DE102016213525A1

DE102016213525A1 - Vorrichtung zum fremdkraftbetätigten und manuellen Verstellen eines Fahrzeugteils

Info

Publication number: DE102016213525A1
Application number: DE102016213525.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Herrmann; Wolfgang Uebel
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-02-08
Also published as: KR20180010997A; EP3272987B1; EP3272987A1; CN107642295A; CN107642295B; KR102052485B1; US20180023330A1; US10538951B2

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum fremdkraftbetätigten und manuellen Verstellen eines zweiten Fahrzeugteils (11) relativ zu einem ersten Fahrzeugteil (10) in einem Verstellbereich, mit wenigstens – einer Antriebseinrichtung (2), mittels der das zweite Fahrzeugteil (11) in mindestens eine Verstellrichtung (O, S) fremdkraftbetätigt verstellbar ist und in einer Verstellposition innerhalb des Verstellbereichs relativ zu dem ersten Fahrzeugteil (10) gehalten werden kann, wobei die Antriebseinrichtung (2) zwischen einer Haltestellung und einer Freigabestellung schaltbar ist und das zweite Fahrzeugteil (11) in der Haltestellung über die Antriebseinrichtung (2) in einer Verstellposition gehalten und in der Freigabestellung manuell innerhalb des Verstellbereichs verstellbar ist, und – einer elektronischen Steuereinrichtung (4), mittels der die Antriebseinrichtung (2) in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung schaltbar ist, um ein manuelles Verstellen des zweiten Fahrzeugteils (11) durch den Nutzer relativ zu dem ersten Fahrzeugteil (10) zu gestatten. Erfindungsgemäß ist die elektronische Steuereinrichtung (4) eingerichtet, die Antriebseinrichtung (2) in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis vor dem Schalten in die Freigabestellung zunächst zu einer fremdkraftbetätigten Verstellung aus der Verstellposition in diejenige Verstellrichtung (S, O) anzusteuern, in die die manuelle Verstellung erfolgen soll.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum fremdkraftbetätigten und manuellen Verstellen eines zweiten Fahrzeugteils relativ zu einem ersten Fahrzeugteil in einem Verstellbereich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum fremdkraftbetätigten und manuellen Verstellen eines zweiten Fahrzeugteils.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens eine Antriebseinrichtung auf, mittels der das zweite Fahrzeugteil in mindestens eine Verstellrichtung fremdkraftbetätigt verstellbar ist und in einer Verstellposition innerhalb des Verstellbereichs relativ zu dem ersten Fahrzeugteil gehalten werden kann. Das zweite Fahrzeugteil ist somit relativ zu dem ersten Fahrzeugteil und gegebenenfalls sogar an diesem Fahrzeugteil selbst verstellbar gelagert, wobei über die Antriebseinrichtung beispielsweise eine elektromotorische Verstellung des zweiten Fahrzeugteils ermöglicht ist. Über die Antriebseinrichtung wird das zweite Fahrzeugteil zudem in einer eingenommenen Verstellposition innerhalb des definierten Verstellbereich gehalten. Beispielsweise sperrt hierfür die Antriebseinrichtung das zweite Fahrzeugteil gegen eine Verstellung aus der Verstellposition. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise für die Verstellung einer Fahrzeugtür bekannt, die gelenkig an einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Die Fahrzeugtür kann hier mittels eines Türantriebs fremdkraftbetätigt geöffnet und/oder geschlossen werden. Das Halten der Fahrzeugtür in einer teilweise oder vollständig geöffneten Verstellposition erfolgt hier üblicherweise stufenlos über die Antriebseinrichtung.
Insbesondere bei Vorrichtungen zum Verstellen von Fahrzeugtüren besteht das Bedürfnis, zusätzlich zu einem fremdkraftbetätigten Verstellen ein manuelles Verstellen zuzulassen. Bei Fahrzeugtüren ist dies beispielsweise häufig derart gelöst, dass ein Öffnen der Fahrzeugtür fremdkraftbetätigt erfolgt, übt dann aber ein Nutzer eine ausreichend hohe Kraft auf die Fahrzeugtür aus, wird dies als Bedienereignis gewertet und ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür zugelassen. Hierbei wechselt die Antriebseinrichtung aus einer Haltestellung, in der die Fahrzeugtür in einer eingenommenen Verstellposition gehalten ist, in eine Freigabestellung, in der eine manuelle Verstellung der Fahrzeugtür innerhalb des Verstellbereichs zugelassen ist und die Antriebseinrichtung das zweite Fahrzeugteil gegen eine Verstellung nicht mehr sperrt. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist dabei beispielsweise aus der DE 10 2014 211 138 A1 bekannt.
Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, eine elektronische Steuereinrichtung vorzusehen, mittels der die Antriebseinrichtung in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung schaltbar ist. Über eine solche elektronische Steuereinrichtung ist somit beispielsweise die Antriebseinrichtung in eine Freigabestellung schaltbar, wenn eine Nutzer mit einer einen Schwellwert übersteigenden Kraft eine teilweise geöffnete Fahrzeugtür in Richtung einer geschlossenen Position zieht oder drückt.
