DE102017223762A1

DE102017223762A1 - Fahrzeugtüranordnung mit einer Sensoreinrichtung zum Erkennen eines Verstellwunsches

Info

Publication number: DE102017223762A1
Application number: DE102017223762.7A
Authority: DE
Inventors: Marvin Hohlfeld
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-06-27

Abstract

Eine Fahrzeugtüranordnung umfasst eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordnete Fahrzeugtür (11) und eine Kraftübertragungseinrichtung (2) zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür (11) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10), aufweisend ein Übertragungselement (20) zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10), um die Fahrzeugtür (11) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (10) zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) zu halten, und eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung (21), die in einem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10) über das Übertragungselement (20) herstellt und in einem entkuppelnden, zweiten Zustand den Kraftfluss öffnet. Eine Steuereinrichtung (4) dient zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung (2). Zusätzlich ist zumindest eine Sensoreinrichtung (27, 30) zum Erzeugen eines Sensorsignals (S) vorgesehen, das eine Bewegung der Fahrzeugtür (11) anzeigt, wobei die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, das Sensorsignal (S) auszuwerten, um in Abhängigkeit von dem Sensorsignal (S) einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen und in Abhängigkeit von der Auswertung die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand für ein Verstellen der Fahrzeugtür (11) anzusteuern, wobei die Steuereinrichtung (4) weiter ausgebildet ist, das Sensorsignal (S) innerhalb eines Zeitfensters (T) nach Beginn der Ansteuerung der Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand auszuwerten, um in Abhängigkeit von der Auswertung des Sensorsignals (S) in dem Zeitfenster (T) die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtüranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung.
Eine derartige Fahrzeugtüranordnung umfasst eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugtür und eine Kraftübertragungseinrichtung zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie. Die Kraftübertragungseinrichtung weist ein Übertragungselement zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie, um die Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugkarosserie zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie zu halten, und eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung, die in einem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie über das Übertragungselement herstellt und in einem entkuppelnden, zweiten Zustand den Kraftfluss öffnet, auf. Eine Steuereinrichtung dient zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung.
Eine derartige Fahrzeugtür kann beispielsweise als Fahrzeugseitentür oder auch als Heckklappe ausgebildet sein. Unter einer Fahrzeugtür soll in diesem Zusammenhang jede Klappe eines Fahrzeugs verstanden werden, die in geschlossener Stellung eine Fahrzeugöffnung verschließt.
Eine solche Kraftübertragungseinrichtung, wie sie zum Beispiel aus der DE 10 2015 215 627 A1 bekannt ist, kann als Verstelleinrichtung und/oder als Feststelleinrichtung ausgebildet sein und entsprechend zum Verstellen der Fahrzeugtür oder zum Feststellen der Fahrzeugtür in einer gerade eingenommenen Position dienen. Ist die Kraftübertragungseinrichtung als Verstelleinrichtung ausgebildet, weist sie eine Antriebseinrichtung in Form eines Antriebsmotors auf, mittels dessen die Fahrzeugtür elektromotorisch verstellt werden kann. Eine Feststelleinrichtung kann demgegenüber auch unabhängig von einer elektromotorischen Verstelleinrichtung zum Einsatz kommen, um eine Fahrzeugtür in einer geöffneten Stellung festzustellen und somit in Position zu halten, sodass die Fahrzeugtür aus der geöffneten Stellung nicht ohne weiteres, jedenfalls nicht in unkontrollierter Weise zuschlagen kann.
Ist die Fahrzeugtür geöffnet und wird sie über die Kraftübertragungseinrichtung in der geöffneten Stellung gehalten, so kann wünschenswert sein, dass ein Nutzer in intuitiver Weise eine Bewegung der Fahrzeugtür aus der geöffneten Stellung heraus, zum Beispiel zum Schließen der Fahrzeugtür oder zum weiteren Öffnen der Fahrzeugtür, initiieren kann. Erforderlich ist hierzu, dass ein Verstellwunsch eines Nutzers, der beispielsweise zum Verstellen der Fahrzeugtür an der Fahrzeugtür angreift, entsprechend erkannt wird, um abhängig von der Erkennung eines solchen Verstellwunsches die Kraftübertragungseinrichtung anzusteuern und entsprechend einen Verstellvorgang der Fahrzeugtür zu ermöglichen.
Bei einer aus der WO2014/090222 A1 bekannten Schließeinrichtung für eine Fahrzeugtür kann eine Halteposition der Tür frei gewählt werden, indem ein Nutzer die Tür beim manuellen Öffnen eine Zeit lang in einer Position festhält, dies sensorisch erkannt wird und die Tür sodann an dieser Position durch die elektrische Antriebseinheit festgehalten wird. Wird eine manuelle Bewegung der Tür durch den Nutzer erkannt, wird die Antriebseinheit wieder abgekoppelt und die Tür wieder frei beweglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugtüranordnung und ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung bereitzustellen, die auf einfache Weise eine zuverlässige Erkennung eines Verstellwunsches eines Nutzers ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach umfasst die Fahrzeugtüranordnung zumindest eine Sensoreinrichtung zum Erzeugen eines Sensorsignals, das eine Bewegung der Fahrzeugtür anzeigt, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das Sensorsignal auszuwerten, um in Abhängigkeit von dem Sensorsignal einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen und in Abhängigkeit von der Auswertung die Kupplungseinrichtung zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand für ein Verstellen der Fahrzeugtür anzusteuern. Die Steuereinrichtung ist weiter ausgebildet, das Sensorsignal innerhalb eines Zeitfensters nach Beginn der Ansteuerung der Kupplungseinrichtung zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand auszuwerten, um in Abhängigkeit von der Auswertung des Sensorsignals in dem Zeitfenster die Kupplungseinrichtung zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern.
Der Verstellwunsch kann zum Beispiel zu einem Zeitpunkt T1 erkannt werden. Zum Zeitpunkt T1 beginnt dann auch die Ansteuerung der Kupplungseinrichtung, wobei das Überführen der Kupplungseinrichtung aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand eine gewisse Zeitdauer in Anspruch nehmen kann. Das Zeitfenster kann beispielsweise mit dem Zeitpunkt T1 beginnen und zum Beispiel zwischen 0,1 Sekunden und 0,5 Sekunden lang sein. Das Zeitfenster kann beispielsweise der Zeitdauer, die zum Umschalten der Kupplungseinrichtung aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand erforderlich ist, entsprechen.
Die Fahrzeugtüranordnung weist eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung auf, die in dem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie über das Übertragungselement herstellt, um eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür auf das Übertragungselement auszuüben oder eine Feststellkraft zum Feststellen der Fahrzeugtür in einer gerade eingenommenen Position zu bewirken. In dem entkuppelnden, zweiten Zustand entkuppelt die Kupplungseinrichtung demgegenüber das Übertragungselement und öffnet dadurch den Kraftfluss, sodass die Fahrzeugtür unabhängig von einer Betätigung eines Antriebsmotors beispielsweise manuell verstellt werden kann. Über die Kupplungseinrichtung kann somit der Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie aufgehoben werden, sodass eine von einer Betätigung eines Antriebsmotors unabhängige Verstellung der Fahrzeugtür, beispielsweise manuell durch einen Nutzer, möglich ist.
