DE102018108078A1

DE102018108078A1 - Elektrisches fahrzeugtürsystem

Info

Publication number: DE102018108078A1
Application number: DE102018108078.6A
Authority: DE
Inventors: Howard Paul Tsvi Linden; Onoyom Essien EKANEM; Jevon Xiao; Christopher Matthew Radjewski; Muhammad Omer Khan
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2018-10-11
Also published as: US10344519B2; CN108729793A; CN108729793B; US20180291666A1

Abstract

Ein elektrisches Türsystem für ein Fahrzeug schließt Folgendes ein: eine Tür, die mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist, einen Türaktor, umfassend eine Kupplung und ein Bremssystem und angepasst, um die Tür zwischen einer Vielzahl geöffneter Stellungen und einer vollständig geschlossenen Stellung zu verschieben, und ein Steuersystem, das konfiguriert ist, um die Kupplung bei der Bestimmung eines manuellen Türöffnungs- oder - schließbetriebs auszukuppeln. Das Steuersystem ist ferner konfiguriert, um das Bremssystem bei einer Bestimmung, dass der manuelle Türschließbetrieb eine Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, zu betätigen. Das Steuersystem ist ferner konfiguriert, um zu veranlassen, dass das Bremssystem den manuellen Türschließbetrieb, der die Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, in einem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie stoppt, um die Kupplung wieder einzukuppeln, und um eine elektrische Cinch-Funktion zu betätigen, um die Tür in die vollständig geschlossene Stellung zu verschieben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen elektrische Türen für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft diese Offenbarung ein elektrisches Türsystem, das einen gleichmäßigen Übergang zwischen elektrischen und manuellen Betriebsmodi ermöglicht, und welches ferner konfiguriert ist, um einen detektierten Zustand eines „zu schnellen Zuschlagens“ einer Tür zu kompensieren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Es ist bekannt, dass Fahrzeugtüren mit elektrischen Mechanismen ausgestattet werden, die ein automatisches Öffnen/Schließen und Verriegeln/Entriegeln ermöglichen. Derartige Mechanismen sind besonders für sehr junge, beeinträchtigte oder behinderte Individuen von erheblichem Nutzen. Elektrische Türen halten üblicherweise eine manuelle Betriebsfunktion bereit, das heißt, sie können manuell sowie durch die elektrischen Mechanismen geöffnet/geschlossen werden. Jedoch sind elektrische Mechanismen oftmals nicht dazu in der Lage, einen gleichmäßigen Übergang zwischen einer elektrischen Funktion und einer manuellen Funktion zu schaffen. Dies kann besonders während einer übermäßig schnellen Türschließaktion, d. h. einem Zustand eines „zu schnellen Zuschlagens“ einer Tür zutreffen. Wenn ein Benutzer versucht, eine Tür manuell zuzuschlagen, wobei der elektrische Mechanismus betätigt ist, können Schäden an dem Mechanismus auftreten.
Es wurde dementsprechend in der Technik ein Bedarf für Verbesserungen an elektrischen Türmechanismen identifiziert.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß den hier beschriebenen Zwecken und Vorteilen wird in einem Aspekt ein elektrisches Türsystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend eine Tür, die mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist, einen Türaktor, umfassend eine Kupplung und ein Bremssystem und angepasst, um die Tür zwischen einer Vielzahl geöffneter Stellungen und einer vollständig geschlossenen Stellung zu verschieben, und ein Steuersystem, das konfiguriert ist, um die Kupplung bei der Bestimmung eines manuellen Türöffnungs- oder - schließbetriebs auszukuppeln. In Ausführungsformen ist die Kupplung eine elektromagnetische Kupplung und das Bremssystem ist ein elektromagnetisches Bremssystem. Der Türaktor kann einen Motor umfassen, der der mit einem Fangband wirkverbunden ist, wobei die Kupplung zwischen dem Motor und dem Fangband angeordnet ist und das Bremssystem in einem Gehäuse für den Motor angeordnet ist. Das elektrische Türsystem kann ferner eine elektrische Cinch-Funktion umfassen.
