DE10320987B4

DE10320987B4 - Quetschvermeidungs- und Eindringalarm für ein Fenster

Info

Publication number: DE10320987B4
Application number: DE10320987A
Authority: DE
Inventors: Anthony Farmington Hills Strzelczyk
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-05-10
Also published as: GB2396692B; US20040124972A1; DE10320987A1; GB0308927D0; GB2396692A

Abstract

Verfahren zum Reagieren auf ein physikalisches Hindernis einer Fahrzeugfensteröffnung, welche selektiv durch eine motorgetriebene Fensterscheibe bedeckt wird, umfassend:
Anordnen eines Lichtstrahlers neben der Fensterscheibe;
Anordnen eines Detektors neben der Fensterscheibe, um mindestens einen von dem Strahler ausgehenden Lichtleitungsweg durch die Scheibe zu definieren, wenn der Strahler erleuchtet ist;
Erfassen der Intensität des mindestens einen Lichtleitungswegs durch die Scheibe und Erzeugen eines Reaktionssignals, wenn sich die Intensität ändert, bei einem vorbestimmten Schwellenwert;
Steuern der Fensterscheibe auf Basis des Reaktionssignals, so daß die Richtung der Fensterscheibe umgekehrt wird, wenn sich das Fenster schließt, und Auslösen eines Alarms auf Basis des Reaktionssignals, wenn die Scheibe unbeweglich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und ein System zum Erfassen von Hindernissen, welches das Schließen eines Fensters verhindert, wenn ein Hindernis beim Schließen erfaßt wird, und einen Alarm auslöst, wenn ein Eindringvorgang durch ein offenes unbewegliches Fenster erfolgt.

Kraftfahrzeuge werden mit vielen Komfortoptionen versehen, wobei dies automatische Aufwärts-Fensterschließsysteme umfaßt. Derartige Systeme umfassen häufig einen Quetschschutz für Hindernisse, beispielsweise einen Arm oder Finger, welche in den Weg des sich schließenden Fensters gebracht werden können. Einige Systeme erfassen die Kraft der bzw. den Widerstand gegen die Bewegung des Fensters. Andere Systeme verwenden häufig Lichtstrahler und Detektoren, um das Hindernis durch Abschirmung bzw. Reflexion des Lichts bei dem Detektor zu erfassen. Derartige Beleuchtungssysteme können jedoch äußerst empfindlich für Umgebungs- und Verkehrsbeleuchtungsbedingungen sein, deren Störung die Verarbeitung verkompliziert, welche erfolgen muß, um zu bestimmen, ob ein Hindernis oder eine Umgebungsbeleuchtungsveränderung vorlag oder nicht.

Die Schwierigkeit, zu bestimmen, ob Lichtänderungen bei dem Detektor von einem Hindernis oder von Umgebungsbedingungen herrühren, verkompliziert häufig die Strahler- und Detektortypen, welche verwendet werden. Beispielsweise wurden mehrfache Strahlen, mehrfache Lichtwege und mehrfache Detektoren, beispielsweise segmentierte Detektoren, verwendet, um die Fähig keit des Systems zu verbessem, Behinderungen des Hindernistyps im Lichtweg von Umgebungslichtstörungen zu unterscheiden. Infolgedessen umfassen viele der früher bekannten Systeme hochkomplexe Detektoren und Lichtwege in den Fensteröffnungen. Ferner beeinträchtigen die erhöhte Komplexität der Lichtwege und Ablenkung die Lebensdauer der Systeme erheblich, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, welche Verkehrsbelastungen, Wetterbedingungen und ähnlichem ausgesetzt sind.

Ferner sind, obgleich zuvor bekannte Systeme die Arbeitsweise der Hinderniserfassung beim Schließen eines Fensters verbesserten, früher bekannte Hindernissysteme nicht gut geeignet, einen Eindringschutz zu gewährleisten, wenn sich das Fenster unbeweglich in einer offenen Position befindet. Stattdessen wurden andere Typen von Eindringalarmsystemen zusätzlich zu dem Hindernisertassungssystem in dem Fahrzeug verwendet und somit die Kosten und die Komplexität der Zusatzsysteme, welche in dem Fahrzeug untergebracht werden müssen, weiter erhöht.

Ein Verfahren zum Verhindern des Einklemmens eines Fremdkörpers in einer Fahrzeugfensteröffnung ist aus der DE 197 23 974 A1 bekannt. Dabei wird ein Lichtemitter innerhalb oder außerhalb einer Fensterscheibe im Holm einer Fahrzeugtür angeordnet. Der Lichtstrahl dieses Emitters wird mittels eines schnell rotierenden Spiegels in unterschiedlichen Winkeln über die gesamte Fensteröffnung abgelenkt, um ein Hindernis zu erfassen. Um ein gutes Signal zu erhalten, muss dabei vorzugsweise der scharf gebündelte Strahl eines Lasers verwendet werden. Abgesehen davon ist schon allein wegen des rotierenden Spiegels das Verfahren der DE 197 23 974 A1 zu aufwändig und störanfällig.