Die Kupplungseinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, in einer Haltestellung der Fahrzeugtür die Fahrzeugtür dadurch festzustellen, dass sie sich in dem kuppelnden, ersten Zustand befindet. Weil die Kupplungseinrichtung in ihrem kuppelnden, ersten Zustand ist, ist der Kraftübertragungsstrang zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugtür geschlossen, sodass in der Haltestellung die Fahrzeugtür in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie gehalten wird. Wird ein Verstellwunsch eines Nutzers erkannt, beispielsweise wenn ein Nutzer an der Fahrzeugtür drückt, um diese zu verstehen, so steuert die Steuereinrichtung die Kupplungseinrichtung an, um die Kupplungseinrichtung von dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand zu überführen, sodass der Kraftübertragungsstrang zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugtür getrennt wird und somit die Fahrzeugtür frei relativ zur Fahrzeugkarosserie verstellt werden kann. Auf diese Weise wird ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür ermöglicht, sodass der Nutzer die Fahrzeugtür zum Beispiel schließen oder weiter öffnen kann.
Die Sensoreinrichtung erzeugt (fortwährend) ein Sensorsignal, das zum Beispiel die Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür oder eine Beschleunigung an der Fahrzeugtür angibt. Aus dem Sensorsignal der Sensoreinrichtung kann somit auf eine Bewegung an der Fahrzeugtür geschlossen werden. Die Steuereinrichtung wertet das Sensorsignal aus und steuert die Kupplungseinrichtung, wenn eine einen Verstellwunsch eines Nutzers anzeigende Bewegung erkannt wird, derart an, dass die Kupplungseinrichtung von ihrem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand überführt wird. Bei Erkennen eines Verstellwunsches wird somit der Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie aufgehoben, sodass die Fahrzeugtür frei manuell durch einen Nutzer verstellt werden kann.
Die Identifikation eines Verstellwunsches zum Beispiel unter Verwendung einer Sensoreinrichtung, die einen Beschleunigungssensor oder einen Gyrosensor umfasst und somit eine Beschleunigung an der Fahrzeugtür oder die Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür detektiert, kann ein zügiges Ansprechverhalten und somit eine zügige Erkennung eines Verstellwunsches ermöglichen. Ein solch zügiges Erkennen eines Verstellwunsches geht jedoch gegebenenfalls zu Lasten der Genauigkeit. So bedingt die durch eine Sensoreinrichtung zum Beispiel in Form eines Beschleunigungssensors oder eines Gyrosensors erreichte erhöhte Sensitivität gegebenenfalls, dass eine Bewegung an der Fahrzeugtür, die gegebenenfalls nicht aus einem Verstellwunsch eines Nutzers (sondern beispielsweise von einem Windstoß oder einer zum Beispiel beim Einladen eines Gegenstands in das Fahrzeug bewirkten Erschütterung und damit verursachter Bewegung der Fahrzeugtür) herrührt, falsch interpretiert wird.
Um zu vermeiden, dass in einem solchen Fall, in dem eine Bewegung einer Fahrzeugtür detektiert wird, die jedoch nicht von einem Verstellwunsch eines Nutzers herrührt, es zu einer fehlerhaften Ansteuerung der Kupplungseinrichtung und zu einem Lösen der Fahrzeugtür aus einer festgehaltenen Stellung kommt, ist vorgesehen, dass das Sensorsignal nach Erkennung eines Verstellwunsches und nach entsprechender Ansteuerung der Kupplungseinrichtung weiter überwacht und ausgewertet wird. Ergibt sich in einem Zeitfenster nach Beginn der Ansteuerung der Kupplungseinrichtung, dass gar kein Verstellwunsch vorliegt, so wird die Kupplungseinrichtung umgehend umgekehrt angesteuert und somit zurück in den kuppelnden, ersten Zustand überführt. Die Kupplungseinrichtung wird somit wieder geschlossen, und die Fahrzeugtür wird erneut festgestellt.
Mittels dieses Vorgehens kann eine zügige Erkennung eines Verstellwunsches ohne große zeitliche Verzögerung ermöglicht werden. Das Risiko, dass es durch die hierfür benötigte, erhöhte Sensitivität gegebenenfalls zu Fehlauslösungen kommt, wird dadurch minimiert, dass nach Ansteuerung der Kupplungseinrichtung zum Überführen in den zweiten, entkuppelnden Zustand eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird, anhand derer festgestellt wird, ob es sich bei einer erkannten Bewegung tatsächlich um einen Verstellwunsch eines Nutzers handelt oder nicht, um im negativen Fall die Kupplungseinrichtung wieder zu schließen.
Die Plausibilitätsprüfung wird dadurch durchgeführt, dass das Sensorsignal in einem Zeitfenster nach Beginn der Ansteuerung der Kupplungseinrichtung überwacht und ausgewertet wird. Insbesondere kann eine übliche Bewegung der Fahrzeugtür durch einen Nutzer einem Bewegungsmuster folgen, das heuristisch von anderen, nicht von einer geführten Bewegung herrührenden Mustern unterschieden werden kann. In dem Zeitfenster kann somit das sich ergebende Sensorsignal mit einem üblichen, erwarteten Signalverlauf (der einem erwarteten Bewegungsmuster entspricht) verglichen werden. Ergeben sich signifikante Abweichungen, kann darauf geschlossen werden, dass gar kein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt.
Eine heuristische Erkenntnis kann zum Beispiel darin bestehen, dass üblicherweise der Nutzer die Fahrzeugtür relativ gleichförmig bewegen wird, zum Beispiel um die Fahrzeugtür zu öffnen oder zu schließen. Wird in dem Zeitfenster ein Vorzeichenwechseln in einem die Bewegungsgeschwindigkeit anzeigenden Sensorsignal erkannt, kann dies darauf hin deuten, dass gar kein Verstellwunsch vorliegt.
Eine andere heuristische Erkenntnis kann zum Beispiel darin bestehen, dass eine von einem Nutzer geführte Bewegung üblicherweise eine vergleichsweise niedrige Varianz aufweist. Weicht die Varianz des Sensorsignals von einer üblicherweise zu erwartenden Varianz signifikant ab, kann dies ebenfalls darauf hindeuten, dass kein Verstellwunsch vorliegt, sondern ein zum Beispiel unkontrolliertes Wackeln am Fahrzeug.
Denkbar und möglich ist, dass die Steuereinrichtung das Sensorsignal hinsichtlich einer einzigen Bedingung auswertet. Wenn die Bedingung erfüllt ist, geht die Steuereinrichtung davon aus, dass tatsächlich kein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt und steuert die Kupplungseinrichtung entsprechend umgekehrt an, um die Fahrzeugtür wieder festzustellen. Denkbar und möglich ist aber auch, dass die Steuereinrichtung das Sensorsignal hinsichtlich des Vorliegens von zwei (oder mehr) notwendigen Bedingungen auswertet. Nur wenn in diesem Fall sämtliche notwendigen Bedingungen erfüllt sind, wird die Kupplungseinrichtung zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand angesteuert. Es müssen somit mehrere Bedingungen innerhalb des Zeitfensters erfüllt sein, damit die Steuereinrichtung die Kupplungseinrichtung zum erneuten Schließen ansteuert.
Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, in dem Zeitfenster einen Trend des Sensorsignals auszuwerten. Ergibt sich, dass der Trend des Sensorsignals in dem Zeitfenster zum Beispiel um mehr als einen Schwellwert von einem erwarteten Trend abweicht, so deutet dies darauf hin, dass tatsächlich kein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt.
Der Trend kann beispielsweise anhand der Steigung des Sensorsignals in dem Zeitfenster ausgewertet werden. So kann beispielsweise die Differenz des Sensorsignals zu einem ersten Zeitpunkt zu Beginn des Zeitfensters und zu einem zweiten Zeitpunkt am Ende des Zeitfensters bestimmt werden. Weicht diese Differenz signifikant von einer erwarteten Differenz ab, verhält sich das Sensorsignal anders als erwartet, was darauf hindeutet, dass tatsächlich kein Verstellwunsch vorliegt.
Beispielsweise kann in einfacher Auswertung geprüft werden, ob ein die Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür anzeigendes Sensorsignal einen Vorzeichenwechsel innerhalb des Zeitfensters aufweist. Ist das Sensorsignal beispielsweise am Anfang des Zeitfensters größer als am Ende des Zeitfensters, so ist die Bewegungsgeschwindigkeit zu Beginn des Zeitfensters größer als am Ende des Zeitfensters, was darauf hindeutet, sodass sich die Bewegung verlangsamt, was darauf schließen lässt, dass kein bewusst geführter Verstellvorgang eines Nutzers vorliegt.
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, in dem Zeitfenster eine für die Varianz indikative Größe des Sensorsignals auszuwerten. Übersteigt die Varianz beispielsweise einen vorbestimmten Schwellwert und weicht die Varianz somit signifikant von einem erwarteten Wert ab, kann dies darauf hindeuten, dass tatsächlich kein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung prüfen, ob die Varianz innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs (also zwischen einem unteren Schwellwert und einem oberen Schwellwert) liegt. Ist dies der Fall, kann dies darauf hindeuten, dass kein Verstellwunsch, also keine geführte Bewegung eines Nutzers, vorliegt.
Als Maß für die Varianz kann zum Beispiel der Spitzen-zu-Spitzen-Wert in dem Zeitfenster genommen werden, also die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Sensorsignals innerhalb des Zeitfensters. Denkbar ist aber auch eine statistische Auswertung zur Berechnung der Varianz des Sensorsignals innerhalb des Zeitfensters (entsprechend dem Quadrat der Standardabweichung der Werte des Sensorsignals in dem Zeitfenster).
Generell deuten eine kleine Varianz und auch eine sehr große Varianz im Sensorsignal auf eine geführte Bewegung hin. Liegt die Varianz aber innerhalb eines bestimmten Fensters, also oberhalb einer ersten Schwelle und unterhalb einer zweiten Schwelle, so kann darauf geschlossen werden, dass gegebenenfalls keine geführte Bewegung vorliegt, was somit als Kriterium für eine Schließen der Kupplungseinrichtung herangezogen werden kann.
Zusätzlich oder alternativ können auch andere statistische Kenngrößen des Sensorsignals in dem Zeitfenster ausgewertet werden, um daraus darauf zu schließen, ob ein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt oder nicht.
Die Kraftübertragungseinrichtung kann für ein elektromotorisches und/oder manuelles Verstellen der Fahrzeugtür ausgelegt sein. Im ersten Fall weist die Kraftübertragungseinrichtung einen Antriebsmotor auf, der mit dem Übertragungselement der Kraftübertragungseinrichtung gekoppelt werden kann, um die Fahrzeugtür zu bewegen, mittels der Kupplungseinrichtung aber auch von dem Kraftübertragungselement entkoppelt werden kann, um ein manuelles Verstellen zu ermöglichen. Im zweiten Fall ist die Kraftübertragungseinrichtung beispielsweise als (reine) Feststelleinrichtung ausgestaltet, die die Fahrzeugtür in einer gerade eingenommenen (geöffneten) Stellung feststellt. Wird - unabhängig von der konkreten Ausgestaltung - bei der Kraftübertragungseinrichtung ein Verstellwunsch eines Nutzers erkannt, wird die Kraftübertragungseinrichtung durch die Steuereinrichtung angesteuert, um ein Verstellen der Fahrzeugtür freizugeben, sodass ein Nutzer die Fahrzeugtür manuell aus der gerade eingenommenen Stellung heraus bewegen kann.
In einer Ausführungsform kann ein Antriebsmotor ortsfest an der Fahrzeugtür angeordnet sein. Das Übertragungselement kann in diesem Fall beispielsweise als sogenanntes Fangband ausgebildet und gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sein. Der Antriebsmotor wirkt zum Verstellen der Fahrzeugtür auf das Übertragungselement ein und verstellt dies, sodass über das Übertragungselement eine Relativbewegung zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie bewirkt werden kann.
Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise als Beschleunigungssensor zum Messen der Beschleunigung der Fahrzeugtür ausgebildet sein. Ein solcher Beschleunigungssensor kann beispielsweise als piezoelektrischer Sensor oder als so genannter MEMS-Sensor (MEMS: Microelektromechanical System) aufgebaut sein. Ein solcher Beschleunigungssensor kann Beschleunigungen in einer zweidimensionalen Ebene oder auch im dreidimensionalen Raum messen.
In anderer Ausgestaltung kann die Sensoreinrichtung als sogenannter Gyrosensor ausgebildet sein. Ein solcher Gyrosensor, auch bezeichnet als Gyrometer, misst eine Drehbewegung, bei der Fahrzeugtür also die Schwenkbewegung um die Schwenkachse, um die die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie verschwenkbar ist.
Ist die Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor und/oder als Gyrosensor, gegebenenfalls auch in Kombination mit anderen Sensoren, ausgebildet, so kann die Sensoreinrichtung in Form des Beschleunigungssensors oder des Gyrosensors beispielsweise auf einem Türmodul der Fahrzeugtür angeordnet oder in die ortsfest an der Fahrzeugtür angeordnete Steuereinrichtung integriert sein. Im ersten Fall kann die Sensoreinrichtung beispielsweise als separates Bauteil ausgebildet und an einem Aggregateträger des Türmoduls angeordnet sein. Im zweiten Fall ist die Sensoreinrichtung beispielsweise in die Steuereinrichtung integriert und somit beispielsweise im gleichen Gehäuse wie eine Platine der Steuereinrichtung, gegebenenfalls sogar auf der Platine der Steuereinrichtung, angeordnet. Die Steuereinrichtung kann hierbei ebenfalls auf einem Aggregateträger des Türmoduls angeordnet sein. In beiden Fällen ist die Sensoreinrichtung in Form des Beschleunigungssensors oder des Gyrosensors ortsfest an der Fahrzeugtür angeordnet und wird somit bei einer Beschleunigung an der Fahrzeugtür zusammen mit dieser bewegt. Anhand eines die Beschleunigung der Fahrzeugtür oder die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür angebenden Sensorsignals der Sensoreinrichtung kann somit unmittelbar auf die Bewegung der Fahrzeugtür und daraus gegebenenfalls auf einen Verstellwunsch eines Nutzers geschlossen werden.