In Ausführungsformen umfasst das Steuersystem mindestens ein Karosseriesteuermodul und ein oder mehrere elektronische Steuermodule. Das Steuersystem kann konfiguriert sein, um das Bremssystem bei einer Bestimmung, dass der manuelle Türschließbetrieb eine Schwellentürschließgeschwindigkeit oder -kraft übersteigt, zu betätigen. Das Steuersystem kann ferner konfiguriert sein, um zu veranlassen, dass das Bremssystem den manuellen Türschließbetrieb, der die Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, in einem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie stoppt, um die Kupplung wieder einzukuppeln, und um die elektrische Cinch-Funktion zu betätigen, um die Tür in die vollständig geschlossene Stellung zu verschieben.
In Ausführungsformen können ein oder mehrere Näherungssensoren, die mit dem Steuersystem kommunizieren, mit der Tür assoziiert sein. Ferner können ein oder mehrere Positionssensoren, die mit dem Steuersystem kommunizieren, mit der Tür assoziiert sein. In Ausführungsformen ist das Steuersystem konfiguriert, um einen Befehl zum Verriegeln/Entriegeln und/oder Öffnen/Schließen einer Tür zu empfangen, der von einem oder mehreren Schaltern, die in einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs angeordnet sind, einem oder mehreren Türgriffsensoren, die einen manuellen Betrieb eines Griffs der Tür detektieren, und einer oder mehreren äußeren Fahrzeugvorrichtungen empfangen wird.
In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Türsystems für ein Fahrzeug, im Wesentlichen wie zuvor beschrieben, beschrieben. Das Verfahren umfasst, durch das Steuersystem, Empfangen einer Eingabe, die für einen manuellen Türöffnungs- oder -schließbetrieb bezeichnend ist und durch das Steuersystem, Auskuppeln der elektromagnetischen Kupplung. Das Verfahren umfasst das Betätigen des elektromagnetischen Bremssystems bei einer Bestimmung durch das Steuersystem, dass der manuelle Türschließbetrieb eine Schwellentürschließgeschwindigkeit oder -kraft übersteigt. Das Verfahren umfasst ferner, durch das Steuersystem, Veranlassen, dass das elektromagnetische Bremssystem den manuellen Türschließbetrieb, der die Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, in einem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie stoppt, um die elektromagnetische Kupplung wieder einzukuppeln, und um die elektrische Cinch-Funktion zu betätigen, um die Tür in die vollständig geschlossene Stellung zu verschieben.
In Ausführungsformen umfasst das Verfahren das Bestimmen, dass der manuelle Türschließbetrieb eine Schwellentürschließgeschwindigkeit oder -kraft übersteigt, durch einen oder mehrere Positionssensoren, die mit der Tür assoziiert sind. Das Verfahren kann ferner das Konfigurieren des Steuersystems einschließen, um einen Befehl zum Verriegeln/Entriegeln und/oder Öffnen/Schließen einer Tür zu empfangen, der von einem oder mehreren Schaltern, die in einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs angeordnet sind, einem oder mehreren Türgriffsensoren, die einen manuellen Betrieb eines Griffs der Tür detektieren, und einer oder mehreren äußeren Fahrzeugvorrichtungen empfangen wird.
In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsformen des offenbarten elektrischen Türsystems und zugehöriger Verfahren gezeigt und beschrieben. Es sollte angemerkt werden, dass die Systeme und Verfahren zu anderen, unterschiedlichen Ausführungsformen in der Lage sind und ihre mehreren Details zur Modifikation in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten in der Lage sind, ohne jeweils von den Vorrichtungen und Verfahren, wie in den folgenden Patentansprüchen dargelegt und beschrieben, abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen ihrem Wesen nach als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
Figurenliste
Die beigefügten, hierin aufgenommenen und einen Teil der Patentschrift bildenden Zeichnungsfiguren veranschaulichen mehrere Aspekte des offenbarten elektrischen Türsystems und zugehöriger Verfahren und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien davon zu erläutern. In der Zeichnung gilt:

1 zeigt ein Fahrzeug, das mit einem Zentralverriegelungssystem ausgestattet ist, gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 bildet in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren für einen Öffnungsbetrieb eines elektrischen Türsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ab;
3 bildet in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren für einen manuellen Öffnungsbetrieb eines elektrischen Türsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ab;
4 bildet in Form eines Ablaufdiagramms eine alternative Ausführungsform eines Verfahrens für einen Öffnungsbetrieb eines elektrischen Türsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ab;
5 bildet in Form eines Ablaufdiagramms eine alternative Ausführungsform eines manuellen Öffnungsbetriebs eines elektrischen Türsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ab;
6 bildet in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren für einen Schließbetrieb eines elektrischen Türsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ab; und
7 bildet in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren für einen manuellen Schließbetrieb eines elektrischen Türsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ab.

