CN105229249B - 用于机动车辆的可枢转舱门的碰撞保护装置、舱门、机动车辆和相应的方法 - Google Patents

用于机动车辆的可枢转舱门的碰撞保护装置、舱门、机动车辆和相应的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(1)的可枢转舱门(2)的碰撞保护装置(10)，包括用于检测舱门(2)枢转范围(4)内的障碍物的至少一个传感器(15)，并包括控制单元，该控制单元被设计为依赖于来自所述至少一个传感器(15)的传感器信号输出用于停止舱门(2)打开运动的控制命令。所述至少一个传感器(15)是光学能见度传感器，其被设计用于捕获传感器(15)的环境(20)中的光学能见度。

Description

用于机动车辆的可枢转舱门的碰撞保护装置、舱门、机动车辆 和相应的方法
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的可枢转舱门的碰撞保护装置，包括用于检测舱门枢转范围内的障碍物的至少一个传感器，并包括电子控制单元，该电子控制单元被设计为依赖于来自所述至少一个传感器的控制信号输出用于停止舱门打开运动的控制命令。本发明还涉及用于机动车辆的舱门、包括舱门的机动车辆以及相应的用于避免可枢转舱门与障碍物碰撞的方法。
背景技术
现有技术存在这样的碰撞保护装置，其用于避免机动车辆的可枢转舱门与障碍物碰撞。当前情况的关注点特别是在于小客车的后备箱门，例如两用货车。已知的是为后备箱门装备传感器，它们被设计用于检测在打开运动期间舱门的打开范围或枢转范围内的障碍物。例如文献DE 10 2008 029 223 A1披露了一种具有可枢转后备箱门的车辆，其可以通过控制和驱动单元被自动打开。传感器单元检测舱门枢转范围内的障碍物，如果在完成打开之前识别出障碍物，后备箱门的打开可以被停止。此情况下传感器单元被并入到舱门的灯里。
之前提到的这类碰撞保护装置的另一个从DE 10 2004 062 370 A1已知。在此，发射器和接收器装置以以下方式被布置在后备箱门上：辐射表面大体平行于后备箱门的区域并完全跨过其延伸。换句话说，发射器装置具有大体平行于后备箱门延伸的发送方向或捕获方向。
在关于文献DE 102 35 925 A1的主题中，传感器以以下方式设置在后备箱门的上部部分中：其具有向下成一角度的捕获范围。
现有技术中，为了检测后备箱门的枢转范围中的障碍物，使用通常单独的传感器，它们被专用于此目的。但是，这样的方案涉及成本和宝贵构造空间的缺点。因此在EP 0 968863 A1中建议，使用用于在后备箱门的打开运动期间检测障碍物的超声传感器，它们是车辆的停车辅助的一部分。这些超声传感器为司机执行停车操作提供支持，且此外用于检测后备箱门的枢转范围中的障碍物。但是该现有技术的缺点在于，超声传感器通常没有设置在后备箱门上，而是在保险杠上。在大多数车辆的情况下，超声传感器由此不能被用于额外地捕获后备箱门的枢转范围中的障碍物。
多功能传感器的使用还从DE 10 2007 049 256 A1已知。在此使用一传感器，其以以下方式在后备箱门上布置和取向：后备箱门上的颗粒可通过捕获颗粒上背光散射的光部分而被检测。由此，一方面可通过传感器检测降雨。另一方面，传感器还用于在打开运动期间捕获后备箱门的枢转范围中的障碍物，如果需要，用于停止打开运动。在该情况下，传感器的捕获范围平行于后备箱门的平面延伸或平行于窗框的平面延伸。通过这种设置，在窗框平面上的雨滴降落可被可靠地检测。但是，传感器的这种布置仅一定程度上适于后备箱门的碰撞保护功能。通过该传感器，在后备箱门的打开运动期间，距障碍物的精确距离捕获不可能，且只有当障碍物进入传感器的捕获范围时，才能停止打开运动，但是该捕获范围具有在窗框的平面上方非常小的高度。由此不能总是保证后备箱门在与障碍物碰撞之前足够早地停止。
发明内容
本发明的任务是，在前述那种类型的碰撞保护装置的情况下，显示出一种方案如何获得用于机动车辆的可枢转舱门的有效且可靠的碰撞保护，而无需太多努力。
