DE102005034034A1 - Method and device for detecting an obstacle in the opening region of a movable adjusting element - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen eines Gegenstandes (25) im Öffnungsbereich (9) eines bewegbaren Verstellelementes (2, 21), bei dem mindestens ein erstes (14) und ein zweites elektrisches Signals (15) vorliegen, wobei beide Signale (14, 15) abhängig von einer Eigenschaft zumindest eines Teils des Öffnungsbereichs (9) sind, zeichnet sich dadurch aus, dass in Abhängigkeit von einem Vergleich des Verlaufs des ersten elektrischen Signals (14) mit dem des zweiten elektrischen Signals (15) auf einen Gegenstand (25) im Öffnungsbereich (9) geschlossen wird. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung erlauben in vorteilhafter Weise die Realisierung eines Einklemmschutzes insbesondere bei elektromotorisch bewegten Verstellelementen (2, 21) von Kraftfahrzeugen (1).The method according to the invention for recognizing an object (25) in the opening area (9) of a movable adjusting element (2, 21), in which at least a first (14) and a second electrical signal (15) are present, both signals (14, 15) are dependent on a property of at least part of the opening area (9), characterized in that, depending on a comparison of the course of the first electrical signal (14) with that of the second electrical signal (15) on an object (25) in the Opening area (9) is closed. DOLLAR A The method according to the invention and the device according to the invention advantageously allow anti-trapping protection to be implemented, in particular in the case of adjusting elements (2, 21) of motor vehicles (1) which are moved by an electric motor.
Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Gegenstandes im Öffnungsbereich eines bewegbaren Verstellelementes, insbesondere während eines Schließens oder Öffnens des Verstellelementes. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung des Schließvorgangs von bewegbaren Verstellelementen in Kraftfahrzeugen, wie beispielsweise von elektrisch schließenden Fenstern, Schiebedächern, Türen, Cabriolet-Verdecken, Heckklappen und/oder Kofferraumdeckeln, zum Einsatz kommen. Ein solches System ist auch als „Einklemmschutz-System" bekannt.object The present invention is a method and an apparatus for detecting an object in the opening region of a movable Adjustment element, in particular during a closing or opening of the Adjustment element. In particular, the inventive method and the device according to the invention for monitoring the closing process of movable adjusting elements in motor vehicles, such as of electrically closing Windows, sunroofs, doors, Cabriolet covers, tailgates and / or trunk lids, for Use come. Such a system is also known as a "anti-trap system".
In Kraftfahrzeugen nimmt die Zahl der elektromotorisch bewegbaren Bauteile stetig zu. Insbesondere ist es bekannt, Seitenscheiben, Schiebedächer, Seitentüren, Schiebetüren, Heckklappen, Kofferraumdeckel, Motorhauben oder Cabrioletverdecke elektromotorisch zu öffnen und zu schließen. Dabei bewegt ein elektromotorischer Antrieb die Verstellelemente aus einer geschlossenen in eine geöffnete Stellung und umgekehrt. Während des Verfahrvorganges der Bauteile kann eine Kollision des Verstellelementes mit einem Gegenstand (z. B. beim Öffnen einer Heckklappe) oder ein Einklemmen eines Gegenstandes im Verstellelement oder zwischen Verstellelement und einem anderen Bauteil (z. B. beim Schließen einer Seitenscheibe oder einer Heckklappe) auftreten. Um solche Situationen vermeiden bzw. rechtzeitig erkennen zu können, sind Sicherheitssysteme vorgeschlagen worden, die einen solchen Einklemm- oder Kollisionsfall detektieren. Derartige Sicherheitssysteme können teilweise auch Gegenmaßnahmen einleiten, beispielsweise beim Schließen einer Heckklappe: das unmittelbare Stoppen der Schließbewegung und/oder das Einleiten eines Öffnungsvorgangs.In Motor vehicles take the number of electromotive moving components steadily too. In particular, it is known, side windows, sliding roofs, side doors, sliding doors, tailgates, Trunk lid, hoods or convertible tops electric motor to open and close. An electromotive drive moves the adjusting elements from a closed to an open position and vice versa. While the movement of the components can be a collision of the adjustment with an object (eg when opening a tailgate) or a pinching of an object in the adjustment or between Adjustment element and another component (eg when closing a Side window or a tailgate) occur. To such situations To avoid or be able to recognize in time, are safety systems been proposed that such a pinching or collision case detect. Such security systems can sometimes also countermeasures initiate, for example, when closing a tailgate: the immediate Stopping the closing movement and / or initiating an opening operation.
Solche Sicherheitssysteme umfassen einerseits so genannte „indirekte" Systeme, die eine mögliche Kollision bzw. ein mögliches Einklemmen über sich ändernde Kenngrößen des elektromotorischen Antriebes (z. B. über die Auswertung des Drehmomentes oder der Leistungs-, Strom- oder Spannungsaufnahme) detektieren. Eine Abweichung des Verlaufes der gemessenen Kenngröße mit einem Referenzverlauf wird hier als möglicher Kollisions- oder Einklemmfall interpretiert, woraufhin der Verfahrvorgang über eine dem elektromotorischen Antrieb zugeordnete Steuerelektronik unterbrochen wird.Such On the one hand, security systems comprise so-called "indirect" systems, the one possible Collision or a possible Pinching over changing Characteristics of the electromotive drive (eg via the evaluation of the torque or the power, current or voltage consumption). A deviation of the course of the measured characteristic with a Reference history is here as possible Collision or Einklemmfall interpreted, whereupon the traversing over a interrupted the electric motor associated control electronics becomes.
