DE102018218777A1 - Vehicle door arrangement with a sensor device for recognizing an operating request - Google Patents
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Abstract
Eine Fahrzeugtüranordnung umfasst eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordnete Fahrzeugtür (11), eine Kraftübertragungseinrichtung (2) zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10), um die Fahrzeugtür (11) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) zu verstellen und/oder festzustellen, zumindest einer Sensoreinrichtung (30) zum Erfassen eines Sensorsignals an der Fahrzeugtür (11) und eine Steuereinrichtung (4) zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung (2). Die Steuereinrichtung (4) ist ausgebildet, anhand eines Sensorsignals (S) der Sensoreinrichtung (30) einen Verstellwinkel (ϕ) der Fahrzeugtür (11) und anhand des Verstellwinkels (ϕ) und einer Information über eine Systemsteifigkeit im Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10) einen Kraftwert zu berechnen, um anhand des Kraftwerts auf einen Bedienwunsch eines Nutzers zu schließen.A vehicle door arrangement comprises a vehicle door (11) pivotably arranged on a vehicle body (10), a force transmission device (2) for establishing a flow of force between the vehicle door (11) and the vehicle body (10) around the vehicle door (11) relative to the vehicle body (10 ) to adjust and / or determine at least one sensor device (30) for detecting a sensor signal on the vehicle door (11) and a control device (4) for controlling the power transmission device (2). The control device (4) is designed, on the basis of a sensor signal (S) from the sensor device (30), to make an adjustment angle (ϕ) of the vehicle door (11) and on the basis of the adjustment angle (ϕ) and information about a system rigidity in the power flow between the vehicle door (11) and to calculate a force value for the vehicle body (10) in order to infer an operating request from a user on the basis of the force value.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtüranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle door arrangement according to the preamble of
Eine derartige Fahrzeugtüranordnung umfasst eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugtür und eine Kraftübertragungseinrichtung zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie, um die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie zu verstellen und/oder festzustellen. Zumindest eine Sensoreinrichtung dient zum Erfassen eines Sensorsignals an der Fahrzeugtür, wobei eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung ausgebildet ist, ein durch die zumindest eine Sensoreinrichtung erfasstes Sensorsignal zum Erkennen eines Bedienwunsches eines Nutzers auszuwerten und die Kraftübertragungseinrichtung in Abhängigkeit von der Auswertung für ein Verstellen der Fahrzeugtür anzusteuern.Such a vehicle door arrangement comprises a vehicle door pivotably arranged on a vehicle body and a force transmission device for producing a flow of force between the vehicle door and the vehicle body in order to adjust and / or ascertain the vehicle door relative to the vehicle body. At least one sensor device is used to detect a sensor signal on the vehicle door, a control device being designed to control the force transmission device, to evaluate a sensor signal detected by the at least one sensor device to recognize a user wish to operate, and the force transmission device as a function of the evaluation for adjusting the vehicle door head for.
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.Such a vehicle door can be designed, for example, as a vehicle side door or as a tailgate. In this context, a vehicle door is to be understood to mean any flap of a vehicle that closes a vehicle opening in the closed position.
Eine Fahrzeugtüranordnung dieser Art ist zum Beispiel aus der
Die Kraftübertragungseinrichtung 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.The force transmission device can be designed as an adjusting device and / or as a locking device and can accordingly serve to adjust the vehicle door or to lock the vehicle door in a position just assumed. If the power transmission device is designed as an adjusting device, it has a drive device in the form of a drive motor, by means of which the vehicle door can be adjusted by an electric motor. In contrast, a locking device can also be used independently of an electric motor adjustment device in order to lock a vehicle door in an open position and thus hold it in position so that the vehicle door cannot slam easily, at least not in an uncontrolled manner, from the open position.
Ist die Fahrzeugtür zum Beispiel 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 Bedienwunsch eines Nutzers, der beispielsweise zum Verstellen der Fahrzeugtür an der Fahrzeugtür angreift, entsprechend erkannt wird, um abhängig von der Erkennung eines solchen Bedienwunsches die Kraftübertragungseinrichtung anzusteuern und entsprechend einen Verstellvorgang der Fahrzeugtür, durch manuelles Verstellen oder durch elektromotorisches Verstellen, zu ermöglichen.If the vehicle door is open, for example, and is held in the open position by the power transmission device, it may be desirable for a user to intuitively move the vehicle door out of the open position, for example to close the vehicle door or to open it further Vehicle door that can initiate. It is necessary for this that an operating request of a user who, for example, acts on the vehicle door to adjust the vehicle door, is recognized accordingly in order to control the power transmission device as a function of the detection of such an operating request and accordingly an adjustment process of the vehicle door, by manual adjustment or by electromotive adjustment to enable.
