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Die
Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung, insbesondere zur Erfassung
zumindest eines Objekts in einem Schwenkbereich eines Cabriolet-Verdecks,
mit zumindest einem Sensor, der zumindest teilweise durch ein Cabriolet-Verdeckgestänge ausgebildet
wird, wobei das Cabriolet-Verdeckgestänge eine mehrere drehbar miteinander
gekoppelte Lenker aufweisende Lenkeranordnung umfasst.
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Darüber hinaus
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Installation einer
Sensorvorrichtung, die insbesondere zur Erfassung zumindest eines
Objekts in einem Schwenkbereich eines Cabriolet-Verdecks dient,
mit zumindest einem Sensor, der zumindest teilweise durch ein Cabriolet- Verdeckgestänge ausgebildet
wird, wobei das Cabriolet-Verdeckgestänge eine
mehrere drehbar miteinander gekoppelte Lenker aufweisende Lenkeranordnung
umfasst.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Leiterbahnstruktur, insbesondere eine
flexible und im Wesentlichen flach ausgebildete Leiterbahnstruktur,
die an zumindest zwei drehbar miteinander gekoppelten Lenkern einer
Lenkeranordnung eines Cabriolet-Verdeckgestänges befestigbar ist.
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Eine
dem Stand der Technik angehörende Sensorvorrichtung
ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 004 278 A1 bekannt. Die in dieser
Druckschrift beschriebene Sensorvorrichtung zum Erfassen eines Gegenstands
beziehungsweise Objekts in einem Schwenkbereich eines Cabriolet-Verdecks
umfasst einen Sensor, der die Eigenschaften eines dem Cabriolet-Verdeck
zugeordneten Feldes erfassen kann. Weiterhin umfasst diese Sensorvorrichtung
eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der vom dem Sensor erfassten
Feldeigenschaften. Beispielsweise dient das Cabriolet-Verdeck zumindest
abschnittsweise als Feldquelle. So kann das Cabriolet-Verdeck zumindest
abschnittsweise als eine Elektrode des Sensors ausgebildet werden.
Als eine weitere Elektrode des Sensors dient in diesem Fall dann
beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie, die auf Masse gelegt wird.
Somit bilden die als Cabriolet-Verdeck ausgebildete
Elektrode sowie die als Karosserie ausgebildete auf Masse gelegte
Elektrode zumindest teilweise den Sensor aus, dessen erfassten Signale durch
die Auswerteeinrichtung zur Erfassung des zwischen dem Cabriolet-Verdeck und der Karosserie befindlichen
Objekts ausgewertet werden. Um das Cabriolet-Verdeck als die Elektrode
des Sen sors auszubilden, werden in der
DE 10 2006 004 278 A1 mehrere
Möglichkeiten
vorgeschlagen. Zum einen kann ein Cabriolet-Verdeckgestänge des
Cabriolet-Verdecks, das zumindest aus mehreren drehbar miteinander
gekoppelten Lenkern einer Lenkeranordnung ausgebildet ist, zumindest
teilweise als Elektrode verwendet werden. Zu diesem Zweck werden
die einzelnen Lenker über
elektrisch leitfähige Lagerstellen
beziehungsweise Gelenke miteinander gekoppelt. Derartige leitfähige Lagerstellen
können insbesondere
zumindest teilweise durch elektrisch leitfähige Buchsen realisiert werden.
Jedoch kann die Leitfähigkeit
dieser Buchsen durch sich ändernde
beziehungsweise wechselnde Umgebungsbedingungen, die beispielsweise
durch wechselhaftes Klima hervorgerufen werden, negativ beeinträchtigt werden,
so dass sich die Leitfähigkeit
dieser Buchsen verschlechtert. Im schlimmsten Fall können diese Buchsen
derart beeinträchtigt
werden, das sie ihre elektrische Leitfähigkeit gänzlich verlieren, so dass nur
noch die in elektrisch leitfähiger
Verbindung miteinander stehenden Lenker die Elektrode ausbilden. Dies
kann dazu führen,
dass der Sensor verfälschte Feldeigenschaften
erfasst oder nicht mehr einsatzfähig
ist.
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Um
von der Leitfähigkeit
der Lagerstellen des Cabrio-Verdeckgestänges nicht zwangsweise abhängig zu
sein, werden gemäß dem Stand
der Technik beispielsweise Kabelbäume linksseitig oder beidseitig
im Cabrio-Verdeckgestänge
nachträglich verlegt
und mit den einzelnen Lenkern verclipst, verschraubt oder mit Kabelbindern
verbunden, wobei ein oder mehrere Kabel des Kabelbaums als Elektrode
dienen können.
