DE4326099A1

DE4326099A1 - Lichtschrankensystem

Info

Publication number: DE4326099A1
Application number: DE4326099A
Authority: DE
Inventors: Gregor Ausendorf; Rolf Herrmann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1995-02-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtschrankensystem zur Überwachung von Schließvorgängen an mehreren motorisch verschließbaren Öffnungen, insbesondere Fensteröffnungen, in einem Kraftfahrzeug, wobei jeder Öffnung vorzugsweise eine zumindest aus Lichtsender und Lichtempfänger bestehende Lichtschrankenanordnung zugeordnet ist, die jeweils mit einem den Schließvorgang kontrollierenden Steuergerät verbunden ist.

Aus der deutschen Gebrauchsmusteranmeldung G 93 02 676 ist eine Lichtschrankenanordnung bekannt, bei der der Schließvorgang an einer Öffnung durch zwei Lichtschranken überwacht wird, die zur Vermeidung einer störenden gegenseitigen Beeinflussung oder einer Beeinflussung durch Streustrahlung abwechselnd betrieben werden. Hierbei werden zwei Lichtschrankenanordnungen benötigt, da der zu überwachende Randbereich der Fensteröffnung nicht geradlinig verläuft.

Aus der DE-OS 42 05 251 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der durch Anwendung lichtablenkender Mittel die Überwachung des Schließbereiches einer Fensterscheibe durch nur eine einzige Lichtschranke möglich ist.

Eine bevorzugte Anwendung beider Anordnungen liegt in der Überwachung von motorisch betriebenen Fensterscheiben in Kraftfahrzeugen.

Hierbei ergibt sich jeweils die Schwierigkeit, daß an einem Kraftfahrzeug in der Regel mehrere Fensterscheiben motorisch betätigbar sind und deren Schließvorgänge gleichzeitig überwacht werden müssen. Hierbei kann es durch Lichtstreuung oder Lichtablenkung durch in den Strahlengang eingebrachte Gegenstände zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Lichtschrankenanordnungen an verschiedenen Fensteröffnungen kommen.

Hierdurch ist ein fehlerhaftes Verhalten des Lichtschrankensystems und damit ein Versagen der Überwachung nicht auszuschließen, so daß beim Schließvorgang durch Einklemmen bedingte Körperverletzungen möglich sind.

Das Problem wird weiterhin dadurch verschärft, daß häufig auch das Schiebedach des Kraftfahrzeuges motorisch angetrieben wird und daher auch die Schiebedachöffnung durch eine Lichtschrankenanordnung überwacht werden muß. Durch die anordnungsbedingte Strahlrichtung der Lichtschranke am Schiebedach ist eine gegenseitige störende Beeinflussung mit den Lichtschranken an den Fahrzeugfenstern besonders wahrscheinlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Lichtschrankensystem, bestehend aus mehreren Lichtschrankenanordnungen zur Überwachung mehrerer motorisch verschließbarer Öffnungen, zu schaffen, das besonders sicher und zuverlässig funktioniert und bei dem insbesondere eine gegenseitige Beeinflussung der Lichtschrankenanordnungen ausgeschlossen ist.

Zu dieser Aufgabenstellung sind in den Ansprüchen mehrere erfindungsgemäße Lösungen angegeben.

So steuert in einer ersten Lösung das Steuergerät die Lichtschrankenanordnungen an den verschiedenen Öffnungen sequentiell nacheinander an. Da hierbei zu einem gegebenen Zeitpunkt jeweils nur ein Lichtsender und ein Lichtempfänger vom Steuergerät angesteuert bzw. abgefragt wird, ist eine gegenseitige Beeinflussung verschiedener Lichtschrankenanordnungen untereinander ausgeschlossen. Das Steuergerät kann dabei das sequentielle Umschalten der angesteuerten Lichtschrankenanordnungen so schnell durchführen, daß es auf eine Unterbrechung einer Lichtschrankenanordnung ohne merkliche Verzögerung reagieren kann.