Weiterhin sind „direkte" Sicherheitssysteme bekannt, die über separat vom Antrieb angeordnete Sensoren, die ein Hindernis detektieren können, verfügen. Hierbei sind einerseits berührungslos arbeitende direkte Systeme mit Annäherungssensoren (wie beispielsweise kapazitive oder induktive Sensoren) bekannt oder solche, bei denen eine Übertragungsstrecke unterbrochen wird (beispielsweise eine Licht- oder Schall- bzw. Ultraschallschranke). Weiterhin sind berührend arbeitende direkte Systeme (wie beispielsweise eine entsprechende Schaltleiste) bekannt, die erst bei einem Kontakt des Gegenstandes mit der Schließkante und der Karosserie bzw. dem Türrahmen auslösen.Farther are known "direct" security systems the above separately from the drive arranged sensors that detect an obstacle can, feature. Here are on the one hand contactless working direct systems with proximity sensors (such as capacitive or inductive sensors) or those in which a transmission path is interrupted (for example, a light or sound or Ultrasonic barrier). Furthermore, there are touching direct systems (Such as a corresponding switching strip) known, the only when the object is in contact with the closing edge and the body or the door frame trigger.
Aus
der
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die mit Bezug auf den Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines Gegenstandes im Öffnungsbereich eines bewegbaren Verstellelementes vorzuschlagen, welches unabhängig von sich ändernden Umgebungsbedingungen zuverlässig und schnell einen Gegenstand im Öffnungsbereich erkennen kann.Of these, Based on the invention, the object with reference at least partially known in the art to solve. In particular, a method and an apparatus for detecting an object in the opening area to propose a movable adjustment, which is independent of changing Environmental conditions reliable and quickly an object in the opening area can recognize.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängig formulierten Ansprüche.These Task is solved by a method having the features of claim 1, as well as a device with the features of claim 12. Advantageous developments are the subject of each dependent formulated claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen eines Gegenstandes im Öffnungsbereich eines bewegbaren Verstellelementes beruht darauf, dass mindestens ein erstes und ein zweites elektrisches Signal vorliegt, die beide abhängig von einer Eigenschaft zumindest eines Teil des Öffnungsbereichs sind. Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von einem Vergleich des Verlaufs des ersten elektrischen Signals mit dem des zweiten elektrischen Signals auf einen Gegenstand im Öffnungsbereich geschlossen.The inventive method for detecting an object in the opening region of a movable adjusting element based on the fact that at least a first and a second electrical signal is present, both depending on a Property are at least part of the opening area. According to the invention, an object in the opening region is closed in dependence on a comparison of the course of the first electrical signal with that of the second electrical signal.
Unter einem bewegbaren Verstellelement ist insbesondere eine Seitenscheibe, ein Schiebedach, eine Seitentür, eine Schiebetür, eine Heckklappe, ein Kofferraumdeckel, eine Motorhaube oder ein Verdeck eines Kraftfahrzeuges zu verstehen, die jeweils elektromotorisch bewegbar sind. Der Öffnungsbereich umfasst insbesondere den Bereich, durch welchen sich das Verstellelement beim Verfahren von einer geöffneten in eine geschlossene Stellung und umgekehrt bewegt. Im Falle einer Seitenscheibe eines Kraftfahrzeuges wäre dies somit der Bereich, durch den sich die Fensterkante während des Schließens des Fensters bewegt. Bei einer Heckklappe eines Kraftfahrzeuges handelt es sich bei dem Öffnungsbereich insbesondere um den Bereich, welcher zwischen der geöffneten Heckklappe und der geschlossenen Heckklappe liegt. Hierbei umfasst der Öffnungsbereich in einer teilweise geöffneten Stellung beim Öffnen auch den Bereich, der zwischen der teilweise geöffneten Stellung und der vollständig geöffneten Stellung der Heckklappe liegt. Mit Gegenstand sind insbesondere auch Sachen, Körperteile von Lebewesen und ähnliches gemeint.Under a movable adjusting element is in particular a side window, a sunroof, a side door, a sliding door, a tailgate, a trunk lid, a hood or a Cover of a motor vehicle to understand, each electric motor are movable. The opening area includes in particular the area through which the adjusting element when proceeding from an open moved to a closed position and vice versa. In case of a Side window of a motor vehicle, this would thus be the area through the window edge during of closing of the window moves. In a tailgate of a motor vehicle this is the opening area especially around the area which is between the open Tailgate and the closed tailgate is located. This includes the opening area in a partially open Position when opening Also, the area between the partially open position and the fully open Position of the tailgate is located. With subject in particular also things, body parts of Living things and the like meant.
Erfindungsgemäß werden die aktuell gemessenen Signalverläufe beispielsweise auf Synchronität überprüft. Dies kann durch einen Vergleich der zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden Steigungen der Verläufe erfolgen. Hierzu ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Steigung aus mindestens zwei Messwerten des Signalverlaufs berechnet wird. Bei einer Abweichung der Steigung des Verlaufs des ersten elektrischen Signals zur Steigung des Verlaufs des zweiten elektrischen Signals kann auf die Präsenz eines Gegenstandes im Öffnungsbereich geschlossen werden. Weiterhin wird unter dem Vergleich der Verläufe der elektrischen Signale auch ein Vergleich der direkten Messwerte der elektrischen Signale, gegebenenfalls zur Rauschunterdrückung zeitlich gemittelt, verstanden.According to the invention the currently measured waveforms, for example, checks for synchronicity. This can by comparing the present at a given time Gradients of gradients respectively. For this purpose, it is particularly advantageous if the slope is calculated from at least two measured values of the signal curve. In case of a deviation of the slope of the course of the first electrical Signal for the slope of the course of the second electrical signal can on the presence an object in the opening area getting closed. Furthermore, the comparison of the courses of the electrical signals also a comparison of the direct readings of the electrical signals, if necessary for noise suppression in time averaged, understood.