Bei einer Fahrzeugtüranordnung, wie sie zum Beispiel aus der
Für eine komfortable, haptisch angenehme Betätigung durch einen Nutzer ist wünschenswert, dass ein Nutzer für die Initiierung eines Verstellvorgangs zum elektromotorischen Verstellen oder zum manuellen Verstellen der Fahrzeugtür zum Beispiel aus einer festgestellten Stellung heraus stets eine vergleichbare Bedienkraft aufzubringen hat. Erfolgt die Erkennung eine Bedienwunsches anhand eine Detektion der Verstellbewegung der Fahrzeugtür im Rahmen einer Systemelastizität oder anhand eines Durchrutschens einer Kupplung, so kann eine solche definierte, situationsunabhängig gleichbleibende Bedienkraft unter Umständen nicht gewährleistet werden, weil die für eine Bewegung der Fahrzeugtür aufzubringende Kraft zum Beispiel von Systemkomponenten, zum Beispiel Komponenten der Kupplung und deren Toleranzen und des sich daraus ergebenden Durchrutschmoments, abhängt.For comfortable, haptically pleasant operation by a user, it is desirable that a user must always have a comparable operating force to initiate an adjustment process for electric motor adjustment or for manual adjustment of the vehicle door, for example from a determined position. If the detection of an operating request is based on a detection of the adjustment movement of the vehicle door as part of a system elasticity or on the basis of a slipping of a clutch, such a defined operating force, which remains constant regardless of the situation, may not be guaranteed because the force to be applied to move the vehicle door may be, for example, from System components, for example components of the clutch and their tolerances and the resulting slip torque.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugtüranordnung bereitzustellen, die auf einfache Weise eine zuverlässige Erkennung eines Bedienwunsches eines Nutzers ermöglicht, bei komfortabler, haptisch angenehmer Betätigung durch einen Nutzer.It is an object of the present invention to provide a vehicle door arrangement which enables reliable detection of a user's wish to operate, in a simple manner, with comfortable, haptically pleasant operation by a user.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an object with the features of
Demnach ist die Steuereinrichtung ausgebildet, anhand des Sensorsignals einen Verstellwinkel der Fahrzeugtür und anhand des Verstellwinkels und einer Information über eine Systemsteifigkeit im Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie einen Kraftwert zu berechnen, um anhand des Kraftwerts auf einen Bedienwunsch eines Nutzers zu schließen.Accordingly, the control device is designed to use the sensor signal to calculate an adjustment angle of the vehicle door and, on the basis of the adjustment angle and information about a system stiffness in the flow of force between the vehicle door and the vehicle body, to calculate a force value in order to use the force value to conclude that a user wishes to operate.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Sensoreinrichtung verwendet, die dazu ausgelegt ist, ein Sensorsignal auszugeben, das die Berechnung eines Verstellwinkels der Fahrzeugtür ermöglicht. Eine solche Sensoreinrichtung kann beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor zum Messen der Beschleunigung der Fahrzeugtür oder durch einen Gyrosensor zum Messen der Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür ausgebildet sein. Es wird somit eine Sensoreinrichtung verwendet, die ein Sensorsignal ausgeben kann, das eine Bewegung an der Fahrzeugtür mit vergleichsweise geringer Verzögerung und großer Genauigkeit anzeigen kann. Eine solche Sensoreinrichtung wird für das Initiieren eines Verstellvorgangs, zum Beispiel zum Schließen der Fahrzeugtür aus einer geöffneten Stellung verwendet, indem das Sensorsignal ausgewertet wird, um anhand des Sensorsignals einen Verstellwinkel zu berechnen und daraus unter Berücksichtigung der Systemsteifigkeit eine vom Nutzer aufgebrachte Verstellkraft zu bestimmen und auf diese Weise zu erkennen, dass ein Nutzer an der Fahrzeugtür angreift und dadurch signalisiert, dass die Fahrzeugtür verstellt werden soll. In the context of the present invention, a sensor device is used which is designed to output a sensor signal which enables the calculation of an adjustment angle of the vehicle door. Such a sensor device can be formed, for example, by an acceleration sensor for measuring the acceleration of the vehicle door or by a gyro sensor for measuring the angular velocity of the vehicle door. A sensor device is therefore used which can output a sensor signal which can indicate a movement on the vehicle door with comparatively little deceleration and great accuracy. Such a sensor device is used for initiating an adjustment process, for example for closing the vehicle door from an open position, in that the sensor signal is evaluated in order to calculate an adjustment angle based on the sensor signal and to determine an adjustment force applied by the user, taking into account the system rigidity, and in this way to recognize that a user is attacking the vehicle door and thereby signals that the vehicle door is to be adjusted.
Das Verstellen der Fahrzeugtür nach Erkennen eines Bedienwunsches eines Nutzers kann grundsätzlich, abhängig von der Ausgestaltung der Kraftübertragungseinrichtung, elektromotorisch oder manuell erfolgen. Zur elektromotorischen Verstellung weist die Kraftübertragungseinrichtung einen Antriebsmotor auf, der mit dem Übertragungselement der Kraftübertragungseinrichtung gekoppelt ist und angesteuert werden kann, um bei Erkennen eines Bedienwunsches die Fahrzeugtür zu bewegen. Wird beispielsweise erkannt, dass ein Nutzer an der Fahrzeugtür drückt, um diese zu schließen, kann dies unter Verwendung der zumindest einen Sensoreinrichtung entsprechend erkannt werden, um bei erkanntem Bedienwunsch den Antriebsmotor zum elektromotorischen Schließen der Fahrzeugtür anzusteuern.In principle, the vehicle door can be adjusted by an electric motor or manually after recognizing a user wish to operate, depending on the design of the power transmission device. For electromotive adjustment, the power transmission device has a drive motor which is coupled to the transmission element of the power transmission device and can be actuated in order to move the vehicle door when an operating request is recognized. If, for example, it is recognized that a user presses on the vehicle door to close it, this can be recognized accordingly using the at least one sensor device in order to control the drive motor to close the vehicle door when the operator wishes to operate.
Möglich ist bei einer solchen elektromotorischen Antriebseinrichtung ein manuelles Verstellen dadurch zu ermöglichen, dass bei Erkennen eines Bedienwunsches die Antriebseinrichtung entkoppelt wird und somit ein Nutzer die Fahrzeugtür unabhängig von der Antriebseinrichtung bewegen kann.With such an electromotive drive device, manual adjustment is possible by decoupling the drive device when an operating request is recognized and thus allowing a user to move the vehicle door independently of the drive device.
Möglich ist zudem, dass zur manuellen Verstellung die Kraftübertragungseinrichtung beispielsweise als (reine) Feststelleinrichtung ausgestaltet ist, die die Fahrzeugtür in einer gerade eingenommenen (geöffneten) Stellung feststellt. Wird bei einer solchen Kraftübertragungseinrichtung ein Bedienwunsch 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.It is also possible that, for manual adjustment, the power transmission device is designed, for example, as a (pure) locking device that locks the vehicle door in a just assumed (opened) position. If such a power transmission device detects a user wish to operate, the power transmission device is controlled by the control device in order to release an adjustment of the vehicle door, so that a user can manually move the vehicle door out of the position it has just assumed.
In einer ersten Ausgestaltung ist die Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor zum Messen der Beschleunigung der Fahrzeugtür ausgebildet. 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 a first embodiment, the sensor device is designed as an acceleration sensor for measuring the acceleration of the vehicle door. Such an acceleration sensor can be constructed, for example, as a piezoelectric sensor or as a so-called MEMS sensor (MEMS: Microelectromechanical System). Such an acceleration sensor can measure accelerations in a two-dimensional plane or in three-dimensional space.