In einer zweiten Lösung taktet das Steuergerät die Lichtsender an verschiedenen Öffnungen jeweils mit einer eigenen Frequenz, wobei die jeweils zugehörigen Lichtempfänger selektiv auf nur diese Frequenz ansprechen. Es ist zwar eine bekannte und vorteilhafte Maßnahme, einen Lichtsender einer Lichtschrankenanordnung getaktet oder moduliert anzusteuern, da die Lichtschrankenanordnung hierdurch gegen Streulicht der Umgebung (Gleichlicht) unempfindlich wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung taktet oder moduliert das Steuergerät jeden Lichtsender mit einer eigenen Frequenz und fragt am zugehörigen Lichtempfänger selektiv das Vorhandensein von Lichtsignalen dieser Frequenz ab.

Auch hierdurch kann eine gegenseitige Beeinflussung mehrerer Lichtschrankenanordnungen untereinander zuverlässig vermieden werden.

In einer dritten Lösung weisen die Lichtsender von benachbarten Lichtschrankenanordnungen eine entgegengesetzte Abstrahlungsrichtung auf.

Hierbei wird durch die Vorgabe des Strahlenganges der Einfall von Streulicht von einem Lichtsender auf einen nicht zugehörigen Lichtempfänger und damit eine gegenseitige Beeinflussung verschiedener Lichtschrankenanordnungen unwahrscheinlich oder sogar unmöglich.

In einer vierten Lösung strahlen die Lichtsender verschiedener Lichtschrankenanordnungen Licht unterschiedlicher Wellenlänge ab. Die zugehörigen Lichtempfänger sind so gewählt, daß sie selektiv auf nur diese Wellenlänge ansprechen.

In einer fünften Lösung strahlen die Lichtsender verschiedener Lichtschrankenanordnungen Licht unterschiedlicher Polarisationsrichtung ab. Durch den Vorsatz von Polarisationsfiltern kann der zugehörige Lichtempfänger selektiv auf die jeweilige Polarisationsrichtung des Lichtsenders eingestellt werden.

Zur weiteren Verdeutlichung sollen im folgenden beispielhaft die Prinzipien der drei erstgenannten Lösungen anhand der Zeichnung dargestellt werden.

Es zeigen

Fig. 1 eine Skizze zum Prinzip der ersten Lösung,

Fig. 2 eine Skizze zum Prinzip der zweiten Lösung,

die Fig. 3 und 4 Skizzen zum Prinzip der dritten Lösung.

In den Figuren soll jeweils ein Rechteck ein Kraftfahrzeug symbolisieren. Die jeweils durch Unterteilung des Rechtecks entstehenden vier inneren Rechtecke stehen für vier Fensteröffnungen des Kraftfahrzeuges, nämlich für die motorisch betätigbaren Türfensterscheiben in den vorderen und hinteren bzw. den Türen auf Fahrer- bzw. Beifahrerseite. Die Längsseiten des Rechteckes entsprechen dabei den Längsseiten des Kraftfahrzeuges. Die kürzeren Rechteckseiten stehen somit für die Front- bzw. Heckpartie des Kraftfahrzeuges. Die Ausrichtung des Fahrzeuges (vorne/hinten) ist für die nachfolgende Erläuterung beliebig.

Jede Fensteröffnung wird durch eine Lichtschrankenanordnung, bestehend aus einem Lichtsender (S) und einem Lichtempfänger (E), überwacht. Hierbei braucht "Licht" nicht auf die Anwendung von sichtbarem Licht beschränkt sein, sondern kann jeder Art von elektromagnetischer Strahlung sein, deren Ausbreitungsverhalten, insbesondere Intensität, durch körperliche Gegenstände beeinflußt wird.

Im weiteren Sinne können die Lösungsprinzipien auch bei anderen Strahlungsarten (z. B. Ultraschallwellen) Anwendung finden.

Zwischen jedem Sender (S) und Empfänger (E) wird die Ausbreitungsrichtung und ggf. weitere Strahlungseigenschaften durch ein Pfeil-Symbol weiter verdeutlicht.

