DE102006052004B4 - Method for monitoring an area with risk of entrapment and anti-trap device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Überwachung eines Bereiches (A, B, C, D) mit mindestens zwei zueinander unter Einklemmgefahr beweglichen Teilen (3, 5, 6, 7, 8),
wobei der Überwachungsbereich (A, B, C, D) mit einem elektromagnetischen Wellenfeld (16) aufgebaut wird, das durch mindestens einen Sender (12) erzeugt und von mindestens einem Empfänger (12) in Form von Reflexionen oder Rückstreuungen zur Detektion einer teilweisen Abschattung durch einen eindringenden Gegenstand teilweise aufgenommen wird,
wobei auf den beweglichen Teilen (3, 5, 6, 7, 8) mindestens ein Transponder (13) angeordnet ist, der die Energie des elektromagnetischen Wellenfeldes von dem Sender teilweise in den Empfänger umlenkt.Method for monitoring a region (A, B, C, D) having at least two parts (3, 5, 6, 7, 8) which can be moved under the risk of entrapment,
wherein the surveillance area (A, B, C, D) is constructed with an electromagnetic wave field (16) generated by at least one transmitter (12) and by at least one receiver (12) in the form of reflections or backscatters to detect partial shadowing partially absorbed by an intruding object,
wherein on the movable parts (3, 5, 6, 7, 8) at least one transponder (13) is arranged, which deflects the energy of the electromagnetic wave field from the transmitter partially into the receiver.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Bereiches mit mindestens zwei zueinander unter Einklemmgefahr beweglichen Teilen sowie eine Einklemmschutzvorrichtung.The The present invention relates to a method of monitoring an area with at least two to each other under Einklemmgefahr moving parts and a anti-trap device.
Aus
der
Ferner
ist aus der
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung der eingangs genannten Art zum noch sichereren Erfassen einer Einklemmsituation unter Verein fachung des Aufbaues weiterzubilden, das für Wasser- und/oder Straßenfahrzeuge einsetzbar ist.task The present invention is a method and a corresponding Device of the type mentioned for even safer detection to develop a trapping situation under the simplification of the structure, that for Water and / or road vehicles can be used.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche jeweils gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.These Task is characterized by the features of the independent claims respectively solved. Advantageous developments are the subject of the respective subclaims.
Erfindungsgemäß zeichnet sich ein Verfahren zur Überwachung eines Bereiches mit mindestens zwei zueinander unter Einklemmgefahr beweglichen Teilen dadurch aus, dass der Bereich nach Art eines Vorhangs durch ein elektromagnetisches Feld überspannt wird, das durch mindestens einen Sender erzeugt und von mindestens einem Empfänger zur Detektion einer Dämpfung und/oder Abschattung teilweise aufgenommen wird. Die Verwendung elektronmagnetischer Strahlung bzw. der Einsatz von Mirkowellentechnik bietet gegenüber anderen Sensorsystemen den Vorteil einer hohen Reaktionsgeschwindigkeit. Eine aufwändige Bildverarbeitung, wie sie beispielsweise bekannte optische Kamera- bzw. Überwachungssysteme voraussetzten, entfällt.According to the invention, a method for monitoring an area having at least two parts which can be trapped under one another is characterized in that the area is covered in the manner of a curtain by an electromagnetic field generated by at least one transmitter and by at least one receiver for detecting attenuation and / or shading is partially absorbed. The use of elek Tronmagnetischer radiation or the use of micro wave technology offers over other sensor systems the advantage of a high reaction rate. A complex image processing, as required, for example, known optical camera or surveillance systems, is eliminated.
Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Einklemmschutzvorrichtung dadurch aus, dass zwischen mindestens zwei Kantenbereichen eines zu überwachenden Bereiches eine Art von Vorhang aufgespannt ist, der den Bereich im Wesentlichen überspannt, wobei dieser Vorhang als elektromagnetisches Feld ausgebildet ist, der mindestens einen Empfänger und mindestens einen Sender zur Detektion einer Dämpfung und/oder Abschattung aufweist. Durch speziell geformte Antennen ist es möglich, den Detektionsbereich zu bündeln und so zu formen, dass potentielle Gefahrenstellen insbesondere auch bei komplexen Bewegungsabläufen mit sich verändernden Einklemmstellen fortlaufend überwacht werden.Accordingly a pinching protection device according to the invention is characterized characterized in that between at least two edge regions of a to be monitored A kind of curtain is stretched across the area essentially overstretched, this curtain being designed as an electromagnetic field, the at least one recipient and at least one transmitter for detecting an attenuation and / or Shadowing has. By specially shaped antennas, it is possible to To bundle detection area and in such a way that potential danger spots in particular also in complex movements with changing Pinch points continuously monitored become.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist in dem elektromagnetischen Feld mindestens ein
Reflektor vorgesehen. Durch diesen Reflektor wird die Energie des
elektromagnetischen Feldes in einem Ausführungsbeispiel umgelenkt und/oder
so gewandelt, dass eine umgelenkte Strahlung einem jeweiligen Reflektor
eindeutig zugeordnet werden kann. Hierzu werden vorzugsweise sog. Back-Scatter-Filter
oder ähnliche
Vorrichtungen eingesetzt, wie sie als passiv wirkende Modulatoren
in Form von Oberflächenwellen-Elementen
aus anderen Bereichen der Technik bekannt sind, wie u. a. aus der
Vorzugsweise wird ein erfindungsgemäßes System in einem Frequenzbereich betrieben, in dem ein Einbringen eines zusätzlichen Dielektrikums eine messbare Verstimmung insbesondere im Bereich des Transponders hervorruft. Bei einer relativen Dielektrizitätszahl εr von Wasser von 74, Blut von 63, Fettgewebe von 10 bis 15 bei einer Messfrequenz im UHF-Bereich von ca. 900 MHz kann eine in einen Überwachungsbereich eingeführte menschliche Hand damit sicher erkannt werden.Preferably, a system according to the invention is operated in a frequency range in which an introduction of an additional dielectric causes a measurable detuning, in particular in the region of the transponder. With a relative permittivity ε r of water of 74, blood of 63, adipose tissue of 10 to 15 at a measurement frequency in the UHF range of about 900 MHz, a human hand introduced into a monitoring area can thus be reliably detected.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Reflektor selber als aktiver Transponder ausgebildet, der mit dem mindestens einen Sender zusammenwirkt. Insbesondere wird der aktive Transponder durch den Sender zur Schonung der im Transponder nur beschränkt verfügbaren elektrischen Energie eingeschaltet bzw. aktiviert, d. h. aus einem nur geringe Energiemengen verbrauchenden Schlafzustand aufgeweckt.In an embodiment invention, the reflector itself is designed as an active transponder, which cooperates with the at least one transmitter. Especially the active transponder is protected by the transmitter to protect the transponder only limited available switched on or activated electrical energy, d. H. from a Waking up only a small amount of energy consuming sleep state.
Vorzugsweise
ist mindestens eine Scheibe oder transparente Außenfläche als passiver Reflektor
oder aktiver Transponder ausgebildet. Für den Rundfunk- und Mobilfunkempfang
ist aus verschiedenen Druckschriften bekannt, dass beispielsweise eine
Heckscheibenheizung auch als Antenne genutzt wird. Aus der
In einer wesentlichen Weiterbildung der Erfindung wird durch definiertes Auftreten unterscheidbarer Funkkontakte ein Tracking bzw. ein Verfolgen eines Bewegungsauflaufes insbesondere beim Bewegen von Verdeck-/Dachteilen realisiert. Dabei bleibt die Funktion eines Einklemmschutzes vollständig erhalten.In an essential development of the invention is defined by Occurrence of distinguishable radio contacts tracking or tracking one Movement casserole, especially when moving hood and roof parts realized. The function of a pinch protection is completely preserved.
Vorzugsweise wird in dem elektromagnetisches Feld mindestens ein Funk-Verschlüsselungsverfahren eingesetzt, um ein Gesamtsystem gegen unabsichtliche oder aber gewollte Störungen durch Funkwellen zu schützen. So können aus elektromagnetischen Schlüssel-Schloss-Systemen und anderen eine Zugangsberechtigung abfragenden Systemen bekannte Ansätze auch in einem erfindungsgemäßen Verfahren integriert werden.Preferably At least one radio encryption method will be used in the electromagnetic field used to be a total system against unintentional or intentional disorders protected by radio waves. So can from electromagnetic key lock systems and other known access requesting systems approaches also in a method according to the invention to get integrated.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung zur Nennung weiterer Vorteile und Eigenheiten weiter beschrieben. Es zeigen in skizzierter Form:following becomes an embodiment of a Device according to the invention with reference to the figures of the drawing for naming another Advantages and peculiarities further described. It show in sketched Shape:
Nachfolgend werden über die zu beschreibenden Abbildungen hinweg für gleiche Elemente sowie Elemente gleicher Funktion auch einheitlich gleiche Bezeichnungen gewählt.following be over the mappings to be described for the same elements as well as elements the same function also uniformly same names selected.
