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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtür für ein Kraftfahrzeug, eine Türgriffeinheit, die motorisch zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist und eine Türbewegereinheit umfasst, die ausgebildet ist, die Fahrzeugtür aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung und zurück zu bewegen.
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Eine solche Fahrzeugtür ist aus der
DE 20 2017 104 564 U1 bekannt. Bei dieser Anordnung wird die Fahrzeugtür nicht vollständig geöffnet sondern nur in eine teilweise geöffnete Stellung bewegt, wenn ein Umgebungssensor ermittelt, dass keine die Türöffnung behindernde Gegenstände vorhanden sind.
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Aus der
DE 10 2004 031 798 A1 ist ein nach außen ausklappbarer Türkantenschutz bekannt, welcher an der einer Türachse entgegengesetzten Türkante innenseitig befestigt ist und aus einer eingeklappten Stellung durch eine mit einer Schwenkbewegung der Fahrzeugtür zwangsgekoppelten Bewegung in eine ausgeklappte Stellung schwenkbar ist, wobei der Türkantenschutz in der ausgeklappten Stellung die Türkante schützend umschließt, um Beschädigungen an der Türkante und an benachbarten Fahrzeugen in engen Parklücken zu vermeiden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugtür für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die so weit geöffnet werden kann, wie es die Umgebung zulässt und zuverlässig unerwünschte Kollisionen mit Hindernissen bzw. im Öffnungsbereich befindlichen Gegenständen verhindert.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch
- - eine Türgriffeinheit, die motorisch zwischen einer eingefahrenen und einer ausgefahrenen Stellung bewegbar ist,
- - eine Türbewegereinheit, die ausgebildet ist, die Fahrzeugtür aus einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung und zurück zu bewegen,
- - eine in der Türgriffeinheit angeordnete Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Annäherung an oder Berührung von einem neben dem Kraftfahrzeug befindlichen Gegenstand,
- - eine Steuereinheit, die bei Empfang des Öffnungssignals die Türbewegereinheit ansteuert, die Fahrzeugtür in die Öffnungsstellung zu bewegen und die Türgriffeinheit ansteuert, in die ausgefahrene Stellung zu bewegen,
- - wobei die Steuereinheit ausgebildet ist, die Türbewegereinheit zur Verlangsamung oder Beendigung der Türöffnungsbewegung anzusteuern, wenn die Sensoreinrichtung eine Annäherung der Fahrzeugtür an den Gegenstand detektiert,
- - wobei die Steuereinheit ferner ausgebildet ist, die Türbewegereinheit anzusteuern, die Fahrzeugtür mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit ω1 bis zu einer Zwischenstellung zu bewegen und anschließend mit einer zweiten, reduzierten Winkelgeschwindigkeit ω2 < ω1 bis zur Öffnungsstellung zu bewegen.
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Die Erfindung stellt eine Fahrzeugtür für ein Kraftfahrzeug bereit, bei der an einem ausfahrbaren Türgriff eine Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Annäherung an einen neben dem Fahrzeug befindlichen Gegenstand oder sogar einer Berührung dieses Gegenstandes angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung ist damit auf einem in Bezug auf die Bewegungsrichtung vorne liegenden Punkt angeordnet und kann daher eine Annäherung der sich öffnenden Fahrzeugtür an Hindernisse optimal erfassen. Auf der Grundlage des Sensorsignals wird bei einer Annäherung an ein Hindernis die Türöffnungsbewegung verlangsamt bzw. beendet, so dass die Tür maximal geöffnet werden kann, um ein Ein- oder Aussteigen einer Person maximal zu erleichtern.
