DE60015447T2

DE60015447T2 - Verfahren und Gerät zur Detektion eines Objektes im Wege eines elektrischen Fensterhebsystems eines Fahrzeugs mittels akustischer Signale

Info

Publication number: DE60015447T2
Application number: DE60015447T
Authority: DE
Inventors: Christos Kyrtsos
Original assignee: Meritor Light Vehicle Systems Inc
Current assignee: ArvinMeritor OE LLC
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: US6388406B1; EP1072902B1; DE60015447D1; JP2001098845A; ES2232356T3; EP1072902A2; EP1072902A3

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Erfassung eines Objekts im Weg eines elektrischen Fensterhebesystems eines Fahrzeugs mittels Schallsignalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. Anspruchs 8.
Heutzutage haben viele Fahrzeuge elektronisch gesteuerte Fenster und können sogar elektronisch gesteuerte Sonnen-/Monddächer haben. Diese Systeme ermöglichen es der Bedienperson, das Fenster mühelos zu öffnen und zu schließen. Wenn die Bedienperson jedoch beim Schließen des Fensters abgelenkt ist, kann ein Objekt wie ein Arm, eine Hand oder ein Finger zwischen dem Fenster und dem Rahmen oder zwischen dem Fenster und der Dichtung des Fahrzeugfensters eingeklemmt werden.
Heutzutage gibt es Techniken, um verschiedene Merkmale, z.B. Stromstärke des Motors oder Drehmoment, eines einem elektrischen Fensterhebesystem zugeordneten Motors zu messen, um anzunehmen, daß sich im Weg des Fahrzeugfensters ein Hindernis befindet. Alterungseffekte und/oder äußere Variablen wie Temperatur, Reibung von den Dichtungen, Spannungswerte, usw. führen jedoch dazu, daß diese Techniken unzuverlässig und unberechenbar sind.
Somit werden ein zuverlässiges und dennoch günstiges Verfahren und System zur Erfassung eines Objekts, das sich im Weg eines elektrischen Fensterhebesystems befindet, benötigt.
Die EP-A-0 617 168, die den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, zeigt ein Verfahren und ein System zum Öffnen und Schließen eines Fahrzeugfensters. Um zu verhindern, daß ein Hindernis zwischen dem Fenster und einem Fensterrahmen eingeklemmt wird, wird eine Ultraschallwelle in das Fenster eingebracht. Eine reflektierte Welle wird empfangen, und es wird bestimmt, ob die reflektierte Welle von dem Fenster selbst oder von einem Hindernis reflektiert wurde, das das Fenster berührt hat. Wenn ein derartiges Hindernis erfaßt wird, wird der Vorgang des Schließens des Fensters angehalten.
Die DE-A-42 15 744 zeigt ein Verfahren und ein System zum Schließen eines Fensters, bei dem Rayleigh-Wellen erzeugt werden, die sich entlang der Außenfläche eines Fensters ausbreiten. Wenn ein Hindernis das Fenster berührt, werden die Übertragungseigenschaften geändert. Diese Änderung wird verwendet, um ein derartiges Hindernis zu erfassen.
Die DE-A 43 21 028 und die DE-A-40 30 607 zeigen Verfahren und Systeme zum Erfassen eines Hindernisses im Weg eines elektrischen Fensters. Zum Erfassen derartiger Hindernisse wird ein auf Radar basierendes System benutzt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren nach Anspruch 1 und ein System nach Anspruch 8 bereit. Zusammenfassend wird ein Objekt, das sich im Weg eines elektrischen Fensterhebesystems befindet, durch das Wahrnehmen von dem Fenster zugeordneten Schallsignalen erfaßt, während sich das Fenster schließt. Die wahrgenommenen Schallsignale werden mit einem vorgegebenen Geräuschgrenzwert verglichen, der entweder ein vorgegebenes, reflektiertes Schallmuster, das einem vorgegebenen Bezugsschallsignal zugeordnet ist, oder ein früher wahrgenommenes Schallsignal sein kann.
Wenn ein Unterschied erfaßt wird, wird angenommen, daß sich ein Objekt im Weg des Fensters befindet. Ein Steuerkreis wirkt dementsprechend, um den Motor, der das Fenster schließt, entweder anzuhalten oder in die entgegengesetzte Richtung anzutreiben.
Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Blockdiagramm eines elektrischen Fensterhebesystems, das das Verfahren und System der vorliegenden Erfindung beinhaltet; und
2 ist ein Flußdiagramm, das die Hauptschritte veranschaulicht, die dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt ein elektrisches Fensterhebesystem 10, das die vorliegende Erfindung aufweist. Ein Kraftfahrzeug hat eine Tür 12 und einen Fensterrahmen 14, der eine Fensteröffnung 16 begrenzt. Obwohl ein Seitenfenster gezeigt ist, erfaßt der Begriff „Fenster", wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, jedoch auch Heckfenster, Sonnen- und Monddächer oder andere fahrzeugschließende Bauteile.
Die Tür 12 ist mit einem Fensterglas 18 versehen, das höhenverstellbar innerhalb der Fensteröffnung 16 bewegbar ist, und mit einem Antriebsmotor 20, der mit einem schematisch gezeigten Regulator 22 so verbunden ist, daß das Fensterglas 18 auf- und abwärts angetrieben wird. Ein Mikroprozessor oder ein Steuerkreis 24 steuert den Antriebsmotor 20 über einen Motorantriebskreis 26 als Reaktion auf Signale eines Schalters 28, der eine Aufwärts-/Abwärtsbewegung des Fensterglases 18 steuert.
Ferner weist das System 10 einen Generator 30 einer akustischen Oberflächenwelle (SAW surface acoustic wave) auf, der an dem Glas 18 befestigt ist, und zwar entweder an der bodenseitigen Unterseite des Glases 18 oder an der Oberfläche des Glases 18 in der Nähe des Bodens. Der SAW-Generator 30 übermittelt eine Bezugsschallwelle auf/in das Glas 18, so daß sie entweder von dem Rahmen 14 oder einem Objekt (nicht gezeigt) reflektiert wird. Der SAW-Generator 30 kann jeglicher herkömmlicher Resonator/Oszillator sein, der ein Schallsignal mit einer vorgegebenen relativ niedrigen Frequenz übermittelt, z.B. 40 bis 50 kHz. Der SAW-Generator 30 kann selbsterzeugend oder durch den Steuerkreis 24 steuerbar sein, wobei in diesem Fall der SAW-Generator 30 mit dem Steuerkreis 24 verbunden ist.
Das reflektierte Schallsignal, das von dem SAW-Generator 30 übermittelt wurde, wird von einem Schallsensor 32 wahrgenommen, der mit dem Steuerkreis 24 in Verbindung steht. Wenn zwischen dem Fensterglas 18 und dem Rahmen 14 keine Objekte eingeklemmt sind, sollte ein empirisch bestimmtes reflektiertes Schallmuster vom Schallsensor 32 wahrgenommen werden, während sich das Fenster 18 schließt. Wenn dieses bekannte Muster vom Sensor 32 nicht wahrgenommen wird, erkennt der Steuerkreis 24 ein Objekt, das sich im Weg zwischen dem Fenster 18 und dem Rahmen 14 befindet, und wirkt dementsprechend, indem der Motor 20 entweder angehalten oder in die entgegengesetzte Richtung angetrieben wird. So kann ein Objekt erfaßt werden und der Motor 20 demgemäß gesteuert werden, bevor das Objekt tatsächlich ein auf den Motor 20 wirkendes Widerstandsdrehmoment verursacht. Wenn das Fenster komplett geschlossen wurde, wird das Bezugssignal nicht länger erzeugt und das Verfahren angehalten.
Statt auf ein vorgegebenes, reflektiertes Schallmuster zu hören, kann das System 10 als Alternative dazu nur irgendwelche Fremdgeräusche hören/wahrnehmen, die von einem Objekt erzeugt werden, das das Glas 18 berührt. Das heißt, daß während sich das Fenster 18 zu schließen beginnt, der Schallsensor 32 alle Geräusche aus dem Glas 18 wahrnimmt, die gleichmäßig sein sollten, wenn kein Objekt vorhanden ist. Wenn jedoch ein Objekt vorhanden ist, würde ein Ton oder ein Geräusch, das sich von dem anfänglich wahrgenommenen Ton unterscheidet, von dem Sensor 32 wahrgenommen werden. Der Steuerkreis 24 kann dann dementsprechend wirken, um den Motor 20 anzuhalten oder in die entgegengesetzte Richtung anzutreiben. Die beiden Lösungsansätze können auch miteinander kombiniert werden.
