Title:
Sensoreinheit für eine Einklemmschutzvorrichtung
Kind Code:
A1


Abstract:

Eine Sensoreinheit (21) für eine Einklemmschutzvorrichtung (20) umfasst einen langgestreckten Trägerkörper (35) aus einem flexiblen Material, entlang dessen Längserstreckung ein zumindest teilweise hohler Innenraum (36) ausgebildet ist, wobei eine erste und eine zweite jeweils längliche Sensorelektrode (25,26) in dem Innenraum (36) entlang der Längserstreckung des Trägerkörpers (35) mit Abstand zueinander geführt sind, so dass eine auf die Sensoreinheit (21) einwirkende Kraft unter Deformation des Trägerkörpers (35) einen elektrischen Kontaktschluss der beiden Sensorelektroden (25,26) bewirkt. Die Sensoreinheit (21) umfasst weiterhin eine Gegenelektrode (27), die außerhalb des Innenraums (36) im Wesentlichen parallel zu den beiden anderen Sensorelektroden (25,26) geführt ist, wobei eine der beiden Sensorelektroden (25,26) in Zusammenwirkung mit der Gegenelektrode (27) zur Ausbildung eines der Sensoreinheit (21) vorgelagerten elektrischen Messfelds (F) eingerichtet ist. embedded image




Inventors:
Pohl, Florian (96237, Ebersdorf, DE)
Götz, Christian (96047, Bamberg, DE)
Geuther, Udo (96049, Bamberg, DE)
Strobel, Ulrich (96479, Weitramsdorf, DE)
Kuhnen, Thorsten (96123, Litzendorf, DE)
Application Number:
DE102017201464A
Publication Date:
08/02/2018
Filing Date:
01/30/2017
Assignee:
Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg, 96052 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE112007000412T5N/A2009-02-19
DE102007001712A1N/A2008-07-17
DE102006015687A1N/A2007-10-11
DE102005043534A1N/A2007-03-15



Foreign References:
201503699412015-12-24
EP11541102001-11-14
Attorney, Agent or Firm:
FDST Patentanwälte Freier Dörr Stammler Tschirwitz Partnerschaft mbB, 90411, Nürnberg, DE
Claims:
Sensoreinheit (21) für eine Einklemmschutzvorrichtung (20),
- mit einem langgestreckten Trägerkörper (35) aus einem flexiblen Material, entlang dessen Längserstreckung ein zumindest teilweise hohler Innenraum (36) ausgebildet ist,
- mit zwei jeweils länglichen Sensorelektroden (25,26), die in dem Innenraum (36) entlang der Längserstreckung des Trägerkörpers (35) zueinander beabstandet angeordnet sind, so dass eine auf die Sensoreinheit (21) einwirkende Kraft unter Deformation des Trägerkörpers (35) einen elektrischen Kontaktschluss der beiden Sensorelektroden (25,26) bewirkt, sowie
- mit einer länglichen Gegenelektrode (27), die außerhalb des Innenraums (36) im Wesentlichen parallel zu den beiden Sensorelektroden (25,26) geführt ist,
wobei eine der beiden Sensorelektroden (25,26) in Zusammenwirkung mit der Gegenelektrode (27) zur Ausbildung eines der Sensoreinheit (21) vorgelagerten elektrischen Messfelds (F) eingerichtet ist.

Sensoreinheit (21) nach Anspruch 1, wobei die Gegenelektrode (27) in einen Abschnitt (41) des Trägerkörpers (35) eingelegt oder eingebettet ist.

Sensoreinheit (21) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Trägerkörper (35) einen ersten Abschnitt (40) umfasst, in dem der Innenraum (36) zur Aufnahme der beiden ersten Sensorelektroden (25,26) ausgebildet ist, sowie einen zweiten Abschnitt (41) umfasst, in dem die Gegenelektrode (27) geführt ist, und
wobei die beiden Abschnitte (40,41) in etwa rechtwinklig voneinander abragen.

Sensoreinheit (21) nach Anspruch 1, mit einem Kunststoffträger (32) auf dem der Trägerkörper (35) montiert oder montierbar ist, wobei die Gegenelektrode (21) außerhalb des Trägerkörpers (35) in oder an dem Kunststoffträger (32) fixiert oder fixierbar ist.

Sensoreinheit (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in bestimmungsgemäßer Einbausituation der Sensoreinheit (21) die Gegenelektrode (27) näher als die beiden anderen Sensorelektroden (25,26) an einer Klemmkante (10) angeordnet ist, entlang derer die Sensoreinheit (21) verlegt ist.

