and the charge separation by means of the so-called.
  • Rocking process of the converted output signal of the antenna is a push-pull rectifier circuit.
  • a mixing gain can already be achieved by circuitry, so that an output signal indicating a respective object distance does not have to be further amplified or particularly protected from signal corruption.
  • microwave antennas also have good integrability in a vehicle design since they are flat and can also be applied as adhesive labels or can even be integrated into transparent surfaces of windows or sliding roof elements.
  • Figure 1 an anti-trap device according to the invention in a multi-part folding roof of a cabriolet passenger car in a side view;
  • FIG. 2 a front view of the convertible vehicle of FIG. 1 and FIG. 3 shows a block diagram of an anti-jamming device with an MMD component.
  • a passenger vehicle 1 only indicated in a convertible design has in the exemplary embodiment according to FIG. 1 a so-called so-called two-part folding roof 2 or Retractable Hard Top roof, in short RHT.
  • the RHT 2 has two rigid roof parts 2a, 2b, which are articulated by means of an actuating kinematics 3 on the body 4 of the vehicle 1.
  • Such roofs can also be designed as 3- or even 4-part variant or as cloth tops.
  • a first sensor 12 is arranged in the exposed position of an end region between an A pillar 10 and a cowl 11.
  • a second sensor 13 is arranged in the raised in an open position of the boot lid 5 front portion 8.
  • the sensors 12, 13 are essential parts of an anti-pinch device according to the invention, which is arranged in the manner described above in two areas, which remain substantially stationary in their position even during a Dachö Stammsl outlined here, a roof closing phase and thereby a sufficient area in the vehicle interior - sweep like outside space.
  • the sensor 12 has as means for near-field monitoring a first sensor field of view 12a.
  • the first sensor field of view 12a is delimited in a side view onto the vehicle 1 according to FIG. 1 by a front limiting beam 12e and a rear limiting beam 12d, which are aligned in such a way that the limit values tion beams 12e and 12d define an area A on the roadway 9.
  • the area A comprises, in a side view of this embodiment, substantially the area of the passenger compartment and the trunk of the vehicle 1, in order to realize an outside space monitoring exclusively shown below without limiting the invention. In the side view of the vehicle 1 according to FIG. 1, the area A thus covers approximately the area between the wheels 14 of the motor vehicle 1.
  • the sensor field of view 12a is directed away from the sensor 12 sideways from the vehicle, as shown in Figure 2, and is fanned out with respect to its fanning in a front view of the vehicle 1 such that an inner deckle beam 12b of the first sensor field of view 12a at a distance di laterally spaced from meets the vehicle 1 on the roadway 9.
  • An outer deckle beam 12c strikes the carriageway 9 at a distance Di laterally adjacent to the vehicle 1.
  • the sensor 13 generates a second sensor field of view 13a, which extends in a side view to a location 15 in the region of the rear of the vehicle 1 or in the region behind the rear of the vehicle 1.
  • the second sensor field of view 13a is limited in the vehicle longitudinal direction 7 by a rear limiting beam 13d.
  • a second boundary of the second sensor field of view 13a upwards and / or forwards is given by a front boundary beam 13e.
  • the front boundary beam 13e is preferably oriented in such a way that it rises from the sensor 13 in the direction of travel 7 to the front, the travel range of the movable roof 2a, 2b and the cowl 11 of the vehicle 1 in a side view is directed superiorly forward.
  • the second sensor field of view 13a also has boundaries in the direction of a vehicle longitudinal axis.
  • the inner boundary beam 13b strikes a distance d 2 laterally adjacent to the vehicle on the roadway 9.
  • the outer boundary beam 13c meets at a distance D 2 on the roadway 9. It has been found to be particularly advantageous, the distance d 2 smaller than the distance di and the distance D 2 smaller than the distance Di to choose. This succeeds especially when the second multiple sor 13 at a location as close to the vehicle outer contour and as far away from the roadway 9 is arranged.
  • the area immediately adjacent to the vehicle 1 is monitored and covered by the first multiple sensor 12 and its associated first sensor field of view 12a an area slightly further from the vehicle 1.
  • the two sensor fields of view 12a, 13a overlap or intersect in a large area to increase the redundancy in the overall system.
  • this area of overlapping or crossing is approximately the area A.
  • the area of overlap sideways away from the vehicle is approximately the area between the inner perimeter beam 12b of FIG first sensor field of view 12a and the outer limiting beam 13c of the second sensor field of view 13a.
