DE102021130106A1

DE102021130106A1 - Verfahren und System zur berührungslosen Hinderniserkennung für ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Seitentür

Info

Publication number: DE102021130106A1
Application number: DE102021130106.8A
Authority: DE
Inventors: Tim BARTSCH; Markus Link; Willibald Reitmeier; Philippe Grass
Original assignee: Stabilus GmbH; Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH; Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2023-05-25
Also published as: US20230151666A1; CN116136145A

Abstract

Ein Verfahren und System zur berührungslosen Hinderniserkennung für ein Kraftfahrzeug 10 mit einer vorderen Seitentür 12 und einer hinteren Seitentür 14 unter Verwendung eines einzigen am Kraftfahrzeug vorgesehenen Hindernis-Hauptsensors 16, vorzugsweise in Form eines ToF-Sensors, der dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsbereich 12o der vorderen Seitentür 12 zu überwachen, und zumindest solange die vordere Seitentür 12 geschlossen ist, ebenfalls einen Öffnungsbereich 14o der hinteren Seitentür 14 zu überwachen, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst, der wiederholt durchgeführt wird: Bestimmen eines aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels αmaxfür die hintere Seitentür 14 auf Basis von einem Ergebnis einer Überwachung des Öffnungsbereichs 14o der hinteren Seitentür 14 durch den Hindernis-Hauptsensor 16 und unter Berücksichtigung eines aktuellen Öffnungszustands der vorderen Seitentür 12.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur berührungslosen Hinderniserkennung für ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Seitentür auf einer Fahrzeugseite.
Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit automatisch angetriebenen Seitentüren ist es notwendig, den Öffnungsbereich der Türen berührungslos zu überwachen, um Kollisionen mit etwaigen Hindernissen zu vermeiden.
Herannahende Objekte wie Fahrradfahrer lassen sich durch existierende Fahrerassistenzsystem recht gut erkennen. Lücken gibt es aktuell jedoch vor allem für statische und sich langsam bewegende Objekte im direkten Öffnungsbereich oder Schwenkbereich der Tür.
Aus dem Stand der Technik sind im Wesentlichen drei Sensortypen zur Überwachung des Öffnungsbereichs einer Fahrzeugseitentür bekannt: Ultraschallsensoren, Radarsensoren und Time-of-Flight-Sensoren, die mit einem Laufzeit-Verfahren arbeiten und hier kurz als ToF-Sensoren bezeichnet werden.
Dabei sind Ultraschall-Sensoren und Radar-Sensoren im Vergleich kostengünstiger als ToF-Sensoren, sie liefern jedoch ungenauere Messungen im Nahbereich (< 20 cm) und können komplexe Hindernisse wie zum Beispiel ein Fahrrad auch nur sehr ungenau darstellen, häufig nur mit wenigen Punkten einer Punktewolke.
ToF-Sensoren liefern im Vergleich genauere Messungen sowohl im Nahbereich als auch für komplexe Hindernisse, sind jedoch verhältnismäßig teuer, nicht völlig unsichtbar zu verbauen und anfällig gegenüber Verschmutzungen. Auch ist die Witterungsabhängigkeit der Überwachungsergebnisse unter den genannten Verfahren am größten. Da ToF-Systeme mit sichtbarem oder IR-Licht arbeiten, kann die Qualität der Überwachungsergebnisse weiterhin von Farbe und Oberflächenbeschaffenheit der Hindernisse abhängen.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und ein System zur berührungslosen Hinderniserkennung bereitzustellen, das im Hinblick auf einen Kompromiss zwischen den Kriterien Kosten und Zuverlässigkeit verbessert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und ein System, wie es in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben ist. Die abhängigen Ansprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die berührungslose Hinderniserkennung für ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Seitentür unter Verwendung eines einzigen für die jeweilige Fahrzeugseite am Kraftfahrzeug vorgesehenen Hindernis-Hauptsensors, der dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsbereich der vorderen Seitentür zu überwachen, und zumindest solange die vordere Seitentür geschlossen ist, ebenfalls einen Öffnungsbereich der hinteren Seitentür zu überwachen. Bevorzugt ist der Hindernis-Hauptsensor ein ToF-Sensor, der beispielsweise mit Licht im sichtbaren oder/und infraroten Bereich arbeitet und die jeweiligen Öffnungsbereiche in einem Laufzeit-Verfahren überwacht. Grundsätzlich ist jedoch auch die Verwendung eines anderen Sensortyps möglich, der dazu in der Lage ist, den Öffnungsbereich beider Seitentüren zu überwachen, solange diese geschlossen sind.
Der Begriff „Überwachen“ ist dabei im Sinne einer Objekt- oder Hinderniserkennung im überwachten Bereich zu verstehen.
