Title:
Sensoreinrichtung zur Objekterkennung sowie Verfahren zum Betrieb einer Sensoreinrichtung
Kind Code:
B3


Abstract:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung (20) zur Objekterkennung mit einem Sender (210) zum Senden von Strahlung und einer Empfangseinrichtung (220) zum Empfangen zurückkommender, insbesondere reflektierter oder zurückgestreuter, Strahlung des Senders (210).
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Sender (210) und die Empfangseinrichtung (220) gemeinsam an einem schwenkbaren Türelement (11) befestigt sind und beim Schwenken des Türelements (11) gemeinsam mit diesem mitgeschwenkt werden und die Sensoreinrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass sie zur Objekterkennung lediglich einen Teilbereich, nachfolgend Auswertbereich (AB) genannt, des gesamten Empfangsbereichs der Empfangseinrichtung (220) auswählt und beim Schwenken des Türelements (11) den Auswertbereich (AB) relativ zum Türelement (11) verschwenkt, wobei die Schwenkrichtung des Auswertbereichs (AB) entgegengesetzt zur Schwenkrichtung des Türelements (11) ist.




Inventors:
Bartels, Gunnar (10715, Berlin, DE)
Application Number:
DE102017204958A
Publication Date:
03/01/2018
Filing Date:
03/23/2017
Assignee:
Pepperl + Fuchs GmbH, 68307 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102014118318A1N/A2016-06-16



Foreign References:
EP15088182005-02-23
Attorney, Agent or Firm:
Fischer, Uwe, Dipl.-Ing. Dr.-Ing., 13597, Berlin, DE
Claims:
1. Sensoreinrichtung (20) zur Objekterkennung mit einem Sender (210) zum Senden von Strahlung und einer Empfangseinrichtung (220) zum Empfangen zurückkommender, insbesondere reflektierter oder zurückgestreuter, Strahlung des Senders (210),
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Sender (210) und die Empfangseinrichtung (220) gemeinsam an einem schwenkbaren Türelement (11) befestigt sind und beim Schwenken des Türelements (11) gemeinsam mit diesem mitgeschwenkt werden und
– die Sensoreinrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass sie zur Objekterkennung lediglich einen Teilbereich, nachfolgend Auswertbereich (AB) genannt, des gesamten Empfangsbereichs der Empfangseinrichtung (220) auswählt und beim Schwenken des Türelements (11) den Auswertbereich (AB) relativ zum Türelement (11) verschwenkt,
– wobei die Schwenkrichtung des Auswertbereichs (AB) entgegengesetzt zur Schwenkrichtung des Türelements (11) ist.

2. Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswertbereich (AB) beim Schwenken des Türelements (11) relativ zum Türelement (11) derart verschwenkt wird, dass die Ausrichtung des Auswertbereichs (AB) relativ zu der vom Türelement (11) verschließbaren Türöffnung (12) unverändert bleibt.

3. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Sensoreinrichtung (20) einen Drehwinkeleingabeanschluss (D20) zur Eingabe eines Winkelsignals (WS) aufweist, das den jeweiligen Drehwinkel des Türelements (11) relativ zu der vom Türelement (11) verschließbaren Türöffnung (12) angibt, und
– eine Auswerteinrichtung der Sensoreinrichtung (20) mit dem Drehwinkeleingabeanschluss (D20) in Verbindung steht und die Ausrichtung des Auswertbereichs (AB) in Abhängigkeit von dem an dem Drehwinkeleingabeanschluss (D20) anliegenden Winkelsignal (WS) einstellt.

4. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Sensoreinrichtung (20) einen Sensor (250) aufweist, der ein den jeweiligen Drehwinkel des Türelements (11) angebendes Messsignal erzeugt, und
– eine Auswerteinrichtung der Sensoreinrichtung (20) mit dem Sensor (250) in Verbindung steht und die Ausrichtung des Auswertbereichs (AB) in Abhängigkeit von dem Messsignal einstellt.

5. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Empfangseinrichtung (220) zumindest zwei beabstandet zueinander angeordnete Empfangselemente (221) aufweist und
– eine Auswerteinrichtung der Sensoreinrichtung (20) die Empfangssignale (E1, E2) der Empfangselemente (221) in Abhängigkeit von der Phasenlage der Empfangssignale (E1, E2) relativ zueinander und/oder der Laufzeit der Empfangssignale (E1, E2) relativ zum Sendesignal des Senders (210) auswertet.

6. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (220) zumindest zwei beabstandet zueinander angeordnete Empfangselemente (221) aufweist, deren Abstand von der Schwenkachse des Türelements (11) unterschiedlich groß ist.

7. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (210) und die Empfangseinrichtung (220) in einem gemeinsamen Gehäuse (240) untergebracht sind und das Gehäuse (240) mit dem darin untergebrachten Sender (210) und der darin untergebrachten Empfangseinrichtung (220) an dem schwenkbaren Türelement (11) angebracht ist.

8. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (210) ein Radarsender ist.

9. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Sensoreinrichtung (20) nach dem Phasenmonopulsprinzip arbeitet und
– die Sensoreinrichtung (20) die Echolaufzeiten der Empfangssignale (E1, E2) zumindest zweier beabstandet zueinander angeordneter Empfangselemente (221) auswertet und bei der Objekterkennung die Echolaufzeiten berücksichtigt.

10. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Türelement (11) eine Drehflügeltür ist.

11. Sensoreinrichtung (20) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (20) derart ausgestaltet ist, dass sie ein Objekterkennungssignal (OS) erzeugt, wenn sie anhand der Empfangssignale (E1, E2) ein Objekt (300) im Auswertbereich (AB) feststellt.

12. Anordnung mit einer Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 3 oder einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 11, soweit letztere zumindest auch auf Anspruch 3 zurückbezogen sind,
wobei
– an den Drehwinkeleingabeanschluss (D20) der Sensoreinrichtung (20) ein Signalausgang einer Türverschwenkeinrichtung (15), die zum Verschwenken des Türelements (11) dient, angeschlossen ist und
– die Türverschwenkeinrichtung (15) an dem Drehwinkeleingabeanschluss (D20) in die Sensoreinrichtung (20) als das Winkelsignal (WS) ein Sollwinkelsignal einspeist, das den jeweiligen Solldrehwinkel des Türelements (11) angibt.

13. Anordnung mit einer Sensoreinrichtung (20) nach Anspruch 3 oder einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 11, soweit letztere zumindest auch auf Anspruch 3 zurückbezogen sind, wobei an den Drehwinkeleingabeanschluss (D20) der Sensoreinrichtung (20) ein externer Sensor (400) angeschlossen ist, der den jeweiligen Drehwinkel des Türelements (11) unter Bildung eines Messsignals misst und als das Winkelsignal (WS) ein den gemessenen Drehwinkel des Türelements (11) angebendes Messsignal an dem Drehwinkeleingabeanschluss (D20) in die Sensoreinrichtung (20) einspeist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der externe Sensor (400) ein Sensor (400) einer Türverschwenkeinrichtung (15) ist, die zum Verschwenken des Türelements (11) dient.

15. Verfahren zum Betreiben einer Sensoreinrichtung (20), die einen Sender (210) zum Senden von Strahlung und eine Empfangseinrichtung (220) zum Empfangen zurückkommender, insbesondere reflektierter oder zurückgestreuter, Strahlung des Senders (210) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Sender (210) und die Empfangseinrichtung (220) gemeinsam an dem schwenkbaren Türelement (11) befestigt sind und beim Schwenken des Türelements (11) gemeinsam mit diesem mitgeschwenkt werden und
– zur Objekterkennung lediglich ein Teilbereich, nachfolgend Auswertbereich (AB) genannt, des gesamten Empfangsbereichs der Empfangseinrichtung (220) ausgewählt wird und beim Schwenken des Türelements (11) der Auswertbereich (AB) relativ zum Türelement (11) verschwenkt wird,
– wobei die Schwenkrichtung des Auswertbereichs (AB) entgegengesetzt zur Schwenkrichtung des Türelements (11) ist.

