-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zum Öffnen einer zur Seite sich öffnenden geschlossenen Schwenktür eines Kraftfahrzeugs durch einen fremdkraftbetriebenen Türantrieb. Die Schwenktür wird von innen geöffnet, d. h. wenn sich der Insasse im Fahrzeug befindet.
-
Es sind Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchen eine zur Seite sich öffnende Schwenktür durch einen fremdkraftbetriebenen Türantrieb, beispielsweise einen elektrischen Türantrieb mit Elektromotor, von innen geöffnet werden kann, so dass sich der Komfort für den Insassen erhöht, da dieser durch den Türantrieb beim Öffnen der Tür entlastet wird. Hierbei ist es beispielsweise bekannt, dass bei Betätigung eines Bedienelements, z. B. innerer Türöffner, die Fahrzeugtür ohne weitere Betätigung automatisch in eine Endposition angetrieben wird. Ferner ist es bekannt, mittels eines Sensors eine Bewegung der Fahrzeugtür durch die Hand des Fahrzeuginsassen zu erkennen und in Abhängigkeit hiervon den Türantrieb zu steuern.
-
Nachteilig an derartigen bekannten Kraftfahrzeugen mit automatischer Öffnung der Fahrzeugtür nach Betätigung eines Bedienelements bis in die Endposition ist, dass die plötzlich öffnende Tür ein Hindernis für andere Verkehrsteilnehmer darstellt, oder mit feststehenden Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs kollidiert. Diese Problematik kann mit einer Sensorik zum Erkennen von anderen Verkehrsteilnehmern, die durch das Öffnen der Tür potentiell gefährdet sind, bzw. zum Erkennen von Hindernissen entschärft werden.
-
Es sollte aber immer gewährleistet werden, dass der Insasse, der die Öffnung der Tür auslöst, in der Verantwortung für das Öffnen der Tür bleibt und den Öffnungsvorgang der Tür entsprechend überwacht.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bzw. eine entsprechende Steuereinrichtung zum Öffnen einer sich zur Seite öffnenden Schwenktür von innen anzugeben, welches sich durch eine hohe Sicherheit auszeichnet und den Insassen für den Öffnungsvorgang in der Verantwortung hält.
-
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen einer zur Seite sich öffnenden geschlossenen Schwenktür eines Kraftfahrzeugs von innen. Das Fahrzeug umfasst einen fremdkraftbetriebenen Türantrieb zum Öffnen der Schwenktür. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen elektrischen Antrieb mit einem Elektromotor oder um einen hydraulischen Antrieb.
-
Das Fahrzeug ist eingerichtet, einen Öffnungswunsch des Fahrers zum Öffnen der Tür festzustellen. Beispielsweise ist ein zum Öffnen der Tür betätigbares Bedienelement vorgesehen. Dieses ist vorzugsweise in dem Kraftfahrzeug angeordnet. Beispielsweise handelt es sich um einen Türöffner in Form eines Hebels, den der Insasse zum Öffnen der Tür zu sich hinbewegt, oder um einen Innengriff mit einem insbesondere kapazitiven Berührungssensor, der eine Berührung des Innengriffs seitens des Insassen detektiert. Ferner kann auch auf ein Bedienelement verzichtet werden und beispielsweise ein kamerabasierter Gestensensor verwendet werden, der beispielsweise eine Handgestik des Insassen mittels einer Kamera aufnimmt und dies Handgestik als Öffnungswunsch zum Öffnen der Tür interpretiert.
-
Alternativ wäre es aber auch denkbar, dass das Bedienelement nicht Teil des Fahrzeugs ist und beispielsweise mittels eines Smartphones realisiert wird, über dessen berühungsempfindlichen Bildschirm ein Türöffnungsbefehl erteilt werden kann oder welches zum Öffnen der Tür in einer bestimmte Weise zu bewegen ist.
-
Bei dem Verfahren wird zunächst ein Öffnungswunsch des Insassen zum Öffnen der Tür festgestellt, beispielsweise wird eine Betätigung des Bedienelements festgestellt. Hierbei wird insbesondere festgestellt, dass ein Türöffner in Form eines Hebels betätigt wurde, oder ein einen Berührungssensor umfassender Innengriff berührt wurde. Es kann optional zur Feststellung einer Betätigung eine Betätigungsdauer größer oder größer gleich einem ersten Betätigungsdauer-Schwellwert (z. B. 0,03 s) gefordert werden; bei einer kürzeren Betätigungsdauer wird die Betätigung des Bedienelements zur Verbesserung der Fehlersicherheit nicht berücksichtigt. Der erste Betätigungsdauer-Schwellwert liegt beispielsweise im Bereich von 10 ms bis 60 ms.
-
In Reaktion auf die Feststellung des Öffnungswunsches wird die geschlossene Schwenktür durch den Türantrieb nicht vollständig automatisch geöffnet, sondern nur bis zu einer definierten Sicherheitsposition mit einem bestimmten Öffnungswinkel; die Schwenktür verharrt in dieser Sicherheitsposition.
