DE102012008086A1

DE102012008086A1 - Method for operating protection device to protect e.g. finger during moving window pane of vehicle, involves controlling drive depending on determination of presence of object in monitored areas and positional information of moving element

Info

Publication number: DE102012008086A1
Application number: DE201210008086
Authority: DE
Inventors: Bernd Ette; Rico Reichelt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-04-21
Filing date: 2012-04-21
Publication date: 2013-10-24

Abstract

The method involves determining whether an object e.g. finger or hand, is present in monitored areas (12-14) by an optical sensor (11), where the monitored areas comprise a region outside of a path and adjacent to the path. Positional information of a moving element is determined by the optical sensor, where the moving element is provided an optical mark such as color marking and/or a barcode. A drive is controlled depending on the determination of the presence of the object in the monitored areas and the positional information, where the drive moves the moving element along the path. The moving element is selected from a window pane (10), a sliding roof, a seat or a door of a vehicle. An independent claim is also included for a protection device comprising a moving element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere ein Verfahren zum Betreiben einer automatischen Fensterscheibenverstellung eines Fahrzeugs.The present invention relates to a method for operating a device of a vehicle, in particular a method for operating an automatic window adjustment of a vehicle.

Bei einer automatischen Fensterscheibenverstellung kann aus Personenschutzgründen ein Einklemmschutz wünschenswert oder gesetzlich gefordert sein. Dazu kann bspw. im Einklemmfall eine Gegenkraft zur Scheibenbewegung von einer Elektronik erfasst werden und bspw. eine Bewegungsumkehr der Scheibenbewegung eingeleitet werden, wenn eine entsprechende Gegenkraft erfasst wird. Die Anforderungen hinsichtlich der zulässigen Einklemmkraft können von Gesetzgebern national geregelt sein. Eine Einklemmschutzerkennung über eine Gegenkraft kann aus physikalischen Gründen unter Berücksichtigung der Anforderungen nicht realisierbar sein, wenn bspw. eine zum Bewegen einer vereisten Scheibe benötigte Kraft größer als die maximal zulässige Einklemmkraft ist. In diesen Fällen kann somit kein Automatiklauf der Scheibe zugelassen werden.In the case of an automatic window pane adjustment, it may be desirable or legally required for personal protection reasons to provide pinch protection. For this purpose, for example, in the event of trapping, a counterforce to the disc movement can be detected by an electronic unit and, for example, a reversal of movement of the disc movement can be initiated if a corresponding counterforce is detected. The requirements regarding the permissible pinching force can be regulated by national legislators. A pinch protection detection via a counterforce can not be realized for physical reasons, taking into account the requirements, if, for example, a force required to move an icy disk is greater than the maximum permissible pinching force. In these cases, therefore, no automatic run of the disc can be allowed.

In diesem Zusammenhang ist aus der DE 10 2007 001 178 A1 ein berührungsloser Einklemmschutz bekannt. Eine Anordnung zum Erkennen eines Objekts innerhalb eines Überwachungsbereichs umfasst mindestens eine Strahlungsquelle sowie mindestens einen Strahlungsempfänger sowie eine übergeordnete Steuer- und Kontrollvorrichtung. Ein von der Strahlungsquelle abgestrahltes Strahlungsfeld wird aufgrund des Objekts verändert und diese Veränderung von dem ein Empfangsfeld aufweisenden Strahlungsempfänger detektiert. Vorzugsweise benutzt die Steuer- und Kontrollvorrichtung diese Detektion als Basis für weitere Steuer- und Kontrollvorgänge. Derartige Anordnungen können u. a. auch in Kraftfahrzeugen bei Öffnungen verschließenden Bauteilen wie Türen, Fenstern oder Schiebedächern als Einklemmschutz zum Einsatz kommen.In this context is from the DE 10 2007 001 178 A1 a non-contact anti-trap known. An arrangement for detecting an object within a monitoring area comprises at least one radiation source and at least one radiation receiver as well as a higher-level control and monitoring device. A radiation field emitted by the radiation source is changed on the basis of the object and this change is detected by the radiation receiver having a reception field. Preferably, the control and monitoring device uses this detection as a basis for further control and monitoring operations. Such arrangements may inter alia also be used in motor vehicles in openings occluding components such as doors, windows or sliding roofs as anti-trap.

Die EP 0 909 865 A2 betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Schließvorgangs von Schließvorrichtungen, bei denen mindestens ein Schließteil in einer zu schließenden Öffnung längs einer Schließstrecke mittels eines Motorantriebs bewegt wird und die Gefahr des Einklemmens von Körperteilen des Benutzers oder von Gegenständen besteht. Zur Realisierung eines einfachen, effizienten und kostengünstigen Einklemmschutzes wird am Ende der Schließstrecke in der zu schließenden Öffnung eine Druckmessvorrichtung angebracht, welche kontinuierlich Druckmesswerte erfasst. Die Druckmesswerte der Druckmessvorrichtung werden mit einem ein Einklemmereignis definierenden Druckgrenzwert verglichen und bei Überschreiten des Druckgrenzwerts wird der Motorantrieb reversiert oder abgeschaltet.The EP 0 909 865 A2 relates to a method for monitoring the closing operation of closing devices, in which at least one closing part is moved in an opening to be closed along a closing path by means of a motor drive and there is a risk of pinching body parts of the user or objects. To realize a simple, efficient and cost-effective anti-jamming device, a pressure-measuring device is attached at the end of the closing path in the opening to be closed, which continuously records pressure measurement values. The pressure readings of the pressure measuring device are compared with a pressure limit value defining an entrapment event, and when the pressure limit value is exceeded, the motor drive is reversed or switched off.