Diese Maßnahme
stellt einen erheblichen Kostenfaktor dar und erfordert entsprechenden
für die
Montage des Kabelbaums erforderlichen Bauraum. Ebenso ist insbesondere
gemäß dieser
Lösung
darauf zu achten, dass die Kabelbäume bei der Schwenkbewegung
des Cabrio-Verdecks nicht über
deren mindestens einzuhaltenden Biegeradius abgeknickt oder gebogen
werden.
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Weiterhin
wird in der
DE
10 2006 004 278 A1 vorgeschlagen, anstelle das Cabriolet-Verdeckgestänge als
Elektrode auszubilden, eine das Cabriolet-Verdeckgestänge überdeckende
Verdeckplane mit elektrischen Leiterbahnen vorzusehen, die im Wesentlichen
ein Fischgrätenmuster
bilden. Dadurch fungiert die Cabriolet-Verdeckplane des Cabriolet-Verdecks
als Feldquelle und bildet somit eine Elektrode des Sensors aus.
Jedoch ist eine derartige Ausführung
der Cabrio-Verdeckplane äußerst aufwändig und
kostspielig.
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Eine
Sensorvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
13 sowie eine Leiterbahnstruktur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 25
sind aus der dem Stand der Technik angehörenden Druckschrift
DE 10 2006 005 327
A1 bekannt.
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Weiterhin
sind aus der
DE 102
48 761 A1 ein kapazitiv messender Sensor sowie eine kapazitive Sensorik
zum Detektieren einer Einklemmsituation bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Sensorvorrichtungen
und Verfahren zur Installation derartiger Sensorvorrichtungen sowie
die Leiterbahnen derart weiterzubilden, dass ein Ausfall der Sensorvorrichtung
aufgrund eines Abreißens
einer elektrischen Verbindung zwi schen drehbar miteinander gekoppelten
Lenkern einer Lenkeranordnung eines Cabriolet-Verdeckgestänges vermieden
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Sensorvorrichtung baut
auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass der Sensor weiterhin eine zumindest
abschnittsweise benachbart zur Lenkeranordnung oder entlang der
Lenkeranordnung angeordnete Leiterbahnstruktur umfasst, die zur
Ausbildung einer Sensorelektrode an einem oder mehreren Abschnitten
der Leiterbahnstruktur mit zumindest zwei drehbar miteinander gekoppelten
Lenkern in elektrisch leitfähiger
Verbindung steht. Die Leiterbahnstruktur wird dabei vorzugsweise
als individuell für
das Cabrio-Verdeckgestänge,
insbesondere für eine
mehrere Lenker umfassende Lenkeranordnung, angefertigte Flachleitung
oder flexible und im Wesentlichen flache Leiterplatte ausgebildet.
Ebenso kann die Leiterbahnstruktur teilweise als flexibel gedruckte
Leiterplatte ausgebildet sein, die ein oder mehrere gedruckte flächige Leiterbahnen
umfasst und darüber
hinaus wahlweise auch nicht-flächige Leiter
umfassen kann, die auf eine dem Fachmann bekannte Weise an der flexiblen
Leiterplatte fixiert werden. Um die elektrisch leitfähige Verbindung
zwischen der Leiterbahnstruktur und dem Cabriolet-Verdeckgestänge herzustellen,
ist vorzugsweise zumindest eine Leiterbahn der Leiterbahnstruktur
zu dem Cabriolet-Verdeckgestänge
durchkontaktiert. Dadurch dass die Leiterbahnstruktur zumindest
abschnittsweise benachbart zum Cabriolet-Verdeckgestänge oder entlang des Cabriolet-Verdeckgestänges angeordnet
ist, kann die Leiterbahnstruktur vorzugsweise direkt anliegend entlang
von Lenkern einer Lenkeranordnung des Cabrio-Verdeckgestänges angeordnet
und befestigt werden. Zur Befestigung der Leiterbahnstruktur an
den einzelnen Lenkern können
beispielsweise Laschen beziehungsweise 90°-Abstellungen vorgesehen sein, über die
neben der Befestigung auch die elektrisch leitfähige Verbindung mittels Durchkontaktierung
mit dem Cabriolet-Verdeckgestänge
hergestellt werden kann. Dabei umfassen diese Laschen oder 90°-Abstellungen zur Fixierung
der Leiterbahnstruktur beispielsweise Quernägel, Nieten, Stifte, Schrauben,
die in entsprechende Bohrungen an den jeweiligen Lenkern eingeführt werden.