Sensoreinheit (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gegenelektrode (27) entlang ihrer Längserstreckung in mehrere Elektrodensegmente unterteilt ist.

Sensoreinheit (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Gegenelektrode (27) als Rundleiter ausgeführt ist.

Einklemmschutzvorrichtung (20) für ein mittels einer Stellvorrichtung (7) motorisch verstellbares Fahrzeugteil (5), mit einer Sensoreinheit (21) und mit einer Steuereinheit (22),
- wobei die Sensoreinheit (21) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist,
- wobei jede der Sensorelektroden (25,26), sowie die Gegenelektrode (27) elektrisch leitfähig mit der Steuereinheit (22) verbunden ist,
- wobei die Steuereinheit (22) dazu eingerichtet ist, zur kapazitiven Erfassung eines Einklemmfalls eine der Sensorelektroden (25,26) zur Ausbildung eines elektrischen Messfeldes (F) mit einem Messsignal zu beaufschlagen, und das erzeugte Messfeld (F) anhand eines an der Gegenelektrode (27) abgegriffenen Empfangssignals auf das Eindringen eines Objekts hin zu überwachen,
- wobei die Steuereinheit (22) dazu eingerichtet ist, zur taktilen Erfassung eines Einklemmfalls die Sensoreinheit (22) auf einen elektrischen Kontaktschluss zwischen der ersten und der zweiten Sensorelektrode (25,26) hin zu überwachen, und
- wobei die Steuereinheit (22) weiterhin dazu eingerichtet ist, sowohl bei einem kapazitiv erfassten Einklemmfall als auch bei einem taktil erfassten Einklemmfall die Stellvorrichtung (7) zum Stoppen und/oder Reversieren des Fahrzeugteils (5) anzusteuern.

Einklemmschutzvorrichtung (20) für ein mittels einer Stellvorrichtung (7) motorisch verstellbares Fahrzeugteil (5), mit einer Sensoreinheit (21) und mit einer Steuereinheit (22),
- wobei die Sensoreinheit (21) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist,
- wobei jede der Sensorelektroden (25,26) sowie die Gegenelektrode (27) elektrisch leitfähig mit der Steuereinheit (22) verbunden ist,
- wobei die Steuereinheit (22) dazu eingerichtet ist, zur kapazitiven Erfassung eines Einklemmfalls die Gegenelektrode (27) zur Ausbildung eines elektrischen Messfeldes (F) mit einem Messsignal zu beaufschlagen, und das erzeugte Messfeld (F) anhand eines an einer der Sensorelektroden (25,26) abgegriffenen Empfangssignals auf das Eindringen eines Objekts hin zu überwachen,
- wobei die Steuereinheit (22) dazu eingerichtet ist, zur taktilen Erfassung eines Einklemmfalls die Sensoreinheit (22) auf einen elektrischen Kontaktschluss zwischen der ersten und der zweiten Sensorelektrode (25,26) hin zu überwachen, und
- wobei die Steuereinheit (22) weiterhin dazu eingerichtet ist, sowohl bei einem kapazitiv erfassten Einklemmfall als auch bei einem taktil erfassten Einklemmfall die Stellvorrichtung (7) zum Stoppen und/oder Reversieren des Fahrzeugteils (5) anzusteuern.

Fahrzeug (1) mit einem motorisch verstellbaren Fahrzeugteil (5), sowie mit einer dem Fahrzeugteil (5) zugeordneten Einklemmschutzvorrichtung (20) gemäß Anspruch 8 oder 9.

Description:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinheit für eine Einklemmschutzvorrichtung, wobei die Einklemmschutzvorrichtung insbesondere für ein mittels einer Stellvorrichtung motorisch verstellbares Fahrzeugteil eingesetzt ist. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Einklemmschutzvorrichtung, die die Sensoreinheit umfasst, sowie auf ein Fahrzeug, das das verstellbare Fahrzeugteil sowie die mit der Einklemmschutzvorrichtung ausgestattete zugeordnete Stellvorrichtung umfasst.

Heutzutage sind (Kraft-)Fahrzeuge häufig mit motorisch verstellbaren Fahrzeugteilen ausgestattet. Aus Sicherheitsgründen sind die zur Verstellung dieser Fahrzeugteile vorgesehenen Stellvorrichtungen regelmäßig mit einer Einklemmschutzvorrichtung versehen. Die Einklemmschutzvorrichtung (im Folgenden auch kurz „der Einklemmschutz“) dient dazu, einen Verstellvorgang des Fahrzeugteils zu stoppen oder zu reversieren, wenn ein Objekt zwischen dem verstellbaren Fahrzeugteil und einem anderen (feststehenden oder ebenfalls bewegten) Fahrzeugteil eingeklemmt wird oder eingeklemmt werden könnte. Typischerweise ist ein solcher Einklemmschutz für automatisch öffnende und/oder schließende Fahrzeugtüren vorgesehen, insbesondere für Heckklappen.