-
Die Sicherheitsposition ist dabei so gewählt, dass die Fahrzeugbreite bei in der Sicherheitsposition befindlicher Schwenktür nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür (die typischerweise durch die beiden Außenspiegel auf der linken und rechten Seite bei einem Personenkraftwagen bestimmt wird) hinausgeht. Dies bedeutet, dass durch das Öffnen der Schwenktür in die Sicherheitsposition die Fahrzeugbreite nicht vergrößert wird. Die Tür wird also durch den Türantrieb automatisch in eine Sicherheitsposition verfahren und stoppt in dieser Position, in der die Tür die typischerweise durch den jeweiligen Außenspiegel gebildete Grenzlinie der Fahrzeugbreite nicht verlässt. Beispielsweise entspricht die Fahrzeugbreite bei in der Sicherheitsposition befindlicher Schwenktür der Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür. Es wäre aber auch denkbar, dass die Fahrzeugbreite bei in der Sicherheitsposition befindlicher Schwenktür kleiner als die die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür ist, beispielsweise wenn ein oder beide Seitenspiegel in Reaktion auf den Öffnungswunsch eingeklappt werden.
-
Vorzugsweise gilt nicht nur bei Erreichen der Sicherheitsposition, sondern auch während der gesamten Öffnungsbewegung der Schwenktür bis in die Sicherheitsposition, dass die jeweils aktuelle Fahrzeugbreite nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgeht.
-
In Reaktion auf die Feststellung des Öffnungswunsches wird vorzugsweise im Rahmen der automatischen Öffnung der Tür zunächst das Türschloss geöffnet, so dass die Schwenktür anschließend durch den Türantrieb verschwenkt werden kann.
-
Vor der automatischen Öffnung durch den Türantrieb wird das Schloss der geschlossenen Schwenktür vorzugsweise entriegelt, sofern diese verriegelt ist. Es kann vorgesehen sein, dass in Reaktion auf eine erste Betätigung des Bedienelements die Tür entriegelt wird und in Reaktion auf eine zweite Betätigung des Bedienelements die Tür bis in die Sicherheitsposition geöffnet wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass bei einer einzigen Betätigung des Bedienelements das Schloss zunächst entriegelt wird und dann die Tür bis in die Sicherheitsposition geöffnet wird.
-
Sofern sich die Schwenktür in der Sicherheitsposition befindet, kann der Insasse das Verkehrsgeschehen prüfen. Hierbei kann der Insasse insbesondere auch durch den Türspalt nach schräg hinten blicken. Die Tür befindet sich noch unter Kontrolle des Insassen und bewegt sich ohne sein Zutun nicht weiter (d. h. die Tür überschreitet die die Fahrzeugbreite definierende Grenzlinie nicht selbsttätig).
-
Das Bewegen der Schwenktür in die Sicherheitsposition dient zusätzlich auch als Warnsignal für das Fahrzeugumfeld, dass die Fahrzeugtür wahrscheinlich bald weiter geöffnet werden wird und sich somit in den Verkehrsraum bewegen wird. Die Warnfunktion kann optional durch vom Fahrzeugumfeld sichtbare optische Signalelemente an der leicht geöffneten Tür verstärkt werden.
-
Nach dem Öffnen der Schwenktür in die Sicherheitsposition wird auf eine Handlung des Insassen zum weiteren Öffnen der Tür gewartet. Bei der Insassenhandlung kann es sich beispielsweise um die Betätigung eines Bedienelements, beispielsweise eine erneute Betätigung eines inneren Türöffners handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei der Insassenhandlung aber um ein manuelles Antreiben der Schwenktür durch eine Krafteinwirkung des Insassen in Öffnungsrichtung der Schwenktür, beispielsweise ein Schieben oder Schupsen der Tür.
-
In Reaktion auf das Feststellen einer Handlung des Insassen wird die Schwenktür durch den Türantrieb über die Sicherheitsposition hinaus geöffnet, wobei die Fahrzeugbreite gegenüber der Fahrzeugbreite bei geschlossener Schwenktür erhöht wird.
-
Beispielsweise kann, wie bei nicht-automatisiert öffnenden Fahrzeugtüren auch, der Insasse durch Schieben, Schubsen oder eine andere ergebnisgleiche Krafteinwirkung die Tür weiter öffnen. Hierbei wird aber im Unterschied zu nicht-automatisiert öffnenden Türen diese manuelle Krafteinwirkung des Insassen durch den fremdkraftbetriebenen Türantrieb unterstützt, so dass sich die Schwenktür mit weniger Kraftaufwand für den Insassen öffnen lässt und so der Türantrieb den Insassenkomfort erhöht. Die Tür überschreitet in diesem Fall also durch den manuellen Antrieb des Insassen (Initialbewegung) in horizontaler Richtung die horizontale Ausdehnung des Kraftfahrzeugs bei geschlossener Schwenktür, wodurch der Insassen dadurch verantwortlich für den Öffnungsvorgang der Tür ist.
-
Durch das erfindungsgemäße leichte Öffnen der Tür in eine Sicherheitsposition wird eine Gefährdung des umgebenden Verkehrs ausgeschlossen, da die Fahrzeugbreite hierdurch nicht zunimmt. Außerdem wird der Verkehr durch die leicht geöffnete Tür vor einem weiteren Öffnen der Tür gewarnt. Der Fahrer kann bei in der Sicherheitsposition befindlicher Tür das Verkehrsgeschehen beobachten, insbesondere durch den Türspalt der leicht geöffneten Tür, und im Fall des Feststellung, dass keine Gefährdung des umgebenden Verkehrs bei weiterer Öffnung der Tür erfolgt, eine weitere Öffnung der Tür über die Sicherheitsposition hinaus durch eine entsprechende Handlung auslösen.