Selbstverständlich
können
auch Lötverbindungen
oder Punktschweißungen
zur Befestigung der Leiterbahnstruktur dienen. Die elektrisch leitfähige Verbindung
benachbarter, miteinander gekoppelter Lenker kann aufgrund von ständig wechselnden
Umgebungsbedingungen beispielsweise direkt an deren Kopplung unterbrochen
werden. Dadurch dass die Leiterbahnstruktur mit mehreren und insbesondere
mit benachbarten Lenkern jeweils in elektrischer Verbindung steht,
wird zuverlässig
eine Redundanz hergestellt, so dass ein Abreißen der elektrischen Verbindung
an der Kopplung der Lenker zumindest nicht zum Ausfall des Sensors
führt.
Insbesondere können
die Abschnitte, die zur Herstellung der elektrisch leitfähigen Verbindung
zwischen der Leiterbahnstruktur und den jeweiligen Lenkern dienen,
zur Fixierung der Leiterbahnstruktur an den Lenkern vorgesehen sein.
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Darüber hinaus
kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
derart ausgeführt
werden, dass die Leiterbahnstruktur flexibel und im Wesentlichen flach
ausgebildet ist und/oder an dem Cabriolet-Verdeckgestänge befestigt
ist. Insbesondere bei der an mehreren Lenkern der Lenkeranordnung
angebrachten Leiterbahnstruktur ist eine äußerst flexible Leiterbahnstruktur
vorteilhaft, da beispielsweise bei zusammengeklapptem Cabriolet-Verdeckgestänge sehr
kleine Biegeradien der Leiterbahnstruktur auftreten können.
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Weiterhin
kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
so verwirklicht werden, dass das Cabriolet-Verdeckgestänge die
mehrere drehbar miteinander gekoppelte Lenker aufweisende Lenkeranordnung
umfasst, die wahlweise über
deren Kopplungen miteinander in elektrisch leitfähiger Verbindung stehen oder
gegeneinander isoliert sind. Die Kopplungen oder Lagerstellen benachbarter
Lenker werden vorzugsweise zumindest teilweise als Lagerbuchsen ausgeführt. So
werden beispielsweise elektrisch leitfähige Lagerbuchsen zur Herstellung
einer elektrisch leitfähigen
Verbindung zwischen benachbarten Lenkern verwendet. Ebenso lassen
sich bestimmte Lenker gezielt von den übrigen Lenkern der Lenkeranordnung
isolieren und fungieren dadurch nicht als eine Elektrode des Sensors.
Beispielsweise werden in diesem Fall isolierende Lagerstellen verwendet, die
zumindest teilweise durch elektrisch isolierende Kunststoffbuchsen
realisiert werden können.
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Darüber hinaus
kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
derart realisiert werden, dass die Kopplung unterschiedli cher Lenker
derart ausgebildet ist, dass sie in Abhängigkeit von der gegenseitigen
Ausrichtung der unterschiedlichen Lenker eine elektrisch leitfähige Verbindung
zwischen den Lenkern herstellt oder elektrisch isolierend wirkt.
Eine derartige Ausführung
der Kopplung beziehungsweise der Lagerstelle benachbarter Lenker
ist vor allem dann vorteilhaft, wenn ein bestimmter Lenker erst nach
Durchlaufen einer vorbestimmten Schwenkbewegung, die lediglich einem
Teil der vollständigen Schwenkbewegung
des Cabriolet-Faltverdecks
entspricht, von dem Sensor ausgenommen werden soll. Damit fungiert
dieser Lenker zunächst
als zumindest ein Abschnitt der Elektrode des Sensors, wird jedoch nach
Durchlaufen seiner vorbestimmten Schwenkbewegung von der Elektrode
des Sensors elektrisch entkoppelt.
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Des
Weiteren kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
so ausgestaltet werden, dass der Sensor ein kapazitiver Sensor ist.
Die Lenker der Lenkeranordnung des Cabrio-Verdeckgestänges bilden
in diesem Fall beispielsweise eine Elektrode eines kapazitiven Sensors.
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Ferner
kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
so ausgebildet werden, dass zumindest eine Leiterbahn der Leiterbahnstruktur
mit dem Cabriolet-Verdeckgestänge
oder mit den Lenkern in elektrisch leitfähiger Verbindung steht, wobei
die Leiterbahn an einem oder mehreren Abschnitten mit einem und/oder
mehreren Lenkern in elektrisch leitfähiger Verbindung steht.
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Bevorzugt
wird die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
derart ausgeführt,
dass die Leiterbahnstruktur ein oder mehre re weitere Leiterbahnen umfasst,
die zumindest zur Stromversorgung, zur Datenübermittlung oder als Masseleitung
vorgesehen sind. Dadurch kann die Funktionalität eines Kabelbaums durch die
Leiterbahnstruktur erzielt werden, ohne jedoch von den vorgenannten
Nachteilen der Verwendung eines Kabelbaums betroffen zu sein.