Der Abgleich der beiden Verläufe des ersten und des zweiten elektrischen Signals hat den Vorteil, dass eine Referenzwertermittlung für das erfindungsgemäße Ver fahren nicht mehr zwingend vorgenommen werden muss. Umweltbedingte Veränderungen müssen nicht mehr durch entsprechende Maßnahmen berücksichtigt werden, da sich insbesondere bei gleichartig ausgebildeten Messfühlern, welche das erste und das zweite elektrische Signal liefern, die Signale bei einer Änderung der Umgebungsverhältnisse ähnlich ändern. So hat beispielsweise eine veränderte Luftfeuchtigkeit zwar auf die Absolutwerte der Verläufe des ersten und zweiten elektrischen Signals Einfluss, wobei jedoch relativ zu beiden Verläufen keine wesentliche Änderung festzustellen ist und so bei dem Vergleich der beiden Verläufe automatisch die geänderten Umweltbedingungen berücksichtigt werden.Of the Comparison of the two courses of the first and second electrical signals has the advantage that a reference value determination for drive the United invention no longer mandatory. Environmental changes do not have to more through appropriate measures considered be, since in particular with similarly trained sensors, which the first and second electrical signals provide the signals in case of a change change the environmental conditions similarly. So for example, has a changed one Although humidity on the absolute values of the courses of the first and second electrical signal influence, while being relative none on both courses significant change is to be determined and so when comparing the two gradients automatically the amended Environmental conditions are taken into account.
Das vorstehende Verfahren ist dann besonders kostengünstig und unter vielen Wetterbedingungen durchführbar, wenn die Eigenschaft mindestens eine der folgenden elektrischen Größen umfasst:
- – eine elektrische Kapazität und
- – eine elektrische Induktivität.
- - an electrical capacity and
- - an electrical inductance.
Diese elektrische Größen können mittels einfach aufgebauter Sensoren mit hoher Wiederholgenauigkeit und beachtlicher Schnelligkeit überwacht werden.These electrical quantities can by means of simply constructed sensors with high repeat accuracy and considerable speed.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Kollisionssignal erzeugt, anhand welchem erkennbar ist, ob ein Gegenstand im Öffnungsbereich vorliegt.According to one Another embodiment of the method according to the invention is a collision signal generated, by which it can be seen whether an object in the opening area is present.
Das Kollisionssignal erlaubt in einfacher Weise eine Datenübertragung an andere Komponenten, beispielsweise an ein Steuerungsgerät, welches anhand des Kollisionssignals erkennen kann, ob ein Gegenstand im Öffnungsbereich vorliegt oder nicht und entsprechend reagieren kann.The Collision signal allows data transmission in a simple manner to other components, such as a control device, which By means of the collision signal it is possible to detect whether an object is in the opening area present or not and can respond accordingly.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Verlauf der elektrischen Signale jeweils eine Mehrzahl von Messwerten, wobei der Vergleich des Verlaufs der elektrischen Signale den Vergleich eines ersten Wertes des ersten elektrischen Signals und eines zweiten Wertes des zweiten elektrischen Signals umfasst, wobei die Werte jeweils einem Zeitpunkt zuordenbare Messwerte umfassen.According to one further advantageous embodiment of the method according to the invention The course of the electrical signals each comprise a plurality of measured values, wherein the comparison of the course of the electric Signals comparing a first value of the first electrical Comprises a signal and a second value of the second electrical signal, wherein the values each comprise a time associated with measured values.
Insbesondere ist es so erfindungsgemäß möglich, die jeweils aktuellen Messwerte des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals miteinander zu vergleichen.Especially is it possible according to the invention, the respectively current measured values of the first electrical signal and of the second electrical signal to compare.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Verlauf der elektrischen Signale jeweils eine Mehrzahl von Messwerten, wobei der Vergleich des Verlaufs der elektrischen Signale den Vergleich eines ersten Wertes des ersten elektrischen Signals und eines zweiten Wertes des zweiten elektrischen Signals umfasst, wobei die Werte jeweils mindestens zwei Zeitpunkten zuordenbare Messwerte umfassen.According to one further advantageous embodiment of the method according to the invention The course of the electrical signals each comprise a plurality of measured values, wherein the comparison of the course of the electric Signals comparing a first value of the first electrical Comprises a signal and a second value of the second electrical signal, the values being assignable to at least two points in time Measurements include.
So ist es insbesondere möglich, über einen bevorzugt kurzen Zeitraum (begrenzt durch einen ersten und einen zweiten Zeitpunkt) die Messwerte zu mitteln, um so das über den eigentlichen Messwerten liegende Rauschen zu dämpfen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn stark verrauschte elektrische Signale vorliegen. Weiterhin ist es auch möglich, eine aktuell anliegende Steigung des Verlaufes der elektrischen Signale zu bestimmen und dies beispielsweise anhand zweier oder mehrerer Messwerte, an die eine entsprechende Funktion angepasst wird, zu bestimmen.Thus, it is possible, in particular, to average the measured values over a preferably short period of time (limited by a first and a second instant), in order thus to determine the actual measurement attenuate noise. This is particularly advantageous when strongly noisy electrical signals are present. Furthermore, it is also possible to determine a currently applied slope of the course of the electrical signals and to determine this, for example, based on two or more measured values, to which a corresponding function is adapted.