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Zunächst wird die Türöffnung mit einer höheren Geschwindigkeit vorgenommen, sofern die Sensoreinrichtung oder eine fahrzeugverbaute Umgebungssensorik den unmittelbaren Nahbereich der Fahrzeugtür als hindernisfrei beurteilt. Mit der höheren Geschwindigkeit wird die Türöffnung bis zu einer Zwischenstellung bewegt, die bei 50-90%, vorzugsweise bei 60-80% des Türschwenkbereiches liegen kann. Anschließend wird die Winkelgeschwindigkeit der Türöffnung reduziert, weil mit zunehmender Türöffnung die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen mit Hindernissen zunimmt. Die Winkelgeschwindigkeit kann nach Erreichen der Zwischenstellung auch kontinuierlich abnehmen. Die erste Winkelgeschwindigkeit der Türöffnung ist vorzugsweise etwa 2 - 5 mal so groß wie die zweite Winkelgeschwindigkeit, mit der nach Erreichen der Zwischenstellung die Türöffnung fortgesetzt wird.
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Vorzugsweise wird die Winkelgeschwindigkeit der Türöffnung jedenfalls dann reduziert, wenn die Sensoreinrichtung eine Annäherung an den Gegenstand bzw. das Hindernis feststellt und je nach Ausgestaltung des äußeren Endes der Türgriffeinheit kurz vor oder bei der Berührung gestoppt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Türgriffeinheit an der einem Türscharnier entgegengesetzten Türkante innenseitig befestigt und zwischen einer eingeklappten und einer ausgeklappten Stellung motorisch schwenkbar, wobei die Türgriffeinheit in der eingeklappten Stellung bei geschlossener Fahrzeugtür hinter dieser angeordnet ist und in der ausgeklappten Stellung unter Umgreifung der Türkante nach lateral außen absteht und zur Türöffnung manuell greifbar ist. Diese Weiterbildung stellt einen Türgriff bereit, der bei geschlossener Fahrzeugtür vollständig hinter derselben von außen verborgen angeordnet ist, so dass die Fahrzeugtür keine von außen sichtbare Türgriffelemente, sondern vielmehr eine glatte Kontur, aufweist. Damit ist der Türgriff in dieser Stellung in einem geschützten und sauberen Bereich. Die Anbringung der Sensoreinrichtung in diesem Türgriff, der im ausgeklappten Zustand gegenüber der Tür lateral vorsteht, ermöglicht die Anordnung von Sensoren, die nicht nur in Lateralrichtung bzw. Bewegungsrichtung des Türgriffs und damit des Sensors empfindlich sind sondern auch zusätzliche Sensoren, welche die Türoberfläche in Richtung vorn und unten überwachen. Damit können Kollisionen mit flächigen Gegenständen wie Wänden oder benachbarten Fahrzeugen genauso zuverlässig vermieden werden wie mit Gegenständen, die sich nicht in der Bewegungsrichtung des Türgriffs befinden, wie beispielsweise weiter vorn (in der Nähe des Türscharniers) befindliche Pfosten oder tiefer unten neben dem Fahrzeug befindliche Gegenstände wie Bordsteine o.ä.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung als Berührungssensor ausgebildet, dessen Oberfläche eine elastische Schutzbeschichtung aufweist. Diese Ausbildung ermöglicht eine maximale Türöffnung bis hin zur Berührung eines Gegenstandes. Durch die stoßunempfindlichen Ummantelung bzw. Schutzbeschichtung wird sichergestellt, dass weder der Türgriff noch der berührte Gegenstand, bei dem es sich häufig um ein benachbartes Fahrzeug handelt, beschädigt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Sensoreinrichtung alternativ zu einem Berührungssensor oder zusätzlich dazu mindestens einen Näherungssensor. Vorzugsweise sind mehrere Näherungssensoren in der Sensoreinrichtung integriert, die verschiedene Bereiche überwachen. Insbesondere kann ein Näherungssensor in der Türbewegungsrichtung, also quer zur Türaußenfläche eine Annäherung mit großer Auflösung erfassen, um den aktuellen Abstand des Türgriffs an den vor dem Türgriff befindlichen Gegenstand genau zu erfassen. Zusätzlich flächig erfassende Näherungssensoren können den Nahbereich direkt vor der Fahrzeugtür, insbesondere entlang der Hinterkante der Fahrertür erfassen, um mit geringerer Genauigkeit eine bevorstehende Kollision der Türaußenhaut mit dort befindlichen Gegenständen bei der Öffnungsbewegung zu erfassen und durch Abbremsen der Türöffnungsbewegung zu verhindern.