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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erkennung von mindestens einem Objekt in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs, insbesondere eines beweglichen Fahrzeugteiles, wie einer Fahrzeugtür, einer Motorhaube oder einer Heckklappe des Fahrzeuges. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung der Vorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen zur Erkennung von Objekten in einem Öffnungsbereich einer Heckklappe eines Fahrzeuges bekannt.
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DE 10 2017 128 774 A1 beschreibt ein optisches Sensorsystem für ein Kraftfahrzeug, welches dazu ausgebildet ist, einen außerhalb des Kraftfahrzeugs liegenden ersten Überwachungsbereich zu überwachen und bei Detektion eines durch den Fahrzeugnutzer in den ersten Überwachungsbereich bewegten Körperteils oder Gegenstands die Öffnung einer Tür oder Klappe des Kraftfahrzeugs auszulösen.
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DE 10 2012 209 048 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erkennung von Hindernissen im Öffnungsbereich zumindest einer Heckklappe eines Fahrzeugs, wobei geprüft wird, ob ein Anhänger an das Fahrzeug angekoppelt ist, die Umgebung des Fahrzeugs erfasst wird und Objekte erkannt werden, erkannte Objekte im Öffnungsbereich der zumindest einen Heckklappe des Fahrzeugs als Hindernisse eingestuft werden, wobei das Öffnen der Heckklappe des Fahrzeugs im Fall eines erkannten Hindernisses im Öffnungsbereich der zumindest einen Heckklappe blockiert wird oder der maximale Öffnungswinkel der zumindest einen Heckklappe auf den hindernisfreien Öffnungsbereich beschränkt wird.
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EP 2 882 617 B1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung einer Verstellbewegung eines Fahrzeugschließelements, wie z.B. einer Fahrzeugseitentür oder einer Fahrzeugheckklappe.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Erkennung von Objekten in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeuges anzugeben, sowie ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erkennung von mindestens einem Objekt in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeuges umfasst mindestens zwei Sensoren, welche zugehörige Detektionsbereiche aufweisen. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung ein Trägerelement, das relativ zu einem beweglichen Fahrzeugteil, wie zum Beispiel einer Heckklappe, einer Fahrzeugtür oder einer Motorhaube, beweglich angeordnet ist, wobei das bewegliche Trägerelement relativ zu dem beweglichen Fahrzeugteil zwischen einer Ruheposition und einer Betriebsposition bewegbar ist. Dabei ist das Trägerelement am beweglichen Fahrzeugteil beweglich angeordnet, zum Beispiel schwenkbar oder ein-/ausfahrbar gelagert. Die mindestens zwei Sensoren sind am Trägerelement derart angeordnet, dass die zugehörigen Detektionsbereiche in Bezug auf den Umgebungsbereich unterschiedlich ausgerichtet und/oder einstellbar sind.
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Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, dass eine Erkennung von Objekten in einem Umgebungsbereich zum Beispiel der Heckklappe durch Einteilung des Umgebungsbereiches in Detektionsbereiche, welche unterschiedlich ausgerichtet und/oder einstellbar sind, verbessert wird. Insbesondere kann der Umgebungsbereich in verschiedene Teilbereiche unterteilt werden, wie einen Öffnungsbereich der Heckklappe, der Fahrzeugtür oder Motorhaube und/oder einen Auslösebereich zum Öffnen der Heckklappe, der Fahrzeugtür bzw. der Motorhaube, wobei jedem Teilbereich des Umgebungsbereichs beispielsweise ein Sensor mit einem zugehörigen Detektionsbereich zugeordnet ist. Darüber hinaus ist es möglich, dass durch die unterschiedlich ausgerichteten und/oder einstellbaren Detektionsbereiche ein Nutzer, insbesondere ein Fahrzeughalter, die Sensoren, insbesondere deren Detektionsbereiche für verschiedene Situationen und/oder Funktionen einstellen kann. So können beispielsweise Detektionsbereiche derart eingestellt oder verändert werden, dass eine frühzeitige Erkennung von Objekten, wie beispielsweise einer Lampe, welche von einer Decke einer Garage in den Öffnungsbereich hinein hängt, oder eines in den Öffnungsbereich hineinragenden Regals oder eines in den Öffnungsbereich hineinragenden Pfeilers, möglich ist.
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In einer beispielhaften Weiterbildung ist es möglich, dass das bewegliche Trägerelement in der Ruheposition in dem beweglichen Fahrzeugteil, wie beispielsweise der Heckklappe, zurückgezogen angeordnet ist. Zum Beispiel ist das Trägerelement mit den Sensoren in einem Hohlraum in der Heckklappe angeordnet. In der Betriebsposition ragt oder steht das Trägerelement mit den Sensoren zumindest abschnittsweise aus einer Durchgangsöffnung in einer Wand des beweglichen Fahrzeugteils, insbesondere der Heckklappe, hervor oder heraus. Durch die Anordnung der Sensoren an dem beweglichen Trägerelement sind die Sensoren in der Ruheposition des Trägerelements vor Umwelteinflüssen, wie Regen, Staub, Sonneneinstrahlung, Schmutz, sowie vor Diebstahl geschützt. Dadurch wird beispielsweise einer möglichen Verschlechterung einer Detektionswirkung der Sensoren in Folge einer Verschmutzung entgegen gewirkt.
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In einer möglichen Ausführungsform sind die mindestens zwei Sensoren beispielsweise als Abstandssensoren, insbesondere als Infrarotabstandssensoren ausgebildet. Dadurch kann die Vorrichtung zu einer Erfassung von Abständen des beweglichen Fahrzeugteiles zu im Öffnungsbereich befindlichen Objekten genutzt werden. Anders als bei herkömmlichen Kameras ist darüber hinaus eine Erfassung von Abständen in Dunkelheit möglich.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein erster Sensor einen ersten Detektionsbereich aufweist, und ein zweiter Sensor einen zweiten Detektionsbereich aufweist. Insbesondere ist der erste Detektionsbereich des ersten Sensors nahezu parallel zu dem beweglichen Fahrzeugteil, insbesondere zur Heckklappe orientiert, insbesondere ist eine Hauptachse des ersten Detektionsbereichs parallel oder in einem kleinen Winkel zur Oberfläche der Heckklappe angeordnet. In einer möglichen Ausführungsform sind zwei erste Sensoren am Trägerelement angeordnet, deren erste Detektionsbereiche voneinander weg gerichtet und parallel zur Heckklappe orientiert sind. Der zweite Detektionsbereich des zweiten Sensors ist bei geschlossener Heckklappe von der Position des zweiten Sensors weg auf einen Fußbereich vor der Heckklappe gerichtet. Ein dritter Detektionsbereich eines dritten Sensors ist beispielsweise orthogonal zur Heckklappe und von dieser weg orientiert. Dies ermöglicht einen großen Detektionsbereich.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der zweite Detektionsbereich beispielsweise in einem Winkel zwischen 0° und 90° zu dem ersten Detektionsbereich ausgerichtet. Auch können die Detektionsbereiche mit einem anderen Winkel zueinander ausgerichtet sein, der beispielsweise kleiner 90° ist und insbesondere zwischen 45° und 75° liegt. Dadurch können Objekte in einem großen Umgebungsbereich erkannt werden.
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Durch die Verwendung mehrerer Sensoren mit unterschiedlich orientierten Detektionsbereichen zur Abstandsmessung kann ein im Umgebungsbereich identifiziertes Objekt auf Plausibilität und dessen korrekte Position ermittelt und geprüft werden. Darüber hinaus ist eine solche mehrere Sensoren aufweisende Vorrichtung geeignet, verschiedene Funktionen, wie Hinderniserkennung im Öffnungsbereich des beweglichen Fahrzeugteils, wie beispielsweise der Heckklappe, und/oder automatisiertes Entriegeln und Öffnen der Heckklappe, zu ermöglichen. Es ist möglich, weitere Sensoren an dem beweglichen Trägerelement anzuordnen. So wäre eine Ausführungsform mit vier Sensoren ebenfalls möglich, wodurch eine Detektion von Objekten weiter verbessert wird. Auch ist es möglich, dass die Detektionsbereiche der Sensoren derart ausgerichtet sind, dass es mindestens zu einer teilweisen Überlappung der Detektionsbereiche kommt. Dadurch kann die Detektion der Position des Objektes oder mehrerer Objekte in einem Umgebungsbereich der Heckklappe zusätzlich verbessert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der jeweilige Sensor eingerichtet, mindestens ein Signal zu erzeugen, wenn der Sensor ein bewegliches oder ein ruhendes Objekt in dem zugehörigen Detektionsbereich detektiert. Dabei ist es beispielsweise möglich, dass einer der beiden Sensoren mindestens ein erstes Signal erzeugt, sofern der jeweilige Sensor ein bewegliches Objekt im jeweiligen Detektionsbereich detektiert, und/oder einer der beiden Sensoren mindestens ein zweites Signal erzeugt, sofern der jeweilige Sensor ein ruhendes Objekt in einem jeweiligen Detektionsbereich detektiert. Dadurch ist eine Unterscheidung von beweglichen Objekten und ruhenden Objekten möglich. Durch diese Unterscheidung können verschiedene Aktionen ausgelöst werden. Zum Beispiel kann ein automatisiertes Öffnen der Heckklappe durch ein bewegtes Objekt, beispielsweise einen Fuß, welcher in einen Auslösebereich des Umgebungsbereiches unterhalb des Öffnungsbereiches bewegt wird, ausgelöst werden. Eine Bewegung der Heckklappe kann beispielsweise gestoppt werden durch ein im Öffnungsbereich der Heckklappe befindliches Hindernis, wie einen Koffer oder eine Wand. Somit ist die Vorrichtung sowohl als Auslöseeinheit zum Entriegeln und/oder Öffnen eines beweglichen Fahrzeugteils als auch als eine Sicherheitsvorrichtung mit Stopp-/ Begrenzungsfunktion für eine Öffnungsbewegung des beweglichen Fahrzeugteiles zur Vermeidung von Beschädigungen an im Öffnungsbereich befindlichen Objekten und mit Einklemmschutzfunktion für eine Schließbewegung des beweglichen Fahrzeugteiles zur Vermeidung des Einklemmens von im Schließbereich befindlichen Objekten einsetzbar.