Da in der alternativen Ausführungsform kein Bezugssignal während dem aktuellen Schließen des Fensters erzeugt wird, werden reflektierte Schallsignale ununterbrochen wahrgenommen, selbst wenn das Fenster geschlossen ist. Jedoch kann es vorkommen, daß das Fenster 18 erfolgreich geschlossen wird, ohne daß ein Objekt erfaßt oder dazwischen eingeklemmt wird, und dennoch ein Insasse des Fahrzeugs das Fenster 18 entweder zufällig oder absichtlich mit seinem Finger oder mit einem Objekt berührt. In diesem Fall kann es notwendig sein, die Zeitspanne zu begrenzen, in der die Schallsignale nach dem erfolgreichen Schließen des Fensters 18 wahrgenommen werden, so daß das Fenster 18 nicht vom Steuerkreis 24 gesteuert wird, um auf Grund eines falschen Hinweises auf ein zwischen dem Fenster 18 und dem Rahmen 14 eingeklemmtes Objekt geöffnet zu werden.
In 2 ist ein Flußdiagramm gezeigt, das die Hauptschritte darstellt, die dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zugeordnet sind. Wie in Block 40 zu sehen ist, beginnt das Verfahren mit dem Schritt des Wahrnehmens der Schallsignale, die dem Fenster 18 zugeordnet sind, während sich das Fenster 18 schließt. Als nächstes werden die wahrgenommenen Schallsignale und ein vorgegebener Grenzwert verglichen. Wie in 2 durch A und B veranschaulicht, kann dies auf zwei Arten erreicht werden.
In der Ausführungsform A wird ein Bezugsschallsignal über die Oberfläche des Fensters erzeugt, wie in Block 42 gezeigt ist. Gemäß der empirischen Auswertung sollte das Bezugssignal in einer vorgegebenen Art reflektiert werden, während sich das Fenster schließt, vorrausgesetzt, daß sich kein Objekt im Weg des sich schließenden Fensters befindet. So werden die wahrgenommenen Schallsignale mit einem vorgegebenen reflektierten Schallmuster verglichen, das dem Bezugssignal zugeordnet ist, wie es Block 44 zeigt.
Wenn es keinen Unterschied zwischen diesen Signalen gibt, wie es in dem Entscheidungsblock 46 gezeigt ist, dann befindet sich kein Objekt im Weg des Fensters, und das Verfahren fährt fort, um weiterhin die Signale zu vergleichen, bis das Fenster komplett geschlossen ist, wie in dem Entscheidungsblock 48 gezeigt ist. Wenn es jedoch einen Unterschied zwischen diesen beiden Signalen gibt, wird angenommen, daß ein Objekt vorhanden ist, und der Motor wird so gesteuert, daß er entweder angehalten oder in die entgegengesetzte Richtung angetrieben wird, wie im Block 50 gezeigt ist. Natürlich ist das Fenster irgendwann „ganz oben" und berührt seine Dichtung. Diese Stellung ist in die Steuerung programmiert, um Fehltreffer zu beseitigen.
In der alternativen Ausführungsform B werden die wahrgenommenen Signale mit früher wahrgenommenen Signalen während desselben Fensterschließvorgangs verglichen, um eine Abweichung oder einen Unterschied zu erkennen, die auf einen Fremdkörper im Weg des Fensters 18 hinweisen, wie es in den Blöcken 52, 46 und 50 gezeigt ist.
Wenn es keinen Unterschied zwischen dem aktuell wahrgenommenen Schallsignal und dem früher wahrgenommenen Schallsignal gibt, wird eine Bestimmung gemacht, ob das Fenster komplett geschlossen hat, wie es Block 48 zeigt. Wenn das Fenster noch nicht geschlossen ist, fährt des Verfahren fort und vergleicht weiterhin das aktuell wahrgenommene Schallsignal mit dem früher wahrgenommenen Schallsignal. Wenn das Fenster jedoch komplett geschlossen ist, wird eine Bestimmung gemacht, ob eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, oder nicht, wie es in Block 54 gezeigt ist. Wenn nicht, werden ein Vergleich die aktuellen und die früher wahrgenommenen Schallsignale weiter verglichen. Wenn das Zeitlimit jedoch abgelaufen ist, endet das Verfahren als Reaktion auf ein erfolgreiches Schließen des Fensters.