Grundsätzlich sind unterschiedliche Ausgestaltungen zur Kopplung des Antriebsmotors mit dem Übertragungselement denkbar und möglich. Beispielsweise kann der Antriebsmotor über ein Ritzel in eine Verzahnung des Übertragungselements eingreifen, um durch Verdrehen des Ritzels das Übertragungselement zu verstehen, Ist der Antriebsmotor an der Fahrzeugtür ortsfest angeordnet und ist das Übertragungselement gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, so wird durch Verstellen des Übertragungselements relativ zum Antriebsmotor die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie verschwenkt.
In anderer Ausgestaltung kann der Antriebsmotor beispielsweise über einen Seiltrieb mit dem Übertragungselement gekoppelt sein. Hierzu kann eine durch den Antriebsmotor antreibbare Welle über ein flexibles, zur Übertragung von Zugkräften ausgebildetes Kopplungselement - beispielsweise ein Zugseil, ein Band, ein Riemen oder ein Gurt - mit dem Übertragungselement gekoppelt sein. Das Kopplungselement kann beispielsweise mit zwei Enden an dem Übertragungselement befestigt und um ein an der Welle angeordnetes Rollenelement, beispielsweise eine Seiltrommel, herum gelegt sein, sodass durch Verdrehen des Rollenelements das Kopplungselement an dem Rollenelement abrollt.
Die Sensoreinrichtung kann in anderer Ausgestaltung auch als Positionssensor zur Detektion der absoluten Position einer mit dem Übertragungselement wirkverbundenen Welle ausgestaltet sein. Beispielsweise kann an der Welle eine geeignete Magnetanordnung mit einer Mehrzahl von Magnetpolen angeordnet sein, wobei die Sensoreinrichtung die Stellung der Magnetanordnung erfassen und daraus die absolute Position der Welle ableiten kann. Denkbar ist auch, die Sensoreinrichtung als optische Sensoreinrichtung auszugestalten, wobei in diesem Fall an der Welle beispielsweise eine geeignete optische Teilung zur Detektion der absoluten Winkelposition der Welle angeordnet sein kann.
Denkbar und möglich ist in diesem Zusammenhang auch, dass die Sensoreinrichtung die relative Position der Welle ermittelt und beispielsweise einen Hall-Effekt-Sensor aufweist. Mittels des Hall-Effekt-Sensors werden beispielsweise bei einer Drehung der Welle Pulse generiert, die gezählt werden können, um anhand der Zählung der Pulse auf die Position der Welle zurück zu schließen.
Aus der Änderung der Winkelposition kann ohne weiteres die Winkelgeschwindigkeit abgeleitet werden, so dass über die Sensoreinrichtung auch die Geschwindigkeit des zu verstellenden zweiten Fahrzeugteils, beispielsweise der Fahrzeugtür, ermittelt werden kann.
An der Welle kann, in einer Ausführungsform, ein Stirnrad angeordnet sein, das über ein Ritzelgetriebe mit einem Rad gekoppelt ist. Wird die Welle und darüber das mit der Welle verbundene Stirnrad verdreht, so wird diese Drehbewegung über das Ritzelgetriebe auf das Rad übertragen. Die Sensoreinrichtung ist hierbei dem Rad zugeordnet und ausgebildet, eine Winkelstellung des Rads zu detektieren. Das Ritzelgetriebe kann in dieser Ausführungsform vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe bereitstellen, so dass eine Drehbewegung der Welle in untersetzter Weise in eine Drehung des Rads übertragen wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass über den maximalen Verstellweg der Fahrzeugtür (zwischen ihren Endlagen) sich das Rad nicht mehr als 360° dreht, wodurch gewährleistet werden kann, dass die absolute Position des Rads eindeutig detektiert und aus der absoluten Position des Rads eindeutig auf die Stellung der Welle zurückgeschlossen werden kann.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung gelöst, bei dem die Fahrzeugtüranordnung eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugtür, eine Kraftübertragungseinrichtung zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung aufweist. Die Kraftübertragungseinrichtung weist ein Übertragungselement zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie, um die Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugkarosserie zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie zu halten, und eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung, die in einem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie über das Übertragungselement herstellt und in einem entkuppelnden, zweiten Zustand den Kraftfluss öffnet, auf. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eine Sensoreinrichtung ein Sensorsignal erzeugt, das eine Bewegung der Fahrzeugtür anzeigt, die Steuereinrichtung das Sensorsignal auswertet, um in Abhängigkeit von dem Sensorsignal einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen und in Abhängigkeit von der Auswertung die Kupplungseinrichtung zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand für ein Verstellen der Fahrzeugtür anzusteuern, und die Steuereinrichtung das Sensorsignal innerhalb eines Zeitfensters nach Beginn der Ansteuerung der Kupplungseinrichtung zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand auswertet, um in Abhängigkeit von der Auswertung des Sensorsignals in dem Zeitfenster die Kupplungseinrichtung zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern.
Die vorangehend beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Ausführungsformen finden analog auch auf das Verfahren Anwendung, sodass auf das vorangehend Ausgeführte verwiesen werden soll.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Verstellelements in Form einer Fahrzeugtür an einem feststehenden Abschnitt in Form einer Fahrzeugkarosserie;
2 eine schematische Ansicht einer Kraftübertragungseinrichtung in Form eines Türantriebs mit einem Antriebsmotor, einer Kupplungseinrichtung, einer Steuereinrichtung und einem Übertragungselement zur Kraftübertragung zum Verstellen der Fahrzeugtür;
3 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kraftübertragungseinrichtung in Form eines Türantriebs zum Verstellen einer Fahrzeugtür;
4 eine Ansicht einer Unterbaugruppe des Türantriebs;
5 eine Ansicht eines Antriebsmotors, eines Getriebes und einer Kupplungseinrichtung des Türantriebs;
6 eine grafische Ansicht eines Sensorsignals über der Zeit (oben) und eines damit korrelierten Ansteuerungssignals für eine Kupplungseinrichtung (unten);
7 eine grafische Ansicht eines Sensorsignals (oben) bei einem Verstellwunsch eines Nutzers und ein damit korreliertes Ansteuersignal für die Kupplungseinrichtung (unten);
8 eine grafische Ansicht eines Sensorsignals (oben) und eines damit korrelierten Ansteuersignals (unten); und
9 eine grafische Ansicht eines Sensorsignals (oben) und eines damit korrelierten Ansteuersignals (unten).

1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeug 1, das eine Fahrzeugkarosserie 10 und ein über ein Gelenk 111 an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordnetes, um eine Schwenkachse entlang einer Öffnungsrichtung O verschwenkbares Verstellelement in Form einer Fahrzeugtür 11 aufweist.
Die Fahrzeugtür 11 kann beispielsweise durch eine Fahrzeugseitentür oder auch durch eine Heckklappe verwirklicht sein. Die Fahrzeugtür 11 verdeckt in einer geschlossenen Stellung eine Fahrzeugöffnung 100 in der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise eine Seitentüröffnung oder eine Heckklappenöffnung.