Die in der Fig. 1 angegebenen Ordinalzahlen deuten die Reihenfolge an, in welcher die vier Lichtschrankenanordnungen regelmäßig nacheinander eingeschaltet werden. Um dabei eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen, ist zu einem gegebenen Zeitpunkt höchstens eine der Lichtschrankenanordnungen in Betrieb.

In der Fig. 2 zeigen Wellenlinien mit unterschiedlicher Periodizität an, daß die Lichtsender (S) verschiedener Lichtschrankenanordnungen mit unterschiedlicher Frequenz getaktet oder moduliert sind. Jeder Empfänger (E) spricht dabei nur auf die Frequenz des ihm zugeordneten Lichtsenders an. Da oftmals bereits eine (mit einheitlicher Frequenz vorgenommene) Ansteuerung des Lichtsenders (S) vorgesehen ist, um die Lichtschrankenanordnungen gegenüber Gleichlicht unempfindlich zu machen, ist der Mehraufwand zum Aufbau eines zu diesem erfindungsgemäßen Lichtschrankensystem gehörenden Steuergerätes als geringfügig anzusehen.

Bei den in der Fig. 1 und 2 dargestellten Lichtschrankensystemen wird die gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Lichtschrankenanordnungen, insbesondere durch die spezielle Art der Ansteuerung der Lichtsender, durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Steuergerät ausgeschlossen.

Eine andere, besonders einfache Möglichkeit, bei der das Steuergerät kein spezielles Ansteuerungsverfahren ausführen muß und daher auch keinen speziellen Aufbau aufweisen muß, zeigen die Fig. 3 und 4.

Hierbei wird durch eine geeignete Anordnung von Lichtsender (S) und Lichtempfänger (E) der Strahlengang so ausgerichtet, daß Strahlung von einem Lichtsender einer Lichtschrankenanordnung nicht zum Empfänger einer anderen Lichtschrankenanordnung gelangen kann.

So können, wie in der Fig. 3 gezeigt, die beiden Lichtsender an einer Fahrzeugseite in zwei entgegengesetzte Richtungen strahlen, und zwar vorzugsweise von der Fahrzeugmitte in Richtung der Fahrzeugfront bzw. des Fahrzeugheckes. Hierdurch kann auf einer Fahrzeugseite der Empfänger der einen Lichtschrankenanordnung nicht durch Streustrahlung vom Sender der anderen Lichtschrankenanordnung getroffen werden.

Ist eher eine Beeinflussung der Lichtschrankenanordnungen in der Querrichtung des Fahrzeuges zu erwarten, kann auch ein Aufbau gemäß der Fig. 4 vorgesehen werden, in welchem die einander auf Fahrer- und Beifahrerseite gegenüberliegenden Lichtschrankenanordnungen eine entgegengesetzte Strahlungsrichtung aufweisen. Besonders vorteilhaft ist auch, daß die in der Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 und 4 dargestellten Lösungsprinzipien beliebig miteinander kombiniert werden können, wobei man in der Regel einen Kompromiß zwischen gewünschter Sicherheit und dem dazu nötigen Aufwand sucht.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist es natürlich um so sinnvoller und vorteilhafter, eine gegenseitige Beeinflussung von Lichtschrankenanordnungen gegeneinander auszuschließen, je mehr Lichtschrankenanordnungen in räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind. So können die erfindungsgemäßen Maßnahmen natürlich auch auf mehr (oder auch weniger) als vier zu überwachende Öffnungen angewandt werden.

So ist beispielsweise eine Erweiterung des erfindungsgemäßen Lichtschrankensystems um eine Lichtschrankenanordnung, die eine motorisch verschließbare Schiebedachöffnung überwacht, leicht vorstellbar.

Andererseits ist das erfindungsgemäße Lichtschrankensystem auch bei Fahrzeugen mit Vorteil anwendbar, bei denen nur die Fensterscheiben in der Fahrer- und Beifahrertür motorisch betätigt und durch Lichtschrankenanordnungen überwacht werden.