Die DE 10 2006 000 777 B4 betrifft eine virtuelle Tastatur für eine Fahrzeugzutrittssteuerung, um einem Fahrer oder Fahrgast einen Zugang zu einem Fahrzeug zu ermöglichen. Ein Abbildungsgenerator, welcher in dem Fahrzeug angeordnet ist, ist ausgebildet, eine Tastaturabbildung auf einer Abbildungsfläche zu erzeugen. Eine Kamera ist ausgebildet, eine Geste zu detektieren, die durch den Fahrer oder Fahrgast in der Nähe der Tastaturabbildung ausgeführt wird. Ein Prozessor ist ausgebildete, die Geste zu interpretieren und auf diese Weise einen Zugang zu dem Fahrzeug zu gestatten oder abzulehnen. Zusätzlich zu einem Bereitstellen von Tasten zum Eingeben einer Sequenz für einen autorisierten Zutritt kann die Tastaturabbildung Tasten für eine Fenster-Hoch/Runter-Steuerung enthalten.The DE 10 2006 000 777 B4 relates to a virtual keyboard for vehicle access control to allow a driver or passenger access to a vehicle. An imaging generator disposed in the vehicle is configured to generate a keyboard image on an imaging surface. A camera is configured to detect a gesture made by the driver or passenger near the keyboard image. A processor is trained to interpret the gesture and thus permit or deny access to the vehicle. In addition to providing keys for entering a sequence for authorized access, the keyboard image may include buttons for a window up / down control.

Die DE 10 2009 023 594 A1 betrifft ein Verfahren zur Betätigung eines Schließelements eines Fahrzeugs. Das Schließelement wird betätigt, wenn eine einem vorgegebenen Bewegungsprofil entsprechende Bewegung eines Objekts in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfasst wird und gleichzeitig ein dem Fahrzeug zugeordneter Fahrzeugschlüssel erfasst wird. Dabei wird die Bewegung des Objekts in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs dadurch überwacht oder erfasst, dass mindestens ein kapazitiver Sensor mit einem optischen Sensor zusammen wirkt. Das Verfahren kann auch eingesetzt werden, um ein Fenster oder ein Schiebedach des Fahrzeugs zu betätigen.The DE 10 2009 023 594 A1 relates to a method for actuating a closing element of a vehicle. The closing element is actuated when a movement of an object corresponding to a predetermined movement profile in an environmental region of the vehicle is detected and at the same time a vehicle key assigned to the vehicle is detected. In this case, the movement of the object in the surrounding area of the vehicle is monitored or detected by the fact that at least one capacitive sensor interacts with an optical sensor. The method may also be used to operate a window or a sunroof of the vehicle.

Die DE 10 2009 017 404 A1 betriff eine Vorrichtung zur Betätigung einer Tür oder Klappe eines Fahrzeugs. Dabei wird die Tür oder Klappe automatisch geöffnet oder geschlossen, wenn eine Bewegung eines Gegenstands mit mindestens einem Richtungswechsel außerhalb des Fahrzeugs erfasst und gleichzeitig ein dem Fahrzeug zugeordneter Schlüssel erfasst wird. Eine derartige Vorrichtung kann bspw. auch eingesetzt werden, um ein Fenster oder ein Schiebedach des Fahrzeugs zu betätigen.The DE 10 2009 017 404 A1 refers to a device for actuating a door or flap of a vehicle. The door or flap is automatically opened or closed when a movement of an object is detected with at least one change of direction outside the vehicle and at the same time a key associated with the vehicle is detected. Such a device can, for example, also be used to operate a window or a sunroof of the vehicle.

Die DE 10 2010 004 518 A1 betrifft eine Fahrzeugmodus-Aktivierung durch Gestenerkennung. Ein Detektor überwacht visuell ein oder mehrere bestimmte Raumpositionen. Ein Controller ist mit dem Detektor gekoppelt und aktiviert einen vorbestimmten Fahrzeug-Betriebsmodus in Ansprechen auf einen gegenwärtigen Fahrzeug-Betriebmodus und eine vorbestimmte Geste, die innerhalb einer der Raumpositionen detektiert wird.The DE 10 2010 004 518 A1 relates to vehicle mode activation by gesture recognition. A detector visually monitors one or more specific spatial positions. A controller is coupled to the detector and activates a predetermined vehicle operating mode in response to a current vehicle operating mode and a predetermined gesture detected within one of the room positions.

Die DE 196 23 420 A1 schlägt eine Vorrichtung zur elektronischen Überwachung eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs vor. Ein positionsabhängiger Einklemmschutz ist unter Berücksichtigung von Signalen einer Schaltleiste und eines inkrementalen Sensors realisiert. Der inkrementale Sensor kann ein Hall-Sensor oder ein die Signalwelligkeit eines Motorstroms erfassender Sensor sein.The DE 196 23 420 A1 proposes a device for electronically monitoring an adjustment drive arranged in a vehicle. A position-dependent anti-jamming protection is under Consideration of signals of a safety edge and an incremental sensor realized. The incremental sensor may be a Hall sensor or a sensor detecting the signal ripple of a motor current.

Die US 2010/0085147 A1 betrifft ein Verfahren zum Ermöglichen eines Zugangs eines Benutzers in ein verriegeltes Fahrzeug. Eine optische Abtasteinheit erfasst ein Bild, welches dem Benutzer zugeordnet ist und ein Prozessor gewährt dem Benutzer einen Zugang zu dem Fahrzeug, wenn das Bild im Wesentlichen einem vorbestimmten Bild entspricht.The US 2010/0085147 A1 relates to a method of enabling access of a user to a locked vehicle. An optical scanner captures an image associated with the user, and a processor grants the user access to the vehicle when the image substantially corresponds to a predetermined image.