Dabei umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den folgenden Schritt, der wiederholt durchgeführt wird, vorzugsweise in regelmäßigen Zeitabständen: Bestimmen eines aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels für die hintere Seitentür auf Basis von einem Ergebnis einer Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür durch den Hindernis-Hauptsensor und unter Berücksichtigung eines aktuellen Öffnungszustands der vorderen Seitentür.
Solange beide Türen geschlossen sind, kann der Hindernis-Hauptsensor also den Öffnungsbereich beider Seitentüren überwachen und die Ergebnisse z.B. einer Kontrollsoftware für den Türantrieb beider Türen mitteilen.
Das Ergebnis der Überwachung eines Öffnungsbereichs kann dabei das vom jeweiligen Sensor aufgezeichnete Bild, die daraus bestimmten Positionen von im Öffnungsbereich erfassten Hindernissen oder/und den auf Basis der Überwachung ermittelten maximalen Öffnungswinkel für die betrachtete Seitentür umfassen, oder auch nur die Mitteilung, dass kein Hindernis im Öffnungsbereich vorliegt.
Durch die Verwendung eines einzigen Hindernis-Hauptsensors, insbesondere ToF-Sensors, für beide Seitentüren einer Fahrzeugseite können die Kosten für das gesamte System gesenkt werden. Auch kann der Hindernis-Hauptsensor zu diesem Zweck beispielsweise in den Seitenspiegel, das Scharnier der vorderen Seitentür oder den vorderen Kotflügel integriert werden, was sowohl im Hinblick auf die Verhinderung von Verschmutzungen als auch unter Design-Gesichtspunkten vorteilhaft ist.
Die Zuverlässigkeit der Hinderniserkennung im Öffnungsbereich der hinteren Seitentür bei geöffneter vorderer Seitentür, wenn also das Sichtfeld des Hindernis-Hauptsensors beispielsweise durch die vordere Seitentür verdeckt ist oder zusammen mit der vorderen Seitentür verschwenkt wurde, kann dabei auf verschiedene Weisen sichergestellt bzw. erhöht werden, die im Weiteren genauer beschrieben sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dann, wenn die vordere Seitentür aktuell hinreichend geschlossen ist, der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel für die hintere Seitentür auf Basis von dem Ergebnis einer aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür durch den Hindernis-Hauptsensor bestimmt.
Der Begriff „hinreichend geschlossen“ kann dabei so zu verstehen sein, dass der Öffnungswinkel der vorderen Seitentür einen vorgegebenen Maximalwinkel nicht überschreitet. Im Extremfall kann die vordere Seitentür aber auch nur dann als „hinreichend geschlossen“ betrachtet werden, wenn sie vollständig geschlossen ist.
Dann, wenn die vordere Seitentür aktuell nicht hinreichend geschlossen ist, wird der maximal erlaubte Öffnungswinkel für die hintere Seitentür bei dieser Ausführungsform auf Basis von dem Ergebnis einer früheren Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür durch den Hindernis-Hauptsensor bestimmt, wobei die vordere Seitentür bei der früheren Überwachung hinreichend geschlossen war, insbesondere das letzte Mal hinreichend geschlossen war.
Hierzu kann vorgesehen sein, dass dann, wenn die vordere Seitentür aktuell hinreichend geschlossen ist, das Ergebnis der aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür durch den Hindernis-Hauptsensor in einer Speichereinheit abgelegt und gespeichert wird. Dieser gespeicherte Wert kann fortlaufend überschrieben werden, solange die vordere Seitentür hinreichend geschlossen ist, und sobald die vordere Seitentür geöffnet wird, kann auf das letzte gespeicherte Überwachungsergebnis für die hintere Seitentür zugegriffen werden.
Gemäß einer apparativ besonders einfachen Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass der maximal erlaubte Öffnungswinkel für die hintere Seitentür, der bei der letzten Durchführung des Verfahrens bestimmt und ggf. gespeichert wurde, bei der die vordere Seitentür hinreichend geschlossen war, solange die vordere Seitentür geöffnet ist, als der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel verwendet wird, so dass nur ein einziger Sensor benötigt wird, also der Hindernis-Hauptsensor, der die Öffnungsbereiche beider Türen überwacht.
Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass zumindest dann, wenn die vordere Seitentür nicht hinreichend geschlossen ist, der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel für die hintere Seitentür auch auf Basis von einem Ergebnis einer aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür durch einen zusätzlichen Hindernis-Sensor bestimmt wird, wobei der zusätzliche Sensor vorzugsweise zu einem anderen Sensortyp gehört als der Hindernis-Hauptsensor, also insbesondere nach einem anderen Detektionsprinzip arbeitet und besonders bevorzugt kein ToF-Sensor ist. Zudem ist der zusätzliche Hindernis-Sensor in diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, den Öffnungsbereich der hinteren Seitentür unabhängig vom Öffnungszustand der vorderen Seitentür zu überwachen.