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit mit mindestens einem Umfeldüberwachungssensor verbunden und ausgebildet, die Türbewegereinheit zum Verlangsamen oder Beenden der Türöffnungsbewegung anzusteuern, wenn der mindestens eine Umfeldüberwachungssensor eine Annäherung der Fahrzeugtür an den Gegenstand detektiert. Mehrere derartige Umfeldüberwachungssensoren sind in modernen Kraftfahrzeugen verbaut. Diese können in einer ersten Türöffnungsphase, insbesondere bevor der ausfahrbare Türgriff ausgefahren ist und damit die darin angeordnete Sensorvorrichtung noch nicht korrekt arbeiten kann, die Umgebungsüberwachung übernehmen und insbesondere verhindern, dass die Fahrzeugtür überhaupt geöffnet wird, wenn Gegenstände in unmittelbarer Nähe der Fahrzeugtür detektiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit ausgebildet, bei Empfang eines Schließsignals die Türgriffeinheit anzusteuern, in die eingefahrene Stellung zu bewegen und die Türbewegereinheit anzusteuern, die Fahrzeugtür in die Schließstellung zu bewegen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrzeugtür bereitgestellt, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte:
- - Bereitstellen eines Öffnungssignals über ein manuell betätigbares Schaltelement oder ein Funksignal,
- - Entriegelung eines Türschlosses, bei Empfang des Öffnungssignals
- - Ansteuern der Türbewegereinheit, um die Fahrzeugtür mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit ω1 aus der Schließstellung in die Zwischenstellung zu bewegen,
- - Ansteuern der Türbewegereinheit, um die Fahrzeugtür mit einer zweiten Winkelgeschwindigkeit ω2 < ω1 aus der Zwischenstellung in die Öffnungsstellung zu bewegen,
- - Ansteuern der Türbewegereinheit, um die Öffnungsbewegung der Fahrzeugtür vorzeitig abzubremsen oder zu beenden, wenn das Sensorsignal der Sensoreinrichtung eine Annäherung an oder Berührung eines Gegenstandes feststellt.
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Die Erfindung umfasst ferner ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugtür gemäß einer der vorbeschriebenen Ausführungsformen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
- 1: eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer öffenbaren Fahrzeugtür,
- 2: eine schematische Schnittdarstellung einer Türgriffeinrichtung im eingeklappten Zustand,
- 3: eine schematische Schnittdarstellung der gleichen Türgriffeinrichtung wie in 2 im ausgeklappten Zustand,
- 4: eine schematische Darstellung der Baugruppen zur Erfindung,
- 5: ein Ablaufschema beim Öffnungsvorgang der Fahrzeugtür.
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In 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 10 mit zwei Fahrzeugtüren 12a, 12b dargestellt. Wie anhand der Beifahrertür 12a dargestellt, kann diese um eine bei 14 angeordnete Türscharnieranordnung geschwenkt, zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung 12a" mittels einer in der Türscharnieranordnung 14 ausgebildeten Türbewegereinheit motorisch geschwenkt werden. Mittels der Türbewegereinheit lässt sich also die geschlossene Fahrzeugtür 12a öffnen und wieder schließen. Parallel wird ein nicht gezeigtes elektrisches Türschloss vor Beginn des Öffnungsvorgangs entriegelt.
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Im Bereich einer Türhinterkante 16 der Fahrzeugtür 12a ist eine in den 2 und 3 näher dargestellte Türgriffeinrichtung 18 angeordnet.
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In 2 ist die Fahrzeugtür 12a im geschlossenen Zustand gezeigt, so dass deren Außenfläche 20 mit einer Außenfläche 22 eines Türrahmens des Kraftfahrzeugs 10 fluchtet. Die Fahrzeugtür 12a ist im Bereich der Türhinterkante 16 relativ dünn ausgebildet, so dass in diesem Bereich innenseitig eine Türgriffeinheit 24 befestigt ist, die einen Türgriff 26 umfasst. Dieser ist um eine Schwenkachse 28 schwenkbar, die parallel zur Hinterkante 16 in diesem Bereich verläuft. In 2 ist die Türgriffeinheit 24 in der eingeklappten Stellung gezeigt, in welcher der Türgriff 26 nach innen vorsteht.
