DE102021201049B4

DE102021201049B4 - Verfahren zur motorischen Bewegungsunterstützung oder Bremsung einer Fahrzeugtür

Info

Publication number: DE102021201049B4
Application number: DE102021201049.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Wölfle; Kevin Schmitz
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2021-02-04
Filing date: 2021-02-04
Publication date: 2023-03-30
Anticipated expiration: 2041-02-05
Also published as: DE102021201049A1; WO2022167043A1; US20240125161A1; CN116888336A

Abstract

Verfahren zur motorischen Unterstützung oder Bremsung der Bewegung einer Fahrzeugtür (1), wobei die Fahrzeugtür (1) mittels eines von einer Steuereinheit (3) angesteuerten, elektrischen Motors (2) abhängig von einer auf die Fahrzeugtür (1) ausgeübten Kraft diese Kraft unterstützend oder die Kraft übersteigend angetrieben wird oder gebremst wird, mit den Schritten:es wird die aufgrund der auf die Fahrzeugtür (1) ausgeübten Kraft im elektrischen Motor (2) induzierte Spannung erfasst und an die Steuereinheit (3) übermittelt,es wird diese elektrische Spannung (V) oder ein davon abgeleitetes Signal (f(V)) in der Steuereinheit (3) während eines definierten, einstellbaren Zeitintervalls mit vorgegebenen Schwellwerten (S1, S2, S3) verglichen, undes wird der Motor (2) von der Steuereinheit (3) derart angetrieben, dass bei einem Unterschreiten einer ersten Schwelle (S1) eine Bewegung der Fahrzeugtür (1) nicht motorisch unterstützt wird, bei Überschreiten der ersten Schwelle (S1) und noch Unterschreiten einer zweiten Schwelle (S2) die Fahrzeugtür (1) lediglich mit einer die von dem Bediener auf die Fahrzeugtür (1) ausgeübten Kraft unterstützenden motorischen Kraft bewegt wird, bei Überschreiten der zweiten Schwelle (S2) und noch Unterschreiten einer dritten Schwelle (S3) die Fahrzeugtür (1) automatisch motorisch bewegt wird und bei Überschreiten der dritten Schwelle (S3) die Fahrzeugtür (1) nicht oder nur gebremst bewegt wird.

Description

Betreffend die Patentanmeldung 10 2021 201 049.0
der Conti Temic microelectronic GmbH, Ringlerstr. 17, 85057 Ingolstadt,
Anmelderin und Beschwerdeführerin,
hat der 19. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf die mündliche Verhandlung vom 30. November 2022 beschlossen:

Auf die Beschwerde der Anmelderin wird der Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse E05F des Deutschen Patent- und Markenamts vom 22. Februar 2022 aufgehoben und das Patent 10 2021 201 049 wie folgt erteilt:
- Anmeldetag:
  - 4. Februar 2021
- Bezeichnung:
  - Verfahren zur motorischen Bewegungsunterstützung oder Bremsung einer Fahrzeugtür
- Patentansprüche:
  - Patentansprüche 1 bis 3, dem Bundespatentgericht überreicht in der mündlichen Verhandlung am 30. November 2022
- Beschreibung:
  - Beschreibungsseiten 1 bis 6 vom 7. Juli 2022, beim Bundespätentgericht eingegangen am 11. Juli 2022
- Zeichnungen:
  - 1 und 2 vom 22. März 2021, beim DPMA eingegangen am 23. März 2021