Dieser zusätzliche Hindernis-Sensor kann im Bereich der hinteren Tür montiert sein und den Öffnungsbereich dieser Tür überwachen. Beispielsweise kann ein hinter Blech montierter Ultraschall-Sensor oder ein hinter Kunststoff montierter Radarsensor als zusätzlicher Sensor zum Einsatz kommen. Die primäre Funktion dieses zusätzlichen, im Vergleich z. B. zu einem ToF-Sensor kostengünstigeren Sensors ist die Erkennung von seit dem Öffnen der Vordertür neu hinzugekommenen Hindernissen im Öffnungsbereich der hinteren Seitentür. Grundsätzlich handelt es sich auch unabhängig vom Sensortyp bei dem zusätzlichen Hindernis-Sensor vorzugsweise um einen kostengünstigeren oder/und weniger performanten Sensor als bei dem Hindernis-Hauptsensor.
Eine Standardsituation, die sich auf diese Weise gut bewältigen lässt, ist die, in der eine Person aus der vorderen Seitentür aussteigt und in den Öffnungsbereich der hinteren Seitentür eintritt. Eine solche Person kann auch durch einen weniger genauen Sensor wie einen Ultraschall- oder Radar-Sensor mit hinreichender Genauigkeit erkannt werden.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der gespeicherte maximal erlaubte Öffnungswinkel, der bei der letzten Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür mit dem Hindernis-Hauptsensor bestimmt wurde, als die vordere Seitentür noch geschlossen war, mit dem maximal erlaubten Öffnungswinkel verglichen werden, der auf Basis der aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür mit dem zusätzlichen Sensor bestimmt wurde, wobei dann der kleinere der beiden Werte an den Türantrieb der hinteren Seitentür gesendet wird, um bei einer automatischen Türöffnung den Öffnungswinkel zu begrenzen.
Komplexere Hindernisse, zum Beispiel ein abgestelltes Fahrrad, ein hoher Bordstein oder Poller, wurden bereits vor dem Öffnen der vorderen Seitentür von dem ToF-Sensor erkannt und werden auch weiterhin bei der Bestimmung des aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels für die hintere Seitentür berücksichtigt. Da solche Hindernisse meist nicht beweglich sind, ist eine Erkennung durch den zusätzlichen Sensor nicht unbedingt erforderlich.
Es findet also eine Art Fusion der Überwachungsergebnisse des Hindernis-Hauptsensors und des zusätzlichen Hindernis-Sensors statt.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, auf den zusätzlichen Hindernis-Sensor nur dann zuzugreifen, wenn die vordere Seitentür nicht hinreichend geschlossen ist.
Um die Zuverlässigkeit der Hinderniserkennung zu erhöhen, ist jedoch bevorzugt vorgesehen, auch in anderen Situationen den Öffnungsbereich der hinteren Seitentür auch mit dem zusätzlichen Hindernis-Sensor zu überwachen und sowohl die Ergebnisse des Hindernis-Hauptsensors als auch die Ergebnisse des zusätzlichen Hindernis-Sensors bei der Bestimmung des aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels für die hintere Seitentür zu berücksichtigen.
Insbesondere können so mögliche Schwächen der einzelnen Sensortypen kompensiert werden, etwa indem bei ungünstigen Witterungsverhältnissen unabhängig vom Öffnungszustand der vorderen Seitentür neben dem stark witterungsabhängigen ToF-Sensor als Hindernis-Hauptsensor auch der zusätzliche Sensor etwa in Form eines Radar- oder Ultraschallsensors bei der Ermittlung des aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels für die hintere Seitentür berücksichtigt wird.
Schließlich kann auch vorgesehen sein, bei Ermittlung des aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels für die hintere Seitentür stets sowohl den Hindernis-Hauptsensor als auch den zusätzlichen Hindernis-Sensor zu berücksichtigen, wobei der zusätzliche Sensor Schwächen des Hindernis-Hauptsensors etwa hinsichtlich Farbe und Oberflächenbeschaffenheit sowie Ausrichtung des Hindernisses ausgleichen kann.
Natürlich kann vorgesehen sein, auch einen aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkel für die vordere Seitentür auf Basis von einem Ergebnis einer aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs der vorderen Seitentür durch den Hindernis-Hauptsensor zu bestimmen, ggf. ergänzt um das Ergebnis einer aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs der vorderen Seitentür durch einen zusätzlichen Sensor, der vorzugsweise zu einem anderen, insbesondere kostengünstigeren Sensortyp gehört und besonders bevorzugt kein ToF-Sensor ist.