根据本发明，该任务通过具有根据各独立权利要求的特征的碰撞保护装置、舱门、机动车辆以及方法实现。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。
根据本发明，用于机动车辆的可枢转舱门的碰撞保护装置包括用于检测舱门枢转范围内的障碍物的至少一个传感器，以及电子控制单元，该电子控制单元依赖于传感器的传感器信号可输出控制命令，该控制命令使得舱门打开运动停止。所述至少一个传感器是光学能见度传感器，在车辆的操作期间，其还用于捕获环境中的光学能见度。
本发明基于以下认识：首先其基于以下认识：在现有技术中已知的一些碰撞保护装置的情况下，使用单独的传感器，其专门具有舱门的碰撞保护功能。在这样的装置的情况下，确实可以保证安全且无碰撞的舱门打开，但是这样的装置涉及成本和构造空间方面的缺点，因为需要使用额外的部件。另一个认识在于，现有技术中建议的多功能装置——其额外地使用已经存在的传感器用于舱门的碰撞保护功能——仅一定程度上适于建议的碰撞保护功能，因为或者使用通常没有附连到舱门的超声传感器，或者使用光学传感器，其中舱门枢转范围内的额外的物体捕获因为传感器的捕获方向而不可能。本发明最后基于的认识是，现有技术的缺点可通过用于碰撞保护功能的传感器被避免，其额外地用于捕获机动车辆环境中的光学能见度。在该情况下，本发明利用的事实是，这样的能见度传感器通常安装在后备箱门上，且通常在尾灯的覆盖件之后。因此以有利的方式，在舱门的打开运动期间，这样的能见度传感器可还用于障碍物，以便在必要时停止舱门打开运动，且由此避免舱门与障碍物碰撞。为了能够测量当前的光学能见度，这些传感器特别地取向为，捕获方向大体水平地延伸，且由此垂直于舱门。由此，一方面，距障碍物的距离可以特别可靠的方式捕获，且舱门的打开运动可在需要时有效地停止；另一方面，已知用于其他目的的传感器被使用，从而不再需要使用具有相应缺点的单独的传感器。
在该情况下术语“能见度”被理解为特别地涉及气象能见度，即，人可识别物体的最大水平距离。该能见度可特别地被大气环境或大气组分影响，诸如雾、雪等。另一方面，能见度可被空气污染影响，其导致可见光谱范围内的额外的光衰减。
能见度传感器以光学方式测量能见度。这意味着传感器可发出光学信号，特别是红外信号，且再次接收在环境中反射的发送信号作为接收信息。依赖于反射率和/或依赖于被发送信号的传播时间，能见度则优选地被确定。
优选地，控制单元构造为用于打开运动的自动控制，同时发出相应的控制信号给作用器。这意味着控制单元可自动地控制舱门的打开运动，从而舱门不被用户手动地打开，而是通过电子控制单元和作用器自动地打开。在该情况下，作用器驱动舱门，同时控制单元驱动作用器。作用器可例如是电驱动马达。打开运动的控制可例如以如下方式实现：当用户促动相应的促动元件和/或授权人士在舱门区域中被检测到(例如借助摄像头等)时，控制单元则自动地打开舱门。用户由此不需要手动和由此通过手来打开舱门，但是打开运动通过作用器自动执行。
优选地，传感器捕获距障碍物的距离。当距离保持在预定临界值以下时，控制单元然后可输出用于停止打开运动的控制命令。这样的进行方式允许及时停止，且由此允许舱门的安全打开，而不导致碰撞。如果再次超过临界值，舱门的打开运动可继续，舱门被完全打开而没有导致碰撞。
此外证明有利的是，控制单元依赖于传感器的传感器信号通过相应的输出装置输出声学和/或光学警告信号。由此可以例如在人存在于舱门枢转范围内且阻碍舱门的打开运动时避免舱门的不必要停止。该人由于警告信号而被通知他或她处于舱门的区域中，且舱门不导致碰撞的打开由此不可能。另一方面，如果需要，司机通过警告信号的输出而被有效地通知，静止障碍物存在于舱门的打开区域，且车辆例如应被重新停放。