Description:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung zur Objekterkennung mit einem Sender zum Senden von Strahlung und einer Empfangseinrichtung zum Empfangen zurückkommender, insbesondere reflektierter oder zurückgestreuter, Strahlung des Senders. Eine solche Sensoreinrichtung ist aus der europäischen Patentschrift EP 1 508 818 A1 bekannt.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2014 118 318 A1 offenbart ein Verfahren zum Erfassen eines Objekts in einem Öffnungsbereich einer ersten Tür eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines ersten Abstandssensors, wobei der zumindest eine erste Abstandssensor in und/oder an der ersten Tür angeordnet ist und einen Erfassungsbereich aufweist, bei welchem ein aktueller Öffnungswinkel der ersten Tür erfasst wird und der Erfassungsbereich in Abhängigkeit von dem erfassten Öffnungswinkel angepasst wird, wobei eine Zustandsgröße zumindest eines von der ersten Tür verschiedenen Bauteils des Kraftfahrzeugs bestimmt wird, wobei die Zustandsgröße eine Position und/oder eine Betriebseinstellung des zumindest einen Bauteils beschreibt, und der Erfassungsbereich des zumindest einen ersten Abstandssensors zusätzlich in Abhängigkeit von der bestimmten Zustandsgröße angepasst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Sensoreinrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoreinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Sender und die Empfangseinrichtung gemeinsam an einem schwenkbaren Türelement befestigt sind und beim Schwenken des Türelements gemeinsam mit diesem mitgeschwenkt werden und die Sensoreinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie zur Objekterkennung lediglich einen Teilbereich, nachfolgend Auswertbereich genannt, des gesamten Empfangsbereichs der Empfangseinrichtung auswählt und beim Schwenken des Türelements den Auswertbereich relativ zum Türelement verschwenkt, wobei die Schwenkrichtung des Auswertbereichs entgegengesetzt zur Schwenkrichtung des Türelements ist.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist darin zu sehen, dass diese eine Montage an einem schwenkbaren Türelement ermöglicht, aber dennoch eine Objekterkennung unabhängig vom jeweiligen Schwenkwinkel des Türelements durchführen kann. Erfindungsgemäß ist nämlich vorgesehen, dass im Falle eines Verschwenkens des Türelements der Auswertbereich zur Objekterkennung mitgeschwenkt wird, und zwar relativ zum Türelement in dazu entgegengesetzter Richtung. Wird also das Türelement verschwenkt, wodurch auch der Sender und dessen Sendekeule verschwenkt werden, so kann es – je nach konkreter Ausgestaltung der Sensoreinrichtung – zu einer teilweisen oder auch vollständigen Kompensation dieser Schwenkbewegung bei der Auswertung des Empfangssignals und damit bei der Objekterkennung kommen.

Der Auswertbereich wird beim Schwenken des Türelements relativ zum Türelement vorzugsweise derart verschwenkt, dass die Ausrichtung des Auswertbereichs relativ zu der vom Türelement verschließbaren Türöffnung unverändert bleibt.

Vorteilhaft ist es, wenn die Sensoreinrichtung einen Drehwinkeleingabeanschluss zur Eingabe eines Winkelsignals aufweist, das den jeweiligen Drehwinkel des Türelements relativ zu der vom Türelement verschließbaren Türöffnung angibt, und eine Auswerteinrichtung der Sensoreinrichtung mit dem Drehwinkeleingabeanschluss in Verbindung steht und die Ausrichtung des Auswertbereichs in Abhängigkeit von dem an dem Drehwinkeleingabeanschluss anliegenden Winkelsignal einstellt.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung einen Sensor aufweist, der ein den jeweiligen Drehwinkel des Türelements angebendes Messsignal erzeugt, und eine Auswerteinrichtung der Sensoreinrichtung mit dem Sensor in Verbindung steht und die Ausrichtung des Auswertbereichs in Abhängigkeit von dem Messsignal einstellt.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Empfangseinrichtung zumindest zwei beabstandet zueinander angeordnete Empfangselemente aufweist und eine Auswerteinrichtung der Sensoreinrichtung die Empfangssignale der Empfangselemente in Abhängigkeit von der Phasenlage der Empfangssignale relativ zueinander und/oder der Laufzeit der Empfangssignale relativ zum Sendesignal des Senders auswertet.

Die Empfangseinrichtung weist vorzugsweise zumindest zwei beabstandet zueinander angeordnete Empfangselemente auf, deren Abstand von der Schwenkachse des Türelements unterschiedlich groß ist.

Der Sender und die Empfangseinrichtung sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und das Gehäuse mit dem darin untergebrachten Sender und der darin untergebrachten Empfangseinrichtung ist vorzugsweise an dem schwenkbaren Türelement angebracht.

Der Sender ist bevorzugt ein Radarsender.

Die Sensoreinrichtung arbeitet vorzugsweise nach dem Phasenmonopulsprinzip.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung die Echolaufzeiten der Empfangssignale zumindest zweier beabstandet zueinander angeordneter Empfangselemente auswertet und bei der Objekterkennung die Echolaufzeiten berücksichtigt.

