DE202016103855U1

DE202016103855U1 - Objekterkennung für ein Fahrzeugtürunterstützungssystem

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Publication number: DE202016103855U1
Application number: DE202016103855.3U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2026-07-16
Also published as: CN106401366B; US9777528B2; MX2016009737A; US20170030135A1; CN106401366A

Abstract

Türunterstützungssystem für ein Fahrzeug, welches Folgendes umfasst: ein Betätigungselement, das dafür ausgelegt ist, die Position einer Tür um eine Gelenkanordnung zu steuern, einen Interferenzsensor, welcher dafür ausgelegt ist, ein Hindernis in mehreren Detektionsgebieten entlang einer radialen Erstreckung der Tür zu erkennen, und eine Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, das Betätigungselement ansprechend auf ein Detektionssignal vom Interferenzsensor zu steuern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeuge und insbesondere Fahrzeuge, die Türen aufweisen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Bestreben, den Fahrzeugbetrieb und die Zweckmäßigkeit zu verbessern, haben viele Hersteller eine Vielzahl zweckmäßiger und betriebsmäßiger Merkmale in Fahrzeuge aufgenommen. Viele Komponenten und Systeme von Fahrzeugen bleiben jedoch im Wesentlichen ähnlich herkömmlichen Fahrzeugentwürfen, die bis ins vorhergehende Jahrhundert zurückdatieren. Die Offenbarung sieht verschiedene Systeme und Vorrichtungen zum Bereitstellen eines verbesserten Betriebs wenigstens einer Tür eines Fahrzeugs vor. Die hier offenbarten Systeme können Türen aufweisen, die einen Benutzer beim Zugang zum Fahrzeug unterstützen und/oder dafür ausgelegt sind, zu öffnen und zu schließen, ohne dass ein Fahrzeugbenutzer die Tür physikalisch repositionieren müsste. Diese Systeme können einen verbesserten Betrieb eines Fahrzeugs bereitstellen, wie hier beschrieben wird.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Türunterstützungssystem für ein Fahrzeug offenbart. Das System umfasst ein Betätigungselement, einen Interferenzsensor und eine Steuerung. Das Betätigungselement ist dafür ausgelegt, die Position einer Tür um eine Gelenkanordnung zu steuern. Der Interferenzsensor ist dafür ausgelegt, ein Hindernis in mehreren Detektionsgebieten entlang einer radialen Erstreckung der Tür zu erkennen, und die Steuereinrichtung ist dafür ausgelegt, das Betätigungselement ansprechend auf ein Detektionssignal vom Interferenzsensor zu steuern.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Interferenzsensor für eine Tür eines Fahrzeugs offenbart. Der Interferenzsensor umfasst ein Array von Näherungssensoren, die entlang einer Türranddichtung und/oder einer Türrandöffnungsdichtung angeordnet sind. Jeder der Näherungssensoren des Arrays ist ausgelegt zum Erkennen eines Hindernisses in einem Erfassungsgebiet. Der Interferenzsensor umfasst ferner einen Prozessor in Kommunikation mit dem Array von Näherungssensoren. Der Prozessor ist ausgelegt zum Erkennen eines Hindernisses für eine Drehbewegung der Tür mit mehreren Empfindlichkeiten entsprechend jedem Erfassungsgebiet. Der Prozessor ist ausgelegt zum Ausgeben von Steuerantworten zur Verhinderung einer Kollision der Tür mit dem Hindernis auf der Basis eines radialen Orts des Hindernisses entsprechend einem durch den Prozessor identifizierten bestimmten Erfassungsgebiet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugtürsystem offenbart. Das System umfasst mehrere Näherungssensoren, die entlang einer Türranddichtung und/oder einer Türrandöffnungsdichtung angeordnet sind und ausgelegt sind zum Erzeugen eines Detektionssignals. Das System umfasst ferner ein Betätigungselement, einen Winkelpositionssensor und einer Steuerung. Das Betätigungselement ist dafür ausgelegt, die Position einer Tür zu steuern. Der Winkelpositionssensor ist dafür ausgelegt, die Winkelposition der Tür zu identifizieren, und die Steuereinrichtung ist dafür ausgelegt, das Betätigungselement auf der Grundlage der Winkelposition der Tür und des Detektionssignals zu steuern.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten anhand der folgenden Beschreibung, der Ansprüche und der anliegenden Zeichnung verständlich und einleuchtend werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