Zur Detektion eines Einklemmfalls werden einerseits beispielsweise sogenannte Schaltleisten eingesetzt, die entlang einer Schließ- oder Klemmkante des verstellbaren und/oder des zugeordneten anderen Fahrzeugteils verlegt sind. Eine solche Schaltleiste umfasst normalerweise ein flexibles Gummiprofil, in dessen Inneren zwei zueinander beabstandete längliche elektrische Leiter verlegt sind. Ein an der Schließkante eingeklemmtes Objekt bewirkt eine Deformation der Schaltleiste, wodurch ein elektrischer Kontakt der beiden Leiter hergestellt wird. Die Detektion eines elektrischen Kontaktschlusses dient in diesem Fall für eine zugehörige Steuereinheit als Einklemmkriterium. Die Detektion eines Einklemmfalls mittels einer derartigen Schaltleiste wird im Folgenden auch als „taktile“ Erfassung eines Einklemmfalls bezeichnet.

Andererseits werden herkömmlicherweise Einklemmschutzvorrichtungen eingesetzt, die einen kapazitiven Näherungssensor zur Erfassung eines Einklemmfalls verwenden. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen „taktilen“ Erfassung ist die Erfassung eines Einklemmfalls mittels eines kapazitiven Näherungssensors entsprechend als „kapazitive“ Erfassung bezeichnet. Ein solcher kapazitiver Näherungssensor weist üblicherweise eine Elektrodenanordnung auf, die eine oder mehrere Sensorelektroden umfasst. Im Betrieb des kapazitiven Näherungssensors wird in dessen Umgebung ein elektrisches Feld (im Folgenden als „Messfeld“ bezeichnet) aufgebaut, wobei ein Eindringen eines elektrisch leitfähigen Objekts in dieses Messfeld eine Änderung der an der Sensorelektrode abgegriffenen Kapazität bewirkt. Überschreitet die Kapazitätsänderung oder eine daraus abgeleitete Größe einen vorgegebenen Schwellwert, wird auf einen Einklemmfall geschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinheit anzugeben, die einen besonders zuverlässigen Betrieb einer zugehörigen Einklemmschutzvorrichtung gewährleistet. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Einklemmschutzvorrichtung anzugeben, die besonders sicher betreibbar ist, d.h. die einen Einklemmfall besonders zuverlässig detektiert.

Bezüglich der Sensoreinheit wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich einer Einklemmschutzvorrichtung, die die Sensoreinheit umfasst, wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 8. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausgestaltungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.

Die erfindungsgemäße Sensoreinheit umfasst einen langgestreckten Trägerkörper aus einem flexiblen, elektrisch isolierenden Material, entlang dessen Längserstreckung ein ebenfalls langgestreckter und zumindest teilweise hohler Innenraum ausgebildet ist. Der Innenraum ist vorzugsweise längsseitig vollständig geschlossen. Mit anderen Worten weist der Trägerkörper vorzugsweise eine schlauchartige Gestalt auf. Die Sensoreinheit umfasst weiterhin eine erste und eine zweite Sensorelektrode, die in einem unbelasteten Ausgangszustand (d.h. ohne äußere Krafteinwirkung) innerhalb des Innenraums entlang der Längserstreckung des Trägerkörpers zueinander beabstandet angeordnet sind, so dass eine auf die Sensoreinheit einwirkende Kraft unter Deformation des Trägerkörpers einen elektrischen Kontaktschluss der beiden Sensorelektroden bewirkt, zumindest sofern die Kraft einen festgelegten Schwellwert überschreitet. Ein zwischen den beiden Sensorelektroden gebildeter Spalt ist gasgefüllt, vorzugsweise luftgefüllt. Der Innenraum kann teilweise auch mit anderen Stoffen gefüllt sein, solange diese Stoffe die Möglichkeit zur Herstellung eines Kontaktschlusses zwischen den Sensorelektroden nicht verhindern

Erfindungsgemäß umfasst die Sensoreinheit zudem eine Gegenelektrode, die außerhalb des Innenraums im Wesentlichen parallel zu den beiden anderen Sensorelektroden geführt ist. Dabei ist eine der beiden in dem Innenraum aufgenommenen Sensorelektroden in Zusammenwirkung mit der Gegenelektrode zur Ausbildung eines der Sensoreinheit vorgelagerten elektrischen Messfelds eingerichtet. Die Gegenelektrode kann hierbei wahlweise als Sendeelektrode oder als Empfangselektrode eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Einklemmschutzvorrichtung für ein mittels einer Stellvorrichtung motorisch verstellbares Fahrzeugteil umfasst die erfindungsgemäß ausgestaltete Sensoreinheit, sowie eine Steuereinheit, wobei jede der Sensorelektroden, sowie die Gegenelektrode elektrisch leitfähig mit der Steuereinheit verbunden ist.