在该情况下，其还可设想，在控制单元中，第一临界值和较高的第二临界值被存储用于距离。如果没有达到较高的第二临界值，光学和/或声学警告信号可被输出。如果额外地没有达到第一临界值，舱门的打开运动可被停止，以便避免碰撞。以该方式，如果需要，可以避免舱门的不必要停止，因为在警告信号被输出的时间点和在舱门停止的时间点之间一定时间段将过去，在这期间舱门的枢转范围可被释放。
如果舱门的打开运动停止，用户优选地在任何时间被提供继续打开运动的选项。在这方面，控制单元可接收由用户在操作装置进行的输入——该操作装置例如是远程控制单元或车辆钥匙——且在接到该输入时，控制单元可由于用户的输入立刻继续之前停止的舱门打开运动，这特别地独立于当前的传感器信号。由此避免了舱门违抗用户意愿的打开运动停止。
如前所述，传感器可以是红外传感器。优选地，传感器具有红外发射器和至少一个红外接收器。红外发射器用于将红外信号发射到机动车辆的环境中；红外接收器则用于接收在环境中反射的被发送信号。红外发射器和红外接收器可设置在共同的传感器壳体中，从而传感器整体上形成非常紧凑的单元。优选地，红外发射器以脉冲方式操作，从而发出红外脉冲序列。红外接收器则可构造为光二极管。传感器可还包括内部计算器单元，其构造为用于评价被接收的红外信号和用于独立于被接收的红外信号确定光学能见度。
本发明还涉及一种用于机动车辆的舱门，其具有根据本发明的碰撞保护装置。
优选地，在舱门上，设置机动车辆的灯的至少一部分，该灯特别是尾灯。然后传感器可并入到灯的舱门侧部分，且在该情况下，布置在灯的覆盖件之后。传感器这样并入到灯中一方面提供了针对外界环境影响对传感器的可靠保护，另一方面还提供了舱门的光学上诱人的外观，因为传感器布置为隐藏在覆盖件之后。此外由此保证了沿垂直于舱门平面或覆盖件的方向的障碍物捕获，从而可以可靠地检测舱门枢转范围内的障碍物，而没有影响能见度测量功能。
优选地，舱门是机动车辆的后备箱门。通常的是，其是后备箱门，其可自动打开，且由此暴露于与顶板或其他障碍物碰撞的增加的危险中。
传感器优选地具有捕获方向，其以相对于舱门表面成80°至100°的角度延伸，特别是相对于灯的覆盖件。特别地，可还设想，传感器的捕获方向垂直于灯的覆盖件和/或舱门平面。由此，距障碍物的距离可特别准确地捕获，且打开运动可及时停止，如果需要的话。
根据本发明的机动车辆——特别是小客车——包括根据本发明的舱门。
根据本发明的方法用于在舱门打开运动期间避免机动车辆的可枢转舱门与障碍物碰撞，其中，通过至少一个传感器，障碍物在舱门的枢转范围内被检测，依赖于传感器的传感器信号，用于通过控制单元使舱门的打开运动停止的控制命令被输出，并且其中，传感器信号通过光学能见度传感器提供，该光学能见度传感器在车辆驾驶时被使用用于捕获机动车辆的环境中的光学能见度。
关于根据本发明的碰撞保护装置呈现的优选实施例和它们的优势类似地应用于根据本发明的舱门、根据本发明的机动车辆以及根据本发明的方法。
附图说明
本发明的进一步特征由权利要求、附图和附图的说明体现。以上在说明书中提到的全部特征和特征组合以及以下在附图说明和/或单独在附图中所示的特征和特征组合不仅用于分别示出的组合，还用在其他组合或单独使用。
现将参考优选实施例以及附图非常详细地解释本发明。
这些在以下图中示出：
图1是根据本发明的实施例的机动车辆的示意性后视图；
图2是能见度传感器的示意图；以及
图3是根据本发明的实施例的碰撞保护装置的框图。
具体实施方式
图1所示的机动车辆1例如是两用货车，或简短地说，两用车。以已知的方式，机动车辆1具有舱门2，其被支撑为可绕水平延伸的枢转轴线3在机动车辆1的车体部件上枢转。后备箱门2具有枢转范围4，其被限定为，在后备箱门2的打开运动期间，与障碍物的碰撞只能发生在障碍物位于枢转范围4中的时间。枢转范围4由此参考机动车辆1被预先确定。
以已知的方式，机动车辆1具有左和右尾灯5每个尾灯5被分为两部分，即静止或固定地安装在车体中的部分6，以及设置在后备箱门2上的舱门侧部分7。相对地，静止部分7在机动车辆1上设置在后备箱门2之外。
每个尾灯5以已知的方式还具有覆盖件8，其例如由透明或半透明材料形成，例如由塑料形成，且覆盖或保护光源。在内的相应光源设置为隐藏在覆盖件8之后。