In der Veröffentlichung „Gestensteuerung – Unberührte Möglichkeiten bei der Steuerung von Geräten” der YOUSE GmbH von 2011 werden Ideen zum Einsatz einer Gestensteuerung im Automobil beschrieben. Bspw. kann ein Fensterheber mit einer Hand-Hoch/Runterbewegung in Richtung des Fensters betätigt werden.In the publication "Gesture control - Untouched possibilities in the control of devices" of the YOUSE GmbH of 2011 ideas for the use of a gesture control in automobiles are described. For example. For example, a power window can be operated with a hand-up / down movement in the direction of the window.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen kostengünstigen und zuverlässigen Einklemmschutz insbesondere für eine automatische Fensterverstellung bereitzustellen, welche die Anforderungen hinsichtlich der zulässigen Einklemmkraft nationaler gesetzlicher Regelungen erfüllt, um einen Automatiklauf einer automatischen Fensterverstellung zuzulassen.Object of the present invention is therefore to provide a cost-effective and reliable anti-trap especially for automatic window adjustment, which meets the requirements regarding the permissible pinching force of national legislation, to allow an automatic run an automatic window adjustment.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1, eine Vorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 9 und ein Fahrzeug nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.According to the present invention, this object is achieved by a method for operating a device of a vehicle according to claim 1, a device for a vehicle according to claim 9 and a vehicle according to claim 11. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst ein entlang einem vorbestimmten Weg bewegliches Element, einen Antrieb und einen optischen Sensor. Der Antrieb ist ausgestaltet, das bewegliche Element entlang dem Weg zu bewegen. Das bewegliche Element kann bspw. eine Fensterscheibe des Fahrzeugs umfassen, welche entlang einer vorgegebenen Führung mittels des Antriebs bewegt werden kann, um eine entsprechende Fensteröffnung zu öffnen oder zu verschließen. Bei dem Verfahren wird mittels des optischen Sensors bestimmt, ob in einem Überwachungsbereich ein Objekt vorhanden ist. Der Überwachungsbereich umfasst einen Bereich außerhalb des Weges und benachbart zu dem Weg. Mittels des optischen Sensors wird weiterhin eine Positionsinformation des beweglichen Elements bestimmt. Der Antrieb wird in Abhängigkeit von der Bestimmung, ob in dem Überwachungsbereich ein Objekt vorhanden ist, und in Abhängigkeit von der Positionsinformation gesteuert.According to the present invention, a method for operating a device of a vehicle is provided. The device comprises a member movable along a predetermined path, a drive and an optical sensor. The drive is configured to move the movable member along the path. The movable element may, for example, comprise a window pane of the vehicle, which can be moved along a predetermined guide by means of the drive in order to open or close a corresponding window opening. In the method, it is determined by means of the optical sensor whether an object is present in a surveillance area. The surveillance area includes an area outside the path and adjacent to the path. By means of the optical sensor, a position information of the movable element is further determined. The drive is controlled in response to the determination of whether an object exists in the surveillance area and in dependence on the location information.

Durch die optische Bestimmung, ob sich ein Objekt in dem Überwachungsbereich befindet, kann ein Hinderniserkennung im Verfahrweg des beweglichen Elements, wie z. B. eines Seitenfensters oder Schiebedachs, ermöglicht werden, ohne dass es zu einem mechanischen Zusammenstoß mit dem beweglichen Element kommt. Somit können übliche Anforderungen hinsichtlich der zulässigen Einklemmkraft erfüllt werden. Gleichzeitig kann mit dem optischen Sensor die Position des beweglichen Elements ermittelt werden, sodass übliche Verfahren zur Bestimmung der Position des beweglichen Elements, wie z. B. eine Überwachung eines sog. „Ripple” in dem Versorgungsstrom des Antriebs, entfallen oder vereinfacht ausgeführt werden können. Somit kann mit einem optischen Sensor sowohl ein optischer Einklemmschutz bzw. eine optische Hinderniserkennung als auch eine optische Positionserkennung des beweglichen Elementes realisiert werden. Dadurch kann die Komplexität von bspw. einer Fenstersteuerung verringert werden und somit die Fenstersteuerung kostengünstiger realisiert werden.By the optical determination of whether an object is in the surveillance area, an obstacle detection in the travel of the movable element, such. As a side window or sunroof, are possible without causing a mechanical collision with the movable element. Thus, usual requirements regarding the permissible pinching force can be met. At the same time can be determined with the optical sensor, the position of the movable element, so that conventional methods for determining the position of the movable element, such as. As a monitoring of a so-called. "Ripple" in the supply current of the drive, omitted or can be performed simplified. Thus, with an optical sensor, both an optical pinching protection and an optical obstacle detection as well as an optical position detection of the movable element can be realized. As a result, the complexity of, for example, a window control can be reduced and thus the window control can be implemented more cost-effectively.