1 eine projizierte Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Türunterstützungssystem, das dafür ausgelegt ist, ein Objekt oder ein Hindernis in einem inneren Schwenkweg der Tür zu erkennen,
2 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Türunterstützungssystem, worin eine Interferenzzone einer Fahrzeugtür dargestellt ist,
3 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Türunterstützungssystem, worin eine Interferenzzone einer Fahrzeugtür dargestellt ist,
4 eine schematische Draufsicht eines Fahrzeugs mit einem Türunterstützungssystem, das dafür ausgelegt ist, ein Objekt oder ein Hindernis in einem äußeren Schwenkweg der Tür zu erkennen,
5 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Türunterstützungssystems,
6 eine projizierte Ansicht eines Fahrzeugs, worin eine Türsteuervorrichtung zum Betrieb eines Türunterstützungssystems dargestellt ist,
7 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben der Türsteuervorrichtung aus 6,
8 ein Flussdiagramm mit zusätzlichen Verfahrensschritten, die in Verbindung mit dem Verfahren aus 7 implementiert werden können,
9 ein Diagramm eines Sensorfelds einer Türsteuervorrichtung zum Betreiben des Türunterstützungssystems,
10 eine Seitenumgebungsansicht eines Fahrzeugs mit einem Türunterstützungssystem, das dafür ausgelegt ist, die Winkelposition der Tür beizubehalten, und
11 ein Blockdiagramm eines Türunterstützungssystems, das dafür ausgelegt ist, einen Positionierungsvorgang der Tür gemäß der Offenbarung zu steuern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie es erforderlich ist, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es ist jedoch zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich als Beispiel für die Erfindung dienen, die in verschiedenen und alternativen Formen verwirklicht werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise ein detaillierter Entwurf, und einige Schemata können übertrieben oder minimiert sein, um einen Funktionsüberblick zu zeigen. Daher sind spezifische hier offenbarte strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um es Fachleuten zu lehren, die vorliegende Erfindung auf verschiedene Arten anzuwenden.
Hier bedeutet der Begriff "und/oder", wenn er in einer Liste zweier oder mehrerer Elemente verwendet wird, dass eines der aufgelisteten Elemente für sich verwendet werden kann oder dass eine Kombination von zwei oder mehr der aufgelisteten Elemente verwendet werden kann. Falls eine Zusammensetzung beispielsweise als die Komponenten A, B und/oder C enthaltend beschrieben wird, kann die Zusammensetzung A allein, B allein, C allein, A und B in Kombination, A und C in Kombination, B und C Kombination oder A, B und C in Kombination enthalten.
Mit Bezug auf 1 sei bemerkt, dass eine projizierte Ansicht eines Fahrzeugs 10 eine Türöffnung 20 und eine Tür 14, die angrenzend an die Öffnung 20 montiert ist und in Bezug auf die Öffnung 20 zwischen einer geschlossenen Position und einem Bereich offener Positionen beweglich ist, aufweist. Das Fahrzeug 10 weist auch eine Steuereinrichtung auf, die bestimmt, ob eine momentane Türposition die geschlossene Position ist oder innerhalb des Bereichs offener Positionen liegt, und eine Fahrzeugbewegung, eine Zündung des Verbrennungsmotors oder beide ansprechend darauf verhindert, dass festgestellt wird, dass sich die Tür 14 innerhalb des Bereichs offener Positionen befindet. Die Steuereinrichtung wird in verschiedenen Teilen der Offenbarung weiter erörtert und ist in den 2, 3, 4 und 11 als Steuereinrichtung 70 bezeichnet.