Das Türelement kann eine Drehflügeltür sein.

Die Sensoreinrichtung ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie ein Objekterkennungssignal erzeugt, wenn sie anhand der Empfangssignale ein Objekt im Auswertbereich feststellt.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante bezieht sich darüber hinaus auf eine Anordnung mit einer Sensoreinrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist, wobei an den Drehwinkeleingabeanschluss der Sensoreinrichtung ein Signalausgang einer Türverschwenkeinrichtung, die zum Verschwenken des Türelements dient, angeschlossen ist und die Türverschwenkeinrichtung an dem Drehwinkeleingabeanschluss in die Sensoreinrichtung als das Winkelsignal ein Sollwinkelsignal einspeist, das den jeweiligen Solldrehwinkel des Türelements angibt.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsvariante bezieht sich auf eine Anordnung mit einer Sensoreinrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist, wobei an den Drehwinkeleingabeanschluss der Sensoreinrichtung ein externer Sensor angeschlossen ist, der den jeweiligen Drehwinkel des Türelements unter Bildung eines Messsignals misst und als das Winkelsignal ein den gemessenen Drehwinkel des Türelements angebendes Messsignal an dem Drehwinkeleingabeanschluss in die Sensoreinrichtung einspeist.

Der externe Sensor kann ein Sensor einer Türverschwenkeinrichtung sein, die zum Verschwenken des Türelements dient.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben einer Sensoreinrichtung, die einen Sender zum Senden von Strahlung und eine Empfangseinrichtung zum Empfangen zurückkommender, insbesondere reflektierter oder zurückgestreuter, Strahlung des Senders umfasst. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Verfahrens vorgesehen, dass der Sender und die Empfangseinrichtung gemeinsam an dem schwenkbaren Türelement befestigt sind und beim Schwenken des Türelements gemeinsam mit diesem mitgeschwenkt werden und zur Objekterkennung lediglich ein Teilbereich, nachfolgend Auswertbereich genannt, des gesamten Empfangsbereichs der Empfangseinrichtung ausgewählt wird und beim Schwenken des Türelements der Auswertbereich relativ zum Türelement verschwenkt wird, wobei die Schwenkrichtung des Auswertbereichs entgegengesetzt zur Schwenkrichtung des Türelements ist.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung verwiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:

1 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung, die an einem verschwenkbaren Türelement angebracht ist, wobei die 1 eine Stellung des Türelements zeigt, in der das Türelement eine Türöffnung verschließt,

2 die Sensoreinrichtung gemäß 1, nachdem das Türelement und damit die Sensoreinrichtung gegenüber der Türöffnung verschwenkt worden ist,

3 eine weitere Schwenkstellung der in den 1 und 2 gezeigten Sensoreinrichtung,

4 ein Ausführungsbeispiel für einen vorteilhaften internen Aufbau der Sensorreinrichtung gemäß den 1 bis 3 näher im Detail,

5 die Sensoreinrichtung gemäß 4, das Türelement gemäß den 1 bis 3 sowie eine Verbindung zwischen der Sensoreinrichtung und einer das Türelement verstellenden Türverschwenkeinrichtung,

6 eine Variante, bei der die Sensoreinrichtung gemäß den 1 bis 4 mit einem im Bereich der Schwenkachse angeordneten externen Sensor in Verbindung steht, und

7 ein Ausführungsbeispiel für eine Sensorreinrichtung, die mit einem internen Sensor zum Erfassen bzw. zum Erkennen des Schwenkzustands der Sensoreinrichtung bzw. des zugeordneten Türelements ausgestattet ist.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.

Die 1 zeigt eine Tür 10, die ein um eine Schwenkachse schwenkbares Türelement 11 umfasst. Das Türelement 11 verschließt in der in 1 gezeigten Stellung eine Türöffnung 12 der Tür 10. Die Türöffnung 12 kann durch einen Türrahmen 13 begrenzt sein, wie dies in der 1 gezeigt ist, oder alternativ allein durch eine rahmenlose Wand- oder Maueröffnung.

Die Sensoreinrichtung 20 weist einen Sender, eine Empfangseinrichtung sowie eine Auswerteinrichtung auf, die aus Gründen der Übersicht in der 1 nicht näher dargestellt sind. Der Sender erzeugt elektromagnetische Strahlung, die aus der Ebene des Türelements 11 aus gesehen abgestrahlt wird. Die Sendekeule des Senders ist in der 1 mit dem Bezugszeichen SK bezeichnet.