-
Bei typischen Personenkraftwagen liegt der Öffnungswinkel der Schwenktür bei Vorliegen der Sicherheitsposition beispielsweise im Bereich von 5° bis 20°.
-
Vorzugsweise ist die Schwenktür in der Sicherheitsposition soweit geöffnet, dass die geöffnete Schwenktür nun die Fahrzeugbreite definiert, und diese Fahrzeugbreite im Wesentlichen der Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür entspricht. Der horizontal äußerste Punkt der geöffneten Fahrzeugtür liegt dann auf der Grenzlinie der Fahrzeugbreite bei geschlossener Tür, und die Tür hat unter der Prämisse, dass die Fahrzeugbreite bei in der Sicherheitsposition befindlicher Schwenktür nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgeht, ihren maximal möglichen Öffnungswinkel. Dadurch dass der unter dieser Prämisse maximal mögliche Öffnungswinkel der Schwenktür für die Sicherheitsposition gewählt wird, kann der Insasse besonders gut durch den Türspalt den von hinten näherenden Verkehr beobachten. Die leicht geöffnete Tür hat bei diesem maximal möglichen Öffnungswinkel die größte Warnwirkung auf den umgebenden Verkehr.
-
Wie vorstehend schon angemerkt, kann der Schritt zum Feststellen einer Insassenhandlung zum weiteren Öffnen der Schwenktür in der Weise ausgestaltet sein, dass ein manuelles (d. h. durch den Insassen), in Öffnungsrichtung der Schwenktür gerichtetes Antreiben der Schwenktür festgestellt wird, beispielsweise ein Schieben, ein Schubsen oder eine andere Krafteinwirkung seitens des Insassen auf die Schwenktür.
-
Das manuelle Antreiben der Tür kann dann durch den mit der Tür gekoppelten Türantrieb unterstützt werden, so dass die Tür mit einem geringeren Kraftaufwand als ohne Unterstützung durch den Türantrieb geöffnet wird. Der Grad der Unterstützung durch den Türantrieb kann beispielsweise so hoch gewählt werden, dass der Insasse nur sehr geringe Kraft aufbringen muss, um die Tür zu bewegen.
-
Durch das manuelle Antreiben der Tür wird der Motor des Türantriebs in Rotation versetzt, was beispielsweise durch eine im Türantrieb integrierte Sensorik (beispielsweise ein oder mehrere Hall-Sensoren) erkannt wird.
-
Es wird beispielsweise eine Beschleunigung (Linearbeschleunigung oder Winkel-Beschleunigung) der Schwenktür oder einer hierfür charakteristischen Größe, insbesondere ein hierzu proportionale Größe, bestimmt, beispielsweise eine Krafteinwirkung des Insassen. Die Beschleunigung bzw. die hierfür charakteristische Größe kann beispielsweise durch Auswertung eines beispielsweise mittels eines oder mehrerer Hall-Sensoren bestimmten Drehzahlsignals erfolgen, das die Drehzahl des Motors des Türantriebs bei einem Antreiben der Schwenktür anzeigt. Bei der Beschleunigung kann es sich z. B. um eine manuell neu aufgebrachte Beschleunigung handeln, wie dies später erläutert werden wird.
-
In Abhängigkeit der Beschleunigung bzw. der dafür charakteristischen Größe kann dann ein Steuersignal zum Steuern des Türantriebs bestimmt werden. Beispielsweise wird in Abhängigkeit der Beschleunigung bzw. der dafür charakteristischen Größe eine Soll-Öffnungsgeschwindigkeit zum Öffnen der Tür bestimmt und in Abhängigkeit dieser Soll-Geschwindigkeit wird ein Steuersignal zum Steuern des Türantriebs bestimmt. Es kann beispielsweise in Abhängigkeit der bestimmten Soll-Öffnungsgeschwindigkeit und einer gemessenen Ist-Öffnungsgeschwindigkeit eine Rampe zum Verändern des Tastgrades für das PWM-Signal (pulse width modulation) bestimmt werden, wobei das PWM-Signal zum Ansteuern des Antriebs dient.
-
Durch das manuelle Antreiben der Tür bewegt sich der Antrieb, was beispielsweise durch die im Antrieb integrierte Sensorik erkannt werden kann. Mittels der Sensoren kann vorzugsweise sowohl das Öffnen als auch das Schließen und zusätzlich auch die vorgegebene Öffnungsgeschwindigkeit bzw. Schließgeschwindigkeit erkannt werden. Der Insasse kann somit durch seine Initialbewegung die Richtung und Geschwindigkeit der Türbewegung über den Türantrieb beeinflussen. Der Insasse kann beispielsweise verstärkt durch den Türantrieb die Tür auf gewohnte Weise ausgehend von der Sicherheitsposition weiter öffnen, jedoch mit deutlich geringerem Kraftaufwand aufgrund der Unterstützung durch den Türantrieb. Ausgehend von der Sicherheitsposition öffnet sich die Tür vorzugsweise entsprechend der Vorgabe des Insassen entsprechend selbsttätig. Die Vorgabe des Insassen ist vorzugsweise während der Öffnungsbewegung durch weiteres Schieben, Schubsen, Stoppen oder Änderung der Bewegungsrichtung hinsichtlich der Geschwindigkeit, des Öffnungswinkels, des Anhaltens und der Bewegungsrichtung durch den Insassen veränderbar und das vorzugsweise beliebig oft.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann geprüft werden, ob ein Bedienelement zum Öffnen der Schwenktür in einer ersten Betätigungsweise oder in einer zweiten Betätigungsweise betätigt wird, beispielsweise ob ein innerer Türöffner kürzer oder länger betätigt wird, oder in einer alternativen Implementierung, ob ein Türöffner einmal oder zweimal kurz hintereinander betätigt wird. In Reaktion auf ein Feststellen einer Betätigung des Bedienelements in der ersten Betätigungsweise (z. B. eine zeitlich kürzere Betätigung) wird die geschlossene Schwenktür durch den Türantrieb bis zu der definierten Sicherheitsposition geöffnet und verharrt in der Sicherheitsposition, wie dies bereits vorstehend erläutert wurde. In Reaktion auf ein Feststellen einer Betätigung des Bedienelements in der zweiten Betätigungsweise (z. B. zeitlich längere Betätigung) wird die geschlossene Schwenktür über die definierte Sicherheitsposition hinaus geöffnet, ohne dass die Schwenktür in der Sicherheitsposition verharrt.
