DE102004005688A1

DE102004005688A1 - Einklemmschutzsystem für ein Fensterhebersystem in einem Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Steuerung eines Fensterhebersystems

Info

Publication number: DE102004005688A1
Application number: DE102004005688A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Mersch
Original assignee: ArvinMeritor GmbH
Current assignee: ArvinMeritor GmbH
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-25
Also published as: US20050174079A1

Abstract

Ein Einklemmstutzen für ein Fensterhebersystem in einem Kraftfahrzeug, mit einer Steuerung (36), die einen Antriebsmotor (38) für eine Fensterscheibe (12) ansteuern kann, und einer Erfassungseinheit (20), die der Steuerung ein Bild bereitstellt, ausgehend von dem ein Hindernis im Weg der Fensterscheibe (12) erkannt werden kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) Teil eines Umgebungserfassungssystems (32) ist, mit dem beispielsweise ein fremdes Fahrzeug im toten Winkel des eigenen Fahrzeugs erkannt werden kann. Zusätzlich wird ein Verfahren zur Steuerung eines Fensterhebersystems eines Kraftfahrzeugs beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einklemmschutzsystem für ein Fensterhebersystem in einem Kraftfahrzeug, mit einer Steuerung, die einen Antriebsmotor für eine Fensterscheibe ansteuern kann, und einer Erfassungseinheit, die der Steuerung ein Bild bereitstellt, ausgehend von dem ein Hindernis im Weg der Fensterscheibe erkannt werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Steuerung eines Fensterhebersystems eines Kraftfahrzeugs, mit einer Steuerung, die einen Antriebsmotor für eine Fensterscheibe ansteuern kann, und einer Erfassungseinheit, die der Steuerung ein Bild bereitstellt, ausgehend von dem ein Hindernis im Weg der Fensterscheibe erkannt werden kann.

Allgemein ausgedrückt betrifft die Erfindung einen aktiven Einklemmschutz für ein Fensterhebersystem, mit dem verhindert werden kann, daß beispielsweise die Hand eines Fahrzeuginsassen zwischen dem oberen Rand der sich schließenden Fensterscheibe und dem Scheibenrahmen eingeklemmt werden kann. Ein aktiver Einklemmschutz zeichnet sich dadurch aus, daß ein Hindernis im Weg der sich schließenden Scheibe allein aufgrund seiner Anwesenheit erfaßt wird. Im Stand der Technik ist bekannt, hierfür beispielsweise eine Ultraschallüberwachung oder ähnliches zu verwenden, mit welcher der Bereich abgetastet wird, den die sich schließende Fensterscheibe durchläuft. Sobald ein Hindernis erkannt wird, wird der Antriebsmotor der Fensterscheibe gestoppt oder sogar kurzzeitig in entgegengesetzter Richtung angesteuert.

Auch bekannt sind passive Systeme, die ein Hindernis im Weg der sich schließenden Fensterscheibe aufgrund der Wirkung des Hindernisses auf die Fensterscheibe erkennen, also beispielsweise eine Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit der Fensterscheibe oder einen Anstieg des Motorstromes, der aus einem erhöhten Bewegungswiderstand resultiert. Diese Systeme haben den Nachteil, daß erst ein Kontakt zwischen der Fensterscheibe und dem Hindernis auftreten muß, bevor das Einklemmschutzsystem überhaupt die Möglichkeit hat, das Hindernis zu erkennen. Diese in jedem Fall notwendige Kontaktkraft erhöht sich in der Praxis zusätzlich, weil ab dem Moment der Erkennung eines Hindernisses bis zum Stillstand der Fensterscheibe notwendigerweise eine gewisse Zeit vergeht, in welcher die Fensterscheibe weiter geschlossen wird. Diese Zeitspanne hängt insbesondere von der Massenträgheit der Bauteile des Fensterheberantriebs ab. Der größte Vorteil von passiven Einklemmschutzsystemen besteht in ihrem vergleichsweise geringen Bauaufwand.

