DE4226134C2 - Einrichtung zur Überwachung und Steuerung des Öffnungs- und Schließvorganges von elektrisch betriebenen Fensterhebern von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Einrichtung zur Überwachung und Steuerung des Öffnungs- und Schließvorganges von elektrisch betriebenen Fensterhebern von Kraftfahrzeugen

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Description

Die vorliegende Erfindung geht von einer entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Einrichtung aus.
Solche Einrichtungen sind dafür vorgesehen, das Einquetschen von Körperteilen beim Öffnen bzw. Schließen durch motorisch betätigte Fensterheber von Kraftfahrzeugen zu verhindern.
Eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechende Einrichtung ist durch die nachveröffentlichte EP 0 556 711 A1 bekannt geworden. Diese zur Überwachung und Steuerung des Schließvorganges einer motorisch angetriebenen Fensterscheibe, insbesondere einer Kraftfahrzeugfensterscheibe vorgesehene Einrichtung, besteht im wesentlichen aus einem Lichtsender, einem Lichtempfänger, mindestens einem Lichtleitelement, welches die elektromagnetische Strahlung vom Lichtsender zum Lichtempfänger leitet und einer zugeordneten Steuerschaltung. Bei dieser Einrichtung ist das Lichtleitelement zum Beispiel als Reflektorband ausgebildet, welches zumindest in Teilbereichen der oberen Randbereiche der Fensteröffnung angeordnet ist. Dabei ist das ein- oder mehrteilig ausgeführte Reflektorband entweder dem oberen Türholm der Kraftfahrzeugkarosserie oder aber der den Türholm abdeckenden Türinnenverkleidung zugeordnet. Diese beiden Kraftfahrzeugkomponenten weisen jeweils eine beachtliche Größe und ein beachtliches Gewicht auf, wodurch der Herstellungs­ bzw. Handhabungsprozeß derselben, sowohl bei einem Zulieferer als auch bei einem Kraftfahrzeughersteller außerordentlich schwierig ist. Damit ist auch das Anbringen eines Lichtleitelementes in Form eines Reflektorbandes an solche Kraftfahrzeugkomponenten mit einem beachtlichen Aufwand verbunden, weil zum Anbringen diese gehändelt werden müssen.
Außerdem ist durch die DE 37 31 428 A1 eine Einrichtung bekannt geworden, bei der zur Sensierung des Einquetschzustandes eine dreischichtig aufgebaute Lichtleitfaser verwandt wird. Das einerseits von einem Lichtsender in die Lichtleitfaser eingespeiste Licht gelangt normalerweise zu einem andererseits angeordneten Lichtsensor. Beim Einquetschen wird die Lichtleitfaser durch den dabei entstehenden Druck verformt, wodurch Licht aus der Seele der Lichtleitfaser ausgekoppelt wird, so daß der mit der Seele in Verbindung stehende Lichtsensor eine Änderung der Lichtstärke wahrnimmt. Der das Fenster antreibende Elektromotor wird daraufhin abgeschaltet. Bevor es jedoch bei dieser Einrichtung zum Abschalten des Elektromotors kommt, ergibt sich an dem eingequetschten Körperteil ein nicht unerheblicher zumindest unangenehmer Quetschschmerz, der durchaus zu unbedachten Reaktionen der eingequetschten Person führen kann.
Desweiteren ist durch die DE 40 28 584 A1 eine Vorrichtung zum Vermeiden von Unfällen beim Schließen einer durch Fremdkraft beweglichen Tafel bekanntgeworden. Bei dieser Vorrichtung wird eine berührungslos arbeitende Schranke (Lichtschranke) verwandt, um das Vorhandensein eines Fremdkörpers, z. B. eines Körperteiles zwischen der Oberkante der Tafel (des Fensters) und dem Schließrand zu erfassen. Jedoch arbeiten solche einen Sender und einen Empfänger aufweisende Schranken nur dann zuverlässig, wenn der Schließrand der zu überwachenden Tafel linear verläuft.