-
Bei der vorstehend beschriebenen Lehre der Differenzierung zweier unterschiedlicher Betätigungsweisen des Bedienelements wäre es auch denkbar, dass es sich bei der Sicherheitsposition nicht zwingend um eine Position handelt, bei der die Fahrzeugbreite nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgeht.
-
Es ist von Vorteil, wenn die Betätigungsdauer der Betätigung des Bedienelements bestimmt wird und die Betätigungsdauer mit einem zweiten Betätigungsdauer-Schwellwert verglichen wird. Der zweite Betätigungsdauer-Schwellwert liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 s bis 2,0 s. In Reaktion auf das Feststellen einer Betätigung des Bedienelements mit einer Betätigungsdauer kleiner oder kleiner gleich als der zweite Betätigungsdauer-Schwellwert wird die geschlossene Schwenktür durch den Türantrieb bis zu der definierten Sicherheitsposition geöffnet und verharrt in dieser Sicherheitsposition. Optional kann bei einer Betätigung kürzer als der erste Betätigungsdauer-Schwellwert (z. B. 0,03 s) die Betätigung unberücksichtigt bleiben, wobei die Schwenktür nicht in die Sicherheitsposition bewegt wird.
-
In Reaktion auf ein Feststellen einer Betätigung des Bedienelements mit einer Betätigungsdauer größer gleich bzw. größer als der Betätigungsdauer-Schwellwert, wird hingegen die geschlossene Schwenktür über die definierte Sicherheitsposition hinaus geöffnet.
-
Bei der Schwenktür handelt es sich gemäß einer ersten Alternative um eine Hintertür eines Personenkraftwagens mit vier Seitentüren. In diesem Fall wird durch die Schwenkbewegung der Hintertür der Außenspiegel auf Seiten dieser Schwenktür nicht in seiner Position verändert, da der Außenspiegel an der Vordertür oder an keiner der Türen angebracht ist.
-
Es ist aber auch möglich, dass es sich bei der Schwenktür um eine Vordertür eines Personenkraftwagens mit vier Seitentüren handelt.
-
Für den Fall, dass diese Vordertür einen Außenspiegel aufweist (d. h. der Außenspiegel ist an der Vordertür befestigt), der die Fahrzeugbreite bei geschlossener Vordertür definiert, könnte bereits bei Beginn der Öffnungsbewegung der Tür in Richtung der Sicherheitsposition die aktuelle Fahrzeugbreite über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgehen, wenn keine weiteren Maßnahmen ergriffen werden.
-
Um dieses Problem auszuräumen, kann ein fremdkraftbetriebener Außenspiegelantrieb zum Einklappen des Außenspiegels genutzt werden. In Reaktion auf das Feststellen des Öffnungswunsches wird nämlich zumindest teilweise der Außenspiegel durch den Außenspiegelantrieb eingeklappt, insbesondere kann der Außenspiegel auch vollständig eingeklappt werden (d. h. soweit eingeklappt werden, wie der Außenspiegel durch den Außenspiegelantrieb beispielsweise bei Betätigen eines Bedienelements zum Einklappen des Spiegels gewöhnlicherweise eingeklappt wird).
-
Das zumindest teilweise Einklappen kann vor dem Beginn der Öffnungsbewegung der Tür gestartet und abgeschlossen werden. In diesem Fall wird aber die Zeitdauer, die ab Feststellen des Öffnungswunsches bis zum Erreichen der Sicherheitsposition benötigt wird, um die für das zumindest teilweise Einklappen benötigte Zeitdauer verlängert.
-
Bei dieser vorstehend beschriebenen Lehre des Einklappens des Außenspiegels in Reaktion auf ein Feststellen des Öffnungswunsches und der nachfolgend beschriebenen besonderen Ausführungsform dieser Lehre wäre es auch denkbar, dass es sich bei der Sicherheitsposition nicht zwingend um eine Position handelt, bei der die Fahrzeugbreite nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgeht.