Ein Betätigungselement 22 steht in Kommunikation mit einer Steuereinrichtung (in 2 dargestellt), welche dafür ausgelegt ist, die Winkelposition ϕ der Tür 14 zu detektieren und zu steuern. Gemäß einer Ausführungsform kann das Betätigungselement 22 eine Kraftunterstützungsvorrichtung sein, die angrenzend an die Tür 14 angeordnet ist und operativ und strukturell mit der Tür 14 gekoppelt ist, um die Bewegung der Tür 14 zwischen offenen und geschlossenen Positionen zu unterstützen, wie nachstehend weiter beschrieben wird. Die Kraftunterstützungsvorrichtung 22 ist mit der Tür 14 gekoppelt, um damit bewegt zu werden, und sie ist operativ mit der Gelenkanordnung 18 gekoppelt, um die Bewegung der Tür 14 auszuführen. Die Kraftunterstützungsvorrichtung 22 kann einen Motor aufweisen, der als ein Elektromotor, eine Motorwinde, ein Schiebermechanismus oder ein anderer Betätigungsmechanismus mit ausreichender Leistung, um das Drehmoment bereitzustellen, das benötigt wird, um die Tür 14 zwischen offenen und geschlossenen Positionen sowie verschiedenen Arretierungsstellen zu bewegen, erwogen wird. Demgemäß ist der Motor dafür ausgelegt, an oder in der Nähe der Gelenkanordnung 18 schwenkend oder drehend auf die Tür 14 einzuwirken. Die Steuereinrichtung kann eine Motorsteuereinheit umfassen, die ein Rückkopplungssteuersystem umfasst, das dafür ausgelegt ist, die Tür 14 auf einem Weg einer glatten und gesteuerten Bewegung um die Gelenkanordnung 18 genau zu positionieren. Die Steuereinrichtung kann ferner in Kommunikation mit einem Türpositionssensor 24 sowie wenigstens einem Interferenzsensor 26 stehen. Der Türpositionssensor 24 kann dafür ausgelegt sein, die Winkelposition der Tür 14 zu identifizieren, und der Interferenzsensor 26 kann dafür ausgelegt sein, ein mögliches Hindernis zu identifizieren, welches von der Tür 14 berührt werden kann. Weitere Einzelheiten in Bezug auf die Steuereinrichtung werden mit Bezug auf die 2, 3 und 11 der Offenbarung erörtert.
Das Betätigungselement 22 ist dafür ausgelegt, die Tür 14 aus einer offenen Position, wie in 1 dargestellt ist, in eine geschlossene Position zu versetzen und die Winkelposition ϕ der Tür 14 dazwischen zu steuern. Das Betätigungselement 22 kann ein beliebiger Typ eines Betätigungselements sein, das in der Lage ist, die Tür 14 um die Gelenkanordnung 18 zu bewegen, einschließlich Elektromotoren, Servomotoren, elektrischer Solenoidspulen, pneumatischer Zylinder, hydraulischer Zylinder usw., jedoch ohne Einschränkung darauf. Das Betätigungselement 22 kann durch Getriebemittel (beispielsweise Zahnräder, Zahnstangen, Kegelradgetriebe, Zahnsegmente usw.), Hebel, Riemenscheiben oder andere mechanische Verbindungsglieder mit der Tür 14 verbunden sein. Das Betätigungselement 22 kann auch durch Ausüben einer Kraft oder eines Drehmoments als eine Bremse wirken, um das Überführen der Tür 14 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position zu verhindern. Das Betätigungselement 22 kann eine Reibungsbremse aufweisen, um die Bewegung der Tür 14 um die Gelenkanordnung 18 zu verhindern.
Der Positionssensor 24 kann einer Vielzahl von Dreh- oder Positionsmessvorrichtungen entsprechen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Positionssensor 24 einem Winkelpositionssensor entsprechen, der dafür ausgelegt ist, die Winkelposition ϕ der Tür zur Steuereinrichtung zu übermitteln. Die Winkelposition ϕ kann von der Steuereinrichtung verwendet werden, um die Bewegung des Betätigungselements 22 zu steuern. Der Türpositionssensor 24 kann einem Absolut- und/oder Relativpositionssensor entsprechen. Solche Sensoren können Quadraturencoder, Potentiometer, Beschleunigungsmesser usw. einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der Positionssensor 24 kann auch optischen und/oder magnetischen Rotationssensoren entsprechen. Andere Messvorrichtungen können auch für den Positionssensor 24 verwendet werden, ohne vom Gedanken der Offenbarung abzuweichen.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Positionssensor 24 verwendet werden, um festzustellen, ob die Tür 14 des Fahrzeugs 10 geöffnet oder in der geschlossenen Position ist. Wie vorstehend erörtert wurde, kann der Positionssensor 24 einem Winkelpositionssensor entsprechen, der dafür ausgelegt ist, die Winkelposition ϕ der Tür zur Steuereinrichtung zu übermitteln. Beim vorstehenden Beispiel eines Potentiometers kann der Positionssensor 24 ein Signal an die Steuereinrichtung 70 ausgeben, das sich proportional mit der Winkelposition ϕ der Tür 14 ändern kann. Bei einem Beispiel kann die Amplitude des Signals von einer Untergrenze bei einer Winkelposition ϕ, die einer geschlossenen Position der Tür 14 entspricht (beispielsweise etwa 0°) bis zu einer Obergrenze bei einer Winkelposition ϕ, die einer ganz geöffneten Position der Tür 14 entspricht, zunehmen. Die Steuereinrichtung 70 kann demgemäß das vom Positionssensor 24 empfangene Signal zu einem gegebenen Zeitpunkt mit einem bekannten Bereich der Signalamplitude und der entsprechenden Winkelposition vergleichen, um die bestimmte momentane Winkelposition der Tür 14 zu bestimmen. Ferner kann der Gesamtbereich der Winkelpositionen ϕ der Tür 14 entsprechend einem offenen (oder geöffneten) Bereich und einem geschlossenen Bereich klassifiziert werden.