  • the sensors 12, 13 are designed as microwave mixing detectors MMD.
  • MMD microwave mixing detectors
  • FIG. 1 shows a block diagram of the basic structure of a anti-trap device with a sensor in the form of an MMD component 12, 13. From a top travel control ago the MM D component 12, 13 is activated and receives a supply voltage U.
  • An evaluation within the MMD Components 12, 13 controls sending and receiving and in a manner not shown here, also a pivoting of a beam, so that objects can also be tracked and recognized and measured with respect to their direction of movement.
  • the internally generated modulated oscillation is processed by the transmitter and emitted via the antenna SANT in the form of substantially only one main lobe.
  • the microwave radiation M is then reflected by the hand of a person 15 according to FIG. 3 and returns to a receiving antenna EANT of the MMD component 12, 13, where the received signal is then converted into a result signal in a push-pull rectifier controlled by the modulator Finally, to be processed in the evaluation of a transit time measurement to a distance signal.
  • This processing corresponds to that within a PMD element except for the essential fact that in the present case advantageously microwaves and not just an optical beam is used.
  • distance information is determined with high accuracy, which can be upgraded by follow-up measurements into a direction and speed specification in order to control anti-trap protection by means of a logic (not shown).
  • the anti-pinch device described above is adapted adapted for use in cover, openable roofs or roof shells for water and / or road vehicles. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • first sensor field of view 12b inner edge limiting beam 12c outer edge limiting beam 12d rear edge limiting beam 12e front edge limiting beam

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Einklemmschutzes für bewegte Teile eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung mindestens eines Sensors und eine Einklemmschutzvorrichtung. Um ein Verfahren zum Bereitstellen eines Einklemmschutzes anzugeben, welches einfach umsetzbar und insbesondere andere Einklemmschutzverfahren ergänzend anwendbar sowie insbesondere ein verbessertes Früherkennen eines Einklemmfalles gewährleistet, und einen Einklemmschutz anzugeben, welcher kostengünstig und insbesondere mit am Markt erhältlichen Mitteln einfach verwirklichbar ist, wird vorgeschlagen, dass bereits das Betreten bzw. eine Annäherung an ein Fahrzeug (1) erkannt und ausgewertet wird, wobei zu diesem Zweck mindestens ein Mikrowellen-Detektor (12, 13) eingesetzt wird, der in Form einer Abstandsmessung neben einer Nahfeld- auch eine Fahrzeuginnenraum-Überwachung durchführt.

Description

Verfahren zum Bereitstellen eines Einklemmschutzes für bewegte Teile eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Verwirklichung eines Einklemmschutzes bei einem Cabriolet-Fahrzeug, und Einklemmschutzvorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Einklemmschutzes für bewegte Teile eines Kraftfahrzeugs unter Verwendung mindestens eines Sensors und eine Einklemmschutzvorrichtung.
Aus der DE 102 48 762 B4 ist ein Kraftfahrzeug mit einem verfahrbaren Verdeck bekannt, welches verschiedene Sensor-Prinzipien zur Erkennung eines Eingriffs in einen Bewegungsraum eines Verdeckmechanismus verwendet. Dabei wird nach dem Erkennen einer Störung einer der Detektionseinrichtungen oder nach dem Erkennen einer Einklemmsituation die Verdeckbewegung beeinflusst. Es soll dabei möglichst frühzeitig eine Eingriffssituation bzw. eine drohende Einklemmsituation in dem Verfahrbereich des Verdeckmechanismus erkannt werden und eine zuverlässige Abschaltung bzw. Bremsung des Verdecks erreicht werden. Hierzu wird im Wesentlichen vorgeschlagen, verschiedenartige Sensorsysteme gleichzeitig am Fahrzeug vorzusehen, damit auf Grund sich ergänzender Vorteile der einzelnen Sensorprinzipien in Summe eine zuverlässige Erkennung eines Einklemmschutzes erreicht ist. Vorgeschlagen werden der parallel Einsatz optischer Sensoren, eine Mikrowellenbasierte Sensorik, Ultraschall-Sensoren, Drucksensoren oder kapazitive Sensoren. Außerdem kann als mögliches Erkennungsprinzip die Messung und Auswertung der Stromaufnahme des Verdeckantriebs sein. Es wird weiterhin angegeben, eine optische Sensorik dahingehend auszubilden, dass Bildsensoren im Bereich einer A- Säule angeordnet sind, wobei die Bildsensoren schwarz/weiß-Kameras sind, die ei- nen Fahrzeuginnenraum und einen hinteren Schwenkbereich des Verdecks aufnehmen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bereitstellen eines Einklemmschutzes anzugeben, welches insbesondere ein verbessertes Früherkennen eines Einklemmfalles gewährleistet. Weiterhin soll ein Einklemmschutz angegeben werden, welcher kostengünstig und insbesondere mit am Markt erhältlichen Mitteln einfach verwirklichbar ist. Außerdem soll das Verfahren einfach umsetzbar und insbesondere andere Einklemmschutzverfahren ergänzend anwendbar sein.
Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung werden bekannte Lösungsansätze für einen Einklemmschutz dadurch effektiv erweitert, dass bereits das Betreten bzw. eine Annäherung an ein Fahrzeug erkannt und ausgewertet wird, wobei zu diesem Zweck Mikrowellen- Detektoren eingesetzt werden. Die Funktion einer Nahfeld- und Fahrzeuginnenraum- Überwachung wird dabei ebenfalls ausgeführt.
Gegenüber akustischen Systemen, wie z.B. auf Ultraschall-Messstrecken aufbauenden Anordnungen, weist eine auf dem Einsatz von Mikrowellen basierende Lösung den Vorteil auf, dass sich Mikrowellen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und damit wesentlich schneller als Schallwellen sind. Zudem sind Mikrowellen unempfindlich gegenüber Luftbewegungen, wie z.B. Wind. Zudem weisen Ultraschallwellen- Messungen Unsicherheiten hinsichtlich einer Bestimmung von Objektgrößen und Bewegungsrichtungen auf und sind durch Feuchtigkeit auf einer Wandleroberfläche leicht zu stören.
Zu optischen Systemen ist auf deren Störanfälligkeit bei höhere Partikelkonzentration im Medium Luft hinzuweisen, was durch Rauch, Wasserdampf oder witterungsbedingt auftretenden Nebel und durch Rauchen im Fahrzeuginnenraum im praktischen Einsatz relativ häufig auftritt. Negativen Einfluss haben aber auch Anteile des natürlich auftretenden sichtbaren Lichts in Form von Streulicht oder Reflektionen, die sie durch Schnee oder auch Spiegelungen auftreten können. U.a. aus der WO 99/60629 A1 ist ein als Photomischdetektor bzw. PMD bezeichnetes Bauteil bekannt, das beispielsweise in der DE 101 40 096 A1 bei Anordnung als Knotenpunkt an einem Dachhimmel eines Fahrzeuges in Fahrtrichtung blickend als Hinderniswarnsystem eingesetzt wird. Ein PMD eignet sich zu einer sehr genauen Abstandsmessung bei Reichweiten von bis zu 10 m. Dazu arbeitet ein PMD nach dem Prinzip des Lichtlaufzeitverfahrens: Das ausgesandte Licht benötigt eine gewisse Zeitspanne, um zu einem Objekt und von dort als Reflektion zurück zu dem Sensor zu gelangen. Diese Zeitspanne ist direkt proportional zur zurückgelegten Distanz. Im Vergleich zu konventionelle Sensoren, die ebenfalls das Lichtlaufzeitverfahren verwenden, ist das Empfangselement des PMD Sensors in einem sog. System-on- Chip-Design ausgeführt: Sowohl Sensorelement, als auch die Elektronik zur Signalauswertung sind in einem einzigen Siliziumchip integriert. Dieses Design ermöglicht eine hohe Leistung in einem kompakten und schon direkt industrietauglichen Gehäuse. Dieses Halbleiterbauelement ermöglicht damit zusätzlich zum konventionellen Helligkeitsbild auch, Entfernungen direkt im Zuge einer eindimensionalen Messanordnung zu bestimmen. Ein besonderer Vorteil des PMD-Systems besteht darin, dass eine effiziente Unterdrückung von Fremdlicht, z.B. in Form der vorstehend genannten Streulicht- oder Sonneneinstrahlung, erreicht wird. Das aktive Sendersignal wird aus dem Umgebungslicht herausgefiltert und ermöglicht dadurch den Einsatz auch unter schwierigeren Umgebungsbedingungen. Der negative Einfluss höherer Partikelkonzentration in dem Ausbreitungsmedium Luft bleibt jedoch im Wesentlichen erhalten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher das vorstehend skizzierte Funktionsprinzip des Photomischdetektor in angepasster Weise unter Einsatz von Mikrowellen genutzt: Die modulierte Wellenenergie wird durch ein entsprechendes Empfangselement, also eine Antenne, in elektrische Energie umgewandelt und gleichzeitig die Flussrichtung der elektrischen Ladung unter Einfluss eines Modulationssignals geändert, d. h. korrelativ demoduliert.
