DE4434334C1 - Vorrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Verschließteil im Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 42 01 019 C2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung be­ kannt, bei der eine druckempfindliche Sensorleiste an der Schließkante der durch das Verschließteil (Schiebedach) ver­ schließbaren Öffnung angeordnet ist. Damit ist eine im Prinzip hochempfindliche Hinderniserfassung möglich, welche einer auf die Überwachung des Laststroms des elektrischen Antriebs beru­ henden Hinderniserkennung überlegen ist, da bereits bei geringer Druckbelastung die Sensorleiste anspricht. Mit einer solchen Vorrichtung soll verhindert werden, daß beim Schließen der Öff­ nung ein Gegenstand, beispielsweise ein Finger, zwischen der Schließkante des bewegten Verschließteils und der feststehende Schließkante am Öffnungsrand eingeklemmt wird. Die in der ge­ nannten Schrift vorgeschlagene Realisierung der Sensorleiste mittels eines resistiven Foliendrucksensors empfiehlt sich aus Kostengründen und der mechanischen Zuverlässigkeit. Die Anord­ nung der Sensorleiste an der feststehende Schließkante empfiehlt sich zunächst aufgrund der einfachen Leitungsführung und der da­ mit verbundenen Funktionssicherheit.

Bei der bekannten Vorrichtung kann jedoch das Ansprechen der an der feststehenden Schließkante angeordneten Sensorleiste durch Abdeck- und Führungsteile am Rahmen oder z. B. beim Schiebedach durch den sich automatisch aufstellenden Windabweiser beein­ trächtigt sein. Dies kann dazu führen, daß nicht für alle Situa­ tionen und Hindernisse ein Einklemmen in gleicher Weise und rechtzeitig von der Sensorik erkannt wird.

Ein weiterer Nachteil einer an der feststehenden Schließkante angeordneten Sensorleiste ist die späte Erkennung eines zunächst nur dem bewegten Verschließteil entgegenstehenden Hindernisses.

Ferner ist aus der DE 88 14 544 U1 eine Sicherheitsvorrichtung für motorbetätigte Tore bekannt, bei der eine an der bewegten Schließkante des Tores angeordnete Sensorleiste bei Berührung durch ein Hindernis ein Steuersignal zur Deaktivierung des Tor­ antriebs abgibt. Das Steuersignal wird drahtlos mittels eines batteriegetriebenen Funksignalsenders auf die feststehende An­ striebsseite des Tores übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß bei robustem Aufbau ein zuver­ lässiges und schnelles Erkennen eines dem Schließvorgang entge­ genstehenden Hindernisses ermöglicht wird und im Erkennungsfall in geeigneter Weise ein frühzeitiges Abschalten oder Umsteuern des Schließvorgangs erfolgt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfin­ dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.

Die erfindungsgeinäße Vorrichtung ist für eine Reihe von motori­ sch bewegten Verschließteilen bei Kraftfahrzeugen geeignet. Sol­ che Verschließteile sind z. B. Schiebedächer, versenkbare Fen­ sterscheiben, Heckklappen, Kofferraumdeckel, und Türzuziehein­ richtungen.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Sensorleiste nicht entlang der feststehenden sondern entlang der Schließkante des bewegten Verschließteils hat den Vorteil, daß die Erkennung eines der Schließbewegung entgegenstehenden Hindernisses funktionell ge­ trennt ist von Abdeck- und Führungsfunktionen an der feststehen­ den Schließkante.

Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß ein der Schließbewegung entgegenstehendes Hindernis unmittelbar bei erster Berührung mit dem Verschließteil erkannt wird. Ein dadurch eingeleiteter Ab­ bruch des Schließvorgangs erfolgt daher in der Regel, noch bevor es zu einem Einklemmen durch die Abstützung des Hindernisses ge­ gen die feststehende Schließkante kommt. Die Anordnung der Sen­ sorleiste an der bewegten Schließkante hat den weiteren Vorteil, daß angesichts einer Einklemmgefahr der intuitive Versuch die Schließbewegung durch Ausüben einer Gegenkraft auf die bewegte Schließkante aufzuhalten, die gewünschte Wirkung, nämlich die Unterbrechung des Schließvorgangs, erzielt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß nach ei­ nem sensorgesteuerten Anhalten des Schiebedaches infolge einer Berührung der Sensorleiste durch ein Hindernis, ein Umsteuern des Antriebs nur dann erfolgt, wenn nach Stillstand des Schiebe­ daches die Druckbeaufschlagung der Sensorleiste eine bestimmte Schwelle überschreitet.

