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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steueranordnung für eine Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Antriebsanordnung gemäß Anspruch 5.
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Der bekannte Stand der Technik (
DE 10 2019 108 601 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, betrifft eine Steueranordnung für eine Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Zur Komfortsteigerung werden Kraftfahrzeuge mit motorisch verstellbaren Innenraumelementen ausgestattet. Solche Innenraumelemente sind beispielsweise als Sitze, Sitzbänke, Konsolen oder als weitere Komponenten wie Bedienelemente, Blenden, Beleuchtungselemente, Innenspiegel oder dergleichen ausgestaltet. Die hier in Rede stehenden Antriebsanordnungen können die motorische Verstellung mehrerer solcher Innenraumelemente betreffen.
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Im Vordergrund liegt hier eine Drehbewegung, insbesondere eine Klappbewegung eines Innenraumelements, beispielsweise einer Rückenlehne eines Sitzes. Der Bediener des Kraftfahrzeugs kann eine motorische Verstellung manuell auslösen und insbesondere auf voreingestellte Stellungen der Innenraumelemente zurückgreifen, beispielsweise vorgegebene Endwinkel für zusammengeklappte Sitze oder Ausrichtungen von Drehsitzen in Fahrtrichtung, seitlich und entgegen der Fahrrichtung.
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Mit der motorischen Verstellung der Innenraumelemente besteht jedoch auch die Gefahr einer Kollision des bewegten Innenraumelements mit im Innenraum abgelegten Objekten. Die bekannte Steueranordnung (
DE 10 2019 108 601 A1 ), von der die Erfindung ausgeht, greift auf Sensordaten eines Abstandssensor zurück, um bei Erfassung einer möglichen Kollision mit einem Objekt die Verstellung zu unterbinden.
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Folglich kann eine Beschädigung von Objekten oder eine Verletzung von Insassen durch die Verstellung mit hoher Sicherheit vermieden werden. Eine Herausforderung ist hierbei jedoch, dass der im Innenraum zur motorischen Verstellung verbleibende Platz in vielen Fällen nicht vollständig ausgenutzt wird.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Steueranordnung für eine Antriebsanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Herausforderung eine weitere Optimierung erreicht wird.
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Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Besonders bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass der im Innenraum zur motorischen Verstellung verbleibende Platz bei gleichzeitiger Sicherheit gegenüber Kollisionen optimal genutzt werden kann, wenn die Erfassung des Objekts dafür herangezogen wird, den Endwinkel der motorischen Verstellung insbesondere vorab festzulegen.
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Hier werden ein Innenraumelementmodell sowie ein Objektmodell genutzt, um unter der Berücksichtigung der Abstandsvorgabe eine möglichst weitgehende motorische Verstellung zu erreichen.
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Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Steueranordnung über ein vorgegebenes Innenraumelementmodell der Geometrie des Innenraumelements und der Verstellkinematik verfügt, dass die Steueranordnung anhand der Sensordaten ein geometrisches Objektmodell des Objekts erzeugt und dass die Steueranordnung anhand des Innenraumelementmodells und des Objektmodells den Endwinkel der Verstellroutine unter Einhaltung einer Abstandvorgabe bestimmt.
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Darüber hinaus wird das obige Problem durch die Merkmale von Anspruch 5 gelöst.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 a) eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs, in b) Innenraumelemente in einer erster Sitzkonfigurationen und c) Innenraumelement in einer weiteren Sitzkonfigurationen.
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Die Zeichnung zeigt eine vorschlagsgemäße Steueranordnung 1 sowie eine vorschlagsgemäße Antriebsanordnung 2 zur motorischen Verstellung eines Innenraumelements 3, 4, 5 eines Kraftfahrzeugs 6.
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Die Antriebsanordnung 2 ist hier und vorzugsweise dafür eingerichtet, die als Sitze ausgestalteten Innenraumelemente 3, 4, 5 zwischen verschiedenen Sitzkonfigurationen zu verstellen.