Gemäß einer Ausführungsform weist das bewegliche Element eine optische Markierung auf. Die Position des beweglichen Elements wird mittels des optischen Sensors anhand der optischen Markierung bestimmt. Die optische Markierung kann bspw. eine Farbmarkierung oder einen Strichcode umfassen. Bei bspw. einer Fensterscheibe kann der Strichcode oder die Farbmarkierung an einer Stirnfläche der Scheibe angebracht sein. Dadurch ist eine zuverlässige und genaue Bestimmung der Position der Scheibe möglich.According to one embodiment, the movable element has an optical marking. The position of the movable element is determined by means of the optical sensor based on the optical marking. The optical marking may, for example, comprise a color marking or a bar code. In the case of, for example, a window pane, the bar code or the color marking can be attached to an end face of the pane. This allows a reliable and accurate determination of the position of the disc.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich ein Strom- und/oder Spannungssignal des Antriebs erfasst. Die Positionsinformation des beweglichen Elements wird sowohl mittels des optischen Sensors als auch in Abhängigkeit von dem Strom- und/oder Spannungssignal bestimmt. Mittels des optischen Sensors kann eine Absolutposition des beweglichen Elements bei bestimmten Positionen zuverlässig bestimmt werden. Darüber hinausgehende Positionen, welche mittels des optischen Sensors nicht erfasst werden können, können bei dieser Ausführungsform relativ in Abhängigkeit von dem Strom- und/oder Spannungssignal des elektrischen Antriebs bestimmt werden. Dazu kann bspw. eine Strom- oder Spannungsschwankung aufgrund einer Drehung eines Ankers in einem Elektromotor des Antriebs erfasst werden, um einen Drehwinkel des Antriebs zu bestimmen.According to a further embodiment, a current and / or voltage signal of the drive is additionally detected. The position information of the movable element is determined both by means of the optical sensor and in dependence on the current and / or voltage signal. By means of the optical sensor, an absolute position of the movable element can be reliably determined at certain positions. Exceeding positions, which can not be detected by means of the optical sensor, can be determined relatively in this embodiment as a function of the current and / or voltage signal of the electric drive. For this purpose, for example, a current or voltage fluctuation due to a rotation of an armature in an electric motor of the drive can be detected in order to determine a rotation angle of the drive.

Das bewegliche Element kann, wie zuvor beschrieben, bspw. ein Fenster, wie z. B. ein Seitenfenster des Fahrzeugs, umfassen. Alternativ kann das Verfahren auch in Verbindung mit anderen beweglichen Elementen verwendet werden, bspw. einem Schiebedach, einem Sitz oder einer Tür des Fahrzeugs. Bei einem Schiebedach kann auf diese Art und Weise ähnlich wie bei einer Seitenscheibe ein entsprechender Einklemmschutz realisiert werden. Bei einem Fahrzeugsitz kann bspw. ein Einklemmen eines Passagiers auf einem hinteren Sitz beim Verstellen eines vorderen Sitzes verhindert werden.The movable element can, as described above, for example. A window, such. B. a side window of the vehicle include. Alternatively, the method can also be used in conjunction with other movable elements, such as a sunroof, a seat or a door of Vehicle. In the case of a sunroof, a corresponding anti-jamming protection can be realized in this way, similar to a side window. In a vehicle seat, for example, a pinching of a passenger on a rear seat when adjusting a front seat can be prevented.