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Weiterhin
kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
so umgesetzt werden, dass die Leiterbahnstruktur derart ausgebildet
ist, dass durch Oberflächenmontagetechnik
(SMT) oberflächenmontierbare
Bauteile (SMD), insbesondere oberflächenmontierbare elektronische
Bauteile, mit der Leiterbahnstruktur koppelbar sind. Ebenso lassen
sich in vorteilhafter Weise weitere Elektronikbauteile, wie weitere
Sensorelemente, direkt in das Layout der Leiterbahnstruktur integrieren.
Dies kann insbesondere durch SMD-Technik (Surface Mounted Device
= oberflächenmontierbare
Bauteile) erreicht werden.
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Darüber hinaus
kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
in vorteilhafter Weise derart ausgebildet werden, dass die Leiterbahnstruktur
mit einem oder mehreren Befestigungsabschnitten zur Befestigung
an dem Cabriolet-Verdeckgestänge
oder an der Lenkeranordnung ausgebildet ist, über die die elektrisch leitfähige Verbindung
hergestellt wird.
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Die
erfindungsgemäße Sensorvorrichtung zeichnet
sich des Weiteren dadurch aus, dass in die Leiterbahnstruktur weiterhin
zumindest teilweise ein oder mehrere weitere Sensoren durch Oberflächenmontagetechnik
(SMD) integriert sind, die insbesondere auf der Grundlage von elektromagnetischen Wellen,
insbesondere Mikrowellen, oder Schall, insbesondere Ultraschall,
arbeiten. Dadurch, dass sich durch die Oberflächenmontagetechnik (SMD) weitere
Sensoren in die Leiterbahnstruktur integrieren lassen, kann die
Erfassung eines Objekts im Schwenkbereich des Cabriolet-Faltverdecks
noch zuverlässiger
gestaltet werden. Dadurch lassen sich anhand der Leiterbahnstruktur
mehrere auf unterschiedlichen Funktionsprinzipien arbeitende Sensoren
realisieren.
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Darüber hinaus
kann die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
so verwirklicht werden, dass die elektrisch leitfähige Verbindung
zwischen dem Cabriolet-Verdeckgestänge und der Leiterbahnstruktur über ein
Schmelzverfahren, insbesondere ein metallisches Schmelzverfahren,
herstellbar ist. Beispielsweise lässt sich die elektrisch leitfähige Verbindung durch
Punktschweißen
oder Löten
herstellen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung
so realisiert, dass die Leiterbahnstruktur als 2D- oder als 3D-Leiterbahnstruktur
ausgebildet ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
baut auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass der Sensor weiterhin eine Leiterbahnstruktur
umfasst, die zumindest abschnittsweise benachbart zur Lenkeranordnung
oder entlang der Lenkeranordnung angeordnet wird und zur Ausbildung
einer Sensorelektrode an einem oder mehreren Abschnitten der Leiterbahnstruktur
mit zumindest zwei drehbar miteinander gekoppelten Lenkern in elektrisch leitfähige Verbindung
gebracht wird. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit der
er findungsgemäßen Sensorvorrichtung
genannten Vorteile in gleicher oder ähnlicher Weise, weshalb zur
Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen im Zusammenhang mit
der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung
verwiesen wird.
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Gleiches
gilt sinngemäß für die folgenden bevorzugten
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auch diesbezüglich auf
die entsprechenden Ausführungen
im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung verwiesen wird.
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Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße Verfahren
so umgesetzt werden, dass die Leiterbahnstruktur flexibel und im
Wesentlichen flach ausgebildet wird und/oder an dem Cabriolet-Verdeckgestänge befestigt
wird.
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Weiterhin
kann das erfindungsgemäße Verfahren
so verwirklicht werden, dass das Cabriolet-Verdeckgestänge die
mehrere drehbar miteinander gekoppelte Lenker aufweisende Lenkeranordnung
umfasst, die wahlweise über
deren Kopplungen miteinander in elektrisch leitfähiger Verbindung gebracht werden
oder gegeneinander isoliert werden.
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Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße Verfahren
derart realisiert werden, dass die Kopplung unterschiedlicher Lenker
in Abhängigkeit
von der gegenseitigen Ausrichtung der unterschiedlichen Lenker eine
elektrisch leitfähige
Verbindung zwischen den Lenkern herstellt oder die Lenker gegenseitig elektrisch
isoliert.
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Bevorzugt
wird das erfindungsgemäße Verfahren
so ausgeführt,
dass der Sensor als ein kapazitiver Sensor ausgebildet wird.
