用于检测运输工具处的夹住情况的设备和方法与流程

本公开涉及一种用于检测运输工具处的夹住情况的设备、一种具有这种设备的用于运输工具的门、一种具有这种门的运输工具、一种用于检测运输工具处的夹住情况的方法、以及一种用于执行该方法的存储介质。本公开尤其涉及借助于中空导体中的超声波来检测运输工具处的夹住情况。

背景技术：

1、运输工具(诸如公共汽车和铁路车辆)具有自动门，这些自动门例如在停止时打开和关闭。门通常具有成型橡胶条，在关闭状况下，该成型橡胶条在门和门框或第二门之间形成密封。由于对运输工具要求的提高且由于更严格的安全规定，成型橡胶条除了其密封功能外，通常还具有一个或多个信号发生器功能。例如，接触元件集成在许多成型橡胶条中，其指示与物件或人的接触，并且如果需要，中断或停止运输工具的门的移动，以防止对物体的损坏或对人的伤害。

2、常规的信号发生器功能通常使用开关条或无线电波开关。然而，开关条需要在成型橡胶条的中空腔室中具有导电层和电极的橡胶化合物。然而，这是精心制作且昂贵的生产。无线电波开关对泄漏、湿度和湿气敏感，因此在泄漏或湿气进入中空腔室的情况下，无线电波开关可能会完全失效，这又可能导致潜在的安全危险。同样，导电橡胶化合物也有受化学品影响的风险。这种冲击同样会导致功能丧失。

技术实现思路

1、本公开的一个任务是示出一种用于检测运输工具处的夹住情况的设备、一种具有这种设备的用于运输工具的门、一种具有这种门的运输工具、一种用于检测运输工具处的夹住情况的方法、以及一种用于执行该方法的存储介质，其能够实现可靠的夹住检测。特别地，本公开的任务是降低夹住检测的成本和/或夹住检测失败的概率。

2、该任务通过独立权利要求的主题来解决。从属权利要求中指出了有益的实施例。

3、根据本公开的一个独立方面，确定了一种用于检测运输工具处(尤其是运输工具的可关闭开口处)的夹住情况的方法。设备包括：包围中空空间的柔性元件；布置在中空空间处或内部的超声波发射器，该超声波发射器被设置成将超声波发射到中空空间中；布置在中空空间处或内部的反射器，该反射器被设置成反射超声波；布置在中空空间处或内部的超声波检测器，该超声波检测器被设置成检测由超声波发射器发射并在设备中反射的超声波，并产生检测信号；以及处理器模块，其被设置成基于超声波检测器的检测信号来确定是否存在柔性元件的变形，该变形指示柔性元件夹住了引起变形的物体(例如，物件或人)。

4、根据本发明，超声波被发射到柔性元件的中空空间中，在那里被反射，并且被检测。基于检测到的超声波反射，确定是否存在柔性元件的变形。为此，反射器用作基准，即，如果超声波无障碍地穿过中空空间并被反射器反射回到超声波检测器，则没有变形，因此没有夹住物体。如果在超声波检测器处接收的超声波不对应于此基准，则可以例如根据在超声波检测器处接收的反射的传播时间和/或振幅来确定变形有多大，以及是否可以由此得出物体被柔性元件夹住。超声波发射器、反射器和超声波检测器的组合实现了可靠且成本有效的夹住检测。

5、该设备，特别是处理器模块，可以输出数字信号，该数字信号被输出到外部单元，并指示夹住。该外部单元可以例如是控制运输工具的门的打开和关闭的门控制单元。因此，根据本发明的设备可以灵活使用。例如，常规的开关条系统和无线电波开关可以由根据本发明的设备代替，而不需要调节例如门控制单元或运输工具的车载电子设备。

6、可选地，该设备可以提供额外的输出，诸如跳闸时间(即，检测到的夹住)、错误日志、系统准备状态等。在一些实施例中，该设备可以包括用于错误日志的错误存储器，该错误日志记录最近的事件，这些事件或者具有自发生以来的时间差，或者具有自一天的操作开始以来的时间差。这可以降低对电路中的时钟的要求，因为漂移时段更短，并且即使在低价部件的情况下，漂移在相关的时间段内(例如，直到专家检查)也足够小。