Die Fahrzeugtür 11 ist über eine in einem Türinnenraum 110 angeordnete Kraftübertragungseinrichtung 2 elektromotorisch aus ihrer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung bewegbar, sodass die Fahrzeugtür 11 selbsttätig in elektromotorischer Weise bewegt werden kann. Die Kraftübertragungseinrichtung 2, schematisch veranschaulicht in 2 und in einem Ausführungsbeispiel dargestellt in 3 bis 5, weist einen Antriebsmotor 22 auf, der über eine Kupplungseinrichtung 21 mit einem Übertragungselement 20 gekoppelt ist, über das Verstellkräfte zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 übertragen werden können. Der Antriebsmotor 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ortsfest an der Fahrzeugtür 11 angeordnet, während das Übertragungselement 20 nach Art eines so genannten Fangbands an einem Ende 200 gelenkig und somit verschwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 10 festgelegt ist.
Bei den in 2 und 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der Kraftübertragungseinrichtung 2 dient der Antriebsmotor 22 zum Antreiben eines Antriebselements 23 in Form einer Seiltrommel, die über ein Kopplungselement 24 in Form eines flexiblen, zur Übertragung von (ausschließlich) Zugkräften ausgebildeten, biegeschlaffen Zugelements, insbesondere in Form eines Zugseils (beispielsweise eines Stahlseils), mit dem Übertragungselement 20 gekoppelt ist. Die Seiltrommel 23 kann hierbei beispielsweise an dem längserstreckten Übertragungselement 20 abgestützt sein und an dem Übertragungselement 20 abrollen.
Das Kopplungselement 24 ist über ein erstes Ende 240 im Bereich des Endes 200 des Übertragungselements 20 und über ein zweites Ende 241 im Bereich eines zweiten Endes 201 mit dem Übertragungselement 20 verbunden und dabei um das Antriebselement 23 in Form der Seiltrommel geschlungen. Wird das Antriebselement 23, angetrieben durch den Antriebsmotor 22, in eine Drehbewegung versetzt, rollt das Kopplungselement 24 in Form des Zugelements (Zugseil) an dem Antriebselement 23 ab, sodass das Antriebselement 23 relativ zu dem Übertragungselement 20 bewegt und somit entlang der Längsrichtung des Übertragungselements 20 zu dem Übertragungselement 20 bewegt wird, was zu einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 führt.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass auch andere Bauformen von Kraftübertragungseinrichtungen denkbar und möglich sind. Beispielsweise kann der Antriebsmotor 22 auch ein Ritzel antreiben, das mit dem Übertragungselement 20 in Verzahnungseingriff steht. Denkbar und möglich ist zudem auch, dass die Kraftübertragungseinrichtung als Spindelantrieb mit einer zum Beispiel drehbaren Spindel, die mit einer Spindelmutter in Eingriff steht, ausgebildet ist.
Die Kupplungseinrichtung 21 dient dazu, den Antriebsmotor 22 mit dem Antriebselement 23 zu kuppeln oder von dem Antriebselement 23 zu entkuppeln. In einem kuppelnden Zustand stellt die Kupplungseinrichtung 21 einen Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor 22 und dem Antriebselement 23 her, sodass eine Drehbewegung einer Motorwelle 220 des Antriebsmotors 20 auf das Antriebselement 23 übertragen und demzufolge das Antriebselement 23 in eine Drehbewegung versetzt wird, um auf diese Weise eine Verstellkraft in das Übertragungselement 20 einzuleiten. In einem entkuppelnden Zustand ist demgegenüber der Antriebsmotor 22 von dem Antriebselement 23 entkuppelt, sodass der Antriebsmotor 22 unabhängig von dem Antriebselement 23 und umgekehrt das Antriebselement 23 unabhängig von dem Antriebsmotor 22 bewegt werden kann. In diesem entkuppelnden Zustand kann beispielsweise ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 möglich sein, ohne dass hierbei der Antriebsmotor 22 mit Kräften beaufschlagt wird.
Die Kupplungseinrichtung 21 kann zudem einen dritten Kupplungszustand aufweisen, entsprechend einem schleifenden Zustand, in dem Kupplungselemente schleifend miteinander in Anlage sind. Ein erstes Kupplungselement ist hierbei wirkverbunden mit einer Motorwelle des Antriebsmotors 22, während ein zweites Kupplungselement wirkverbunden ist mit dem Antriebselement 23. In diesem schleifenden, dritten Zustand kann die Kupplungseinrichtung 21 beispielsweise eine Bremskraft während eines manuellen Verstellens der Fahrzeugtür 11 bereitstellen, bewirkt durch die schleifende Anlage der Kupplungselemente aneinander.
Bei dem konkret in 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Antriebsmotor 22 eine Motorwelle 220 auf, die im Betrieb der Kraftübertragungseinrichtung 2 in eine Drehbewegung versetzt wird und mit einem Getriebe 25 (beispielsweise ein Planetengetriebe) in Wirkverbindung steht. Über das Getriebe 25 wird eine Welle 26 angetrieben, an der das Antriebselement 23 in Form der Seiltrommel drehfest angeordnet ist, sodass durch Verdrehen der Welle 26 das Antriebselement 23 angetrieben werden kann, dadurch das Kopplungselement 24 in Form des Zugseils an dem Antriebselement 23 abrollt und somit das Übertragungselement 20 zum Bewegen der Fahrzeugtür 11 verstellt wird. Über eine Sensoreinrichtung 27 kann die Absolutposition der Welle 26 im Betrieb ermittelt werden.
Die über einen Stellantrieb 210 elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung 21 stellt in ihrem kuppelnden Zustand einen Kraftfluss zwischen dem Getriebe 25 und der Welle 26 her, sodass in dem kuppelnden Zustand der Kupplungseinrichtung 21 ein Verstellkraft oder Feststellkraft von dem Antriebsmotor 22 auf die Welle 26 und darüber auf das Übertragungselement 20 übertragen werden kann. In ihrem entkuppelnden Zustand hebt die Kupplungseinrichtung 21 demgegenüber den Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor 22 und der Welle 26 auf, sodass das Übertragungselement 20 relativ zu dem Antriebsmotor 22 verstellt werden kann, ohne dass der Antriebsmotor 22 dabei mit einer Kraft beaufschlagt wird.
Das Kopplungselement 24 in Form des Zugseils ist über ein erstes Ende 240 im Bereich des Endes 200 des Übertragungselements 20 fest mit dem Übertragungselement 20 verbunden. Ein zweites Ende 241 des Kopplungselements 24 ist demgegenüber über eine Spanneinrichtung 242 mit dem Ende 201 des Übertragungselements 20 verbunden. Über die Spanneinrichtung 242 kann die Spannung des Kopplungselements 24 an dem Übertragungselement 20 eingestellt werden.
Wie schematisch in 2 dargestellt, wird der Betrieb des Antriebsmotors 22 über eine Steuereinrichtung 4 gesteuert, die beispielsweise, wie in 1 eingezeichnet, an einem Aggregateträger eines Türmoduls 112 der Fahrzeugtür 11 angeordnet sein kann. Ein solcher Aggregateträger kann beispielsweise unterschiedliche Funktionskomponenten der Fahrzeugtür 11 tragen, beispielsweise eine Fensterhebereinrichtung, einen Lautsprecher, ein Türschloss oder dergleichen. Die Steuereinrichtung 4 kann in diesem Zusammenhang zur Steuerung der Kraftübertragungseinrichtung 2, darüber hinaus aber auch zur Steuerung anderer Funktionskomponenten der Fahrzeugtür 11 dienen.