Von dem gesamten Empfangsbereich, der von der Empfangseinrichtung der Sensoreinrichtung 20 empfangen wird, wertet die Auswerteinrichtung lediglich einen Teilbereich aus, der nachfolgend Auswertbereich genannt wird und in der 1 mit dem Bezugszeichen AB gekennzeichnet ist.

Wird das Türelement 11 ausgehend von der in der 1 gezeigten Stellung, in der das Türelement 11 die Türöffnung 12 verschließt, verschwenkt, so wird die Sendekeule SK des Senders mitgeschwenkt, wie in den 2 und 3 gezeigt ist. Da auch die Empfangseinrichtung und die Auswerteinrichtung mit dem Türelement 11 mitgeschwenkt werden, wird auch der Empfangsbereich (nicht explizit dargestellt) der Empfangseinrichtung mitgeschwenkt. Der von der Auswerteinrichtung ausgewertete Teilbereich des Empfangsbereichs, also der Auswertbereich AB, wird beim Verschwenken des Türelements 11 entgegengesetzt zur Schwenkrichtung des Türelements 11 geschwenkt, wie in den 2 und 3 ersichtlich ist. So lässt sich erkennen, dass die Ausrichtung des Auswertbereichs AB bezogen auf die Türöffnung 12 bzw. den Türrahmen 13 unverändert bleibt, im Unterschied zu der Sendekeule SK, die mit dem Türelement 11 mitverschwenkt wird. Durch das relative Verschwenken des Auswertbereichs AB relativ zur Sendekeule SK kommt es zu einem Wegschwenken der Sendekeule SK gegenüber dem Auswertbereich AB, wie in den 2 und 3 ersichtlich ist.

Ein von der Sensoreinrichtung 20 erzeugtes Objekterkennungssignal OS, das ein Objekt innerhalb des Auswertbereichs AB anzeigt, bezieht sich somit stets auf denselben räumlichen Abschnitt relativ zur Türöffnung 12, unabhängig davon, ob das Türelement 11 verschwenkt worden ist bzw. die Tür 10 offen steht oder die Tür 10 geschlossen ist.

Das Verschwenken des Auswertbereichs AB kann durch ein mechanisches Verschwenken von Empfangselementen der Empfangseinrichtung herbeigeführt werden, vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Verschwenken des Auswertbereichs AB allein rechnerisch bzw. durch Signalauswertung seitens der Auswerteinrichtung erfolgt.

Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Sensoreinrichtung 20 näher im Detail. Die Sensoreinrichtung 20 gemäß 4 weist einen Sender 210, eine Empfangseinrichtung 220 und eine Auswerteinrichtung 230 auf, die in einem gemeinsamen Gehäuse 240 angeordnet sind. Das Gehäuse 240 ist zur Montage an dem in den 1 bis 3 gezeigten Türelement 11 geeignet, so dass nach einer Montage des Gehäuses 240 der Sender 210, die Empfangseinrichtung 220 und die Auswerteinrichtung 230 am Türelement 11 befestigt sind und bei einem Verschwenken des Türelements 11 mit diesem verschwenkt werden.

Die Empfangseinrichtung 220 umfasst zwei Empfangselemente 221, die beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Anordnung der Empfangselemente 221 relativ zueinander ist derart gewählt, dass diese – nach Montage des Gehäuses 240 – einen unterschiedlichen Abstand zur Schwenkachse des Türelements 11 bzw. zur Schwenkachse der Sensoreinrichtung 20 bei einem Verschwenken des Türelements 11 aufweisen.

Den beiden Empfangselementen 221 ist jeweils ein Verstärker 222 sowie eine Mischeinrichtung 223 nachgeordnet. Die Mischeinrichtungen 223 mischen die Empfangssignale der beiden Empfangselemente 221 mit einem Lokaloszillatorsignal LO, das von einem Lokaloszillator 224 geliefert wird. Das Lokaloszillatorsignal LO wird von einem Verteiler 225 auf die beiden Mischeinrichtungen 223 verteilt.

Die Aufgabe der Mischeinrichtungen 223 besteht darin, die Empfangssignale der Empfangselemente 221 in einen niederfrequenten Zwischenfrequenzbereich herunterzumischen, um eine Auswertung der Phasenlage durch die nachgeordnete Auswerteinrichtung 230 in einem Niederfrequenzbereich zu ermöglichen.