Weiterhin wird auch Schutz beantragt für ein Verfahren zur automatischen Türöffnung in einem Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Seitentür, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur berührungslosen Hinderniserkennung wie es zuvor beschrieben wurde, und dann, wenn ein Benutzer das Öffnen der hinteren Seitentür initiiert, etwa durch Betätigen des Türgriffs oder einer Fernbedienung, automatisches Öffnen der hinteren Seitentür, so dass der bestimmte aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel für die hintere Seitentür sowie ggf. für die vordere Seitentür nicht überschritten wird.
Das erfindungsgemäße System zur berührungslosen Hinderniserkennung für ein Kraftfahrzeug mit einer vorderen und einer hinteren Seitentür umfasst: einen Vordertür-Sensor, der dazu ausgebildet ist, einen Öffnungszustand der vorderen Seitentür zu erfassen, einen Hindernis-Hauptsensor, der am Kraftfahrzeug vorgesehen und dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsbereich der vorderen Seitentür zu überwachen, und zumindest solange die vordere Seitentür geschlossen ist, ebenfalls einen Öffnungsbereich der hinteren Seitentür zu überwachen, eine Datenverarbeitungseinheit, die mit dem Vordertür-Sensor und dem Hindernis-Hauptsensor in Kommunikationsverbindung steht, und die dazu ausgebildet ist, einen aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkel für die hintere Seitentür auf Basis von einem Ergebnis einer Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür durch den Hindernis-Hauptsensor und unter Berücksichtigung eines aktuellen Öffnungszustands der vorderen Seitentür zu bestimmen, und einen Türantrieb für die hintere Seitentür, der mit der Datenverarbeitungseinheit in Kommunikationsverbindung steht. Bevorzugt ist der Hindernis-Hauptsensor ein ToF-Sensor.
Insbesondere kann das System dazu konfiguriert sein, das erfindungsgemäße Verfahren zur berührungslosen Hinderniserkennung bzw. zur automatischen Türöffnung durchzuführen, wie es zuvor beschrieben wurde bzw. in einem der Verfahrensansprüche beschrieben wird.
Das System kann eine Speichereinheit umfassen, in der jeweils das Ergebnis der aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs der hinteren Seitentür durch den Hindernis-Hauptsensor abgelegt wird, sofern die vordere Seitentür aktuell hinreichend geschlossen ist, und von der das Ergebnis der früheren Überwachung abgerufen werden kann, sofern die vordere Seitentür aktuell nicht hinreichend geschlossen ist. Diese Speichereinheit kann beispielsweise in dem Hindernis-Hauptsensor oder in der Datenverarbeitungseinheit integriert oder als separate Baugruppe vorgesehen sein. Grundsätzlich ist der Ausdruck „Einheit“, sofern nicht anders angegeben, hier nur als funktionale Einheit zu verstehen und impliziert nicht notwendigerweise, dass die Einheit räumlich von anderen Komponenten des Systems getrennt ist.
Zweckmäßigerweise ist der Hindernis-Hauptsensor an einem Seitenspiegel, an einem Scharnier der vorderen Seitentür oder einem vorderen Kotflügel des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Mit einem hinreichend großen Blickwinkel bzw. einer hinreichend weiten Bildweite dieses Sensors kann sichergestellt werden, dass dieser sowohl den Öffnungsbereich der vorderen Seitentür als auch den Öffnungsbereich der hinteren Seitentür ausreichend überwacht, jedenfalls solange beide Seitentüren geschlossen sind.
Wie zuvor im Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert, umfasst das System vorzugsweise weiter einen zusätzlichen Hindernis-Sensor, der vorzugsweise zu einem anderen Sensortyp gehört als der Hindernis-Hauptsensor und besonders bevorzugt kein ToF-Sensor ist, und der weiter dazu konfiguriert ist, zumindest den Öffnungsbereich der hinteren Seitentür zu überwachen, und zwar unabhängig vom Öffnungszustand der vorderen Seitentür.
Dieser zusätzliche Hindernis-Sensor ist bevorzugt ein Radar- oder Ultraschall-Sensor, besonders wenn der Hindernis-Hauptsensor ein ToF-Sensor ist.