In einer zweiten 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.In a second embodiment, the sensor device can be designed as a so-called gyro sensor. Such a gyro sensor, also referred to as a gyrometer, measures a rotary movement, that is to say, in the case of the vehicle door, the pivoting movement about the pivot axis, about which the vehicle door can be pivoted relative to the vehicle body.
Anhand des Sensorsignals der Sensoreinrichtung wird ein Verstellwinkel der Fahrzeugtür berechnet. Ist die Sensoreinrichtung beispielsweise durch einen Beschleunigungssensor ausgestaltet, so wird das (über der Zeit aufgenommene) Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors zweifach integriert, um den zurücklegten Verstellwinkel zu bestimmen. Ist die Sensoreinrichtung hingegen durch einen Gyrosensor ausgestaltet, so wird das (über die Zeit aufgenommene) Geschwindigkeitssignal des Gyrosensors einfach integriert, um anhand des Geschwindigkeitssignals den Verstellwinkel der Fahrzeugtür zu bestimmen. Unter Verwendung des so bestimmten Verstellwinkels wird ein Kraftwert berechnet, der eine Kraft anzeigt, mit der ein Nutzer an der Fahrzeugtür angreift.An adjustment angle of the vehicle door is calculated on the basis of the sensor signal from the sensor device. If the sensor device is configured, for example, by an acceleration sensor, the acceleration signal (recorded over time) of the acceleration sensor is integrated twice in order to determine the adjustment angle traveled. If, on the other hand, the sensor device is configured by a gyro sensor, the speed signal (recorded over time) of the gyro sensor is simply integrated in order to determine the adjustment angle of the vehicle door on the basis of the speed signal. Using the adjustment angle determined in this way, a force value is calculated which indicates a force with which a user acts on the vehicle door.
Dies erfolgt auf Basis der Erkenntnis, dass zum Beispiel bei festgestellter Fahrzeugtür ein Nutzer die Fahrzeugtür im Rahmen der Systemsteifigkeit unter Verspannung der Fahrzeugtür und der Kraftübertragungseinrichtung elastisch bewegen kann. Die die Elastizität im System der Fahrzeugtür und der Kraftübertragungseinrichtung angebende Systemsteifigkeit kann zum Beispiel durch einen Kennwert oder durch eine Kennlinie angegeben werden, die in der Steuereinrichtung gespeichert ist und mit der der Verstellwinkel beispielsweise multipliziert werden kann, um auf diese Weise unter Verwendung des Verstellwinkels und des Kennwerts oder der Kennlinie der Systemsteifigkeit den Kraftwert zu berechnen.This takes place on the basis of the knowledge that, for example, when the vehicle door is locked, a user can move the vehicle door elastically within the framework of the system rigidity by bracing the vehicle door and the power transmission device. The system stiffness indicating the elasticity in the system of the vehicle door and the power transmission device can be specified, for example, by a characteristic value or by a characteristic curve which is stored in the control device and by which the adjustment angle can be multiplied, for example, in order to use the adjustment angle and to calculate the force value of the characteristic value or the characteristic curve of the system rigidity.
Das System der Fahrzeugtür und der Kraftübertragungseinrichtung verhält sich zumindest näherungsweise wie ein elastisches System, das mit einem Federkennwert oder einer Federkennlinie beschrieben werden kann. Die an der Fahrzeugtür wirkende Kraft entspricht der Auslenkung der Fahrzeugtür multipliziert mit dem Kennwert oder der Kennlinie der Systemsteifigkeit. Anhand des unter Verwendung des Sensorsignals bestimmten Verstellwinkels und des Kennwerts oder der Kennlinie der Systemsteifigkeit kann somit ein Kraftwert bestimmt werden, der anzeigt, mit welcher Kraft ein Nutzer an der Fahrzeugtür angreift.The system of the vehicle door and the power transmission device behaves at least approximately like an elastic system that can be described with a spring characteristic or a spring characteristic. The force acting on the vehicle door corresponds to the deflection of the Vehicle door multiplied by the characteristic value or the characteristic of the system rigidity. On the basis of the adjustment angle determined using the sensor signal and the characteristic value or the characteristic of the system stiffness, a force value can thus be determined which indicates the force with which a user attacks the vehicle door.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird somit eine Sensoreinrichtung verwendet, die an sich keinen Kraftwert detektiert, sondern eine Beschleunigung oder eine Geschwindigkeit an der Fahrzeugtür. Das so erhaltene Sensorsignal kann zur Berechnung eines Verstellwinkels der Fahrzeugtür verwendet werden, um unter Verwendung des Verstellwinkels und eines Kennwerts oder einer Kennlinie der Systemsteifigkeit die Kraft, mit der ein Nutzer an der Fahrzeugtür angreift, zu bestimmen. Die Sensoreinrichtung ist ortsfest an der Fahrzeugtür angeordnet und nimmt somit das Sensorsignal unmittelbar an der Fahrzeugtür auf. Die Sensoreinrichtung misst somit eine Bewegung der Fahrzeugtür, insbesondere eine Beschleunigung an der Fahrzeugtür oder eine Winkelgeschwindigkeit der Fahrzeugtür.In the context of the present invention, a sensor device is therefore used which does not detect a force value per se, but rather an acceleration or a speed on the vehicle door. The sensor signal thus obtained can be used to calculate an adjustment angle of the vehicle door in order to determine the force with which a user acts on the vehicle door using the adjustment angle and a characteristic value or a characteristic curve of the system stiffness. The sensor device is arranged in a stationary manner on the vehicle door and thus picks up the sensor signal directly on the vehicle door. The sensor device thus measures a movement of the vehicle door, in particular an acceleration on the vehicle door or an angular velocity of the vehicle door.
