DE4030607C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Sicherheitseinrichtung aus, der für sich durch die DE 34 22 28 A1 vorbekannt ist. Dort handelt es sich um die Überwachung des Schließens einer Drehflügeltüre mit Ultraschallradar. Durch die US 48 15 046 ist eine ähnliche Sicherheitseinrichtung eines automatischen Türöffners bekannt, welche die Türe nur öffnet, wenn das emp­ fangene Echoprofil einem gespeicherten Echoprofil entspricht.

Daneben gibt es Sicherheitseinrichtungen, welche Innenräume statt Spalten an sich schließenden Verschlüssen überwachen. Solche Überwachungssysteme sind oft bereits sehr stark durch­ entwickelt. Z. B. gibt es ein nach dem Radarprinzip konzipier­ tes Überwachungssystem, welches als Diebstahl- bzw. als Ein­ bruchwarnanlage dient und welches zur Vermeidung von Fehlalar­ men adaptiv die Wirkung von Luftschlieren, sogar von Pendeln und rotierenden Ventilatoren, kompensiert und dazu die in einem digitalen Speicher gespeicherten Bezugsechoprofile als Bezugswerte benutzt, vgl. DE 29 38 969 C2.

Daneben gibt es z. B. ein Überwachungssystem zur Überwachung der Fahrbahn vor Fahrzeugen, vgl. DE 33 41 022 A1.

Die Aufgabe,

• - mit besonders wenig Aufwand an Bauteilen für ein Fahrzeug eine Mehrfachausnutzung der - dann sogar besonders präzise arbeitenden - Sicherheitseinrichtung zu erreichen, indem die nach dem Radarprinzip konzipierte Sicherheitsein­ richtung sowohl als Schutz gegen das Einklemmen von Ge­ genständen wie z. B. Sachen und/oder Körperteilen während eines Schließvorganges als auch als Überwachungssystem zur Fahrzeug-Innenraumüberwachung, nämlich als Diebstahl- bzw. Einbruchswarnanlage benutzt werden soll,
• - und zwar auch dann einen zuverlässigen Einklemmschutz zu ermöglichen, wenn während der Schließbewegung nahe am of­ fenen Spalt Drittkörper angebracht sind, welche ihrerseits sich überlagernde deutliche eigene Echos erzeugen, die aber kein Einklemmen eines Gegenstandes vortäuschen sollen,

wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 definierten Gegenstand gelöst.

Die Erfindung wurde zwar zunächst zur Überwachung des motoran­ getriebenen Schließvorganges bei automatisch schließbaren Fen­ stern und Dachluken eines KFZ entwickelt. Es zeigte sich aber, daß sie darüber hinaus auch auf andere, unter den genannten Oberbegriff fallende Anordnungen anwendbar ist. Die Erfindung ist nämlich z. B. auch zur Überwachung von motorangetriebenen Schließvorgängen bei anderen Fahrzeugen, z. B. LKWs und Flug­ zeuge, geeignet.

Die Erfindung eröffnet einen neuen Weg, um den Einklemmschutz zu erreichen. Dementsprechend gibt es verschiedenste Konzepte zur Realisierung von Weiterbildungen der Erfindung mit den je­ weils für solche Konzepte typischen Lösungsmerkmalen und eige­ nen Vorteilen. Daher gestatten die in den Unteransprüchen de­ finierten zusätzlichen Maßnahmen, konzepttypische zusätzliche Vorteile zu erreichen. U. a. gestatten nämlich die zusätzlichen Maßnahmen gemäß Patentanspruch 2, optisch leicht bündelbares Licht, - und zwar sowohl sicht­ bares Licht, vor allem aber auch unsichtbares Licht - für den Einklemmschutz zu verwenden,
Patentanspruch 3 und 4, relativ leicht bündelbaren Ultraschall für den Ein­ klemmschutz zu verwenden,
Patentanspruch 5, den Einklemmschutz selbst in dem schwierigen Fall zu er­ möglichen, wenn während der Schließbewegung Gegenstände, z. B. Mäntel und Koffer, nicht direkt am Spalt, aber nahe dem Verschluß gelagert werden, welche ihrerseits Echos erzeugen, deren Wirkung eliminiert werden soll,
Patentanspruch 6, das Überwachungssystem selbst dann als Einbruchwarnanlage mitausnutzen, wenn der auf Einbruch überwachte Raum von Fall zu Fall unterschiedliche Formen und unterschiedliche sonstige Echoeigenschaften aufweist bzw. von Fall zu Fall unterschiedliche Gegenstände und/oder unterschiedlich angeordnete Gegenstände umfaßt,
Patentanspruch 7, eine besonders wenig Aufwand erfordernde Lösung für ein Fahrzeug, z. B. für ein KFZ, zu erreichen,
Patentanspruch 8, besonders präzise selbst entlang eines sehr langen über­ wachten Spaltes jenen Ort zu ermitteln, an welchem die Sache oder das Körperteil eingeklemmt ist, sowie
Patentanspruch 9, durch Wiederholung des Urstarts Fehlalarme zu vermeiden, welche durch an sich harmlose, aber abrupte starke anhal­ tende Änderungen der überwachten Umgebung ausgelöst werden.