Der geschlossene Bereich kann verglichen mit dem offenen Bereich verhältnismäßig klein sein, kann jedoch größer sein als ein einziger Wert der Winkelposition, um leichten Variationen des Passens der Tür 14 innerhalb der Öffnung 20 Rechnung zu tragen. Diese Variationen können Änderungen der Kompressibilität der Dichtungen 48, 50 oder dergleichen oder leichte Änderungen in anderen Materialien über die Zeit oder infolge von Temperaturschwankungen oder des Vorhandenseins kleiner Objekte oder Verunreinigungen, die einen leichten nach außen gerichteten Druck auf die Tür 14 ausüben können, ohne die Fähigkeit der Tür 14 zu stören, ganz zu schließen (beispielsweise durch Verriegeln oder dergleichen), einschließen. Bei einem Beispiel kann die geschlossene Position einer Winkelposition ϕ zwischen 0° und 1°, zwischen 0° und 0,5° oder weniger oder zwischen –0,5° und 0,5° entsprechen, wobei auch andere Bereiche möglich sind. Ähnlich kann der offene oder geöffnete Bereich den restlichen Winkelpositionen ϕ der Tür 14 entsprechen, die bei einem Beispiel zwischen 1° und 80° oder dergleichen liegen können, was von der festgelegten Obergrenze für die geschlossene Position und dem Gesamtbewegungsbereich der Tür 14 abhängt.
Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 70 als eine Eingabe das vom Positionssensor 24 ausgegebene Signal nehmen und nicht nur die Winkelposition ϕ der Tür 14 bestimmen (die verwendet werden kann, um die gewünschte Türpositionierung in einer Rückkopplungsschleife, welche das Betätigungselement 22 steuert, zu erreichen), sondern auch bestimmen, ob die Tür 14 offen oder geschlossen ist. Die Bestimmung des Zustands der Tür 14 zwischen der offenen und der geschlossenen Position kann außerhalb des Steuerschemas des Betätigungselements 22 verwendet werden. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung vor dem Betrieb des Fahrzeugs 10 in der Lage sein, einen Tür-geschlossen-Status der Tür 14 zu identifizieren, indem sie feststellt, ob die durch das Betätigungselement 22 gesteuerte Tür 14 in der geschlossenen Position orientiert ist. Der Positionssensor 24 kann zusätzlich zu verschiedenen Schaltern und Sensoren verwendet werden, um der Steuereinrichtung mitzuteilen, dass die Tür 14 sicher ist und in der geschlossenen Position orientiert ist. Der Positionssensor 24 kann übermitteln, dass sich die Tür 14 in einer Position befindet, die ihrer verriegelten Position entspricht, oder andernfalls in der Nähe der Karosserie 16 orientiert ist. Bei einem Beispiel kann auch ein traditioneller Schließschalter oder ein Türnäherungssensor als Reserve oder Redundanz für eine solche Verwendung des Positionssensors 24 aufgenommen sein. Ferner kann ein solcher traditioneller Schließschalter oder bei einem Beispiel ein Schalter oder anderer Indikator innerhalb der Verriegelung 58 verwendet werden, um einen Einstellungs- oder Nullabgleichsprozess zu implementieren, wodurch die Steuereinrichtung 70 die aktuelle Winkelposition ϕ der Tür 14, wie durch den Positionssensor 24 angegeben, als die ganz geschlossene oder Nullposition festlegen kann, nachdem durch den Positionssensor 24 bestimmt wurde, dass sie innerhalb eines Bereichs von Winkelpositionen ϕ liegt, die der geschlossenen Position der Tür 14 entsprechen (oder innerhalb einer vorgegebenen Toleranz davon, beispielsweise etwa 1 % bis etwa 5 %), und nachdem der Sensor innerhalb der Verriegelung 58 bestätigt hat, dass die Tür ganz geschlossen und in einer solchen geschlossenen Position verriegelt ist. Diese Funktionalität kann es der Steuereinrichtung 70 ermöglichen, eine Bewegung zwischen den verschiedenen Teilen der Gelenkanordnung 18, des Betätigungselements 22, des Positionssensors 24 und zugeordneter Abschnitte der Tür 14 zu kompensieren, die infolge von Temperaturschwankungen und dergleichen im Laufe der Zeit auftreten kann.