Die Systemsteifigkeit, insbesondere ein die Systemsteifigkeit angebender Kennwert oder eine die Systemsteifigkeit angebende Kennlinie, können vorab bekannt sein und in der Steuereinrichtung gespeichert sein. Die Systemsteifigkeit kann beispielsweise durch Simulation oder Messung des Systems der Fahrzeugtür bestimmt werden, wobei davon auszugehen ist, dass sich typengleiche Fahrzeugtüren ähnlich verhalten und somit die Systemsteifigkeit für einen Typ einer Fahrzeugtür durch Simulation oder Messung bestimmt werden kann, um einen so ermittelten Kennwert oder eine Kennlinie für die Systemsteifigkeit im Betrieb einer entsprechenden Fahrzeugtür zu verwenden.The system rigidity, in particular a characteristic value indicating the system rigidity or a characteristic curve indicating the system rigidity, can be known in advance and stored in the control device. The system rigidity can be determined, for example, by simulation or measurement of the system of the vehicle door, whereby it can be assumed that vehicle doors of the same type behave similarly and thus the system rigidity for a type of vehicle door can be determined by simulation or measurement by a characteristic value determined in this way or To use the characteristic curve for the system rigidity in the operation of a corresponding vehicle door.
Zumindest näherungsweise kann davon ausgegangen werden, dass sich die Systemsteifigkeit über die Lebensdauer einer Fahrzeugtür nicht signifikant verändert. Ein Nachstellen oder Nachlernen der Systemsteifigkeit ist somit üblicherweise nicht erforderlich.At least approximately, it can be assumed that the system rigidity does not change significantly over the service life of a vehicle door. It is usually not necessary to readjust or learn the system stiffness.
Sollte ein Nachstellen oder Nachlernen der Systemsteifigkeit erforderlich sein, kann die Steuereinrichtung zum Beispiel ausgebildet sein, im Betrieb die Systemsteifigkeit anhand einer Eigenschwingung der Fahrzeugtür zu bestimmen. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einem elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür die Fahrzeugtür abrupt angehalten wird. Über die Sensoreinrichtung kann bei Stoppen der Fahrzeugtür eine Schwingung an der Fahrzeugtür aufgenommen werden, um anhand der so erhaltenen Eigenschwingung zum Beispiel eine Eigenfrequenz der Fahrzeugtür zu bestimmen. Aus der Eigenfrequenz kann (unter der Annahme, dass sich das System näherungsweise wie ein Ein-Massen-Schwinger verhält) die Systemsteifigkeit beispielsweise gemäß der Gleichung
Ein solches Nachlernen kann beispielsweise in regelmäßigen Abständen im Betrieb, beispielsweise einmal im Monat oder einmal im Jahr oder im Rahmen einer Serviceroutine in einer Fachwerkstatt erfolgen.Such re-learning can take place, for example, at regular intervals in the company, for example once a month or once a year or as part of a service routine in a specialist workshop.
Der Verstellwinkel zur Ermittlung einer durch einen Nutzer auf die Fahrzeugtür aufgebrachten Kraft sollte über einen Verstellbereich der Fahrzeugtür bestimmt werden, über den es zu einer Verspannung im System der Fahrzeugtür kommt. Dies geht davon aus, dass zum Beispiel bei festgestellter Fahrzeugtür es durch Druck oder Zug an der Fahrzeugtür durch einen Nutzer zu einer Verspannung im System kommt, wobei die dabei aufgebrachte Kraft über die Systemsteifigkeit mit dem Verstellwinkel zusammenhängt. Eine Bestimmung der Kraft anhand des Verstellwinkels ist somit nur bei einer Verspannung im System möglich, nicht aber bei einer Bewegung der Fahrzeugtür im Rahmen eines Spiels im Kraftfluss.The adjustment angle for determining a force exerted by a user on the vehicle door should be determined via an adjustment range of the vehicle door via which there is tension in the system of the vehicle door. This assumes that, for example, when the vehicle door is locked, pressure or tension on the vehicle door by a user results in tension in the system, the force applied being related to the adjustment angle via the system rigidity. A determination of the force on the basis of the adjustment angle is therefore only possible when the system is braced, but not when the vehicle door is moved as part of a game in the flow of force.
Um somit sicherzustellen, dass der Kraftwert anhand des berechneten Verstellwinkels nur über einen solchen Bereich bestimmt wird, in dem es zu einer Verspannung im System kommt, ist die Steuereinrichtung in einer Ausgestaltung ausgebildet, anhand eines Verlaufs des Sensorsignals oder anhand eines unter Verwendung des Sensorsignals ermittelten Verlaufs des Kraftwerts eine Bewegung der Fahrzeugtür im Bereich eines Spiels im Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie zu erkennen und eine solche Bewegung der Fahrzeugtür, die im Bereich eines Spiels erfolgt, bei der Berechnung des Kraftwerts nicht zu berücksichtigen. Die Steuereinrichtung ist somit in der Lage, eine Bewegung der Fahrzeugtür im Bereich eines Spiels zu erkennen. Eine Bewegung im Bereich des Spiels wird dabei jedoch nicht für die Berechnung des Kraftwerts berücksichtigt. Nur eine Bewegung der Fahrzeugtür über einen Verstellwinkel, über den es zu einer Verspannung in System kommt, wird zur Bestimmung des Kraftwerts anhand der Systemsteifigkeit herangezogen.In order to ensure that the force value is determined on the basis of the calculated adjustment angle only over a range in which there is tension in the system, the control device is designed in one embodiment, on the basis of a profile of the sensor signal or on the basis of a determined using the sensor signal To recognize a movement of the vehicle door in the area of a game in the flow of force between the vehicle door and the vehicle body and not to consider such a movement of the vehicle door in the area of a game when calculating the force value. The control device is thus able to detect a movement of the vehicle door in the area of a game. However, movement in the area of the game is not taken into account for the calculation of the force value. Only a movement of the vehicle door over an adjustment angle, via which there is tension in the system, is used to determine the force value on the basis of the system rigidity.