Vorteilhaft ist gegebenenfalls auch, dass zum Vergleich ein aktueller Mittelwert des ersten und des zweiten elektrischen Signals berücksichtigt wird. Unter dem aktuellen Wert ist hier insbesondere auch ein gemittelter Wert zu verstehen oder ein geglätteter Wert, bei dem der Einfluss des Rauschens möglichst verringert wurde. Insbesondere können hier übliche Glättungsverfahren an die Signalverläufe des ersten und des zweiten elektrischen Signals angewendet werden.Advantageous is also, if necessary, that for comparison a current average considered the first and second electrical signal becomes. Below the current value is here in particular an averaged Value to understand or a smoothed value, in which the influence of the noise was reduced as much as possible. Especially can here usual smoothing methods to the waveforms of the first and second electrical signals.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Vergleich die Steigung des Verlaufes des ersten und des zweiten elektrischen Signals berücksichtigt.According to one further advantageous embodiment of the method according to the invention For comparison, the slope of the course of the first and the considered second electrical signal.
Ein Eindringen eines Gegenstandes in den sensitiven Bereich eines kapazitiven und/oder induktiven Sensors führt zu einer Änderung der Kapazität oder Induktivität und damit gleichzeitig zu einer Änderung des Signalverlaufs in Form eines Sprungs. Die Höhe dieses Sprunges ist abhängig insbesondere von der Menge des leitfähigen, dielektrischen und/oder permeablen Materials, das sich im sensitiven Bereich aufhält. Die Größe des Sprungs und somit auch die damit einhergehende Größe der Steigungsänderung ist von der Geschwindigkeit und/oder der Größe des eintretenden Objektes abhängig. Anhand der Steigungsdifferenz (der beiden Verläufe des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals) ist in vorteilhafter Weise die Gefahr des Einklemmens eines Gegenstandes im Öffnungsbereich der Schließvorrichtung schnell zu erkennen.One Penetration of an object into the sensitive area of a capacitive and / or inductive sensor leads to a change the capacity or inductance and at the same time to a change the waveform in the form of a jump. The height of this jump depends in particular on the amount of conductive, dielectric and / or permeable material that is sensitive Area stops. The size of the jump and thus the associated size of the slope change is the speed and / or size of the entering object dependent. Based on the slope difference (the two courses of the first electric Signal and the second electrical signal) is more advantageous The danger of pinching an object in the opening area the locking device to recognize quickly.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens signalisiert das Kollisionssignal dann einen Gegenstand im Öffnungsbereich, wenn der Absolutbetrag der Differenz der verglichenen Signale einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.According to one further advantageous embodiment of the method according to the invention the collision signal then signals an object in the opening area, when the absolute value of the difference of the compared signals one exceeds specified limit.
So kann in einfacher Weise definiert werden, wann eine Abweichung der beiden Verläufe des ersten elektrischen Signals und des zweiten elektrischen Signals als Eindringen eines Gegenstandes in den Öffnungsbereich der Schließvorrichtung zu interpretieren ist. Unbeachtliche Störgrößen können auf diese Weise ausgeblendet werden.So can be easily defined when a deviation of the both courses the first electrical signal and the second electrical signal as penetration of an object in the opening region of the closure device to interpret. Irrelevant disturbances can be masked out in this way become.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Kollisionssignal ein binäres Signal.According to one further advantageous embodiment of a method according to the invention the collision signal comprises a binary signal.
Dies heißt insbesondere, dass dem Kollisionssignal ausschließlich zu entnehmen ist, ob ein Hindernis im Öffnungsbereich vorliegt, also mithin die Gefahr eines Einklemmens des Gegenstandes während einer Schließ- oder Öffnungsbewegung des Schließmechanismus gegeben ist, oder ob der Öffnungsbereich frei von Hindernissen ist.This is called in particular, that the collision signal exclusively to It can be seen whether there is an obstacle in the opening area, ie thus the risk of pinching the object during a closing or opening movement of the locking mechanism is given, or whether the opening area is free of obstacles.
Dann, wenn das Kollisionssignal einen Gegenstand im Öffnungsbereich signalisiert, kann insbesondere die Schließbewegung des bewegbaren Verstellelementes gestoppt oder invertiert werden. Weist das Kollisionssignal darauf hin, dass sich ein Gegenstand im Öffnungsbereich des bewegbaren Verstellelementes befindet, kann so in vorteilhafter Weise ein Einklemmen eines Gegenstandes im bewegbaren Verstellelement bzw. zwischen einem bewegbaren Verstellelement und einem Festelement vermieden werden.Then, when the collision signal signals an object in the opening area, especially the closing movement the movable adjusting stopped or inverted. has the collision signal indicates that an object is in the opening area the movable adjusting element is located, can so in an advantageous manner a pinching of an object in the movable adjusting element or between a movable adjusting element and a fixed element avoided become.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Kollisionssignal mindestens eine der folgenden Informationen:
- – Wahrscheinlichkeit eines vorliegenden Gegenstandes im Öffnungsbereich;
- – Zuordnung des Gegenstandes zu einem Messfühler;
- – Eindringgeschwindigkeit des Gegenstandes.
- - probability of a present object in the opening area;
- - Assignment of the object to a sensor;
- - Penetration speed of the object.