Mikrowellen sind elektromagnetische Strahlung in einem Frequenzbereich von ca. 300 MHz bis 300 GHz, dies entspricht einem Wellenlängenbereich zwischen etwa 1 m und 1 mm. Die wesentlichen Vorteile derartiger MMD-Mikrowellensensoren ge- genüber den optischen P M D-Sensoren sind die weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Witterungseinflüssen in Form von Rauch, Nebel, Schnee usw., sowie die Unabhängigkeit in Bezug auf Tageslicht. Eine von einem Sender emittierte Mikrowelle wird von dem Zielobjekt reflektiert und trifft nach einer entfernungsbedingten Laufzeit auf eine Empfangsantenne, in der sie eine Spannung bzw. einen Strom infolge der Ladungsverschiebung induziert. Dabei übernimmt die Antennenfläche, wie die photoaktive Halbleiterschicht eines optischen PMD, die Rolle der Energieumwandlung. Zur Detektion und zur Ladungsseparation mittels der sog. Schaukelprozess des umgewandelten Ausgangssignals der Antenne dient eine Gegentakt- Gleichrichterschaltung. Dabei kann schaltungstechnisch bereits eine Mischverstärkung erzielt werden, so dass ein eine jeweilige Objektentfernung angebendes Ausgangssignal nicht weiter verstärkt oder vor Signalverfälschung besonders geschützt werden muss.
Ferner ist aus dem Bereich der Radartechnik bekannt, dass ein von einem Sender in Form eines Antennenarrays ausgesandter Strahl vollelektronisch geschwenkt werden kann. Damit ist es in einer Ausführungsform der Erfindung möglich, von einem MMD-Mikrowellensensor aus einen vorgegebenen Bereich verzögerungsfrei und ohne Einsatz verschleißbehafteter mechanischer Komponenten in fast beliebiger Geschwindigkeit zur Durchführung von Entfernungsmessungen zu überstreichen. Mikrowellen-Antennen weisen neben vergleichsweise hoher Design-Freiheit auch eine gute Integrierbarkeit in ein Fahrzeugdesign auf, da sie flach bauen und auch als Klebeetiketten aufgebracht oder gar in transparente Flächen von Fenstern oder Schiebedachelementen integrierbar sind.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung zur Nennung weiterer Vorteile und Eigenheiten weiter beschrieben. Es zeigen in skizzierter Form:
Figur 1 : eine erfindungsgemäße Einklemmschutzvorrichtung in einem mehrteiligen Klapp-Dach eines Cabriolet-Personenkraftfahrzeuges in einer Seitenansicht;
Figur 2: eine Frontansicht auf das Cabriolet-Fahrzeug gemäß Fig. 1 und Figur 3: ein Blockdiagramm einer Einklemmschutzvorrichtung mit einem MMD- Bauteil.
Nachfolgend werden über die zu beschreibenden Abbildungen hinweg für gleiche Elemente sowie Elemente gleicher Funktion auch einheitlich gleiche Bezeichnungen gewählt.
Ein in einer Cabriolet-Bauform nur angedeutetes Personenkraftfahrzeug 1 besitzt in dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ein prinzipiell bekanntes sogenanntes zweiteiliges Klapp-Dach 2 bzw. Retractable Hard Top-Dach, kurz RHT. Das RHT 2 weist zwei starre Dachteile 2a, 2b auf, die mittels einer Betätigungskinematik 3 an der Karosserie 4 des Fahrzeugs 1 angelenkt sind. Derartige Dächer können auch als 3- o- der gar 4-teilige Variante oder als Stoffverdecke ausgebildet sein. Zum Ablegen eines derartigen Dachs 2 in einen Kofferraum des Fahrzeugs 1 wird ein Kofferraumdeckel 5 mittels einer geeigneten Betätigungsmechanik 6 in eine geöffneten Stellung verbracht, bei der ein in einer Fahrtrichtung 7 vorderer Bereich 8 des Kofferraumdeckels 5 in einer gegenüber einer Fahrbahn 9 angehobenen Position angeordnet ist.