In einer ersten Variante der Einklemmschutzvorrichtung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, zur kapazitiven Erfassung eines Einklemmfalls eine der in dem Innenraum angeordneten Sensorelektroden zur Ausbildung eines elektrischen Messfeldes mit einem Messsignal zu beaufschlagen, und das erzeugte Messfeld anhand eines an der Gegenelektrode abgegriffenen Empfangssignals auf das Eindringen eines Objekts hin zu überwachen.

In einer zweiten Variante der Einklemmschutzvorrichtung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, zur kapazitiven Erfassung eines Einklemmfalls die Gegenelektrode zur Ausbildung eines elektrischen Messfeldes mit einem Messsignal zu beaufschlagen, und das erzeugte Messfeld anhand eines an einer der anderen Sensorelektroden abgegriffenen Empfangssignals auf das Eindringen eines Objekts hin zu überwachen.

In beiden Fällen ist die Steuereinheit zudem dazu eingerichtet, zur taktilen Erfassung eines Einklemmfalls die Sensoreinheit auf einen elektrischen Kontaktschluss zwischen der ersten und der zweiten Sensorelektrode hin zu überwachen. Dabei ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, sowohl bei einem kapazitiv erfassten Einklemmfall als auch bei einem taktil erfassten Einklemmfall die Stellvorrichtung zum Stoppen und/oder Reversieren des Fahrzeugteils anzusteuern.

Bei der Steuereinheit handelt es sich vorzugsweise um eine einheitliche (monolithische) Baueinheit, z.B. um einen Mikroprozessor oder einen ASIC, in der alle steuerungstechnischen Komponenten der Einklemmschutzvorrichtung integriert sind. Grundsätzlich kann die Steuereinheit aber im Rahmen der Erfindung auch aus mehreren hardware- oder softwaretechnisch getrennten Modulen gebildet sein, z.B. getrennten Modulen für die taktile Einklemmfallerfassung einerseits und die kapazitive Einklemmfallerfassung andererseits.

Die taktile Einklemmfallerfassung und die kapazitive Einklemmfallerfassung können im Rahmen der Erfindung wahlweise gleichzeitig oder zeitlich sequentiell (alternierend) erfolgen. Im letzteren Fall ist die jeweils nicht genutzte Sensorelektrode wahlweise hochohmig geschaltet oder geerdet. Alternativ kann jeweils nicht genutzte Sensorelektrode im Rahmen der Erfindung auch als aktive Schirmung (active Guard) betrieben werden.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, die eingangs genannten Maßnahmen zur Erfassung eines Einklemmfalls in einer einzigen Sensoreinheit zu kombinieren. Dabei kumulieren sich in der erfindungsgemäßen Sensoreinheit, bzw. in der die Sensoreinheit umfassenden erfindungsgemäßen Einklemmschutzvorrichtung, die Vorteile einer kapazitiven Erfassung und die Vorteile einer taktilen Erfassung. Dementsprechend ermöglicht die Erfindung eine besonders zuverlässigen Betrieb der Einklemmschutzvorrichtung, da ein Einklemmfall einerseits mittels der taktilen Erfassung unabhängig von den dielektrischen Eigenschaften eines zu detektierenden Objekts erfolgt, aber andererseits mittels der kapazitiven Erfassung ein Einklemmfall berührungslos detektiert wird, so dass ein Schaden vorteilhafterweise proaktiv verhindert werden kann. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene außerhalb des Innenraums angeordnete Gegenelektrode ist dabei die Geometrie des im Betrieb der Sensorelektrode generierten Messfeldes zur kapazitiven Erfassung eines Einklemmfalls vorteilhafterweise besonders frei gestaltbar. Denn die Lage der Gegenelektrode in Bezug auf die zur taktilen Erfassung vorgesehenen Sensorelektroden kann in gewissen Grenzen frei gewählt werden. Durch die Wahlfreiheit der Elektrodenlage kann die Richtung der Hauptsensitivität der Sensoreinheit vorteilhaft auf diejenige Applikation abgestimmt werden, in der die Sensoreinheit eingesetzt ist. Das Messfeld wird dabei vorteilhafterweise insbesondere in einen der Sensoreinheit vorgelagerten Raum ausgerichtet, der sich in einen zu überwachenden Klemmspalt erstreckt.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Gegenelektrode in einen Abschnitt des Trägerkörpers eingelegt oder eingebettet. Da sämtliche Sensorelektroden dabei in einer einzigen Baueinheit zusammengefasst sind, ist die Sensoreinheit hierdurch vorteilhafterweise besonders montagefreundlich ausgestaltet. Zudem ist der Herstellungsaufwand vorteilhafterweise vergleichsweise gering. Insbesondere werden zur Herstellung der Sensoreinheit die (insbesondere alle) Sensorelektroden inklusive der Gegenelektrode und der nicht leitfähige Trägerkörper koextrudiert.