Die hierbei üblicherweise schlagartig auftretende Freigängigkeit der Fahrzeugtür hat sich für einen Nutzer jedoch als wenig ansprechend herausgestellt. Zudem ist das schlagartige Wechseln in die Freigabestellung über die Lebensdauer der Vorrichtung mit besonderen Problemen verbunden, da hierbei, insbesondere temperaturbedingt, Stellgeräusche auftreten können und/oder der Unterschied zwischen der Sperrwirkung der Antriebseinrichtung in der Haltestellung und der Freigängigkeit der Fahrzeugtür in der Freigabestellung der Antriebseinrichtung relativ groß ist und für einen Nutzer der Wechsel zu einem scheinbar nicht vorhersagbaren Zeitpunkt erfolgt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere hinsichtlich des Komforts bei der Bedienung und dem Wechsel zwischen einer Haltestellung und einer Freigabestellung der Antriebseinrichtung.
Diese Aufgabe wird sowohl mit einer Vorrichtung des Anspruchs 1 als auch einem Verfahren des Anspruchs 10 gelöst.
Demnach umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine elektronische Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis vor dem Schalten in die Freigabestellung zunächst zu einer fremdkraftbetätigten Verstellung aus der Verstellposition in diejenige Verstellrichtung anzusteuern, in die die manuelle Verstellung erfolgen soll.
Grundgedanke der Erfindung ist es damit, nachdem erkannt wurde, dass eine manuelle Verstellung seitens des Nutzers gewünscht ist, über die Antriebseinrichtung zunächst eine Verstellung in die gewünschte Verstellrichtung auszulösen, bevor die Antriebseinrichtung in die Freigabestellung geschaltet wird. Es wird somit zunächst fremdkraftbetätigt – vorzugsweise für eine vergleichsweise kurze Zeit von wenigen Sekunden oder weniger als einer Sekunde – eine Verstellung des zweiten Fahrzeugteils ausgeführt, bevor die Antriebseinrichtung in die Freigabestellung schaltet und das zweite Fahrzeugteil freigängig in die gewünschte Verstellrichtung verstellbar ist. Hierdurch wird ein schlagartiger Wechsel zwischen der Haltestellung und der Freigabestellung der Antriebseinrichtung vermieden. Die Antriebseinrichtung wird stattdessen zu einer Übergangsverstellbewegung angesteuert, um den Übergang von der fremdkraftbetätigten zur manuellen Verstellung weniger abrupt erscheinen zu lassen. Wird während dieser Übergangsverstellbewegung durch die Antriebseinrichtung noch eine Antriebskraft zur Verstellung des zweiten Fahrzeugteils erzeugt, ist dies in der Freigabestellung nicht mehr der Fall. Hier wirkt die Antriebseinrichtung weder der manuellen Verstellung entgegen noch unterstützt die Antriebskraft die manuelle Verstellbewegung.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist hierbei für die fremdkraftbetätigte und manuelle Verstellung unterschiedlicher Fahrzeugteile nutzbar. Insbesondere ist sie für das Verstellen einer Fahrzeugtür sinnvoll anwendbar, die an einer Fahrzeugkarosserie verstellbar gelagert ist, um eine Türöffnung freizugeben. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann aber auch für andere verstellbar gelagerte Fahrzeugteile Verwendung finden, z.B. eine Heck- oder Kofferraumklappe, eine Schiebetür oder eine Motorhaube.
Beispielsweise umfasst die Antriebseinrichtung ein schaltbares und gegebenenfalls selbsthemmendes Getriebe, das in der Haltestellung der Antriebseinrichtung einen Antriebsmotor mit einem Antriebselement zur Übertragung einer Verstellkraft koppelt und in der Freigabestellung diese Kopplung unterbricht. Alternativ oder ergänzend kann eine Kupplung Teil der Antriebseinrichtung sein, die in der Haltestellung geschlossen ist, um das zweite Fahrzeugteil in einer Verstellposition zu arretieren, und die in der Freigabestellung geöffnet ist, um ein manuelles Verstellen des zweiten Fahrzeugteils zu ermöglichen.
In einem Ausführungsbeispiel ist die elektronische Steuereinrichtung mit wenigstens einer Sensoreinrichtung gekoppelt, mittels der ein durch eine Nutzer ausgelöstes Bedienereignis elektronisch detektierbar ist, über das durch den Nutzer signalisiert wird, in welche Verstellrichtung der Nutzer das zweite Fahrzeugteil manuell verstellen will.
Die wenigstens eine Sensoreinrichtung kann eingerichtet sein, eine manuell auf das zweite Fahrzeugteil aufgebrachte Kraft (direkt oder indirekt) zu detektieren, über die das zweite Fahrzeugteil durch den Nutzer aus der Verstellposition in eine Verstellrichtung gedrückt oder gezogen wird. Eine entsprechend manuell aufgebrachte Kraft ist beispielsweise innerhalb der Antriebseinrichtung (indirekt) detektierbar oder über einen Drucksensor (unmittelbar) an dem Fahrzeugteil detektierbar. Überschreitet die jeweilige Kraft einen in der Steuereinrichtung hinterlegten Schwellwert, wird dies als Bedienereignis gewertet und die Antriebseinrichtung zum Verstellen des zweiten Fahrzeugteils aktiviert, sodass das zweite Fahrzeugteil die Übergangsverstellbewegung ausführt.