Alternativ oder zusätzlich ist der zusätzliche Hindernis-Sensor so vorgesehen, dass er sowohl den Öffnungszustand der hinteren Seitentür als auch den Öffnungsbereich der vorderen Seitentür überwacht. Hierzu ist der zusätzliche Sensor zweckmäßigerweise zum Beispiel im Bereich der B-Säule des Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Es wird ebenfalls Schutz beantragt für ein Kraftfahrzeug mit dem vorbeschriebenen System, das insbesondere für beide Fahrzeugseiten vorgesehen sein kann, so dass an jeder Fahrzeugseite ein einziger Hindernis-Hauptsensor vorgesehen ist, der jeweils die zugeordnete vordere und hintere Seitentür überwacht, solange die beiden Seitentüren geschlossen sind. Vorzugsweise ist weiter für jede hintere Seitentür ein zugeordneter zusätzlicher Hindernis-Sensor vorgesehen, der vorzugsweise nach einem anderen Detektionsprinzip arbeitet als der Hindernis-Hauptsensor und besonders bevorzugt kein ToF-Sensor und damit kostengünstiger ist.
Im Folgenden wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele illustriert, die in den beigefügten Figuren dargestellt sind.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht
2 eine Draufsicht auf den Gegenstand von 1, wobei neben den Öffnungsbereichen der Seitentüren auch das Sichtfeld des Hindernis-Hauptsensors dargestellt ist,
3 eine Draufsicht auf den Gegenstand von 1, wobei neben den Öffnungsbereichen der Seitentüren auch das Sichtfeld des zusätzlichen Hindernis-Sensors dargestellt ist,
4 eine Draufsicht auf den Gegenstand von 1 zur Illustration der Hinderniserkennung bei geschlossenen Seitentüren
5 eine Draufsicht auf den Gegenstand von 1 zur Illustration der Hinderniserkennung bei geöffneter vorderer Seitentür.
6 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht
7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur berührungslosen Hinderniserkennung und automatischen Türöffnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur berührungslosen Hinderniserkennung und automatischen Türöffnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei allen Figuren handelst es sich um stark vereinfachte und schematisierte Darstellungen, die in erster Linie dazu dienen, das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Es sind nicht immer alle Merkmale in allen Figuren mit Bezugszeichen versehen sondern in erster Linie nur diejenigen, die zur Erläuterung der jeweiligen Figur benötigt werden.
Das in 1 schematisch dargestellte Kraftfahrzeug 10 umfasst eine vordere Seitentür 12 und eine hintere Seitentür 14. Am Seitenspiegel 13 der vorderen Seitentür ist ein Hindernis-Hauptsensor 16, hier beispielsweise in Form eines ToF-Sensors integriert, der in den Figuren jeweils durch ein schwarzes Dreieck symbolisch dargestellt ist, und dessen Sichtfeld 16f in 2 durch strichpunktierte Begrenzungslinien angedeutet ist. Position, Ausrichtung und Sichtwinkel des Hindernis-Hauptsensors 16 sind dabei so gewählt, dass er sowohl den Öffnungsbereich 12o der vorderen Seitentür 12 als auch den Öffnungsbereich 14o der hinteren Seitentür 14 überwacht, jedenfalls solange beide Seitentüren 12, 14 geschlossen sind.
Weiterhin kann das Kraftfahrzeug 10 einen weiteren, kostengünstigeren Hindernis-Sensor 20 etwa in Form eines Radar- oder Ultraschallsensors umfassen, der beispielsweise im Bereich der hinteren Seitentür 14 so vorgesehen ist, dass sein Sichtfeld 20f zumindest den Öffnungsbereich 14o der hinteren Seitentür 14 zumindest weitgehend abdeckt, wie in 3 dargestellt ist.
Der Öffnungszustand der vorderen Seitentür 12 wird durch einen Vordertür-Sensor 22 erfasst, der ebenso wie der Hindernis-Hauptsensor 16 und der zusätzliche Hindernis-Sensor 20 mit einer als Block dargestellten Datenverarbeitungseinheit 24 in Kommunikationsverbindung steht, angedeutet durch punktierte Linien. Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist weiter mit einer Speichereinheit 18 sowie mit einem Türantrieb 26 für die beiden Seitentüren verbunden, der eine automatisierte Türöffnung der Seitentüren, zumindest aber der hinteren Seitentür 14 ansteuern kann.
Die Datenverarbeitungseinheit 24 dient dazu, auf Basis der Messergebnisse der Sensoren 16, 20 und 22 wiederholt einen aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkel α_max für die hintere Seitentür und einen aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkel β_max für die vordere Seitentür zu bestimmen (vgl. 4) und an den Türantrieb 26 weiterzugeben, um eine Kollision mit Hindernissen zu vermeiden.
4 illustriert eine Situation, in der beide Seitentüren 12, 14 geschlossen sind, wobei sich ein Hindernis H₁, etwa ein Poller, im Öffnungsbereich der hinteren Seitentür 14 befindet und ein weiteres Hindernis H₂ im Öffnungsbereich der vorderen Seitentür 12. Die auf Basis der Ergebnisse der Überwachung durch den Hindernis-Hauptsensor 16 bestimmten aktuellen maximalen Öffnungswinkel α_max und β_max sind in der Figur jeweils durch gestrichelte Linien angedeutet.