Die von den Mischeinrichtungen 223 erzeugten heruntergemischten Empfangssignale sind in der 4 mit den Bezugszeichen E1 und E2 gekennzeichnet.

Bei der Ausführungsvariante gemäß 4 steht der Sender 210 mit der Auswerteinrichtung 230 in Verbindung und wird von dieser mittels eines Steuersignals ST angesteuert.

Die Auswerteinrichtung 230 wird vorzugsweise wie folgt betrieben:
Der Sender 210 erzeugt vorzugsweise elektromagnetische Strahlung in Form von Radarpulsen oder Radarwellen, die mit der in den 1 bis 3 gezeigten Sendekeule SK abgestrahlt werden. Befindet sich ein Objekt 300 im Bereich der Sendekeule SK, so wird das Objekt 300 die elektromagnetische Strahlung reflektieren bzw. zurückstreuen, so dass zurückkommende, insbesondere reflektierte oder zurückgestreute, Strahlung S1 bzw. S2 auf die beiden Empfangselemente 221 fallen wird. Je nach dem Ort des Objekts 300 relativ zum Sender 210 wird die auf die Empfangselemente 221 auftreffende Strahlung S1 bzw. S2 unterschiedliche Echolaufzeiten aufweisen, was sich in den Empfangssignalen E1 und E2 durch eine Phasenverschiebung bemerkbar machen wird. Durch eine Auswertung der Phasenlage zwischen den Empfangssignalen E1 und E2 lässt sich somit der räumliche Winkel α des Objekts 300 relativ zur Sensoreinrichtung 20 bzw. relativ zum Türelement 11 feststellen.

Der Abstand des Objekts 300 von den Empfangselementen 221 bzw. vom Sender 210 kann durch Auswertung der Pulslaufzeit bzw. der Echolaufzeit, die die Radarwellen bzw. Radarpulse nach einem Aussenden durch den Sender 210 bis zu einem Empfang durch die Empfangselemente 221 benötigen, ermittelt werden.

Die Empfangssignale E1 und E2 werden von der Auswerteinrichtung 230 hinsichtlich ihres Phasenwinkels ausgewertet, wobei der Winkel α des Objekts 300 relativ zur Sensoreinrichtung 20 ermittelt wird. Anschließend prüft die Auswerteinrichtung 230, ob der Winkel innerhalb eines Winkelbereichs liegt, der durch den Auswertbereich AB definiert ist, um festzustellen, ob das Objekt winkelmäßig im Auswertbereich AB liegt.

Bei dieser Prüfung wird die Auswerteinrichtung 230 ein Winkelsignal WS berücksichtigen, das an einem Drehwinkeleingabeanschluss D20 der Sensoreinrichtung 20 in die Auswerteinrichtung 230 eingespeist wird. Das Winkelsignal WS gibt den jeweiligen Schwenkwinkel des Türelements 11 und damit der Sensoreinrichtung 20 relativ zur Türöffnung 12 an. Das Winkelsignal WS kann beispielsweise von einer in der 4 nicht gezeigten Türverschwenkeinrichtung erzeugt werden, die als das Winkelsignal WS ein Sollwinkelsignal einspeist, das den jeweiligen Solldrehwinkel des Türelements 11 relativ zur Türöffnung 12 anzeigt. Alternativ kann das Winkelsignal WS von einem externen Sensor erzeugt werden, der außerhalb oder innerhalb des Gehäuses 240 angeordnet ist und den jeweiligen Drehwinkel des Türelements 11 misst.

Die Auswerteinrichtung 230 wird ein Objekterkennungssignal OS erzeugen, wenn die Phasendifferenz Δφ zwischen den Empfangssignalen E1 und E2 anzeigt, dass der Winkel α des Objekts 300 relativ zur Sensoreinrichtung 20 in einem vorgegebenen Winkelbereich αab liegt und gleichzeitig die Pulslaufzeit der Radarpulse des Senders 210 eine vorgegebene maximale Echolaufzeit bis zum Empfang durch die Empfangselemente 221 nicht überschritten hat. Mit anderen Worten wird das Objekterkennungssignal OS erzeugt, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: –αab/2 + αws < α < + αab/2 + αws und
T < Tmax
wobei bezeichnet:

  • – αab den Öffnungswinkel des Auswertbereichs AB,
  • – αws den durch das Winkelsignal WS angegebenen Schwenkwinkel des Türelements 11,
  • – α den aus der Phasendifferenz Δφ zwischen den Empfangssignalen E1 und E2 ermittelten Winkel des Objekts 300 relativ zur Sensoreinrichtung 20,
  • – T die Laufzeit der Radarpulse zwischen dem Wegsenden durch den Sender 11 und dem Empfang durch die Empfangseinrichtung 220 bzw. eines der Empfangselemente 221 und
  • – Tmax eine maximale Echolaufzeit.