Die Steuereinrichtung kann beispielsweise erkennen, ob eine Bewegung der Fahrzeugtür im Bereich eines Spiels oder unter Verspannung der Fahrzeugtür erfolgt, indem ein Übergang zwischen dem Bereich eines Spiels und einem Bereich einer Verspannung anhand einer Änderung des Verlaufs des Sensorsignals oder des Verlaufs des Kraftwerts bestimmt wird. Dies geht von der Erkenntnis aus, dass eine Bewegung der Fahrzeugtür im Bereich eines Spiels üblicherweise leichtgängig erfolgen kann. Sobald es zu einer Verspannung in System kommt, muss ein Nutzer eine größere Kraft aufwenden, was sich anhand einer Änderung im Verlauf des Sensorsignals oder im Verlauf des Kraftwerts erkennen lässt. So kann sich im Verlauf des Sensorsignals, beispielsweise eines Beschleunigungssignals oder eines Geschwindigkeitssignals, oder im Verlauf des Kraftwerts ein Knickpunkt ergeben dort, wo von einer Bewegung im Bereich des Spiels übergegangen wird in eine Bewegung unter Verspannung im System. The control device can, for example, recognize whether the vehicle door is moving in the area of a game or under tension of the vehicle door by determining a transition between the area of a game and a area of tension based on a change in the course of the sensor signal or the course of the force value. This is based on the knowledge that the vehicle door can usually move smoothly in the area of a game. As soon as there is tension in the system, a user has to apply a greater force, which can be seen from a change in the course of the sensor signal or in the course of the force value. Thus, in the course of the sensor signal, for example an acceleration signal or a speed signal, or in the course of the force value, a kink can result where there is a transition from a movement in the area of the game to a movement under tension in the system.
Auch weitere Informationen können herangezogen werden, um zu bestimmen, ob ein Spiel vorliegt. So kann beispielsweise anhand eines statischen Türmoments, das bei stillstehender Fahrzeugtür an der Fahrzeugtür wirkt, bestimmt werden, ob ein Spiel im Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie vorhanden ist. Zur Berechnung des statischen Türmoments sind alle erforderlichen Größen üblicherweise bekannt, zum Beispiel eine Hanglage des Fahrzeugs, ein Türwinkel (den die Fahrzeugtür in der gerade eingenommenen Stellung aufweist), die Massen- und Geometrieeigenschaften der Fahrzeugtür und eine Scharnierreibung der Fahrzeugtür. Zudem kann anhand des Sensorsignals der Sensoreinrichtung eine Bewegungsrichtung abgeleitet werden. Wird eine stillstehende Fahrzeugtür beispielsweise bei Hanglage eines Fahrzeugs durch Schwerkraftwirkung in Richtung eines Öffnens belastet und greift ein Nutzer zum Schließen an der Fahrzeugtür an, so ist davon auszugehen, dass der Nutzer zunächst ein Spiel in Richtung des Schließens überwinden muss. Aufgrund der Hanglage und des statisch wirkenden Türmoments an der Fahrzeugtür ist die Fahrzeugtür in Richtung des Öffnens spielfrei, weist jedoch in Richtung des Schließens ein Spiel auf. Diese Information kann zusätzlich verwendet werden, um eine Bewegung im Rahmen eines Spiels zu erkennen und bei der Berechnung des Verstellwinkels zur Bestimmung des Kraftwerts auszuschließen.Additional information can also be used to determine if there is a game. For example, a static door torque, which acts on the vehicle door when the vehicle door is stationary, can be used to determine whether there is play in the flow of force between the vehicle door and the vehicle body. To calculate the static door torque, all of the quantities required are usually known, for example a slope of the vehicle, a door angle (which the vehicle door has in the position it has just assumed), the mass and geometric properties of the vehicle door and a hinge friction of the vehicle door. In addition, a direction of movement can be derived from the sensor signal of the sensor device. If, for example, a stationary vehicle door is loaded by gravity in the direction of opening when a vehicle is on a slope and a user attacks the vehicle door to close, it can be assumed that the user must first overcome a game in the direction of closing. Due to the slope and the statically acting door torque on the vehicle door, the vehicle door is free of play in the direction of opening, but has a play in the direction of closing. This information can also be used to detect movement within the scope of a game and to exclude it when calculating the adjustment angle for determining the force value.
Bei der Bestimmung des Kraftwerts kann zudem das statische Türmoment als Korrekturgröße berücksichtigt werden, indem das statische Türmoment bei Bewegung in Schwerkraftrichtung abgezogen und bei Bewegung entgegen der Schwerkraftrichtung hinzuaddiert wird.When determining the force value, the static door torque can also be taken into account as a correction variable by subtracting the static door torque when moving in the direction of gravity and adding it when moving against the direction of gravity.
In einer konkreten Ausgestaltung kann die Fahrzeugtüranordnung eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung und ein Übertragungselement, zum Beispiel in Form eines Fangbands, zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie aufweisen. In einem kuppelnden, ersten Zustand kuppelt die Kupplungseinrichtung den Antriebsmotor mit dem Übertragungselement, um eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür auf das Übertragungselement auszuüben. In einem entkuppelnden, zweiten Zustand entkuppelt die Kupplungseinrichtung demgegenüber den Antriebsmotor von dem Übertragungselement, sodass die Fahrzeugtür unabhängig von einer Betätigung des 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 des Antriebsmotors unabhängige Verstellung der Fahrzeugtür, beispielsweise manuell durch einen Nutzer, möglich ist.In a specific embodiment, the vehicle door arrangement can have an electrically actuable coupling device and a transmission element, for example in the form of a tether, for producing a flow of force between the vehicle door and the vehicle body. In a coupling, first state, the coupling device couples the drive motor to the transmission element in order to exert an adjusting force for adjusting the vehicle door on the transmission element. In a decoupling, second state, the coupling device, on the other hand, uncouples the drive motor from the transmission element, so that the vehicle door can be manually adjusted, for example, independently of an actuation of the drive motor. The force flow between the vehicle door and the vehicle body can thus be eliminated via the coupling device, so that the vehicle door can be adjusted independently of an actuation of the drive motor, for example manually by a user.
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.In particular, the coupling device is designed to determine the vehicle door in a stop position of the vehicle door by virtue of the fact that it is in the coupling, first state. Because the coupling device is in its coupling, first state, the power transmission line between the vehicle body and the vehicle door is closed, so that the vehicle door is held in position relative to the vehicle body in the holding position.
Wird ein Bedienwunsch eines Nutzers erkannt, beispielsweise wenn ein Nutzer an der Fahrzeugtür drückt, um diese zu verstehen, so kann die Steuereinrichtung in einer Ausgestaltung die Kupplungseinrichtung ansteuern, 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.If an operating request of a user is recognized, for example if a user presses on the vehicle door in order to understand it, in one configuration the control device can control the coupling device in order to convert the coupling device from the coupling, first state to the uncoupling, second state, so that the power transmission line between the vehicle body and the vehicle door is separated and thus the vehicle door can be freely adjusted relative to the vehicle body. In this way, manual adjustment of the vehicle door is made possible, so that the user can, for example, close the vehicle door or open it further.