Bei aktiven Systemen steht dem Vorteil einer sehr frühen Erkennung eines Hindernisses der Nachteil gegenüber, daß die für das Einklemmschutzsystem notwendigen Bauteile nur vergleichsweise schwer am Fahrzeug unterzubringen sind. Gerade im Bereich der Führung für die Fensterscheibe ist kein Bauraum vorhanden, in welchem sinnvoll eine Erfassungseinheit untergebracht werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein aktives Einklemmschutzsystem sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Fensterhebersystems dahingehend weiterzubilden, daß es mit geringem Bauaufwand realisiert werden kann.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß bei einem Einklemmschutzsystem der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Erfassungseinheit Teil eines Umgebungserfassungssystems ist, mit dem beispielsweise ein fremdes Fahrzeug im toten Winkel des eigenen Fahrzeugs erkannt werden kann. Das erfindungsgemäße Einklemmschutzsystem nutzt dabei die Tatsache aus, daß hochwertige Fahrzeuge in zunehmendem Maße mit Umgebungserfassungssystemen ausgestattet werden, die den Fahrer in kritischen Situationen unterstützen sollen bzw. das Entstehen von kritischen Situationen verhindern sollen. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Warnung vor einem sich im toten Winkel des Rückspiegels befindenden fremden Fahrzeug, wenn das Umgebungserfassungssystem erkennt, daß der Fahrer die Fahrspur wechseln möchte. Übliche Umgebungserfassungssysteme verwenden als Erfassungseinheit insbesondere Radarsysteme, Infrarotsysteme oder Kameras, die meist in die Außenspiegel des Fahrzeugs integriert sind. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die von diesen Erfassungssystemen eigentlich für einen ganz anderen Zweck bereitgestellten Informationen auch für ein aktives Einklemmschutzsystem verwendet werden können. Die Erfindung basiert dabei insbesondere auf der Erkenntnis, daß ohne zusätzlichen Aufwand ein Teil des von der Erfassungseinheit aufgenommenen Bildes der Umgebung für das Einklemmschutzsystem verwendet werden kann, nämlich der äußere Randbereich dieses Bildes im Bereich der Führung für die entsprechende Fensterscheibe.

Wenn die Erfassungseinheit eine Kamera ist, ist vorzugsweise in einem für das Einklemmschutzsystem ausgewerteten Abtastbereich entlang der Führung der Fensterscheibe eine Markierung aufgebracht, beispielsweise eine farblich abgesetzte Linie.

Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Erfassungseinheit ein Bild der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufnimmt und die Steuerung dieses Gesamtbild nur in einem Abtastbereich auswertet, der für die Erkennung eines Hindernisses im Weg der Fensterscheibe relevant ist. Dieses Verfahren berücksichtigt die Tatsache, daß der für die Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs relevante Bildbereich sich niemals mit dem für das Einklemmschutzsystem des Fensterhebers relevanten Bildbereich überschneiden wird. Somit ist für jeden Bildbereich eine separate Auswertung möglich, welche die Auswertung des anderen Bildbereiches nicht tangiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß bei jedem Öffnen der Fensterscheibe ein Referenzbild des für das Einklemmschutzsystem relevanten Abtastbereichs an der Führung der Fensterscheibe aufgezeichnet wird. Auf diese Weise steht beim nachfolgenden Schließen der Fensterscheibe ein aktuelles Referenzbild zur Verfügung, so daß Änderungen im Abtastbereich, beispielsweise Verschmutzungen einer optisch auszuwertenden Markierung, die Sicherheit der Erkennung eines Hindernisses nicht beeinträchtigen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Fahrzeugtür;
2 eine schematische Draufsicht auf die Fahrzeugtür von 1;
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Einklemmschutzsystems sowie eines Umgebungserfassungssystems; und
4 schematisch eine Maske, die bei der Erfassungseinheit des Einklemmschutzsystems verwendet werden kann.
In den 1 und 2 ist eine Fahrzeugtür 10 gezeigt, in der verschiebbar eine Fensterscheibe 12 angebracht ist, die in einer Führung 14 verschiebbar aufgenommen ist. Entlang dem bezüglich 1 rechten, vertikalen Rand der Führung 14 für die Fensterscheibe 12 ist eine Markierung 16 angebracht, die aus einem farblich abgesetzten Strich besteht. Die Markierung kann sich auch entlang dem oberen, waagrecht verlaufenden Teil sowie entlang dem vorderen, schräg verlaufenden Teil der Führung 14 erstrecken. In der Praxis kann die Markierung 16 in einer für die Benutzer des Fahrzeugs unauffälligen Weise beispielsweise in eine Fensterdichtung integriert sein.
An der Fahrzeugtür 10 ist ein Außenspiegel 18 angebracht, in den eine Erfassungseinheit 20 integriert ist. Die Erfassungseinheit 20 ist Teil eines Umgebungserfassungssystems, mit dem beispielsweise ein fremdes Fahrzeug im toten Winkel des eigenen Fahrzeugs erkannt werden kann. Die Erfassungseinheit 20 kann einen Sender für reflektierbare Wellen sowie einen Sensor für diese Wellen aufweisen (Radarsystem oder Infrarotsystem) oder einen Bildaufnehmer (Kamera) enthalten. Zum Zwecke der nachfolgenden Erläuterung wird angenommen, daß die Erfassungseinheit 20 eine Kamera aufweist.
In den 1 und 2 ist durch gestrichelte Linien der Bereich angedeutet, der von der Erfassungseinheit 20 aufgenommen wird. Dieses von der Erfassungseinheit 20 aufgenommene Gesamtbild wird erfindungsgemäß virtuell, elektronisch oder optisch in vertikaler Richtung unterteilt, und zwar in einen Abtastbereich 22 und einen Umgebungsbereich 24. Der Abtastbereich 22 ist ein vergleichsweise schmaler Bereich, in den der Bereich der Fensterscheibe und insbesondere auch der Bereich der Führung 14 für die Fensterscheibe 12 fällt. Der Umgebungsbereich 24 ist der von der Fahrzeugtür 10 abgewandte Bereich, insbesondere der sogenannte tote Winkel des Rückspiegels. Die beiden Bereiche sind hier durch eine strichpunktierte Linie voneinander abgegrenzt. Zur Erzeugung des Abtastbereichs 22 und des Umgebungsbereichs 24 aus dem von der Erfassungseinheit aufgenommenen Gesamtbild kann beispielsweise eine an der Erfassungseinheit vorgesehene Maske 26 verwendet werden, wie sie in 4 gezeigt ist. Die Maske weist eine Abtastbereichsöffnung 22' auf, die vergleichsweise schmal und hoch ist, so daß der Bereich der Fensterscheibe 12 durch sie hindurch betrachtet werden kann, sowie eine Umgebungsbereichsöffnung 24', die vergleichsweise breit ist, so daß ein Bereich seitlich des Fahrzeugs betrachtet werden kann. Das Gesamtbild kann aber auch elektronisch in den Abtastbereich und den Umgebungsbereich aufgeteilt werden.
Anhand von 3 wird nun die Funktionsweise des Einklemmschutzsystems erläutert. Die beiden in jedem Außenspiegel 18 angeordneten Erfassungseinheiten 20 liefern (für jede Seite getrennt) ein Gesamtbild G, welches in einer Bilderfassungseinheit 28 in ein Bild des Abtastbereichs 22 und ein Bild des Umgebungsbereichs 24 zerlegt wird.
Das Bild des Umgebungsbereichs 24 wird über ein Bussystem 30 einem Umgebungserfassungssystem 32 zur Verfügung gestellt. Dieses kann, wenn beispielsweise bei einem bevorstehenden Spurwechsel ein fremdes Fahrzeug im toten Winkel erkannt wird, ein Warnsignal erzeugen (symbolisiert durch die Warnlampe 34).
Das Bild des Abtastbereichs 22 wird einer Steuerung 36 des Einklemmschutzsystems bereitgestellt. Wenn die Steuerung 36 erkennt, daß sich im Abtastbereich 22 ein Hindernis befindet, beispielsweise die Hand eines Fahrzeuginsassen, wird über das Bussystem 30 und ein entsprechendes Türsteuergerät der Antriebsmotor 38 der betroffenen Fensterscheibe gestoppt. Es kann auch vorgesehen sein, die Fensterscheibe wieder ein kleines Stück zu öffnen, um die Einklemmgefahr gänzlich zu beseitigen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß bei jedem Öffnen der Fensterscheibe 12 die Steuerung 36 das Bild des Abtastbereichs 22 auswertet und abspeichert. Auf diese Weise wird ein aktuelles Abbild der Führung 14 für die Fensterscheibe erhalten, beispielsweise einschließlich der aktuell vorhandenen Verschmutzung auf der Markierung 16. Wenn die Fensterscheibe wieder geschlossen wird, vergleicht die Steuerung 36 das dann von der Erfassungseinheit 20 gelieferte Bild des Abtastbereichs 22 mit dem vorher gespeicherten Bild. Wenn es aufgrund eines nun vorhandenen Hindernisses zu Abweichungen im Bild kommt, beispielsweise die Markierung 16 abschnittsweise verdeckt ist, wird die Fensterscheibe sofort angehalten.
Die Bilderfassungseinheit 28 muß ein Bild des Abtastbereichs 22 nur dann bereitstellen, wenn die Fensterscheibe 12 entweder geöffnet wird (dann zum Erzeugen eines aktuellen Referenzbildes) oder wenn die Fensterscheibe geschlossen wird (dann zur Erzeugung eines mit dem Referenzbild zu vergleichenden Bildes). Während des weitaus größten Teils der Betriebsdauer ist es ausreichend, sich lediglich um den Umgebungsbereich 24 zu kümmern. Nur in dem Fall, daß ein Fenster geöffnet oder geschlossen wird, während gleichzeitig ein bevorstehender Spurwechsel erkannt wird, muß das System gleichzeitig Informationen sowohl über den Abtastbereich 22 als auch über den Umgebungsbereich 24 bereitstellen. Dies ist bei der Übertragungsbandbreite von gebräuchlichen Bussystemen jedoch kein Problem.
Die Erfassungseinheit 20 kann je nach der Geometrie der Fahrzeugkarosserie auch dazu verwendet werden, eine Fensterscheibe zwischen der B-Säule und der C-Säule des Fahrzeugs zu überwachen. Falls notwendig, kann im Bereich der C-Säule ebenfalls eine Markierung vorgesehen sein.