Die 5 zeigt die Auswerteinrichtung 230 gemäß 4 nach einer Montage an dem Türelement 11 gemäß den 1 bis 3 näher im Detail. Es lässt sich erkennen, dass der Drehwinkeleingabeanschluss D20 der Sensoreinrichtung 20 mit einer Türverschwenkeinrichtung 15, die zum Verschwenken des Türelements 11 relativ zur Türöffnung 12 dient, verbunden ist. Die Türverschwenkeinrichtung 15 erzeugt ein Sollwinkelsignal, das den jeweiligen Solldrehwinkel des Türelements 11 angibt und speist dieses Sollwinkelsignal als das Winkelsignal WS in die Auswerteinrichtung 230 gemäß 4 ein. Die Auswerteinrichtung 230 bestimmt anhand des Winkelsignals WS, ob sich ein Objekt in dem Auswertbereich AB befindet oder nicht.

Die 6 zeigt die Auswerteinrichtung 230 nach einer Montage an dem Türelement 11, wobei bei der Darstellung gemäß 6 der Drehwinkeleingabeanschluss D20 der Sensoreinrichtung 20 mit einem externen Sensor 400 in Verbindung steht. Der externe Sensor 400 misst den jeweiligen Drehwinkel des Türelements 11 relativ zur Türöffnung 12 und speist das jeweilige Messsignal als Winkelsignal WS am Drehwinkeleingabeanschluss D20 in die Sensoreinrichtung 20 ein. Der externe Sensor 400 kann ein Teil der Türverschwenkeinrichtung 15 sein. Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den 4 und 5 entsprechend.

Die 7 zeigt eine Variante für die in der 4 dargestellte Sensoreinrichtung 20. Bei der Ausführungsvariante gemäß 7 ist die Sensoreinrichtung 20 zusätzlich mit einem eigenen internen Sensor 250 ausgestattet, der den jeweiligen Drehwinkel des Türelements 11 bzw. der Sensoreinrichtung 20 relativ zur Türöffnung 12 misst. Das Messsignal des Sensors 250 wird als Winkelsignal WS in die Auswerteinrichtung 230 eingespeist, wodurch es dieser möglich wird, die Erzeugung des Objekterkennungssignals OS auch ohne Eingabe eines externen Winkelsignals WS durchzuführen.

Ist, wie in der 7 gezeigt, ein interner Sensor 250 vorhanden, so kann auf den Drehwinkeleingabeanschluss D20 verzichtet werden.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 bis 7 weist die Tür 10 nur ein einziges schwenkbares Türelement 11 auf. Selbstverständlich kann die Tür 10 alternativ zwei oder mehr schwenkbare Türelemente umfassen und beispielsweise durch eine Doppeltür gebildet sein; in diesen Fällen ist es vorteilhaft, wenn zumindest eines, mehrere oder alle Türelemente der Tür jeweils mit einer Sensoreinrichtung 20, wie sie oben erläutert wurde, ausgestattet sind.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

10
Tür
11
Türelement
12
Türöffnung
13
Türrahmen
15
Türverschwenkeinrichtung
20
Sensoreinrichtung
210
Sender
220
Empfangseinrichtung
221
Empfangselement
222
Verstärker
223
Mischeinrichtung
224
Lokaloszillator
225
Verteiler
230
Auswerteinrichtung
240
Gehäuse
250
interner Sensor
300
Objekt
400
externer Sensor
AB
Auswertbereich
D20
Drehwinkeleingabeanschluss
E1
Empfangssignal
E2
Empfangssignal
LO
Lokaloszillatorsignal
OS
Objekterkennungssignal
S1
Strahlung
S2
Strahlung
SK
Sendekeule
ST
Steuersignal
WS
Winkelsignal
α
Winkel des Objekts
αab
Öffnungswinkel des Ausewertbereichs AB
αws
Schwenkwinkel des Türelements
Δφ
Phasendifferenz