Nachstehend erfolgt eine ausführliche Bezugnahme auf Ausführungsformen des offenbarten elektrischen Türsystems und zugehöriger Verfahren, von welchen Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren veranschaulicht sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Vorläufig ist die vorliegende Offenbarung auf ein elektrisches Türsystem gerichtet, das in Verbindung mit einer elektrisch betriebenen, sich an einem Fahrzeug vorn oder hinten öffnenden schwingenden Drehflügeltür, wie in 1 gezeigt, verwendet wird. Jedoch versteht es sich für einen Fachmann ohne Weiteres, dass das beschriebene System problemlos an eine beliebige elektrisch betriebene Tür oder ein beliebiges elektrisch betriebenes Schließelement, einschließend unter anderem Schiebetüren, am Dach angelenkte am Fahrzeug nach oben und unten fahrende oder „Flügel“-Fahrzeugtüren, Heckklappen, Hecktüren und andere, angepasst werden kann. Dementsprechend sollte die vorliegende Beschreibung in dieser Hinsicht nicht als einschränkend betrachtet werden.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 100 gezeigt, einschließend ein elektrisches Türsystem 102 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeug 100 schließt eine angelenkte Tür 104 ein, die eine Sperrbaugruppe 105 aufweist und an der Fahrzeugkarosserie 106 durch mindestens ein Gelenk 108 befestigt ist, und schließt ferner einen Türaktor 110 ein. Wie in dem Einsatz gezeigt, schließt der Türaktor 110 eine Kupplung 112 und ein Bremssystem 114 ein, welches, wie beschrieben wird, dazu angepasst ist, die Tür 104 zwischen einer vollständig geschlossenen Stellung und einer Vielzahl geöffneter Stellungen zu verschieben. Der Türaktor 110 schließt ferner ein Fangband 116 ein. Es wird eine beliebige geeignete Ausgestaltung des Fangbands 116 in Betracht gezogen. Jedoch wird in der abgebildeten Ausführungsform ein glattes oder „unendliches“ Fangband 116 verwendet, welches, wie es sich versteht, eine nahezu unendliche Anzahl von Stellungen oder Anschlägen zwischen einer vollständig geschlossenen Stellung einer Tür 104 und einer vollständig geöffneten Stellung einer Tür ermöglicht.
In der abgebildeten Ausführungsform ist die Kupplung 112 eine elektromagnetische Kupplung und das Bremssystem 114 ist ebenfalls eine elektromagnetische Bremse. Jedoch sind andere Ausgestaltungen einer Kupplung und/oder Bremse in der Technik bekannt, und werden zur Verwendung hierin in Betracht gezogen. Wie gezeigt, ist die elektromagnetische Kupplung 112 zwischen dem Fangband 116 und einem Türaktormotor 118 angeordnet, und durch ihre Verwendung kann der Motor für einen manuellen Betrieb der Tür 104 von dem Fangband ausgekuppelt werden.
Die Welle 120 des Türaktormotors 118 schließt einen oberen Arm 122 ein. In der abgebildeten Ausführungsform umfasst das Bremssystem 114 einen ersten Elektromagnet 124, der an dem oberen Arm 122 der Welle 120 des Motors 118 montiert ist, und einen zweiten Elektromagnet 126, der an einem Gehäuse 128 für den Motor 118 montiert ist. Es versteht sich, dass durch das Speisen der Magneten 124, 126 ein Magnetfeld erzeugt wird, welches eine Drehung der Welle des Motors 118 verlangsamt, wobei es als Bremse wirkt.
Der Türaktormotor 118 schließt ferner einen oder mehrere Positionssensoren 130 ein, die an dem oberen Arm 122 befestigt sind. In der abgebildeten Ausführungsform sind die Positionssensoren 130 Hall-Effekt-Sensoren mit bekannter Ausgestaltung, die dazu in der Lage sind, eine Position und dadurch eine Drehgeschwindigkeit des oberen Arms 122 der Motorwelle zu bestimmen. Es versteht sich, dass dies das Bestimmen einer Geschwindigkeit des Öffnens/Schließens der Tür 104 ermöglicht, wodurch, wie nachfolgend beschrieben, das Detektieren und Korrigieren eines Zustands eines übermäßig schnellen Schließens oder „zu schnellen Zuschlagens“ einer Tür ermöglicht wird.