I.
Gründe Das Deutsche Patent- und Markenamt (DPMA) - Prüfungsstelle für Klasse E05F - hat die am 4. Februar 2021 eingereichte Anmeldung mit der ursprünglichen Bezeichnung „Verfahren zur motorischen Bewegungsunterstützung einer Fahrzeugtür“ mit Beschluss vom 22. Februar 2022 zurückgewiesen. In der Begründung ist angegeben, der Gegenstand des Patentanspruchs 1 beruhe
Es befinden sich bereits einige Systeme auf dem Markt, die das automatische und unterstützte Öffnen oder Schließen einer Fahrzeugtür oder Heckklappe oder eines anderen beweglichen Fahrzeugkarosserieteils, im Folgenden nur als Fahrzeugtür benannt, ermöglichen. Um eine Betätigung der Fahrzeugtür zu erkennen, kommen hier meist aufwändige sensorgestützte Systeme zum Einsatz. Ein Beispiel wäre die Verwendung von Beschleunigungssensoren, Kraftsensoren und/oder Gierratensensoren, um eine aktive Betätigung der Tür durch eine Person zu erkennen und von Umwelteinflüssen unterscheiden zu können.
Bei diesen Systemen wird mittels eines Elektromotors die Möglichkeit geschaffen, eine unterstützende Kraft auf die Fahrzeugtür aufzubringen. Damit soll die Bewegung von Hand für den Benutzer vereinfacht werden. Der Benutzer muss so nur noch einen frei einstellbaren Anteil einer Bremseinrichtung überwinden.
Die DE 10 2007 062 472 A1 offenbart eine translatorisch und/oder rotatorisch öffnende Tür oder Klappe, insbesondere Fahrzeugtür, der wenigstens ein Aktuator zur motorischen Unterstützung einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung und/oder eines Ent- oder Verriegelungsvorgangs zugeordnet ist, wobei der wenigstens eine Aktuator mit wenigstens einer Sensoreinrichtung zur Erfassung einer Betätigung und/oder einer Betätigungskraft zwischen einer die Tür bzw. Fahrzeugtür betätigenden Person und der Tür bzw. Fahrzeugtür selbst in Wirkverbindung steht, wobei die wenigstens eine Sensoreinrichtung mit einer Auswerteeinrichtung zur Bestimmung und/oder Herleitung einer Interaktion und/oder einer resultierenden Interaktionskraft zwischen der Person und der Tür bzw. Fahrzeugtür in Wirkverbindung steht. Es ist auch ein Verfahren zur Betätigung der Tür offenbart. Insbesondere kann die wenigstens eine Sensoreinrichtung wahlweise einen mechanischen Sensor und/oder wenigstens eine druckempfindliche Fläche zur Erfassung einer Kontaktsituation zwischen der Person und der Tür bzw. Fahrzeugtür umfassen. Ein solcher Sensor kann erfassen, ob eine Berührung stattfindet und/oder wie stark der Benutzer an der Tür zieht oder drückt, wenn er sie bewegen will. Je nach gemessenen und ausgewerteten Sensorwerten kann eine mehr oder weniger starke Unterstützung durch den Aktuator bereitgestellt werden. Diese Unterstützung kann als sog.
Servounterstützung wirken. Sie kann jedoch auch für die selbsttätige Aktivierung der Tür bzw. Fahrzeugtür sorgen.
Die DE 10 2018 121 346 A1 offenbart ein Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Klappenanordnung eine über eine Klappenkinematik verstellbare Klappe aufweist, wobei die Klappenanordnung eine der Klappe zugeordnete Antriebsanordnung und eine Steuerungsanordnung zur Ansteuerung der Antriebsanordnung aufweist. Es wird mittels der Steuerungsanordnung eine manuell über die Klappe in die Klappenkinematik eingeleitete Betätigungsaktion in Form einer Betätigungsbewegung und/oder einer Betätiqunqsbelastunq erfasst und auf die Erfassung einer vorbestimmten Betätigungsaktion die Antriebsanordnung vorbehaltlich einer Plausibilitätsprüfung zur motorischen Verstellung der Klappe angesteuert. Dabei wird darauf abgezielt, im Rahmen der Plausibilitätsprüfung mittels der Steuerungsanordnung eine Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs, die der Erfassung eines Objekts, insbesondere eines Bedieners, im Umfeld des Kraftfahrzeugs dient, auf die Erfüllung mindestens eines Plausibilitätskriteriums zu überprüfen.
Die Betätigungsaktion mittels der Steuerungsanordnung kann über einen der Klappe und/oder der Antriebsanordnung zugeordneten Bewegungssensor erfasst werden. Alternativ kann die Betätigungsaktion mittels der Steuerungsanordnung basierend auf einem der Antriebsanordnung zugeordneten elektrischen Antriebsstrom und/oder basierend auf einer der Antriebsanordnung zugeordneten Antriebsspannung, insbesondere einer Generatorspannung, erfasst werden.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst einfaches Verfahren zu schaffen, um eine Betätigung einer Fahrzeugtür zu erkennen und ggf. die Bewegung motorisch zu unterstützen oder die Bewegung zu bremsen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach wird bei einem Verfahren zur motorischen Unterstützung der Bewegung oder Bremsung einer Fahrzeugtür, wobei die Fahrzeugtür mittels eines von einer Steuereinheit angesteuerten, elektrischen Motors abhängig von einer von einem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft diese Kraft unterstützend oder die Kraft übersteigend angetrieben wird oder gebremst wird, die aufgrund der von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft im elektrischen Motor induzierte Spannung erfasst und an die Steuereinheit übermittelt, diese elektrische Spannung oder ein davon abgeleitetes Signal in der Steuereinheit über ein definiertes, einstellbares Zeitintervall mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen, und der Motor von der Steuereinheit derart angetrieben, dass bei einem Unterschreiten einer ersten Schwelle eine Bewegung der Fahrzeugtür nicht motorisch unterstützt wird, bei Überschreiten der ersten Schwelle und noch Unterschreiten einer zweiten Schwelle die Fahrzeugtür lediglich mit einer die von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft unterstützenden motorischen Kraft bewegt wird, bei Überschreiten der zweiten Schwelle und noch Unterschreiten einer dritten Schwelle die Fahrzeugtür automatisch motorisch bewegt wird und bei Überschreiten der dritten Schwelle die Fahrzeugtür nicht oder nur gebremst bewegt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht also darin, aus einer anfänglichen ersten, von außen erzwungenen Motorbewegung, messbar durch eine in einer Motorwicklung induzierte Spannung, Rückschlüsse auf die von außen wirkende Kraft zu ziehen und den die Fahrzeugtür betätigenden Motor durch eine Steuereinheit entsprechend anzusteuern.
Der Vorgang der Bewegung der Fahrzeugtür kann dabei ein Schließ- oder ein Öffnungsvorgang sein.
Eine Bewegung wird erkannt, sobald die induzierte Spannung einen definierten Schwellwert überschreitet. Sollte das System, wie in den meisten Fällen, eine Bremse enthalten, muss diese hierzu bereits überdrückt werden. Es muss also bereits ein gewisser Grundkraftaufwand an der Türe vorhanden sein. Der Verlauf der induzierten Spannung innerhalb eines definierten Zeitfensters wird dann charakterisiert.
Der Verlauf der induzierten Spannung am Motor wird für eine gewisse einstellbare Zeit beobachtet und anschließend charakterisiert. Hierzu kann entweder die Spannungdifferenz nach fester Zeit oder das integrierte Spannungssignal verwendet werden. Liegt das Ergebnis unter einem bestimmten Schwellwert handelt es sich lediglich um eine kurze Störung des Systems. Ein Benutzer würde kontinuierlich Kraft aufwenden oder diese kontinuierlich verstärken. Daher folgt in dieser Situation keine Motoransteurung bzw. motorische Unterstützung der Türbewegung.
Liegt das Ergebnis über der Mindestschwelle aber noch unter einer Schwelle, die ein zügiges Anschieben erkennen lässt, wird die Kraftunterstützungsregelung in der Steuereinheit aktiviert.
Liegt das Ergebnis über der Schwelle des zügigen Anschiebens aber noch unter einer Schlagerkennungsschwelle, kann eine automatische Bewegung der Tür eingeleitet werden. Der Benutzer hat die Tür hier zügig angeschubst und erwartet ein weitergeführtes Zufallen der Tür. Dies wird durch das Starten der automatischen Bewegung mit Einklemmschutz gewährleistet.
Liegt das Ergebnis jedoch über der Schwelle zur Erkennung eines Schlags oder heftigen äußeren Einflusses (z.B. Windböe) wird die Fahrzeugtüre nicht angesteuert und kann sogar noch zusätzlich motorisch gebremst werden, um die Position der Tür zu halten und möglichst niemanden zu gefährden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem motorisch betätigten Türbewegungssystems, und
2 ein mögliches Spannungscharakterisierungsschema mit verschiedenen Bewertungsschwellen für eine induzierte Spannung oder ein davon abgeleitetes Signal.