Die drahtlose Übertragung des Sensorsignals von dem bewegten Verschließteil auf das elektronische Steuergerät für den Antrieb des Verschließteils mittels elektromagnetischer (auch induktiver oder transformatorischer) Kopplung hat den Vorteil, daß eine aufwendige und störanfällige Signalleitungsführung mittels Schleifkontakten oder in Schlaufen verlegten Leitungen, die über Federn straff gehalten werden müssen, entfällt. Um weiterhin auch auf eine Versorgungsleitung zum Betreiben eines sensorsei­ tigen Senders verzichten zu können, ist eine sensorseitige auto­ nome Energieversorgung z. B. durch eine Batterie denkbar. Weitaus vorteilhafter ist die erfindungsgemäße Nutzung des Transponder­ prinzips, bei der eine Versorgungsleitung oder eine sensorsei­ tige autonome Energieversorgung zur Bereitstellung der Sendelei­ stung entfällt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt die Aufsicht auf ein Fahrzeugdach mit einem Schiebedach 1 als Verschließteil in teilgeöffneter Positi­ on. Das Fahrzeugdach weist eine Öffnung 5 auf, welche durch das Schiebedach 1 verschließbar ist. Das Schiebedach 1 ist durch den Antrieb 2 mit einem Elektromotor M in nicht näher dargestellter Weise linear in Richtung und Gegenrichtung der dargestellten Schließrichtung 14 verschiebbar. Durch unachtsames Einschalten des Antriebs 2 in Schließrichtung 14 kann es vorkommen, daß ein in der Ebene der Öffnung 5 sich befindendes Hindernis 13 die be­ wegte Schließkante 6.2 berührt und gegebenenfalls von ihr so­ lange mitgeführt wird, bis es zwischen feststehender Schließ­ kante 6.1 und bewegter Schließkante 6.2 eingeklemmt ist. Die entlang der bewegten Schließkante 6.2 angeordnete Sensorleiste 7 dient dazu, ein auf die bewegte Schließkante 6.2 drückendes Hin­ dernis 13 frühzeitig zu erfassen.

In an sich bekannter Weise ist der reversierbare Antrieb 2 über ein elektronisches Steuergerät 3 mittels eines manuell bedienba­ ren Steuerschalters 4 einschaltbar. Der Steuerschalter 4 ist als Wechselschalter mit neutraler Mittellage ausgeführt und verbin­ det im Wechsel einen ersten Steuereingang 3.1 zum Schiebedach schließen oder einen zweiten Steuergang 3.2 zum Schiebedach öff­ nen mit Masse. Ein dritter Steuereingang 3.3 wird von dem Sen­ sorsignal 12 angesteuert, welches dem Signal der Sensorleiste 7 entspricht. Sobald das Sensorsignal 12 eine bestimmte Schwelle überschreitet, wird die Bewegung des Antriebs 2 unterbrochen oder reversiert.

Die Übertragung des Signals der Sensorleiste 7 nach dem Trans­ ponderprinzip erfolgt auf der Basis eines elektromagnetischen Wechselfeldes 15 mit konstanter Frequenz oberhalb von 100 kHz, welches von einem im bewegten Schiebedach 1 integrierten Ant­ wortkreis 9 nach Maßgabe des die Sensorleiste 7 beaufschlagenden mechanischen Druckes in charakteristischer Weise physikalisch beeinflußt wird. Die Veränderung wird auf der feststehenden An­ striebsseite ausgewertet, um daraus das dem Signal der Sensor­ leiste 7 entsprechende Sensorsignal 12 abzuleiten.

Das Wechselfeld 15 wird von einer feststehende Basisstation 11 mittels einer als Sendespule ausgebildeten Basisantenne 10, wel­ che am Rand der Öffnung 5 mittig angeordnet ist, in Richtung des Schiebedaches 1 abgestrahlt. Die Abstrahlung kann entweder kon­ stant oder gepulst erfolgen, entsprechend erfolgt die Abfrage des die Sensorleiste 7 beaufschlagenden Druckes kontinuierlich oder in diskreten zeitlichen Abständen. Der Antwortkreis 9 be­ steht im einfachsten Fall aus einem auf die Frequenz des Wech­ selfeldes 15 abgestimmten Schwingkreis mit einer Empfangsspule 9.1, der von dem elektrischen Widerstand des als Sensorleiste 7 ausgebildeten resistiven Foliendrucksensors 8 bedämpft ist. Mit der Bedämpfung des Schwingkreises wird auch das entsprechend Wechselfeld 15 bedämpft, was innerhalb der Basisstation 11 aus­ gewertet wird. Auf diesem Wege der Bedämpfungsmodulation ermit­ telt die Basisstation 11 ein Sensorsignal 12, das dem Signal des die Sensorleiste 7 bildenden Foliendrucksensors 8 entspricht und das dem Steuergerät 3 vorgegeben wird.