Das elektrische Türsystem 102 schließt ferner ein Steuersystem 132 ein, welches in der abgebildeten Ausführungsform einem Karosseriesteuermodul 134 entspricht, das mit einer elektronischen Steuereinheit 136 einer Tür in operativer Kommunikation steht. Zusätzlich dazu, dass es mit den Komponenten des zuvor beschriebenen Türaktors 110 in operativer Kommunikation steht, steht das Steuersystem 132 mit einer Vielzahl von Sensoren in operativer Kommunikation. Diese können verschiedenartig einen oder mehrere Näherungssensoren 138 einschließen, die mit Abschnitten der Tür 104, wie etwa einem Seitenspiegel 140 oder einem äußeren Türgriff 142, assoziiert sind. In Ausführungsformen wird die Verwendung von Ultraschallnäherungssensoren 138 in Betracht gezogen, obwohl andere geeignete Näherungssensoren in der Technik bekannt sind und zur Verwendung hierin in Betracht gezogen werden.
Das Steuersystem 132 kann außerdem mit einer Vielzahl von Türbetätigungsvorrichtungen, einschließend unter anderem an einer Tür montierte Schalter 144, innere Türgriffe 146 und andere, in operativer Kommunikation stehen. Es wird ein elektrisches Cinch-Türsystem bereitgestellt, um eine Funktion zum „sanften Schließen“ für das elektrische Türsystem 102 zu ermöglichen. Dies kann eine elektrisch betätigte Sperre 148 einschließen, die ebenfalls mit dem Steuersystem 132 in operativer Kommunikation steht.
Es wird ein Betrieb von Komponenten des elektrischen Türsystems 102 durch eine Vielzahl von Vorrichtungen in Betracht gezogen. Dies kann die an einer Tür montierten Schalter 144, die inneren Türgriffe 146 und andere einschließen, auf die zuvor verwiesen wird. Es wird außerdem die Verwendung einer Vielzahl von äußeren Fahrzeugvorrichtungen 150 in Betracht gezogen, die mit den an einer Tür montierten Sensoren 152 kommunizieren. Nicht einschränkende Beispiele für äußere Fahrzeugvorrichtungen 150, welche Funktionen zum Verriegeln/Entriegeln, Sperren/Entsperren und elektrischen Öffnen/Schließen der Tür 104 bewirken können, schließen Schlüssel, Schlüsselanhänger, Passive-Entry/Passive-Start-Vorrichtungen (sogenannte „Smartkeys“), Vorrichtungen, wie etwa Smartphones, die mit einer Telefon-als-Schlüssel-Funktion ausgestattet sind, Tastenfelder, und andere, ein. Die Funktion derartiger Vorrichtungen ist in der Technik wohlbekannt und erfordert hier keine ausführliche Beschreibung.
2 veranschaulicht in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren 200 zum Öffnen eines elektrischen Türsystems 102 in einem elektrischen Modus. In dieser Ausführungsform wurde ein Befehl zum „Öffnen der Tür“ (Schritt 202) von einem Benutzer unter Verwendung eines Schalters 144 bereitgestellt, der in einem Innenraum des Fahrzeugs 100 angeordnet ist, zum Beispiel ein an einer Tür montierter, ein am Armaturenbrett montierter oder ein anderer Schalter. Bei Schritt 204 aktiviert die Tür-ECU 136 den einen oder die mehreren Näherungssensoren 138, die an der zu öffnenden Tür 104 angeordnet sind. Bei Schritt 206 senden der eine oder die mehreren Näherungssensoren 138 Eingaben zu der Tür-ECU 136, die für das Vorhandensein und/oder den Abstand eines potenziellen Hindernisses in Bezug auf das Öffnen der Tür 104 bezeichnend sind. Aus diesen Eingaben bestimmt die Tür-ECU 136, ob das Öffnen der Tür 104 sicher ist oder nicht (Schritt 208), d. h., ob ein Hindernis (nicht gezeigt) innerhalb eines Detektionsradius detektiert wurde, der einen Bewegungsverlauf eines Abschnitts der Tür 104 von der vollständig geschlossenen in die vollständig geöffnete Stellung umschließt. Wenn ein Hindernis detektiert wird, veranlasst das BCM 134, dass die Tür-ECU 136 die Tür 104 in der geschlossenen Stellung zurückhält (Schritt 210).