Die Erfindung und Weiterbildungen derselben werden anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles weiter erläutert, welche der Übersichtlichkeit wegen möglichst einfach dargestellt wurde.

Bei der Erfindung dient das nach dem Radarprinzip konzipierte Überwachungssystem als Schutz gegen das Einklemmen von Sachen und/oder Körperteilen während eines Schließvorganges. Die Figur zeigt ein solches, nach dem Radarprinzip konzipiertes Beispiel eines Überwachungssystemes zur Überwachung eines rückwärtigen KFZ-Seitenfensters mittels abgestrahlter Ultra­ schallimpulse. Das rückwärtige KFZ-Seitenfensters H wird im gezeigten Zustand, angetrieben durch den Motor A, gerade ge­ schlossen. Der z. B. eine Piezokeramik enthaltende Ultraschall­ erzeuger L sendet, gesteuert von der Auswerteelektronik E, mehr oder weniger scharf gebündelte Ultraschallimpulse über den sich schließenden Spalt S des von ihm überwachten KFZ-Sei­ tenfensters H. Mittels des Ultraschallempfängers M, dessen Ausgangssignal der Auswerteelektronik E zugeleitet werden, werden die während des Schließvorganges Z empfangenen Echopro­ file in der Auswerteelektronik E ausgewertet. Bei diesen Echo­ profilen handelt es sich im allgemeinen um die Hüllkurven über die empfangenen Echos.

Es ist vorteilhaft, die Bündelung der vom Erzeuger L abge­ strahlten Impulse so zu wählen, daß der Spalt S in seiner gan­ zen Länge überwacht wird. Die Dicke des abgestrahlten Impuls­ bündels, gemessen senkrecht zur Papierebene der gezeigten Fi­ gur, kann sehr gering sein.

In dem gezeigten Beispiel wird übrigens angenommen, daß sich derzeit das vordere Seitenfenster V, dessen Schließvorgang an sich ebenfalls in erfindungsgemäßer Weise durch einen eigenen, anderen Ultraschallerzeuger L überwacht werden kann, noch nicht schließt. Im Prinzip kann aber auch ein einziger Impuls­ erzeuger L gleichzeitig auch die sich schließenden Spalten S mehrerer Fenster in erfindungsgemäßer Weise überwachen.

In einem in der Auswerteelektronik E untergebrachten digitalen Speicher sind bereits typische Einzelwerte über das Echoprofil, welches schon zuvor beim Schließen unter harmlosen Umständen, also ohne Einklemmen, empfangen wurde, als Bezugsechoprofil ge­ speichert. Während des Schließvorganges Z wird in der hier di­ gital arbeitenden Auswerteelektronik E das jeweils aktuell emp­ fangene, mit einem A/D-Umwandler digitalisierte Echoprofil mit dem gespeicherten Bezugsechoprofil verglichen.

Wenn die Auswerteelektronik im Rahmen des Vergleiches des aktu­ ell empfangenen Echoprofiles mit dem Bezugsechoprofil Umstände erkennt, welche einem Einklemmen einer Sache G und/oder eines Körperteils G in den Spalt S entsprechen könnten, löst die Aus­ werteelektronik E Alarm aus, d. h. sie löst vor allem das Abbre­ chen des automatischen Schließvorganges Z durch Stoppen des Mo­ tors A - evtl. durch Umkehren der Drehrichtung aus.

Im Prinzip können mehrere solche Spalte S in erfindungsgemäßer Weise mit mehreren Impulserzeugern L und mehreren Impulsempfän­ gern M in erfindungsgemäßer Weise überwacht werden, wie in der Figur angedeutet ist.

Die abgestrahlten Impulse müssen jedoch nicht unbedingt Ultra­ schallimpulse sein. Man kann z. B. auch optisch leicht bündelba­ res Licht, - und zwar sichtbares Licht, vor allem aber auch un­ sichtbares Licht - in erfindungsgemäßer Weise für den Einklemm­ schutz verwenden, wenn die Impulse Lichtimpulse sind, welche in der Luft am Spalt S vorbeigeleitet werden.