Um die fremdkraftbetätigte Übergangsverstellbewegung für einen Nutzer möglichst kaum spürbar ablaufen zu lassen, kann die elektronische Steuereinrichtung eingerichtet sein, die Antriebseinrichtung in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis zunächst zu einer fremdkraftbetätigten Verstellung für einen Zeitraum von weniger als zwei Sekunden anzusteuern, bevor die Antriebseinrichtung in die Freigabestellung geschaltet und gegebenenfalls deaktiviert wird. Durch ein vergleichsweise kurzes fremdkraftbetätigtes Verstellen des zweiten Fahrzeugteils, bevor die manuelle Verstellung (endgültig) zugelassen wird, wird ein kurzer fließender Übergang zwischen den unterschiedlichen Schaltzuständen der Antriebseinrichtung ermöglicht. Bevor ein Nutzer das zweite Fahrzeugteil ausschließlich noch manuell verstellen kann, wird das zweite Fahrzeugteil somit bereits fremdkraftbetätigt aus der Verstellposition heraus verstellt, in der das zweite Fahrzeugteil aufgrund der Antriebseinrichtung ruhend verharrt hatte.
Es hat sich gezeigt, dass auch bereits eine Übergangsverstellbewegung von weniger als einer Sekunde und insbesondere im Bereich von 40 ms bis 650 ms, z.B. im Bereich von 50 ms bis 300 ms zu einem für einen Nutzer als angenehm und fließend empfundenen Übergang zwischen Haltestellung und Freigabestellung führt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, die Antriebseinrichtung in Reaktion auf ein durch ein Nutzer ausgelöstes Bedienereignis vor dem Schalten in die Freigabestellung zunächst zu einer fremdkraftbetätigten Verstellung für einen Zeitraum von etwa 500 ms in die seitens des Nutzers gewünschte Verstellrichtung anzusteuern.
In der elektronischen Steuereinrichtung kann mindestens eine Sollverlaufskurve für die Antriebseinrichtung hinterlegt sein, wobei über diese Sollverlaufskurve der Verlauf einer Verstellgeschwindigkeit des zweiten Fahrzeugteils bei der fremdkraftbetätigten Verstellung vor dem Schalten in die Freigabestellung vorgegeben ist. Wird folglich ein Bedienereignis zum Verstellen des zweiten Fahrzeugteils aus der Verstellposition erkannt, steuert die elektronische Steuereinrichtung beispielsweise über die mindestens eine Sollverlaufskurve eine fremdkraftbetätigte Verstellung des zweiten Fahrzeugteils derart, dass das zweite Fahrzeugteil mit einer stufenweise oder kontinuierlich ansteigenden Verstellgeschwindigkeit verstellt wird.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sollverlaufskurve zumindest in einem Abschnitt rampenartig verläuft. Dies schließt insbesondere ein, dass die Sollverlaufskurve einen rampenartigen Verlauf aufweist und – innerhalb des vorgegebenen Aktivierungszeitraums von zum Beispiel weniger als 2 Sekunden, insbesondere im Bereich von 40 ms bis 650 ms, z.B. im Bereich von 50 ms bis 300 ms – eine kontinuierlich ansteigende Verstellgeschwindigkeit für das zweite Fahrzeugteil vorgibt.
In einer Ausführungsvariante ist die elektronische Steuereinrichtung eingerichtet, die Antriebseinrichtung zu einer Verstellung des zweiten Fahrzeugteils aus der Verstellposition mit unterschiedlichen Verstellgeschwindigkeiten anzusteuern, wobei die unterschiedlichen Verstellgeschwindigkeiten von einer detektierten Fahrzeugneigung, der Verstellrichtung, der Verstellposition innerhalb des Verstellbereichs und/oder von einer Betätigungskraft, mit der ein Nutzer auf das zweite Fahrzeugteil einwirkt, um das Bedienereignis auszulösen, abhängt. Beispielsweise wird die Verstellgeschwindigkeit variiert, und zwar in Abhängigkeit davon, ob das Fahrzeug an einem Hang steht, das zweite Fahrzeugteil geschlossen oder geöffnet werden soll, das zweite Fahrzeugteil im Bereich eines Endes des definierten Verstellbereichs vorliegt oder nicht (z.B. eine Fahrzeugtür bereits fast vollständig geschlossen oder geöffnet ist) und/oder ein Nutzer beispielsweise mit hoher Kraft auf das zweite Fahrzeugteil einwirkt (und damit zum Beispiel eine Fahrzeugtür schwungvoll zuschlagen möchte).
In diesem Zusammenhang kann auch vorgesehen sein, dass in der elektronischen Steuereinrichtung unterschiedliche Sollverlaufskurven für die Antriebseinrichtung zur Vorgabe unterschiedlicher Verläufe der Verstellgeschwindigkeit hinterlegt sind, wobei die unterschiedlichen Sollverlaufskurven in Abhängigkeit von der Fahrzeugneigung, der Verstellrichtung, der Verstellposition und/oder der Höhe der Betätigungskraft durch die elektronische Steuereinrichtung automatisch ausgewählt werden. Informationen zu den einzelnen relevanten Parametern betreffend zum Beispiel eine Fahrzeugneigung, die gewünschte Verstellrichtung, die aktuelle Verstellposition des zweiten Fahrzeugteils und/oder die Höhe einer Betätigungskraft, können der elektronischen Sensoreinrichtung über separate Sensoren der Vorrichtung und/oder fahrzeugseitig bereits vorhandene Sensoren bereitgestellt werden. Zur Übertragung an die elektronische Sensoreinrichtung der Vorrichtung kann beispielsweise ein CAN-Bus genutzt sein.