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In einer weiteren Ausführungsform sind bzw. ist ein Ausbreitungswinkel und/oder eine Länge des Detektionsbereiches zumindest eines der Sensoren einstellbar. Insbesondere ist der Ausbreitungswinkel und/oder die Länge des jeweiligen Detektionsbereichs relativ zur Heckklappe einstellbar oder änderbar. Zusätzlich oder alternativ kann der Winkel zwischen zwei Detektionsbereichen zumindest zweier Sensoren einstellbar sein. Durch eine Einstellung von verschiedenen Parametern der Detektionsbereiche ist es möglich, die Detektionsbereiche an unterschiedlichen Bedingungen des Umgebungsbereiches anzupassen. So ist es beispielsweise möglich, einen Detektionsbereich derart zu vergrößern, dass eine frühzeitige Erkennung von Objekten möglich ist, welche sich über einem Fahrzeugdach befinden. Eine Person, beispielsweise ein Fahrzeughalter, kann dadurch einen Sicherheitsabstand der Heckklappe gegenüber beweglichen Objekten, wie beispielsweise Ästen, erhöhen, welche durch starke Winde unter Umständen die Heckklappe berühren würden. Ebenso ist es denkbar, dass ein Fahrzeughalter bei starkem Regen einen Detektionsbereich zum automatisierten Öffnen der Heckklappe erhöht, wodurch eine Bewegung zum Auslösen der automatisierten Öffnung der Heckklappe über größere Distanz ermöglicht ist.
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Weiterhin ist es möglich, dass die Vorrichtung eine elektronische Steuereinheit umfasst, welche mit den mindestens zwei Sensoren signaltechnisch gekoppelt ist. Dabei ist ein von den Sensoren erzeugtes Signal an die elektronische Steuereinheit übermittelbar, wobei mittels der Steuereinheit in Abhängigkeit von dem mindestens einen Signal mindestens ein Stell signal für einen Aktuator zur Verstellung der Heckklappe erzeugbar ist. Hierdurch wird in einfacher Art und Weise bei einem Objekt in einem Detektionsbereich der Sensoren, zum Beispiel bei einem identifizierten Objekt in dem Öffnungsbereich der Heckklappe oder einer Bewegung eines Objektes in dem Auslösebereich der Heckklappe, eine Bewegung der Heckklappe beeinflusst. Ebenso ist es möglich, dass die elektrische Steuereinheit ein Empfangs- und/oder Sendemodul umfasst, welches für eine drahtlose Übertragung von Sensorsignalen, Informationen, Konfigurationsdaten und/oder Steuerbefehlen genutzt werden kann. Eine solche drahtlose Verbindung kann beispielsweise als eine Bluetooth-Verbindung ausgebildet sein. Dadurch können Sensorsignale und/oder Informationen der Sensoren und/oder Konfigurationsdaten und/oder Steuerbefehle beispielsweise ohne eine Verkabelung von der Steuereinheit an ein externes Gerät übertragen und/oder von diesem können Steuerbefehle und/oder Konfigurationsdaten, wie zum Beispiel Ausbreitungswinkel und/oder Länge des Detektionsbereichs, für den/die Sensoren und/oder für die Steuereinheit an die Steuereinheit und/oder an die Sensoren übertragen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist der Aktuator mit der Heckklappe derart bewegungsgekoppelt, dass in Abhängigkeit vom Stellsignal für den Aktuator die Heckklappe öffnet, schließt oder eine Bewegung der Heckklappe gestoppt oder begrenzt wird. Durch die signaltechnische Kopplung des Aktuators mit der elektrischen Steuereinheit ist es möglich, dass beispielsweise bei einem gewünschten Öffnen die Öffnungsbewegung der Heckklappe in Abhängigkeit von den erfassten Sensorsignalen gesteuert werden kann. So kann beispielsweise mittels der erfassten Sensorsignale ein in den Öffnungsbereich hineinragendes Regal oder ein in den Öffnungsbereich hineinragender Pfeiler detektiert werden und anhand des Stellsignals die Öffnungsbewegung entsprechend angepasst, beispielsweise gestoppt oder begrenzt werden. Somit ist in einfacher Art und Weise eine Berührung der Heckklappe mit dem Regal oder dem Pfeiler und somit eine Beschädigung des beweglichen Fahrzeugteils vermieden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung von mindestens einem Objekt in einem Umgebungsbereich mindestens eines beweglichen Fahrzeugteils, insbesondere einer Heckklappe, für ein Fahrzeug umfasst folgende Verfahrensschritte:
- - Bewegung mindestens zweier Sensoren zur Erfassung des Umgebungsbereichs aus einer Ruheposition in eine Betriebsposition,
- - Erfassung von mindestens einem Objekt in dem Umgebungsbereich mittels mindestens einem der Sensoren, und
- - Öffnen oder Schließen des beweglichen Fahrzeugteils oder Stoppen einer Bewegung des beweglichen Fahrzeugteils oder Begrenzen eines Öffnungsbereichs des beweglichen Fahrzeugteils in Abhängigkeit von einem im Umgebungsbereich erfassten Objekt.
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Ein Vorteil eines solchen Verfahrens ist es, dass die Sensoren in einer Ruheposition des beweglichen Trägerelementes vor Umwelteinflüssen wie Regen, Staub, Sonneneinstrahlung, Schmutz, sowie vor Diebstahl geschützt angeordnet sind. Eine mögliche Verschlechterung einer Detektionswirkung der Sensoren in Folge einer Verschmutzung wird so verhindert. Ebenso besteht ein Vorteil eines solchen Verfahrens darin, dass durch die Sensoren ein Öffnen oder Schließen der Heckklappe oder Stoppen einer Bewegung der Heckklappe oder Begrenzen eines Öffnungsbereichs der Heckklappe in Abhängigkeit von Objekten im Umgebungsbereich erfolgt. Ein Nutzer, beispielsweise ein Fahrzeughalter, kann beispielsweise ein automatisiertes Öffnen der Heckklappe durchführen. Zusätzlich kann eine Öffnungsbewegung der Heckklappe gestoppt werden, sobald ein Objekt, wie beispielsweise einer Lampe, welche von einer Decke einer Garage hängt, eines in den Öffnungsbereich hineinragenden Regals oder eines in den Öffnungsbereich hineinragenden Pfeilers, von einem Sensor in einem Detektionsbereich detektiert wird. Eine Berührung der Heckklappe mit dem detektierten Objekt kann dadurch verhindert werden.
