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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einklemmschutz-Vorrichtung für eine motorisch verschwenkbare Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe, die in einer Schwenkbewegung zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verfahrbar ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Fahrzeug, welches eine motorisch verschwenkbare Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe und eine dieser zugeordneten Einklemmschutz-Vorrichtung umfasst.
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Moderne (Kraft-)Fahrzeuge sind häufig mit motorisch verstellbaren Fahrzeugteilen ausgestattet, denen aus Sicherheitsgründen eine Einklemmschutz-Vorrichtung (im Folgenden auch kurz „Einklemmschutz”) zugeordnet ist. Der Einklemmschutz dient dazu, in einer Situation, bei der sich ein Objekt, insbesondere ein Körperteil, unter Einklemmgefahr im Stellweg zwischen dem verstellbaren Fahrzeugteil und einem demgegenüber feststehenden Fahrzeugteil befindet, den Verstellvorgang zu stoppen oder zu reversieren. Typischerweise ist ein solcher Einklemmschutz für automatisch betätigbare Fahrzeugtüren eingesetzt, wie beispielsweise Seitentüren oder Heckklappen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bezüglich der Personensicherheit verbesserten Einklemmschutz für eine motorisch verschwenkbare Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bezüglich einer Einklemmschutz-Vorrichtung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich eines Fahrzeugs, das die Einklemmschutz-Vorrichtung umfasst, wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6. Vorteilhafte und teils für sich gesehen erfinderische Ausgestaltungs-formen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
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Die erfindungsgemäße Einklemmschutz-Vorrichtung ist für eine motorisch um eine Gelenkachse verschwenkbare (Fahrzeug-)Tür oder (Fahrzeug-)Klappe eines Fahrzeugs vorgesehen. Mit dem Begriff „Tür” oder „Klappe” ist im Rahmen der Erfindung ein verschwenkbares Fahrzeugteil bezeichnet, das mittels einer Klapp- oder Schwenkbewegung um die Gelenkachse zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist. An derjenigen Seite der Tür oder Klappe, die der Gelenkachse zugewandt ist, also an der Seite, an der die Tür oder Klappe an einem feststehenden Rahmen des Fahrzeugs gehaltert ist, ist typischerweise ein (auch als „Scharnierspalt” bezeichneter) Gelenkspalt gebildet. Der Gelenkspalt ist somit gelenkseitig/scharnierseitig oder aufhängungsseitig zwischen einer Schließkante der Tür oder Klappe und einer gegenüberliegenden Schließkante eines feststehenden Türrahmens („Türausschnitt”) gebildet. Bei einem Kraftfahrzeug ist der Türrahmen dabei regelmäßig ein integraler Bestandteil der Fahrzeugkarosserie. Die Breite des Gelenkspalts nimmt während einer Schließbewegung der Tür oder Klappe in der Regel stetig ab.
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Gelangt ein Objekt, insbesondere ein Körperteil eines Fahrzeugnutzers (beispielsweise ein Finger) während des Schließvorgangs in den Gelenkspalt, so besteht die Gefahr, dass das Objekt zwischen der Schließkante der Fahrzeugtür und der Schließkante des Türrahmens eingeklemmt wird. Durch die Trägheit der Fahrzeugtür und die Hebelwirkung des Türblatts drohen einem Fahrzeugnutzer in diesem Fall schwere Verletzungen, da die Klemmkraft der Tür oder Klappe im Bereich des Gelenkspalts aufgrund der ungünstigen Hebelverhältnisse besonders hoch ist.
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Durch die erfindungsgemäß zur Überwachung des Gelenkspalts und/oder eines vorgelagerten Raumbereichs eingerichtete Einklemmschutzvorrichtung wird dieses Verletzungsrisiko effektiv ausgeschlossen.
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Die erfindungsgemäße Einklemmschutzvorrichtung umfasst eine Sensoreinheit sowie eine signaltechnisch mit der Sensoreinheit gekoppelte Steuereinheit. Die Sensoreinheit dabei dazu eingerichtet, einen Erfassungsraum auf die Anwesenheit eines Objekts hin zu überwachen, wobei der Erfassungsraum erfindungsgemäß den Gelenkspalt oder einen dem Gelenkspalt vorgelagerten Raumbereich umfasst. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, bei Detektion eines Objekts in dem Erfassungsraum eine Schließbewegung der Tür oder Klappe zu verlangsamen, zu stoppen oder zu reversieren.