Die Kraftübertragungseinrichtung 2, wie sie anhand von 1 bis 5 vorangehend erläutert worden ist, dient zum einen zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür 11 und zum anderen zum Feststellen der Fahrzeugtür 11 in einer geöffneten Stellung. In einer Haltestellung ist die Kupplungseinrichtung 21 in ihrem kuppelnden Zustand und stellt dadurch einen Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 her, sodass die Fahrzeugtür 11 - z.B. aufgrund einer Selbsthemmung an dem Getriebe 25 und/oder dem Antriebsmotor 22 - in ihrer geöffneten Stellung gehalten wird. Die Fahrzeugtür 11 kann sich, wenn sie in eine geöffnete Stellung gebracht worden ist, somit nicht ohne weiteres in unkontrollierter Weise aus der geöffneten Stellung heraus bewegen.
Wünschenswert ist, einem Nutzer in einfacher Weise ein Verstellen der Fahrzeugtür 11 zu ermöglichen. Hierzu soll erkannt werden, wenn ein Nutzer an der Fahrzeugtür 11 angreift, um die Fahrzeugtür 11 zum Beispiel aus der geöffneten Stellung heraus zu schließen oder weiter in Öffnungsrichtung O zu öffnen. Wendet ein Nutzer eine Kraft auf die Fahrzeugtür 11 auf, zum Beispiel indem er an der Fahrzeugtür 11 drückt oder zieht, so soll dies als Verstellwunsch erkannt werden können, um in Abhängigkeit dessen ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 durch den Nutzer zuzulassen.
Um einen solchen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen, ist - bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel - eine Sensoreinrichtung 30 in Form eines Beschleunigungssensors oder eines Gyrosensors an der Fahrzeugtür 11 angeordnet. Über eine solche Sensoreinrichtung 30 kann somit unmittelbar und mit geringer zeitlicher Verzögerung auf eine Beschleunigung/Bewegung an der Fahrzeugtür 11 geschlossen werden, um hieraus Rückschlüsse auf einen möglichen Verstellwunsch eines Nutzers zu ziehen.
Dies macht sich zunutze, dass grundsätzlich im Verstellsystem der Fahrzeugtür 11, also in der Kraftübertragungseinrichtung 2 genauso wie in der Fahrzeugtür 11 selbst, eine Systemlose und eine Systemelastizität vorhanden sind, aufgrund dessen auch bei festgestellter Fahrzeugtür 11 eine (geringfügige) Bewegung an der Fahrzeugtür 11 möglich ist. Greift ein Nutzer somit an der Fahrzeugtür 11 an, führt dies zu einer (geringfügigen) Bewegung der Fahrzeugtür 11 und somit zu einer Beschleunigung an der Fahrzeugtür 11, die durch einen Beschleunigungssensor oder einen Gyrosensor erkannt und entsprechend ausgewertet werden kann.
Mittels eines Beschleunigungssensors wird die Beschleunigung der Fahrzeugtür 11 gemessen. Wird die Fahrzeugtür 11 aus einer stehenden Stellung heraus - durch Angreifen eines Nutzers, der zum Beispiel an der Tür drückt, um die Tür zu verstellen - beschleunigt, führt dies zu einem Beschleunigungssignal an der als Beschleunigungssensor ausgebildeten Sensoreinrichtung 30. Ist die Beschleunigung im Betrag größer als ein Schwellwert oder gleicht sie einem vorbestimmten Profil, kann hieraus darauf geschlossen werden, dass ein Verstellwunsch vorliegt, sodass ein Verstellvorgang der Fahrzeugtür 11 initiiert und der Antriebsmotor 22 entsprechend angesteuert werden kann.
Eine als Gyrosensor ausgebildete Sensoreinrichtung 30 misst demgegenüber die Winkelgeschwindigkeit, also die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 11. Aus der Winkelgeschwindigkeit kann eine Bewegung an der Fahrzeugtür 11 erkannt werden, um auf diese Weise einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen und gegebenenfalls einen elektromotorischen Verstellvorgang zu initiieren.
Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinrichtung 27, die zum Messen des absoluten Winkels zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 ausgebildet ist, verwendet werden, um einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen. Die Sensoreinrichtung 27 weist, wie aus 5 ersichtlich, ein an der Welle 26 drehfest angeordnetes Stirnrad 270 auf, das mit einem Ritzel 271 kämmend in Eingriff steht. Das Ritzel 271 treibt ein Zahnrad 272 an, das eine geeignete Magnetanordnung oder auch eine optische Teilung oder dergleichen aufweisen kann, so dass mittels eines mit dem Zahnrad 272 in Gegenüberlage befindlichen Sensors 273 die absolute Winkelposition des Zahnrads 272 und darüber der Welle 26 mit der daran angeordneten Seiltrommel 23 sensorisch erfasst werden kann.
Dadurch, dass die Welle 26 drehfest mit der Seiltrommel 23 verbunden ist, kann über die Welle 26 die absolute Winkelposition der Seiltrommel 23 sensorisch erfasst werden. Über das durch das Stirnrad 270, das Ritzel 271 und das Zahnrad 272 bereitgestellte Getriebe, das vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe ist, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Zahnrad 272 über den gesamten Verstellweg der Seiltrommel 23 relativ zu dem Übertragungselement 20 nicht einen über einen Winkelbereich größer als 360° bewegt wird, so dass die absolute Position der Welle 26 eindeutig detektiert werden kann.
Der Sensor 273 ist abhängig von der Ausgestaltung des Zahnrads 272 beispielsweise als magnetischer Sensor oder als optischer Sensor ausgestattet und ist in der Lage, die absolute Winkelposition des Zahnrads 272 zu bestimmen.
Denkbar und möglich ist jedoch auch, den Sensor 273 beispielsweise als Hall-Effekt-Sensor zur Ermittlung der relativen Lage des Zahnrads 272 auszugestalten. In diesem Fall detektiert der Sensor 273 Pulse bei Drehung des Zahnrads 272 (wobei in diesem Fall das Zahnrad 272 eine Vielzahl von Umdrehungen über den Verstellweg des Übertragungselements 20 ausführen kann) und kann durch Zählung der Pulse die Position der Seiltrommel 23 ermitteln.
Die Sensoreinrichtung 27 erzeugt somit ein Sensorsignal, das die absolute Position der Fahrzeugtür 11 (die direkt mit der Position der Welle 26 korreliert ist) angibt. Durch Auswertung des Sensorsignals kann somit erkannt werden, ob die Fahrzeugtür 11 aus einer gerade eingenommenen (Feststell-)Position heraus bewegt wird. Wird beispielsweise erkannt, dass die Fahrzeugtür 11 um mehr als einen vorbestimmten Mindestweg aus der gerade eingenommenen Position (bei durchrutschender Kupplungseinrichtung 21) heraus bewegt wird, so kann dies als Verstellwunsch interpretiert werden.
Insbesondere bei Verwendung der Sensoreinrichtung 30 in Form eines Beschleunigungssensors zum Messen einer Beschleunigung einer Fahrzeugtür 11 oder eines Gyrosensors zum Messen der Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 11 kann im zügiger Weise (ohne große zeitliche Verzögerung) erkannt werden, ob gegebenenfalls ein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt.