7、优选地，变形是柔性元件的中空空间的横截面收缩或缩小。

8、优选地，反射器布置在中空空间内。换句话说，反射器可以是内部反射器。

9、优选地，超声波发射器被设置成发射超声波脉冲。每个这样的超声波脉冲具有脉冲宽度和振幅，该脉冲宽度和振幅可以根据设备和/或设备的应用领域来适当地选择。

10、优选地，超声波发射器被设置成以预定的时间间隔发射超声波脉冲。例如，可以以规则的时间间隔发射超声波脉冲。

11、优选地，超声波发射器被设置成根据情况发射超声波脉冲。在一些实施例中，可以根据运输工具的操作状态和/或运输工具的运动状态来发射超声波脉冲。特别地，仅当存在物体被柔性元件夹住的危险时，才可以操作用于夹住检测的设备。发射超声波脉冲的操作状态的示例包括关闭运输工具的开口，例如关闭运输工具的门。发射超声波脉冲期间运输工具的运动状态的示例是运输工具的停止。另一个示例是在运输工具的初始加速阶段期间在门关闭之后的时间段。

12、优选地，处理器模块被设置成基于在设备中反射并在超声波检测器处接收的超声波脉冲的传播时间来确定是否存在柔性元件的变形。特别地，超声波脉冲可以根据不同位置的变形而被反射，这导致超声波发射器和超声波检测器之间的不同传播时间，这又给出了关于柔性元件的变形的信息。

13、此外，或者可替代地，处理器模块被设置成基于在设备中反射并在超声波检测器处接收的超声波脉冲的振幅来确定是否存在柔性元件的变形。特别地，超声波脉冲可以根据变形以不同的方式反射，这影响反射的振幅，从而可以由此获得关于柔性元件变形的信息。其中，观察反射的振幅允许灵活地调整夹住检测的灵敏度，例如，通过为振幅设置适当的阈值。

14、优选地，处理器模块被设置成如果在超声波检测器处接收的超声波脉冲反射的传播时间短于基准传播时间，则确定引起变形的物体被柔性元件夹住。基准传播时间可以是超声波发射器和超声波检测器之间的超声波脉冲的传播时间。换句话说，反射器可以提供基准。如果超声波脉冲没有到达反射器并且被变形区域完全反射，则超声波检测器的检测信号将指示具有较短传播时间的(单个)反射。这允许推断柔性元件已经发生了大的变形，并且允许检测柔性元件对物体的夹住。

15、优选地，处理器模块被设置成如果在超声波检测器处接收的具有基准传播时间的超声波脉冲的反射振幅小于基准振幅，则确定引起变形的物体被柔性元件夹住。该基准振幅可以对应于没有变形时出现的振幅，并且超声波脉冲无障碍地到达反射器。具有基准传播时间的超声波脉冲的较小振幅可以指示超声波脉冲的一部分被柔性元件的变形区域反射，但是尽管如此，超声波脉冲的一部分仍然到达反射器。这指示柔性元件的部分变形。

16、优选地，处理器模块可以被设置成基于反射振幅与基准振幅的偏差来确定柔性元件的变形程度。如果偏差小，则变形轻微。然而，如果偏差大，则变形就大。

17、优选地，处理器模块被设置成如果以不同传播时间接收到超声波脉冲的两次反射，则确定引起变形的物体被柔性元件夹住。特别地，可以用基准传播时间接收两个反射中的第一反射，并且可以用比基准传播时间短的传播时间接收两个反射中的第二反射。来自同一发射的超声波脉冲的两次反射的出现可能表明该超声波脉冲的一部分被柔性元件的变形区域反射，但是尽管如此，超声波脉冲的一部分仍然到达反射器。这指示柔性元件的部分变形。

18、优选地，处理器模块被设置成进行设备的校准。特别地，可以进行自校准。为此，超声波发射器可以发射初始超声波脉冲。如果在该超声波检测器处接收到的响应在预定的预期窗口内，则该设备可以被激活或装备，并发射超声波脉冲来对监测是否有夹住。典型地，在没有变形或夹住的情况下进行校准，例如，当运输工具的门完全打开和/或当高速行驶时。

19、优选地，超声波发射器和超声波检测器集成在一个功能单元中。特别地，该超声波发射器和该超声波检测器可以在一个共同的硬件模块中实现。这种集成使硬件模块的简单更换变得轻而易举。

20、优选地，超声波发射器和超声波检测器形成一个发射和接收单元。特别地，超声波发射器和超声波检测器可以包含在一个换能器中，或者形成一个换能器。

21、优选地，柔性元件的中空空间具有第一部分和与第一部分相对定位的第二部分。超声波发射器和超声波检测器可以布置在第一部分(即中空空间的同一部分)中或布置在第一部分(即中空空间的同一部分)处。单面安装降低了安装成本。