Die Implementation eines Nullabgleichsschemas kann es auch ermöglichen, dass ein bürstenloser Gleichstrommotor für das Betätigungselement 22 verwendet wird, wobei seine Steuerung von der Steuereinrichtung 70 verwendbar ist, um die Winkelposition ϕ der Tür 14 als eine Form des integrierten Positionssensors 24 zu bestimmen. In dieser Hinsicht kann die Steuereinrichtung 70 in Kommunikation mit der Steuerschaltungsanordnung des bürstenlosen Gleichstrommotors stehen, um die Anzahl seiner Umdrehungen während eines Öffnungs- und Schließvorgangs der Tür 14 zu verfolgen. Weil sich Ungenauigkeiten einer solchen Verfolgung jedoch aufsummieren, wenn sich der Motor dreht, was während eines einzigen Öffnungs- und Schließvorgangs mehrere Male geschieht, kann die Nullabgleichsfunktionalität ermöglichen, dass ein solches System ein akzeptables Genauigkeitsniveau behält.
Der Positionssensor 24 kann auch verwendet werden, um der Steuereinrichtung 70 eine Rückkopplung bereitzustellen, um bei der Positionierung der Tür 14 dabei zu helfen, Hindernisse zu erkennen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 70, wenn sie das Betätigungselement 22 anweist, die Tür 14 entweder in die offene Position oder die geschlossene Position (oder eine bestimmte dazwischen liegende Winkelposition ϕ) zu bewegen, den Positionssensor 24 verwenden, um festzustellen, ob sich die Tür 14 tatsächlich bewegt, beispielsweise durch Vergleiche der angegebenen Winkelposition ϕ in aufeinander folgenden Intervallen. Falls die Tür 14 während eines vorgegebenen Zeitraums (bei einem Beispiel etwa 0,5 Sekunden oder bei einem anderen Beispiel bis zu etwa 1 Sekunde oder zwei Sekunden) in einer bestimmten Winkelposition ϕ bleibt, während die Steuereinrichtung 70 versucht, die Tür 14 zu schließen, kann die Steuereinrichtung 70 ableiten, dass die Tür 14 blockiert ist, und eine gewünschte korrigierende Maßnahme ergreifen. Bei weiteren Beispielen kann der Positionssensor 24, wie nachstehend erörtert wird, verwendet werden, um einen Status oder eine Orientierung der Tür 14 vor dem Einleiten des Betriebs des Fahrzeugs 10 zu identifizieren. Bei einem anderen Beispiel kann die Steuereinrichtung 70 den ermittelten Zustand der Tür 14 ausgeben, beispielsweise über einen Kommunikationsbus 164 an ein Fahrzeugsteuermodul 162 (11), so dass das Fahrzeugsteuermodul 162 die Zustandsinformationen für die Tür 14 beispielsweise verwenden kann, um einem Benutzer eines Fahrzeugs 10 eine Tür-geöffnet-Warnung zu geben. Beispielsweise kann eine solche Warnung graphisch oder durch eine Indikatorlampe auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle ("HMI") 128 im Fahrgastraum 46 oder durch Abgabe eines hörbaren Signals gegeben werden, was in Verbindung damit geschehen kann, dass ein Benutzer versucht, das Fahrzeug 10 anzulassen, während sich die Tür 14 in einem offenen Zustand befindet.
Der Positionssensor 24 kann in die Struktur des Betätigungselements 22 selbst aufgenommen sein oder andernfalls sowohl der Tür 14 als auch der Öffnung 20 zugeordnet sein. Bei einem Beispiel kann das Betätigungselement 22 einen mit der Tür 14 gekoppelten ersten Abschnitt 54 und einen mit der Fahrzeugkarosserie 16 oder einer den Rahmen definierenden Öffnung 20 gekoppelten zweiten Abschnitt 56 aufweisen, wobei diese Abschnitte in einer Art, welche der Bewegung der Tür 14 entspricht, in Bezug zueinander beweglich sind. Der Positionssensor 24 beispielsweise in Form eines Potentiometers kann jeweilige Abschnitte aufweisen, die mit jedem dieser Abschnitte 54, 56 gekoppelt sind, so dass die Bewegung des mit der Tür 14 gekoppelten Abschnitts in Bezug auf den mit der Fahrzeugöffnung 20 gekoppelten zweiten Abschnitt 56 davon gemessen werden kann, um dementsprechend die Positionierung zwischen der Tür 14 und der Öffnung 20 zu messen. In ähnlicher Weise kann der Sensor 24 einen direkt mit der Tür 14 gekoppelten Abschnitt und einen direkt mit der Öffnung 20 gekoppelten anderen Abschnitt aufweisen. Überdies kann der Positionssensor 24 in Form eines optischen Sensors vorliegen, der entweder an der Tür 14 oder der Öffnung 20 montiert ist und der ein Merkmal der entgegengesetzten Struktur (Öffnung 20 oder Tür 14), eine Markierung oder mehrere Markierungen überwachen kann, um ein geeignetes Signal an die Steuereinrichtung 70 zur Bestimmung der Winkelposition ϕ auszugeben. Bei einem Beispiel kann ein für den Positionssensor 24 verwendeter optischer Sensor so positioniert werden, dass sich das Betätigungselement 22 im Gesichtsfeld davon befindet, so dass das davon ausgegebene Signal direkt einem Zustand des Betätigungselements 22 oder einer relativen Position eines ersten Abschnitts 54 davon in Bezug auf die Öffnung 20 entsprechen kann.