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In 3 ist die Türgriffeinheit 24 in der ausgeklappten Stellung gezeigt, in welcher der Türgriff 26 um ca. 120° nach außen um die Schwenkachse 28 und damit um die Türhinterkante 16 geschwenkt bzw. geklappt ist. Die Türgriffeinheit 24 hat dabei eine Form, die an die Form der Fahrzeugtür 12a im Bereich der Türhinterkante 16 angepasst ist. Die Klappbewegung der Türgriffeinheit 24 wird durch eine nicht dargestellte, vorzugsweise elektromotorische, Verstelleinrichtung bewirkt. Es kann auch eine Federeinrichtung eingebaut sein, so dass insbesondere eine rückstellende Klappbewegung der Türgriffeinheit 24 in der einen Richtung automatisch durch Federkraft erfolgen kann, z.B. die Schwenkbewegung aus der ausgeklappten in die eingeklappte Stellung.
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Der Türgriff 26 enthält eine Sensoreinrichtung, die einen bezogen auf die Türaußenfläche 20 etwa senkrecht ausgerichteten ersten Näherungssensor 30a sowie einen parallel zur Türaußenfläche 20 gerichteten zweiten Näherungssensor 30b umfasst. Es kann ferner ein Kontaktsensor 32 mit einer elastischen, stoßunempfindlichen Oberfläche vorgesehen sein. Der ersten Näherungssensor 30a dient dazu, eine Annäherung an einen hauptsächlich flächigen Gegenstand 34, beispielsweise die geschlossene Tür eines benachbarten Kraftfahrzeugs, zu erfassen und den Abstand dazu zu messen. Der zweite Näherungssensor 30b hat eine größere Reichweite und Ausrichtung und soll erfassen, wenn sich die Fahrzeugtür 12a beim Öffnungsvorgang an ein weiter vorn, also vor dem Türgriff 26 angeordneten Gegenstand, beispielsweise einen Pfosten 35, annähert. Weitere zweite Näherungssensoren 30b können zusätzlich verbaut sein, um auch andere Bereiche der Tür, insbesondere die Türhinterkante zu überwachen.
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Ein im Fahrzeug 10 verbauter, vorzugsweise mittels Ultraschall arbeitender, Umfeldüberwachungssensor 36 wird dazu benutzt, nach Empfang eines Öffnungssignals festzustellen, ob vor Initiierung einer Türöffnung ein Gegenstand 32, 34 derart nahe an der Fahrzeugtür 12a angeordnet ist, dass eine Öffnung vollkommen zu unterbleiben hat. Der Umfeldüberwachungssensor 36 kann auch in der ersten Öffnungsphase der Fahrzeugtür bis zu der Zwischenstellung die Kollisionsüberwachung übernehmen. Wenn die Türgriffeinheit 24 ausgeschwenkt ist und damit deren Sensoren 30a, 30b, 32 ihre Betriebsstellung eingenommen haben, werden diese die weitere Öffnungsbewegung der Fahrzeugtür 12a im Hinblick auf Hindernisse überwachen.
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In 4 sind die relevanten Baugruppen dargestellt. Diese umfassen eine Steuereinheit 38, die mit einem ersten Signaleingang 40 zum Empfang von Türöffnungs- und Schließsignalen verbunden ist. Ein zweiter Signaleingang 41 liefert Informationen von mindestens einem Umfeldüberwachungssensor 36.