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Die erfindungsgemäße Einklemmschutzvorrichtung ist insbesondere beim automatischen Schließen der Tür oder Klappe aktiv. Bei stillstehender Tür bzw. Klappe oder auch beim Öffnen ist das Auftreten eines Einklemmfalls meist per se ausgeschlossen, so dass in diesen Fällen der Einklemmschutz mangels Erfordernis vorzugsweise nicht aktiv ist. Allerdings kann es bei bestimmten Geometrien der Tür bzw. Klappe und des umgebenden Türrahmens vorkommen, dass die Breite des Türspalts im Verlauf des Stellwegs ein Maximum einnimmt und demgegenüber auch bei vollständig geöffneter Tür reduziert ist. In diesem Fall besteht auch beim Öffnen der Tür bzw. Klappe eine gewisse Einklemmgefahr, weshalb in diesem Fall die Einklemmschutzvorrichtung vorzugsweise auch beim Öffnen der Tür bzw. Klappe aktiv ist.
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Vorzugsweise umfasst die Sensoreinheit einen Näherungssensor, d. h. einen Sensor, der ein gegebenenfalls in dem Gelenkspalt oder dem vorgelagerten Raumbereich befindliches Objekt berührungslos und bereits in einer gewissen Entfernung detektiert. Der Einsatz des Näherungssensors hat hierbei den Vorteil, dass ein drohender Einklemmfall bereits detektiert und verhindert werden kann, bevor er tatsächlich eintritt. In bevorzugter Ausführungsform ist der Näherungssensor als optischer Sensor (z. B. unter Abtastung des Erfassungsraums mittels Infrarotstrahlung, Laserlicht oder unter Bilderfassung und -auswertung mittels einer Kamera) oder als kapazitiver Näherungssensor ausgebildet. Alterativ ist der Näherungssensor als Radar- oder Ultraschallsensor ausgebildet.
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Um den Gelenkspalt oder den dem Gelenkspalt vorgelagerten Raumbereich berührungslos auf die Anwesenheit eines Objekts hin zu überwachen, ist der Näherungssensor zweckmäßigerweise in der Nähe des Gelenkspalts an dem Fahrzeug oder der Tür bzw. Klappe montiert. In vorteilhafter Ausführung der Erfindung ist der Sensor exakt oder näherungsweise zentral auf (d. h. in der Flächenmitte) der zugeordneten Tür oder Klappe angeordnet. Alternativ hierzu ist der Sensor in der Nähe der Gelenkachse (d. h. zwischen der Flächenmitte der Tür oder Klappe und der Gelenkachse) auf der Außenseite der Tür oder Klappe angeordnet. Handelt es sich bei der Tür um eine vordere Seitentür des Fahrzeugs, so ist der Sensor bevorzugt an einem seitlichen (Außen-)Rückspiegel des Fahrzeugs angebracht. Alternativ zu den vorstehend beschriebenen Anordnungsmöglichkeiten ist der Näherungssensor an einer den Gelenkspalt flankierenden Schließkante der Tür oder Klappe oder einer den Gelenkspalt flankierenden Schließkante des Türrahmens (insbesondere also der Fahrzeugkarosserie) angeordnet.
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In einer einen besonders hohen Personenschutz bewirkenden Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinheit dazu eingerichtet, einerseits im Sinne eines Einklemmschutzes bei einer Schließbewegung der Tür oder der Klappe den Gelenkspalt oder den dem Gelenkspalt vorgelagerten Raumbereich auf die Anwesenheit eines Objekts hin zu überwachen und andererseits im Sinne eines Kollisionsschutzes bei einer Öffnungsbewegung der Tür oder der Klappe einen vorgelagerten Stellbereich der Tür oder Klappe auf die Anwesenheit eines Objekts hin zu überwachen. Als vorgelagerter Stellbereich ist daher derjenige Raum bezeichnet, den die Tür oder Klappe bei öffnender Verstellbewegung durchläuft. Der Näherungssensor ist hierbei insbesondere dazu eingerichtet, je nach Bewegungsrichtung der Tür oder Klappe zwischen verschiedenen (insbesondere entgegengesetzt zueinander ausgerichteten) Erfassungsräumen, und somit zwischen Kollisionsschutz einerseits und Einklemmschutz andererseits umzuschalten.
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Hinsichtlich einer rationellen Realisierung ist dabei insbesondere vorgesehen, dass die zur Überwachung des Gelenkspalts vorgesehene Einklemmschutz-Vorrichtung auf einen Näherungssensor zugreift, der im Rahmen einer Kollisionsschutz-Vorrichtung für die Tür oder Klappe ohnehin vorhanden ist.