Wird jedoch die vordere Seitentür 12 geöffnet, wie in 5 vereinfacht dargestellt, so wird mit der geöffneten Seitentür 12' auch das Sichtfeld 16f des am Seitenspiegel 13 vorgesehenen Hindernis-Hauptsensors 16 verschwenkt, so dass dieser den Öffnungsbereich der hinteren Seitentür 14 nicht länger abdeckt.
Die zuvor bei geschlossener vorderer Seitentür 12 mit dem Hindernis-Hauptsensor 16 bestimmte Position des Hindernisses H₁ bzw. der auf Basis davon bestimmte frühere maximale Öffnungswinkel wurden abgespeichert und werden weiterhin bei einer automatischen Öffnung der hinteren Seitentür 14 berücksichtigt, zumal viele der so erkannten Hindernisse wie Bordsteinkanten, Poller oder Straßenschilder stationär sind.
Es kann jedoch vorkommen, dass in dieser Situation ein weiteres Hindernis H₃ im Öffnungsbereich 14o der hinteren Seitentür 14 auftaucht, insbesondere falls aus der geöffneten vorderen Seitentür 12 eine Person aussteigt und in den Öffnungsbereich 14o der hinteren Seitentür 14 eintritt.
Dieses Hindernis H₃ wird jedoch durch den zusätzlichen Hindernis-Sensor 20 erkannt, so dass der aktuelle maximale Öffnungswinkel α_max unter Berücksichtigung des Ergebnisses der aktuellen Überwachung durch den Sensor 20 wie dargestellt nötigenfalls verkleinert werden kann, um eine Kollision mit dem zusätzlichen Hindernis H₃ zu verhindern.
Hierzu reicht ein kostengünstigerer Sensor aus, etwa ein Ultraschall- oder Radar-sensor, der in unauffälliger Weise in der hinteren Seitentür 14 verbaut sein kann.
Um die Schwächen der verschiedenen Sensortypen auszugleichen, kann auch vorgesehen sein, dass selbst bei geschlossener Vordertür 12 die Ergebnisse beider Sensoren 16 und 20 verwendet werden, um eine automatische Öffnung der hinteren Seitentür 14 zu begrenzen.
6 illustriert weitere Anbringungsmöglichkeiten für die Sensoren. Beispielsweise kann der Hindernis-Hauptsensor im Bereich des vorderen Kotflügels 15 vorgesehen sein, und der zusätzliche Hindernis-Sensor 20 im Bereich der B-Säule 17. Insbesondere kann der zusätzliche Hindernis-Sensor 20 dabei so konfiguriert und angebracht sein, dass er sowohl den Öffnungsbereich 12o der vorderen Seitentür 12 als auch den Öffnungsbereich 14o der hinteren Seitentür 14 überwacht. Es ist natürlich jede Kombination der in den 1 und 6 dargestellten Anbringungsmöglichkeiten für die beiden Sensoren 16, 20 möglich. Auch kann sowohl für die hintere Seitentür als auch für die vordere Seitentür ein separater zusätzlicher Hindernis-Sensor vorgesehen sein.
Üblicherweise ist das beschriebene System natürlich für beide Fahrzeugseiten vorgesehen, wobei für jede Fahrzeugseite genau ein Hindernis-Hauptsensor und gewünschtenfalls ein oder zwei zusätzliche Hindernis-Sensoren vorhanden sind.
Die 7 und 8 illustrieren zwei sehr einfache Ausgestaltungsvarianten für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur berührungslosen Hinderniserkennung.
Wie in 7 gezeigt, wird das Verfahren in einem Schritt S1 gestartet, wobei in einem folgenden Schritt S2 ein Speicherwert α₀ für den aktuellen maximalen Öffnungswinkel der hinteren Seitentür auf einen geeigneten Anfangswert α_ini gesetzt wird, beispielsweise auf null.
Anschließend wird in einem Schritt S3 bestimmt, ob eine Fahrgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert v_min, so dass mit dem Öffnen einer Tür zu rechnen ist.
Trifft dies zu, so wird in einem Schritt S4 bestimmt, ob die vordere Seitentür des Kraftfahrzeugs geschlossen oder zumindest hinreichend geschlossen ist, anderenfalls kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S2.