In einer bevorzugte Ausgestaltung der Sensoreinheit umfasst der Trägerkörper einen ersten Abschnitt, in dem der Innenraum zur Aufnahme der beiden ersten Sensorelektroden ausgebildet ist, sowie einen zweiten Abschnitt, in dem die Gegenelektrode geführt ist, wobei die beiden Abschnitte in etwa rechtwinklig voneinander abragen. Im Querschnitt durch die Sensoreinheit gesehen, hat der Trägerkörper somit in etwa die Form des Buchstaben L, wobei in einem der Schenkel die beiden ersten Sensorelektroden - zueinander beabstandet - einliegen, während in dem zweiten Schenkel die Gegenelektrode einliegt. Das in Betrieb der Sensoreinheit erzeugte Messfeld durchdringt und/oder umgibt in dieser Ausführungsform den von den beiden Schenkeln (Abschnitten) eingefassten Zwischenraum.

In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Sensoreinheit einen Kunststoffträger, auf dem der Trägerkörper montiert oder montierbar ist. Der Kunststoffträger dient seinerseits zur Montage der Sensoreinheit, beispielsweise an einem Fahrzeugteil. Die Gegenelektrode ist dabei außerhalb des Trägerkörpers an oder in dem Kunststoffträger fixiert oder fixierbar. Die Gegenelektrode liegt somit von dem Trägerkörper, in dem die beiden ersten Sensorelektroden aufgenommen sind, getrennt (losgelöst) vor. Hierdurch ist die Relativlage der dritten Sensorelektrode zu den beiden ersten Sensorelektroden vorteilhafterweise besonders flexibel wählbar, wodurch wiederum die Ausrichtung der Sensitivität besonders günstig einstellbar ist.

Zur vorteilhaften Ausrichtung des Messfeldes in Bezug auf einen mittels der Sensoreinheit in Hinblick auf einen Einklemmfall zu überwachenden Klemmspalt ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Gegenelektrode näher als die beiden anderen Sensorelektroden an einer Klemmkante angeordnet ist, entlang derer die Sensoreinheit in ihrer bestimmungsgemäßen Einbausituation verlegt ist.

Zur Erzeugung eines in Längsrichtung segmentierten Messfeldes ist die Gegenelektrode optional entlang ihrer Längserstreckung in mehrere Elektrodensegmente unterteilt.

In bevorzugter Ausführungsform ist die Gegenelektrode als Rundleiter ausgeführt.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein motorisch verstellbares Fahrzeugteil, sowie eine dem Fahrzeugteil zugeordnete erfindungsgemäße Einklemmschutzvorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung.

Bei dem verstellbaren Fahrzeugteil handelt es sich vorzugsweise um eine Heckklappe des Fahrzeugs. Es ist jedoch generell auch denkbar, dass es sich bei dem verstellbaren Fahrzeugteil um eine andere Fahrzeugtür, z.B. eine Seitentür oder eine Motorhaube handelt. Ferner kann die Vorrichtung im Rahmen der Erfindung auch für ein Schiebedach, ein Fahrzeugfenster, ein Klappverdeck oder ein verstellbares Fahrzeugteil im Fahrzeuginnenraum eingesetzt sein.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

  • 1 in schematischer Darstellung einen heckseitigen Abschnitt eines Fahrzeugs mit einer motorisch verstellbaren Heckklappe, entlang deren umlaufender Kante eine Sensoreinheit einer Einklemmschutzvorrichtung angebracht ist,
  • 2 in grob schematischer Darstellung einen Querschnitt durch die Sensoreinheit gemäß 1 in einer ersten Ausführungsform, und
  • 3 in Darstellung gemäß 2 eine weitere Ausführungsform der Sensoreinheit.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt in einer grob schematischen Seitenansicht einen heckseitigen Abschnitt eines (Kraft-)Fahrzeugs 1. Von dem Fahrzeug 1 ist unter anderem ein Teil dessen Karosserie, ein Hinterrad, ein heckseitiger Stoßfänger sowie eine Heckklappe 5 gezeigt. Die Heckklappe 5 kann mit Hilfe einer angedeuteten elektromotorischen Stellvorrichtung 7 automatisch betätigt (d.h. geöffnet und geschlossen) werden.