Wenn kein Hindernis detektiert wird, veranlasst das BCU, dass die Tür-ECU 136 die elektrische Türsperre 148 entriegelt/entsperrt (Schritt 212). Als nächstes aktiviert die Tür-ECU 136 bei Schritt 214 den elektrischen Türmotor 118/das elektrische Fangband 116, und bestimmt bei Schritt 216 den Status der elektromagnetischen Kupplung 112. Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 ausgekuppelt ist, kuppelt sie die Tür-ECU 136 bei Schritt 218 ein. Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 eingekuppelt ist, betätigt die Tür-ECU bei Schritt 220 den Motor 118, um das elektrische Fangband 116 zu verlängern, um die Tür 104 in eine vollständig geöffnete Stellung zu öffnen. Wenn an einem Punkt während des Öffnens der Tür 104 ein Hindernis detektiert wird (Schritt 222), betätigt die ECU das Bremssystem 114, um zu verhindern, dass sich die Tür weiter öffnet (Schritt 224). Wenn nicht, öffnet sich die Tür 104 in die vollständig geöffnete Stellung (Schritt 226).
3 veranschaulicht in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren 300 zum manuellen Öffnen eines elektrischen Türsystems 102. Bei Schritt 302 öffnet ein Benutzer 104 die Tür manuell, wie etwa durch einen inneren Freigabegriff 146. Als nächstes bestimmt die Tür-ECU den Status der elektromagnetischen Kupplung 112 (Schritt 304). Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 eingekuppelt ist, kuppelt die Tür-ECU bei Schritt 306 die elektromagnetische Kupplung aus, um den elektrischen Motor 118/das elektrische Fangband 116 zu überbrücken. Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 ausgekuppelt ist, wird der manuelle Öffnungsvorgang der Tür 104 fortgesetzt (Schritt 308). Es versteht sich, dass durch diese Schritte 304, 306 zum Bestimmen des Status einer elektromagnetischen Kupplung 112 und bei Bedarf zum Auskuppeln der Kupplung ein gleichmäßiger Übergang zwischen einem elektrischen Betriebsmodus und einem manuellen Betriebsmodus für das elektrische Türsystem 102 gewährleistet wird.
4 veranschaulicht in Form eines Ablaufdiagramms eine Ausführungsform eines Verfahrens 400 zum Öffnen eines verriegelten elektrischen Türsystems 102 in einem elektrischen Modus. Bei Schritt 402 wird ein Entriegelungsbefehl von einer äußeren Fahrzeugvorrichtung 150, wie zuvor beschrieben, bereitgestellt. Bei Schritt 404 authentifiziert das BCM 134 die äußere Fahrzeugvorrichtung 150, um zu gewährleisten, dass kein unerlaubter Zugang angestrebt wird. Wenn die äußere Fahrzeugvorrichtung 150 nicht authentifiziert wird, d. h., dass das abgegebene Signal nicht von einer autorisierten Vorrichtung kommt, der eingegebene Passkey nicht korrekt ist usw., behält das BCM 134 bei Schritt 406 den verriegelten Status der Tür 104 bei. Wenn die äußere Fahrzeugvorrichtung 150 autorisiert/authentifiziert wird, veranlasst das BCM 134 bei Schritt 408, dass die Tür-ECU 136 die Tür 104 entriegelt. Als nächstes wird bei Schritt 410 eine Befehlseingabe zum „elektrischen Öffnen“ von der äußeren Fahrzeugvorrichtung 150 ausgegeben. Von diesem Schritt an wird das Verfahren im Wesentlichen, wie zuvor für 2, Schritte 204 f. beschrieben, fortgesetzt.