Ist die vordere Seitentür geschlossen, so wird ein aktuelles Überwachungsergebnis bzw. Bild I_Haupt durch den Hindernis-Hauptsensor (ToF-Sensor) 16 in einem Schritt S5 ausgelesen und ein aktueller maximal erlaubter Öffnungswinkel α_max für die hintere Seitentür auf Basis von diesem aktuellen Überwachungsergebnis in einem Schritt S6 bestimmt. Der so bestimmte Wert α_max wird im Schritt S7 abgespeichert.
Ist die vordere Seitentür jedoch nicht geschlossen, so wird in dieser besonders einfachen Variante der zuletzt abgelegte Speicherwert α₀ in einem Schritt S9' als der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel α_max bestimmt.
Anschließend wird in einem Schritt S11 überprüft, ob ein Benutzer das Öffnen der hinteren Seitentür initiiert, beispielsweise durch Betätigung eines Türgriffs oder einer Fernsteuerung. Trifft dies zu, so wird der Türantrieb der hinteren Seitentür in einem Schritt S12 so angesteuert, dass bei der Öffnung der Tür der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel α_max nicht überschritten wird. Dann endet das Verfahren in Schritt S13.
Wurde in Schritt S11 jedoch bestimmt, dass aktuell kein Öffnen der hinteren Seitentür gewünscht ist, kehrt das Verfahren zurück zu Schritt S3.
Die in 8 dargestellte Ausführungsvariante des Verfahrens unterscheidet sich von dem Verfahren gemäß 7 nur dadurch, dass dann, wenn in Schritt S4 bestimmt wurde, dass die vordere Seitentür aktuell nicht bzw. nicht hinreichend geschlossen ist, in einem Schritt S8 der zusätzliche Hindernis-Sensor ausgelesen wird, um in einem Schritt S9 einen maximal erlaubten Öffnungswinkel auf Basis der Überwachung durch den zusätzlichen Hindernis-Sensor zu bestimmen. Der kleinere Wert aus dem mit dem zusätzlichen Hindernis-Sensor bestimmten maximal erlaubten Öffnungswinkel und dem zuletzt abgelegten Speicherwert α₀ wird dann in einem Schritt S10 als der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel für die hintere Seitentür bestimmt, bevor das Verfahren zu Schritt S11 fortschreitet.
Es ist nachzutragen, dass in beiden Verfahren in Schritt S6 zusätzlich der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel β_max für die vordere Seitentür ebenfalls auf Basis von dem Ergebnis der Überwachung durch den Hindernis-Hauptsensor bestimmt werden und an einen Antrieb für die vordere Seitentür weitergegeben werden kann, um dann, wenn ein Benutzer die vordere Seitentür öffnen möchte, bei der automatischen Türöffnung den Öffnungswinkel für die vordere Seitentür entsprechend zu begrenzen.
Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine zuverlässige Überwachung des Öffnungsbereichs beider Seitentüren mit einer hohen Genauigkeit und Zuverlässigkeit, niedrigeren Kosten und einem deutlich reduzierten Einfluss auf das Fahrzeugdesign.

Claims

Verfahren zur berührungslosen Hinderniserkennung für ein Kraftfahrzeug (10) mit einer vorderen Seitentür (12) und einer hinteren Seitentür (14) unter Verwendung eines einzigen am Kraftfahrzeug vorgesehenen Hindernis-Hauptsensors (16), der dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsbereich (12o) der vorderen Seitentür (12) zu überwachen, und zumindest solange die vordere Seitentür (12) geschlossen ist, ebenfalls einen Öffnungsbereich (14o) der hinteren Seitentür (14) zu überwachen, wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst, der wiederholt durchgeführt wird: Bestimmen (S6, S9'; S6, S10) eines aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels (α_max) für die hintere Seitentür (14) auf Basis von einem Ergebnis einer Überwachung des Öffnungsbereichs (14o) der hinteren Seitentür (14) durch den Hindernis-Hauptsensor (16) und unter Berücksichtigung eines aktuellen Öffnungszustands der vorderen Seitentür (12), wobei der Hindernis-Hauptsensor (16) vorzugsweise ein ToF-Sensor ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die vordere Seitentür (12) aktuell hinreichend geschlossen ist, der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel (α_max) für die hintere Seitentür (14) auf Basis von dem Ergebnis (I_ToF) einer aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs (14o) der hinteren Seitentür (14) durch den Hindernis-Hauptsensor (16) bestimmt wird (S6), und wobei dann, wenn die vordere Seitentür (12) aktuell nicht hinreichend geschlossen ist, der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel (α_max) für die hintere Seitentür (14) auf Basis von dem Ergebnis einer früheren Überwachung des Öffnungsbereichs (14o) der hinteren Seitentür (14) durch den Hindernis-Hauptsensor (16) bestimmt wird (S9'; S10), wobei die vordere Seitentür (12) bei der früheren Überwachung hinreichend geschlossen war.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei dann, wenn die vordere Seitentür (12) aktuell hinreichend geschlossen ist, das Ergebnis der aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs (14o) der hinteren Seitentür (14) durch den Hindernis-Hauptsensor (16) in einer Speichereinheit (18) abgelegt und gespeichert wird (S7).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest dann, wenn die vordere Seitentür (12) nicht hinreichend geschlossen ist, der aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel (α_max) für die hintere Seitentür (14) auch auf Basis von einem Ergebnis einer aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs (14o) der hinteren Seitentür (14) durch einen zusätzlichen Hindernis-Sensor (20) bestimmt wird (S10), wobei der zusätzliche Sensor (20) weiter dazu ausgebildet ist, den Öffnungsbereich (14o) der hinteren Seitentür (14) unabhängig vom Öffnungszustand der vorderen Seitentür (12) zu überwachen, und wobei der zusätzliche Hindernis-Sensor vorzugsweise zu einem anderen Sensortyp gehört als der Hindernis-Hauptsensor und besonders bevorzugt kein ToF-Sensor ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend den folgenden Schritt: Bestimmen eines aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkels (β_max) für die vordere Seitentür (12) auf Basis von einem Ergebnis einer aktuellen Überwachung des Öffnungsbereichs (12o) der vorderen Seitentür (12) durch den Hindernis-Hauptsensor (16).