Die Heckklappe 5 durchläuft beim Schließvorgang einen Stellbereich, der sich in einen der Heckklappen-Innenseite vorgelagerten Raum erstreckt, und der im Wesentlichen zwischen einer umlaufenden (Klemm-)Kante 10 der Heckklappe 5 und einem feststehenden Rahmen 12 der Fahrzeugkarosserie liegt. An dem Rahmen 12 liegt die Heckklappe 5 in geschlossenem Zustand an.

Sofern sich beim automatischen Schließen der Heckklappe 5 ein in der Figur angedeutetes Objekt 15 (beispielsweise ein Körperteil eines Fahrzeugnutzers) in dem Stellbereich befindet, besteht grundsätzlich die Gefahr, dass das Objekt 15 zwischen der Kante 10 und dem Rahmen 12 eingeklemmt wird. Insbesondere zur Vermeidung von Personenschäden, aber auch zur Vermeidung von Schäden an dem Fahrzeug und/oder dem gegebenenfalls eingeklemmten Objekt ist der Heckklappe 5 eine Einklemmschutzvorrichtung 20 zugeordnet. Die Einklemmschutzvorrichtung 20 dient dazu, einen solchen Einklemmfall zu erkennen und durch Stoppen oder Reversieren der Heckklappe 5 zu verhindern.

Die Einklemmschutzvorrichtung 20 umfasst eine langgestreckte, entlang der Kante 10 um die Heckklappe 5 umlaufende Sensoreinheit 21, sowie eine signaltechnisch mit der Sensoreinheit und mit der Stellvorrichtung verbundene Steuereinheit 22 (hier schematisch außerhalb des Fahrzeugs angedeutet). Die Steuereinheit 22 wiederum umfasst in bevorzugter Ausführung einen Mikrocontroller, in dem der Einklemmschutz in Form eines Betriebsprogramms (Firmware) implementiert ist. Die nachfolgend anhand von 2 im Detail beschriebene Sensoreinheit 21 umfasst zwei langgestreckte (Sensor-)Elektroden 25,26, sowie eine langgestreckte (Gegen-)Elektrode 27, die alle in etwa parallel zueinander entlang der Sensoreinheit 21 verlaufen und somit entlang der Kante 10 verlegt sind. Jede der Sensorelektroden 25,26, sowie die Gegenelektrode 27 ist elektrisch mit der Steuereinheit 22 verbunden.

Die Einklemmschutzvorrichtung 20 (1) ist dazu eingerichtet, anhand eines mittels der Sensoreinheit 21 erfassten und der Steuereinheit 22 zugeführten Sensorsignals S einen Einklemmfall zu erkennen. Dabei ist die Einklemmschutzvorrichtung 20 einerseits dazu eingerichtet, einen Einklemmfall berührungslos zu erkennen. Hierzu beaufschlagt die Steuereinheit 22 die Sensorelektrode 26 mit einem Messsignal in Form einer elektrischen Wechselspannung, aufgrund der sich zwischen der Sensorelektrode 26 und der Gegenelektrode 27 und insbesondere in deren Umgebung ein elektrisches Messfeld F ausbildet (hier überdimensional dargestellt, vgl. auch 2). Die Elektroden 26,27 wirken somit als ein Kondensator, dem eine messbare elektrische Kapazität zugeordnet ist. Die „kapazitive Erfassung“ eines drohenden Einklemmfalls beruht dabei darauf, dass Objekte, insbesondere Teile des menschlichen Körpers, in der Umgebung der Elektroden 26,27 mit dem elektrischen Messfeld F wechselwirken und hierdurch die an den Elektroden 25,27 messbare Kapazität beeinflussen. Die Stärke dieser Kapazitätsänderung wird von der Steuereinheit 22 - beispielsweise durch Messung des Verschiebestroms an der Gegenelektrode 27 - erfasst und bei einem Schließvorgang der Heckklappe 5 fortlaufend mit einem als Einklemmfallkriterium hinterlegten Schwellwert verglichen. Ein drohender Einklemmfall wird von der Steuereinheit 22 daran erkannt, dass der Schwellwert überschritten wird. In diesem Fall gibt die Steuereinheit 21 ein Reversiersignal R an die Stellvorrichtung 7 aus, aufgrund dessen die Stellvorrichtung 7 die Verstellbewegung stoppt und die Heckklappe 5 um ein bestimmtes Stellwegintervall zurückstellt. Alternativ ist es auch denkbar, die der Heckklappe 5 näher gelegene Sensorelektrode 25 mit dem Messsignal zu beaufschlagen. Prinzipiell kann auch die Gegenelektrode 27 mit dem Messsignal beaufschlagt werden, wobei die Kapazitätsänderung dann an einer der Sensorelektroden 25,26 erfasst wird.