Anhand dieser Informationen des Kollisionssignals kann entschieden werden, wie weiter zu verfahren ist. Beispielsweise kann je nach Wahrscheinlichkeit eines vorliegenden Gegenstandes im Öffnungsbereich die Schließ- oder Öffnungsbewegung in unterschiedlichem Maße verlangsamt werden. Ebenso kann die Richtung, aus der sich der Gegenstand nähert, identifiziert und ggf. mit weiteren Überwachungsmitteln überprüft werden. Die Eindringgeschwindigkeit lässt sich anhand der Änderung der Steigung eines der elektrischen Signale ermitteln, so dass auch hier passende, vorbestimmte, unterschiedliche Kollisionsvermeidungsstrategien zum Einsatz gelangen können.Based this information of the collision signal can be decided how to proceed further. For example, depending on the probability a present article in the opening area the closing or opening movement in different dimensions be slowed down. Likewise, the direction that makes up the object approaches, be identified and possibly checked with further monitoring means. The penetration rate leaves based on the change determine the slope of one of the electrical signals, so too appropriate, predetermined, different collision avoidance strategies here can be used.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst das erste elektrische Signal eine Eigenschaft in einem ersten sensitiven Bereich und das zweite elektrische Signal in einer Eigenschaft in einem zweiten sensitiven Bereich, wobei die sensitiven Bereiche einander zumindest in einem Teilbereich überlappen.According to one further advantageous embodiment of the method according to the invention the first electrical signal detects a property in a first one sensitive area and the second electrical signal in one property in a second sensitive area, the sensitive areas being one another overlap at least in a subarea.
Die Überlappung der sensitiven Bereiche schafft eine höhere Verfahrenssicherheit, da durch Änderung der Umwelteinflüsse die Sensoren und insbesondere deren sensitive Bereiche einer gewissen Schwankung unterliegen. So führt ein genügend großer Überlappungsbereich zumindest in einem Teilbereich der sensitiven Bereiche dazu, dass selbst dann, wenn die sensitiven Bereiche aufgrund beispielsweise von Umwelteinflüssen kleiner werden, nach wie vor gewährleistet ist, dass das gesamte Verstellelement während einer Öffnung oder Schließbewegung überwacht wird. Insbesondere ist es vor diesem Hintergrund auch möglich, dass der überlappende Teilbereich relativ groß gewählt wird. Weiterhin können so in vorteilhafter Weise Messfühler auf zwei Seiten einer Achse des Verstellelementes ausgebildet werden, beispielsweise beidseits einer Längsachse eines Kofferraumdeckels oder einer Heckklappe. Auf diese Weise kann ermittelt werden, von welcher Seite des Verstellelementes her ein Gegenstand in den Öffnungsbereich eindringt.The overlap of the sensitive areas creates a higher degree of process reliability, since the sensors and in particular their sensitive areas have a certain degree of change due to the environmental influences Subject to fluctuation. Thus, a sufficiently large overlap region, at least in a partial region of the sensitive regions, leads to the fact that even if the sensitive regions become smaller due to, for example, environmental influences, it is still ensured that the entire adjusting element is monitored during an opening or closing movement. In particular, it is also possible against this background that the overlapping partial area is chosen to be relatively large. Furthermore, sensors can thus be advantageously formed on two sides of an axis of the adjusting element, for example on both sides of a longitudinal axis of a boot lid or tailgate. In this way, it can be determined from which side of the adjustment element an object penetrates into the opening area.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erkennen eines Gegenstandes im Öffnungsbereich eines bewegbaren Verstellelementes vorgeschlagen, welche mindestens einen ersten Messfühler und einen zweiten Messfühler umfasst, wobei der erste Messfühler ein erstes elektrisches Signal und der zweite Messfühler ein zweites elektrisches Signal erzeugt. Die elektrischen Signale sind abhängig von einer Eigenschaft zumindest eines Teils des Öffnungsbereichs. Erfindungsgemäß ist eine Vergleichseinheit ausgebildet, die in Abhängigkeit von einem Vergleich des Verlaufs des ersten elektrischen Signals mit dem Verlauf des zweiten elektrischen Signals ein Kollisionssignal bereitstellt, anhand dessen erkennbar ist, ob ein Gegenstand im Öffnungsbereich vorliegt.According to one Another aspect of the invention is an apparatus for detecting an object in the opening area proposed a movable adjusting element, which at least a first sensor and a second sensor includes, wherein the first sensor a first electrical signal and the second sensor generates second electrical signal. The electrical signals are dependent a property of at least a part of the opening area. According to the invention is a Comparative unit formed depending on a comparison the course of the first electrical signal with the course of the second electrical signal provides a collision signal, based It can be seen whether an object is present in the opening area.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere in/an Kraftfahrzeugen wie beispielsweise Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Transportern eingesetzt werden. Insbesondere können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch folgende bewegbare Verstellelemente überwacht werden: Fensterscheiben, Cabriolet-Verdecke, Schiebetüren, Heckklappen, Kofferraumdeckel, Schiebedächer, Türen und/oder Motorhauben. Sämtliche Verstellelemente können elektrisch betätigt werden. Hierzu werden die Verstellelemente mittels eines Elektroantriebs bewegt, um so die Betätigung dieser Verstellelemente zu erleichtern oder zu ermöglichen.The inventive device In particular, in / on motor vehicles such as passenger cars, Lorries or vans are used. Especially can with the device according to the invention The following movable adjustment elements are also monitored: window panes, Convertible tops, sliding doors, tailgates, Trunk lid, sunroofs, Doors and / or Bonnets. All Adjustment elements can electrically operated become. For this purpose, the adjusting elements by means of an electric drive moved, so the actuation to facilitate or enable this adjustment.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt in einfacher Art und Weise eine Überwachung dieser Verstellelemente, um ein Einklemmen eines Gegenstandes im Verstellelement während des Schließens oder ein Anstoßen des Gegenstandes an das Verstellelement beim Öffnen zu verhindern. Diese Vorrichtung ist insbesondere geeignet, ein erfindungsgemäß beschriebenes Verfahren durchzuführen.The inventive device allows easy monitoring of these adjustment elements, to pinching an object in the adjustment during the Closing or an initiation of the object to prevent the adjustment when opening. These Device is particularly suitable, an inventively described Perform procedure.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Messfühler Sensoren, die mindestens einen der folgenden Vorgänge erfassen:
- – Berühren des Sensors durch einen Gegenstand und
- – Annäherung eines Gegenstandes an den Sensor.