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Ferner ist die Steuereinheit 38 mit der in der Türscharnieranordnung 14 angeordneten Türbewegereinheit 42 elektrisch verbunden, die ausgebildet ist, die Fahrzeugtür 12a zu öffnen und zu schließen. Auch wenn der Signalpfeil nur von der Steuereinheit 38 zur Türbewegereinheit 42 verläuft, ist es selbstverständlich, dass Positionssensoren Teil der Türbewegereinheit 42 sind und also Positionssignale der Fahrzeugtür 12a an die Steuereinheit 38 geliefert werden. Die Steuereinheit 38 ist ferner mit der elektromotorisch verschwenkbaren Türgriffeinheit 24 verbunden, um diese zwischen der in 2 gezeigten eingefahrenen und der in 3 gezeigten ausgefahrenen Stellung zu bewegen. Schließlich ist die Steuereinheit 38 mit der aus den Sensoren 30a, 30b, 32 bestehenden Sensoreinrichtung 44 gekoppelt.
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In 5 ist das Ablaufschema beim Öffnungsvorgang der Fahrzeugtür 12a dargestellt. Im Schritt 100 wird bei geschlossener Fahrzeugtür 12a (1) überprüft, ob am Signaleingang 40 ein Öffnungsbefehl anliegt. Sofern dies der Fall ist, wird im Schritt 102 überprüft, ob über den zweiten Signaleingang 41 Informationen erhalten werden, wonach sich ein Hindernis bzw. Gegenstand 34, 35 im Öffnungsbereich der Fahrzeugtür 12a befindet. Wenn dies der Fall ist, erfolgt keine Türöffnung, vielmehr wird über nicht dargestellte Signalmittel ein Signal, beispielsweise in akustischer Form, ausgegeben, dass die Türöffnung wegen eines Hindernisses nicht erfolgen kann.
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Sofern im Schritt 102 festgestellt wird, dass sich kein Hindernis im Öffnungsbereich der Fahrzeugtür 12a befindet, wird im Schritt 104 ein nicht gezeigtes Türschloss entriegelt und die Türbewegereinheit 42 veranlasst, mit einer ersten Winkelgeschwindigkeit ω1 die Fahrzeugtür 12a zu öffnen. Diese Öffnungsbewegung mit der ersten Winkelgeschwindigkeit ω1 erfolgt so lange, bis in Schritt 106 festgestellt ist, dass eine Zwischenstellung 46 der Türöffnungsbewegung erreicht ist, die in 1 mit strichpunktierter Linie dargestellt ist. Dann wird im Schritt 108 die Türöffnungsbewegung verlangsamt auf eine zweite, geringere Winkelgeschwindigkeit ω2. Wenn bei der weiteren Öffnungsbewegung der Sensor 30a der Sensoreinrichtung 44 im Schritt 110 eine Annäherung an einen Gegenstand 34 erfasst, wird im Schritt 112 die Türöffnungsbewegung in Korrelation mit dem erfassten Abstand des Türgriffs 26 vom Hindernis 34 weiter reduziert und im Schritt 113 beendet. Sofern im Schritt 110 der Sensor 30b eine Annäherung an einen Pfosten 35 o.ä. detektiert, wird aufgrund der größeren Messungenauigkeit dieses Sensors 30b sofort im Schritt 114 die Öffnungsbewegung beendet. Gleiches gilt, wenn der Kontaktsensor 32 eine Berührung des Gegenstandes 34 detektiert. Die Fahrzeugtür befindet sich dann in der in 1 mit 12a' bezeichneten Stellung.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeug
- 12a, b
- Fahrzeugtüren
- 14
- Türscharnieranordnung
- 16
- Türhinterkante
- 18
- Türgriffeinrichtung
- 20
- Außenfläche der Tür
- 22
- Außenfläche eines Türrahmens
- 24
- Türgriffeinheit
- 26
- Türgriff
- 28
- Schwenkachse
- 30a,b
- Näherungssensor
- 32
- Kontaktsensor
- 34
- Gegenstand
- 35
- Pfosten
- 36
- Umfeldüberwachungssensor
- 38
- Steuereinheit
- 40
- erster Signaleingang
- 41
- zweiter Signaleingang
- 42
- Türbewegereinheit
- 44
- Sensoreinrichtung
- 46
- Zwischenstellung
- 100-114
- Schritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202017104564 U1 [0002]
- DE 102004031798 A1 [0003]