-
Um die Zeitdauer möglichst gering zu halten, erfolgen das zumindest teilweisen Einklappen des Außenspiegels und die Öffnungsbewegung der Schwenktür durch den Türantrieb bis zu einer definierten Sicherheitsposition gleichzeitig zumindest für einen Teil der Dauer des teilweisen Einklappens und zumindest für einen Teil der Dauer der Öffnungsbewegung. Das zumindest teilweise Einklappen des Außenspiegels beginnt zeitlich vor dem Beginn der Öffnungsbewegung oder beginnt zeitlich mit dem Beginn der Öffnungsbewegung. Hierbei wird der Außenspiegel so schnell zumindest teilweise eingeklappt, dass während des Öffnens die Fahrzeugbreite des Kraftfahrzeugs nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgeht. Insbesondere sofern es sich bei der Sicherheitsposition nicht zwingend um eine Position handelt, bei der die Fahrzeugbreite nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgeht, wäre es aber auch denkbar, auf diese Anforderung an die Schnelligkeit der Einklappbewegung zu verzichten.
-
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf eine Steuereinrichtung zum Öffnen einer zur Seite sich öffnenden geschlossenen Schwenktür eines Kraftfahrzeugs von innen gerichtet. Das Fahrzeug umfasst einen fremdkraftbetriebenen Türantrieb zum Öffnen der Schwenktür. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, einen Öffnungswunsch des Insassen zum Öffnen der Schwenktür festzustellen. Hierzu nimmt die Steuereinrichtung beispielsweise das elektrische Signal eines inneren Türöffners oder das Signal eines kapazitiven Sensors im Innengriff der Tür entgegen.
-
Die Steuereinrichtung ist ferner eingerichtet, in Reaktion hierauf den Türantrieb so anzusteuern, dass die Schwenktür bis zu einer definierten Sicherheitsposition mit einem bestimmten Öffnungswinkel automatisch geöffnet wird und in der Sicherheitsposition verharrt, wobei die Fahrzeugbreite bei in der Sicherheitsposition befindlicher Schwenktür nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Schwenktür hinausgeht.
-
Außerdem ist die Steuereinrichtung eingerichtet, nach dem Öffnen der Schwenktür in die Sicherheitsposition eine Insassenhandlung zum weiteren Öffnen der Schwenktür über die Sicherheitsposition hinaus festzustellen. Hierzu kann beispielsweise das Signal eines oder mehrerer Hall-Sensoren des Türantriebs ausgewertet werden, wodurch festgestellt werden kann, ob der Insasse die Schwenktür manuell aus der Sicherheitsposition heraus antreibt.
-
Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung eingerichtet, in Reaktion hierauf den Türantrieb so anzusteuern, dass die Schwenktür über die Sicherheitsposition hinaus geöffnet wird.
-
Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. An dieser Stelle nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:
-
1 ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Öffnen einer Seitentür;
-
2 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit geöffneter Hintertür in der Sicherheitsposition mit einem Türöffnungswinkel α = αSP = 10°;
-
3 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit geöffneter Hintertür in der Sicherheitsposition mit einem Türöffnungswinkel α = αSP = 13°;
-
4 ein beispielhaftes System zum Öffnen der Tür;
-
5 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug vor dem Öffnen der Vordertür;
-
6 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug bei leicht geöffneter Vordertür mit einem Türöffnungswinkel α = 5° und einem um 15° eingeklappten Seitenspiegel; und
-
7 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug bei geöffneter Vordertür in der Sicherheitsposition mit einem Türöffnungswinkel α = αSP = 10° und einem um 30° eingeklappten Seitenspiegel.
-
In 1 ist ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Öffnen einer geschlossenen Seitentür eines zweispurigen Personenkraftwagens schematisch dargestellt.
-
In Schritt 100 wird eine Betätigung eines Bedienelements (z. B. eine Betätigung des Türöffners oder eine Berührung des Türinnengriffes) für eine Betätigungsdauer TB größer gleich als eine Mindestbetätigungsdauer TB,min (z. B. Tmin = 0,03 s) festgestellt. Sofern die Betätigungsdauer kleiner als Tmin ist, löst die Betätigung keine Öffnung der Tür aus. Die Entprellzeit des Bedienelementes beträgt nämlich beispielsweise 0,01–0,03 s.
-
In der Abfrage 110 wird geprüft, ob der aktuelle Öffnungswinkel α der zur öffnenden Seitentür größer gleich dem definierten Öffnungswinkel αSP der Seitentür in der Sicherheitsposition ist (z. B. αSP = 15°). Der aktuelle Öffnungswinkel α kann beispielsweise über die Hall-Signale der im Türantrieb integrierten Hall-Sensoren bestimmt werden, indem beispielsweise anhand der Hall-Signale die Anzahl der Umdrehungen des Antriebsmotors bestimmt wird und anhand der Anzahl der Umdrehungen der Öffnungswinkel α bestimmt wird.
-
Wenn der aktuelle Öffnungswinkel α der zur öffnenden Seitentür größer gleich dem definierten Öffnungswinkel αSP ist, wird der Türantrieb derart angesteuert, dass die Tür um einen bestimmten Türspalt wieder geschlossen wird (s. Schritt 210). Wenn beim Schließen der Tür eine kritische der Schließrichtung entgegen wirkende Beschleunigung festgestellt wird, wird der Antrieb gestoppt (s. Abfrage 220). In der Abfrage 230 wird geprüft, ob ein sogenannter Vorrastschalter geschaltet wurde, der kurz vor dem Schließen geschaltet wird. Wenn dies der Fall ist, wird in Schritt 240 vorzugsweise mittels einer Soft-Close-Automatik die Tür zugezogen und das Türschloss elektrisch geschlossen.