Ultraschallimpulse haben für sich ebenfalls den Vorteil, rela­ tiv leicht bündelbar zu sein, wobei Fremdlicht nicht stört, wenn dann Ultraschall für den Einklemmschutz verwendet wird. Hierbei gibt es vor allem zwei Varianten, wobei bei beiden Va­ rianten die Impulse relativ leicht bündelbar sind: Man kann die Ultraschallimpulse nämlich als Luftschall am Spalt S vor­ beileiten. Man kann sie aber auch als Körperschall im Verschluß H nahe am Spalt S vorbeileiten. In beiden Fällen kann man das jeweils vom Empfänger M empfangene Echoprofil mit dem gespei­ cherten Bezugsechoprofil vergleichen, um das Einklemmen zu er­ kennen.

Man kann das Überwachungssystem als Einbruchwarnanlage mitaus­ nutzen, wenn man mit dem System - nun während des Parkens statt nur während des Schließvorganges Z - den Innenraum des KFZ, bzw. die Umgebung des betreffenden einen Verschluß auf­ weisenden Objektes, mittels gleichartiger Impulse überwacht.

Der Einklemmschutz wird selbst in dem schwierigen Fall mög­ lich, wenn während der Schließbewegung Z relativ nahe am offe­ nen Spalt S fremde, aber nicht eingeklemmte Drittkörper sind, welche ihrerseits sich den vom Spalt S empfangenen überla­ gernde Echos erzeugen:

Besonders zuverlässig ist die Erfindung, wenn man im Speicher Werte für mehrere Bezugsechoprofile speichert, die ihrerseits mehreren, während der Endphase des Schließvorganges Z auftre­ tenden Stellungen des Verschlusses H entsprechen, - wenn also die im Speicher gespeicherten Bezugsechoprofilwerte mehreren, mit den Verschlußstellungen korrelierenden Bezugsechoprofilen entsprechen.

Man kann auch im Laufe der Lebensdauer des überwachten Ver­ schlusses H, erst recht nach einem Austausch des betreffenden Verschlusses H, an sich harmlose, aber abrupte Änderungen der überwachten Umgebung der Schließvorgänge Z berücksichtigen, nämlich den Einfluß solcher Änderungen eliminieren:

Wenn z. B. eines Tages an sich harmlose, aber vorher nicht vor­ handene Drittkörper - z. B. von auf das Fenster geklebten Kom­ passen oder Puppen ("Klammeraffen") - am Verschluß H anbringt, dann kann man den beim Schließvorgang auftretenden Einfluß dieses Drittkörpers auf das jeweils aktuell empfangene Echopro­ fil auch eliminieren: Dazu kann man z. B. zunächst die bis­ her im Speicher gespeicherten Bezugsechoprofile durch einen erneuten Urstart der Auswerteelektronik E löschen und an­ schließend zuerst neue Bezugsechoprofile einspeichern, bevor die Auswerteelektronik E wieder den normalen Betrieb durch Vergleichen der aktuell empfangenen Echoprofile mit den Be­ zugsechoprofilen beginnt. Dann enthalten die gespeicherten Be­ zugsechoprofile für sich bereits zusätzlich die Echos der Drittkörper, abhängig von der jeweiligen Stellung des Fensters H, und die Auswerteschaltung E vergleicht dann jeweils die die Drittkörper mitberücksichtigenden Bezugsechoprofile mit den jeweils empfangenen Echoprofilen.

Außerdem kann man den Einklemmschutz oft auch auf andere Weise selbst in dem schwierigen Fall ermöglichen, wenn während der Schließbewegung Z Gegenstände, z. B. Mäntel und Koffer, nicht direkt am Spalt S, aber nahe dem Verschluß H gelagert werden, wobei diese Gegenstände ihrerseits Echos erzeugen, de­ ren Wirkung eliminiert werden sollten. Dazu kann nämlich die Auswerteelektronik E so dimensionieren, daß die jeweils ausge­ wertete (!) Laufdauer zwischen einerseits dem Abstrahlen, vgl. L, der Impulse und andererseits dem Empfang, vgl. M, des Echos dem größten, während des Schließvorganges Z auf Einklemmen zu überwachenden Spalt S entspricht, aber darüber liegende Lauf­ dauern nicht mehr ausgewertet werden.

Das erfindungsgemäße Überwachungssystem kann übrigens zusätz­ lich während des Parkens - also auch nach Ab­ schluß des Schließvorganges Z - als Einbruchswarnanlage be­ trieben werden, wobei sie dann im Alarmfalle z. B. die Hupe des KFZ betätigt, evtl. auch die zusätzlich Zündung abschaltet, und/oder die Benzinpumpe abschaltet, usw.

Das erfindungsgemäße Überwachungssystem kann außerdem selbst dann als Einbruchwarnanlage mitausgenutzt werden, wenn der auf Einbruch überwachte Raum von Fall zu Fall unterschiedliche Formen und unterschiedliche sonstige Echoeigenschaften auf­ weist bzw. von Fall zu Fall unterschiedliche Gegenstände und/ oder unterschiedlich angeordnete Gegenstände umfaßt, wenn sein Speicher nach Beendigung des Schließvorganges Z und nach Be­ ginn des Parkens - zusätzlich oder evtl. nur ausschließlich - das dann empfangene Echoprofil als Bezugsechoprofil speichert.