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Das in den Figuren dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft eine Steueranordnung 1 für eine Antriebsanordnung 2 zur motorischen Verstellung eines Innenraumelements 3, 4, 5 eines Kraftfahrzeugs 6, wobei das Innenraumelement 3, 4, 5 über eine Verstellkinematik 13 verstellbar und feststellbar ist, wobei die Antriebsanordnung 2 mindestens einen Antrieb 7 - 12 zum motorischen Verstellen des Innenraumelements 3, 4, 5 über die Verstellkinematik 13 sowie eine Innenraumsensoranordnung 14 zum Erfassen eines Objekts 19 im Innenraum 18 des Kraftfahrzeugs 6 aufweist, wobei die Steueranordnung 1 den Antrieb 7 - 12 in einer Verstellroutine ansteuert, um das Innenraumelement 3, 4, 5 über die Verstellkinematik 13 in einer Drehbewegung, vorzugsweise einer Klappbewegung, von einem Ausgangswinkel zu einem Endwinkel zu verstellen, wobei die Steueranordnung 1 die Ansteuerung in der Verstellroutine abhängig von mittels der Innenraumsensoranordnung 14 erfassten Sensordaten für das Objekt 19 vornimmt.
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Die Steueranordnung 1 kann Bestandteil einer zentralen Kraftfahrzeugsteuerung oder als dezentrale Steueranordnung für das Kraftfahrzeug 6 ausgestaltet sein. Die Steueranordnung 1 weist vorzugsweise eine Steuerelektronik zur Umsetzung der in der Verstellroutine anfallenden Steuerungsaufgaben auf.
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Hier und vorzugsweise sind mehrere Innenraumelemente 3, 4, 5 zur Verstellung vorgesehen, die über jeweilige Antriebe 7 - 12 verfügen. Unter der Verstellkinematik 13 sind die Komponenten des Innenraumelements 3, 4, 5 zu verstehen, die eine Bewegung des Innenraumelements 3, 4, 5 ermöglichen, beispielsweise Gelenke, Scharniere, Führungsschienen oder dergleichen. Die Verstellkinematik 13 kann eine Verstellung einzelner Komponenten eines Innenraumelements 3, 4, 5 zueinander erlauben, beispielsweise zur Verstellung der Rückenlehne gegenüber der Sitzfläche, etwa über eine Klappbewegung, und/oder eine Verstellung des Innenraumelements 3, 4, 5 gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie erlauben, beispielsweise in einer Sitzdrehbewegung und/oder zur Längsverstellung des Sitzes.
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Einzelne Innenraumelemente 3, 4, 5 können hierbei mehrere Antriebe 7 - 12 aufweisen, die insbesondere verschiedene Freiheitsgrade der Verstellung des Innenraumelements 3, 4, 5 umsetzen. Bei den Antrieben 7 - 12 handelt es sich vorzugsweise um elektromotorische Antriebe.
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Das Innenraumelement 3, 4, 5 ist feststellbar, insbesondere über einen selbsthemmenden Antrieb 7 - 12 und/oder über eine mechanische Verriegelung, womit das Innenraumelement 3, 4, 5 nach einer Verstellung selbsttätig in der erreichten Stellung verbleibt. Die mechanische Verriegelung weist vorzugsweise Verriegelungsmittel wie Verriegelungsbolzen, ineinandergreifende Zahnscheiben oder dergleichen auf, die mittels der Antriebsanordnung 2 gelöst werden können. Die Verriegelungsmittel können zudem, insbesondere in die verriegelte Stellung, mechanisch vorgespannt sein, etwa über Federelemente.
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Die Innenraumsensoranordnung 14 weist hier und vorzugsweise mehrere Innenraumsensoren 15, 16, 17 auf, die zur Erfassung einer räumlichen Information von im Innenraum 18 befindlichen Objekten 19 ausgestaltet sind. Bei den Innenraumsensoren 15, 16, 17 kann es sich jeweils um einen Radarsensor, einen optischen Sensor, beispielsweise eine Kamera wie eine ToF-Kamera und/oder 3D-Kamera, einen akustischen Sensor, beispielsweise einen Ultraschallsensor oder dergleichen handeln.