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Weiterhin
kann das erfindungsgemäße Verfahren
derart ausgestaltet werden, dass zumindest eine Leiterbahn der Leiterbahnstruktur
mit dem Cabriolet-Verdeckgestänge
oder mit den Lenkern in elektrisch leitfähige Verbindung gebracht wird,
wobei die Leiterbahn an einem oder mehreren Abschnitten mit einem
und/oder mehreren Lenkern in elektrisch leitfähige Verbindung gebracht wird.
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Ferner
kann das erfindungsgemäße Verfahren
derart verwirklicht werden, dass die Leiterbahnstruktur ein oder
mehrere weitere Leiterbahnen umfasst, die zumindest zur Stromversorgung,
zur Datenübermittlung
oder als Masseleitung vorgesehen werden.
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Weiterhin
kann das erfindungsgemäße Verfahren
derart weitergebildet werden, dass die Leiterbahnstruktur derart
ausgebildet ist, dass durch Oberflächenmontagetechnik (SMT) oberflächenmontierbare
Bauteile (SMD), insbesondere oberflächenmontierbare elektronische
Bauteile, mit der Leiterbahnstruktur gekoppelt werden können.
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Darüber hinaus
kann das erfindungsgemäße Verfahren
so realisiert werden, dass die Leiterbahnstruktur mit einem oder
mehreren Befestigungsabschnitten zur Befestigung an dem Cabriolet-Verdeckgestänge oder
an der Lenkeranordnung ausgebildet wird, über die die elektrisch leitfähige Verbindung
hergestellt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich ferner dadurch aus, dass in die Leiterbahnstruktur
weiterhin zumindest teilweise ein oder mehrere weitere Sensoren
durch Oberflächenmontagetechnik (SMD)
integriert werden, die insbesondere auf der Grundlage von elektromagnetischen
Wellen, insbesondere Mikrowellen, oder Schall, insbesondere Ultraschall,
arbeiten.
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Des
Weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren
so ausgestaltet werden, dass die elektrisch leitfähige Verbindung
zwischen dem Cabriolet-Verdeckgestänge und der Leiterbahnstruktur über ein
Schmelzverfahren, insbesondere ein metallisches Schmelzverfahren,
hergestellt wird.
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Bevorzugt
wird das erfindungsgemäße Verfahren
weiterhin so umgesetzt, dass die Leiterbahnstruktur als 2D- oder
als 3D-Leiterbahnstruktur ausgebildet
wird.
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Die
erfindungsgemäße Leiterbahnstruktur baut
auf dem gattungsgemäßen Stand
der Technik dadurch auf, dass die Leiterbahnstruktur zumindest zwei
ein oder mehrere Kontaktstellen aufweisende Leiterbahnbefestigungsabschnitte, über die
sie mit zumindest zwei drehbar miteinander gekoppelten Lenkern in
eine elektrisch leitfähige
Verbindung bringbar ist, und einen zwischen den Leiterbahnbefestigungsabschnitten
ausgebildeten flexibleren Leiterbahnabschnitt umfasst. Auch in diesem
Fall ergeben sich sinngemäß die im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung erläuterten Vorteile
in gleicher oder ähnlicher
Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die entsprechenden
Aus führungen
im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung verwiesen wird.
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Gleiches
gilt sinngemäß für die folgende
bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Leiterbahnstruktur,
wobei auch in diesem Fall auf die entsprechenden Ausführungen
im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung verwiesen
wird.
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Die
erfindungsgemäße Leiterbahnstruktur kann
in vorteilhafter Weise derart ausgebildet werden, dass die Kontaktstellen
gleichzeitig als Befestigungsstellen an dem Cabriolet-Verdeckgestänge dienen.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, die zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist;
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2 eine
räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung
von 1, wobei das Cabriolet-Verdeckgestänge in einer
ersten Position angeordnet ist;
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3 eine
räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung
von 1, wobei das Cabrio let-Verdeckgestänge in einer
zweiten Position angeordnet ist;
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4 eine
weitere räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung
von 1, wobei das Cabriolet-Verdeckgestänge in der
ersten Position angeordnet ist;
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5 eine
räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Leiterbahnstruktur;
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6 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung von 1,
bei der sich ein Objekt in dem Schwenkbereich des Cabriolet-Verdecks befindet;
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7 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet
ist.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, die zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist. Die Sensorvorrichtung 10 dient zur Erfassung
zumindest eines Objekts in einem Schwenkbereich eines Cabriolet-Verdecks
und umfasst zu diesem Zweck zumindest einen Sensor. In diesem Ausführungsbeispiel
wird der Sensor zumindest teilweise durch ein Cabrio-Verdeckgestänge ausgebildet,
das mit einer flexiblen und im Wesentlichen flach ausgebildeten
Leiterbahnstruktur 12, insbesondere eine mehrere Leiterbahnen
umfassende flexible und flache Leiterplatte, in elektrisch leitfähiger Verbindung
steht. Das Cabriolet-Verdeckgestänge
umfasst eine mehrere Lenker 24, 26, 28 aufweisende
Lenkeranordnung, wobei jeweils benachbarte Lenker drehbar miteinander
gekoppelt sind. Im dargestellten Fall sind beispielhaft lediglich
drei Lenker 24, 26 und 28 dargestellt,
jedoch hängt
die Anzahl der Lenker von der Ausführung des Cabriolet-Verdecks
beziehungsweise Cabriolet-Verdeckgestänges ab, das mehr als drei
Lenker aufweisen kann. Der Lenker 24 ist dabei über eine
elektrisch leitfähige Lagerstelle 30,
die insbesondere durch eine elektrisch leitfähige Lagerbuchse ausgebildet
wird, mit dem zu diesem benachbarten Lenker 26 drehbar
gekoppelt. Der Lenker 26 ist über eine elektrisch isolierende
Lagerstelle 32, die insbesondere als eine elektrisch isolierende
Kunststoffbuchse ausgeführt
ist, mit dem zu diesem benachbarten Lenker 28 drehbar gekoppelt.