Verfahren zur automatischen Türöffnung in einem Kraftfahrzeug (10) mit einer vorderen (12) und einer hinteren Seitentür (14), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Durchführung des Verfahrens zur berührungslosen Hinderniserkennung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dann, wenn ein Benutzer ein Öffnen der hinteren Seitentür (14) initiiert, automatisches Öffnen (S12) der hinteren Seitentür (14), so dass der bestimmte aktuelle maximal erlaubte Öffnungswinkel (α_max) für die hintere Seitentür (14) nicht überschritten wird.
System (11) zur berührungslosen Hinderniserkennung für ein Kraftfahrzeug (10) mit einer vorderen (12) und einer hinteren Seitentür (14), wobei das System umfasst: einen Vordertür-Sensor (22), der dazu ausgebildet ist, einen Öffnungszustand der vorderen Seitentür (12) zu erfassen, einen Hindernis-Hauptsensor (16), der am Kraftfahrzeug (10) vorgesehen und dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsbereich (12o) der vorderen Seitentür (12) zu überwachen, und zumindest solange die vordere Seitentür (12) geschlossen ist, ebenfalls einen Öffnungsbereich (14o) der hinteren Seitentür (14) zu überwachen, eine Datenverarbeitungseinheit (24), die mit dem Vordertür-Sensor (22) und dem Hindernis-Hauptsensor (16) in Kommunikationsverbindung steht, und die dazu ausgebildet ist, einen aktuellen maximal erlaubten Öffnungswinkel (α_max) für die hintere Seitentür (14) auf Basis von einem Ergebnis einer Überwachung des Öffnungsbereichs (14o) der hinteren Seitentür (14) durch den Hindernis-Hauptsensor (16) und unter Berücksichtigung eines aktuellen Öffnungszustands der vorderen Seitentür (12) zu bestimmen, und einen Türantrieb (26) für die hintere Seitentür (14), der mit der Datenverarbeitungseinheit (24) in Kommunikationsverbindung steht, wobei der Hindernis-Hauptsensor vorzugsweise ein ToF-Sensor ist.
System (11) nach Anspruch 7, wobei der Hindernis-Hauptsensor (16) an einem Seitenspiegel (13), an einem Scharnier der vorderen Seitentür (12) oder einem vorderen Kotflügel (15) des Kraftfahrzeugs (10) vorgesehen ist.
System (11) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, das weiter einen zusätzlichen Hindernis-Sensor (20) umfasst, der dazu konfiguriert ist, zumindest den Öffnungsbereich (14o) der hinteren Seitentür (14) unabhängig vom Öffnungszustand der vorderen Seitentür (12) zu überwachen, wobei der zusätzliche Hindernis-Sensor vorzugsweise zu einem anderen Sensortyp gehört als der Hindernis-Hauptsensor und besonders bevorzugt kein ToF-Sensor ist.
System (11) nach Anspruch 9, wobei der zusätzliche Hindernis-Sensor (20) ein Radarsensor oder ein Ultraschallsensor ist, und/oder wobei der zusätzliche Hindernis-Sensor (20) so vorgesehen ist, dass er den Öffnungsbereich (14o) der hinteren Seitentür (14) und den Öffnungsbereich (12o) der vorderen Seitentür (12) überwacht.
Kraftfahrzeug (10) mit einem System (11) zur berührungslosen Hinderniserkennung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10.