Wie bereits vorstehend erläutert, kann die Antriebseinrichtung in einer Ausführungsvariante eine schaltbare Getriebeeinheit und/oder eine schaltbare Kupplungseinheit aufweisen, über die

– in der Haltestellung ein Antriebsmotor der Antriebseinrichtung mit einem Antriebselement gekoppelt ist, über das eine motorische Verstellkraft zum fremdkraftbetätigten Verstellen des zweiten Fahrzeugteils übertragbar ist, und
– in der Freigabestellung eine Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Abtriebselement unterbrochen ist.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum fremdkraftbetätigten und zum manuellen Verstellen eines zweiten Fahrzeugteils relativ zu einem ersten Fahrzeugteil in einem definierten Verstellbereich.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren beruht dabei auf demselben Grundgedanken wie eine erfindungsgemäße Vorrichtung und sieht dementsprechend vor, dass

– das zweite Fahrzeugteil mittels einer schaltbaren Antriebseinrichtung in mindestens eine Verstellrichtung fremdkraftbetätigt verstellbar ist und in einer Verstellposition innerhalb des Verstellbereichs relativ zu dem zweiten Fahrzeugteil gehalten werden kann, wobei die Antriebseinrichtung zwischen einer Haltestellung und einer Freigabestellung schaltbar ist und das zweite Fahrzeugteil in der Haltestellung über die Antriebseinrichtung in einer Verstellposition gehalten und in der Freigabestellung manuell innerhalb des Verstellbereichs verstellbar ist, sowie
– die Antriebseinrichtung in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis von der Haltestellung in die Freigabestellung geschaltet wird, um ein manuelles Verstellen des zweiten Fahrzeugteils durch den Nutzer relativ zu dem ersten Fahrzeugteil zu gestatten.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann selbstverständlich mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden. Dementsprechend gelten vorstehend und nachstehend erläuterte Vorteile und Merkmale von Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auch für Varianten eines erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt.
Es sei im Übrigen noch darauf hingewiesen, dass unter einer Verstellposition innerhalb des definierten Verstellbereichs auch eine Position des zweiten Fahrzeugteils relativ zu dem ersten Fahrzeugteil verstanden werden kann, bei der das zweite Fahrzeugteil in einer von zwei möglichen Endlagen des Verstellbereichs vorliegt. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass auch eine maximal geöffnete Fahrzeugtür zunächst geringfügig und für einen vergleichsweise kurzen Zeitraum in Schließrichtung fremdkraftbetätigt verstellt wird, bevor die Fahrzeugtür freigegeben wird und ein Nutzer letztlich die Fahrzeugtür rein manuell vollständig schließt und hierfür (weiter) in die Schließrichtung drückt oder zieht.
Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch mögliche Ausführungsvarianten der Erfindung.
Hierbei zeigen:
1A ausschnittsweise und in perspektivischer Ansicht ein Kraftfahrzeug mit einer an der Fahrzeugkarosserie schwenkbar gelagerten Fahrzeugtür, an der eine Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einsatz kommt;
1B in geschnittener Ansicht von oben die Fahrzeugtür der 1A mit einem Ausschnitt der Fahrzeugkarosserie und Teilen einer Antriebseinrichtung;
2 schematisch das Zusammenwirken unterschiedlicher Sensoreinrichtungen mit einer elektronischen Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung der 1B;
3 ein Geschwindigkeit-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung der Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die nach einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird;
4 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die 1A zeigt ausschnittsweise ein (Kraft-)Fahrzeug 1 mit Blick auf eine teilweise geöffnete Fahrzeugtür 11. Die Fahrzeugtür 11 ist an einer (Fahrzeug-)Karosserie 10 des Fahrzeugs 1 angelenkt und verschließt im geschlossenen Zustand eine Türöffnung 12. Entlang einer Öffnungsrichtung O kann die Fahrzeugtür 11 aufgeschwenkt werden.
Wie in der geschnittenen Ansicht der 1B dargestellt ist, wirkt zwischen der Karosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 eine Vorrichtung mit einer Antriebseinrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Fangbandes aufweist und zum Feststellen und Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Karosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbandes ist um ein Gelenk 20 an der Karosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1, gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesen Türinnenraum 110.
Die über ein Türscharnier 111 gelenkig an der Karosserie 10 angeordnete Fahrzeugtür 11 ist vorliegend über die Vorrichtung mit der Antriebseinrichtung in Form eines Türantriebs 2 fremdkraftbetätigt sowohl in Öffnungsrichtung O als auch in entgegengesetzter Richtung, in eine Schließrichtung S, verstellbar. Hierbei ist der Türantrieb 2 so ausgebildet, dass hierüber die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Verstellposition inzwischen eine maximal geöffneten und vollständig geschlossenen Lage der Fahrzeugtür 11 stufenlos arretiert wird und folglich die teilweise oder vollständig geöffnete Fahrzeugtür 11 über den Türantrieb 2 gegen eine Verstellung gesperrt ist.