Andererseits ist die Einklemmschutzvorrichtung 20 dazu eingerichtet, einen Einklemmfall taktil zu erfassen, wenn das Objekt 15 die Sensoreinheit 21 bereits berührt, und hierdurch in einer - durch einen Pfeil angedeuteten - Normalrichtung 30 eine bestimmte Kraft auf die Sensoreinheit 21 ausübt. Die Normalrichtung 30 steht dabei zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Montagefläche 31 der Sensoreinheit 21, entlang derer die Sensoreinheit 21 an der Heckklappe 5 befestigt ist (vgl. auch 2). Entsprechend steht die Normalrichtung 30 auch in etwa senkrecht zur Flächenausdehnung der Heckklappe 5. Die „taktile Erfassung“ eines drohenden Einklemmfalls beruht dabei darauf, dass durch die mechanische Einwirkung des Objekts auf die Sensoreinheit 21 diese verformt wird, und hierdurch die (im Ruhezustand zueinander beabstandeten) Sensorelektroden 25,26 elektrisch kontaktieren. Dieser Kontaktschluss wirkt für die Steuereinheit 22 ebenfalls als Einklemmfallkriterium, so dass die Steuereinheit 22 auch in diesem Fall die Stellvorrichtung 7 durch Ausgabe des Reversiersignals R dazu ansteuert einen Schließvorgang der Heckklappe 5 zu beenden und zu reversieren.

In 2 ist die Sensoreinheit 21 gemäß einer ersten Ausführungsform im Detail im Querschnitt gezeigt. Die Sensoreinheit 21 ist hier in ihrer bestimmungsgemäßen Einbausituation und in Betrieb gezeigt, wobei die Heckklappe 5, die Kante 10, sowie durch eingezeichnete Feldlinien das Messfeld F angedeutet sind. Die Sensoreinheit 21 umfasst einen länglichen Kunststoffträger 32, der entlang der Kante 10 an der Innenfläche der Heckklappe 5 montiert ist. Weiterhin umfasst die Sensoreinheit 21 ein langgestrecktes Trägerprofil 35 (auch: Trägerkörper), das seinerseits mittels der Montagefläche 31 an dem Kunststoffträger 32 befestigt ist. In einem Innenraum 36 des Trägerprofils 35 sind die erste Sensorelektrode 25, sowie die zweite Sensorelektrode 26 aufgenommen. Bei dem Trägerprofil 35 handelt es sich um einen langgestreckten, dünnwandigen Hohlkörper aus Gummi, d.h. aus einem elastischen, elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus EPDM, PP oder PVC. Die angedeutete Montagefläche 31 des Trägerprofils 35 ist bestimmungsgemäß der Heckklappe 5 zugewandt, so dass das Trägerprofil 35 von dem Kunststoffträger 32 abragt. Die in 2 im Schnitt gezeigten Sensorelektroden 25,26 sind beide als Flachleiter mit im Querschnitt etwa rechteckiger Form ausgebildet, andere Querschnittsformen sind jedoch auch denkbar. Entsprechend weist das Trägerprofil 35 im Querschnitt ebenfalls eine Rechtecksform auf, wobei die beiden Sensorelektroden 25,26 an zwei gegenüberliegenden Innenflächen anliegen und planparallel mit einem Abstand (in Normalrichtung 30 gesehen) zueinander verlaufen. Der zwischen den Sensorelektroden 25,26 gebildete Spalt ist luftgefüllt. Beide Sensorelektroden 25,26 sind durch leitfähigen Kunststoff gebildet, wobei im Querschnitt etwa zentral gelegen jeweils über die gesamte Länge eine Beilitze 37 eingebettet ist. Die Sensorelektroden 25,26 und das umgebende Trägerprofil 35 werden vorzugsweise in einem Koextrusionsverfahren hergestellt.