Außerdem ist durch die DEZ Technische Rundschau Jg. 1967, (1975), Nr. 43, Seite 11 eine berührungslos wirkende Schutzeinrichtung bekanntgeworden, bei der ein Schutzfeld überwacht wird. Dabei sind je ein Sender und ein Empfänger in gegenüberliegenden Gehäusen sowie mehrere Umlenkspiegel in jedem der beiden Gehäuse angebracht, so daß ein Z-förmiges Lichtgitter entsteht.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung und Steuerung des Öffnungs­ und/oder Schließvorganges von elektrisch betriebenen Fensterhebern von Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei der zur berührungslosen Überwachung einer Fensterhebereinheit trotz eines stark gekrümmten Verlaufes des die Fensterkanten aufnehmenden Dachabschnittes nur ein Lichtsender und ein Lichtempfänger benötigt werden, und bei der das als Reflektorband ausgebildete Lichtleitelement einer für sich gesehen einfach zu handhabenden Kraftfahrzeugkomponente zugeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, daß hinsichtlich der Abdichtung der Fenster keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen bzw. Aufwendungen notwendig werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert, dabei zeigt
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Einrichtung im Prinzip,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Dichtungsanordnung mit einem daran befindlichen Lichtleitelement im Prinzip,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer solchen Einrichtung.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht eine solche Einrichtung zur Überwachung und Steuerung des Öffnungs- und/oder Schließvorganges von elektrisch betriebenen Fensterhebern von Kraftfahrzeugen hauptsächlich aus einer zwei Fenster 1 aufweisenden Fensterhebereinheit, wobei jedem der beiden Fenster 1 ein als Stellorgan ausgebildeter Elektromotor 2 zugeordnet ist. Die Elektromotoren 2 sind unmittelbar über nicht gezeigte Bedienelemente bzw. mittelbar über eine einen Lichtsender 3, einen Lichtempfänger 4 und ein Lichtleitelement 5 aufweisenden optoelektronischen Sicherheitseinrichtung beeinflußbar. Zur Auswertung und ggf. zur Beeinflussung der den Öffnungs- bzw. Schließvorgang vornehmenden Elektromotoren 2 stehen der Lichtsender 3 über einen Sendeverstärker 6 und der Lichtempfänger 4 über einen Empfangsverstärker 7 sowie die Elektromotoren 2 direkt mit einer zur Sicherheitseinrichtung gehörigen Schaltungsanordnung 8 in Verbindung.
Das Lichtleitelement 5 ist als ein im wesentlichen flach- und rechteckförmig ausgeführtes Reflektorband ausgebildet. Das Reflektorband erstreckt sich ausgehend von der unteren Kante 9 der A-Säule entlang des die Fensterkante(n) aufnehmenden Dachabschnittes 11 bis zur unteren Kante 10 der C-Säule des Kraftfahrzeuges. Die B-Säule fehlt bei diesem dargestellten Kraftfahrzeug gänzlich. Die Oberfläche des Lichtleitelementes ist zur Weiterleitung des vom Lichtsender 3 abgegebenen Lichtes hochglänzend ausgebildet. Genausogut kann jedoch die Oberfläche des Lichtleitelementes aus einer relativ dunkel gehaltenen rückstrahlenden Reflexionsfolie bestehen. Der als Infrarotlichtdiode ausgebildete Lichtsender 3 ist einerseits so im Bereich der unteren Kante 10 der C-Säule des Kraftfahrzeuges an das Lichtleitelement 5 angeschlossen, daß das abgegebene Licht zumindest bereichsweise am Lichtleitelement 5 mehrfach reflektiert und durch die Reflexionen zum andererseits im Bereich der unteren Kante 9 der A-Säule an das Lichtleitelement 5 angeschlossenen, als Infrarotlichtempfänger ausgebildeten Lichtempfänger 4 geleitet wird.
Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, wird das Lichtleitelement 5 von der die Fensterkante(n) aufnehmenden Dichtungsanordnung 12 umfaßt. Dabei ist das Lichtleitelement 5 innenraumseitig direkt neben dem die Fensterkanten der beiden Fenster 1 aufnehmenden Dachabschnitt 11 der Dichtungsanordnung 12 des Kraftfahrzeuges befestigt.