Der Türantrieb 2 ist dabei nicht ausschließlich für ein fremdkraftbetätigtes Verstellen der Fahrzeugtür 11 ausgebildet. Vielmehr ermöglicht der Türantrieb 2 auch ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11, zum Beispiel zum Schließen der Fahrzeugtür 11 in Schließrichtung S. Der Türantrieb 2 weist hierfür beispielsweise eine Getriebeeinheit oder eine Kupplungseinheit auf, über die ein Antriebsmotor des Türantriebs 2, beispielsweise ein Elektromotor, mit einem Antriebselement gekoppelt ist, das mit dem Verstellteil 21 in Form des Fangbandes zusammenwirkt und über das eine motorische Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür 11 übertragbar ist. Der Türantrieb 2 ist hierbei schaltbar, um eine Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebselement zu unterbrechen. In einem eingekoppelten Zustand befindet sich der Türantrieb 2 in einer Haltestellung, in der über den Türantrieb 2 die zumindest teilweise geöffnete Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Verstellposition gehalten ist. Im entkoppelten Zustand befindet sich der Türantrieb 2 dann demgegenüber in einer Freigabestellung, in der die Fahrzeugtür 2 freigängig manuell in Öffnungsrichtung O oder Schließrichtung S verstellt werden kann und der Türantrieb 2 die Fahrzeugtür 11 gegen eine solche Verstellung nicht mehr sperrt. Eine beispielhafte Vorrichtung mit einem solchen Türantrieb 2 ist beispielsweise aus der DE 10 2014 211 138 A1 bekannt.
Bei zumindest teilweise geöffneter Fahrzeugtür 11 wird mittels einer elektronischen Steuereinrichtung sensorisch erkannt, ob ein Nutzer manuell versucht, die Fahrzeugtür 11 zu bewegen, beispielsweise wieder zu schließen. Übersteigt dabei eine manuell aufgebrachte Betätigungskraft an der Fahrzeugtür 11 einen hinterlegten Schwellwert, wird die Fahrzeugtür 11 durch den Türantrieb 2 freigegeben. Der Türantrieb 2 wechselt von der Haltestellung in seine Freigabestellung, beispielsweise indem eine Kopplung zwischen Antriebsmotor und Antriebselement getriebeseitig unterbrochen oder eine Kupplung geöffnet wird.
Ein Wechsel zwischen Haltestellung und Freigabestellung erfolgt hierbei jedoch in der Praxis üblicherweise abrupt und damit für einen Benutzer unerwartet. Dies ist mit Blick auch einen möglichst hohen Bedienungskomfort unter Umständen nachteilig, da ein Nutzer den Wechsel zwischen Haltestellung und Freigabestellung als haptisch unangenehm und überraschend empfinden kann.
Um diesem Problem zu begegnen, sieht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lösung vor, dass mit dem Türantrieb 2 eine elektronische Steuereinrichtung 4 entsprechend der 2 gekoppelt ist. Über diese Steuereinrichtung 4 wird bei ruhender und zumindest teilweise geöffneter Fahrzeugtür 11 die Fahrzeugtür 11 in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis mittels des Türantriebs 2 zunächst fremdkraftbetätigt in eine Verstellrichtung S oder O verstellt, in die der Nutzer signalisiert hat, die Fahrzeugtür 11 manuell verstellen zu wollen. Erst danach wird der Türantrieb 2 in die Freigabestellung geschaltet, so dass die Fahrzeugtür 11 freigängig verstellbar ist. Die Fahrzeugtür 11 wird somit nach dem elektronischen Erkennen eines Bedienereignisses zunächst für eine bestimmte und vorzugsweise vergleichbar kurze Zeit in diejenige Verstellrichtung S oder O fremdkraftbetätigt verstellt, in die ein Nutzer die Fahrzeugtür 11 zieht oder drückt, bevor im Anschluss der Türantrieb 2 in die Freigabestellung schaltet, was beispielsweise einschließt, dass eine Kupplung des Türantriebs 2 geöffnet und ein Antriebsmotor des Türantriebs 2 gestoppt wird.
Die Fahrzeugtür 11 wird somit beispielsweise für kurze Zeit, d.h., weniger als 2 Sekunden und insbesondere für einen Zeitraum im Bereich von 40 ms bis 650 ms fremdkraftbetätigt in Schließrichtung S bewegt, wenn ein Nutzer die zumindest teilweise geöffnete Fahrzeugtür 11 in Schließrichtung S zieht oder drückt. Erst nachdem die Fahrzeugtür 11 in Schließrichtung S in Bewegung gesetzt wurde, wechselt der Türantrieb 2 in seine Freigabestellung, sodass die weitere Verstellung in Schließrichtung S allein durch eine manuell aufgebrachte Kraft seitens des Nutzers erfolgen kann. Es wird somit in Reaktion auf ein Bedienereignis, das den Wunsch des Nutzers zur Verstellung der Fahrzeugtür 11 signalisiert, fremdkraftbetätigt eine Übergangsverstellbewegung in die gewünschte Verstellrichtung S oder O ausgeführt, um den Übergang zwischen Haltestellung und Freigabestellung des Türantriebs 2 weniger abrupt und vielmehr fließend zu gestalten. Die Schaltung in die Freigabestellung erfolgt hier also erst, nachdem die Fahrzeugtür 11 durch den Türantrieb 2 in Bewegung gesetzt wurde.