In der exponierten Lage eines Endbereichs zwischen einer A-Säule 10 und eines Windlaufes 11 ist ein erster Sensor 12 angeordnet. In dem in einer geöffneten Stellung des Kofferraumdeckels 5 angehobenen vorderen Bereich 8 ist ein zweiter Sensor 13 angeordnet. Die Sensoren 12, 13 sind wesentliche Teile einer erfindungsgemäßen Einklemmschutzvorrichtung, die in der vorstehend beschriebenen Art in zwei Bereichen angeordnet ist, die auch während einer hier skizzierten Dachöffnungsbzw, einer Dachschließphase in ihrer Lage im Wesentlichen stationär verbleiben und dabei einen ausreichenden Bereich im Fahrzeug-Innen- wie -Außenraum überstreichen.
Der Sensor 12 besitzt als Mittel zur Nahfeldüberwachung ein erstes Sensorsichtfeld 12a. Das erste Sensorsichtfeld 12a ist in einer Seitenansicht auf das Fahrzeug 1 nach Figur 1 durch einen vorderen Begrenzungsstrahl 12e und einen hinteren Begrenzungsstrahl 12d begrenzt, welche derart ausgerichtet sind, dass die Begren- zungsstrahlen 12e und 12d einen Bereich A auf der Fahrbahn 9 abgrenzen. Der Bereich A umfasst in einer Seitenansicht dieses Ausführungsbeispiels im Wesentlichen den Bereich der Fahrgastzelle und des Kofferraums des Fahrzeugs 1 , um eine nachfolgend ohne Beschränkung der Erfindung ausschließlich dargestellte Außenraum- Überwachung zu realisieren. In der Seitenansicht auf das Fahrzeug 1 gemäß Fig. 1 deckt der Bereich A somit in etwa den Bereich zwischen den Rädern 14 des Kraftfahrzeugs 1 ab.
Außerdem ist das Sensorsichtfeld 12a vom Sensor 12 ausgehend seitlich vom Fahrzeug weggerichtet, wie in Figur 2 angedeutet, und ist bezüglich seiner Auffächerung in einer Frontansicht des Fahrzeugs 1 derart aufgefächert, dass ein innerer Randbegrenzungsstrahl 12b des ersten Sensorsichtfeldes 12a in einem Abstand di seitlich beabstandet von dem Fahrzeug 1 auf die Fahrbahn 9 trifft. Ein äußerer Randbegrenzungsstrahl 12c trifft in einem Abstand Di seitlich neben dem Fahrzeug 1 auf die Fahrbahn 9.
Der Sensor 13 erzeugt ein zweites Sensorsichtfeld 13a, welches in einer Seitenansicht bis zu einem Ort 15 im Bereich des Hecks des Fahrzeugs 1 oder im Bereich hinter dem Heck des Fahrzeugs 1 reicht. Das zweite Sensorsichtfeld 13a ist in Fahrzeuglängsrichtung 7 durch einen hinteren Begrenzungsstrahl 13d begrenzt. Eine zweite Begrenzung des zweiten Sensorsichtfeldes 13a nach oben und/oder vorne ist durch einen vorderen Begrenzungsstrahl 13e gegeben. Der vordere Begrenzungsstrahl 13e ist bevorzugt derart orientiert, dass dieser vom Sensor 13 aus in Fahrtrichtung 7 nach vorne ansteigend, den Verfahrbereich des verlagerbaren Dachs 2a, 2b und den Windlauf 11 des Fahrzeugs 1 in einer Seitenansicht überragend nach oben vorne gerichtet ist.