Die zur Sicherheitseinrichtung gehörige Schaltungsanordnung 8 umfaßt eine Pegelelektronik, die den Sendeverstärker 6 beim Inbetriebsetzen des Kraftfahrzeuges auf einen bestimmten Anfangswert einstellt. Das vom Lichtsender 3 abgegebene Licht gelangt, wie beschrieben, zum Lichtempfänger 4 und wird dort von dem Empfangsverstärker 7 aufbereitet und als Ausgangssignal von der Regelelektronik der Schaltungsanordnung 8 ausgewertet. Entspricht das Ausgangssignal nicht einem vorgegebenen Sollwert, so wird der Sendeverstärker 6 und/oder der Empfangsverstärker 7 nachgeregelt bzw. nachgestellt. Eine Auswahllogik in der Regelelektronik entscheidet je nach anliegendem Ausgangssignal und vorliegenden Umgebungslichtverhältnissen, ob der Sendeverstärker 6, der Empfangsverstärker 7 oder der Sendeverstärker 6 und der Empfangsverstärker 7 nachgeregelt bzw. nachgestellt wird bzw. werden. Durch die Nachregelung bzw. Nachstellung ist sichergestellt, daß einerseits im Vergleich zum Umgebungslicht ein ausreichend markanter Lichtpegel vom Lichtsender 3 abgegeben wird und daß es andererseits durch den abgegebenen Lichtpegel nicht zum Auftreten von unkontrollierten Reflexionen und damit zum Auswerten dieser Reflexionen durch den Lichtempfänger 4 kommt. Erst nach dem Einjustieren des Lichtsenders 3 und des Lichtempfängers 4 in dieser Initialisierungsphase wird die Sicherheitseinrichtung für den Betrieb der Fenster 1 freigegeben. Ein neuerlicher Abgleich während des Betriebs des Kraftfahrzeuges erfolgt weiterhin durch die Schaltungsanordnung 8 mit Einleiten eines jeden Fensteröffnungs- bzw. Fensterschließvorganges.
Das Licht wird vom Lichtsender 3 in gepulster Form abgegeben. Der Lichtempfänger 4 ist auf diese gepulste Form der Lichtabgabe abgestimmt, weil sowohl der Lichtsender 3 als auch der Lichtempfänger 4 an den die gepulste Lichtabgabe erzeugenden Pulsgenerator 13 der Schaltungsanordnung 8 angeschlossen sind. Fremdlichtimpulse werden wegen der zeitlichen Nichtübereinstimmung mit der Pulsfrequenz somit wirkungsvoll unterdrückt. Außerdem werden Fremdlichtimpulse weiterhin durch einen Bandpaß des Empfangsverstärkers 7 ausgefiltert. Nur der entsprechend gepulste und durch den Bandpaß aufbereitete Teil des Eingangssignales wird vom Empfangsverstärker 7 verstärkt und der Schaltungsanordnung 8 als aufbereitetes Ausgangssignal zur Auswertung zugeführt. Durch ein Auswerten von im Empfangssignal möglicherweise vorliegenden Störfrequenzen während des Ruhebetriebes der Sicherheitseinrichtung kann die Frequenz des Sendesignales durch die Schaltungsanordnung 8 so variiert werden, daß die Störsignale unterdrückt werden und eine eindeutige Zuordnung des Sendesignales erhalten bleibt.
Die weitgehende Unterdrückung von anderen Fremdlichtanteilen im Eingangssignal wird dadurch erreicht, weil als Lichtempfänger 4 ein Infrarotlichtempfänger mit einer schmalen Empfangskeule Verwendung findet und die Sicherheitseinrichtung durch die vorstehend beschriebene Regelelektronik an helle bzw. dunkle Lichtumgebungen bzw. Störgrößen angepaßt wird. Auch Fahrzeugverwindungen, die sich wegen der Anordnung des Lichtleitelementes 5 im Dachabschnitt 11 direkt auf das Lichtleitelement 5 übertragen, können durch diese vorbeschriebenen Maßnahmen der Regelelektronik unterdrückt werden.
Ein zwischen der Fensterkante bzw. den Fensterkanten und dem Lichtleitelement 5 befindlicher Körper 14, z. B. Finger einer Person, wird somit durch das Unterbrechen der Lichtstrecke in Abhängigkeit der Sendeverstärkung, der Empfangsverstärkung und zeitlichen Verfolgung des Eingangssignales (Pulsfrequenz) erkannt. Das durch den Körper 14 stark veränderte, von der Schaltungsanordnung 8 ausgewertete Ausgangssignal wird dann dazu herangezogen, den Elektromotor 2 bzw. die Elektromotoren 2 während eines Öffnungs- bzw. Schließvorganges aus Sicherheitsgründen abzuschalten bzw. zu reversieren. Ein Druck auf den zwischen dem Lichtleitelement 5 und der Fensterkante bzw. den Fensterkanten befindlichen Körper 14 wird dabei nicht ausgeübt, weil das Ausgangssignal schon in Annäherung des Körpers an das Lichtleitelement 5 eine starke Veränderung erfährt. Somit wird der Elektromotor 2 bzw. werden die Elektromotoren 2 abgeschaltet bzw. reversiert, bevor auf den Körper 14 durch einen Einquetschvorgang Druck ausgeübt werden kann.