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Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein Öffnen des beweglichen Fahrzeugteiles, wie der Heckklappe, ausgelöst wird, sofern mindestens ein bewegliches Objekt in mindestens einem Detektionsbereich von mindestens einem der Sensoren erfasst wird. Dadurch ist es möglich, das bewegliche Fahrzeugteil, wie die Heckklappe, mittels eines bewegten Objektes, beispielsweise durch einen Fuß, welcher in einen Umgebungsbereich beispielsweise der Heckklappe unterhalb einer Stoßstange bewegt wird, automatisch öffnet und ohne einen Schalter oder Schlüssel betätigen zu müssen. Ebenso ist es möglich, dass ein solcher Detektionsbereich durch ein Leuchtelement erhellt wird. Dadurch ist es für eine Person auch in Situationen mit mangelnden Lichtverhältnissen möglich, einen Detektionsbereich, wie einen Auslösebereich, für beispielsweise ein Auslösen eines automatisierten Öffnens der Heckklappe durch ein bewegtes Objekt, beispielsweise einen Fuß, welcher in dem Auslösebereich des Umgebungsbereiches unterhalb eines Öffnungsbereiches der Heckklappe bewegt wird, zu erkennen. Dies kann beispielsweise nachts oder in geschlossenen Räumen wie Garagen mit unzureichender Beleuchtung das automatisierte Öffnen der Heckklappe erleichtern.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass ein Öffnen oder ein Schließen der Heckklappe und/oder ein Begrenzen eines Öffnungswinkels der Heckklappe des Fahrzeuges mittels eines externen Gerätes ausgeführt werden bzw. wird. Bei einem externen Gerät kann es sich beispielsweise um ein sogenanntes Tablett oder ein sogenanntes Smartphone handeln, welches mittels einer Software, einer sogenannten App, eine Bewegung der Heckklappe auslösen kann. Dadurch entfällt eine manuelle Betätigung der Heckklappe. Dadurch wird insbesondere für Personen, welche nur wenig körperliche Kraft aufbringen können, wie beispielsweise ältere Personen oder Kinder, der Bedienkomfort erhöht. Zusätzlich kann eine Person trotz einer Distanz zu dem Fahrzeug auf veränderte Bedingungen im Umgebungsbereich reagieren, wodurch ein Bedienungskomfort erhöht wird. Beispielsweise kann bei starkem Regen ein Fahrzeughalter einen Detektionsbereich zum automatisierten Öffnen der Heckklappe erhöhen, wodurch eine Bewegung zum Auslösen der automatisierten Öffnung der Heckklappe über größere Distanz ermöglicht wird. Dadurch kann die Heckklappe mittels eines bewegten Objektes aus einer größeren Distanz automatisch geöffnet werden, ohne einen Schalter zu betätigen
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Ferner ist es denkbar, dass ein Öffnen oder ein Schließen und/oder ein Begrenzen eines Öffnungswinkels des beweglichen Fahrzeugteils, wie der Heckklappe des Fahrzeuges, mittels einer Sprachsteuerung ausgeführt werden bzw. wird. In einer möglichen Ausführungsform kann eine Software des externen Gerätes eine sogenannte Sprachsteuerung umfassen. Die Sprachsteuerung kann beispielsweise die Möglichkeit umfassen, das automatisierte Öffnen und/oder das automatisierte Schließen der Heckklappe mittels eines verbalen Befehls an das externe Gerät auszulösen. Dabei ist das externe Gerät mit der elektrischen Steuereinheit gekoppelt, zum Beispiel drahtlos, insbesondere über eine Funkverbindung. Mittels der Funkverbindung werden die Sprachbefehle an die Steuereinheit übertragen, welche diese in entsprechende Stellsignale für den Aktuator und/oder Konfigurations-/ Steuersignale für die Sensoren und/oder die Steuereinheit transformiert. Beispielsweise können mittels eines verbalen Befehls durch eine solche drahtlose Verbindung von einem externen Gerät Steuerbefehle und/oder Konfigurationsdaten, wie zum Beispiel Ausbreitungswinkel und/oder Länge des Detektionsbereichs, für den/die Sensoren und/oder für die Steuereinheit an die Steuereinheit und/oder an die Sensoren für deren Konfiguration übertragen werden. Die Sprachsteuerung kann zusätzlich eine individuelle Anpassung der verbalen Befehle, sowie eine personifizierte Spracherkennung von verschiedenen Benutzern umfassen. Dies hat den Vorteil, dass neben einer erleichterten Bedienung des beweglichen Fahrzeugteils, wie beispielsweise der Heckklappe, zusätzlich eine Identifizierung von Nutzern möglich ist. So wird eine ungewollte Nutzung durch beispielsweise Diebe verhindert.
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Die oben beschriebene Vorrichtung kann sowohl zur Begrenzung eines Öffnungswinkels des beweglichen Fahrzeugteils, wie der Heckklappe des Fahrzeuges, als auch zum automatisierten Öffnen oder Schließen des beweglichen Fahrzeugteils, wie der Heckklappe des Fahrzeugs, genutzt werden. Zum Beispiel kann ein automatisiertes Öffnen der Heckklappe beispielsweise durch einen Fuß ausgelöst werden, sofern dieser in einem Auslösebereich des Umgebungsbereiches durch mindestens einen Sensor detektiert wird. Auch kann eine Bewegung der Heckklappe beispielsweise gestoppt werden durch ein im Öffnungsbereich der Heckklappe befindliches und identifiziertes Hindernis, wie beispielsweise einen Koffer oder eine Wand. Somit ist die Vorrichtung sowohl als ein Auslöser als auch als eine Sicherheitseinrichtung einsetzbar. Darüber hinaus wird der Bedienungskomfort erhöht, da ein Öffnen einer Heckklappe keine manuelle Betätigung erfordert und ein Zusammenstoß mit Objekten, wie einem Hindernis, verhindert wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Rückansicht einer möglichen Ausführungsform eines Fahrzeuges mit einer Vorrichtung zur Erkennung von mindestens einem Objekt in einem Umgebungsbereich einer Heckklappe des Fahrzeuges, wobei die Vorrichtung in Ruheposition angeordnet ist,
- 2 schematisch eine Rückansicht des Fahrzeuges nach 1 mit der Vorrichtung in Betriebsposition,
- 3 schematisch eine Rückansicht des Fahrzeuges nach 1 und 2 mit einer möglichen Ausführungsform der Vorrichtung mit beispielsweise drei Detektionsbereichen,
- 4 schematisch eine Draufsicht von oben auf eine Rückseite des Fahrzeuges nach 3,
- 5 schematisch eine Seitenansicht auf die Rückseite des Fahrzeuges nach 2 mit zwei Detektionsbereichen,
- 6 schematisch eine Seitenansicht auf die Rückseite eines Fahrzeuges nach 2 mit einem Detektionsbereich,
- 7 schematisch eine perspektivische Ansicht einer möglichen Ausführungsform eines beweglichen Trägerelementes für die Vorrichtung,
- 8 schematisch in Seitenansicht auf eine Rückseite eines Fahrzeuges einen Ablauf einer Öffnungsbewegung einer Heckklappe mit einem Objekt in einem Umgebungsbereich der Heckklappe des Fahrzeuges,
- 9 schematisch eine Seitenansicht einer Heckklappe in geschlossener Position mit einem Aktuator zur Verstellung der Heckklappe eines Fahrzeuges, zum Beispiel für ein Öffnen oder ein Schließen der Heckklappe und/oder ein Begrenzen eines Öffnungswinkels der Heckklappe,
- 10 schematisch eine Seitenansicht einer Heckklappe in geöffneter Position mit einem Aktuator zur Verstellung der Heckklappe des Fahrzeuges,
- 11 schematisch eine Draufsicht von oben auf ein externes Gerät mit einem Bedienfeld, wobei das externe Gerät eine Ausführungsform einer Anwendung für eine Interaktion mit der Vorrichtung auf dem Bedienfeld, zum Beispiel einem Berührungsbildschirm anzeigt, und
- 12 schematisch eine Draufsicht von oben auf ein weiteres externes Gerät mit einem Bedienfeld, wobei das externe Gerät eine weitere Ausführungsform einer Anwendung für eine Interaktion mit der Vorrichtung auf dem Bedienfeld, zum Beispiel einem Berührungsbildschirm, anzeigt.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch eine perspektivische Rückansicht einer möglichen Ausführungsform eines Fahrzeuges 1 mit einer Vorrichtung V zur Erkennung von mindestens einem Objekt O1 bis O4 in einem Umgebungsbereich U des Fahrzeuges 1. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Heckklappe 2 als ein bewegliches Fahrzeugteil.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand des Beispiels für eine Heckklappe 2 näher beschrieben. Anstelle der Heckklappe 2 kann das bewegliche Fahrzeugteil auch eine Fahrzeugtür, ein nach oben verstellbares Schiebedach und/oder eine Motorhaube sein.
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Die Heckklappe 2 ist in 1 im geschlossenen Zustand dargestellt.
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Die Vorrichtung V zur Erkennung des mindestens einen Objektes O1 bis O4 in dem Umgebungsbereich U des Fahrzeuges 1 ist insbesondere im Bereich der Heckklappe 2 des Fahrzeuges 1 vorgesehen. Beispielsweise ist der Umgebungsbereich U ein Innenbereich einer Garage, in welchem das Fahrzeug 1 geparkt werden soll. Die Objekte O1 bis O4 sind beispielsweise die Wände der Garage.
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Die Vorrichtung V umfasst beispielsweise mindestens zwei, in 7 näher dargestellte Sensoren 5.1 bis 5.4, welche zugehörige Detektionsbereiche S1 bis S4 aufweisen, sowie ein in 7 näher dargestelltes Trägerelement 3, das relativ zur Heckklappe 2 an dieser beweglich angeordnet ist, wobei das bewegliche Trägerelement 3 relativ zur Heckklappe 2 zwischen einer Ruheposition RP und einer Betriebsposition BP bewegbar ist. Dabei sind die mindestens zwei Sensoren 5.1 bis 5.4 am Trägerelement 3 derart angeordnet, dass die zugehörigen Detektionsbereiche S1 bis S4 unterschiedlich ausgerichtet und/oder einstellbar sind, wie in 7 gezeigt.