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Hier und vorzugsweise betrifft die Verstellroutine mindestens ein als hinterer Sitz ausgestaltetes Innenraumelement 4, 5, weiter vorzugsweise in der zweiten und/oder dritten Sitzreihe des Kraftfahrzeugs 6. Die Drehbewegung betrifft in einer Ausgestaltung eine Drehung des gesamten Innenraumelements 4, 5, weiter vorzugsweise um eine näherungsweise senkrechte Schwenkachse, zur Verstellung der Orientierung des Innenraumelements 4, 5. Eine Klappbewegung erfolgt vorzugsweise in eine eingeklappte Stellung des Innenraumelements 3, 4, 5. Ebenfalls denkbar ist jedoch auch eine Verstellung in eine ausgeklappte Stellung und/oder die Verstellung anderer Innenraumelemente, wobei hierzu ergänzend auf die einleitenden Ausführungen verwiesen wird.
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In der Verstellroutine wird das Innenraumelement 4, 5 hier über die Verstellkinematik 13 in einer Drehbewegung von einem Ausgangswinkel zu einem Endwinkel verstellt. Die Verstellkinematik 13 erlaubt somit eine Schwenkbewegung, hier und vorzugsweise ein Verschwenken der Rückenlehne gegenüber der Sitzfläche, um eine durch die Verstellkinematik 13 vorgegebene geometrische Schwenkachse.
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Unter dem Verstellwinkel, der von dem Ausgangswinkel in den Endwinkel überführt werden soll, wird hierbei der Winkel des Innenraumelements 3, 4, 5 und/oder der verschwenkbaren Komponente des Innenraumelements 3, 4, 5, hier der Rückenlehne, um die geometrische Schwenkachse verstanden. Die Drehbewegung, insbesondere Klappbewegung, kann in einer weiteren Ausgestaltung mit einer Längsbewegung kombiniert werden.
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Wesentlich ist nun, dass die Steueranordnung 1 über ein vorgegebenes Innenraumelementmodell der Geometrie des Innenraumelements 3, 4, 5 und der Verstellkinematik 13 verfügt, dass die Steueranordnung 1 anhand der Sensordaten ein geometrisches Objektmodell des Objekts 19 erzeugt und dass die Steueranordnung 1 anhand des Innenraumelementmodells und des Objektmodells den Endwinkel der Verstellroutine unter Einhaltung einer Abstandvorgabe bestimmt.
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Das Innenraumelementmodell ist repräsentativ für die Ausdehnung des Innenraumelements 3, 4, 5 in Abhängigkeit der über die Verstellkinematik 13 umgesetzten Stellung des Innenraumelements 3, 4, 5. Das Innenraumelementmodell bildet beispielsweise die Lage der Oberflächen des Innenraumelements 3, 4, 5 unter verschiedenen Verstellwinkeln und verschiedenen Längspositionen des Innenraumelements 3, 4, 5 in ein dem Innenraum 18 zugeordnetes Koordinatensystem ab.
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Das Objektmodell ist repräsentativ für die Lage und vorzugsweise die Form des Objekts 19. In einer Ausgestaltung wird die Lage der Oberfläche des Objekts 19, beispielsweise punktweise, mittels der Innenraumsensoranordnung 14 erfasst und wiederum in einem dem Innenraum 18 zugeordneten Koordinatensystem abgebildet. Denkbar ist, dass das Objektmodell auf einer vereinfachten Form des Objekts 19 beruht, beispielsweise einem Hüllkörper wie einer Bounding Box, einer Bounding Sphere oder dergleichen.
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Die Abstandsvorgabe enthält allgemein eine Angabe darüber, inwiefern ein Abstand zwischen Innenraumelement 3, 4, 5 und Objekt 19 eingehalten werden muss und/oder eine Berührung zwischen Innenraumelement 3, 4, 5 und Objekt 19 eintreten soll.
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Anhand des Innenraumelementmodell und des Objektmodells wird entsprechend mittels der Steueranordnung 1 ein Endwinkel bestimmt, mit dem die Abstandsvorgabe noch eingehalten wird, wobei vorzugsweise gleichzeitig die Verstellung möglichst weitgehend erfolgen soll. Mit dem Innenraumelementmodell und dem Objektmodells kann eine Prognose darüber erzeugt werden, mit welcher Stellung des Innenraumelements 4, 5 die Abstandsvorgabe noch eingehalten wird.