Der Interferenzsensor 26 kann durch eine Vielzahl von Vorrichtungen implementiert werden und gemäß einigen Implementationen in Kombination mit dem Betätigungselement 22 und dem Positionssensor 24 verwendet werden, um die Bewegung der Tür 14 zu erkennen und zu steuern. Der Interferenzsensor 26 kann einem oder mehreren kapazitiven, magnetischen, induktiven, optischen/photoelektrischen, Laser-, akustischen/Schall-, radarbasierten, Doppler-basierten, thermischen und/oder strahlungsbasierten Näherungssensoren entsprechen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Interferenzsensor 26 einem Feld von Infrarot-(IR)-Näherungssensoren entsprechen, die dafür ausgelegt sind, einen IR-Lichtstrahl zu emittieren und die Entfernung zu einem Objekt in einer Interferenzzone 32 auf der Grundlage von Merkmalen eines zurückgeworfenen, reflektierten oder blockierten Signals zu berechnen. Das zurückgeworfene Signal kann unter Verwendung einer IR-Photodiode detektiert werden, um reflektiertes Licht von einer Leuchtdiode (LED) ansprechend auf modulierte IR-Signale und/oder durch Triangulation zu detektieren.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Interferenzsensor 26 als mehrere Sensoren oder ein Feld von Sensoren implementiert sein, welche dafür ausgelegt sind, ein Objekt in der Interferenzzone 32 zu detektieren. Diese Sensoren können Berührungssensoren, Oberflächen/Gehäuse-kapazitive Sensoren, induktive Sensoren, Videosensoren (in der Art einer Kamera), Lichtfeldsensoren usw. einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Wie in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die 2 und 3 erörtert wird, können kapazitive Sensoren und induktive Sensoren verwendet werden, um Hindernisse in der Interferenzzone 32 der Tür 14 des Fahrzeugs 10 zu erkennen, um zu gewährleisten, dass die Tür 14 durch das Betätigungselement 22 um die Gelenkanordnung 18 geeignet aus der offenen Position zur geschlossenen Position bewegt wird.
Der Interferenzsensor 26 kann dafür ausgelegt sein, Objekte oder Hindernisse in mehreren Detektionsgebieten 34 in der Interferenzzone 32 zu erkennen. Beispielsweise können die Detektionsgebiete 34 ein erstes Detektionsgebiet 36, ein zweites Detektionsgebiet 38 und ein drittes Detektionsgebiet 40 umfassen. Bei dieser Konfiguration kann der Interferenzsensor 26 dafür ausgelegt sein, das Vorhandensein eines Objekts in einem bestimmten Detektionsgebiet zu erkennen und die Erkennung der Steuereinrichtung mitzuteilen, so dass die Steuereinrichtung das Betätigungselement 22 entsprechend steuern kann. Die Detektionsgebiete 34 können Informationen in Bezug auf die Position eines Objekts oder eines Hindernisses bereitstellen, um genau zu reagieren und das Betätigungselement 22 zu steuern, um die Bewegungsrichtung der Tür 14 vor einer Kollision mit dem Objekt zu ändern oder ihre Bewegung anzuhalten. Die Überwachung des Orts eines Objekts oder eines Hindernisses in Bezug auf eine radiale Erstreckung 42 der Tür 14 in Bezug auf die Gelenkanordnung 18 kann die Steuerung der Bewegung der Tür 14 erheblich verbessern, indem veränderliche Empfindlichkeiten für jedes der Detektionsgebiete 34 ermöglicht werden.