Claims (16)

1. Einrichtung zur Überwachung und Steuerung des Öffnungs­ und/oder Schließvorganges von elektrisch betriebenen Fensterhebern von Kraftfahrzeugen, wobei durch die Einrichtung zumindest ein an die elektrische Versorgung angeschlossenes elektrisch betriebenes Stellorgan des zumindest einen Fensterhebers unmittelbar über elektrische Bedienelemente bzw. mittelbar über eine zumindest einen Lichtsender, einen Lichtempfänger und ein als Reflektorband ausgebildetes Lichtleitelement aufweisende optoelektronische Sicherheitseinrichtung beeinflußbar ist, wobei der Lichtempfänger sein von der empfangenen Lichtstärke abhängiges Ausgangssignal zur Beeinflussung des Schließvorganges an eine Schaltungsanordnung weiterleitet und wobei das Reflektorband nahe und entlang des die Fensterkante aufnehmenden Dachabschnittes des Kraftfahrzeuges derart angeordnet ist, so daß das von dem einerseits zugeordneten Lichtsender abgegebene Licht durch zumindest bereichsweise auftretende Mehrfachreflexion an der Oberfläche des Reflektorbandes zu dem andererseits zugeordneten Lichtempfänger geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Reflektorband im wesentlichen flach und rechteckförmig ausgebildet, sowie integraler Bestandteil der die Fensterkante(n) aufnehmenden, entlang des relevanten Dachabschnittes (11) des Kraftfahrzeuges angeordneten Dichtungsanordnung (12) ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Licht reflektierende Oberfläche des als Reflektorband ausgebildeten Lichtleitelementes (5) hochglänzend ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Licht reflektierende Oberfläche des als Reflektorband ausgebildeten Lichtleitelementes (5) diffus und relativ dunkel ausgebildet ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Licht reflektierende Oberfläche des als Reflektorband ausgebildeten Lichtleitelementes (5) mit einer diffusen und relativ dunkel eingefärbten zusätzlichen Schicht belegt ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lichtsender (3) ein die auszusendende Lichtstärke beeinflussender Sendeverstärker (6) zugeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß dem Lichtempfänger (4) ein das Ausgangssignal beeinflussender Empfangsverstärker (7) zugeordnet ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zur Sicherheitseinrichtung gehörige Schaltungsanordnung (8) mit dem Inbetriebnehmen des Kraftfahrzeuges anliegender Versorgungsspannung eine Regelung bzw. Einstellung des vom Lichtsender (3) auszusendenden Lichtes und/oder Regelung bzw. Einstellung der Verstärkung des Ausgangssignales des Lichtempfängers (4) vornehmbar ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die zur Sicherheitseinrichtung gehörige Schaltungsanordnung (8) mit dem Einleiten eines jeden Öffnungs- bzw. Schließvorganges eine Regelung bzw. Einstellung des vom Lichtsender (3) auszusendenden Lichtes und/oder Regelung bzw. Einstellung der Verstärkung des Ausgangssignales des Lichtempfängers (4) vornehmbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (3) als Infrarotlichtdiode und der Lichtempfänger (4) als Infrarotlichtempfänger ausgebildet sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (8) einen Pulsgenerator (13) umfaßt, der an den Lichtsender (3) und den Lichtempfänger (4) angeschlossen ist, so daß das Licht vom Lichtsender in gepulster Form abgegeben und vom Lichtempfänger (4) nur der gepulste Anteil des Eingangssignales zur Weiterverarbeitung verwandt wird.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lichtempfänger (4) eine Einrichtung zur Kompensation von störenden Umgebungslichteinflüssen zugeordnet ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das als Reflektorband ausgebildete Lichtleitelement (5) im Kraftfahrzeuginnenraum direkt neben dem die Fensterkante(n) aufnehmenden Abschnitt auf der Dichtungsanordnung (12) angeordnet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das als Reflektorband ausgebildete Lichtleitelement (5) in dem die Fensterkante(n) aufnehmenden Abschnitt der Dichtungsanordnung (12), der Fensterkante(n) direkt gegenüberliegend angeordnet ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß einem Fenster (1) des Kraftfahrzeuges eine einen Lichtsender (3), einen Lichtempfänger (4), ein Reflektorband und eine Schaltungsanordnung (8) aufweisende Sicherheitseinrichtung zugeordnet ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Fenstern (1) des Kraftfahrzeuges eine einen Lichtsender (3), einen Lichtempfänger (4), ein Reflektorband und eine Schaltungsanordnung (8) aufweisende Sicherheitseinrichtung zugeordnet ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß einem Fenster (1) des Kraftfahrzeuges eine zumindest zwei Lichtsender (3), zumindest zwei Lichtempfänger (4), zumindest ein Reflektorband und zumindest eine Schaltungsanordnung (8) aufweisende Sicherheitseinrichtung zugeordnet ist.
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