Ein weiteres System und Verfahren zum Erkennen von Hindernissen beim automatischen Schließen von Fahrzeugfenstern ist in der DE 42 26 134 C2 beschrieben. Dabei ist ein Lichtleiterkabel in der Türrahmendichtung einer Fensterscheibenöffnung angeordnet. Befindet sich in der Nähe des Lichtleiters ein Hindernis, insbesondere beim Schließen der Fensterscheibe, so ändert sich die durch den Lichtleiter übertragene Intensität. Nachteilig ist an dieser Vorrichtung jedoch, dass nur Hindernisse in unmittelbarer Nähe der Türrahmendichtung erkannt werden, und dass eine nennenswerte Intensitätsänderung erst dann auftritt, wenn das Hindernis die Türrahmendichtung und damit den Lichtleiter zusammendrückt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Verfahren und Systeme zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Hinderniserfassung.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Ansprüchen 1, 7 bzw. 10 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Fensterscheibe als Lichtleiter von einem Strahler zu dem Detektor.

Vorzugsweise werden der Strahler und der Detektor an der Unterkante einer Fensterscheibe angeordnet, so daß der Lichtleitungsweg durch das Fenster nach oben zu der Oberseite des Fensterrahmens verläuft und sodann eine Reflexion nach unten zu dem Detektor erfolgt. Die Reflexion kann durch eine reflektierende Beschichtung bzw. Dichtungsoberfläche verbessert werden, welche einen Rückweg durch den Lichtleitungsweg zu dem Detektor führt. Eine Verschiebung der Oberkante der Fensterscheibe von dem Fensterrahmen fort erzeugt eine Schwellenwertsänderung in dem Lichtweg und kann verwendet werden, um den Zustand eines offenen Fensters zu melden. Selbstverständlich kann eine andere Quelle zum Erfassen eines offenen Fensterzustands den Schwellenwertszustand auslösen. Das System liefert eine Reaktion auf den Schwellenwertszustand, beispielsweise wird der Lichtstrahler durch den Zustand geeignet betätigt, um den Detektor in die Lage zu versetzen, das Einführen eines Hindernisses bzw. einen Eindringvorgang durch die Öffnung zu verfolgen.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt, wenn das Fenster offen, jedoch unbeweglich ist, der aktivierte Detektor ein Ausgangssignal zu dem Signalprozessor; dieser empfängt ferner ein Eingangssignal, daß kein Signal zu der Fenstermotorsteuerung geleitet wird, und schaltet demgemäß ein Signal für einen Alarm ein. Der Alarm kann eine Sirene oder eine Fernsteuerungsübertragung zu einem Fernsteuerungsempfänger umfassen, um ein Signal zu dem Fahrzeugbesitzer zu schicken. Demgegenüber empfängt, wenn der Signalprozessor ein Signal zu der Fenstermotorsteuerung erfaßte, beispielsweise bei einem automatischen Fensterschließvorgang, der Signalprozessor ein Signal, daß die Fenstermotorsteuerung das Fenster in einer Schließrichtung betätigt und schaltet die Motorsteuerung derart, daß diese einen Betrieb des Motors in umgekehrter Richtung bewirkt oder den Betrieb des Motors beendet. Der Signalprozessor kann ein Eingangssignal von wechselnden Quellen emp fangen, welches aus der Fensterverschiebung oder dem Betrieb des Motors abgeleitet ist, um die Reaktion auszulösen, welche die Verschiebungsrichtung des Fensters umkehrt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs ist, welches das Schutzsystem der vorliegenden Erfindung verwendet; und
2 ein Blockschaltbild des Systems ist, welches in dem Fahrzeug von 1 aufgenommen ist.
In 1 ist zunächst das Kraftfahrzeug 10 dargestellt, welches mindestens ein, vorzugsweise jedoch sämtlich Fenster umfaßt, welches bzw. welche das System 20 zum Erfassen und Reagieren auf ein offenes Fenster 12, welches aus einer geschlossenen Position, in welcher sich die Oberkante des Fensters in Eingriff mit einer Dichtung 14 an dem Fensterrahmen 16 befindet, verschoben ist, umfaßt bzw. umfassen. Vorzugsweise umfaßt die Dichtung 14 eine reflektierende Oberfläche, beispielsweise eine reflektierende Beschichtung, neben der Kante der Scheibe 12. In einer Sensorvorrichtung 22 sind vorzugsweise ein optischer Strahler 24 und ein optischer Detektor 26 in einem einzigen Gehäuse untergebracht. Vorzugsweise ist das Gehäuse 22 an der Unterkante der Fensterscheibe 12 befestigt.