In diesem Fall stellt die elektrisch leitfähige Lagerstelle 30 eine
permanente elektrisch leitfähige Verbindung
zwischen den Lenkern 24 und 26 unabhängig von
der Ausrichtung der Lenker 24 und 26 zueinander
her. Gleichermaßen
isoliert die elektrisch isolierende Lagerstelle 32 die
Lenker 26 und 28 permanent gegeneinander.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann jedoch vorgesehen sein, dass die Lagerstellen 30 und 32 derart
ausgebildet werden, dass sie in Abhängigkeit von der gegenseitigen
Ausrichtung der entsprechenden Lenker 24 und 26 sowie 26 und 28 eine elektrische
leitfähige
Verbindung herstellen oder elektrisch isolierend wirken.
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Um
das Cabrio-Verdeckgestänge,
insbesondere die Lenkeranordnung mit den Lenkern 24 und 26,
als eine Sensorelektrode des Sensors auszubilden, steht die Leiterbahnstruktur 12 mit
den Lenkern 24 und 26 in elektrisch leitfähiger Verbindung
beziehungsweise ist zu den Lenkern 24 und 26 durchkontaktiert.
Insbesondere umfasst die Leiterbahnstruktur 12 in diesem
Ausführungsbeispiel
beispielhaft drei Leiterbahnen 18, 20 und 22,
wobei die Leiterbahn 18 über Kontaktstellen 14, 16 mittels
Durchkontaktierungen 34 mit den Lenkern 24 und 26 in
elektrisch leitfähiger
Verbindung steht. Im dargestellten Fall fungieren die Lenker 24 und 26 somit
als eine Sensorelektrode des Sensors, wohingegen der Lenker 28 von den
Lenkern 24, 26 isoliert ist und in diesem Fall
keine mit dem Sensor in Zusammenhang stehende Funktion umfasst.
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2 zeigt
eine räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 von 1,
wobei das Cabriolet-Verdeckgestänge
mit dessen Lenkern 24 und 26 in einer ersten Position angeordnet
ist. Beispielsweise kann sich das das Cabrio-Verdeck in der ersten
Position in einer Schließposition
befinden, die einen Fahrgastraum eines Fahrzeugs vollständig abdeckt
beziehungsweise nach oben hin schließt. Wie aus 2 ersichtlich
ist, verläuft
die Leiterbahnstruktur 12 entlang den Lenkern 24 und 26 und
ist diesen gegenüber
angrenzend beziehungsweise benachbart angeordnet. Um die elektrisch
leitfähige
Verbindung herzustellen, ist die Leiterbahnstruktur 12 über die
Kontaktstellen 14 und 16 beispielsweise mit dem
Lenker 24 gekoppelt, wobei die Durchkontaktierung der Leiterbahn 18 zu
dem Lenker 24 über
die Kontaktstellen 14 und 16 erfolgt. Die Kontaktstellen 14 und 16 der
Leiterbahnstruktur 12 dienen gleichzeitig zur direkten
Fixierung beziehungsweise Befestigung der Leiterbahnstruktur 12 an
den Lenkern 24 und 26. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich
ist, umfasst die Leiterbahnstruktur 12 nahe der Lagerstelle 30 einen
streifenartigen äußerst flexiblen
und biegsamen Leiterbahnabschnitt 36, der aufgrund der
Anordnung beziehungsweise Ausrichtung der Lenker 24 und 26 in
der ersten Position stark gebogen ist. Insbesondere ist der Leiterbahnabschnitt 36 als
zweidimensionale Schlaufe ausgebildet, wodurch die elektrische Leitung
bis zur jeweils nächsten
Fixierung beziehungsweise Kopplung benachbarter Lenker sichergestellt
wird. Vorzugsweise können
sämtliche
zu Lagerstellen benachbarte Leiterbahnabschnitte flexibler als übrige nicht
zu Lagerstellen benachbarte Leiterbahnabschnitte der Leiterbahnstruktur
ausgebildet sein.