Der Überwachungsbereich kann einen Bereich innerhalb des Fahrzeugs und/oder einen Bereich außerhalb des Fahrzeugs umfassen. Durch Überwachen eines Bereichs innerhalb des Fahrzeugs entlang und benachbart zu dem Verfahrweg des beweglichen Elementes kann verhindert werden, dass ein Gegenstand, bspw. eine Hand oder ein Kopf, welcher von der Fahrzeuginnenseite in den Verfahrweg des beweglichen Elements eingeführt wird, eingeklemmt wird. Sobald in dem Überwachungsbereich ein Objekt erfasst wird, kann bspw. die Bewegung des beweglichen Elementes angehalten oder das bewegliche Element in eine Richtung bewegt werden, welche einem Einklemmen entgegenwirkt. Durch Überwachen eines Bereichs außerhalb des Fahrzeugs kann verhindert werden, dass ein von außerhalb des Fahrzeugs durch bspw. eine Fahrzeugöffnung eindringender Gegenstand durch das bewegliche Element eingeklemmt wird.The surveillance area may include an area within the vehicle and / or an area outside the vehicle. By monitoring an area inside the vehicle along and adjacent to the traveling path of the movable member, it is possible to prevent an object, for example a hand or a head, being inserted from the vehicle inside into the traveling path of the movable member from being pinched. For example, as soon as an object is detected in the surveillance area, the movement of the movable element may be stopped or the movable element may be moved in a direction counteracting pinching. By monitoring an area outside the vehicle, it is possible to prevent an object penetrating from outside the vehicle, for example, a vehicle opening, from becoming trapped by the movable element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird mittels des optischen Sensors weiterhin bestimmt, ob ein Objekt in einem Bedienbereich vorhanden ist. Der Bedienbereich umfasst einen Bereich außerhalb des Überwachungsbereichs und außerhalb des Verfahrweges des beweglichen Elementes. Das Ansteuern des Antriebs erfolgt in Abhängigkeit von der Bestimmung, ob in dem Überwachungsbereich ein Objekt vorhanden ist, der Positionsinformation des beweglichen Elementes und der Bestimmung, ob in dem Bedienbereich ein Objekt vorhanden ist. Durch Ausführen bestimmter Gesten innerhalb des Bedienbereichs kann ein Benutzer des Fahrzeugs bspw. signalisieren, dass das Fenster geöffnet oder geschlossen werden soll. Bspw. kann ein Fenster solange weiter geöffnet werden, wie ein Benutzer einen Gegenstand, wie z. B. einen Finger, in den Bedienbereich hält. Ein kurzzeitiges Halten des Gegenstands oder Fingers in den Bedienbereich, bspw. für weniger als eine halbe Sekunde, kann bspw. ein automatisches Schließen des Fensters veranlassen. Ein Unterbrechen des Schließens kann bewirkt werden, indem der Benutzer in den Überwachungsbereich hineingreift. Dadurch kann die Steuerung des Fensters mittels des optischen Sensors erfolgen, wodurch üblicherweise verwendete, kostspielige Schaltelemente in bspw. einer Mittelkonsole eines Fahrzeugs oder der Türverkleidung des Fahrzeugs vermieden werden können.According to a further embodiment, it is further determined by means of the optical sensor whether an object is present in an operating area. The operating area comprises an area outside the surveillance area and outside the travel path of the movable element. The driving of the drive takes place in dependence on the determination whether an object is present in the monitoring area, the position information of the movable element and the determination whether an object is present in the operating area. By executing certain gestures within the operating area, a user of the vehicle may signal, for example, that the window should be opened or closed. For example. For example, a window may be opened wider as a user selects an item, such as a user. B. holds a finger in the operating area. A brief hold of the object or finger in the operating area, for example. For less than half a second, for example, can cause an automatic closing of the window. Interrupting the closing may be effected by the user reaching into the surveillance area. As a result, the control of the window can take place by means of the optical sensor, whereby conventionally used, costly switching elements in, for example, a center console of a vehicle or the door trim of the vehicle can be avoided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann mittels eines kapazitiven Sensors bestimmt werden, ob ein Objekt in einem Bedienbereich vorhanden ist, welcher einen Bereich außerhalb des Überwachungsbereichs und außerhalb des Verfahrwegs des beweglichen Elements umfasst. Das Steuern des Antriebs erfolgt in Abhängigkeit von der Bestimmung, ob in dem Überwachungsbereich ein Objekt vorhanden ist, der Positionsinformation des beweglichen Elements und der Bestimmung, ob in dem Bedienbereich ein Objekt vorhanden ist. Ähnlich wie zuvor in Verbindung mit dem Überwachen des Bedienbereichs mittels des optischen Sensors; kann diese Aufgabe auch von einem kapazitiven Sensor oder durch eine Kombination aus einem optischen Sensors und einem kapazitiven Sensor gelöst werden.According to a further embodiment, it can be determined by means of a capacitive sensor whether an object is present in an operating area which comprises an area outside the surveillance area and outside the travel path of the movable element. The drive is controlled depending on the determination of whether an object exists in the surveillance area, the position information of the movable element, and the determination of whether an object exists in the operation area. Similar to previously in connection with the monitoring of the operating area by means of the optical sensor; This task can also be solved by a capacitive sensor or by a combination of an optical sensor and a capacitive sensor.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, welche ein entlang einem Verfahrweg bewegliches Element, einen Antrieb, einen optischen Sensor und eine Steuervorrichtung umfasst. Der Antrieb ist in der Lage, das bewegliche Element entlang dem Verfahrweg (kurz: Weg) zu bewegen. Die Steuervorrichtung ist mit dem optischen Sensor und dem Antrieb gekoppelt und in der Lage mittels des optischen Sensors zu bestimmen, ob ein Objekt in einem Überwachungsbereich vorhanden ist. Der Überwachungsbereich umfasst einen Bereich außerhalb des Wegs und benachbart zu dem Weg. Die Steuervorrichtung ist ferner ausgestaltet, eine Positionsinformation des beweglichen Elements mittels des optischen Sensors zu bestimmen und in Abhängigkeit von der Bestimmung, ob in dem Überwachungsbereich ein Objekt vorhanden ist, und in Abhängigkeit von der Positionsinformation den Antrieb zu steuern. Das bewegliche Element kann bspw. ein Seitenfenster des Fahrzeugs umfassen, welches mittels des Antriebs automatisch verstellt werden kann. Wenn in dem Überwachungsbereich ein Objekt erfasst wird, kann die Steuervorrichtung bspw. verhindern, dass der Antrieb die Fensterscheibe derart antreibt, dass eine von der Scheibe verschließbare Fahrzeugöffnung verschlossen wird. Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung den Antrieb derart ansteuern, dass die Fahrzeugöffnung vergrößert wird, wenn ein Objekt in dem Überwachungsbereich erfasst wird.According to the present invention, there is further provided an apparatus for a vehicle including a traveling member, a drive, an optical sensor and a control device. The drive is able to move the movable element along the travel path (short: path). The control device is coupled to the optical sensor and the drive and is able to determine, by means of the optical sensor, whether an object is present in a monitoring area. The surveillance area includes an area outside the path and adjacent to the path. The control device is further configured to determine position information of the movable element by means of the optical sensor and to control the drive in dependence on the determination of whether an object is present in the monitoring area and in dependence on the position information. The movable element may, for example, comprise a side window of the vehicle, which can be adjusted automatically by means of the drive. For example, if an object is detected in the monitoring area, the control device may prevent the drive from driving the window pane such that a vehicle opening that can be closed by the pane is closed. In addition, the control device may drive the drive such that the vehicle opening is increased when an object is detected in the monitoring area.

Die Vorrichtung kann ferner zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens und seiner Ausführungsformen ausgestaltet sein und umfasst daher auch die zuvor beschriebenen Vorteile.The device may also be designed to carry out the method described above and its embodiments, and therefore also comprises the advantages described above.

Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeug bereit, welches die zuvor beschriebene Vorrichtung umfasst.The present invention further provides a vehicle comprising the apparatus described above.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben werden.The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of a device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

2 zeigt die Vorrichtung der 1 aus einer anderen Ansicht. 2 shows the device of 1 from another view.

3 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 schematically shows another embodiment of a device for a vehicle according to the present invention.

4 zeigt eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 shows a schematic plan view of a vehicle according to an embodiment of the present invention.

5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Fahrzeugs der 4. 5 shows a schematic side view of the vehicle of 4 ,