-
Wenn der Öffnungswinkel α kleiner als der Öffnungswinkel αSP der Sicherheitsposition ist, wird in der Abfrage 120 geprüft, ob die Seitentür geschlossen ist. Dies wird anhand des Zustands TKS eines Türkontaktschalters festgestellt. Wenn der Zustand TKS des Türkontaktschalters einer logischen 1 entspricht, ist die Tür geschlossen. Wenn TKS = 1 gilt und damit die Tür geschlossen ist, wird zunächst das Türschloss der Tür geöffnet (s. Schritt 130). Bei dem Türschloss handelt es sich um ein elektrisch steuerbares Türschloss. Beim Öffnen des Türschlosses wird beispielsweise über einen elektrisch steuerbaren Aktor eine Sperrklinke bewegt, so dass eine türseitige Drehfalle einen karosserieseitig befestigten Schließbügel freigibt und die Tür danach über den Türantrieb bewegbar ist. Bei dem Türschloss kann es sich auch um ein elektrisches Türschloss mit einer sogenannten Soft-Close-Automatik handeln, bei der beim Schließen der Tür über einen Elektromotor die Tür ausgehend von einer sogenannten Vorrastposition (beispielsweise ca. 6 mm Türspalt) vollständig zugezogen und gesichert wird; in diesem Fall wird das Türschloss so angesteuert, dass die Tür geöffnet werden kann.
-
Nach Öffnen des Türschlosses wird der Türantrieb der Tür angesteuert, so dass der Türantrieb eine Öffnungsbewegung der Tür hervorruft (s. Schritt 140). Bei jedem Schritt 140 wird die Tür um einen kleinen Spalt weiter geöffnet (z. B. um einen zusätzlichen Türöffnungswinkel Δα von 1°).
-
In der Abfrage 150 wird geprüft, ob der aktuelle Türöffnungswinkel α dem Türöffnungswinkel αSP der Sicherheitsposition entspricht. Solange dies nicht der Fall ist, wird die Tür über den Türantrieb weiter geöffnet (s. Schritt 140), bis schließlich der Türöffnungswinkel α dem Türöffnungswinkel αSP der Sicherheitsposition entspricht. Sofern sich die Tür in der Sicherheitsposition mit α = αSP befindet, geht die Fahrzeugbreite nicht über die Fahrzeugbreite vor dem Öffnen der Fahrzeugtür hinaus.
-
In 2 ist die Hintertür 300 eines viertürigen Personenkraftwagens in der Draufsicht von oben dargestellt, welche über einen Türantrieb in die definierte Sicherheitsposition mit einem Türöffnungswinkel α = αSP verfahren wurde (hier αSP = 10°). Die Fahrzeugbreite bFZG bei geschlossenen Seitentüren wird über die äußere Begrenzung der beiden Seitenspiegel 301, 302 bestimmt, wie in 2 dargestellt. Wenn die Hintertür 300 in die Sicherheitsposition verfahren wurde, geht die Breite des Fahrzeugs nicht über die Fahrzeugbreite bFZG bei geschlossenen Seitentüren hinaus; die beiden Seitenspiegel 301, 302 bestimmen immer noch die Breite des Fahrzeugs.
-
In dem Beispiel von 3 wird ein größerer Öffnungswinkel αSP für die Sicherheitsposition gewählt (beispielsweise αSP = 13°) und die Hintertür 300 ist in der Sicherheitsposition mit α = αSP soweit geöffnet, dass dann die geöffnete Hintertür 300 auf der Linie 303 der äußeren Begrenzung des Seitenspiegels 301 liegt und damit die geöffnete Hintertür 300 (zusammen mit dem Seitenspiegel 301) und der Seitenspiegel 302 die Breite definieren, und diese Fahrzeugbreite der Fahrzeugbreite fFZG bei geschlossenen Türen entspricht.
-
Nachdem die Seitentür 300 in die Sicherheitsposition mit α = αSP verfahren wurde und dort stillsteht, wird geprüft, ob der Insasse die Tür 300 weiter öffnen möchte und hierzu die Tür manuell, beispielsweise durch Schieben oder Schubsen, antreibt. Wenn dies festgestellt wird, unterstützt der Türantrieb den manuellen Antrieb der Tür, so dass die Tür mit weniger Kraftaufwand seitens des Insassen geöffnet werden kann.
-
Durch das manuelle Antreiben der Tür bewegt sich der Antrieb; dies wird beispielsweise durch eine integrierte Sensorik (beispielsweise Hall-Sensoren) im Antrieb oder eine externe Sensorik erkannt. Mittels der Sensorik können sowohl das Öffnen als auch das Schließen und zusätzlich die manuell vorgegebene Ist-Geschwindigkeit und die manuell vorgegebene Beschleunigung erkannt werden und der Türantrieb basierend hierauf gesteuert werden. Hierdurch kann der Insasse beim Antreiben der Tür entlastet werden und dem Insassen ein Öffnen der Tür mit geringerem Kraftaufwand als ohne Unterstützung durch den Türantrieb ermöglicht werden. Der Insasse kann somit durch seine Initialbewegung der Tür 300 den Türantrieb beeinflussen.