In einer Frontansicht auf das Fahrzeug 1 gemäß der Darstellung von Figur 2 besitzt das zweite Sensorsichtfeld 13a auch in Richtung einer Fahrzeuglängsachse Begrenzungen. Der innere Begrenzungsstrahl 13b trifft ein einem Abstand d2 seitlich neben dem Fahrzeug auf die Fahrbahn 9. Der äußere Begrenzungsstrahl 13c trifft in einem Abstand D2 auf die Fahrbahn 9. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, den Abstand d2 kleiner als den Abstand di und den Abstand D2 kleiner als den Abstand Di zu wählen. Dies gelingt insbesondere dann, wenn der zweite Mehrfachsen- sor 13 an einem Ort möglichst nahe an der Fahrzeugaußenkontur und möglichst weit entfernt von der Fahrbahn 9 angeordnet ist. Somit wird mittels des zweiten Mehrfachsensors 13 und dem zugehörigen zweiten Sensorsichtfeld 13a der Bereich unmittelbar benachbart neben dem Fahrzeug 1 überwacht und mittels des ersten Mehrfachsensors 12 und seinem zugeordneten ersten Sensorsichtfeld 12a ein Bereich etwas weiter beabstandet vom Fahrzeug 1 abgedeckt. Dabei überdecken bzw. überkreuzen sich die beiden Sensorsichtfelder 12a, 13a in einem großen Bereich zur Erhöhung der Redundanz im Gesamtsystem. In der Seitenansicht von Figur 1 ist dieser Bereich des Überschneidens oder des Überkreuzens etwa der Bereich A. In einer Frontansicht auf das Fahrzeug 1 nach Figur 2 ist der Bereich der Überschneidung bzw. Überdeckung seitwärts vom Fahrzeug weg etwa der Bereich zwischen dem inneren Begrenzungsstrahl 12b des ersten Sensorsichtfeldes 12a und dem äußeren Begrenzungsstrahl 13c des zweiten Sensorsichtfeldes 13a.
Durch diese Anordnung wird in einem vordefinierten Fahrzeugaußenraum durch Abtastung sichergestellt, dass sich kein Objekt befindet, so dass eine Einklemmgefahr bei Betätigung des Klapp-Dachs bzw. RHT 2 prinzipiell ausgeschlossen werden kann. Vorliegend sind die Sensoren 12,13 als Mikrowellen-Misch-Detektoren MMD ausgebildet. Unter Einhaltung sämtlicher Grenzwerte kann damit unter Ausschluss der von optischen Systemen bzw. PMD-Anordnungen her bekannten Störungen auch ein Fahrzeuginnenraum hinsichtlich der Anwesenheit von Personen und damit auch auf die prinzipielle Möglichkeit hin überwacht werden, dass sich eine Einklemmsituation ergeben könnte. Nur in dem Fall, dass überhaupt eine Person oder ein Gegenstand in einem gefährdeten Nahbereich zu dem Klapp-Dach 2 detektiert wird, müssen dem Fachmann bekannte Vorsichtsmaßnahmen ergriffen werden, wie z.B. eine Verlangsamung der Bewegung des RHT.
Eine Antennenfläche des jeweiligen MMD-Sensors 12,13 übernimmt die Rolle einer für die Entfernungsbestimmung notwendige Energieumwandlung und entspricht in dieser Funktion einer photoaktiven Halbleiterschicht eines optischen PMD. Für Antennenflächen existieren jedoch gerade im Mikrowellenbereich sehr unterschiedliche Ausführungsformen, so dass derartige Antennen ohne Funktionseinschränkung auch im Bereich des menschlichen Sichtspektrums unsichtbar in Scheiben und/oder transparenten Schiebedächern integriert werden können. Figur 3 zeigt als Blockdiagramm den prinzipiellen Aufbau einer Einklemmschutzvorrichtung mit einem Sensor in Form eines MMD-Bauteils 12, 13. Von einer Verdeck- Fahrsteuerung her wird das M M D-Bauteil 12, 13 aktiviert und erhält eine Versorgungsspannung U. Eine Auswertung innerhalb des MMD-Bauteils 12, 13 steuert Senden und Empfangen sowie in hier nicht weiter dargestellter Art und Weise auch ein Verschwenken eines Strahls, so dass Objekte auch verfolgt sowie hinsichtlich ihrer Bewegungsrichtung erkannt und vermessen werden können. Die intern erzeugte modulierte Schwingung wird vom Sender aufbereitet und über die Antenne SANT gerichtet in Form im Wesentlichen nur einer Hauptkeule abgestrahlt. Die Mikrowellenstrahlung M wird dann nach Figur 3 an der Hand einer Person 15 reflektiert und läuft zu einer Empfangsantenne EANT des MMD-Bauteils 12, 13 zurück, wo das Empfangssignal dann in einem durch den Modulator angesteuerten Gegentaktgleich- richter zu einem Ergebnissignal umgeformt wird, um schließlich in der Auswertung über eine Laufzeitmessung zu einem Entfernungssignal verarbeitet zu werden.