Der Aufwand für die Überwachung eines Schließvorganges Z ist übrigens besonders klein, wenn der Schallimpulserzeuger L, also z. B. ein Piezolautsprecher L, im Fahrzeug unmittelbar oberhalb oder schräg oberhalb des zu überwachenden Spaltes S an der Fahrzeugdecke D angebracht ist, also z. B. oberhalb der B-Säule des KFZ angebracht ist.

Man kann übrigens besonders präzise selbst entlang eines sehr langen überwachten Spaltes jenen Ort ermitteln, an welchem die Sache oder das Körperteil eingeklemmt ist, wenn diesem Spalt S gleichzeitig mehrere Impulsempfänger M zugeordnet werden, wel­ che jeweils vom Impulserzeuger L räumlich getrennt sind. Die Auswerteelektronik E kann dann durch Vergleich der von den verschiedenen Impulsempfängern M empfangenen Echos oft nicht nur jenen Einklemmort, sondern grob angenähert auch die Größe des eingeklemmten Teiles bestimmen.

Claims (10)

1. Nach dem Radarprinzip mit Impulsen arbeitende Sicher­ heitseinrichtung gegen das Einklemmen eines Gegenstan­ des während des automatischen (A) Schließens (Z) eines mit einem Motor (A) angetriebenen Verschlusses (H), wobei

• - die Impulse an dem sich beim Schließen (Z) verengenden Spalt (S) des Verschlusses (H) vorbeigeleitet werden,
• - während des Schließens (Z) die von den abgestrahlten Impulsen erzeugten, aktuell empfangenen Echos mit min­ destens einem vorgegebenen Bezugswert verglichen werden, und
• - dann, wenn dieser Vergleich ergibt, daß die Echos so stark von den Bezugswerten abweichen, wie es bei der Gefahr des Einklemmens der Fall ist, der automatische Schließvorgang (Z) abgebrochen wird,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug ange­ bracht ist und einerseits gegen das Einklemmen in den Spalt eines sich schließenden (Z) Verschlusses (H) des Fahrzeuges sowie andererseits während des Parkens des Fahrzeuges als nach dem Radarprinzip arbeitendes Über­ wachungssystem zur Überwachung des Innenraumes mittels gleichartiger Impulse dient,
• - daß die Bezugswerte in einem Speicher (in E) digital gespeicherte, Bezugsechoprofile beschreibende Werte darstellen, und
• - daß diese Bezugsechoprofile mehrere Stellungen des Ver­ schlusses (H), welche während der Endphase des Schließ­ vorganges (Z) - solange der Gegenstand nicht in der Nähe ist - auftreten, entsprechen.

2. Sicherheitseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse Lichtimpulse sind, welche in der Luft am Spalt (S) vorbeigeleitet werden.

3. Sicherheitseinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse Ultraschallimpulse sind, welche als Luftschall am Spalt (S) vorbeigeleitet werden.

4. Sicherheitseinrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse durch einen Schallimpulserzeuger (L), also z. B. ein Piezo­ lautsprecher (L) erzeugt werden, der im Fahrzeug unmittelbar oberhalb oder schräg oberhalb des zu überwachenden Spaltes (S) an der Fahrzeugdecke (D) angebracht ist.

5. Sicherheitseinrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse Ultraschallimpulse sind, welche als Kör­ perschall im Verschluß (H) nahe am Spalt (S) vorbeige­ leitet werden.

6. Sicherheitseinrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsempfänger (M) vom Impulserzeuger (L) räum­ lich getrennt ist.

7. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteelektronik (E) eine wiederholbare Ur­ startfunktion aufweist, bei welcher zunächst im Rahmen eines erneuten Urstarts die bisher im Speicher (in E) gespeicherte Bezugsechoprofile durch neue Bezugsecho­ profile ersetzt werden, bevor die Auswerteelektronik (E) wieder den normalen Betrieb durch Vergleichen der aktuell empfangenen Echoprofile mit den Bezugsechopro­ filen beginnt.

8. Sicherheitseinrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (in E) nach Beendigung des Schließ­ vorganges (Z) und nach Beginn des Parkens das dann empfangene Echoprofil als Bezugsechoprofil speichert.

9. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils ausgewertete Laufdauer zwischen dem Abstrahlen (L) der Impulse und dem Empfang (M) des Echos während des Schließvorganges (Z) maximal dem größten, auf Einklemmen zu überwachenden Spalt (S) ent­ spricht, aber darüber liegende Laufdauern während des Schließvorganges (Z) nicht ausgewertet werden.