此外，在后备箱门2中，可以已知的方式并入后窗框9
后备箱门2可在作用器或传动马达的辅助下自动地打开。现参考图3，其中显示了碰撞保护装置10的框图，后备箱门2被作用器11驱动。作用器11例如是电马达。作用器11通过电子控制单元12被驱动，其可例如被构造为微控制器。控制单元12接收来自操作装置13的信号，且响应操作装置13的通过用户的促动，可导致后备箱门2通过作用器11的自动打开。另外或替换地，控单元12可还从捕获装置14接收信号，例如从摄像头，其被构造为检测在后备箱门2的区域中的授权人士。如果检测到有人接近后备箱门2，后备箱门2可自动打开。
此外，碰撞保护装置10包括传感器15，通过其障碍物被检测，它们存在于后备箱门2的枢转范围4中。如果障碍物在后备箱门2的打开运动期间被检测到，该打开运动被停止以便防止碰撞。优选地，在该情况下，传感器15和障碍物之间的距离16被测量并传递到控制单元12。如果控制单元12识别出距离16保持在预定临界值之下，导致后备箱门2的立即停止的控制命令17被输出到作用器11。作用器11在此利用制动功能。
可选地，控制单元12可还驱动电子输出装置18，其可包括扬声器和/或至少一个光源。在检测到障碍物时，控制单元12可控制用于输出光学和/或声学警告信号19的输出装置18，以便相应地通知后备箱门2的区域中的那个人存在被识别的障碍物。
在控制单元12中，可选地还存储用于被测距离16的两个不同的临界值G1、G2，其中：G2>G1。如果例如开始没有达到第二临界值G2，用于输出的警告信号19的输出装置18被驱动。如果额外地还没有达到第一临界值G1，实现用于停止后备箱门2的打开运动的控制命令17的输出。
现在特别关注传感器15的设计，其被构造为光学能见度传感器，用于测量机动车辆1的环境20中的光学或气象能见度(在人类可见的光谱范围)。再次参考图1，这样的传感器15被并入到尾灯5的至少一个中，即在尾灯5的舱门侧的部分7中。另外，各传感器15可并入到左和右两个尾灯5中。在该情况下，传感器15被布置为隐藏在各覆盖件8后。
如所述，传感器15用于测量机动车辆1的环境20中的气象能见度。现参考图2，传感器15是光学传感器，其具有红外发射器50和红外接收器21，它们设置在固定至其的壳体22中。红外发射器50是红外二极管，而红外接收器21构造为光二极管。在没有可移动镜元件等的情况下，红外发射器50前方存在发送透镜23，其用于使红外光束24成束。另外，在红外接收器21前方设置有接收透镜25，通过其，在环境20中反射的红外光束26扩散并汇聚在红外接收器21上。
传感器15还包括内部计算单元27，一方面，其构造为用于驱动红外发射器50，另一方面用于评价由红外接收器21提供的接收信号51。在该情况下的电接收信号51使由接收器21接收的红外光束26特征化。计算单元27包含多个功能块：第一功能块28发出控制信号29至发射器50，且由此用于驱动发射器50。在该情况下，发射器50以脉冲方式操作，从而其发出红外脉冲序列。通过另一功能块30，依赖于电接收信号51以及考虑控制信号29，反射率以及红外光束24、26的传播时间被确定，该反射率即被接收红外光束26与被发射红外光束24的能量比。依赖于这些被测量变量，在另一功能块31中，确定能见度，其例如以米表示。关于能见度的信息则根据所示箭头32被输出，且例如传送至机动车辆1的控制装置。该控制装置可例如依赖于被测量的能见度自动地驱动机动车辆1的车头灯和/或尾灯5和在该情况下切换到雾灯。同时，计算单元27还传送关于被测量距离16的信息给控制单元12。
如果现在机动车辆1的后备箱门2通过控制单元12自动打开，传感器15测量距图2中的障碍物33的距离16。控制单元12然后将被测量距离16与存储的临界值G1、G2比较，然后如果需要，驱动输出装置18或输出控制命令17给作用器11。

Claims (16)