Da durch das Wechselfeld 15 in geringem Maße eine Energieüber­ tragung möglich ist, kann der Antwortkreis 9 auch eine aktive Elektronik enthalten. Mit ihr kann ein aufbereitetes, von der Sensorleiste 7 beeinflußtes analoges oder digitales Signal mit­ tels Bedämpfungsmodulation auf die Basisstation 11 übermittelt werden. Eine digitale Übertragung hätte beispielsweise den Vor­ teil, daß die Signalübertragung weniger störanfällig gestaltet werden könnte. Weiterhin ist denkbar, daß eine von dem Wechsel­ feld 15 gespeiste aktive Elektronik einen eigenen Sendekreis zur Abstrahlung eines nach Maßgabe des Signals der Sensorleiste 7 amplituden- oder frequenzmodulierten Wellensignals auf einer ei­ genen Trägerfrequenz aufweist.

Die angegebene Realisierung der Sensorleiste 7 durch einen resi­ stiven Foliendrucksensor 8 ist nicht zwingend. Denkbar ist auch eine einfache Schaltleiste, welche bei Druckbelastung den Ant­ wortkreis 9 in einen anderen Zustand schaltet. Die Verwendung resistiver Foliendrucksensoren empfiehlt sich unter anderem, weil diese Sensoren keine mechanische Komponenten aufweisen. Im unbelasteten Zustand ist der elektrische Widerstand zwischen den beiden Anschlüssen des Foliendrucksensors hoch (ca. 1-10 Me­ gaohm). Mit zunehmender Druckbeaufschlagung sinkt der Widerstand um bis zu drei Zehnerpotenzen. Dadurch ist auch eine quantita­ tive Erfassung der Druckbeaufschlagung möglich. Weitere Angaben zu resistiven Drucksensoren sind der bereits genannten DE 42 01 019 C2 zu entnehmen.

Wird ein resistiver Foliendrucksensor 8 für die Sensorleiste 7 verwendet, so kann in vorteilhafter Weise die Spule 9.1 in den Foliendrucksensor 8 integriert und in einem einzigen Verfahrens­ schritt mit der Leiterbahnschicht des Foliendrucksensors 8 her­ gestellt werden.

Bei Verwendung resistiver Foliendrucksensoren 8 für die Sensor­ leiste 7 ermöglicht die quantitative Erfassung des mechanischen Druckes auf die Folienoberfläche eine differenzierte Steuerung des Antriebs 2 in Abhängigkeit von der Kraft mit der das Hinder­ nis 13 den Schließvorgang behindert. In einer vorteilhaften Wei­ terbildung sind daher zwei Schwellen S₁ und S₂ (S₂<S₁) für das Sensorsignal 12 (S) vorgesehen. Bei Überschreiten der ersten Schwelle (S<S₁) für die Druckbeaufschlagung auf die Sensorleiste 7 wird der Elektromotor M des Antriebs 2 ausgeschaltet (STOP). Kommt nach einer geringen Nachlaufzeit das Schiebedach 1 zum Stillstand, wird erneut die Druckbeaufschlagung abfragt. Nur wenn der abgefragte Wert auch die zweite Schwelle S₂ überschrei­ tet (S<S₂), wird der Elektromotor des Antriebs 2 umgesteuert (REVERSE) und das Schiebedach 1 ganz oder teilweise wieder ge­ öffnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß das in vielen Fällen unnötige und daher lästige automatische Wiederöffnen des Schiebedaches 1 nach einer Hinderniserkennung unterbleibt, wenn das Hindernis 13 nach erster Berührung der Sensorleiste 7 besei­ tigt oder ohne größeren mechanischen Widerstand mitgeführt wurde. In diesem Fall ist die Druckbeaufschlagung nach Anhalten des Schiebedaches 1 höchstens unwesentlich angestiegen und bleibt unterhalb der zweiten Schwelle S₂. Wurde jedoch das Hin­ dernis zwischen der feststehenden Schließkante 6.1 und der be­ wegten Schließkante 6.2 eingeklemmt und infolgedessen die zweite Schwelle S₂ durch die - während der genannten Nachlaufzeit noch weiter angestiegenen - Druckbeaufschlagung überschritten, so wird das Schiebedach 1 geöffnet, um das eingeklemmte Hindernis 13 wieder freizugeben.

Die Zeichnung zeigt die Basisantenne 10 und die Spule 9.1 mittig an der Breitseite der Öffnung 5 bzw. des Schiebedaches 1 ange­ ordnet. Denkbar ist auch die Anordnung der Basisantenne entlang einer Längsseite 16 der Öffnung 5. Die Basisantenne ist dabei in Längsrichtung - d. h. parallel zur Längsseite 16 - so ausgedehnt auszubilden, daß ein schmales Band entlang der Längsseite 16 ausreichend mit Sendeleistung versorgt ist, wobei die Sendelei­ stung entlang der Längsrichtung annähernd konstant sein sollte. Entsprechend wäre die bewegte Spule 9.1 des Antwortkreises 9 un­ mittelbar an der Längsseite 16′ des Schiebedaches 1 anzuordnen. Damit ist sichergestellt, daß die Sendeleistung unabhängig von der Position des Schiebedaches 1 gleichmäßig von der Spule emp­ fangen wird. Mit dieser Anordnung kann die Sendeleistung der Ba­ sisstation deutlich geringer gewählt werden kann, weil der in Bezug auf die übertragene Sendeleistung relevante Abstand zwi­ schen der Basisantenne und der Spule des Antwortkreises unabhän­ gig von der Position des Schiebedaches 1 minimal bleibt.