Der Türantrieb 2 kann grundsätzlich geregelt oder gesteuert sein. In der elektronischen Steuereinrichtung 4 kann ferner mindestens eine Sollverlaufskurve hinterlegt sein, über die der Verlauf einer Verstellgeschwindigkeit v der Fahrzeugtüren 11 vorgegeben ist, wenn die Fahrzeugtür 11 auf ein Bedienereignis hin verstellt werden soll, bevor eine manuelle Verstellung zugelassen wird.
Wie anhand der 2 schematisch veranschaulicht ist, kann die Steuereinrichtung 4 mit unterschiedlichen Sensoreinrichtungen 31, 32 und 33 gekoppelt sein. Eine erste Sensoreinrichtung 31 dient dabei beispielsweise der Detektion des Bedienereignisses, über das ein Nutzer signalisiert, dass eine manuelle Verstellung der zumindest teilweise geöffneten Fahrzeugtür 11 gewünscht ist. Die erste Sensoreinrichtung 31 umfasst hierfür beispielsweise einen Kraftsensor und/oder einen Beschleunigungssensor, wie dies beispielsweise in der DE 10 2016 211 777 beschrieben ist. Über eine zweite Sensoreinrichtung 32 kann beispielsweise eine Neigung des Fahrzeugs 1 detektiert werden, während über eine dritte Sensoreinrichtung 33 erfasst wird, wie weit die Fahrzeugtür 11 geöffnet ist, also welche Verstellposition sie innerhalb des zugelassenen Verstellbereichs einnimmt.
Die elektronische Sensoreinrichtung 4 kann nun eingerichtet sein, in Abhängigkeit eines Signals oder Messwerts oder mehrerer Signale oder Messwerte der Sensoreinrichtungen 31, 32 und 33 den Türantrieb 2 für eine Übergangsverstellbewegung unterschiedlich anzusteuern. So kann die Steuereinrichtung 4 beispielsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeugneigung, der seitens des Nutzers gewünschten Verstellrichtung S oder O, der aktuellen Verstellposition der Fahrzeugtür 11 und/oder der Höhe der seitens eines Nutzers aufgebrachten Betätigungskraft die Ansteuerung des Türantriebs 2 variieren.
Diese Variation schließt insbesondere eine Variation der Dauer der Aktivierung eines Antriebsmotors des Türantriebs und/oder die Variation einer Drehzahl des Antriebsmotors ein.
Über die elektronische Steuereinrichtung 4 kann somit ein Geschwindigkeitsverlauf beim Verstellen der Fahrzeugtür 11 während der Übergangsverstellbewegung in Abhängigkeit von der Fahrzeugneigung, der Verstellrichtung S oder O, der Verstellposition und/oder der Höhe der Betätigungskraft variiert werden. Beispielsweise können hierfür auch unterschiedliche Sollverlaufskurven in einem Speicherbereich 40 der Steuereinrichtung 4 hinterlegt sein, wobei unterschiedliche Sollverlaufskurven zum Beispiels dafür hinterlegt sind, wenn

– das Fahrzeug um mehr als einen bestimmten Winkel bezüglich der Horizontalen geneigt ist (zum Beispiel an seinem Hang geparkt ist), zum Beispiel um mehr als 10° oder 25° geneigt ist;
– die Fahrzeugtür 11 geschlossen oder weiter geöffnet werden soll;
– die ruhende Fahrzeugtür 11 in einer ersten oder zweiten Hälfte des zugelassenen Verstellbereichs vorliegt, also näher an ihrer geschlossenen Lage oder näher an der maximal geöffneten Lage vorliegt (sodass zum Beispiel bei einer Verstellung in Schließrichtung S ein kürzerer oder längerer Verstellweg zurückgelegt werden muss); und/oder
– ein Nutzer mit hoher Kraft, d.h., eine einen hinterlegten Schwellwert übersteigenden Kraft auf die Fahrzeugtür 11 einwirkt, zum Beispiel um diese in Schließrichtung S schwungvoll zuzuschlagen.

Unabhängig von dem Vorhandensein mehrerer Sollverlaufskurven oder der zu wählenden Sollverlaufskurven ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass über die elektronische Steuereinrichtung 4 ein rampenartig ansteigender Geschwindigkeitsverlauf für die aus einer Ruhelage zu verstellende Fahrzeugtür 11 während der Übergangsverstellbewegung vorgegeben wird. Dies verbessert den Eindruck eines fließenden Übergangs zu der freigängigen Verstellbarkeit der Fahrzeugtür 11 für den Nutzer zusätzlich.
Anhand des Diagramms der 3 soll die Funktionsweise einer Variante der erfindungsgemäßen Lösung näher veranschaulicht werden. In dem Diagramm der 3 ist eine Verstellgeschwindigkeit v der Fahrzeugtür 11 über die Zeit t aufgetragen. Eine negative Verstellgeschwindigkeit –v zeigt dabei eine Verstellung der Fahrzeugtür 11 in Öffnungsrichtung O an, während eine positive Verstellgeschwindigkeit v eine Verstellung der Fahrzeugtür 11 in Schließrichtung S anzeigt.
Dementsprechend ist in der 3 zunächst dargestellt, wie die Fahrzeugtür 11 mit einer Geschwindigkeit –v₁ entlang der Öffnungsrichtung O verstellt wird. Zu einem Zeitpunkt t₁ wird die Verstellbewegung der Fahrzeugtür 11 abgebremst, sodass sie zu einem Zeitpunkt t₂ in einer gewünschten Verstellposition zur Ruhe kommt. In dieser eingenommenen Verstellposition befindet sich der Türantrieb 2 in einer Haltestellung, sodass die Fahrzeugtür 11 über den Türantrieb 2 in der eingenommenen Verstellposition festgestellt ist.