Anstelle einer Kupplungseinrichtung kann aber auch eine andere Art von Türbremse vorgesehen sein, um die Fahrzeugtür in der Feststellposition zu halten und gegebenenfalls zu bremsen.Instead of a coupling device, another type of door brake can also be provided in order to hold the vehicle door in the locking position and, if necessary, to brake it.
In einer Ausgestaltung weist die Kraftübertragungseinrichtung einen Antriebsmotor zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür auf. Die Kraftübertragungseinrichtung kann somit zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür verwendet werden, wobei zusätzlich eine Kupplungseinrichtung vorhanden sein kann, die durch Entkuppeln auch ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür ermöglichen kann.In one embodiment, the power transmission device has a drive motor for the electromotive adjustment of the vehicle door. The power transmission device can thus be used for the electric motor-driven adjustment of the vehicle door, in which case a coupling device can also be present, which can be achieved by uncoupling can also allow manual adjustment of the vehicle door.
Wird bei einer solchen elektromotorisch antreibbaren Kraftübertragungseinrichtung ein Bedienwunsch eines Nutzers erkannt, so kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, den Antriebsmotor zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür anzusteuern. Wird ein Bedienwunsch erkannt, so erfolgt das Verstellen in diesem Fall elektromotorisch, zum Beispiel in Abhängigkeit von einer erkannten Richtung des Bedienwunsches (in Richtung eines Schließens oder in Richtung eines (weiteren) Öffnens der Fahrzeugtür).If a user wish to operate is recognized in such a power transmission device that can be driven by an electric motor, the control device can be designed to control the drive motor for the electric motor adjustment of the vehicle door. If an operating request is recognized, the adjustment in this case is carried out by an electric motor, for example depending on a recognized direction of the operating request (in the direction of a closing or in the direction of a (further) opening of the vehicle door).
In einer Ausführungsform kann der 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.In one embodiment, the drive motor can be arranged in a stationary manner on the vehicle door. In this case, the transmission element can be designed, for example, as a so-called tether and can be articulated to the vehicle body. The drive motor acts on the transmission element to adjust the vehicle door and adjusts this, so that a relative movement between the vehicle door and the vehicle body can be effected via the transmission element.
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 verstellen. 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 principle, different configurations for coupling the drive motor to the transmission element are conceivable and possible. For example, the drive motor can engage a toothing of the transmission element via a pinion in order to adjust the transmission element by rotating the pinion. If the drive motor is arranged in a stationary manner on the vehicle door and the transmission element is connected to the vehicle body in an articulated manner, the vehicle door is pivoted relative to the vehicle body by adjusting the transmission element relative to the drive motor.
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 und dadurch das Übertragungselement relativ zum Antriebsmotor verstellt wird.In another embodiment, the drive motor can be coupled to the transmission element, for example via a cable drive. For this purpose, a shaft which can be driven by the drive motor can be coupled to the transmission element via a flexible coupling element designed for the transmission of tensile forces - for example a pull rope, a band, a belt or a belt. The coupling element can, for example, be fastened to the transmission element with two ends and can be placed around a roller element arranged on the shaft, for example a cable drum, so that the coupling element rolls on the roller element by rotating the roller element and the transmission element is thereby adjusted relative to the drive motor.
Der anhand des Verstellwinkels berechnete Kraftwert kann zum Initiieren eines Verstellens der Fahrzeugtür ausgewertet werden, um beispielsweise ein elektromotorisches Verstellen der Fahrzeugtür auszulösen oder ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür durch Freischalten einer Kupplung zu ermöglichen. Bei festgestellter Fahrzeugtür wird somit ein auf die Fahrzeugtür aufgebrachter Kraftwert, der eine Nutzerkraft anzeigt, erkannt und bestimmt, um anhand des Kraftwerts auf einen Bedienwunsch zu schließen und entsprechend ein elektromotorisches Verstellen der Fahrzeugtür einzuleiten oder ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür zu ermöglichen.The force value calculated on the basis of the adjustment angle can be evaluated to initiate an adjustment of the vehicle door, for example to trigger an electromotive adjustment of the vehicle door or to enable a manual adjustment of the vehicle door by releasing a clutch. When the vehicle door is locked, a force value applied to the vehicle door, which indicates a user force, is thus recognized and determined in order to infer an operating request based on the force value and to initiate an electromotive adjustment of the vehicle door or to enable a manual adjustment of the vehicle door.
Das Erkennen eines Bedienwunsches kann hierbei beispielsweise durch Vergleich des Kraftwerts mit einem Schwellwert erfolgen. Übersteigt der Kraftwert den Schwellwert, wird davon ausgegangen, dass ein Nutzer bewusst an der Fahrzeugtür angreift, um die Fahrzeugtür zu verstellen.An operator's request can be identified, for example, by comparing the force value with a threshold value. If the force value exceeds the threshold value, it is assumed that a user deliberately attacks the vehicle door in order to adjust the vehicle door.
Auch andere Anwendungsfälle sind denkbar und möglich. Generell kann ein anhand eines Verstellwinkels und der Systemsteifigkeit bestimmter Kraftwert nicht nur zum Auslösen eines Verstellens, sondern auch zum Steuern und Regeln insbesondere des elektromotorischen Verstellbetriebs verwendet werden.Other applications are also conceivable and possible. In general, a force value determined on the basis of an adjustment angle and the system rigidity can be used not only to trigger an adjustment, but also to control and regulate, in particular, the electromotive adjustment operation.