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In 1b) ist beispielhaft eine Verstellung der Innenraumelemente 4, 5 von einem Ausgangswinkel, der einer aufrechten Stellung der Rückenlehnen entspricht (gepunktete Linien), in einen Endwinkel vorgesehen, der einer eingeklappten Stellung der Rückenlehnen entspricht (durchgezogene Linien). Der Endwinkel kann Teil einer in der Steueranordnung 1 hinterlegten Bedienervorgabe sein, mit der die Innenraumelemente 4, 5 in eine eingeklappte Stellung gebracht werden. In 1b) befindet sich kein Objekt 19 im Verstellweg der Innenraumelemente 4, 5, sodass hier der Endwinkel gemäß der Bedienervorgabe mit der Verstellung erreicht wird.
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In 1c) ist dagegen beispielhaft eine Verstellung der Innenraumelemente 4, 5 mit einem Objekt 19 im Innenraum 18 dargestellt. Das Objekt 19 wird mittels der Innenraumsensoranordnung 14 erfasst und die Steueranordnung 1 erzeugt ein Objektmodell anhand der erfassten Sensordaten. Die Steueranordnung 1 ermittelt, welcher Endwinkel unter Einhaltung der Abstandsvorgabe durch die Rückenlehne des Verstellelements 4 erreicht werden kann, und verwendet den ermittelten Endwinkel in der Verstellroutine.
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Das Einhalten der Abstandsvorgabe kann auch durch eine sensorische Bestimmung des Abstands zwischen Innenraumelement 3, 4, 5 und Objekt 19 in der Verstellung, insbesondere mittels der Innenraumsensoranordnung 14, überwacht werden.
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In 1b) und 1c) ist eine zusätzliche Längsverstellung der Innenraumelemente 4, 5 gezeigt, die auch abhängig vom Objektmodell und Innenraumelementmodell vorgenommen werden kann.
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Bei dem in den Figuren dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ferner vorgesehen, dass die Steueranordnung 1 das Objekt 19 anhand der Sensordaten in einer vorgegebene Objektklasse mit einer der Objektklasse zugeordneten Abstandsvorgabe klassifiziert und dass die Steueranordnung 1 den Endwinkel gemäß der Abstandvorgabe, welche der Objektklasse des Objekts 19 zugeordnet ist, bestimmt, vorzugsweise, dass die Innenraumsensoranordnung 14 mehrere Innenraumsensoren 15, 16, 17 mit verschiedenen Sensortypen aufweist, anhand deren Sensordaten das Objekt 19 klassifiziert wird.
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Die Klassifikation erfolgt vorzugsweise anhand einer Musterkennung, beispielsweise einer Bilderkennung, anhand der Größe des Objekts 19 und/oder abhängig von einer Bewegung des Objekts 19. Für die Musterkennung können insbesondere Radarsensoren und/oder optische Sensoren der Innenraumsensoranordnung 14 herangezogen werden.
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Unter mehreren Innenraumsensoren 15, 16, 17 mit verschiedenen Sensortypen werden hierbei Innenraumsensoren 15, 16, 17 mit verschiedenen grundlegenden Messprinzipien verstanden, beispielsweise eine Kombination eines optischen Sensors mit einem Drucksensor oder dergleichen. Insbesondere kann eine Klassifikation über ein Musterkennung erfolgen, wobei diese Klassifikation über Sensordaten eines Drucksensors am Innenraumelement 4, 5 validiert wird.
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Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Abstandsvorgabe zumindest teilweise dadurch definiert ist, dass ein vorgegebener Mindestabstand zwischen Innenraumelement 3, 4, 5 und Objekt 19 eingehalten wird, oder, dass das eine Berührung zwischen Innenraumelement 3, 4, 5 und Objekt 19, vorzugsweise eine vorgegebene Objektverformung, stattfindet, vorzugsweise, dass der Mindestabstand und/oder die Objektverformung abhängig von der Objektklasse des Objekts 19 vorgegeben ist, weiter vorzugsweise, dass für eine Objektklasse „Lebewesen“ ein Mindestabstand größer als Null vorgegeben ist oder die Steueranordnung 1 auf eine Klassifikation des Objekts 19 in die Objektklasse „Lebewesen“ die Verstellroutine unterdrückt.