10: Fahrzeugtür
12: Fensterscheibe
14: Führung
16: Markierung
18: Außenspiegel
20: Erfassungseinheit
22: Abtastbereich
22': Abtastbereichsöffnung
24: Umgebungsbereich
24': Umgebungsbereichsöffnung
26: Maske
28: Bilderfassungseinheit
30: Bussystem
32: Umgebungserfassungssystem
34: Warnlampe
36: Steuerung
38: Antriebsmotor

Claims

Einklemmschutzsystem für ein Fensterhebersystem in einem Kraftfahrzeug, mit einer Steuerung (36), die einen Antriebsmotor (38) für eine Fensterscheibe (12) ansteuern kann, und einer Erfassungseinheit (20), die der Steuerung ein Bild bereitstellt, ausgehend von dem ein Hindernis im Weg der Fensterscheibe (12) erkannt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) Teil eines Umgebungserfassungssystems (32) ist, mit dem beispielsweise ein fremdes Fahrzeug im toten Winkel des eigenen Fahrzeugs erkannt werden kann.
Einklemmschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Steuerung (36) bereitgestellte Bild das Abbild eines Abtastbereichs (22) in der Nähe der Fensterscheibe (12) ist.
Einklemmschutzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastbereich (22) sich entlang einer vertikalen Führung (14) der Fensterscheibe (12) erstreckt.
Einklemmschutzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastbereich (22) eine Markierung (16) entlang der Führung (14) der Fensterscheibe (12) aufweist.
Einklemmschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) mit einer Maske (26) versehen ist, welche den gesamten Bildbereich der Erfassungseinheit in einen Umgebungsbereich (24) und in den Abtastbereich (22) trennt.
Einklemmschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) ein Bildaufnehmer ist.
Einklemmschutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) einen Sender für reflektierbare Wellen und einen Sensor für diese Wellen aufweist.
Einklemmschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) in einem Außenspiegel (18) eines Kraftfahrzeugs untergebracht ist.
Einklemmschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) und die Steuerung (36) an ein Bussystem (30) angeschlossen sind.
Verfahren zur Steuerung eines Fensterhebersystems eines Kraftfahrzeugs, mit einer Steuerung (36), die einen Antriebsmotor (38) für eine Fensterscheibe (12) ansteuern kann, und einer Erfassungseinheit (20), die der Steuerung (36) ein Bild bereitstellt, ausgehend von dem ein Hindernis im Weg der Fensterscheibe (12) erkannt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinheit (20) ein Bild der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufnimmt und die Steuerung (36) dieses Gesamtbild nur in einem Abtastbereich (22) auswertet, der für die Erkennung eines Hindernisses im Weg der Fensterscheibe (12) relevant ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastbereich (22) des Gesamtbildes nur dann von der Steuerung ausgewertet wird, wenn die Fensterscheibe (12) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Öffnen der Fensterscheibe (12) ein Referenzbild des Abtastbereichs (22) aufgezeichnet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastbereich des Gesamtbildes auch beim Öffnen der Fensterscheibe (12) ausgewertet wird und das Referenzbild bei jedem Öffnen der Fensterscheibe (12) aktualisiert wird.