In
einem prinzipiell bekannten Dachsystem in Form eines mehrteiligen
Klapp-Dachs
Ein
Dachsystem
Bei
noch höherfrequent
arbeitenden Systemen wird in einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform
zur Bündelung
der Strahlung und zur Formung der Strahlungscharakteristik der beteiligten
Antenne, also zur Optimierung des Sensorvorhanges, zusätzlich eine
Art Mikrowellenlinse, z. B. aus PTFE bzw. Teflon oder anderen Kunststoffen
eingesetzt. Diese kann je nach Ausführungsform auch als äußerste Schicht
der an den Dachelementen eingesetzten Systeme bzw. Bauteile des
Gesamtsystems
In
der angedeuteten Weise wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel angestrebt,
dass sende- und/oder empfangsfähige
bzw. mikrowellenempfindliche Bauelemente in einem zwei oder mehr
Komponenten umfassenden Dichtungsprofil oder -teil integriert und
von Transponder
An
der Dachspitze des Dachelementes
In
der Abbildung von
Die
Sende- und Empfangseinheit bzw. TxRx Unit
Das Auslesen der Transponder wird unter Verwendung eines Anti-Kollisionsverfahrens durchgeführt, wie z. B. Zeitmultiplex bzw. Time division multiple access TDMA. Aus dem Bereich der Computernetze entlehnt, wird in einer Ausführungsform der Erfindung zudem das sog. ALOHA-Protokoll eingesetzt. Hierbei handelt es sich um ein stochastisches Zugriffsverfahren in einem Netz ohne Kanalabtastung. Ferner kann ein Tree walking-Verfahren eingesetzt werden, ein bei der Radio Frequency Identification RFID auf der Luftschnittstelle eingesetztes Anti-Kollisions-Verfahren für die Pulkerfassung einer Vielzahl von Transpondern, das nach dem Funktionsprinzip des sog. binären Baums arbeitet. Hierbei fragt ein Lesegerät bzw. eine Sende- und Empfangseinheit den Adressraum der Transponder-Identifikationsnummern ab. Bei der Suche wird der Adressraum immer weiter verengt, bis letztendlich nur noch ein bestimmter Transponder antwortet. Damit kann eine Vielzahl von Transpondern selektiv auf Abschattungen untersucht werden, um Einklemmgefährdungen zu erkennen.The Reading the transponder is done using an anti-collision method carried out, such as B. Time division multiple access TDMA. Derived from the field of computer networks, in one embodiment the invention also used the so-called. ALOHA protocol. in this connection it is a stochastic access procedure in one Network without channel scan. Furthermore, a tree walking method can be used be one at Radio Frequency Identification RFID on the Air interface used anti-collision method for bulk detection a multitude of transponders, which function according to the principle of so-called binary Baum's works. This asks a reader or a transmitting and receiving unit the address space of the transponder identification numbers from. In the search, the address space is narrowed further until ultimately only a specific transponder responds. In order to For example, a variety of transponders can be selectively examined for shadowing to prevent pinching detect.
Das
Blockschaltbild einer Einklemmschutzvorrichtung von
Während eines Bewegungsablaufs, also nach Aktivierung des Funksystems, wird die Sende- und Empfangsfrequenz einmal, mehrfach oder kontinuierlich geändert. Hierdurch werden störende Einflüsse minimiert und/oder das System sensibler gemacht, wobei das Verfahren in nicht weiter dargestellter Weise z. B. auch unter Verwendung mindestens eines integrierten Sensors temperaturabhängig zu führen ist, um prinzipielle Temperatureinflüsse ausgleichen zu können. Auch die Funktionen von Sender und Empfänger werden zyklisch getauscht.During one Movement, ie after activation of the radio system, the Send and receive frequency once, multiple or continuous changed. This will be disturbing influences minimized and / or made the system more sensitive, using the method in a manner not shown z. B. also using at least one integrated sensor is temperature-dependent, to fundamental temperature influences to be able to compensate. The functions of sender and receiver are also cyclically exchanged.
Die
Abbildungen der
Es wird in diesem Ausführungsbeispiel eine Mikrowellen-Sendefrequenz in einem HF oder UHF-Frequenzband und insbesondere auf eine Frequenz von > 13.56 MHz zurückgegriffen, so dass zuverlässig auf Störung durch Wasser- oder metallhaltige Objekte reagiert werden kann.It is in this embodiment a microwave transmission frequency in an RF or UHF frequency band and in particular to a frequency from> 13.56 MHz, so that reliable on error can be reacted by water or metal-containing objects.
In einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Einklemmschutzvorrichtung derart erweitert, dass von einem mobilen Kommunikationsgerät, insbesondere einem Mobiltelefon, aus Informationen zu dem insbesondere RFID basierten Einklemmschutz gesendet werden. Damit kann dieser Einklemmschutz in einer Weiterbildung auch abgefragt werden, vorzugsweise in Form einer automatischen Benachrichtigung und insbesondere dann, wenn mindestens einer der Transponder mit integrierten Mikro-/Nano-Sensoren zur Temperaturmessung und/oder Temperaturdifferenzmessungen zwischen Fahrzeuginnen- und -außenraum ausgestattet. Derartige automatische Benachrichtigungen sind insbesondere dann vorgesehen, wenn z. B. ein Systemfehler oder Beschädigungen an einem Bauteil oder Sensor vorliegen, oder weil z. B. die Dichtungen in einem Ausnahmefall z. B. im Winter so vereist sind, dass eine korrekte Funktion des Einklemmschutzes problematisch ist und die Einklemmschutzvorrichtung daher von dem System selbst außer Kraft gesetzt wurde.In a not further illustrated embodiment of the invention an anti-trap device extended so that of a mobile communication device, in particular a mobile phone, from information to the particular RFID based anti-trap protection will be sent. This can do this Pinching protection in a training also be queried, preferably in the form of an automatic notification and, in particular, if at least one of the transponders with integrated micro / nano sensors for temperature measurement and / or temperature difference measurements between Vehicle interior and -außenraum fitted. Such automatic notifications are in particular then provided if z. B. a system error or damage present on a component or sensor, or because z. B. the seals in an exceptional case z. B. are so iced in winter that a correct Function of the anti-trap is problematic and the anti-trap device therefore excluded from the system itself Force was set.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus der RFID-Technik bekannte Verfahren und Vorrichtungen für den Aufbau eines effektiven Einklemmschutzes mit einer Zielsetzung verwendet werden, die bekannten Anwendungen entgegengesetzt ist: Bei bekannten Situationen werden in einem ungestörten Zustand bzw. ohne Einklemmgefahr aus der RFID-Technik bekannte Störungen genutzt, um eine mögliche Einklemmsituation sehr frühzeitig zu erkennen. Dabei wird trotz Verwendung von HF- oder UHF-Frequenzen ein Nahfeld im Bereich von wenigen Zentimetern aufgebaut, das der Situation insbesondere einer metallischen Umgebung in einem bewegten Fahrzeugdach soweit gerecht wird, dass eine Erkennung einer möglichen Einklemmsituation sicher realisierbar ist.In summary it should be noted that in the context of the present invention RFID technology known methods and devices for the construction an effective anti-trap with an objective used which is contrary to known applications: In known Situations are in an undisturbed state or without risk of entrapment Disturbances known from RFID technology used to a possible Pinching situation very early to recognize. This is despite the use of RF or UHF frequencies built a near field in the range of a few centimeters, which is the Situation especially of a metallic environment in a moving Vehicle roof meets so far that a detection of a possible Einklemmsituation is certainly feasible.
Das Aufsetzen auf eine in der Praxis bewährte Technologie unter abgewandelten Randbedingungen ist für eine schnelle Umsetzung in der Produktion vorteilhaft, da auf bekannte Lösungen und Produkte am Markt zurückgegriffen werden kann. Bei den bekannten Lösungen ist sicher, dass Feuchtigkeit und Verschmutzung keinen Einfluss auf deren Funktionsfähigkeit haben, auch bei Langzeiteinsätzen nicht. Eine Temperaturbeständigkeit ist frequenzabhängig und damit im Bedarfsfall regelbar.The Based on a proven in practice technology under modified Boundary conditions is for a quick implementation in the production advantageous, since on well-known solutions and products used in the market can be. In the known solutions is sure that moisture and pollution have no effect on their functionality have, even with long-term use Not. A temperature resistance is frequency dependent and so that it can be regulated if necessary.
Die vergleichsweise einfache Applikation von Klebeetiketten als RFID-Tags kann weitere Kostenvorteile erschließen, wobei auch eine Verwendung passiver Transponder bzw. Reflektoren möglich ist, die also keine Energieversorgung brauchen und damit sehr langlebig sind. Es ist damit ein hoher Grad an Integrationsfreiheit und Designfreiheit bei erheblich erweiterter Funktionalität gegeben.The comparatively simple application of adhesive labels as RFID tags can unlock further cost benefits, including a use passive transponder or reflectors is possible, so no energy supply need and thus are very durable. It's a high grade Freedom of integration and design freedom at considerably extended functionality given.