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3 zeigt
eine räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 von 1,
wobei das Cabriolet-Verdeckgestänge
mit den Lenkern 24 und 26 in einer zweiten Position
angeordnet ist. In diesem Fall befindet sich das Cabriolet-Verdeck
beispielsweise in einer geöffneten
Position, so dass der Fahrgastraum des Fahrzeugs zumindest nach
oben hin freigegeben ist. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich
ist, ist der flexible Leiterbahnabschnitt 36 in der zweiten
Position weniger gestaucht beziehungsweise gebogen, das heißt dessen
Biegeradius ist im Vergleich zur ersten Position größer.
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4 zeigt
eine weitere räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 von 1,
wobei das Cabriolet-Verdeckgestänge
in der ersten Position dargestellt ist. In diesem Fall weist der
flexible Leiterbahnabschnitt 36 wieder einen im Vergleich
zur zweiten Position kleineren Biegeradius auf.
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5 zeigt
eine räumliche
Darstellung der erfindungsgemäßen Leiterbahnstruktur 12,
wobei die erfindungsgemäße Leiterbahnstruktur 12 im
dargestellten Fall nicht an den Lenkern 24 und 26 befestigt ist.
Insbesondere sind aus 5 die Kontaktstellen 14, 16 der
erfindungsgemäßen Leiterbahnstruktur 12 ersichtlich, über die
die Leiterbahnstruktur 12 mit den Lenkern 24, 26 der
Lenkanordnung des Cabrio-Verdeckgestänges befestigbar ist und über die
ebenso die elektrisch leitfähige
Verbindung zu den Lenkern 24, 26 herstellt werden
kann.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 von 1,
bei der sich ein Objekt 44 in dem Schwenkbereich des Cabriolet-Verdecks
befindet. Weiterhin ist die Sensorvorrichtung 10, insbesondere
die Leiterbahnstruktur 12 mit deren Leiterbahn 18,
mit einer Auswerteeinrichtung 38 gekoppelt. Die Auswerteeinrichtung 38 ist
darüber
hinaus mit einer von dem Cabrioverdeck-Gestänge isolierten Fahrzeugkarosserie 40 des
Fahrzeugs gekoppelt. Somit bildet das Cabriolet-Verdeckgestänge 24, 26 eine
Sensorelektrode aus, wohingegen die Fahrzeugkarosserie 40 die
andere, auf Masse gelegte Sensorelektrode des Sensors ausbildet.
Aufgrund dieser Anordnung liegen mehrere Kapazitäten C1 bis C5 vor. Die Fahrzeugkarosserie 40 ist
von der Sensoreinrichtung 10 elektrisch isoliert, so dass
zwischen der Sensoreinrichtung 10 und der Fahrzeugka rosserie 40 die
Kapazität C1
liegt. Die Fahrzeugkarosserie 40 ist weiterhin gegenüber einem
Fahrbahngrund 42, der als Masse oder Erdung fungiert, elektrisch
isoliert, so dass weiterhin eine Kapazität C5 zwischen der Fahrzeugkarosserie 40 und
dem Fahrbahngrund 42 liegt. Ferner ist in 6 das
Objekt 44, das insbesondere eine Hand einer Person, beispielsweise
eines Fahrers des Fahrzeugs darstellt, gezeigt. Durch Objekt 44 können mehrere
Kapazitäten
vorliegen; insbesondere liegen eine Kapazität C4 zwischen dem Objekt 44 und
dem Fahrbahngrund 42, eine Kapazität C3 zwischen dem Objekt 44 und
der Fahrzeugkarosserie 40 und eine Kapazität C2 zwischen
dem als Sensorelektrode fungierenden Cabriolet-Verdeckgestänge 24, 26 und dem
Objekt 44 vor.