Dieser Verarbeitungsprozess entspricht dem innerhalb eines PMD-Elements bis auf die wesentliche Tatsache, dass im vorliegenden Fall vorteilhafterweise Mikrowellen und eben kein optischer Strahl verwendet wird. Übereinstimmend wird jedoch in beiden Fällen im Zuge einer 1 D-Messung eine Entfernungsinformation mit hoher Genauigkeit ermittelt, die durch Folgemessungen in eine Richtungs- und Geschwindig- keitsangabe aufgewertet werden kann, um unter Vermittlung einer nicht weiter dargestellten Logik den Einklemmschutz zu steuern.
Die vorstehend beschriebene Einklemmschutzvorrichtung ist zum Einsatz in Verdecken, öffnungsfähigen Dächern oder Dachschalen für Wasser- und/oder Straßenfahrzeuge angepasst ausgebildet. Bezugszeichenliste
1 Personenkraftfahrzeug
2 Klapp-Dach / RHT
2a starres Dachteil 2b starres Dachteil
3 Betätigungskinematik
4 Karosserie des Fahrzeugs 1
5 Kofferraumdeckel
6 Betätigungsmechanik
7 Fahrtrichtung
8 vorderer Bereich des Kofferraumdeckels 5 9
10 A-Säule
11 Windlauf
12 erster Sensor
12a erstes Sensorsichtfeld 12b innerer Randbegrenzungsstrahl 12c äußerer Randbegrenzungsstrahl 12d hinterer Randbegrenzungsstrahl 12e vorderer Randbegrenzungsstrahl
13 zweiter Sensor
13a zweites Sensorsichtfeld
13b innerer Randbegrenzungsstrahl
13c äußerer Randbegrenzungsstrahl
13d hinterer Randbegrenzungsstrahl
13e vorderer Randbegrenzungsstrahl
14 Rad
15 Person / Hand
Di Abstand
D2 Abstand di Abstand d2 Abstand
M Mikrowellenstrahlung
SANT Sende-Antenne
EANT Empfangsantenne

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bereitstellen eines Einklemmschutzes für bewegte Teile (2, 2a, 2b, 3, 5, 6) eines Kraftfahrzeugs (1 ) unter Verwendung mindestens eines Sensors, dadurch gekennzeichnet, dass bereits das Betreten bzw. eine Annäherung an ein Fahrzeug (1 ) erkannt und ausgewertet wird, wobei zu diesem Zweck mindestens ein Mikrowellen- Detektor (12, 13) eingesetzt wird, der in Form einer Abstandsmessung neben einer Nahfeld- auch eine Fahrzeuginnenraum-Überwachung durchführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsbzw. Entfernungsmessung in Form einer quasieindimensionalen Messung durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von einem Mikrowellen-Detektor (12, 13) ausgesandter Strahl (M) vollelektronisch geschwenkt wird, insbesondere um einen vordefinierten Bereich zu überstreichen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mikrowellen-Detektor (12, 13) ein MMD-Mikrowellensensor verwendet wird.
5. Einklemmschutzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Umsetzung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ausgebildet ist, dass an mindestens einer exponierten Stelle des Fahrzeugs (1 ) ein Mikrowellen-Sensor (12, 13) zur Abstandsmessung in einem Nahfeld und einem Fahrzeuginnenraum angeordnet ist.
6. Einklemmschutzvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Mikrowellen-Sensor (12, 13) ein MMD-Bauteil vorgesehen ist.
7. Einklemmschutzvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mikrowellen-Antenne des Sensors (12, 13) flach bauend ausgebildet ist.
8. Einklemmschutzvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellen-Antenne des Sensors (12, 13) als Klebeetiketten ausgebildet ist.
9. Einklemmschutzvorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellen-Antenne des Sensors (12, 13) in einer transparenten Fläche eines Fensters oder Schiebedachelementes integriert ist.
10. Einklemmschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 -9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Einsatz in Verdecken, öffnungsfähigen Dächern oder Dachschalen für Wasser- und/oder Straßenfahrzeuge ange- passt ausgebildet ist.
PCT/DE2007/001963 2006-11-03 2007-10-31 Verfahren zum bereitstellen eines einklemmschutzes für bewegte teile eines kraftfahrzeugs, insbesondere zur verwirklichung eines einklemmschutzes bei einem cabriolet-fahrzeug, und einklemmschutzvorrichtung WO2008052533A1 (de)

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