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Die Einklemmschutz-Vorrichtung ist vorzugsweise für eine Seitentür eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, eingesetzt. Es ist im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, dass die Einklemmschutz-Vorrichtung für eine Heckklappe oder Motorhaube oder ein Klappverdeck des Fahrzeugs eingesetzt ist. Optional wird die erfindungsgemäße Einklemmschutz-Vorrichtung ferner auch zur Überwachung des Gelenkspalts bei Fahrzeugklappen im Fahrzeuginnenraum (z. B Handschuhfachdeckeln oder Kofferraumabdeckungen) eingesetzt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in einer Seitenansicht ein Kraftfahrzeug mit vier Seitentüren, die jeweils motorisch in einer Schwenkbewegung zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verfahrbar sind, wobei jeder der Seitentüren eine Einklemmschutz-Vorrichtung zugeordnet ist,
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2 in einer grob schematischen Draufsicht das Fahrzeug gemäß 1, wobei für eine der Seitentüren die Einklemmschutz-Vorrichtung gezeigt ist,
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3 das Fahrzeug gemäß 1, wobei zwei unterschiedliche Erfassungsräume eines einer der vorderen Seitentüren zugeordneten Näherungssensors der Einklemmschutz-Vorrichtung gezeigt sind,
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4 das Fahrzeug gemäß 1, wobei zwei unterschiedliche Erfassungsräume eines einer der hinteren Seitentüren zugeordneten Näherungssensors der Einklemmschutz-Vorrichtung gezeigt sind, und
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5 in einer Draufsicht das Fahrzeug gemäß 1, wobei ein Näherungssensor der Einklemmschutz-Vorrichtung an einem Außen-Rückspiegel des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein (Kraft-)Fahrzeug 1, das mit Blickrichtung auf dessen beifahrerseitige Längsseite dargestellt ist. Das Fahrzeug 1 umfasst zum Ein- und Ausstieg von Personen vier (Seiten-)Türen 2, nämlich zwei vordere Seitentüren, sowie zwei hintere Seitentüren. Jede der Seitentüren 2 ist in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Scharniers an einer (jeweils bezüglich des Fahrzeugs vorderen) Kante 3 gegenüber eines feststehenden Türrahmens schwenkbar gelagert, der integral mit einer Fahrzeug-Karosserie 4 ausgebildet ist.
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Wie 2 zu entnehmen ist, ist jede der Seitentüren 2 mittels eines Antriebs 10 motorisch zwischen einer Schließstellung (gezeigt in 1) und einer Offenstellung verfahrbar. Beim Wechsel zwischen Offenstellung und Schließstellung vollzieht jede Tür 2 eine Drehbewegung um eine Gelenkachse 11 (angedeutet durch die Pfeile 12 in 2). Befindet sich die Tür 2 in der Offenstellung, so ist zwischen der vorderen, also lagerseitigen (Schließ-)Kante 3 der Tür 2 und einem feststehenden Rahmen 15 der Fahrzeugkarosserie 4 ein Gelenkspalt 20 (auch „Scherspalt” oder „Scharnierspalt”) gebildet, der im geschlossenen Zustand der Tür 2 nicht oder nur mit marginaler Ausdehnung vorhanden ist. Dieser Gelenkspalt 20 birgt somit eine Verletzungsgefahr, wenn eine Person während des Schließvorgangs der Tür 2 mit einem Körperteil in den Gelenkspalt 20 gerät. Um diese Verletzungsgefahr zu vermeiden, ist jeder der Türen 2 jeweils eine Einklemmschutz-Vorrichtung 25 zugeordnet.
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Exemplarisch ist hier lediglich die Einklemmschutz-Vorrichtung 25 für eine der vorderen Seitentüren (hier die Beifahrertür) detaillierter dargestellt.
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Die Einklemmschutz-Vorrichtung 25 umfasst eine Sensoreinheit 26, die ihrerseits einen auf einem optischen Detektionsprinzip beruhenden Näherungssensor 27 umfasst. Die Einklemmschutz-Vorrichtung 25 umfasst weiterhin eine Steuereinheit 28, die einerseits mit dem Näherungssensor 27 und andererseits mit dem Antrieb 3 signaltechnisch verbunden ist.