Wird nun zu einem späteren Zeitpunkt t₃ sensorisch, zum Beispiel über die Sensoreinrichtung 31 der 2, ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis detektiert, wonach die Fahrzeugtür 11 geschlossen werden soll, wird der Antriebsmotor des Türantriebs 2 kurzzeitig aktiviert und eine Übergangsverstellbewegung ausgelöst. Während dieser Übergangsverstellbewegung wird die Fahrzeugtür 11 in einem vergleichsweise kleinen Zeitraum ∆t = t₄ – t₃ bis zu einer Verstellgeschwindigkeit v₂ beschleunigt. Der Zeitraum ∆t beträgt dabei weniger als eine Sekunde und liegt beispielsweise in einem Bereich von kleiner 500 ms, insbesondere im Bereich von 50 ms bis 300 ms.
Zum Zeitpunkt t₄ wird dann der Türantrieb 2 in die Freigabestellung geschaltet, was beispielsweise einschließt, dass eine Kupplung des Türantriebs 2 geöffnet und der Antriebsmotor abgeschaltet wird. Alternativ kann natürlich auch zunächst der Antriebsmotor abgeschaltet und anschließend eine Kupplung des Türantriebs 2 geöffnet werden oder beides kann gleichzeitig erfolgen. Im Anschluss an den Zeitpunkt t₄ erfolgt dann die Verstellung in Schließrichtung S ausschließlich noch manuell durch den Nutzer. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Nutzer die Fahrzeugtür 11 weiter mit annähernd gleicher Verstellgeschwindigkeit v₂ bis zum vollständigen Schließen der Fahrzeugtür 11 zum Zeitpunkt t₆ verstellt. Ein anderes in der 3 exemplarisch veranschaulichtes Szenario sieht vor, dass der Nutzer die Fahrzeugtür 11 ab dem Zeitpunkt t₄ bis zu einem späteren Zeitpunkt t₅ weiter bis zu einer Verstellgeschwindigkeit v₃ beschleunigt und die Fahrzeugtür 11 dann annähernd mit dieser höheren Verstellgeschwindigkeit v₃ endgültig schließt.
Anhand der 4 ist exemplarisch noch ein möglicher Verfahrensablauf für den Betrieb der den Türantrieb 2 aufweisenden Vorrichtung anhand eines Flussdiagramms näher veranschaulicht.
Dabei findet sich die Fahrzeugtür 11 zu einem Verfahrensschritt A1 zunächst unbeweglich in einer zumindest teilweise geöffneten Verstellposition, in der die Türöffnung 12 zumindest teilweise freigegeben ist. Wird in dieser Phase sensorisch ein Bedienereignis detektiert, über das ein Nutzer signalisiert, dass er die Fahrzeugtür 11 manuell weiter öffnen oder wieder schließen möchte, erfolgt in einem nachfolgenden Verfahrensschritt A2 eine Ansteuerung des Türantriebs 2 mit einer hinterlegten Sollverlaufskurve. Hierüber wird die Fahrzeugtür 11 fremdkraftbetätigt in eine Übergangsverstellbewegung in die gewünschte Verstellrichtung S oder O versetzt, gegebenenfalls in Abhängigkeit der Fahrzeugneigung und/oder der Höhe einer seitens des Nutzers aufgebrachten Betätigungskraft und für einen vergleichsweise kleinen Zeitraum, zum Beispiel weniger als 500 ms, insbesondere für 50 ms bis 300 ms.
Nach Abschluss der Übergangsverstellbewegung wird dann in einem Verfahrensschritt A3 der Türantrieb 2 in seine Freigabestellung geschaltet und hierbei insbesondere ein Antriebsmotor des Türantriebs 2 abgeschaltet, sodass die Fahrzeugtür 11 freigängig durch eine manuell seitens des Nutzers aufgebrachten Betätigungskraft verstellbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Karosserie (1. Fahrzeugteil)
11: Fahrzeugtür (2. Fahrzeugteil)
110: Türinnenraum
111: Türscharnier
12: Türöffnung
2: Türantrieb (Antriebseinrichtung)
20: Gelenk
21: Fangband (Verstellteil)
210, 211: Ende
31, 32, 33: Sensoreinrichtung
4: Steuereinrichtung
40: Speicherbereich
O: Öffnungsrichtung
S: Schließrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014211138 A1 [0003, 0035]
DE 102016211777 [0041]

Claims

Vorrichtung zum fremdkraftbetätigten und manuellen Verstellen eines zweiten Fahrzeugteils (11) relativ zu einem ersten Fahrzeugteil (10) in einem Verstellbereich, mit wenigstens – einer Antriebseinrichtung (2), mittels der das zweite Fahrzeugteil (11) in mindestens eine Verstellrichtung (O, S) fremdkraftbetätigt verstellbar ist und in einer Verstellposition innerhalb des Verstellbereichs relativ zu dem ersten Fahrzeugteil (10) gehalten werden kann, wobei die Antriebseinrichtung (2) zwischen einer Haltestellung und einer Freigabestellung schaltbar ist und das zweite Fahrzeugteil (11) in der Haltestellung über die Antriebseinrichtung (2) in einer Verstellposition gehalten und in der Freigabestellung manuell innerhalb des Verstellbereichs verstellbar ist, und – einer elektronischen Steuereinrichtung (4), mittels der die Antriebseinrichtung (2) in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis von der Haltestellung in die Freigabestellung schaltbar ist, um ein manuelles Verstellen des zweiten Fahrzeugteils (11) durch den Nutzer relativ zu dem ersten Fahrzeugteil (10) zu gestatten, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (4) eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung (2) in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis vor dem Schalten in die Freigabestellung zunächst zu einer fremdkraftbetätigten Verstellung aus der Verstellposition in diejenige Verstellrichtung (S, O) anzusteuern, in die die manuelle Verstellung erfolgen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (4) mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (31) gekoppelt ist, mittels der ein durch den Nutzer ausgelöstes Bedienereignis elektronisch detektierbar ist, über das durch den Nutzer signalisiert wird, in welche Verstellrichtung (S, O) der Nutzer das zweite Fahrzeugteil (11) manuell verstellen will.