6 zeigt entsprechend ein die Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür 11 anzeigendes Sensorsignal S, das beispielsweise durch einen Gyrosensor 30 an der Fahrzeugtür 11 bei einem geführten, manuellen Verstellen durch einen Nutzer erhalten wird. Es ergibt sich ein dem Sensorsignal S entsprechendes Bewegungsprofil, bei dem die Fahrzeugtür 11 in geführter Weise beschleunigt und in eine gewünschte Position gebracht wird. Die Steuereinrichtung 4 wertet das Sensorsignal S aus, erkennt bereits bei Beginn der Verstellbewegung zum Zeitpunkt T1 einen Verstellwunsch eines Nutzers und steuert die Kupplungseinrichtung 21 entsprechend mit einem (logische Werte für die Ansteuerung darstellenden) Ansteuersignal A an, um die Kupplungseinrichtung 21 aus ihrem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand zu überführen.
Die Kupplungseinrichtung 21 befindet sich, bei festgestellter Fahrzeugtür 11, in ihrem kuppelnden, ersten Zustand. Entsprechend wird der Stellantrieb 210 der Kupplungseinrichtung 21 mit dem Ansteuersignal A1 angesteuert, wie dies in 6 unten dargestellt ist. Wird durch die Steuereinrichtung 4 ein Verstellwunsch zum Zeitpunkt T1 erkannt, wird der Stellantrieb 210 innerhalb eines Zeitfensters T mit einem Ansteuersignal A2 angesteuert und dadurch in dem Zeitfenster T von dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand überführt. Das Zeitfenster T kann beispielsweise eine Länge von weniger als 0,5 Sekunden, zum Beispiel weniger als 0,2 Sekunden, zum Beispiel zwischen 0,1 Sekunden und 0,2 Sekunden, aufweisen. Anschließend befindet sich die Kupplungseinrichtung 21 in dem entkuppelnden, zweiten Zustand und wird mit dem Ansteuersignal A3 angesteuert und darüber in dem entkuppelnden, zweiten Zustand gehalten.
6 zeigt, anhand des Sensorsignals S, eine übliche, geführte Bewegung, die auf einen Verstellwunsch eines Nutzers hindeutet. Dies ist, vergrößert in einem Bereich um das Zeitfenster T, nochmals in 7 dargestellt. Der Verstellwunsch wird anhand des Sensorsignals S erkannt, wenn die (sich aus dem Sensorsignal S ergebende) Winkelgeschwindigkeit zum Zeitpunkt T1 größer als ein Schwellwert wird, und entsprechend wird zum Zeitpunkt T1 die Kupplungseinrichtung 21 zum Öffnen ang esteu ert.
Innerhalb des Zeitfensters T erfolgt eine Plausibilitätskontrolle, um ein fälschliches Öffnen der Kupplungseinrichtung 21 bei einem fehlerhaft erkannten Verstellwunsch gegebenenfalls zu revidieren und die Kupplungseinrichtung 21 wiederum zu schließen. Die Plausibilitätskontrolle erfolgt beispielsweise dadurch, dass der Trend des Sensorsignals S in dem Zeitfenster T ausgewertet und zudem das Sensorsignal S statistisch untersucht wird.
So kann zum Zwecke der Trendanalyse beispielsweise die Steigung des Sensorsignals S analysiert werden. Ändert sich zum Beispiel das Vorzeichen der Steigung nicht, deutet dies auf einen geführten Verstellvorgang und somit einen richtig erkannten Verstellwunsch hin.
Auch ohne Vorzeichenwechsel (Trend wird fortgesetzt) kann gegebenenfalls ein Fehlauslösen vorliegen. So kann charakteristisch für eine geführte Bewegung sein, dass der Signaltrend (steigend = Bewegung in Richtung Offen, fallend = Bewegung in Richtung geschlossen) innerhalb des Zeitfensters mindestens um einen gewissen Betrag fortgesetzt wird: $| (Endwert - Startwert) | > = Schwellwert$
Ist dieses Kriterium nicht erfüllt, kann dies auf eine Fehlauslösung hindeuten.
Zum Zwecke der statistischen Analyse kann ein Maß für die Varianz des Sensorsignals S innerhalb des Zeitfensters T bestimmt werden, zum Beispiel der Spitzen-zu-Spitzen-Werft, entsprechend der Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum. Liegt das Maß für die Varianz innerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs, kann dies darauf hindeuten, dass tatsächlich kein Verstellwunsch vorliegt. Heuristisch hat sich gezeigt, dass eine sehr kleine Varianz oder eine sehr große Varianz hingegen auf eine geführte Bewegung und somit einen Verstellwunsch hindeuten.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 4 ausgebildet, die Kupplungseinrichtung 21 nur dann zum erneuten Schließen anzusteuern, wenn zwei notwendige Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind. So kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Kupplungseinrichtung 21 nur dann zum erneuten Schließen angesteuert wird, wenn der Betrag der Signaländerung des Sensorsignals S innerhalb des Zeitfensters T unterhalb einer vorbestimmten Schwelle (gemäß dem oben angegebenen Kriterium) liegt und zudem die Varianz des Sensorsignals S in dem Zeitfenster T innerhalb eines vorbestimmten Fensters liegt.
Bei dem Sensorsignal S gemäß 7 ändert sich das Vorzeichen der Steigung innerhalb des Zeitfensters T nicht. Entsprechend wird davon ausgegangen, dass in der Tat ein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt, und die Kupplungseinrichtung 21 verbleibt in ihrem geöffneten Zustand.
Bei dem Verlauf des Sensorsignals S gemäß 8 ändert sich das Vorzeichen der Steigung des Sensorsignals S innerhalb des Zeitfensters T (der Sensorsignal S ist zum Zeitpunkt T1 größer als zum Zeitpunkt T2). Die Varianz des Sensorsignals S im Zeitfenster T ist jedoch vergleichsweise klein (und liegt beispielsweise unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts), sodass aus diesem Grund keine Ansteuerung der Kupplungseinrichtung 21 zum erneuten Schließen erfolgt. Die Kupplungseinrichtung 21 verbleibt in dem entkuppelnden, zweiten Zustand.
Bei dem Beispiel gemäß 9 weist das Sensorsignal S innerhalb des Zeitfensters T zum einen einen Vorzeichenwechsel in seiner Steigung auf. Die zu Beginn des Zeitfensters T positive Steigung ist am Ende des Zeitfensters T negativ. Entsprechend ist das Sensorsignal S zu Beginn des Zeitfensters T zum Zeitpunkt T1 größer als am Ende des Zeitfensters T zum Zeitpunkt T2. Zudem liegt die Varianz des Sensorsignals S innerhalb eines vorbestimmten Fensters, sodass auch die zweite Bedingung erfüllt ist. Entsprechend steuert die Steuereinrichtung 4 die Kupplungseinrichtung 21 zum erneuten Schließen an (Ansteuersignal A4), und nach erneutem Überführen der Kupplungseinrichtung 21 in den kuppelnden, ersten Zustand wird die Kupplungseinrichtung 21 in diesem Zustand gehalten und die Fahrzeugtür 11 somit festgestellt (Ansteuersignal A5).