5 veranschaulicht in Form eines Ablaufdiagramms eine alternative Ausführungsform eines Verfahrens 500 zum manuellen Öffnen eines elektrischen Türsystems 102. Bei Schritt 502 wird ein Entriegelungsbefehl von einer äußeren Fahrzeugvorrichtung 150, wie zuvor beschrieben, bereitgestellt. Bei Schritt 504 authentifiziert das BCM 134 die äußere Fahrzeugvorrichtung 150, um zu gewährleisten, dass kein unerlaubter Zugang angestrebt wird. Wenn die äußere Fahrzeugvorrichtung 150 nicht authentifiziert wird, d. h., dass das abgegebene Signal nicht von einer autorisierten Vorrichtung kommt, der eingegebene Passkey nicht korrekt ist usw., behält das BCM 134 bei Schritt 506 den verriegelten Status der Tür 104 bei. Wenn die äußere Fahrzeugvorrichtung 150 autorisiert/authentifiziert wird, veranlasst das BCM 134 bei Schritt 508, dass die Tür-ECU 136 die Tür 104 entriegelt. Bei Schritt 510 betätigt ein Benutzer manuell einen äußeren Türgriff 142, um die Tür manuell zu öffnen. Die Tür-ECU 136 bestimmt den Status der elektromagnetischen Kupplung 112 (Schritt 512). Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 eingekuppelt ist, kuppelt die Tür-ECU 136 bei Schritt 514 die elektromagnetische Kupplung aus, um den elektrischen Türmotor 118/das elektrische Fangband 116 zu überbrücken. Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 ausgekuppelt ist, wird der manuelle Öffnungsvorgang der Tür 104 fortgesetzt (Schritt 516). Erneut wird dadurch ein gleichmäßiger Übergang zwischen einem elektrischen Betriebsmodus und einem manuellen Betriebsmodus für das elektrische Türsystem 102 gewährleistet.
6 veranschaulicht in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren 600 zum Schließen eines elektrischen Türsystems von einer vollständig geöffneten Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung in einem elektrischen Modus. Bei Schritt 602 wird eine Eingabe zum „Schließen der Tür“ von einem inneren Fahrzeugschalter 144 oder einer äußeren Fahrzeugvorrichtung 150 empfangen. Bei Schritt 604 bestimmt die Tür-ECU 136 den Status der elektromagnetischen Kupplung 112. Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 ausgekuppelt ist, kuppelt die Tür-ECU 136 bei Schritt 606 die elektromagnetische Kupplung ein, um einen Betrieb der Tür 104 durch den elektrischen Türmotor 118/das elektrische Fangband 116 zu ermöglichen. Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 eingekuppelt ist, wird der manuelle Öffnungsvorgang der Tür 104 fortgesetzt (Schritt 608), indem der Motor 118 betätigt wird, um zu veranlassen, dass das elektrische Fangband 116 die Tür zu einem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie 106 schließt.
Wenn durch den Positionssensor 130 bestimmt wird, dass sich die Tür 104 in dem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie 106 befindet, wird eine Funktion zum „sanften Schließen“ von dem BCM 134 initiiert (Schritt 610). Diese Funktion zum „sanften Schließen“, wie in der Technik bekannt, umfasst das Verringern einer Schließgeschwindigkeit der Tür 104 (Schritt 612). Dies kann durch eine Vielzahl von Mitteln erreicht werden, einschließend unter anderem das Verringern einer Spannung, die dem Motor 118 zugeführt wird, zum Beispiel durch einen Pulsweitenmodulator (PWM). Wenn die Tür 104 zu einem nächsten beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie 106 geschlossen wird, wird eine elektrische Cinch-Funktion von der Tür-ECU 136, gesteuert durch das BCM 134, betätigt (Schritt 614). Der elektrische Türmotor 118/das elektrische Fangband 116 bringt die Tür 104 in eine endgültige, vollständig geschlossene Stellung, und die elektrische Türsperre 148 wird von der Tür-ECU 136, gesteuert durch das BCM 134, betätigt (Schritt 616).
7 veranschaulicht in Form eines Ablaufdiagramms ein Verfahren 700 zum manuellen Schließen eines elektrischen Türsystems 102 von einer vollständig geöffneten Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung, einschließend Verfahren zum Kompensieren eines Zustands eines „zu schnellen Zuschlagens“ einer Tür, d. h. einer Schließaktion für die Tür 104 mit einer Geschwindigkeit oder Kraft, mit der möglicherweise Verletzungen eines Insassen oder Schäden an der Tür riskiert werden, für den Fall, dass ein Hindernis im Weg der sich schließenden Tür platziert ist. Bei Schritt 702 greift ein Benutzer manuell nach einem Abschnitt der Tür 104 und initiiert das Schließen. Als nächstes bestimmt die Tür-ECU 136 den Status der elektromagnetischen Kupplung 112 (Schritt 704). Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 eingekuppelt ist, kuppelt die Tür-ECU 136 bei Schritt 706 die elektromagnetische Kupplung aus, um den elektrischen Türmotor 118/das elektrische Fangband 116 zu überbrücken. Wenn die elektromagnetische Kupplung 112 ausgekuppelt ist, wird der manuelle Öffnungsvorgang der Tür 104 fortgesetzt (Schritt 708).