22、优选地，反射器布置在第二部分中或布置在第二部分处。特别地，该反射器可以与超声波发射器和超声波检测器相对定位，使得该超声波发射器在该反射器的方向上发射超声波脉冲，并且该反射器在该超声波检测器的方向上反射超声波脉冲。

23、优选地，第一部分是中空空间的第一端和/或第一开口。此外，或可替代地，第二部分是中空空间的第二端和/或第二开口。

24、优选地，超声波发射器和超声波检测器(以及可选地，处理器模块)集成在第一封闭元件中，该第一封闭元件封闭中空空间的第一端和/或第一开口。第一封闭元件例如可以是帽或塞。

25、优选地，反射器(以及可选地，处理器模块)集成在第二封闭元件中，该第二封闭元件封闭中空空间的第二端和/或第二开口。第二封闭元件例如可以是帽或塞。

26、优选地，中空空间具有长圆形形状。该长圆形形状可以具有纵向延伸部或纵向轴线。在一些实施例中，具有超声波发射器和超声波检测器的第一部分和具有反射器的第二部分可以沿着纵向轴线布置，并且彼此相距(最大)距离。

27、优选地，中空空间在未变形状况下具有圆形横截面。特别地，中空空间可以具有圆柱形形状。然而，本公开不限于此，并且可以使用其它截面几何形状。

28、优选地，中空空间充满空气。在空气中，超声波可以以限定的方式在中空空间内传输。

29、优选地，中空空间的内壁涂有反射材料。

30、优选地，柔性元件由塑料(特别是橡胶，例如黑橡胶)制成。

31、优选地，柔性元件是成型元件，特别是橡胶型材。该型材可以具有一个或多个突起和/或一个或多个空气腔室和/或一个或多个形成柔性接触区域的成型唇缘。

32、此外，或者可替代地，柔性元件可以是密封件。该密封件可以具有一个或多个突起和/或一个或多个空气腔室和/或一个或多个形成柔性接触区域的成型唇缘。

33、优选地，柔性元件是成型安全条，特别是用于运输工具的门。

34、根据本公开的另一个独立方面，指定了一种用于运输工具的门，其具有根据本公开的实施例的用于检测运输工具处的夹住情况的设备。

35、根据本公开的另一独立方面，指定了一种运输工具。运输工具包括根据本公开的实施例的用于检测运输工具和/或门处的夹住情况的设备。

36、术语“运输工具”包括用于运送人员、货物等的商用车辆(例如公共汽车)、铁路车辆、电梯、飞机和索道车厢等。

37、根据本公开的另一个独立方面，指定了一种用于检测运输工具处的夹住情况的方法。该方法包括：由超声波发射器在反射器的方向上将超声波脉冲发射到柔性元件的中空空间中；由超声波检测器接收在中空空间内和/或在反射器处反射的超声波，并输出适当的检测信号；以及基于该检测信号确定是否存在该柔性元件的变形，该变形指示柔性元件夹住了引起变形的物体。

38、该方法可以实现在此描述的用于检测运输工具处的夹住情况的设备的方面。

39、根据本公开的另一独立方面，指定了软件(sw)程序。sw程序可以被设置成在一个或多个处理器上执行，并且以这种方式实现在此描述的用于检测运输工具处的夹住情况的方法。

40、根据本公开的另一独立方面，指定了一种存储介质。存储介质可以包括sw程序，该sw程序被设置成在一个或多个处理器上执行，并且以这种方式实现在此描述的用于检测运输工具处的夹住情况的方法。

41、根据本公开的另一个独立方面，如果软件运行在一个或多个软件控制的设备上，则执行具有程序代码的软件，用于执行用于检测运输工具处的夹住情况的方法。

42、根据本公开的另一个独立方面，指定了一种用于检测运输工具处的夹住情况的系统。该系统包括一个处理器或多个处理器，以及至少一个存储器，该存储器连接到一个处理器或多个处理器，并包含指令，该指令可以由一个处理器或多个处理器执行，以执行在此描述的用于检测运输工具处的夹住情况的方法。

43、处理器或处理器模块是可编程算术单元，即机器或电子电路，其根据交给它的命令控制其它元件，从而驱动算法(过程)。