1 zeigt schematisch eine Scheibe 10 und einen optischen Sensor 11, wie sie bspw. in einer Seitentür eines Fahrzeugs angeordnet sein können. Bei bspw. einer Seitenscheibe eines Fahrzeugs, welche in einer Höhenrichtung des Fahrzeugs mithilfe eines automatischen Fensterhebers herauf- und herunterbewegt werden kann, zeigt die 1 eine Ansicht von oben, d. h. eine Ansicht auf eine Stirnseite der Scheibe 10. Mithilfe von nicht gezeigten Führungen kann die Scheibe 10 von dem automatischen Fensterheber entlang der Führungen und somit entlang einem vorbestimmten Verfahrweg bewegt werden. Üblicherweise wird die Scheibe nach oben bewegt, um eine Fahrzeugöffnung zu verschließen und nach unten bewegt, um die Fahrzeugöffnung freizugeben. Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der optische Sensor 11 seitlich entlang dem Verfahrweg der Scheibe 10 angeordnet. 2 zeigt eine weitere Ansicht der Scheibe 10 und des optischen Sensors 11 in Richtung des Pfeils 15 der 1. Die Scheibe 10 ist in Richtung des Pfeils 17 entlang der Scheibenführung mittels des automatischen Fensterhebers 18 beweglich. Eine Steuervorrichtung 19 ist mit dem optischen Sensor 11 und dem automatischen Fensterheber 18 gekoppelt und steuert den automatischen Fensterheber 18 in Abhängigkeit von Signalen des optischen Sensors 11 an, wie es nachfolgend beschrieben wird. 1 schematically shows a disc 10 and an optical sensor 11 how they can be arranged, for example, in a side door of a vehicle. In, for example, a side window of a vehicle, which can be moved up and down in a height direction of the vehicle by means of an automatic window lift, shows 1 a view from above, ie a view of an end face of the disc 10 , By means not shown guides, the disc 10 be moved by the automatic window along the guides and thus along a predetermined path. Typically, the disc is moved up to close a vehicle opening and moved down to release the vehicle opening. How out 1 is apparent, is the optical sensor 11 laterally along the travel path of the disc 10 arranged. 2 shows another view of the disc 10 and the optical sensor 11 in the direction of the arrow 15 of the 1 , The disc 10 is in the direction of the arrow 17 along the window guide by means of the automatic window lifter 18 movable. A control device 19 is with the optical sensor 11 and the automatic power window 18 coupled and controls the automatic power window 18 in response to signals from the optical sensor 11 as described below.

Der optische Sensor 11 weist drei Erfassungsbereiche 12–14 auf. Die Bereiche 12 und 13 befinden sich seitlich zu der Scheibe 10. Anders ausgedrückt befinden sich die Bereiche 12 und 13 außerhalb aber benachbart zu dem Verfahrweg der Scheibe 10. Mithilfe des optischen Sensors 11 bestimmt die Steuervorrichtung 19, ob sich ein oder mehrere Objekte in den Überwachungsbereichen 12 und/oder 13 befinden. Stellt die Steuervorrichtung 19 bei einem Herauffahren der Scheibe 10 fest, dass sich in den Bereichen 12, 13 ein Objekt befindet, wird das Herauffahren der Scheibe 10 abgebrochen und darüber hinaus kann die Scheibe 19 zusätzlich zumindest teilweise herunter gefahren werden. Dadurch kann eine Kollision der Scheibe 10 mit einem Objekt vermieden werden und somit ein Einklemmen eines Objekts in der von der Scheibe 10 verschließbaren Öffnung vermieden werden. Durch das zumindest teilweise Öffnen bei einer Erfassung eines Objekts in den Bereichen 12, 13 kann sichergestellt werden, dass ein Objekt, welches sehr schnell in den Schließbereich der Scheibe 10 eingeführt wurde und aufgrund der mechanischen Trägheit der Scheibe evtl. geringfügig eingeklemmt wurde, sofort wieder freigegeben wird. Gleichzeitig erfasst der optische Sensor in dem Bereich 14 über bspw. einen Strichcode 16, welcher an der dem optischen Sensor 11 zugewandten Stirnseite der Scheibe 10 angebracht ist, eine Position der Scheibe 10 zu dem optischen Sensor 11. Dadurch kann bspw. die absolute momentane Position der Scheibe 10 bestimmt werden, um bspw. einen oberen oder unteren Anschlag der Scheibe 10 genau anfahren zu können. Darüber hinaus kann im oberen Anschlagbereich, d. h. bspw. wenige Zentimeter bevor die Scheibe 10 die Fensteröffnung verschließt, zusätzlich ein von dem automatischen Fensterheber 18 aufgenommener Strom überwacht werden, um die Antriebskraft des automatischen Fensterhebers 18 in diesem Anschlagsbereich zu überwachen. Falls ein Kraftanstieg vor Erreichen des Anschlags festgestellt wird, kann ein Schließen des Fensters abgebrochen werden, um ein Einklemmen eines ggf. vorhandenen Objekts, welches mittels der Überwachungsbereiche 12, 13 nicht erfasst wurde, zu vermeiden.The optical sensor 11 has three detection areas 12 - 14 on. The areas 12 and 13 are located laterally to the disc 10 , In other words, the areas are located 12 and 13 outside but adjacent to the traverse path of the disc 10 , Using the optical sensor 11 determines the control device 19 whether there are one or more objects in the surveillance areas 12 and or 13 are located. Represents the control device 19 when driving up the disc 10 firmly that is in the fields 12 . 13 an object is located, the startup of the disc 10 aborted and beyond that can the disc 19 additionally be at least partially shut down. This can cause a collision of the disc 10 be avoided with an object and thus pinching an object in the of the disc 10 closable opening can be avoided. By at least partially opening upon detection of an object in the areas 12 . 13 can be ensured that an object, which is very fast in the closing area of the disc 10 was inserted and due to the mechanical inertia of the disc was possibly slightly pinched, immediately released. At the same time, the optical sensor detects in the area 14 over, for example, a bar code 16 , which at the the optical sensor 11 facing end face of the disc 10 is attached, a position of the disc 10 to the optical sensor 11 , As a result, for example, the absolute instantaneous position of the disc 10 be determined, for example, an upper or lower stop of the disc 10 to be able to approach exactly. In addition, in the upper stop area, ie, for example, a few centimeters before the disc 10 the window opening closes, in addition to the automatic window 18 absorbed current to the driving force of the automatic power window 18 in this stop area. If an increase in force is detected before reaching the stop, closing of the window can be stopped in order to pinch a possibly existing object, which by means of the monitoring areas 12 . 13 was not recorded, to avoid.