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Im
Betrieb der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 wird
in diesem Ausführungsbeispiel die
Kapazität
C1, die zwischen der Fahrzeugkarosserie 40 und dem Cabrio-Verdeckgestänge, insbesondere
den Lenkern 24 und 26 der Lenkeranordnung, vorliegt,
erfasst. So kann beispielsweise ein charakteristischer Kapazitätsverlauf
einer vollständigen
Schwenkbewegung des Cabriolet-Verdecks, insbesondere des Cabriolet-Verdeckgestänges, bei dem
sich kein Objekt in dem Schwenkbereich befindet, in der Auswerteeinrichtung 38 vorab
gespeichert sein. Befindet sich das Objekt 44 in dem Schwenkbereich
des Cabriolet-Verdecks, so kann die Auswerteeinrichtung 38 anhand
der Sensoreinrichtung 10, insbesondere durch die beiden
Elektroden, Änderungen beziehungsweise
Abweichungen von dem charakteristischen Kapazitätsverlauf zwischen den Elektroden
ermitteln beziehungsweise erfassen, so dass in diesem Fall auf eine
Klemmschutzsteuerung durch die Auswerteeinrichtung 38 oder
eine der Auswer teeinrichtung 38 zugeordnete Steuer-/Regeleinrichtung vorgenommen
wird. Der Klemmschutz kann beispielsweise ein Anhalten der Schwenkbewegung
des Cabriolet-Verdecks bewirken oder ebenso eine Schwenkbewegungsumkehr
vornehmen. Die Abweichungen von dem charakteristischen Kapazitätsverlauf
der Kapazität
C1 kann insbesondere dadurch ermittelt werden, dass das Objekt 44 das
Cabriolet-Verdeckgestänge
berührt.
Ebenso ist es auch möglich, die
Abweichungen von dem charakteristischen Kapazitätsverlauf der Kapazität C1 zu
ermitteln, wenn sich das Objekt lediglich zwischen dem Cabriolet-Verdeckgestänge und
der Fahrzeugkarosserie befindet, diese aber nicht berührt.
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7 zeigt
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung 10 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, die zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bei der Beschreibung
dieses Ausführungsbeispiels
lediglich auf die Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel
eingegangen. Daher sind gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Neben der in 7 Durchkontaktierung
der Leiterbahn 12 zum Cabriolet-Verdeckgestänge 24, 26 weist
die Leiterbahnstruktur 12 als SMD-Bauteile (oberflächenmontierbare
elektronische Bauteile beziehungsweise Bauelemente) in die Leiterbahnstruktur
integrierte Sende-/Empfangseinrichtungen 46 und 48 auf.
Diese Sende-/Empfangseinrichtungen 46 und 48 arbeiten
beispielsweise auf der Grundlage von Ultraschall oder auf der Grundlage
von elektromagnetischen Wellen, wie beispielsweise Mikrowellen.
Auf der Grundlage solcher in die Leiterbahnstruktur 12 integrierten
SMD-Bauteile 46, 48 können sämtliche Schwenkbereiche des
Cabriolet-Verdecks überwacht
werden. So strahlt die Sende-/Empfangseinrichtung 46 beispielsweise
Mikrowellen 50 aus, die von dem in dem Schwenkbereich des
Cabriolet-Verdecks befindlichen Objekt 44 teilweise absorbiert
sowie in Form von reflektierten Mikrowellen 52 reflektiert
werden. Diese reflektierten Mikrowellen 52 werden wiederum
von der Sende-/Empfangseinrichtung 46 empfangen, wobei
die Auswerteeinrichtung 38 beispielsweise auf der Grundlage
der Intensität
oder Laufzeit der reflektierten Mikrowellen 52 auf ein
Objekt in dem Schwenkbereich des Cabriolet-Verdecks schließen kann.
Insbesondere kann durch die Sende-/Empfangseinrichtung 46 der
Abstand und die Lage des Objekts 44 über die Auswerteeinrichtung 38 ermittelt
werden.
-
- 10
- Sensorvorrichtung
- 12
- Leiterbahnstruktur
- 14
- Kontaktstelle
- 16
- Kontaktstelle
- 18
- Leiterbahn
- 20
- Leiterbahn
- 22
- Leiterbahn
- 24
- Lenker
- 26
- Lenker
- 28
- Lenker
- 30
- elektrisch
leitfähige
Lagerstelle
- 32
- elektrisch
isolierte Lagerstelle
- 34
- Durchkontaktierung
- 36
- flexibler
Leiterbahnabschnitt
- 38
- Auswerteeinrichtung
- 40
- Fahrzeugkarosserie
- 42
- Fahrbahngrund
beziehungsweise Masse
- 44
- Objekt
- 46
- Sende-/Empfangseinrichtung
- 48
- Sende-/Empfangseinrichtung
- 50
- ausgesendete
elektromagnetische Welle
- 52
- reflektierte
elektromagnetische Welle
- C1
- Kapazität
- C2
- Kapazität
- C3
- Kapazität
- C4
- Kapazität
- C5
- Kapazität