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In 1 befindet sich das bewegliche Trägerelement 3 in der Ruheposition RP. Dabei ist das bewegliche Trägerelement 3 in einer in der Heckklappe 2 zurückgezogenen Stellung und somit in einer geschützten Stellung angeordnet. Beispielsweise ist das bewegliche Trägerelement 3 in der Ruheposition RP in einem innen liegenden Hohlraum H der Heckklappe 2 angeordnet. Das bewegliche Trägerelement 3 ist in der Ruheposition RP für eine Person sowohl visuell als auch haptisch in der Heckklappe 2 versteckt angeordnet. Auch kann das Trägerelement 3 oder ein Teil des Trägerelements 3 als ein Taster, insbesondere ein Softtouch-Element ausgebildet sein, welches eine komfortable und angenehme Betätigung ermöglicht. Bei Betätigung des Tasters wird ein Betätigungssignal erzeugt und einem Steuergerät zugeführt, welches ein Signal zum Öffnen oder Stoppen der Heckklappe 2 in Abhängigkeit vom Betätigungssignal erzeugt.
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Beispielsweise kann der Hohlraum H durch das bewegliche Trägerelement 3 selbst abgedeckt sein. Dabei dient eine Oberfläche des Trägerelements 3, insbesondere eine nach außen weisende Oberfläche, als Teil der Außenhaut der Heckklappe 2. Die gegenüberliegende, insbesondere innere Oberfläche des Trägerelements 3 dient der Aufnahme der Sensoren 5.1 bis 5.4. In dieser Ausführungsform ist das Trägerelement 3 selbst beweglich, insbesondere schwenkbar an einer Durchgangsöffnung der Heckklappe 2 gelagert.
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Alternativ kann das Trägerelement 3 auf einem Deckelement 7, wie dies in 7 dargestellt ist, angeordnet sein, welches beweglich an einer Durchgangsöffnung der Heckklappe 2 angeordnet, insbesondere gelagert ist.
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Durch eine Lagerung in dem Hohlraum H der Heckklappe 2 ist es möglich, dass die Sensoren 5.1 bis 5.4, welche an dem Trägerelement 3 angeordnet sind, sowohl vor Umwelteinflüssen wie Regen, Staub, Sonneneinstrahlung, Schmutz, als auch vor einem möglichen Diebstahl geschützt sind.
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In der dargestellten möglichen Ausbildungsform ist das bewegliche Trägerelement 3 über einem Nummernschild 4 angeordnet. Eine mögliche Weiterbildung sieht vor, dass das Nummernschild 4 eine Nummernschildbeleuchtung umfasst. Das bewegliche Trägerelement 3 kann dabei als ein Teil der Nummernschildbeleuchtung ausgebildet sein. Auch kann die Vorrichtung V platzsparend im Bereich der Nummernschildbeleuchtung angeordnet werden.
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Wie in 1 gezeigt, ist die Vorrichtung V und insbesondere das bewegliche Trägerelement 3 in Bezug auf die Heckklappe 2 mittig angeordnet und beweglich gehalten. Auch können die Vorrichtung V und insbesondere das bewegliche Trägerelement 3 an einer anderen geeigneten Stelle der Heckklappe 2 angeordnet sein.
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In 2 ist schematisch eine Rückansicht des Fahrzeuges 1 nach 1 mit einer Heckklappe 2 im geschlossenen Zustand dargestellt, wobei die Heckklappe 2 die Vorrichtung V umfasst. Dabei steht das bewegliche Trägerelement 3 in Betriebsposition BP zumindest abschnittsweise aus einer nicht näher dargestellten Durchgangsöffnung in einer Wand der Heckklappe 2 nach außen hervor. Es ragt beispielsweise nach unten gerichtet aus der Durchgangsöffnung heraus. Eine nach unten gerichtete Positionierung ermöglicht es, dass die Sensoren 5.1 bis 5.4, welche an dem beweglichen Trägerelement 3 angeordnet sind, beispielsweise vor Verschmutzung, beispielsweise Staubablagerungen oder Pollen, geschützt sind.
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In 3 ist eine schematische Rückansicht des Fahrzeuges nach 1 und 2 dargestellt. Die Heckklappe 2 ist in geschlossenem Zustand dargestellt. Wie in 3 dargestellt, ist es möglich, dass beispielsweise drei Sensoren 5.1 bis 5.3 an dem beweglichen Trägerelement 3 angeordnet sind, wobei die zugehörigen Detektionsbereiche S1 bis S3 in der Betriebsposition BP des beweglichen Trägerelementes 3 unterschiedlich in Bezug auf den Umgebungsbereich U der Heckklappe 2 ausgerichtet sind.
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Die Detektionsbereiche S1 bis S3 bilden dabei beispielsweise ein Dreieck. In der in 3 dargestellten Ausführungsform sind die Detektionsbereiche S1 bis S3 in verschiedene Ausbreitungsrichtungen orientiert. Insbesondere ist ein erster Detektionsbereich S1 eines ersten Sensors 5.1 (dargestellt in 7) und ein dritter Detektionsbereich S3 eines dritten Sensors 5.3 (dargestellt in 7) nahezu parallel zur Heckklappe 2 orientiert. Insbesondere verläuft eine Hauptachse des ersten Detektionsbereichs S1 parallel oder in einem kleinen Winkel zur Oberfläche der Heckklappe 2 und zur Seite. Der dritte Detektionsbereich S3 ist vom ersten Detektionsbereich weg gerichtet und in die entgegengesetzte Richtung orientiert und verläuft im Wesentlichen parallel oder in einem Winkel zur Oberfläche der Heckklappe 2. Der zweite Detektionsbereich S2 eines zweiten Sensors 5.2 (dargestellt in 7) ist bei geschlossener Heckklappe 2 von der Position des zweiten Sensors 5.2 weg auf einen Fußbereich vor der Heckklappe 2 gerichtet. Ein weiterer, nicht dargestellter Detektionsbereich eines weiteren, nicht dargestellten Sensors kann beispielsweise orthogonal zur Heckklappe 2 und von dieser weg orientiert sein.
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Insbesondere sind mindestens zwei der Sensoren 5.1 und 5.3 derart angeordnet und ausgerichtet, dass deren Detektionsbereiche S1 und S3 entgegengesetzt voneinander und seitlich parallel zur Oberfläche der Heckklappe 2 orientiert sind. Dies ermöglicht eine Überwachung der beiden äußeren Eckpunkte der Heckklappe 2. Damit ist es möglich, eine Kollision einer der beiden Eckpunkte der Heckklappe 2 mit einem anderen Objekt zu vermeiden.
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Darüber hinaus können die Detektionsbereiche S1 bis S3 beispielsweise in einem Winkel α zwischen einem ersten Detektionsbereich S1 und einem zweiten Detektionsbereich S2, sowie in einem Winkel β zwischen einem zweiten Detektionsbereich S2 und einem dritten Detektionsbereich S3 zu einander ausgerichtet. Der Winkel α und der Winkel β sind dabei jeweils kleiner als 90°. Zusätzlich können die Winkel α und β gleich groß sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Winkel α und β unterschiedlich groß ausgebildet sind. Ferner ist es möglich, dass die Winkel α und β gleich oder größer 90° sind.
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Die Sensoren 5.1 bis 5.3 können beispielsweise als Abstandssensoren, insbesondere als Infrarotabstandssensoren, ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine kontaktlose Detektion von Objekten O1 bis O4 im Umgebungsbereich U der Heckklappe 2, wie beispielsweise die Detektion der Wände einer Garage oder eines Koffers im Umgebungsbereich U.
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Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform ist es möglich, dass ein erster Detektionsbereich S1 und ein zweiter Detektionsbereich S2 einen Winkel α von weniger als 90° zueinander aufweisen, und ein dritter Detektionsbereich S3 einen Winkel β von mehr als 90° zu dem ersten Detektionsbereich S1 und dem zweiten Detektionsbereich S2 aufweist. Der dritte Detektionsbereich S3 ist dabei vertikal nach oben ausgerichtet. Dieser dritte Detektionsbereich S3 ermöglicht eine frühzeitige Erkennung von beispielsweise einer Lampe, welche von einer Decke einer Garage hängt, oder einer niedrigen Decke. Die Detektionsbereiche S1 und S2 ermöglichen zusätzlich dazu die Erkennung von Objekten unterhalb des Nummernschildes 4. In einer anderen möglichen Ausführungsform können die Sensoren 5.1 bis 5.3 derart ausgestaltet sein, dass zwischen den drei Detektionsbereichen S1 bis S3 alle drei Winkel gleich sind. In einer weiteren möglichen Ausführungsform können darüber hinaus die Sensoren 5.1 bis 5.4 so ausgestaltet sein, dass mindestens ein Winkel α oder β zwischen mindestens zwei Detektionsbereichen S1 bis S4 einstellbar ist.