-
Hierzu wird gemäß 1 in Schritt 160 die aktuelle manuell neu aufgebrachte Beschleunigung der Tür bestimmt. Sofern die Schleife ausgehend von Schritt 160 bis zur Abfrage 190 während des Ablaufs vorher noch nicht durchlaufen wurde, entspricht diese Beschleunigung der aktuellen Beschleunigung der Tür. Die Türbeschleunigung wird beispielsweise aus der Motordrehzahl des Elektromotors des Türantriebs berechnet, wobei die Motordrehzahl selbst aus den Hallsignalen zweier um 90° versetzte Hall-Sensoren ermittelt wird. Hierzu wird zunächst über die Motordrehzahl und der Getriebeübersetzung die Öffnungsgeschwindigkeit der Tür berechnet. Aus der Öffnungsgeschwindigkeit kann wiederum die aktuelle Öffnungsbeschleunigung der Tür 300 berechnet werden. Sofern die Schleife jedoch wiederholt durchlaufen wird, weist die Tür zum Ende des vorherigen Durchlaufs der Schleife im Allgemeinen bereits eine Beschleunigung auf. Diese Beschleunigung kann geschätzt werden und in Schritt 160 von der über die Motordrehzahl gemessenen aktuellen (Gesamt-)Beschleunigung der Tür abgezogen werden; aus der Differenz ergibt sich dann die manuell neu aufgebrachte Beschleunigung.
-
Sofern der Insasse die Tür weiter öffnen will, treibt dieser die Tür 300 in Öffnungsrichtung an (beispielsweise durch Schieben oder Schubsen der Tür 300). Dies resultiert in Schritt 160 in einer entsprechenden Beschleunigung der Tür 300. Sofern der Insasse die Tür 300 nicht antreibt, ergibt sich in Schritt 160 eine Beschleunigung der Tür 300 von null.
-
In Schritt 165 wird geprüft, ob eine kritische negative manuell neu aufgebrachte Beschleunigung der Tür vorliegt, beispielsweise weil die Tür beim Öffnen mit einem Hindernis kollidiert ist, oder weil der Insasse die Bewegung der Tür stoppen will. Der Schwellwert für eine kritische Beschleunigung ist dabei vorzugsweise abhängig von dem jeweiligen Winkel-Segment, in dem sich der Öffnungswinkel α befindet. Der gesamte Türöffnungswinkel-Wertebereich ist dabei in mehrere Winkel-Segmente unterteilt, die einzelnen Winkelbereichsintervallen entsprechen.
-
Außerdem wird in Schritt 200 geprüft, ob mittels eines Radarsensors ein Hindernis erkannt wurde, mit dem eine Kollision bei weiterem Öffnen der Tür droht. Wenn dies der Fall ist, wird das Verfahren beendet.
-
Basierend auf der manuell aufgebrachten Beschleunigung der Tür 300 wird in Schritt 170 eine Soll-Öffnungsgeschwindigkeit bestimmt, auf der basierend der Türantrieb gesteuert oder geregelt wird.
-
Dazu wird beispielsweise in Schritt 170 basierend auf der Beschleunigung der Tür 300 ein Beschleunigungsfaktor fB mittels einer Tabelle bestimmt. In der Tabelle ist den einzelnen Wertebereichsintervallen der Beschleunigung jeweils ein unterschiedlicher Beschleunigungsfaktor fB zugewiesen. Ein Wertebereichsintervall mit höheren Beschleunigungswerten als ein anderes Wertebereichsintervall mit geringeren Beschleunigungswerten hat dabei einen höheren Beschleunigungsfaktor fB als das andere Wertebereichsintervall mit geringeren Beschleunigungswerten.
-
Ferner wird die Soll-Öffnungsgeschwindigkeit auch in Abhängigkeit des aktuellen Öffnungswinkels α der Tür bestimmt. Dazu wird beispielsweise ein Basiswert vB für die Soll-Geschwindigkeit der Tür 300 in Abhängigkeit des jeweiligen Winkel-Segments, in dem sich der Öffnungswinkel α der Tür 300 aktuell befindet, bestimmt. Beispielsweise wird für das Segment mit den größten Öffnungswinkeln α ein geringerer Basiswert vB als für das Segment mit mittleren Öffnungswinkeln α verwendet. Die Basiswerte vB für die einzelnen Segmente sind beispielsweise in einer Tabelle abgelegt. Der jeweilige aktuelle Basiswert vB kann dann in Abhängigkeit des aktuellen Öffnungswinkels α aus der Tabelle abgerufen werden.
-
Die Soll-Geschwindigkeit vsoll ergibt sich beispielsweise als Produkt des Beschleunigungsfaktors fB und des Basiswerts vB, d. h. vsoll = fB·vs.
-
In Abhängigkeit der aktuellen Ist-Geschwindigkeit vist der Tür 300 und der berechneten Soll-Geschwindigkeit vsoll wird eine Rampe über der Zeit t für den Tastgrad eines PWM-Signals bestimmt, wobei das PWM-Signal zum Steuern des Antriebs dient. Wenn die Rampe des Tastgrads durchgefahren wird, wird die Öffnungsgeschwindigkeit vist der Tür 300 über einen Zeitraum Δt an die gewünschte Soll-Geschwindigkeit vsoll angepasst. Basierend auf dem Tastgrad wird ein entsprechendes PWM-Signal mit dem jeweiligen Tastgrad bestimmt, über welches die Schalttransistoren für den Antrieb angesteuert werden (s. Schritt 180), um die Bewegung der Tür auf die gewünschte Soll-Geschwindigkeit vsoll anzupassen.