1.一种用于机动车辆(1)的可枢转舱门(2)的碰撞保护装置(10)，包括用于检测舱门(2)的枢转范围(4)内的障碍物(33)的至少一个传感器(15)，并包括控制单元(12)，该控制单元被设计为依赖于来自所述至少一个传感器(15)的传感器信号而输出用于停止舱门(2)的打开运动的控制命令(17)，
其特征在于，
所述至少一个传感器(15)是光学能见度传感器，其被设计用于捕获传感器(15)的环境(20)中的光学能见度，传感器(15)具有红外发射器(50)和至少一个红外接收器(21)，传感器(15)测量发射的红外信号的反射率，并基于反射的红外信号确定可见度距离。
2.根据权利要求1所述的碰撞保护装置(10)，
其特征在于，
控制单元(12)构造为用于所述打开运动的自动驱动，同时发出控制信号给作用器(11)。
3.根据权利要求1或2所述的碰撞保护装置(10)，
其特征在于，
传感器(15)被构造为捕获距障碍物(33)的距离(16)，控制单元(12)设计为，当该距离(16)保持在预定临界值(G1)以下时，输出用于停止打开运动的控制命令(17)。
4.根据权利要求3所述的碰撞保护装置(10)，
其特征在于，
控制单元(12)被设计为，依赖于所述至少一个传感器(15)的传感器信号而通过输出装置(18)输出声学和/或光学警告信号(19)。
5.根据权利要求4所述的碰撞保护装置(10)，
其特征在于，
在控制单元(12)中，用于该距离(16)的第一临界值(G1)和较高的第二临界值(G2)被存储，其中，该控制单元(12)构造为：
-在该距离(16)保持在第二临界值(G2)以下时，输出警告信号(19)，和
-在该距离(16)保持在第一临界值(G1)以下时，输出用于停止所述打开运动的控制命令(17)。
6.根据权利要求1或2所述的碰撞保护装置(10)，
其特征在于，
控制单元(12)被构造为接收由操作者对操作装置(13)的输入，且在接收到该输入时，继续之前停止的舱门(2)的打开运动，特别地独立于传感器信号。
7.一种舱门(2)，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的碰撞保护装置(10)。
8.根据权利要求7所述的舱门(2)，
其特征在于，
在舱门(2)上，设置机动车辆(1)的灯(5)的至少一部分(7)，传感器(15)并入到灯(5)的舱门侧部分(7)中，且在该情况下，布置在灯(5)的覆盖件(8)之后。
9.根据权利要求7或8所述的舱门(2)，
其特征在于，
舱门(2)是机动车辆(1)的后备箱门。
10.根据权利要求7或8所述的舱门(2)，
其特征在于，
传感器(15)具有捕获方向，该捕获方向以相对于舱门(2)的表面成80°至100°的角度延伸。
11.根据权利要求8所述的舱门(2)，
其特征在于，
所述灯(5)是尾灯。
12.根据权利要求10所述的舱门(2)，
其特征在于，
所述捕获方向以相对于灯(5)的覆盖件(8)成80°至100°的角度延伸。
13.一种机动车辆(1)，包括根据权利要求7至12中的任一项所述的舱门(2)。
14.根据权利要求13所述的机动车辆(1)，其特征在于，所述机动车辆(1)是小客车。
15.一种机动车辆(1)，其包括根据权利要求1至6中的任一项所述的碰撞保护装置(10)。
16.一种用于在机动车辆(1)的可枢转舱门(2)的打开运动期间避免该舱门(2)与障碍物(33)碰撞的方法，其中，通过至少一个传感器(15)，在舱门(2)的枢转范围(4)内的障碍物(33)被检测到，且，依赖于所述至少一个传感器(15)的传感器信号，用于停止该舱门(2)的打开运动的控制命令(17)通过控制单元(12)被输出，
其特征在于，
所述传感器信号通过光学能见度传感器(15)提供，该光学能见度传感器被用于捕获机动车辆(1)的环境(20)中的光学能见度，传感器(15)具有红外发射器(50)和至少一个红外接收器(21)，传感器(15)测量发射的红外信号的反射率，并基于反射的红外信号确定可见度距离。
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