Als nächstes wird bei Schritt 710 eine Schließgeschwindigkeit/-kraft der Tür 104 bestimmt. Dies kann als eine Eingabe für das BCM 134 von dem Positionssensor 130 bereitgestellt werden. Die Eingabe ist für die Geschwindigkeit oder Kraft bezeichnend, mit welcher der Benutzer die Tür 104 schließt. Eine Schließgeschwindigkeit/-kraft, die kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, wird als ein normales manuelles Schließen ausgelegt, und das manuelle Schließen wird fortgesetzt (Schritt 712). In einer möglichen Ausführungsform stellt eine Schließgeschwindigkeit/-kraft von 0,25 m/s den gewünschten Schwellenwert bereit. Jedoch versteht es sich ohne Weiteres, dass dieser Wert gemäß der Größe, des Gewichts der Tür 104 und anderer Faktoren variieren kann. Bei Schritt 712 wird, wenn von dem Positionssensor 130 bestimmt wird, dass sich die Tür 104 in dem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie 106 befindet, die Funktion zum „sanften Schließen“, wie zuvor für 6, beginnend bei Schritt 610, beschrieben, fortgesetzt und die Tür wird, wie beschrieben, geschlossen/gesperrt (Schritte 712-718).
Andererseits, wenn bestimmt wird, dass die Schließgeschwindigkeit/-kraft der Tür 104 dem vorbestimmten Schwellenwert entspricht oder diesen übersteigt, veranlasst die Tür-ECU 136, gesteuert durch das BCM 134, dass das Bremssystem 114 betätigt wird, um die Schließgeschwindigkeit/-kraft der Tür zu verringern, bis die Tür den vorbestimmten Abstand von der Fahrzeugkarosserie 106 erreicht (Schritt 720). Bei dem vorbestimmten Abstand wird die Schließgeschwindigkeit der Tür 104 verringert und die elektromagnetische Kupplung 112 wird von der Tür-ECU 136, gesteuert durch das BCM 134, eingekuppelt (Schritt 722). Erneut kann die Schließgeschwindigkeit/-kraft der Tür 104 verringert werden, indem eine Spannung verringert wird, die dem Motor 118 zugeführt wird, zum Beispiel durch einen Pulsweitenmodulator (PWM). Wenn die Tür 104 zu einem nächsten beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie 106 geschlossen wird, wird die elektrische Cinch-Funktion, wie zuvor beschrieben, von der Tür-ECU 136, gesteuert durch das BCM 134, betätigt (Schritt 724). Die elektrische Cinch-Funktion bringt die Tür 104 in eine endgültige, vollständig geschlossene Stellung, und die elektrische Türsperre 148 wird von der Tür-ECU 136, gesteuert durch das BCM 134, betätigt (Schritt 726). Demnach, auch wenn der Benutzer hinsichtlich der Menge an Kraft zu enthusiastisch ist, die angewendet wird, um die Tür 104 zu schließen, findet ein tatsächliches Zuschlagen der Tür nicht statt.
Es versteht sich, dass durch diese Schritte zum Bestätigen der Auskupplung oder des Auskuppelns der elektromagnetischen Kupplung 112 (Schritt 704) und der Verwendung des Bremssystems 114 (Schritt 720) geschmeidige Übergänge zwischen den zuvor beschriebenen manuellen Modi und den elektrischen Modi möglich sind, wodurch das Risiko von Schäden an der elektromagnetischen Kupplung, besonders bei einem Zustand eines „zu schnellen Zuschlagens“ einer Tür 104, verringert wird. Im Gegenzug werden durch das Beseitigen der Möglichkeit des Zuschlagens einer Tür die akustischen Eigenschaften und die Benutzerzufriedenheit verbessert.
Naheliegende Modifikationen und Variationen sind angesichts der vorstehenden Lehren möglich. Zum Beispiel werden die beschriebenen Systeme und Verfahren bequem mithilfe des beschriebenen Steuersystems umgesetzt, das mit einer elektromagnetischen Kupplung und einem elektromagnetischen Bremssystem, wie beschrieben, kommuniziert bzw. diese steuert. Jedoch sind alternative Ausgestaltungen einer Kupplung und eines Bremssystems bekannt, und werden zur Verwendung hierin in Betracht gezogen. Alle derartigen Modifikationen und Variationen befinden sich innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Patentansprüche, wenn diese entsprechend der Breite ausgelegt werden, zu der sie nach Recht, Gesetz und Billigkeit berechtigt sind.