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Der Näherungssensor 27 ist in etwa mittig auf der Außenseite der Seitentür 2 montiert. Dem Näherungssensor 27 ist ein erster Erfassungsbereich 30 (gepunktet angedeutet), sowie ein zweiter Erfassungsbereich 31 (schraffiert angedeutet) zugeordnet. Dabei ist der erste Erfassungsbereich 30 derart ausgerichtet, dass er ausgehend von der Montagestelle des Näherungssensors 27 dem Gelenkspalt 20 nach Art eines den Gelenkspalt 20 abschirmenden Schutzschildes fahrzeugaußenseitig vorgelagert ist. In Vertikalrichtung erstreckt sich der Erfassungsbereich 30 über die gesamte Höhe des Gelenkspalts 20 (vgl. 3).
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Der zweite Erfassungsbereich 31 ist dagegen fahrzeugaußenseitg der Tür vorgelagert. Gemäß 4 schirmt der Erfassungsbereich 31 einen Großteil der Tür 2 ab.
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Der Näherungssensor 27 gibt ein Sensorsignal S an die Steuer- und Auswerteeinheit 28 aus, das eine Information darüber beinhaltet, ob sich ein Objekt in dem jeweiligen Erfassungsraum 30, 31 befindet oder nicht. Wird während eines Verstellvorgangs ein Objekt im Erfassungsraum 30 bzw. 31 detektiert, so gibt die Steuer- und Auswerteeinheit 28 ein Steuersignal X an den Antrieb 3 aus, die Verstellbewegung zu verlangsamen, zu stoppen oder zu reversieren (d. h. die Bewegungsrichtung umzukehren).
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Im Ausführungsbeispiel ist die Steuer- und Auswerteeinheit 28 dazu eingerichtet, beim Schließvorgang der Tür (d. h. beim Verfahren von der Offenstellung in die Schließstellung) den ersten Erfassungsbereich 30 zu aktivieren und beim Öffnungsvorgang der Tür (Verfahren von der Schließstellung in die Offenstellung) den zweiten Erfassungsbereich 31 zu aktivieren. D. h. während des Schließvorgangs wird der Gelenkspalt 20 auf eine Einklemmgefahr hin überwacht, während beim Öffnungsvorgang die Tür 2 auf eine drohende Kollision mit außerhalb des Fahrzeugs 1 befindlichen Personen oder Gegenständen überwacht wird.
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In 4 sind der erste Erfassungsraum 30 für die Schließbewegung und der zweite Erfassungsraum 31 für die Öffnungsbewegung bei einem Näherungssensor 27 gezeigt, der für eine der hinteren Seitentüren 2 eingesetzt ist, wobei hier entsprechend der an der hinteren Seitentür 2 gebildete Gelenkspalt 20 auf eine Einklemmgefahr hin überwacht wird. In einer Variante der dargestellten Ausführung ist der Näherungssensor 27 derart gestaltet, dass sich der Erfassungsraum 30 im Bereich der B-Säule des Fahrzeugs 1 in vertikaler Richtung bis zu oder zumindest in die Nähe der Dachkante des Fahrzeugs 1 erstreckt. Somit wird durch den Näherungssensor 27 auch die im Bereich der B-Säule liegende Fortsetzung des Gelenkspalts 20 auf einen drohenden Einklemmfall überwacht. Zudem wird optional durch den Näherungssensor 27 vorzugsweise auch die griffseitige Kante der benachbarten Vordertür des Fahrzeugs 1 überwacht.
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5 zeigt in einer Draufsicht auf das Fahrzeug 1 den Näherungssensor 27 wiederum für eine der vorderen Seitentüren 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Einklemmschutz-Vorrichtung 25. In dieser Ausführungsform ist der Näherungssensor 27 (jeweils) an einem seitlichen Außenspiegel 40 des Fahrzeugs 1 angebracht.
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In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Näherungssensor eine kapazitive Sensorelektrode umfasst, die entlang des Gelenkspalts 20 an der Kante 3 oder dem Rahmen 15 montiert ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung und deren Ausgestaltungsvarianten auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- (Kraft-)Fahrzeug
- 2
- (Seiten-)Tür
- 3
- (Schließ-)Kante
- 4
- Fahrzeugkarosserie
- 10
- Antrieb
- 11
- Gelenkachse
- 12
- Pfeil
- 15
- Rahmen
- 20
- Gelenkspalt
- 25
- Einklemmschutz-Vorrichtung
- 26
- Sensoreinheit
- 27
- Näherungssensor
- 28
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 30
- Erfassungsbereich
- 31
- Erfassungsbereich
- S
- Sensorsignal
- X
- Steuersignal