So kann, in einer Ausgestaltung, die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, anhand des Kraftwerts den Antriebsmotor zu steuern, um im Rahmen eines Servobetriebs den Antriebsmotor zum Bereitstellen einer elektromotorischen Verstellkraft zum Unterstützen einer manuellen Verstellbewegung eines Nutzers zu regeln. Anhand des Kraftwerts kann der Antriebsmotor insbesondere so geregelt werden, dass ein Nutzer eine gleichbleibende Kraft aufzubringen hat, eine darüber hinaus zum Verstellen der Fahrzeugtür erforderliche Kraft jedoch durch den Antriebsmotor aufgebracht wird, der hierzu entsprechend geregelt wird.Thus, in one configuration, the control device can be designed to control the drive motor based on the force value, in order to regulate the drive motor in the context of servo operation in order to provide an electromotive adjustment force to support a manual adjustment movement of a user. On the basis of the force value, the drive motor can in particular be regulated in such a way that a user has to apply a constant force, but a force that is also required to adjust the vehicle door is applied by the drive motor, which is regulated accordingly.
In anderer Anwendung kann die Steuereinrichtung auch dazu ausgebildet sein, anhand des Kraftwerts einen Eingriff des Nutzers bei einer elektromotorischen Verstellung der Fahrzeugtür zu erkennen. Wird die Fahrzeugtür elektromotorisch unter Verwendung des Antriebsmotors verstellt und greift ein Nutzer an der Fahrzeugtür an, kann dies anhand des bestimmten Kraftwerts erkannt werden, um einen solchen Nutzereingriff zum Beispiel als Feststellwunsch zu interpretieren und den Antriebsmotor entsprechend zum Stoppen der Verstellbewegung anzusteuern.In another application, the control device can also be designed to use the force value to detect user intervention when the vehicle door is adjusted by an electric motor. If the vehicle door is adjusted by an electric motor using the drive motor and a user attacks the vehicle door, this can be recognized on the basis of the determined force value in order to interpret such a user intervention, for example, as a wish to lock and to control the drive motor accordingly to stop the adjustment movement.
Auch im elektromotorischen Betrieb wird der Kraftwert anhand eines solchen Winkels bestimmt, der eine Verspannung im System der Fahrzeugtür und der Kraftübertragungseinrichtung anzeigt. Hierzu kann beispielsweise die Winkeldifferenz des aus dem Sensorsignal berechneten Verstellwinkels und eines Motorwinkels, der unter Verwendung eines Sensors zu Detektion einer Verstellbewegung des Antriebsmotors ermittelt wird, bestimmt werden. Die Winkeldifferenz gibt somit die Differenz der Position der Fahrzeugtür, wie sie anhand der Sensoreinrichtung bestimmt worden ist, und der Position, wie sie sich aus der Stellung des Antriebsmotors ergibt, an. Die Winkeldifferenz zeigt damit eine Verspannung im System zwischen dem Antriebsmotor und der Fahrzeugtür an und lässt, durch Multiplikation mit dem die Systemsteifigkeit anzeigenden Kennwert oder der die Systemsteifigkeit anzeigenden Kennlinie, die Bestimmung der von einem Nutzer aufgebrachten Kraft zu.Even in electromotive operation, the force value is determined on the basis of such an angle, which indicates tension in the system of the vehicle door and the force transmission device. For this purpose, for example, the angle difference of the adjustment angle calculated from the sensor signal and a motor angle that can be obtained using a sensor is determined to detect an adjustment movement of the drive motor. The angle difference thus indicates the difference between the position of the vehicle door, as it was determined using the sensor device, and the position, as it results from the position of the drive motor. The angle difference thus indicates a tension in the system between the drive motor and the vehicle door and, by multiplication with the characteristic value indicating the system rigidity or the characteristic curve indicating the system rigidity, allows the determination of the force applied by a user.
Der der Erfindung zugrundeliegende 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 schematische Ansicht einer Fahrzeugtür, die im Rahmen einer Systemsteifigkeit elastisch mit einer Fahrzeugkarosserie gekoppelt ist; -
7A eine Ansicht einer Beschleunigung einer Fahrzeugtür über der Zeit; -
7B eine Ansicht der Geschwindigkeit der Fahrzeugtür über der Zeit; -
7C eine Ansicht des Verstellwinkels der Fahrzeugtür über der Zeit; -
8 eine Ansicht eines Kraftwerts über der Zeit, bei Bewegung einer Fahrzeugtür aus einer spielbehafteten Stellung; und -
9 eine Ansicht der Verstellgeschwindigkeit bei Bewegung einer Fahrzeugtür aus einer spielbehafteten Stellung.
-
1 a schematic view of an adjusting element in the form of a vehicle door on a fixed portion in the form of a vehicle body; -
2nd a schematic view of a power transmission device in the form of a door drive with a drive motor, a coupling device, a control device and a transmission element for power transmission for adjusting the vehicle door; -
3rd a view of an embodiment of a power transmission device in the form of a door drive for adjusting a vehicle door; -
4th a view of a subassembly of the door operator; -
5 a view of a drive motor, a transmission and a coupling device of the door drive; -
6 a schematic view of a vehicle door which is elastically coupled to a vehicle body within the framework of a system rigidity; -
7A a view of an acceleration of a vehicle door over time; -
7B a view of the speed of the vehicle door over time; -
7C a view of the angle of adjustment of the vehicle door over time; -
8th a view of a force value over time when moving a vehicle door from a playful position; and -
9 a view of the adjustment speed when moving a vehicle door from a playful position.