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sensoreinrichtung (31) eingerichtet ist, eine manuell auf das zweite Fahrzeugteil (11) aufgebrachte Kraft zu detektieren, über die das zweite Fahrzeugteil (11) durch den Nutzer aus der Verstellposition in eine Verstellrichtung (S, O) gedrückt oder gezogen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (4) eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung (2) in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis vor dem Schalten in die Freigabestellung zunächst zu einer fremdkraftbetätigten Verstellung für einen Zeitraum von weniger als 2 Sekunden anzusteuern, insbesondere für einen Zeitraum von weniger als einer Sekunde und insbesondere für einen Zeitraum im Bereich von 40 ms bis 650 ms oder 50 ms bis 300 ms.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektronischen Steuereinrichtung (4) mindestens eine Sollverlaufskurve für die Antriebseinrichtung (2) hinterlegt ist, über die bei der fremdkraftbetätigten Verstellung vor dem Schalten in die Freigabestellung der Verlauf einer Verstellgeschwindigkeit (v) des zweiten Fahrzeugteils (11) vorgegeben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollverlaufskurve zumindest in einem Abschnitt rampenartig verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinrichtung (4) eingerichtet ist, die Antriebseinrichtung (2) anzusteuern, das zweite Fahrzeugteil (11) aus der Verstellposition mit unterschiedlichen Verstellgeschwindigkeiten fremdkraftbetätigt zu verstellen, und zwar in Abhängigkeit von einer detektierten Fahrzeugneigung, in Abhängigkeit der Verstellrichtung (S, O), in Abhängigkeit von der Verstellposition innerhalb des Verstellbereichs und/oder in Abhängigkeit von einer Betätigungskraft, mit der ein Nutzer auf das zweite Fahrzeugteil (11) einwirkt, um das Bedienereignis auszulösen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6 und dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der elektronischen Steuereinrichtung (4) unterschiedliche Sollverlaufskurven für die Antriebseinrichtung (2) zur Vorgabe unterschiedlicher Verläufe der Verstellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeugneigung, der Verstellrichtung (S, O), der Verstellposition und/oder der Höhe der Betätigungskraft hinterlegt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) eine schaltbare Getriebeeinheit und/oder eine schaltbare Kupplungseinheit aufweist, über die – in der Haltestellung ein Antriebsmotor der Antriebseinrichtung (2) mit einem Antriebselement gekoppelt ist, über das eine motorische Verstellkraft zum fremdkraftbetätigten Verstellen des zweiten Fahrzeugteils (11) übertragbar ist, und – in der Freigabestellung eine Kopplung zwischen dem Antriebsmotor und dem Antriebselement unterbrochen ist.
Verfahren zum fremdkraftbetätigten und manuellen Verstellen eines zweiten Fahrzeugteils (11) relativ zu einem ersten Fahrzeugteil (10) in einem Verstellbereich, wobei – das zweite Fahrzeugteil (11) mittels einer schaltbaren Antriebseinrichtung (2) in mindestens eine Verstellrichtung (O, S) fremdkraftbetätigt verstellbar ist und in einer Verstellposition innerhalb des Verstellbereichs relativ zu dem ersten Fahrzeugteil (10) gehalten werden kann, wobei die Antriebseinrichtung (2) zwischen einer Haltestellung und einer Freigabestellung schaltbar ist und das zweite Fahrzeugteil (11) in der Haltestellung über die Antriebseinrichtung (2) in einer Verstellposition gehalten und in der Freigabestellung manuell innerhalb des Verstellbereichs verstellbar ist, und – die Antriebseinrichtung (2) in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis von der Haltestellung in die Freigabestellung geschaltet wird, um ein manuelles Verstellen des zweiten Fahrzeugteils (11) durch den Nutzer relativ zu dem ersten Fahrzeugteil (10) zu gestatten, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) in Reaktion auf ein durch einen Nutzer ausgelöstes Bedienereignis das zweite Fahrzeugteil (2) zunächst fremdkraftbetätigt aus der Verstellposition in diejenige Verstellrichtung (S, O) verstellt, in die die manuelle Verstellung erfolgen soll, und die Antriebseinrichtung (2) anschließend in die Freigabestellung geschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchgeführt wird.