Nach Erkennen eines Verstellwunsches erfolgt somit anhand einer Analyse des Sensorsignals S in dem Zeitfenster T eine Plausibilitätskontrolle. Wird erkannt, dass in der Tat kein Verstellwunsch vorliegt, weil keine definiert geführte Bewegung eines Nutzers erkennbar ist, wird die Kupplungseinrichtung 21 zurück in ihrem kuppelnden, ersten Zustand geschaltet.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
Ein Türantrieb kann insbesondere auch eine andere Verstellmechanik aufweisen, beispielsweise indem der Antriebsmotor über einen Ritzeleingriff mit einem Übertragungselement zusammenwirkt. Der Türantrieb kann alternativ z.B. aber auch als Spindelantrieb ausgebildet sein, bei dem z.B. eine Spindel verdreht wird und mit einer Spindelmutter in Eingriff steht, sodass durch die Drehbewegung der Spindel die Spindelmutter entlang der Spindel verstellt wird.
Bei einer reinen Feststellvorrichtung kann auf einen Antriebsmotor grundsätzlich auch verzichtet werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Feststehender Abschnitt (Fahrzeugkarosserie)
100: Fahrzeugöffnung
11: Fahrzeugtür
110: Türinnenraum
111: Türgelenk
112: Türmodul
113: Abschnitt
2: Kraftübertragungseinrichtung
20: Übertragungselement (Fangband)
200, 201: Ende
202: Gelenk
21: Kupplungseinrichtung
210: Stellantrieb
22: Antriebsmotor
220: Motorwelle
23: Antriebselement
24: Kopplungselement (Zugseil)
240, 241: Ende
242: Spanneinrichtung
25: Getriebe
26: Welle
27: Sensoreinrichtung
270: Stirnrad
271: Ritzelgetriebe
272: Rad
273: Sensor
28: Türmodul
29: Anbringungseinrichtung
30: Sensoreinrichtung
4: Steuereinrichtung
A: Ansteuersignal
O: Öffnungsrichtung
S: Sensorsignal
T: Zeitfenster
T1, T2: Zeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102015215627 A1 [0004]
WO 2014/090222 A1 [0006]

Claims

Fahrzeugtüranordnung, mit - einer verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordneten Fahrzeugtür (11), - einer Kraftübertragungseinrichtung (2) zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür (11) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10), aufweisend ein Übertragungselement (20) zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10), um die Fahrzeugtür (11) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (10) zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) zu halten, und eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung (21), die in einem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10) über das Übertragungselement (20) herstellt und in einem entkuppelnden, zweiten Zustand den Kraftfluss öffnet, und - einer Steuereinrichtung (4) zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung (2), gekennzeichnet durch zumindest eine Sensoreinrichtung (27, 30) zum Erzeugen eines Sensorsignals (S), das eine Bewegung der Fahrzeugtür (11) anzeigt, wobei die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, das Sensorsignal (S) auszuwerten, um in Abhängigkeit von dem Sensorsignal (S) einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen und in Abhängigkeit von der Auswertung die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand für ein Verstellen der Fahrzeugtür (11) anzusteuern, wobei die Steuereinrichtung (4) weiter ausgebildet ist, das Sensorsignal (S) innerhalb eines Zeitfensters (T) nach Beginn der Ansteuerung der Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand auszuwerten, um in Abhängigkeit von der Auswertung des Sensorsignals (S) in dem Zeitfenster (T) die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern.
Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (21) in einer Haltestellung der Fahrzeugtür (11) in dem kuppelnden, ersten Zustand ist, um die Fahrzeugtür (11) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) festzustellen.
Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, das Sensorsignal (S) hinsichtlich des Vorliegens einer ersten notwendigen Bedingung und einer von der ersten notwendigen Bedingung unterschiedlichen, zweiten notwendigen Bedingung auszuwerten und die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern, wenn die erste notwendige Bedingung und die zweite notwendige Bedingung erfüllt sind.
Fahrzeugtüranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, in dem Zeitfenster (T) einen Trend des Sensorsignals (S) auszuwerten.
Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern, wenn und nur wenn der Trend des Sensorsignals (S) in dem Zeitfenster (T) um mehr als einen Schwellwert von einem erwarteten Trend abweicht.
Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, (T) eine für die Varianz des Sensorsignals (S) in dem Zeitfenster (T) indikative Größe auszuwerten.
Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern, wenn und nur wenn die für die Varianz des Sensorsignals (S) in dem Zeitfenster (T) indikative Größe einen Schwellwert übersteigt.
Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (2) einen Antriebsmotor (22) zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür (11) aufweist.
Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (22) ortsfest an der Fahrzeugtür (11) angeordnet und das Übertragungselement (20) gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbunden ist.
Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinrichtung (30) durch einen an der Fahrzeugtür (11) angeordneten Beschleunigungssensor zum Messen einer Beschleunigung an der Fahrzeugtür (11) oder durch einen an der Fahrzeugtür (11) angeordneten Gyrosensor zum Messen einer Winkelgeschwindigkeit an der Fahrzeugtür (11) ausgebildet ist.
Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sensoreinrichtung (30) in Form des Beschleunigungssensors oder des Gyrosensors auf einem Türmodul (112) der Fahrzeugtür (11) angeordnet ist oder in die ortsfest an der Fahrzeugtür (11) angeordnete Steuereinrichtung (4) integriert ist.
Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (2) eine Welle (26) aufweist, die zur Kraftübertragung mit dem Übertragungselement (20) gekoppelt ist
Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Sensoreinrichtung (27) durch einen Positionssensor zur Detektion der Winkelstellung der Welle (26) ausgebildet ist.
Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (26) drehfest mit einem Abtriebselement (23) verbunden ist, das über ein flexibles, zur Übertragung von Zugkräften ausgebildetes Kopplungselement (24) mit dem Übertragungselement (20) gekoppelt ist.
Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung, die - eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordnete Fahrzeugtür (11), - eine Kraftübertragungseinrichtung (2) zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür (11) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10), aufweisend ein Übertragungselement (20) zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10), um die Fahrzeugtür (11) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (10) zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) zu halten, und eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung (21), die in einem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10) über das Übertragungselement (20) herstellt und in einem entkuppelnden, zweiten Zustand den Kraftfluss öffnet, und - eine Steuereinrichtung (4) zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest eine Sensoreinrichtung (27, 30) ein Sensorsignal (S) erzeugt, das eine Bewegung der Fahrzeugtür (11) anzeigt, - die Steuereinrichtung (4) das Sensorsignal (S) auswertet, um in Abhängigkeit von dem Sensorsignal (S) einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen und in Abhängigkeit von der Auswertung die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand für ein Verstellen der Fahrzeugtür (11) anzusteuern, und - die Steuereinrichtung (4) das Sensorsignal (S) innerhalb eines Zeitfensters (T) nach Beginn der Ansteuerung der Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand auswertet, um in Abhängigkeit von der Auswertung des Sensorsignals (S) in dem Zeitfenster (T) die Kupplungseinrichtung (21) zum Überführen aus dem entkuppelnden, zweiten Zustand in den kuppelnden, ersten Zustand anzusteuern.