Die Fahrzeugtür
Die Fahrzeugtür
Bei den in
Das Kopplungselement
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass auch andere Bauformen von Kraftübertragungseinrichtungen denkbar und möglich sind. Beispielsweise kann der Antriebsmotor
Die Kupplungseinrichtung
Die Kupplungseinrichtung
Bei dem konkret in
Über eine Sensoreinrichtung
Die über einen Stellantrieb
Das Kopplungselement
Wie schematisch in
Die Kraftübertragungseinrichtung
Wünschenswert ist, einem Nutzer in einfacher Weise ein Verstellen der Fahrzeugtür
Um einen solchen Bedienwunsch eines Nutzers zu erkennen, kann beispielsweise eine Sensoreinrichtung
Mittels eines Beschleunigungssensors wird die Beschleunigung der Fahrzeugtür
Eine als Gyrosensor ausgebildete Sensoreinrichtung
Die Sensoreinrichtung
Abhängig von ihrer Ausgestaltung erzeugt die Sensoreinrichtung
Dies geht von der Erkenntnis aus, dass im System der Fahrzeugtür
Wird zum Beispiel bei festgestellter Fahrzeugtür
Der Verstellwinkel wird anhand der Sensoreinrichtung
Dies ist beispielhaft in
Anhand des so bestimmten Verstellwinkels wird der Kraftwert (näherungsweise) durch Multiplikation mit dem Kennwert oder der Kennlinie der Systemsteifigkeit bestimmt. Der Kennwert oder die Kennlinie der Systemsteifigkeit ist hierbei in der Steuereinrichtung
Die Systemsteifigkeit der Fahrzeugtür
Zudem ist möglich, die Systemsteifigkeit im Betrieb zu ermitteln und somit nachzulernen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass bei einem elektromotorischen Verstellbetrieb die Fahrzeugtür
Hierbei geben k den Kennwert der Systemsteifigkeit, ω0 die Eigenfrequenz, die anhand der durch die Sensoreinrichtung
Grundsätzlich kann anhand des Verstellwinkels ein eine Nutzerkraft auf die Fahrzeugtür
Dies kann anhand des Verlaufs der Kraft
Im Bereich A steigt die Kraft
Für die Bestimmung des Kraftwerts ist allein der Verstellwinkel im Bereich C zu berücksichtigen, während die Bereiche A, B auszuschließen sind. Es ist somit der Zeitpunkt zu bestimmen, aber dem das Spiel ausgeglichen ist (Ende des Bereichs B) und ab dem eine Verspannung im System der Fahrzeugtür
Generell kann zwischen einer Bewegung im Bereich des Spiels (Bereich B) und einer Bewegung zum Verspannen des Systems (Bereich C) anhand einer Änderung des Verlaufs des Sensorsignals oder einer Änderung im Verlauf des Kraftwerts unterschieden werden. Eine Änderung im Kraftwert kann, wie beispielhaft in
Bei der Bestimmung, ob für eine Verstellbewegung der Fahrzeugtür
Gegebenenfalls kann nach einer motorischen Verstellung beim Anhalten in einer Öffnungsposition das Spiel in einer der beiden Verstellrichtung gezielt herausgenommen werden und der Antriebsmotor
Anhand des Verstellwinkels, über den eine Fahrzeugtür
Wird ein Bedienwunsch eines Nutzers erkannt, so kann die Steuereinrichtung
Soll die Fahrzeugtür
Soll die Fahrzeugtür
Ein Kraftwert, der eine durch einen Nutzer aufgebrachte Kraft auf die Fahrzeugtür
Dieser im elektromotorischen Betrieb bestimmte Kraftwert kann in unterschiedlicher Weise Verwendung finden.This force value determined in electromotive operation can be used in different ways.
So kann der Kraftwert in einem Servobetrieb der Antriebseinrichtung
Zudem kann durch Bestimmung des Kraftwerts ein Eingreifen eines Nutzers in einen elektromotorischen Verstellvorgang der Fahrzeugtür
Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.The idea on which the invention is based is not limited to the exemplary embodiments described above, but can in principle also be implemented in a completely different manner.
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.A door drive can in particular also have another adjustment mechanism, for example in that the drive motor interacts with a transmission element via a pinion engagement. The door operator can alternatively e.g. but also be designed as a spindle drive, in which e.g. a spindle is rotated and is in engagement with a spindle nut, so that the spindle nut is adjusted along the spindle by the rotational movement of the spindle.
Bei einer reinen Feststellvorrichtung kann auf einen Antriebsmotor grundsätzlich auch verzichtet werden.In the case of a pure locking device, a drive motor can in principle also be dispensed with.
Bezugszeichenliste Reference list
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 1010th
- Feststehender Abschnitt (Fahrzeugkarosserie)Fixed section (vehicle body)
- 100100
- FahrzeugöffnungVehicle opening
- 1111
- FahrzeugtürVehicle door
- 110110
- TürinnenraumDoor interior
- 111111
- TürgelenkDoor hinge
- 112112
- TürmodulDoor module
- 113113
- Abschnittsection
- 22nd
- KraftübertragungseinrichtungPower transmission device
- 2020th
- Übertragungselement (Fangband)Transmission element (tether)
- 200,201200.201
- EndeThe End
- 202202
- Gelenkjoint
- 2121
- KupplungseinrichtungCoupling device
- 210210
- StellantriebActuator
- 2222
- AntriebsmotorDrive motor
- 220220
- MotorwelleMotor shaft
- 2323
- AntriebselementDrive element
- 2424th
- Kopplungselement (Zugseil)Coupling element (pull rope)
- 240,241240,241
- EndeThe End
- 242242
- SpanneinrichtungClamping device
- 2525th
- Getriebetransmission
- 2626
- Wellewave
- 2727
- Sensorsensor
- 3030th
- SensoreinrichtungSensor device
- 44th
- SteuereinrichtungControl device
- 4040
- Platinecircuit board
- DD
- DrehachseAxis of rotation
- FF
- Kraftforce
- Fnormal F normal
- NormalkraftNormal force
- kk
- SystemsteifigkeitSystem rigidity
- OO
- ÖffnungsrichtungOpening direction
- ωω
- VerstellgeschwindigkeitAdjustment speed
- ϕϕ
- VerstellwinkelAdjustment angle
- tt
- Zeittime
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2018/002158 A1 [0004, 0007]WO 2018/002158 A1 [0004, 0007]
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Applications Claiming Priority (1)
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DE102018218777.0A Pending DE102018218777A1 (en) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | Vehicle door arrangement with a sensor device for recognizing an operating request |
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---|---|
DE (1) | DE102018218777A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021259410A1 (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | Kiekert Aktiengesellschaft | Method and device for influencing the movement of motor-driven motor-vehicle components |
DE102020124797A1 (en) | 2020-09-23 | 2022-03-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for operating a flap of a motor vehicle |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018002158A1 (en) | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Bamberg | Vehicle door arrangement having a sensor device for detecting a wish for adjustment |
-
2018
- 2018-11-02 DE DE102018218777.0A patent/DE102018218777A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018002158A1 (en) | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Bamberg | Vehicle door arrangement having a sensor device for detecting a wish for adjustment |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO. KOMMANDITGESELLSC, DE Free format text: FORMER OWNER: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT, BAMBERG, 96052 BAMBERG, DE |
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