Claims

Elektrisches Türsystem für ein Fahrzeug, umfassend: eine Tür, die mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist; einen Türaktor, umfassend eine Kupplung und ein Bremssystem und angepasst, um die Tür zwischen einer Vielzahl geöffneter Stellungen und einer vollständig geschlossenen Stellung zu verschieben; und ein Steuersystem, das konfiguriert ist, um die Kupplung bei der Bestimmung eines manuellen Türöffnungs- oder -schließbetriebs auszukuppeln.
System nach Anspruch 1, wobei die Kupplung eine elektromagnetische Kupplung ist und das Bremssystem ein elektromagnetisches Bremssystem ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem ferner konfiguriert ist, um das Bremssystem bei einer Bestimmung, dass der manuelle Türschließbetrieb eine Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, zu betätigen.
System nach einem der Ansprüche 1-3, ferner umfassend eine elektrische Cinch-Funktion.
System nach Anspruch 4, wobei das Steuersystem ferner konfiguriert ist, um zu veranlassen, dass das Bremssystem den manuellen Türschließbetrieb, der die Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, in einem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie stoppt, um die Kupplung wieder einzukuppeln, und um die elektrische Cinch-Funktion zu betätigen, um die Tür in die vollständig geschlossene Stellung zu verschieben.
System nach Anspruch 1, wobei der Türaktor ferner einen Motor umfasst, der mit einem Fangband wirkverbunden ist.
System nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Kupplung zwischen dem Motor und dem Fangband angeordnet ist.
System nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Bremssystem in einem Gehäuse für den Motor angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 1-3, ferner einschließend einen oder mehrere Positionssensoren, die mit der Tür assoziiert sind und mit dem Steuersystem kommunizieren.
System nach einem der Ansprüche 1-3, wobei das Steuersystem konfiguriert ist, um einen Befehl zum Verriegeln/Entriegeln und/oder Öffnen/Schließen einer Tür zu empfangen, der von einem oder mehreren Schaltern, die in einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs angeordnet sind, einem oder mehreren Türgriffsensoren, die einen manuellen Betrieb eines Griffs der Tür detektieren, und einer oder mehreren äußeren Fahrzeugvorrichtungen empfangen wird.
In einem Fahrzeug, das ein elektrisches Türsystem, umfassend eine Tür, die mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist, einen Türaktor, umfassend eine elektromagnetische Kupplung und ein elektromagnetisches Bremssystem und angepasst, um die Tür zwischen einer Vielzahl geöffneter Stellungen und einer vollständig geschlossenen Stellung zu verschieben, eine elektrische Cinch-Funktion, und ein Steuersystem, aufweist, ein Verfahren, umfassend: durch das Steuersystem, Empfangen einer Eingabe, die für einen manuellen Türöffnungs- oder -schließbetrieb bezeichnend ist; und durch das Steuersystem, Auskuppeln der elektromagnetischen Kupplung.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner einschließend das Betätigen des elektromagnetischen Bremssystems bei einer Bestimmung durch das Steuersystem, dass der manuelle Türschließbetrieb eine Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner einschließend, durch das Steuersystem, Veranlassen, dass das elektromagnetische Bremssystem den manuellen Türschließbetrieb, der die Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, in einem beabstandeten Abstand von der Fahrzeugkarosserie stoppt, um die elektromagnetische Kupplung wieder einzukuppeln, und um die elektrische Cinch-Funktion zu betätigen, um die Tür in die vollständig geschlossene Stellung zu verschieben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, einschließend, durch das Steuersystem, Bestimmen, dass der manuelle Türschließbetrieb eine Schwellentürschließgeschwindigkeit übersteigt, durch einen oder mehrere Positionssensoren, die mit der Tür assoziiert sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11-13, ferner einschließend das Konfigurieren des Steuersystems, um einen Befehl zum Verriegeln/Entriegeln und/oder Öffnen/Schließen einer Tür zu empfangen, der von einem oder mehreren Schaltern, die in einer Fahrgastkabine des Fahrzeugs angeordnet sind, einem oder mehreren Türgriffsensoren, die einen manuellen Betrieb eines Griffs der Tür detektieren, und einer oder mehreren äußeren Fahrzeugvorrichtungen empfangen wird.