Die veränderlichen Empfindlichkeiten jedes der Detektionsgebiete 34 können infolge der Relativbewegung und der Kraft der Tür 14, während sie durch das Betätigungselement 22 um die Gelenkanordnung 18 bewegt wird, vorteilhaft sein. Das erste Detektionsgebiet 36 kann am kritischsten sein, weil das Betätigungselement 22 des Türunterstützungssystems 12 die größte Hebelwirkung oder das größte Drehmoment am nächsten zur Gelenkanordnung 18 aufweist. Beispielsweise wäre ein Stromsensor, der verwendet wird, um die dem Betätigungselement 22 zugeführte Leistung zu überwachen, bei der Erkennung eines Hindernisses sehr nahe zur Gelenkanordnung 18 am wenigsten wirksam. Die begrenzte Wirkung des Stromsensors kann auf den kurzen Momentarm des ersten Detektionsgebiets 36 in Bezug auf die Gelenkanordnung 18 verglichen mit dem zweiten Detektionsgebiet 38 und dem dritten Detektionsgebiet 40 zurückzuführen sein. Dabei kann der Interferenzsensor 26 im ersten Detektionsgebiet 36 gegenüber dem zweiten und dem dritten Gebiet 38 und 40 eine erhöhte Empfindlichkeit aufweisen, um zu gewährleisten, dass Objekte genau erkannt werden, insbesondere im ersten Detektionsgebiet 36. Auf diese Weise kann das System 12 eine genaue und gesteuerte Bewegung erleichtern und die höchste Genauigkeit bei der Erkennung von Objekten gewährleisten, während falsche Erkennungen begrenzt werden.
Wenngleich er in 1 als für die Überwachung eines unteren Abschnitts der Tür 14 in der Nähe einer Türschwelle 44 ausgelegt dargestellt ist, kann der Interferenzsensor 26 dafür ausgelegt sein, ein Zugangsgebiet und eine Türöffnung 20 in der Nähe einer Türranddichtung 48 und/oder Türöffnungsranddichtung 50 zu überwachen. Beispielsweise kann der Interferenzsensor 26 einem Sensor oder Sensorfeld entsprechen, der oder das dafür ausgelegt ist, jede der Interferenzzonen 36, 38 und 40 auf ein Objekt zu überwachen, das die Bewegung der Tür 14 durch das Betätigungselement 22 behindern kann. Der Interferenzsensor 26 kann dafür ausgelegt sein, ein Einstiegsgebiet 52 des Fahrzeugs 10 zu überwachen, welches einem Volumenraum entspricht, der zwischen der Tür 14 und der Karosserie 16 gebildet ist. Ein Sensorgebiet des Interferenzsensors kann sich insbesondere auf Übergangsflächen in der Nähe der Türranddichtung 48 und der Türöffnungsranddichtung 50 konzentrieren.
Wie hier ferner erörtert wird, kann der Interferenzsensor 26 durch eine Vielzahl von Systemen implementiert werden, welche in der Lage sind, Objekte und/oder Hindernisse in der Interferenzzone 32, im Einstiegsgebiet 52 und/oder einem anderen Gebiet in der Nähe der Tür 14 durch die Betätigung des Türunterstützungssystems 12 zu erkennen. Wenngleich das in 1 dargestellte Türunterstützungssystem 12 Detektionsgebiete 34 aufweist, die dafür ausgelegt sind, ein Objekt zu erkennen, das sich in einem inneren Schwenkweg zwischen der Tür 14 und der Karosserie 16 des Fahrzeugs 10 befindet, kann das System 12 auch dafür ausgelegt sein, ein Objekt oder ein Hindernis in einem äußeren Schwenkweg der Tür 14 zu erkennen. Weitere Einzelheiten in Bezug auf diese Ausführungsformen werden mit Bezug auf 4 erörtert.
In den 1 und 2 ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform eines Interferenzsensors 62 dargestellt. Der Interferenzsensor 62 kann dem in 1 eingeführten Interferenzsensor 26 entsprechen. Der Interferenzsensor 62 kann in der Nähe der Türranddichtungen 48 und/oder der Türöffnungsranddichtung 50 angeordnet werden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Interferenzsensor 62 einem oder mehreren Näherungssensoren oder kapazitiven Sensoren entsprechen, die dafür ausgelegt sind, ein Objekt zu erkennen. Wie in 2 dargestellt ist, kann das Objekt einem ersten Objekt 64 und/oder einem zweiten Objekt 66 im Einstiegsgebiet 52 in der Nähe der Tür 14 und/oder der Karosserie 16 entsprechen. Der eine oder die mehreren kapazitiven Sensoren können dafür ausgelegt sein, Objekte zu erkennen, die leitend sind oder von Luft verschiedene dielektrische Eigenschaften aufweisen. Bei dieser Konfiguration ist der Interferenzsensor 62 dafür ausgelegt, das Vorhandensein irgendwelcher solcher Objekte der Steuereinrichtung 70 mitzuteilen, so dass die Steuereinrichtung 70 die Bewegung des Betätigungselements 22 begrenzen kann, um eine Kollision zwischen der Tür 14 und den Objekten 64 und 66 zu verhindern.