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Die Sensoren 5.1 bis 5.4 können darüber hinaus derart eingerichtet sein, dass ein erstes Signal erzeugt wird, sofern mindestens einer der Sensoren 5.1 bis 5.4 ein ruhendes Objekt O1 bis O4 in mindestens einem der Detektionsbereiche S1 bis S3 detektiert. Zusätzlich kann ein zweites Signal erzeugt werden, sofern mindestens einer der Sensoren 5.1 bis 5.3 ein bewegliches Objekt in mindestens einem der Detektionsbereiche S1 bis S3 detektiert.
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Ebenso ist es möglich, weitere, nicht dargestellte Sensoren an dem beweglichen Trägerelement 3 anzuordnen. Es ist auch möglich, dass die Detektionsbereiche S1 bis S3 der Sensoren 5.1 bis 5.3 derart ausgerichtet sind, dass es mindestens zu einer teilweisen Überlappung der Detektionsbereiche Slbis S3 kommt (nicht dargestellt). Durch die Verwendung mehrerer Sensoren 5.1 bis 5.3 zur Abstandsmessung kann ein im Umgebungsbereich U identifiziertes Objekt O1 bis O4 auf Plausibilität und dessen korrekte Position ermittelt und geprüft werden. Darüber hinaus ist eine solche mehrere Sensoren 5.1 bis 5.3 aufweisende Vorrichtung V geeignet, verschiedene Funktionen, wie Hinderniserkennung in einem Öffnungsbereich OB im Umgebungsbereich U der Heckklappe 2 und/oder automatisiertes Entriegeln und Öffnen der Heckklappe 2, zu ermöglichen.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass die Sensoren 5.1 bis 5.4 derart ausgestaltet sind, dass die jeweiligen Detektionsbereiche S1bis S4 einstellbar sind. Dabei kann beispielsweise ein Ausbreitungswinkel und/oder eine Länge der Detektionsbereiche S1 bis S4 eingestellt werden.
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4 zeigt eine Draufsicht von oben auf eine Rückseite des Fahrzeuges 1 mit einer Vorrichtung V nach 3. Dabei befindet sich das bewegliche Trägerelement 3 in Betriebsposition BP. Der Winkel α zwischen einem ersten Detektionsbereich S1 und einem zweiten Detektionsbereich S2, sowie der Winkel β zwischen einem zweiten Detektionsbereich S2 und einem dritten Detektionsbereich S3 beträgt jeweils weniger als 90°. Der jeweilige Detektionsbereich S1 bis S3 ist derart ausgerichtet und weist eine solche Abmessung und Ausbreitung aus, dass dieser bei aktivierter Vorrichtung V über die Abmessungen der Heckklappe 2 hinaus den Umgebungsbereich U der Heckklappe 2 und insbesondere dessen benötigten Öffnungsbereich OB abtastet und erfassen kann. Beispielsweise sind die Sensoren 5.1 bis 5.3 derart angeordnet und deren Detektionsbereiche S1 bis S3 derart ausgerichtet, dass der gesamte Detektionsbereich eine Dreiecksform aufweist. Dies ermöglicht eine einfache und wenige Sensoren 5.1 bis 5.3 aufweisende Vorrichtung V, die den Öffnungsbereich OB, insbesondere dessen entferntesten Grenzen sicher erfasst. Es sind auch andere Winkel zwischen den Detektionsbereichen S1 bis S3 möglich, welche 90° oder mehr als 90° aufweisen können.
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In 5 ist eine Seitenansicht auf die Rückseite des Fahrzeuges 1 nach 2 mit der Vorrichtung V zur Erkennung von mindestens einem Objekt O1 bis O4, welche Hindernisse im Öffnungsbereich OB darstellen, gezeigt. Das bewegliche Trägerelement 3 ist in die Betriebsposition BP ausgefahren. Ein erster Detektionsbereich S1 ist dabei in der dargestellten möglichen Ausführungsform in einem Winkel γ von weniger als 90° zu einem zweiten Detektionsbereich S2 ausgerichtet. Bei einer solchen Ausrichtung der Detektionsbereiche S1 und S2 ist es möglich, mindestens ein Objekt O2, welches in Z-Richtung oberhalb des Fahrzeuges 1 angeordnet ist, wie beispielsweise eine Decke einer Garage, frühzeitig als Hindernis zum Öffnen der Heckklappe 2 zu erkennen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Winkel γ gleich oder größer als 90° ausgebildet ist, wodurch eine noch frühzeitigere Erkennung von mindestens einem Objekt oberhalb des Fahrzeuges 1 möglich ist.
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In der 6 ist eine Seitenansicht auf die Rückseite des Fahrzeuges 1 nach 2 mit einem weiteren Detektionsbereich S4 dargestellt. Der Detektionsbereich S4 ist beispielsweise mittels eines zusätzlichen Sensors (nicht dargestellt) erzeugbar. Alternativ kann der Sensor 5.2 neu konfiguriert werden. Beispielsweise kann eine Länge und/oder eine Neigung des zugehörigen Detektionsbereiches S2 nach unten verlängert bzw. geändert werden und der Länge bzw. Neigung des in 6 dargestellten Detektionsbereiches S4 entsprechen. Dabei ist der Detektionsbereich S4 länger ausgebildet als die Detektionsbereiche S1 und S2 in 5.
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Der Detektionsbereich S4 kann dabei neben Objekten O2 und O4 in einem Öffnungsbereich OB des Umgebungsbereiches U der Heckklappe 2, auch ein bewegliches Objekt O5 in einem Auslösebereich AB des Umgebungsbereichs U detektieren. Als bewegtes Objekt O5 wird beispielsweise ein Fuß, welcher in den Auslösebereich AB des Umgebungsbereichs U unterhalb des Öffnungsbereiches OB bewegt wird, von dem Sensor 5.4 der beweglichen Trägereinheit 3 detektiert. Auf diese Weise kann der Sensor 5.4 beispielsweise als ein Auslöser für einen sogenannten Kick-Sensor genutzt werden. Dadurch wird beispielsweise bei einer Bewegung des Fußes in den Auslösebereich AB hinein ein automatisiertes Öffnen der Heckklappe 2 ausgelöst. Eine manuelle Betätigung eines Schalters an der Heckklappe 2 mittels einer Handbewegung entfällt dadurch. So ist es einem Nutzer möglich, die Heckklappe 2 auch dann zu öffnen, sofern eine Betätigung eines Schalters an der Heckklappe durch eine Handbewegung nicht möglich ist: Dies kann beispielsweise der Fall sein, sofern die Hände des Nutzers gerade zum Tragen von beispielsweise Einkaufstüten verwendet werden.
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Weiterhin ist es möglich, dass ein solcher Detektionsbereich S4 durch ein nicht näher dargestelltes Leuchtelement erhellt wird. Dadurch ist es für einen Nutzer in Situationen mit mangelnden Lichtverhältnissen möglich, einen Detektionsbereich S4 für beispielsweise ein Auslösen eines sogenannten Kick-Sensors für ein automatisiertes Öffnen der Heckklappe 2 zu erkennen. Dies kann beispielsweise nachts oder in geschlossenen Räumen wie Garagen mit unzureichender Beleuchtung das automatisierte Öffnen der Heckklappe 2 erleichtern.
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In 7 ist eine mögliche Ausführungsform des beweglichen Trägerelementes 3 in einer Betriebsposition BP dargestellt. Die in 7 dargestellten Sensoren 5.1 bis 5.3 sind dabei an unterschiedlichen Positionen an dem beweglichen Trägerelement 3 angeordnet, wodurch in dieser Ausführungsform die Detektionsbereiche S1 bis S3 in unterschiedliche Bereiche in Bezug auf den Umgebungsbereich U ausgerichtet sind. Ebenso ist in 7 ein Deckelelement 7 dargestellt, welches an dem Trägerelement 3 angeordnet ist.
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Zusätzlich ist in dieser Ausführungsform eine Kamera 6 in dem beweglichen Trägerelement 3 angeordnet. Diese kann beispielsweise als eine visuelle Einparkhilfe genutzt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass keine Kamera 6 an dem beweglichen Trägerelement 3 angeordnet ist und/oder eine Kamera 6 an einer anderen Position an der Heckklappe 2 angeordnet ist. Mit anderen Worten: Die Vorrichtung V ist eine Multisensor-Anordnung, die nur mehrere entsprechend ausgerichtete Abstandssensoren oder mehrere entsprechend ausgerichtete Abstandssensoren in Kombination mit einer Kamera 6 umfasst.