Wobei der Strahler auf die Kante 28 der Fensterscheibe gerichtet ist, so daß die Fensterscheibe einen Lichtleiter bildet, welcher Licht nach oben zu der Oberkante 28 leitet und nach unten zu dem Detektor 26 reflektiert, wenn dieses durch die Beschichtung 18 gelenkt wird. Der zweite Abschnitt des Lichtleitungswegs verläuft von der Oberkante 28 zu dem Detektor 26 in der Packung 22 an der Unterkante des Fensters 12.
Obgleich viele Strahlertypen bekannt sind, werden häufig Infrarotstrahler und -detektoren ausgewählt, da diese weniger durch Umgebungslichtbedingungen beeinflußt werden, als dies bei anderen Bereichen optischer Strahler der Fall ist, und diese können unter bestimmten Umständen zu bevorzugen sein. Der optische Detektor 26 ist vorzugsweise ein Typ, welcher zwischen kleinen Hindernissen bzw. Eindringvorgängen an der Oberkante des Fensters und großen Änderungen aufgrund der Bewegung des Fensters 12 von dem Rahmen 16 fort oder Umgebungslichtänderungen, Änderungen der Verkehrsbedingungen und ähnlichem, welche einen großen Abschnitt der Kante betreffen, unterscheidet. Gleichgültig, ob der Strahler 24 einfache oder mehrfache Wege zu dem Detektor 26 verwendet, und unabhängig von dem verwendeten Typ des Detektors 26 schickt der Sensor 22 ein Signal zu dem Signalprozessor 32 in dem Fahrzeug. Der Prozessor 32 kann ein spezieller Signalprozessor oder ein Prozessor sein, welcher zum Verarbeiten einer Anzahl von Funktionen, welche den Fensterbetrieb betreffen können, verwendet wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Strahler 24 betätigt, wenn ein Spalt 30 zwischen der Oberkante 28 des Fensters 12 und dem Rahmen 16 auftritt. Der Signalprozessor 32 empfängt ein Detektorausgangssignal 27 und bestimmt, ob das Ausgangssignal einen Schwellenwert erreicht. Beim Reagieren auf den Schwellenwert löst der Prozessor erfindungsgemäß eine Reaktion aus. Fährt die Fenstermotorsteuerung 34 das Fenster beispielsweise in Reaktion auf eine Betätigung eines Fenstersenkschalters nach unten, so braucht der Signalprozessor 32 keine Reaktion auf das Ausgangssignal des Detektors 26 auszulösen. Hat die Fenstermotorsteuerung 34 den Fenstermotor 36 in einer Richtung betätigt, welche das Fenster zu einer geschlossenen Position fährt, so kann eine Rückführung 38 von der Steuerung 34 bzw. alternativ von dem Fenstermotor 36 oder von der Antriebsvorrichtungsreaktion für den Motor 36 verwendet werden, um dem Prozessor 32 die Schließrichtung der Fensterverschiebung zu melden. Die Rückführung 38 ermöglicht es, daß Komparatoreingangssignale Schwellenwerte liefern, welche ein Hindernis in dem Spalt 30 gemäß Bestimmung durch das Eingangssignal von dem Sensor 22 melden. Bei Erfassung der Schwellenwertsbedingung erzeugt der Signalprozessor 32 ein Befehlssignal an die Fenstermotorsteuerung 34 und kann den Betrieb des Motors beenden, löst jedoch vorzugsweise einen umgekehrten Betrieb des Fenstermotors 36 aus.
Die Rückführung 38 liefert ferner eine Anzeige, daß die Fenstermotorsteuerung 34 keinen Fensterverschiebungsstrom für dem Motor 36 liefert. Alternativ kann der Signalprozessor 32 auf andere Signale reagieren, wie etwa das Zündung-Aus-Signal, welche anzeigen, daß das Fenster 12 unbeweglich ist. Dennoch kann, wenn die anderen Systeme in dem Fahrzeug deaktiviert sind, der Sensor 22 durch eine Rückführung aktiviert werden, wenn der Spalt 30 zwischen dem Fenster 12 und der Dichtung 14 entsteht. Dennoch wird, wenn ein Hindernis in dem Spalt 30 zwischen dem Fenster 12 und dem Rahmen 16 durch den Sensor 22 erfaßt wird, das Ausgangssignal 27 des Detektors 26 mit einem Schwellenwert verglichen, welcher einen hindernisfreien Zustand eines unbeweglichen Fensters repräsentiert. Bei Erfassung einer Signalstärke, welche den Schwellenwert überschreitet, löst der Signalprozessor 32 ein Alarmsignal aus, beispielsweise für eine zu betätigende Eindringalarmsirene.
Infolgedessen liefert die vorliegende Erfindung eine Anzeige, daß ein Eindringvorgang erfolgte, selbst wenn das Fensterbedienungssystem inaktiv ist. Infolgedessen kann das Fahrzeug verschlossen sein, wobei das Fenster zur Belüftung geöffnet ist, wobei der Eintritt eines Arms durch den Spalt 30 das System zum Auslösen eines Alarms aktiviert, wenn ein Eindringvorgang erfolgte. Ferner gewährleistet der Sensor 22 eine Verhinderung eines unabsichtlichen Quetschens eines Gliedmaßenendes oder eines anderen Hindernisses, welches in den Spalt 30 eintritt, wenn der Motor das Fenster zu dessen offener Position verschiebt.