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Der Mindestabstand und die Objektverformung können auf einfache Weise anhand der Klassifikation vorgegeben werden, wobei für verschiedene Objektklassen verschiedene Mindestabstände oder Objektverformungen, je nach den jeweiligen Sicherheitsanforderungen für die Objektklasse, hinterlegt sein können.
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Hier und vorzugsweise ist für eine Objektklasse „Lebewesen“ ein größerer Mindestabstand, beispielsweise von mindestens 10 cm, vorgegeben als für Objektklassen von unbelebten Objekten 19, die einen geringeren Mindestabstand oder keinen Mindestabstand erfordern. Bei Objektklassen ohne Mindestabstand kann eine Berührung oder sogar eine Verformung, insbesondere wiederum abhängig von der jeweiligen Objektklasse, vorgegeben sein.
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Darüber hinaus ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Steueranordnung 1 in der Verstellroutine den Verstellwinkel der Verstellkinematik 13 anhand der Sensordaten und/oder anhand von Antriebswerten der Antriebsanordnung 2 ermittelt, und/oder, dass die Steueranordnung 1 in der Verstellroutine die Einhaltung der Objektverformung der Abstandsvorgabe anhand der Sensordaten überwacht.
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Neben der Erfassung von im Innenraum 18 abgelegten Objekten 19 wird hier die Innenraumsensoranordnung 14 mit einer Doppelnutzung dafür eingesetzt, den Verstellwinkel der Verstellkinematik 13 zu bestimmen.
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Eine Bestimmung des Verstellwinkels über Antriebswerte kann insbesondere auf Grundlage eines inkrementellen Positionssensors des Antriebs 7 - 12 und/oder auf Grundlage von Antriebsstromwerten bei bekannter Kinematik der Verstellkinematik 13 erfolgen.
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Das Bestimmen des Verstellwinkels kann vor der motorischen Verstellung, insbesondere zum Ermitteln des Ausgangswinkels, und/oder während der Verstellung vorgenommen werden.
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Eine Berührung und/oder Verformung kann wiederum durch weitere Sensorik, beispielsweise Drucksensoren im Innenraumelement 3, 4, 5, überwacht werden. Auf Erkennen einer Berührung kann insbesondere die motorische Verstellung beendet werden, wodurch eine zusätzliche Sicherheit bei der Verstellung erreicht wird.
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Beansprucht wird außerdem gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, eine Antriebsanordnung 2 zur motorischen Verstellung eines Innenraumelements 3, 4, 5 eines Kraftfahrzeugs 6, wobei das Innenraumelement 3, 4, 5 über eine Verstellkinematik 13 verstellbar und feststellbar ist, wobei die Antriebsanordnung 2 mindestens einen Antrieb 7 - 12 zum motorischen Verstellen des Innenraumelements 3, 4, 5 über die Verstellkinematik 13, eine Innenraumsensoranordnung 14 zum Erfassen eines Objekts 19 im Innenraum 18 des Kraftfahrzeugs 6 sowie eine Steueranordnung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
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Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Steueranordnung 1 wird verwiesen.
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Offenbart wird zudem ein Kraftfahrzeug 6 mit der vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 2 als solches, welches mindestens ein Innenraumelement 3, 4, 5 aufweist, wobei die Antriebsanordnung 2 dem Innenraumelement 3, 4, 5 zugeordnet ist.
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Ferner wird ein Verfahren zum Betrieb einer Antriebsanordnung 2 zur motorischen Verstellung eines Innenraumelements 3, 4, 5 eines Kraftfahrzeugs 6 unter Verwendung einer vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 2 als solches offenbart. Zu diesen weiteren Offenbarungen wird auf alle obigen Ausführungen verwiesen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019108601 A1 [0002, 0005]