- - Touching the sensor through an object and
- - Approach of an object to the sensor.
Solche Sensoren sind insbesondere geeignet, ein Einklemmen eines Gegenstandes im Verstellelement wirksam zu unterbinden. Insbesondere bevorzugt ist hierbei der Einsatz von Sensoren, die eine Annäherung eines Gegenstandes an den Sensor erfassen. Dies verhindert in vorteilhafter Weise das Einklemmen von Gegenständen im Verstellelement zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Beschädigung des Gegenstandes oder sogar eine Verletzung einer entsprechenden Person noch wirksam verhindert werden kann.Such Sensors are particularly suitable, pinching an object to effectively prevent in the adjustment. Especially preferred Here is the use of sensors that approximate a Detect object to the sensor. This prevents in an advantageous manner Way pinching objects in the adjustment at a time when the damage to the object or even a violation of a relevant person is still effective can be prevented.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Messfühler mindestens einen der folgenden Sensoren:
- – einen kapazitiven Sensor und
- – einen induktiven Sensor.
- - a capacitive sensor and
- - an inductive sensor.
Kapazitive und induktive Sensoren haben sich in besonders vorteilhafter Weise als zuverlässige Berührungs- und/oder Annäherungssensoren herausgestellt. Diese Sensoren sind einfach zu verwirklichen und in einfacher Weise zu betreiben. Insbesondere haben diese Sensoren Vorteile im Vergleich beispielsweise zu optischen Sensoren, da ein Vergleich des Verlaufs der elektrischen Signale, die ein kapazitiver und/oder induktiver Sensor abgibt, in einfacher Weise möglich ist, so dass in vorteilhafter Weise schnell ein Einklemmen oder die Gefahr eines Einklemmens registriert wird und Gegenmaßnahmen wie beispielsweise ein Stoppen der Schließbewegung oder eine Invertierung der Schließ- oder Öffnungsbewegung herbeigeführt werden können.capacitive and inductive sensors have in a particularly advantageous manner as reliable contact- and / or proximity sensors exposed. These sensors are easy to implement and to operate in a simple manner. In particular, these sensors have Advantages in comparison, for example, to optical sensors, as a Comparison of the course of electrical signals, which is a capacitive and / or inductive sensor, is possible in a simple manner, so that advantageously a quick pinching or danger a pinching is registered and countermeasures such as stopping the closing movement or an inversion of the closing or opening movement are brought about can.
Unter einer „Eigenschaft des Öffnungsbereichs" im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine Eigenschaft verstanden, die mindestens eine der folgenden elektrischen Größen umfasst:
- – eine elektrische Kapazität und
- – eine elektrische Induktivität.
- - an electrical capacity and
- - an electrical inductance.
Sofern die elektrische Kapazität betrachtet wird, kann insbesondere ein kapazitiver Sensor vorliegen, welcher sensitiv auf die Annäherung oder die Berührung eines Gegenstandes ist. Ein solcher kapazitiver Sensor umfasst eine Elektrode, die Teil eines Kondensators ist, dessen weitere Elektrode durch den sich nähernden Gegenstand gegeben ist. Der sich nähernde Gegenstand wird somit als „auf elektrischer Masse liegende" Elektrode verstanden. Die Kapazität dieses Kondensators ist abhängig vom Abstand d zwischen dem Gegenstand und der Elektrode. Insbesondere liegt eine invers proportionale Beziehung zwischen Abstand und Kapazität vor. Die Kapazität dieses Kondensators ist auf verschiedene Arten messbar, insbesondere durch Ausbildung eines Schwingkreises, in den der Kondensator eingebunden ist, und Bestimmung der Resonanzfrequenz dieses Schwingkreises; oder auch über die Verwendung eines Referenzkondensators, dessen Auflade- oder Entladezeit bestimmt wird.If the electrical capacitance is considered, there may in particular be a capacitive sensor which is sensitive to the approach or contact of an object. Such a capacitive sensor comprises an electrode which is part of a capacitor whose further electrode is given by the approaching object. The approaching object is thus understood as an "electrode lying on electrical ground." The capacitance of this capacitor depends on Distance d between the object and the electrode. In particular, there is an inversely proportional relationship between distance and capacitance. The capacitance of this capacitor can be measured in various ways, in particular by forming a resonant circuit in which the capacitor is integrated, and determining the resonant frequency of this resonant circuit; or via the use of a reference capacitor whose charging or discharging time is determined.