Weiterhin liegt es durchaus im Rahmen der Erfindung, andere die Lichtausbreitung individualisierende Maßnahmen vorzusehen. So können beispielsweise die Lichtsender der verschiedenen Lichtschrankenanordnungen Licht unterschiedlicher Polarisationsrichtung und/oder Lichtwellenlänge (Farbe) aussenden.

Bezugszeichenliste

Lichtschrankensystem

(S) Lichtsender
(E) Lichtempfänger
(1, 2, 3, 4) Einschaltreihenfolge (verschiedener Lichtschrankenanordnungen)

Claims

1. Lichtschrankensystem zur Überwachung von Schließvorgängen an mehreren motorisch verschließbaren Öffnungen, insbesondere Fensteröffnungen, in einem Kraftfahrzeug, wobei jeder Öffnung vorzugsweise eine zumindest aus Lichtsender (S) und Lichtempfänger (E) bestehende Lichtschrankenanordnung zugeordnet ist, die jeweils mit einem den Schließvorgang kontrollierenden Steuergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Lichtschrankenanordnungen an den verschiedenen Öffnungen sequentiell nacheinander ansteuert.

2. Lichtschrankensystem zur Überwachung von Schließvorgängen an mehreren motorisch verschließbaren Öffnungen, insbesondere Fensteröffnungen, in einem Kraftfahrzeug, wobei jeder Öffnung vorzugsweise eine zumindest aus Lichtsender (S) und Lichtempfänger (E) bestehende Lichtschrankenanordnung zugeordnet ist, die jeweils mit einem den Schließvorgang kontrollierenden Steuergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Lichtsender (S) an den verschiedenen Öffnungen mit unterschiedlichen Frequenzen taktet und daß die zugehörigen Lichtempfänger (E) selektiv auf die unterschiedlichen Frequenzen ansprechen.

3. Lichtschrankensystem zur Überwachung von Schließvorgängen an mehreren motorisch verschließbaren Öffnungen, insbesondere Fensteröffnungen, in einem Kraftfahrzeug, wobei jeder Öffnung vorzugsweise eine zumindest aus Lichtsender (S) und Lichtempfänger (E) bestehende Lichtschrankenanordnung zugeordnet ist, die jeweils mit einem den Schließvorgang kontrollierenden Steuergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei benachbarten Lichtschrankenanordnungen die Lichtsender (S) entgegengesetzte Abstrahlungsrichtungen aufweisen.

4. Lichtschrankensystem zur Überwachung von Schließvorgängen an mehreren motorisch verschließbaren Öffnungen, insbesondere Fensteröffnungen, in einem Kraftfahrzeug, wobei jeder Öffnung vorzugsweise eine zumindest aus Lichtsender (S) und Lichtempfänger (E) bestehende Lichtschrankenanordnung zugeordnet ist, die jeweils mit einem den Schließvorgang kontrollierenden Steuergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Lichtsender (S) Licht von unterschiedlicher Wellenlänge abstrahlen und daß die zugehörigen Lichtempfänger (E) selektiv auf die unterschiedlichen Wellenlängen ansprechen.

5. Lichtschrankensystem zur Überwachung von Schließvorgängen an mehreren motorisch verschließbaren Öffnungen, insbesondere Fensteröffnungen, in einem Kraftfahrzeug, wobei jeder Öffnung vorzugsweise eine zumindest aus Lichtsender (S) und Lichtempfänger (E) bestehende Lichtschrankenanordnung zugeordnet ist, die jeweils mit einem den Schließvorgang kontrollierenden Steuergerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Lichtsender Licht unterschiedlicher Polarisationsrichtung abstrahlen und daß die zugehörigen Lichtempfänger (E) selektiv auf die unterschiedlichen Polarisationsrichtungen ansprechen.

6. Lichtschrankensystem nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kennzeichnenden Merkmale von mehreren der vorgenannten Ansprüche kombiniert werden.

7. Lichtschrankensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der überwachten Öffnungen die Schiebedachöffnung eines Kraftfahrzeuges ist.

8. Lichtschrankensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtsender (S) infrarotes, sichtbares oder ultraviolettes Licht abstrahlen.