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In der Ruheposition RP des beweglichen Trägerelementes 3 verschließt das Deckelelement 7 eine nicht näher dargestellte Durchgangsöffnung der Heckklappe 2. Dadurch ist das bewegliche Trägerelement 3 geschützt im Hohlraum H in der Heckklappe 2 angeordnet. In einer möglichen Ausführungsform wird das bewegliche Trägerelement 3 mit dem Deckelement 7 aus der Durchgangsöffnung heraus, insbesondere in Bezug auf die Hochachse Z vertikal schräg nach oben oder unten oder senkrecht zur Heckklappenebene, in die Betriebsposition BP, bewegt.
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In einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, dass in der Betriebsposition BP das Deckelement 7 das bewegliche Trägerelement 3 frei gibt, wodurch das bewegliche Trägerelement 3 aus der Durchgangsöffnung heraus bewegt wird und anschließend weitgehend vertikal nach unten und/oder schräg nach vorne unten herausragt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens eine elektrische Steuereinheit 8 mit den Sensoren 5.1 bis 5.4 signaltechnisch gekoppelt. Dabei ist es möglich, dass die elektronische Steuereinheit 8 beispielsweise von den Sensoren 5.1 bis 5.4 erfasste Messwerte, wie beispielsweise erfasste Abstandswerte, analysiert.
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Eine mögliche signaltechnische Kopplung kann beispielsweise mittels einer LIN Kommunikation und/oder einer CAN Kommunikation erfolgen. Ebenso kann die elektrische Steuereinheit 8 mit einem in 9 näher dargestellten Aktuator 9 signaltechnisch gekoppelt sein. Dabei analysiert die elektrische Steuereinheit 8 die von den Sensoren 5.1 bis 5.4 erfassten und an die Steuereinheit 8 übertragenen Messwerte und erzeugt daraus resultierend beispielsweise ein Stellsignal für den Aktuator 9, um eine Verstellung der Heckklappe 2 mittels des Aktuators 9 zu steuern, beispielsweise eine Öffnungsbewegung der Heckklappe 2 zu stoppen oder zu begrenzen.
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In einer möglichen Ausführungsform kann eine elektrische Steuereinheit 8 ausgebildet sein, einen Aktuator 9 mit beispielsweise einem Motorstrom von 45 A zu steuern. Andere Motorströme sind auch möglich.
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Ebenso ist es denkbar, dass die elektrische Steuereinheit 8 mit dem beweglichen Trägerelement 3 in nicht näher dargestellter Weise signaltechnisch gekoppelt ist. Beispielsweise umfasst das Trägerelement 3 einen Positionssensor, der detektiert, ob das Trägerelement 3 in Betriebsposition BP oder Ruheposition RP angeordnet ist. Hierdurch kann die elektrische Steuereinheit 8 nur dann aktiviert werden oder sein, sofern sich die bewegliche Trägereinheit 3 in der Betriebsposition BP befindet. Ferner ist es möglich, dass die elektrische Steuereinheit 8 eine Sanft-Anlauf und -Stoppfunktion zur Ansteuerung des Aktuators 9 umfasst, wodurch eine Lebensdauer des Aktuators 9 verlängert werden kann.
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Es ist zusätzlich möglich, dass die elektrische Steuereinheit 8 eine Anwendungssoftware für einen Einklemmschutz umfasst. Hierzu wertet die elektrische Steuereinheit 8, insbesondere eine entsprechende Einklemmschutzsoftware, die erfassten Messwerte der Sensoren S1 bis S3 bei einem Schließen der Heckklappe 2 auf ein in einem Schließbereich der Heckklappe 2 befindliches Objekt, wie eine Hand, aus. Durch einen solchen Einklemmschutz kann beispielsweise eine Hand, welche bei einer Schließbewegung der Heckklappe 2 zwischen einem Rahmenteil des Fahrzeuges 1 und der Heckklappe 2 eingeklemmt werden würde, erkannt werden. Bei Erkennung einer Hand erzeugt die Einklemmschutzsoftware ein entsprechendes Stellsignal für den Aktuator 9, wodurch die Schließbewegung der Heckklappe 2 unterbrochen wird und ein Einklemmen der Hand zwischen der Heckklappe 2 und dem Rahmenteil verhindert wird.
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Ebenso ist es möglich, dass die elektrische Steuereinheit 8 einen akustischen Signalgeber, beispielsweise einen Summer, umfasst. Dadurch kann ein Nutzer beispielsweise auf eine Störung der Sensoren 5.1 bis 5.4 und/oder des Aktuators 9 akustisch aufmerksam gemacht werden.
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Darüber hinaus kann die elektrische Steuereinheit 8 verschiedene Diagnosefunktionen umfassen. Solche Diagnosefunktionen sind beispielsweise ein Schutz vor einer umgekehrten Polarität eines Stromflusses, ein Überspannungsschutz, einen Kurzschlussstrom sowie eine Spannungs- und Strombegrenzung.
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Ebenso ist es möglich, dass die elektrische Steuereinheit 8 ein Empfangs- und/oder Sendemodul umfasst, welches für eine drahtlose Übertragung von Sensorsignalen, wie Messwerten, Konfigurationsdaten, Informationen und/oder Steuerbefehlen genutzt werden kann. Eine solche drahtlose Verbindung kann beispielsweise als eine Bluetooth-Verbindung ausgebildet sein. Dadurch können Sensorsignale, wie Messwerte und Zustandsdaten, Konfigurationsdaten und/oder Informationen der Sensoren und/oder Steuerbefehle beispielsweise ohne eine Verkabelung von der Steuereinheit 8 an ein externes Gerät übertragen und/oder von diesem können Steuerbefehle und/oder Konfigurationsdaten, wie zum Beispiel Ausbreitungswinkel und/oder Länge des Detektionsbereichs S1, S2, S3 und/oder S4, für den/die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 und/oder 5.4 und/oder für die Steuereinheit 8 an die Steuereinheit 8 und/oder an die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 und/oder 5.4 übertragen werden. Dies ermöglicht in einfacher Art und Weise eine entfernte Konfiguration der Steuereinheit 8 und/oder der Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 und/oder 5.4.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die elektronische Steuereinheit 8 eine vorhandene Steuerung einer Kamera 6 sein. In dieser Ausführungsform können die Sensoren 5.1 bis 5.4 in diese als Kamerasteuerung ausgebildete elektronische Steuereinheit 8 der Kamera 6 integriert sein. Alternativ können die Steuereinheit 8 der Vorrichtung V und die Kamerasteuerung als separate Steuergeräte, insbesondere als integrierte Schaltungen oder Schaltkreise, ausgebildet sein.
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Des Weiteren kann beispielsweise ein integrierter Schaltkreis mindestens eines Sensors 5.1, 5.2, 5.3 und/oder 5.4 und eine elektronische Steuereinheit einer Kamera 6 Teil einer übergeordneten integrierten Schaltung sein und über eine Leiterbahn oder eine sogenannte IC2Kommunikation verbunden sein. Auch können die elektronische Kamerasteuerung und die elektronische Steuereinheit 8 des Aktuators 9 über eine LIN-Kommunikation miteinander verbunden sein.
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In der 8 ist schematisch in Seitenansicht eine Rückseite eines Fahrzeuges 1 mit einer Heckklappe 2 dargestellt. Dabei ist die Heckklappe 2 in Vollliniendarstellung in geöffnetem Zustand und ein Objekt O2 in einem Umgebungsbereich U der Heckklappe 2 dargestellt. In der 8 sind verschiedene Öffnungswinkel OW1 bis OW4 der Heckklappe 2 gezeigt, wobei die Heckklappe 2 in gestrichelten Liniendarstellungen für die verschiedenen Öffnungswinkel OW1 bis OW4 in verschiedenen Zwischenstellungen gezeigt ist. Das bewegliche Trägerelement 3 mit den zwei Sensoren 5.1 und 5.2 mit den zugehörigen Detektionsbereichen S1 bzw. S2 ist in der Betriebsposition BP dargestellt. Bei dem Objekt O2 handelt es sich beispielsweise um eine Decke einer Garage.
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Das Objekt O2 kann mittels des Sensors 5.2 bei einem Öffnungswinkel OW4 der Heckklappe 2 mit dem Detektionsbereich S2 detektiert werden, wodurch ein entsprechendes Messsignal vom Sensor 5.2 an die signaltechnisch gekoppelte elektrische Steuereinheit 8 weitergeleitet wird, wodurch mittels der elektrischen Steuereinheit 8 ein Stellsignal zur Ansteuerung des Aktuators 9 in Abhängigkeit von dem von Sensor 5.2 erfassten Messsignal erzeugt wird. Das Stellsignal ermöglicht eine Beeinflussung der Öffnungs- oder Schließbewegung der Heckklappe 2, wie beispielsweise eine Unterbrechung der Öffnungsbewegung der Heckklappe 2 in Folge des im Öffnungsbereich OB detektierten Objektes O2. Dadurch wird die Heckklappe 2 im Öffnungswinkel OW4 gehalten. Die Beeinflussung der Bewegung erfolgt dabei, ohne dass das Objekt O2 in dem Detektionsbereich S1 des weiteren Sensors 5.1 detektiert wird.
