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