Der optische Sensor 11 kann bspw. die Bereiche 12–14 überwachen, indem er Umgebungslicht empfängt, welches von in die Bereiche 12, 13 eindringenden Objekten reflektiert wird oder welches von der Stirnseite der Scheibe 10 oder der Markierung 16 reflektiert wird. Darüber hinaus kann der optische Sensor 11 zusätzlich eine Lichtquelle aufweisen, welche die Bereiche 12–14 entsprechend ausleuchtet. Diese Lichtquelle kann vorzugsweise Licht in einem Infrarotbereich aussenden und darüber hinaus eine codierte Lichtsignalfolge aussenden, sodass von Objekten oder der Scheibe 10 reflektiertes Licht eindeutig von dem optischen Sensor 11 zugeordnet werden kann.The optical sensor 11 can, for example, the areas 12 - 14 monitor by receiving ambient light, which from in the areas 12 . 13 penetrating objects is reflected or which of the front side of the disc 10 or the mark 16 is reflected. In addition, the optical sensor 11 additionally have a light source, which the areas 12 - 14 Illuminates accordingly. This light source can preferably emit light in an infrared range and, in addition, emit an encoded light signal sequence, so that objects or the disc 10 reflected light clearly from the optical sensor 11 can be assigned.

3 zeigt eine Erweiterung der in 1 gezeigten Ausführungsform. Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ist der optische Sensor 11 ferner ausgestaltet, zwei Betätigungsbereiche 20 und 21 zu überwachen, welche sich außerhalb der Überwachungsbereiche 12, 13 und außerhalb des Verfahrwegs der Scheibe 10 befinden. Der optische Sensor 11 kann in den Betätigungsbereichen 20, 21 bspw. eine Geste oder ein Vorhandensein eines Gegenstandes, wie z. B. eines Fingers, erkennen, um in Kombination mit der Steuervorrichtung 19 folgende Funktionen zu realisieren. Ein langes Abdecken des Bereichs 20 oder 21 mit bspw. einem Finger kann zum Öffnen des Fensters verwendet werden. Anders ausgedrückt wird mithilfe des automatischen Fensterhebers 18 ein Öffnen des Fenster eingeleitet und fortgesetzt, wenn sich bspw. ein Finger länger als eine vorbestimmte Zeit in einem der Betätigungsbereiche 20 oder 21 befindet. Das Öffnen des Fensters wird bspw. so lange fortgesetzt, bis der Finger aus dem Betätigungsbereich 20, 21 entfernt wird oder bis die Scheibe 10 ihren unteren Anschlag erreicht hat. Der untere Anschlag kann bspw. mittels des optischen Sensors und den Markierungen 16 an der Scheibe 10 bestimmt werden. Zum Schließen des Fensters kann bspw. ein Gegenstand, wie z. B. ein Finger, kurzzeitig in einen der Bereiche 20, 21 gehalten werden. Wird bspw. der Finger für weniger als eine Sekunde in den Betätigungsbereich 20, 21 gehalten, beginnt ein automatischer Schließvorgang des Fensters. Der Schließvorgang kann unterbrochen werden, indem eine Objekt, bspw. ein Finger oder eine Hand, in einen der Überwachungsbereiche 12, 13 eingeführt wird. Der automatische Schließvorgang wird auch beendet, wenn die Scheibe 10 ihren oberen Anschlag erreicht. Dies kann bspw. mittels des optischen Sensors 11 und der Markierung 16 an der Scheibe 10 bestimmt werden. 3 shows an extension of in 1 shown embodiment. At the in 3 The embodiment shown is the optical sensor 11 further configured, two operating areas 20 and 21 to monitor which is outside the surveillance areas 12 . 13 and outside the travel path of the disc 10 are located. The optical sensor 11 can in the operating areas 20 . 21 For example, a gesture or a presence of an object, such. As a finger, recognize, in combination with the control device 19 to realize the following functions. A long covering of the area 20 or 21 with, for example, a finger can be used to open the window. Different expressed using the automatic power window 18 initiated opening of the window and continued when, for example, a finger longer than a predetermined time in one of the operating areas 20 or 21 located. The opening of the window is, for example. So long continued until the finger from the operating area 20 . 21 is removed or until the disc 10 has reached its lower stop. The lower stop can, for example, by means of the optical sensor and the markings 16 at the disc 10 be determined. To close the window can, for example. An object such. As a finger, briefly in one of the areas 20 . 21 being held. If, for example, the finger for less than a second in the operating area 20 . 21 held, an automatic closing of the window begins. The closing operation can be interrupted by placing an object, for example a finger or a hand, in one of the monitoring areas 12 . 13 is introduced. The automatic closing process will also stop when the disc 10 reached her upper stop. This can, for example, by means of the optical sensor 11 and the mark 16 at the disc 10 be determined.

Somit kann mithilfe des optischen Sensors 11 die gesamte Steuerung des automatisch betätigten Fensters realisiert werden. Über die Betätigungsbereiche 20, 21 kann eine Benutzersteuerung realisiert werden, sodass keine zusätzlichen Tastelemente zur Steuerung des Fensters erforderlich sind. Mittels der Überwachungsbereiche 12, 13 kann ein Einklemmschutz realisiert werden. Über den Erfassungsbereich 14 und die Markierung 16 an der Scheibe 10 kann darüber hinaus eine Positionsbestimmung der Scheibe entlang ihres Verfahrwegs bestimmt werden. Die Informationen von dem optischen Sensor 11 können darüber hinaus bspw. mit Informationen einer Strom- oder Spannungsüberwachung des Antriebs 18 kombiniert werden, um bspw. eine von dem Antrieb 18 aufgebrachte Kraft auf die Scheibe 10 zu bestimmen oder auf der Grundlage von Strom- oder Spannungsschwankungen aufgrund einer Ankerdrehung eines Elektromotors in dem Antrieb 18, eines sog. Ripple-Count, einen Drehwinkel oder eine Drehzahl des Elektromotors zu bestimmen.Thus, using the optical sensor 11 the entire control of the automatically operated window can be realized. About the operating areas 20 . 21 a user control can be realized, so that no additional scanning elements for controlling the window are required. By means of the surveillance areas 12 . 13 a pinch protection can be realized. About the detection area 14 and the mark 16 at the disc 10 In addition, a position determination of the disc along its travel can be determined. The information from the optical sensor 11 In addition, for example, with information of a current or voltage monitoring of the drive 18 combined, for example, one of the drive 18 applied force to the disc 10 or based on current or voltage variations due to armature rotation of an electric motor in the drive 18 , a so-called ripple count, a rotation angle or a speed of the electric motor to determine.