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Es ist auch möglich, dass bei einer Öffnungsbewegung ein nicht näher dargestelltes Objekt bei einem Öffnungswinkel OW1, OW2 oder OW3 der Heckklappe 2 in einem der beiden Detektionsbereiche S1 und/oder S2 der jeweiligen Sensoren 5.1 und/oder 5.2 detektiert wird. Dadurch kann die Öffnungsbewegung der Heckklappe 2 in dem jeweiligen Öffnungswinkel OW1, OW2 oder OW3 gestoppt werden.
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Ebenso ist es möglich, dass bei einer Schließbewegung ein nicht näher dargestelltes Objekt bei einem Öffnungswinkel OW1, OW2 oder OW3 der Heckklappe 2 im Detektionsbereich S1 des Sensors 5.1 detektiert wird, und somit die Schließbewegung der Heckklappe 2 in dem jeweiligen Öffnungswinkel OW1, OW2 oder OW3 gestoppt wird.
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In den 9 und 10 ist eine schematische Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform eines Aktuators 9 für ein Öffnen, ein Schließen oder ein Halten der Heckklappe 2 und/oder ein Begrenzen eines Öffnungswinkels der Heckklappe 2 dargestellt. Dabei befindet sich die Heckklappe 2 in 9 in einem geschlossenen Zustand und in 10 in einem geöffneten Zustand. Der Aktuator 9 ist mit der elektronischen Steuereinheit 8 gekoppelt.
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Der Aktuator 9 ist mittels mindestens einer Befestigungseinheit 10 an einem ersten Rahmenteil 11 des Fahrzeuges 1 befestigt. An einem der Befestigungseinheiten 10 gegenüberliegenden Ende des Aktuators 9 kann ein Verstellelement 12, insbesondere ein Schwing- oder Gelenkarm oder Scharnierelement, beweglich befestigt sein. Das Verstellelement 12 kann zusätzlich an der Heckklappe 2 befestigt sein. Bei dem Verstellelement 12 handelt es sich beispielsweise um ein Scharnier, insbesondere Schwanenhalsscharnier oder ein geeignetes Gelenk. Das Verstellelement 12 wird mittels des Aktuators 9 verstellt und daraus resultierend wird die am Verstellelement 12 befestigte Heckklappe 2 ebenfalls bewegt. Der Aktuator 9 ist hierzu beispielsweise als ein Spindelantrieb ausgebildet, dessen Spindel 14 das Verstellelement 12 antreibt und bewegt.
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Ebenso kann das Verstellelement 12 durch ein zweites, der Heckklappe 2 zugewandtes Rahmenteil 13 verlaufen. Das zweite Rahmenteil 13 kann dabei als eine Auflage- oder Führungsfläche für das Verstellelement 12 ausgebildet sein.
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Weiterhin kann der als ein Spindelantrieb ausgebildete Aktuator 9 auf Grund von einer geringen Größe seiner Motoreinheit in einer trockenen Umgebung, beispielsweise im Inneren einer Dichtung der Heckklappe 2, im Fahrzeug 1 für einen Nutzer nicht sichtbar angebracht werden. Ebenso ist es möglich, dass der Aktuator 9 im Regenrinnenbereich angeordnet ist, wobei der Regenrinnenbereich ohne Streben ausgebildet ist. Weiterhin ist es möglich, dass durch einen Gebrauch von beispielsweise einem Spindelantrieb ein geräuscharmer Betrieb des Aktuators 9 möglich ist. Es sind auch andere Ausbildungsformen eines Aktuators 9, beispielsweise ein Schneckenantrieb, denkbar.
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In 9 ist der Aktuator 9 in einer Anfangsposition AP dargestellt, in welcher die Spindel 14 des Aktuators 9 eingezogen ist. Dabei ist das Verstellelement 12 in einer zurückgezogenen Position gelagert und die Heckklappe 2 im geschlossenen Zustand gehalten.
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In 10 ist der Aktuator 9 in einer Endposition EP dargestellt, in welcher die Spindel 14 des Aktuators 9 ausgefahren ist. Dabei ist das Verstellelement 12 in der ausgefahrenen Position gelagert und fixiert und die Heckklappe 2 im geöffneten Zustand gehalten.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass die Heckklappe 2 in einer Zwischenposition der Spindel 14 zwischen der Anfangsposition AP und der Endposition EP mit einem bestimmten Öffnungswinkel, beispielsweise einem Öffnungswinkel OW1 bis OW4, gehalten wird oder durch eine Verstellung der Position der Spindel 14 der Öffnungswinkel OW1 bis OW4 der Heckklappe 2 verstellt wird. Eine Bewegung der Spindel 14 des Aktuators 9 erfolgt mittels einer Motoreinheit 9.1 sowie einer nicht näher dargestellten Stromquelle, welche mit dem Aktuator 9 verbunden ist. Ferner kann die Bewegung der Spindel 14 durch das von der Steuereinheit 8 erzeugte Stellsignal ausgelöst oder beendet werden. Dadurch ist ein Verstellen, ein Halten, ein Öffnen oder ein Schließen der Heckklappe 2 ohne einen Aufwand einer Person möglich. Ebenso ist ein Stoppen einer Bewegung der Heckklappe 2 ohne Aufwand möglich. Dies kann beispielsweise erfolgen, sofern ein Objekt O1 bis O4 in einem Detektionsbereich S1, S2, S3 und/oder S4 des/der jeweiligen Sensors/Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 und/oder 5.4 detektiert wird. In einer möglichen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Heckklappe 2 mittels einer durch eine Person ausgeführten manuellen Bewegung bei einem Fehlen eines elektrischen Stroms der Stromquelle verstellt werden kann.
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In einer möglichen Ausführungsform ist der Aktuator 9 einseitig in der Nähe der Heckklappe 2 in einem Innenraum des Fahrzeuges angebracht. Dabei ist auf einer dem Aktuator 9 gegenüberliegenden Fahrzeugseite ein Gegengewicht in der Nähe der Heckklappe 2 angebracht. Das Gegengewicht kann dabei wie der Aktuator 9 für eine Person nicht sichtbar im Inneren einer Dichtung angebracht sein. Bei dem Gegengewicht handelt es sich beispielsweise um ein gedämpftes, mechanisches Federausgleichsgewicht. Das Gegengewicht kann mit der Heckklappe 2 gekoppelt sein. Dadurch kann eine vom Aktuator 9 ausgeübte einseitig wirkende Kraft mittels des Gegengewichtes ausgeglichen werden.
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Es ist jedoch auch möglich, dass statt dem Gegengewicht ein nicht näher dargestellter, zweiter Aktuator auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Aktuators 9 angebracht ist. Dadurch kann eine Bewegung der Heckklappe 2 durch den ersten Aktuator 9 und den zweiten Aktuator mittels einer geringeren Leistung der einzelnen Aktuatoren erfolgen. Ebenso kann beispielsweise ein Ausfall des ersten Aktuators 9 durch den zweiten Aktuator zumindest teilweise ausgeglichen werden.
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Zusätzlich ist es möglich, dass ein nicht näher dargestellter Hall-Sensor an mindestens einem Aktuator 9 angebracht ist. Der Hall-Sensor kann dabei beispielsweise als ein Zweikanal-Quadratur-Hall-Sensor ausgebildet sein. Mittels des Hall-Sensors ist es möglich, einen Bewegungsablauf der Heckklappe 2 zu steuern. Dabei wird mittels des Hall-Sensors die relative Bewegung der Heckklappe 2 erfasst und entsprechend gesteuert, insbesondere gestoppt. Ebenso ist es möglich, dass ein Überlastungsmessgerät an mindestens einem Aktuator 9 angebracht ist, welches eine missbräuchliche Überlastung des Aktuators 9 detektiert. Dadurch kann ein schädlicher Betrieb, insbesondere ein Überlastbetrieb des Aktuators 9 erkannt werden und unter Umständen ein Schaden am Aktuator 9 verhindert werden.
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Der Zustand der Heckklappe 2, ob geschlossen oder geöffnet, wird insbesondere mittels Auswertung eines Signals eines Heckklappenschlosses ermittelt.
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In einer möglichen Ausführungsform ist der Aktuator 9 und seine Ansteuerung derart ausgebildet, dass ein vollständiges Öffnen oder ein vollständiges Schließen der Heckklappe 2 in einer Dauer von beispielsweise fünf Sekunden erfolgt. Es sind jedoch auch andere Zeiten, beispielsweise eine Dauer von sechs Sekunden, denkbar. Die Dauer der Öffnungszeit variiert sehr stark und ist insbesondere abhängig von verschiedenen Parametern, wie Hersteller, Geschwindigkeit, Gewicht, etc. Darüber hinaus ist es möglich, dass in einer weiteren Ausführungsform die Dauer von einer Person, beispielsweise einem Fahrzeughalter, als Konfigurationsdaten über die oben beschriebenen signaltechnischen Kopplungen eingestellt werden kann.