Claims

Verfahren zum Reagieren auf ein physikalisches Hindernis einer Fahrzeugfensteröffnung, welche selektiv durch eine motorgetriebene Fensterscheibe bedeckt wird, umfassend: Anordnen eines Lichtstrahlers neben der Fensterscheibe; Anordnen eines Detektors neben der Fensterscheibe, um mindestens einen von dem Strahler ausgehenden Lichtleitungsweg durch die Scheibe zu definieren, wenn der Strahler erleuchtet ist; Erfassen der Intensität des mindestens einen Lichtleitungswegs durch die Scheibe und Erzeugen eines Reaktionssignals, wenn sich die Intensität ändert, bei einem vorbestimmten Schwellenwert; Steuern der Fensterscheibe auf Basis des Reaktionssignals, so daß die Richtung der Fensterscheibe umgekehrt wird, wenn sich das Fenster schließt, und Auslösen eines Alarms auf Basis des Reaktionssignals, wenn die Scheibe unbeweglich ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Definieren eines Lichtleitungswegs das Reflektieren einer Strahlerbeleuchtung an einer Oberfläche neben einer Scheibenkante umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Strahler und der Empfänger an einer Umfangsunterkante der Scheibe angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei an einer die Fensterscheibe umfassenden Türrahmendichtung eine reflektierende Oberfläche angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Anordnen eine Beschichtung einer Dichtungsoberfläche umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Strahler aktiviert wird, wenn die Scheibenkante von der Dichtung fort verschoben wird oder der Lichtleitungsweg unterbrochen wird.
Hinderniserfassungssystem für ein Fahrzeugfenster mit einer Fensterscheibe, welche gegen eine Rahmenkante geschlossen wird, wobei das System umfaßt: einen Strahler, welcher neben der Fensterscheibe angeordnet ist; einen Empfänger, welcher an einer Scheibenkante angeordnet ist; einen Lichtleitungsweg durch die Scheibe, wenn der Strahler erleuchtet ist; und einen Prozessor zum Vergleichen, ob, wenn sich die Intensität des bei dem Empfänger erfaßten Lichts bei einem Schwellenwert befindet, sich diese aufgrund einer Verschiebung der Fensterscheibe fort von der Rahmenkante in einem stationären Zustand oder aufgrund eines Hindernisses bei einem Schließzustand bei einem Schwellenwert befindet.
System nach Anspruch 7, wobei dieses eine Aktivierungsvorrichtung umfaßt, welche den Strahler aktiviert, wenn der Lichtweg unterbrochen wird.
System nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Fensterrahmen, welcher sich gegenüberliegend zum Empfänger in Eingriff mit einer Scheibenkante befindet, und eine Aktivierungsvorrichtung, welche den Strahler aktiviert, wenn die Scheibenkante gegenüber dem Empfänger von dem Fensterrahmen fort verschoben wird.
Verfahren zum Reagieren auf Hindernisse in einer Fahrzeugfensteröffnung, im wenigstens teilweise geöffneten Zustand eines motorgetriebenen Scheibe, umfassend: Führen eines Lichtleitungswegs durch die Scheibe von einem Strahler zu einem Empfänger, welcher an einer Umfangskante der Scheibe angeordnet ist, wobei die Umfangskante sich in einer geschlossenen Position mit einem Rahmen in Eingriff befindet; Erfassen der Intensität des Lichts, welches durch den Lichtleitungsweg übertragen wird; Aktivieren des Strahlers, wenn die Scheibe in Richtung auf den Rahmen hin verschoben wird oder von diesem fort verschoben ist und sich unbeweglich in einer Position befindet, welche von dem Rahmen getrennt ist; und Vergleichen der erfaßten Intensität und Vergleichen mit einem ersten Intensitätsschwellenwert, welcher einer Verschiebungsposition zuzuschreiben ist, bei der die Scheibe von einer Türrahmendichtung getrennt ist, und Vergleichen mit einem zweiten Schwellenwert, welcher der Unterbrechung des Lichtleitungswegs zuzuschreiben ist.