Claims

Verfahren zur Erfassung eines Objekts, das sich im Weg eines elektrischen Fensterhebesystems (10) eines Fahrzeugs befindet, mit einem Fenster (18), das von einem Motor (20) geöffnet und geschlossen wird, der von einem Steuerkreis gesteuert wird, wobei das Verfahren aufweist: Wahrnehmen von Schallsignalen, die dem Fenster (18) zugeordnet sind, während das Fenster (18) sich schließt; Vergleichen der wahrgenommenen Schallsignale mit einem vorgegebenen Geräuschgrenzwert; und Erfassen des im Weg des elektrischen Fensterhebesystems (10) des Fahrzeugs befindlichen Objekts auf der Basis des Vergleichs; dadurch gekennzeichnet, daß die wahrgenommenen Schallsignale Geräusche sind, die von dem Objekt beim Berühren des Fensters erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichen aufweist: Wahrnehmen von aktuellen Schallsignalen, während sich das Fenster (18) bei einem aktuellen Schließvorgang des Fensters (18) schließt; Vergleichen der wahrgenommenen aktuellen Schallsignale mit früher wahrgenommenen Schallsignalen beim aktuellen Schließvorgang des Fensters (18); und Bestimmen, ob die wahrgenommenen aktuellen Schallsignale sich von den früher wahrgenommenen Schallsignalen unterscheiden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichen der wahrgenommenen aktuellen Schallsignale mit früher wahrgenommenen Schallsignalen ferner ein Vergleichen der wahrgenommenen aktuellen Schallsignale mit den früher wahrgenommenen Schallsignalen für eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Ende des aktuellen Schließvorgangs des Fensters (18) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: Erzeugen eines Bezugsschallsignals an dem Fenster (18), während das Fenster (18) sich schließt; und wobei das Vergleichen ein Vergleichen der wahrgenommenen Schallsignale mit einem vorgegebenen, reflektierten Schallmuster aufweist, das dem Bezugsschallsignal zugeordnet ist, wenn sich kein Objekt im Weg des sich schließenden Fensters (18) befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner ein Steuern des elektrischen Fensterhebesystems (10) nach dem Erfassen des Objekts aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuern des elektrischen Fensterhebesystems (10) einschließt, den Motor (20) anzuhalten.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuern des elektrischen Fensterhebesystems (10) einschließt, den Motor (20) in die entgegengesetzte Richtung anzutreiben.
System zum Erfassen eines Objekts, das sich im Weg eines elektrischen Fensterhebesystems (10) eines Fahrzeugs befindet, mit einem Fenster (18), das von einem Motor (20) geöffnet und geschlossen wird, der von einem Steuerkreis (24) gesteuert wird, wobei das System aufweist: einen Schallsensor (32) zum Wahrnehmen von Schallsignalen, die dem Fenster (18) zugeordnet sind, während das Fenster (18) sich schließt; einen Steuerkreis (24) mit einer Steuerlogik zum Vergleichen der wahrgenommenen Schallsignale mit einem vorgegebenen Geräuschgrenzwert und zum Erfassen des im Weg des elektrischen Fensterhebesystems (10) des Fahrzeugs befindlichen Objekts auf der Basis des Vergleichs; dadurch gekennzeichnet, daß die Schallsignale Geräusche sind, die von dem Objekt beim Berühren des Fensters erzeugt werden.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallsensor (32) ferner wirksam ist, um aktuelle Schallsignale wahrzunehmen, während das Fenster sich bei einem aktuellen Schließvorgang des Fensters (18) schließt, und daß der Steuerkreis (24) beim Vergleichen ferner wirksam ist, um beim aktuellen Schließvorgang des Fensters (18) die wahrgenommenen aktuellen Schallsignale mit früher wahrgenommenen Schallsignalen zu vergleichen und um festzustellen, ob das wahrgenommene aktuelle Schallsignal sich von den früher wahrgenommenen Schallsignalen unterscheidet.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (24) ferner beim Vergleichen der wahrgenommenen aktuellen Schallsignale mit den früher wahrgenommenen Schallsignalen wirksam ist, um die wahrgenommenen aktuellen Schallsignale mit den früher wahrgenommenen Schallsignalen für eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Ende des aktuellen Schließvorgangs des Fensters (18) zu vergleichen.
System nach Anspruch 8, das ferner aufweist: einen Oberflächenschallgenerator (30), um ein Bezugsschallsignal an dem Fenster (18) zu erzeugen, während das Fenster (18) sich schließt; und wobei der Steuerkreis (24) beim Vergleichen ferner wirksam ist, um die wahrgenommenen Schallsignale mit einem vorgegebenen, reflektierten Schallmuster zu vergleichen, das dem Bezugsschallsignal zugeordnet ist, wenn sich kein Objekt im Weg des sich schließenden Fensters (18) befindet.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (24) ferner wirksam ist, um das elektrische Fensterhebesystem (10) nach dem Erfassen des Objekts zu steuern.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (24) beim Steuern des elektrischen Fensterhebers ferner wirksam ist, um den Motor (20) anzuhalten.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (24) beim Steuern des elektrischen Fensterhebers ferner wirksam ist, um den Motor (20) in die entgegengesetzte Richtung anzutreiben.