Durch ein Sensorfeld im UHF-Bereich wird bei Relativbewegung insbesondere von Dachelementen eine Überwachung noch zuverlässiger. Eine TxRx-Einheit kann während der Verdeckbewegung nacheinander zu verschiedenen Tags Kontakt aufnehmen, also aktivieren und auslesen. Das heißt, dass nacheinander verschiedene Klemmstellen detektiert werden können. Eine TxRx-Einheit kann aber auch während der Verdeckbewegung gleichzeitig zu verschiedenen Tags Kontakt aufnehmen, also aktivieren und auslesen. Damit können auch gleichzeitig verschiedene Klemmstellen überwacht werden.By a sensor field in the UHF range is in particular relative movement roof elements a monitoring even more reliable. A TxRx unit can be used during contact the top movement one after the other to different tags, So activate and read. That is, successively different Terminal points can be detected. A TxRx unit can also during the movement of the hood simultaneously to contact different tags, so activate and read. With that you can also different terminal points are monitored simultaneously.
Es ist somit ein Ausbau zu einem intelligenten Sensorsystem auf Basis der vorliegenden Erfindung möglich. Die Reflektoren und damit verschiedene Verdeckstellen können individuell erkannt werden, da sie u. a. auch mit Intelligenz in einem IC ausgestattet sein können. Auch im Bereich von Scheiben können Reflektoren angeordnet werden, so dass bereits vorhandene Bauteile bei geringen zusätzlichen Integrationskosten mehrfach genutzt werden können, wobei diese Bauteile zudem einen größeren Abstand zu eventuell störenden Blechteilen aufweisen.It is thus possible to expand to an intelligent sensor system based on the present invention. The reflectors and thus different top positions can be recognized individually, since they can be equipped with intelligence in an IC, among other things. Reflectors can also be arranged in the area of panes so that existing components can be used several times at low additional integration costs nen, these components also have a greater distance to any interfering sheet metal parts.
Das vorliegende Konzept erkennt bereits das Vorhandensein von Körperteilen an den jeweiligen Klemmstellen und ist im Gegensatz zu den anderen Systemen nicht nur auf eine Bewegung angewiesen. Nur eine im Vergleich wesentlich aufwändigere Bildverarbeitung könnte das auch leisten, wobei ein vorstehend vorgestelltes Einklemmschutz-System hohe Datenübermittlungs- und damit auch hohe Reaktionsgeschwindigkeiten aufweist.The The present concept already recognizes the presence of body parts at the respective terminal points and is in contrast to the other systems not just rely on a movement. Only one in comparison essential more elaborate Image processing could that also afford, with an anti-pinch system presented above high data transmission and thus also has high reaction rates.
- 11
- Dachsystem/mehrteiliges Klapp-DachRoof System / multipart Folding roof
- 22
- Einklemmschutzvorrichtunganti-trap
- 33
- Dachelement/DachspitzeRoof element / rooftop
- 44
- Windlaufcowl
- 55
- Dachelementroof element
- 66
- Gestängelinkage
- 77
-
Stab-Element
des Gestänges
6 Rod element of the linkage6 - 88th
-
Stab-Element
des Gestänges
6 Rod element of the linkage6 - 99
- Dachelementroof element
- 1010
- Dichtungpoetry
- 1111
- Antenneantenna
- 1212
- Sende- und Empfängereinheit bzw. TxRx-UnitSend- and receiver unit or TxRx unit
- 1313
- Transpondertransponder
- 1414
- Körperteilbody part
- 1515
- Steuerungcontrol
- 1616
- elektromagnetisches Feld als Sensorvorhangelectromagnetic Field as sensor curtain
- 1717
- Richtkopplerdirectional coupler
- 1818
- Antenneantenna
- 1919
- Logiklogic
- 2020
- Heckscheiberear window
- AA
-
Bereich
zwischen Dachelement
4 und WindlaufArea between roof element4 and cowl - BB
-
Bereich
zwischen Dachelement
4 und Dachelement5 Area between roof element4 and roof element5 - CC
-
Bereich
zwischen Dachelement
5 und Gestänge6 Area between roof element5 and linkage6 - DD
-
Bereich
zwischen Stab-Elementen
7 ,8 Area between bar elements7 .8th - TxTx
- Sendeenergietransmission energy
- RxRx
- Empfangsleistungreceive power
- Rx'Rx '
- signalgeschwächte Empfangsleistung (Einklemmgefahr!)signal-weakened reception power (Of pinching!)
- εr ε r
- relative Elektrizitätszahlrelative electricity number
Claims (9)
Priority Applications (2)
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