Claims (12)

1. Vorrichtung für ein elektromotorisch angetriebenes Ver­ schließteil im Kraftfahrzeug, insbesondere ein Schiebedach, zur Unterbrechung des Schließvorgangs bei Erkennung eines dem Schließvorgang entgegenstehenden Hindernisses, enthaltend

• - eine druckempfindliche Sensorleiste, die an einer Schließkante angeordnet ist und bei Druckbeaufschlagung ein Signal abgibt,
• - ein elektronisches Steuergerät zur Ansteuerung des elektromo­ torischen Antriebs des Verschließteils, mit einem Steuereingang zum Anhalten oder Umsteuern des Antriebs, wobei der Steuerein­ gang von einem aus dem Signal der Sensorleiste abgeleiteten Sen­ sorsignal angesteuert wird,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß die Sensorleiste (7) an der Schließkante (6.2) des Ver­ schließteils (1) angeordnet ist,
• - daß das Signal der Sensorleiste (7) einen ebenfalls am Ver­ schließteil (1) angeordneten Antwortkreis (9) ansteuert, der in Funktion des Signals ein von einer Basisstation (11) abgestrahl­ tes elektromagnetisches Wechselfeld (15) verändert, wobei die am Fahrzeug aber nicht am Verschließteil (1) angeordnete Bassista­ tion (11) die Veränderung des Wechselfeldes (15) auswertet und mit dem in dieser Weise übertragenen Sensorsignal (12) den Steu­ ereingang (3.3) des Steuergerätes (3) ansteuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antwortkreis (9) durch einen auf die Frequenz des Wechsel­ feldes (15) abgestimmten Schwingkreis mit einer Empfangsspule (9.1) gebildet ist, dessen Dämpfung durch das Signal der Sensor­ leiste (7) veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorleiste (7) durch einen resistiven Foliendrucksensor (8) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der resistive Foliendrucksensor (8) so gebildet ist, daß sein elektrischer Widerstand mit zunehmendem mechanischen Druck auf die Folienoberfläche abnimmt und mit diesem Widerstand der Schwingkreis bedämpft wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsignal (12) ein Maß für die Druckbeaufschlagung der Sensorleiste (7) ist und bei Überschreiten einer ersten Schwelle (S1) der Antrieb (2) des Verschließteils (1) abgeschal­ tet wird (STOP).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschalten (STOP) des Antriebs (2) infolge des Überschrei­ tens der ersten Schwelle S₁ und dem Verstreichen einer Nachlauf­ zeit die Druckbeaufschlagung erneut abgefragt wird und bei Über­ schreiten einer zweiten Schwelle S₂ der Antrieb (2) umgesteuert wird (REVERSE).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Wechselfeld (15) mittels einer Basisan­ tenne (10) ausgestrahlt wird, die mittig an der Breitseite der durch das Verschließteil (1) verschließbaren Öffnung (5) ange­ ordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Wechselfeld (15) mittels einer Basisan­ tenne (10) ausgestrahlt wird, die entlang der Längsseite (16) der durch das Verschließteil (1) verschließbaren Öffnung (5) an­ geordnet ist und die in Längsrichtung so ausgedehnt ausgebildet ist, daß ein Band entlang der Längsseite (16) ausreichend mit Sendeleistung versorgt ist, wobei die Sendeleistung entlang der Längsrichtung annähernd konstant ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschließteil (1) ein Schiebedach ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsspule (9.1) in die Sensorleiste (7), die insbesondere als Foliendrucksensor (8) ausgebildet sein kann, integriert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antwortkreis (9) eine aktive Elektronik enthält, welche nach Maßgabe des Signals der Sensorleiste (7) ein analoges oder digi­ tales Signal aufbereitet, das mittels Bedämpfungsmodulation des elektromagnetischen Wechselfeldes (15) auf die Basisstation (11) übermittelt wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antwortkreis (9) eine aktive Elektronik enthält, welche vom Wechselfeld (15) gespeist wird und einen eigenen Sendekreis zur Abstrahlung eines nach Maßgabe des Signals der Sensorleiste (7) amplituden- oder frequenzmodulierten Wellensignals auf einer ei­ genen Trägerfrequenz aufweist.