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Weiterhin ist es möglich, dass eine Erkennung einer ungewöhnlichen Krafteinwirkung auf die Heckklappe 2 während einer Öffnungsbewegung oder einer Schließbewegung vorgesehen ist. Eine solche ungewöhnliche Krafteinwirkung kann beispielsweise eine von einem Nutzer ausgeführte Bewegung an der Heckklappe 2 sein, welche entgegen einer Schließbewegung bei einem Schließen der Heckklappe 2 ausgeführt wird. Dies würde zu einer unerwünschten Beanspruchung des Aktuators 9 führen. Die Steuereinheit 8 ist dazu eingerichtet, bei einer identifizierten, unerwünschten Beanspruchung des Aktuators 9 ein Stoppen der Schließbewegung beim Schließen der Heckklappe 2 auszulösen. In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass die ungewöhnliche Krafteinwirkung eine Umkehr der Bewegung der Heckklappe 2 mittels des Aktuators 9 auslösen kann. Dadurch kann beispielsweise statt eines Stoppens der Schließbewegung durch eine ungewöhnliche Krafteinwirkung eine Öffnungsbewegung ausgelöst werden.
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In den 11 und 12 sind schematische Draufsichten von oben auf möglichen externen Geräten 15 mit einem Bedienfeld B dargestellt, welche für eine Kommunikation mit der Vorrichtung V genutzt werden können. Für die Kommunikation mit der Vorrichtung V kann beispielsweise eine bestimmte Software, eine sogenannte App, des externen Gerätes 15 genutzt werden.
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In 11 handelt es sich bei dem externen Gerät 15 beispielsweise um ein sogenanntes Tablett und in 12 beispielsweise um ein sogenanntes Smartphone. Das externe Gerät 15 ist dabei in drahtloser Weise mit der Vorrichtung V, beispielsweise über eine Bluetooth Verbindung, gekoppelt. Beispielsweise kann das externe Gerät 15 mit der elektrischen Steuereinheit 8 der Vorrichtung V drahtlos zur Datenübertragung gekoppelt sein. Es sind jedoch auch andere externe Geräte 15 denkbar, welche mit der Vorrichtung V drahtlos gekoppelt werden können.
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Durch eine solche drahtlose Verbindung ist es möglich, dass zwischen der elektrischen Steuereinheit 8 und dem externen Gerät 15 drahtlos Sensorsignale, Messsignale, Konfigurationsdaten, Informationen und/oder Steuerbefehle ausgetauscht werden und übertragen werden. Dadurch können Sensor-/Messsignale und/oder Informationen und Konfigurationsdaten der Sensoren 5.1 bis 5.4 und/oder Steuerbefehle und/oder Konfigurationsdaten von der Steuereinheit 8 an ein externes Gerät übertragen und/oder von diesem können Steuerbefehle und/oder Konfigurationsdaten, wie zum Beispiel Ausbreitungswinkel und/oder Länge des Detektionsbereichs S1, S2, S3 und/oder S4, für den/die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 und/oder 5.4 und/oder für die Steuereinheit 8 an die Steuereinheit 8 und/oder an die Sensoren 5.1, 5.2, 5.3 und/oder 5.4 übertragen werden.
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In einer wie in 11 dargestellten Ausführungsform kann mittels der Software auf dem Bedienfeld B mindestens eine schematische Ansicht 16 des Fahrzeuges 1 dargestellt werden. Dabei ist in den 11 und 12 sowohl eine schematische Rückansicht 16.1 als auch eine schematische Seitenansicht 16.2 des Fahrzeuges 1 mit der Heckklappe 2 im geschlossenen Zustand dargestellt. Zusätzlich ist es möglich, dass in den schematischen Ansichten 16.1 und 16.2 mögliche Detektionsbereiche S1 bis S4 der Sensoren 5.1 bis 5.4 dargestellt werden und insbesondere farblich gekennzeichnet werden. Ebenso ist es möglich, dass das Bedienfeld B verschiedene Anwendungsfelder A umfasst. Diese Anwendungsfelder A können beispielsweise durch Betätigung, zum Beispiel Tastendruck oder Betätigen des entsprechenden Tastbedienfeldes, das automatisierte Öffnen und/oder das automatisierte Schließen der Heckklappe 2 auslösen. Ebenso ist es denkbar, dass ein Anwendungsfeld A ein Stoppen einer Bewegung der Heckklappe 2 auslöst.
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Ferner ist es möglich, dass ein zusätzliches Piktogramm P (in 11 dargestellt) in dem Bedienfeld B angeordnet ist, welches zu einer Aktivierung und/oder einer Einstellung einer Sprachsteuerung genutzt werden kann. Es ist ebenso möglich, dass statt einem Piktogramm P ein weiteres Anwendungsfeld A für die Aktivierung und/oder die Einstellung der Sprachsteuerung genutzt werden kann. Eine Aktivierung und/oder eine Einstellung der Sprachsteuerung umfasst dabei beispielsweise die Möglichkeit, nach der Aktivierung der Sprachsteuerung das automatisierte Öffnen und/oder das automatisierte Schließen der Heckklappe mittels eines verbalen Befehls an das externe Gerät 15 auszulösen. Die Sprachsteuerung kann zusätzlich eine individuelle Anpassung der verbalen Befehle, sowie eine Spracherkennung von Benutzern umfassen.
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Dadurch ist es möglich, dass neben einer erleichterten Bedienung der Heckklappe zusätzlich eine ungewollte Nutzung durch beispielsweise Diebe verhindert wird.
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In 12 ist eine weitere Ausführungsform der Software auf einem externen Gerät 15 dargestellt. Das externe Gerät ist schematisch in einer Draufsicht von oben mit einem Bedienfeld B dargestellt. Dabei umfasst die Software erneut schematische Ansichten 16.1 und 16.2 des Fahrzeuges 1, sowie mögliche Detektionsbereiche S1 bis S4 der Sensoren 5.1 bis 5.4. Darüber hinaus ist eine Gruppierung der Anwendungsfelder A in dem Bedienfeld möglich, welche verschiedene Parameter der verschiedenen Sensoren 5.1 bis 5.4 verändern können. Durch eine beispielsweise tabellarische Verteilung der Anwendungsfelder A können die Parameter der Sensoren 5.1 bis 5.4 geordnet werden. Eine solche Unterteilung erfolgt beispielsweise durch eine Aufgliederung der Anwendungsfelder A1 bis A4 anhand der jeweiligen Sensoren 5.1 bis 5.4. Dadurch sind bzw. ist eine einfache Bedienung und/oder eine einfache Veränderung der jeweiligen Sensoren5.1 bis 5.4 möglich. Mögliche Parameter, welche durch die Anwendungsfelder A1 bis A4 eingestellt werden können, sind beispielsweise die Länge der Detektionsbereiche S1 bis S4, eine Empfindlichkeit der Sensoren 5.1 bis 5.4, eine Totzeit der Sensoren 5.1 bis 5.4 und/oder ein Winkel zwischen beispielsweise zwei benachbarten Detektionsbereichen S1 und S2 zu einander. Es ist auch möglich, dass eine Aktivierung oder eine Deaktivierung der Sensoren 5.1 bis 5.4 durch die Anwendungsfelder A1 bis A4 erfolgen kann.
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Ebenso ist eine Ausführungsform möglich, in der eine Einstellung des Aktuators 8 über die Anwendungsfelder A erfolgen kann. Dabei können beispielsweise ein maximaler Öffnungswinkel und/oder eine Geschwindigkeit einer Bewegung der Heckklappe 2 eingestellt werden.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform können die in der 11 und der 12 dargestellten Anwendungen ein Teil der selben Software sein. Es ist jedoch auch möglich, dass nur teilweise die Software verschiedener externer Geräte 15 identisch ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Heckklappe
- 3
- Trägerelement
- 4
- Nummernschild
- 5.1 bis 5.4
- Sensor
- 6
- Kamera
- 7
- Deckelement
- 8
- Steuereinheit
- 9
- Aktuator
- 9.1
- Motoreinheit
- 10
- Befestigungseinheit
- 11
- Rahmenteil
- 12
- Verstellelement
- 13
- Rahmenteil
- 14
- Spindel
- 15
- Externes Gerät
- 16
- Schematische Ansicht eines Fahrzeuges
- 16.1
- Schematische Rückansicht
- 16.2
- Schematische Seitansicht
- V
- Vorrichtung
- O1 bis O5
- Objekt
- U
- Umgebungsbereich
- RP
- Ruheposition
- BP
- Betriebsposition
- S1 bis S4
- Detektionsbereich
- H
- Hohlraum
- OB
- Öffnungsbereich
- AB
- Auslösebereich
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- γ
- Winkel
- OW1 bis OW4
- Öffnungswinkel
- AP
- Anfangsposition
- EP
- Endposition
- A, A1 bis A4
- Anwendungsfeld
- B
- Bedienfeld
- P
- Piktogramm
- X
- X-Richtung
- Z
- Z-Richtung