Die optische Markierung 16 an der Scheibe 10 kann bspw. einen Strichcode oder eine farbliche Markierung umfassen.The optical marking 16 at the disc 10 may include, for example, a bar code or a color mark.

4 zeigt eine Draufsicht eines Fahrzeugs 22. An jeder höhenverstellbaren Seitenscheibe des Fahrzeugs 22 ist ein entsprechender Sensor 11 vorgesehen, um die Überwachungsbereiche 12, 13 zu überwachen und um die Position der entsprechenden Scheibe anhand der optischen Markierung 16 in dem Bereich 14 zu bestimmen. 4 shows a plan view of a vehicle 22 , On each height-adjustable side window of the vehicle 22 is a corresponding sensor 11 provided to the surveillance areas 12 . 13 to monitor and to the position of the corresponding disc based on the optical marking 16 in that area 14 to determine.

5 zeigt eine Seitenansicht eines Fahrzeugs 22, bei welchem die Seitenscheiben wie zuvor beschrieben mittels optischer Sensoren 11 überwacht werden. Die optischen Sensoren können wahlweise in Fahrtrichtung am vorderen oder hinteren Ende der entsprechenden Scheibe angeordnet sein. Darüber hinaus können auch mehrere optische Sensoren an einer Scheibe vorgesehen sein. 5 shows a side view of a vehicle 22 in which the side windows as described above by means of optical sensors 11 be monitored. The optical sensors may optionally be arranged in the direction of travel at the front or rear end of the corresponding disc. In addition, several optical sensors can be provided on a disk.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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US 2010/0085147 A1 [0010]

Claims

Method for operating a device of a vehicle, the device comprising a moving element along a path ( 10 ), a drive ( 18 ) and an optical sensor ( 11 ), wherein the drive ( 18 ), the movable element ( 10 ) along the path, the method comprising: - determining by means of the optical sensor ( 11 ), whether an object in a surveillance area ( 12 . 13 ), which includes an area outside the path and adjacent to the path, - determining position information of the movable element ( 10 ) by means of the optical sensor ( 11 ), and - controlling the drive ( 18 ) depending on the determination whether in the surveillance area ( 12 . 13 ) an object exists, and the position information.

Method according to claim 1, wherein the movable element ( 10 ) an optical marking ( 16 ), and wherein determining the position information of the movable element ( 10 ) by means of the optical sensor ( 11 ) determining the position information of the movable element ( 10 ) by means of the optical sensor ( 11 ) based on the optical marking ( 16 ).

Method according to claim 2, wherein the optical marking ( 16 ) comprises a color mark and / or a bar code.

Method according to one of the preceding claims, further comprising: determining a current and / or voltage signal of the drive ( 18 ), wherein determining the position information of the movable element ( 10 ) determining the position information of the movable element ( 10 ) by means of the optical sensor ( 11 ) and in response to the current and / or voltage signal.

Method according to one of the preceding claims, wherein the movable element ( 10 ) comprises a windowpane, a sunroof, a seat or a door of the vehicle.

Method according to one of the preceding claims, wherein the monitoring area ( 12 . 13 ) an area within the vehicle ( 22 ) and / or an area outside the vehicle ( 22 ).

Method according to one of the preceding claims, further comprising: - determining by means of the optical sensor ( 11 ), whether an object in an operating area ( 20 . 21 ), which covers an area outside the surveillance area ( 12 . 13 ) and out of the way, is present, whereby the driving of the drive ( 18 ) controlling the drive ( 18 ) depending on the determination whether in the surveillance area ( 12 . 13 ) an object exists, the position information and the determination whether in the operating area ( 20 . 21 ) an object exists.

Method according to one of the preceding claims, further comprising: determining, by means of a capacitive sensor, whether an object in an operating area ( 20 . 21 ), which covers an area outside the surveillance area ( 12 . 13 ) and out of the way, is present, whereby the driving of the drive ( 18 ) controlling the drive ( 18 ) depending on the determination whether in the surveillance area ( 12 . 13 ) an object exists, the position information and the determination whether in the operating area ( 20 . 21 ) an object exists.

Device for a vehicle, comprising - an element movable along a path ( 10 ), - a drive ( 18 ), which is designed, the movable element ( 10 ) along the way, - an optical sensor ( 11 ), and - a control device ( 19 ), which with the optical sensor ( 11 ) and the drive ( 18 ) and which is designed by means of the optical sensor ( 11 ) to determine whether an object in a surveillance area ( 12 . 13 ), which includes an area outside the path and adjacent to the path, position information of the movable element (FIG. 10 ) by means of the optical sensor ( 11 ), and the drive ( 18 ) depending on the determination whether in the surveillance area ( 12 . 13 ) an object exists, and the position information to control.

Apparatus according to claim 9, wherein the apparatus is adapted to carry out the method according to any one of claims 1-8.

Vehicle comprising a device according to claim 9 or 10.