Im Falle der Überwachung einer elektrischen Induktivität, liegt ein induktiver Sensor vor, welcher darauf beruht, dass sich die Induktivität einer Spule in Abhängigkeit von beispielsweise der magnetischen Permeabilität ändert. Wird somit ein Gegenstand mit einer magnetischen Permeabilität in den sensitiven Bereich einer Spule, insbesondere einer Oberflächenspule, gebracht, so verändert sich die Induktivität der Spule. Die geänderte Induktivität der Spule kann insbesondere mittels eines Schwingkreises bestimmt werden, da die Spule als Teil eines Schwingkreises dessen Frequenz mitbestimmt. Insbesondere können also eine Auswertungseinheit mit entsprechenden Komponenten (wie zum Beispiel einem elektrischen Widerstand und einer elektrischen Kapazität) ausgebildet sein. Weitere Möglichkeiten, die Induktivität dieser Spule zu bestimmen, sind erfindungsgemäß möglich.in the Trap of surveillance an electrical inductance, is an inductive sensor, which is based on that the inductance a coil in dependence of, for example, the magnetic permeability changes. Becomes an object with a magnetic permeability in the sensitive area a coil, in particular a surface coil, brought so changes the inductance the coil. The changed inductance the coil can be determined in particular by means of a resonant circuit be because the coil as part of a resonant circuit whose frequency influenced. In particular, you can So an evaluation unit with appropriate components (such for example, an electrical resistance and an electrical Capacity) be educated. More options, the inductance To determine this coil are possible according to the invention.
Im Hinblick auf die Vergleichseinheit ist unter Umständen vorteilhaft, wenn diese geeignet ist, aus den jeweils eine Mehrzahl von Messwerten umfassenden elektrischen Signalen einen ersten Wert des ersten elektrischen Signals und einen zweiten Wert des zweiten elektrischen Signals miteinander zu vergleichen, wobei die Werte jeweils einem Zeitpunkt zuordenbare Messwerte umfassen.in the Regard to the comparison unit may be advantageous, if this is suitable, from each of a plurality of measured values comprehensive electrical signals have a first value of the first electrical Signal and a second value of the second electrical signal to compare with each other, the values each assignable to a time Measurements include.
Hierzu umfasst die Vergleichseinheit insbesondere Komparatoren, die einen Vergleich der beiden Signale miteinander vornehmen können. Insbesondere wird unter „einem Zeitpunkt zuordenbare Messwerte" verstanden, dass jeweils aktuelle Messwerte der elektrischen Signale miteinander verglichen werden.For this In particular, the comparison unit comprises comparators which have a Comparison of the two signals can do together. Especially is under "one Time assignable readings " each current measured values of the electrical signals with each other be compared.
Vorteilhafterweise ist die Vergleichseinheit auch geeignet, aus den jeweils eine Mehrzahl von Messwerten umfassenden elektrischen Signalen einen ersten Wert des ersten elektrischen Signals und einen zweiten Wert des zweiten elektrischen Signals miteinander zu vergleichen, wobei die Werte jeweils mindestens zwei Zeitpunkten zuordenbare Messwerte umfassen.advantageously, the comparison unit is also suitable, from the respective one plurality of measured values comprising electrical signals a first value of the first electrical signal and a second value of the second electrical signal to each other, taking the values each comprise at least two times assignable measured values.
Hierbei werden Werte gebildet, die mehrere Messwerte umfassen. Das heißt beispielsweise, dass ein Mittelwert mehrerer, bevorzugt zeitnah beieinander liegender, Messwerte gebildet wird, um so beispielsweise ein Rauschen des ersten und/oder des zweiten elektrischen Signals zu dämpfen. Hierbei können insbesondere nicht nur lineare Glättungen vorgenommen werden, sondern übliche Dämpfungsverfahren zur Anwendung kommen. Weiterhin ist es möglich, aus mehreren Zeitpunkten zuordenbare Messwerte eine Steigung zu bestimmen und diese Steigung zum Vergleich heranzuziehen. Hierbei können einerseits lineare Ansätze aber auch Ansätze höherer Ordnung zugrunde gelegt werden.in this connection Values are formed which comprise several measured values. That means, for example, that an average of several, preferably close to each other, Measured values is formed, for example, a noise of the first and / or the second electrical signal. This can in particular not just linear smoothing be made, but usual attenuation method come into use. Furthermore, it is possible from several points in time assignable readings to determine a slope and this slope to use for comparison. On the one hand, linear approaches can do so also approaches higher Order to be taken as a basis.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Mittel zum Differenzieren des Verlaufs des ersten und/oder des zweiten elektrischen Signals ausgebildet.According to one further advantageous embodiment of the device according to the invention are means for differentiating the course of the first and / or formed of the second electrical signal.
So kann direkt beispielsweise durch einen Differenzierer die jeweils aktuelle Steigung des ersten elektrischen Signals und/oder des zweiten elektrischen Signals ausgewertet werden.So can directly, for example, by a differentiator each current slope of the first electrical signal and / or the second electrical signal are evaluated.
Besonders vorteilhaft ist auch eine Vorrichtung, bei der die Vergleichseinheit so ausgebildet ist, dass nicht nur die Steigung, sondern auch ein Offset des ersten und/oder des zweiten elektrischen Signals Berücksichtigung finden.Especially Also advantageous is a device in which the comparison unit is designed so that not only the slope, but also a Offset of the first and / or the second electrical signal consideration Find.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Auswertemittel zur Auswertung der Verläufe des ersten und/oder des zweiten elektrischen Signals und/oder zur Auswertung der Ausgaben der Vergleichseinheit vorgesehen.According to one further advantageous embodiment of the device according to the invention are evaluation means for evaluating the courses of the first and / or the second electrical signal and / or to evaluate the outputs provided the comparison unit.
Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass die Auswertungsmittel so ausgebildet sind, dass mindestens eine der folgenden Informationen erhalten werden:
- – Wahrscheinlichkeit eines vorliegenden Gegenstandes im Öffnungsbereich;
- – Zuordnung des Gegenstandes zu einem Messfühler; und
- – Eindringgeschwindigkeit des Gegenstandes in den Öffnungsbereich.
- - probability of a present object in the opening area;
- - Assignment of the object to a sensor; and
- - Penetration speed of the object in the opening area.
Weiterhin ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, dass die Auswertungsmittel diese Informationen zumindest teilweise in das Kollisionssignal implementieren. Das bedeutet insbesondere, dass dem Kollisionssignal wenigstens eine der vorstehenden Informationen zumindest teilweise zu entnehmen sind.Farther In this context, it is preferable that the evaluation means at least partially implement this information into the collision signal. This means in particular that the collision signal at least to extract at least part of the above information are.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die Messfühler jeweils einen sensitiven Bereich auf und die Messfühler sind so ausgebildet, dass sich diese sensitiven Bereiche zumindest in einem Teilbereich überlappen.According to one another preferred embodiment of the device according to the invention assign the sensors each have a sensitive area and the probes are designed so that these sensitive areas at least in overlap a subarea.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches mindestens ein bewegbares Verstellelement umfasst, bei welchem der Öffnungsbereich des Verstellelementes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überwacht wird und/oder welches eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst.According to one Another aspect of the invention proposes a motor vehicle which comprises at least one movable adjusting element, in which the opening area the adjusting element monitored by the method according to the invention is and / or which comprises a device according to the invention.
Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass das Verstellelement während der Schließ- oder Öffnungsbewegung eine Bewegung durchführt, die eine Bewegungsrichtung oder eine Bewegungsebene definiert, wobei Messfühler beidseits der durch einen Mittelpunkt des Verstellelementes führenden Bewegungsrichtung oder -ebene ausgebildet sind.Especially it is preferred in this context that the adjustment while the closing or opening movement makes a move, which defines a direction of movement or a plane of movement, wherein probe on both sides of the leading through a center of the adjusting element Movement direction or plane are formed.
Beispielsweise können so Messfühler beidseits einer Mittelachse der Heckklappe ausgebildet sein, so dass ein einseitiges Einklemmen eines Gegenstandes beim Schließen der Kofferraumklappe in vorteilhafter Weise erkannt werden kann. Durch ein solches Erkennen einer einseitigen Einklemmung kann insbesondere eine Beschädigung des Verstellelementes wirksam vermieden werden, da geeignete Gegenmaßnahmen getroffen werden können, wenn das Eindringen des Gegenstandes einem bestimmten Sensor und damit einem bestimmten Teilbereich des Verstellelementes zuordenbar ist.For example can so probe be formed on both sides of a central axis of the tailgate, so that a one-sided pinching an object when closing the Boot lid can be detected in an advantageous manner. By such a recognition of a one-sided entrapment can in particular a damage the adjustment be effectively avoided, as appropriate countermeasures can be taken if the intrusion of the object is a particular sensor and so that a certain portion of the adjustment can be assigned is.
Die oben für das erfindungsgemäße Verfahren offenbarten Details und Vorteile sind auf die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertrag- und anwendbar. Gleiches gilt auch für im Rahmen der erfindungs gemäßen Vorrichtung oder des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs offenbarten Vorteile und Details, die auf das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung übertrag- und anwendbar sind.The above for the inventive method disclosed details and advantages are on the device according to the invention and the motor vehicle according to the invention and applicable. The same applies to the device according to the Invention or the motor vehicle according to the invention disclosed advantages and details related to the inventive method and the motor vehicle according to the invention or the device according to the invention are transferable and applicable.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:in the Following, the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The invention is not limited to the exemplary embodiments shown. It demonstrate:
Unter
einem Gegenstand
In
vorteilhafter Weise kann auch die Position des Verstellelements
aus den elektrischen Signalen
Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
erlaubt in vorteilhafter Weise die Realisierung eines Einklemmschutzes bei
elektromotorisch bewegten Verstellelementen
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Kofferraumdeckeltrunk lid
- 33
- Gelenkarmarticulated arm
- 44
- Aufpunktreference point
- 55
- Motorengine
- 66
- Getriebetransmission
- 77
- Pfeilarrow
- 88th
- Karosseriebody
- 99
- Öffnungsbereichopening area
- 1010
- KofferraumdeckelkanteTrunk lid edge
- 1111
- Karosseriekantebody trim
- 1212
- erster Messfühlerfirst probe
- 1313
- zweiter Messfühlersecond probe
- 1414
- erstes elektrisches Signalfirst electrical signal
- 1515
- zweites elektrisches Signalsecond electrical signal
- 1616
- Differenzsignaldifference signal
- 1717
- Peakpeak
- 1818
- Grenzwertlimit
- 1919
- Messwertreading
- 2020
- Wertvalue
- 2121
- Heckklappetailgate
- 2222
- erstes Messfühlerpaarfirst Probe pair
- 2323
- zweites Messfühlerpaarsecond Probe pair
- 2424
- Bewegungsebenemovement plane
- 2525
- Gegenstandobject
- 2626
- Vergleichseinheitcomparing unit
- 2727
- Kollisionssignalcollision signal
- 2828
- Mittel zum Differenzierenmedium to differentiate
- 2929
- Auswertungsmittelevaluating means
- tp t p
- Zeitpunkt des Peakstime of the peak
- tf t f
- Zeitpunkt des Unterschreitens des Grenzwertestime falling below the limit
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