Die 1 zeigt in schematischer Weise ein Fahrzeug 7 mit einer angedeuteten Fahrzeugtür 1. Unter der Bezeichnung „Fahrzeugtür“ soll hier jede Form eines Karosserieteils gemeint sein, das beweglich an der Gesamtkarosserie befestigt ist und geöffnet oder geschlossen werden kann, also beispielsweise echte Türen oder auch Motorhauben oder Heckklappen.
Die Fahrzeugtür 1 soll mittels eines Motors 2 motorisch betätigt werden können, wobei der Motor 2 als Elektromotor ausgebildet ist und von einer Steuereinheit 3 angesteuert werden kann, um die Fahrzeugtür 1 motorisch zu betätigen. Die Steuereinheit 3 weist hierzu einen Regelkreis 4, der dafür sorgt, dass die Bewegung der Fahrzeugtür 1 mit der gewünschten bzw. errechneten Geschwindigkeit kontinuierlich erfolgt, eine Datenverarbeitungseinrichtung 5, die dem Regelkreis 4 Eingangssignale übermittelt, sowie eine Erfassungseinrichtung 6, die beispielsweise mit Sensoren ausgebildet sein kann, die der Datenverarbeitungseinrichtung 5 entsprechende Signale übermittelt, auf.
In der Steuereinheit 3 wird in erfindungsgemäßer Weise erkannt, dass der Motor 2 durch ein Bewegen der Fahrzeugtür 1 ebenfalls in Bewegung versetzt wurde, woraufhin die Datenverarbeitungseinrichtung 5 die dadurch im Motor 2 induzierte Spannung beobachtet und ggf. integriert oder eine laufende Differenz über einen bestimmten Zeitbereich bildet und abhängig von der Größe dieses ermittelten Signals, das mit Schwellen S1 bis S3 verglichen wird, Signale an den Regelkreis 4 und über diesen an den Motor 2 liefert, um ggf. die Fahrzeugtür 1 automatisch zu öffnen, lediglich die Kraft des Benutzers unterstützend öffnet oder aber eine motorische Betätigung unterlässt oder gar verhindert.
In der 2 ist die im Motor 2 induzierte Spannung V oder alternativ dazu eine Funktion dieser Spannung V, die beispielsweise das Integral über die induzierte Spannung V oder aber eine Differenz über einen bestimmten Zeitraum darstellen kann, als Funktion der Zeit dargestellt. In das Diagramm sind drei Schwellen S1 bis S3 eingezeichnet, deren Über- oder Unterschreiten darüber entscheiden soll, ob die Fahrzeugtür 1 durch den Motor 2 unterstützt geöffnet werden soll.
Bei Unterschreiten der ersten Schwelle S1 wird davon ausgegangen, dass lediglich eine Störung vorliegt und eine Ansteuerung des Motors 2 unterbleiben kann. Liegt das Spannungssignal zwischen der ersten Schwelle S1 und der zweiten Schwelle S2 wird der Motor 2 so angesteuert, dass er die Kraft des Bedieners lediglich unterstützt, während bei Überschreiten der zweiten Schwelle S2 und einem noch Unterschreiten der dritten Schwelle S3 die Tür automatisch motorisch geöffnet wird, also die durch den Benutzer aufgebrachte Kraft überschritten wird. Wird die dritte Schwelle S3 überschritten, wird davon ausgegangen, dass es sich um einen Schlag oder ein anderes heftiges äußeres Ereignis, zum Beispiel eine Windböe, handelt, die die Fahrzeugtür bewegt hat, und eine weitere Bewegung der Fahrzeugtür 1 wird nicht motorisch unterstützt. Gegebenenfalls kann eine Bewegung der Fahrzeugtür 1 sogar motorisch gebremst werden, um die Position der Tür zu halten und möglichst niemanden zu gefährden.