-
In der Abfrage 190 wird geprüft, ob der aktuelle Öffnungswinkel α größer gleich als ein definierter maximal zulässiger Öffnungswinkel αend,auf (z. B. αend,auf im Bereich von 60° bis 70°) beim Öffnen der Tür ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Verfahren beendet. Ansonsten reagiert das System weiter auf eine manuelle Bewegung der Tür durch den Insassen und korrigiert die Soll-Geschwindigkeit vsoll entsprechend und steuert den Türantrieb in geeigneter Weise. Bei jeder Aktorbewegung wird dann die aktuelle Geschwindigkeit und die aktuelle Beschleunigung bestimmt und die Motordrehzahl des Antriebs über die PWM-Ansteuerung angepasst.
-
In 4 ist ein beispielhaftes System zum Öffnen der Tür schematisch dargestellt. Das System umfasst ein erstes Steuergerät SG1, auf dem das vorstehend beschriebene Verfahren zur Türöffnung abläuft. Das Steuergerät SG1 steuert eine sogenannte H-Brückenschaltung H als Teil des Steuergeräts SG1 über ein PWM-Signal an. Die H-Brückenschaltung umfasst zweimal zwei in Serie geschaltete Transistoren, wobei der Gleichstrommotor GSM in der Mitte der beiden Hälften der H-Brückenschaltung liegt. Der Gleichstrommotor GSM des Türantriebs umfasst zwei um 90° versetzte Hall-Sensoren, deren Hall-Signale vom Steuergerät SG1 zur Bestimmung des Öffnungswinkels α und der Motordrehzahl entgegen genommen werden.
-
Der Gleichstrommotor GSM ist Teil eines Spindelantriebs mit einem Getriebe und einer Spindelstange. Der Gleichstrommotor GSM treibt das Getriebe an, welches wiederum die Spindelstange in Rotation versetzt. Daraus folgt eine Verlagerung der Spindelmutter und die Tür bewegt sich. Zum schnellen Abbremsen des Spindelantriebs ist vorzugsweise eine dauerhaft wirkende mechanische Bremse vorgesehen, die die Antriebsbewegung des Antriebsmotors dauerhaft abbremst.
-
Es wäre aber auch denkbar, einen Türantrieb mit einer elektrisch steuerbaren Bremse vorzusehen. Die Seitentür 300 wird mit gelöste Bremse in Richtung der Sicherheitsposition geöffnet und kurz vor Erreichen der Sicherheitsposition α = αSP wird die Bremse über ein entsprechendes Signal betätigt, um die Türbewegung zu stoppen. Solange die Tür in der Sicherheitsposition α = αSP ist, bleibt die Bremse weiterhin betätigt, um die Tür in dieser Sicherheitsposition zu halten (beispielsweise um eine Bewegung der Tür aufgrund des Windes oder im Fall einer Schräglage des Fahrzeugs zu verhindern). Sofern eine stärkere Beschleunigung der Tür 300 gegen die Bremswirkung aufgrund des manuellen Antreibens der Tür 300 festgestellt wird, wird die Bremse wieder gelöst.
-
Ferner ist das Steuergerät SG1 mit einem Bedienelement BE zum Öffnen der Tür verbunden, beispielsweise mit einen inneren Türöffner oder einem kapazitiven Sensor am Innengriff der Tür.
-
Das Steuergerät SG1 ist über einen Fahrzeugbus BUS mit einem zweiten Steuergerät SG2 verbunden, welches Befehle zum Schließen und Öffnen der Tür vom Steuergerät SG1 entgegennimmt und das Türschloss TS entsprechend der Vorgabe des Steuergeräts SG1 ansteuert. Ferner ist ein Radarsensor RS vorhanden.
-
Anhand der 5 bis 7 wird eine beispielhafte Erweiterung des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels erläutert, um statt der Hintertür 300 die Vordertür 304 zu öffnen. 5 zeigt die Ausgangssituation mit geschlossener Vordertür 304.
-
In Reaktion auf die Betätigung des Bedienelements an der Innenseite der Vordertür 304 zum Öffnen der Tür 304 beginnt vor dem Beginn des Öffnens der Tür über den Türantrieb (s. Schritt 140) oder gleichzeitig mit dem Öffnen der Tür der Außenspiegelantrieb des Außenspiegels 301 damit, den Außenspiegel 301 einzuklappen.
-
Hierbei wird während der Bewegung der Tür 304 der Außenspiegel 301 so schnell eingeklappt, dass während des Öffnens der Tür 304 bis in die Sicherheitsposition die Fahrzeugbreite des Kraftfahrzeugs nicht über die Fahrzeugbreite bFZG vor dem Öffnen der Tür 304 hinausgeht. Um dies zu gewährleisten, ist vorzugsweise der Betrag der Winkelgeschwindigkeit des Anklappens des Spiegels 301 zumindest gleich groß oder sogar größer als der Betrag der Winkelgeschwindigkeit für den Öffnungswinkel α, so dass während des Öffnens der Tür der Spiegel 301 nicht über die Linie 303 hinausgeht.
-
In 6 ist eine Momentaufnahme vor dem Erreichen der Sicherheitsposition dargestellt: Der Öffnungswinkel α der Tür 301 beträgt ca. 5°; der Spiegel 301 wurde um 15° gegenüber der Position in 5 eingeklappt, so dass der Spiegel 301 nicht über die Linie 303 hinausgeht.
-
In 7 ist die Sicherheitsposition mit α = αSP = 10° soeben erreicht worden. Der Spiegel 301 wurde bis dahin um 30° eingeklappt; dies entspricht beispielsweise auch der Endposition der Spiegels 301.