Die Gegenelektrode 27 der Sensoreinheit 21 ist außerhalb des Trägerprofils 35 im Inneren des Kunststoffträgers 32 verlegt. Im Unterschied zu den beiden Sensorelektroden 25,26 ist die Gegenelektrode 27 als Rundleiter (d.h. als Leiter mit kreisförmigem Querschnitt) ausgeführt. Die Gegenelektrode 27 verläuft in unmittelbarer Nähe der Kante 10, während das Trägerprofil 35 bezüglich der Kante 10 um einen geringen Abstand nach innen versetzt angeordnet ist. In Betrieb der Sensoreinheit 21 veranlasst die zugeordnete Steuereinheit 22 (hier schematisch angedeutet), dass zwischen der zweiten Sensorelektrode 26, d.h. der in dem Innenraum 36 aufgenommenen und von der Montagefläche 31, bzw. der Heckklappe 5 abgewandten Sensorelektrode, und der in dem Kunststoffträger 32 verlegten Gegenelektrode 27 das Messfeld F erzeugt wird. Aus der Darstellung wird deutlich, dass durch die versetzte Anordnung der Gegenelektrode 27 und der Sensorelektrode 26 das Messfeld F besonders günstig in einen der Kante 10 vorgelagerten Raum hineinragt und so eine besonders zuverlässige kapazitive Erfassung eines Einklemmfalls ermöglicht. Andererseits bewirkt (falls die Heckklappe 5 schon weitgehend geschlossen ist) ein eingeklemmtes Objekt durch eine Quetschung des Trägerprofils 35 einen Kontaktschluss der beiden in dem Innenraum 36 aufgenommenen Sensorelektroden 25 und 26, wobei dieser Kontaktschluss von der Steuereinheit 22 ebenfalls als Einklemmereignis erfasst wird.

3 zeigt eine alternative Ausführungsform, die in weiten Teilen der ersten Ausführungsform entspricht. Im Unterschied zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist hier die Gegenelektrode 27 ebenfalls in dem Trägerprofil 35 gehaltert. Die Gegenelektrode 27 wird dabei bei der Herstellung des Trägerprofils 35 mit in das nicht leitfähige Gummiprofil extrudiert. Das Trägerprofil 35 weist im Querschnitt gesehen eine in etwa L-förmige Gestalt auf. Das Trägerprofil 35 umfasst demnach einen ersten Schenkel 40, und einen zweiten Schenkel 41, die in etwa rechtwinklig aufeinander stehen. In dem ersten Schenkel 40 ist der Innenraum 36 (bzw. Hohlraum) ausgebildet, in dem die beiden Sensorelektroden 25,26 (analog zu der Ausführungsform gemäß 2) mit Abstand zueinander aufgenommen sind. In dem zweiten Schenkel 41 ist ebenfalls über die Länge des Trägerprofils 35 ein zu dem Innenraum 36 abgegrenzter, zweiter Innenraum 45 ausgebildet, in dem die Gegenelektrode 27 einliegt. Dieser zweite Innenraum 45 kann auch mit Gummi oder einem anderen Feststoff ausgefüllt sein. In der bestimmungsgemäßen Einbausituation ragt dabei der erste Schenkel 40 in etwa rechtwinklig von dem Kunststoffträger 32 ab, wobei die zweite Sensorelektrode 26 von dem Kunststoffträger 32 entfernt angeordnet ist, während der zweite Schenkel 41 an dem Kunststoffträger 32 anliegt. Hierdurch liegen die Sensorelektrode 26 und die Gegenelektrode 27 in etwa in einer Ebene, die schräg zu der Flächenausdehnung der Heckklappe 5 ausgerichtet ist. Zudem ist - analog zu der Ausführungsform gemäß 2 - die Gegenelektrode 27 näher an der Kante 10 als die beiden Sensorelektroden 25 und 26 angeordnet, wodurch wiederum eine günstige Geometrie des erzeugten Messfeldes F (hier nicht eingezeichnet) realisiert ist.

Die Erfindung wird an den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen besonders deutlich, ist auf diese Ausführungsbeispiele gleichwohl aber nicht beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung aus den Ansprüchen und der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.

Bezugszeichenliste

1
(Kraft-)Fahrzeug
5
Heckklappe
7
Stellvorrichtung
10
(Klemm-)Kante
12
Rahmen
15
Objekt
20
Einklemmschutzvorrichtung
21
Sensoreinheit
22
Steuereinheit
25
(Sensor-)Elektrode
26
(Sensor-)Elektrode
27
(Gegen-)Elektrode
30
Normalrichtung
31
Montagefläche
32
Kunststoffträger
35
Trägerprofil
36
Innenraum
37
Beilitze
40
Schenkel
41
Schenkel
45
Innenraum
F
Messfeld
S
Sensorsignal
R
Reversiersignal