Claims

Verfahren zur motorischen Unterstützung oder Bremsung der Bewegung einer Fahrzeugtür (1), wobei die Fahrzeugtür (1) mittels eines von einer Steuereinheit (3) angesteuerten, elektrischen Motors (2) abhängig von einer auf die Fahrzeugtür (1) ausgeübten Kraft diese Kraft unterstützend oder die Kraft übersteigend angetrieben wird oder gebremst wird, mit den Schritten: es wird die aufgrund der auf die Fahrzeugtür (1) ausgeübten Kraft im elektrischen Motor (2) induzierte Spannung erfasst und an die Steuereinheit (3) übermittelt, es wird diese elektrische Spannung (V) oder ein davon abgeleitetes Signal (f(V)) in der Steuereinheit (3) während eines definierten, einstellbaren Zeitintervalls mit vorgegebenen Schwellwerten (S1, S2, S3) verglichen, und es wird der Motor (2) von der Steuereinheit (3) derart angetrieben, dass bei einem Unterschreiten einer ersten Schwelle (S1) eine Bewegung der Fahrzeugtür (1) nicht motorisch unterstützt wird, bei Überschreiten der ersten Schwelle (S1) und noch Unterschreiten einer zweiten Schwelle (S2) die Fahrzeugtür (1) lediglich mit einer die von dem Bediener auf die Fahrzeugtür (1) ausgeübten Kraft unterstützenden motorischen Kraft bewegt wird, bei Überschreiten der zweiten Schwelle (S2) und noch Unterschreiten einer dritten Schwelle (S3) die Fahrzeugtür (1) automatisch motorisch bewegt wird und bei Überschreiten der dritten Schwelle (S3) die Fahrzeugtür (1) nicht oder nur gebremst bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Vorgang der Bewegung der Fahrzeugtür (1) ein Schließ- oder ein Öffnungsvorgang ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das von der induzierten Spannung (V) abgeleitete Signal (f(V)) die über eine vorgegebene Zeit integrierte Spannung ist.