Der Interferenzsensor 62 kann mehreren Näherungssensoren oder einem Sensorfeld 72 entsprechen, das einen ersten Näherungssensor 74, der dafür ausgelegt ist, das erste Detektionsgebiet 36 zu überwachen, einen zweiten Näherungssensor 76, der dafür ausgelegt ist, das zweite Detektionsgebiet 38 zu überwachen, und einen dritten Näherungssensor 78, der dafür ausgelegt ist, das dritte Detektionsgebiet 40 zu überwachen, umfasst. Das Sensorfeld 72 kann in Kommunikation mit der Steuereinrichtung 70 stehen, so dass jeder der Näherungssensoren 74, 76 und 78 in der Lage ist, das Vorhandensein der Objekte 64 und 66 in einem elektrischen Feld 80, das jedes ihrer jeweiligen Sensorgebiete definiert, unabhängig zu übermitteln. Bei dieser Konfiguration kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, Objekte in jedem der Detektionsgebiete 36, 38 und 40 bei unterschiedlichen Empfindlichkeiten oder Schwellen zu identifizieren. Zusätzlich kann jeder der Näherungssensoren 74, 76 und 78 durch die Steuereinrichtung 70 gesteuert werden, so dass sie ein bestimmtes Sensorgebiet aufweisen, das der Nähe eines entsprechenden Näherungssensors zur Gelenkanordnung 18 und/oder einer Winkelposition ϕ der Tür 14 entspricht.
Die Steuereinrichtung 70 kann ferner dafür ausgelegt sein, den Ort wenigstens eines der Objekte 64 und 66 in Bezug auf die radiale Position der Objekte 64 und/oder 66 entlang der Länge der Tür 14, die sich von der Gelenkanordnung 18 erstreckt, zu identifizieren. Der Ort (die Orte) des Objekts (der Objekte) 64 und/oder 66 kann (können) durch die Steuereinrichtung 70 auf der Grundlage eines von einem oder mehreren der Näherungssensoren 74, 76 und 78 empfangenen Signals identifiziert werden. Auf diese Weise ist die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt, den Ort (die Orte) des Objekts (der Objekte) 64 und/oder 66 auf der Grundlage der Position der Näherungssensoren 74, 76 und 78 an der Tür 14 zu identifizieren. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 70 ferner den Ort (die Orte) des Objekts (der Objekte) 64 und/oder 66 auf der Grundlage des von einem oder mehreren der Näherungssensoren 74, 76 und 78 empfangenen Signals in Kombination mit der Winkelposition ϕ der Tür 14 identifizieren.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, ein Objekt in jedem der Detektionsgebiete 36, 38 und 40 bei einer anderen Empfindlichkeit zu identifizieren. Die Steuereinrichtung 70 kann dafür ausgelegt sein, ein Objekt im ersten Detektionsgebiet 36 in der Nähe des ersten Näherungssensors 74 bei einer ersten Empfindlichkeit zu erkennen. Die Steuereinrichtung 70 kann dafür ausgelegt sein, ein Objekt im zweiten Detektionsgebiet 38 in der Nähe des zweiten Näherungssensors 76 bei einer zweiten Empfindlichkeit zu erkennen. Die Steuereinrichtung 70 kann auch dafür ausgelegt sein, ein Objekt im dritten Detektionsgebiet 40 in der Nähe des dritten Näherungssensors 78 bei einer dritten Empfindlichkeit zu erkennen. Jede der hier erörterten Empfindlichkeiten kann dafür ausgelegt werden, die Objekte 64 und 66 bei einer bestimmten vorgegebenen Schwelle entsprechend Signalmerkmalen und/oder -beträgen, die von jedem der Näherungssensoren 74, 76 und 78 zur Steuereinrichtung 70 übertragen werden, zu erkennen.
Der erste Näherungssensor 74 kann eine niedrigere Detektionsschwelle aufweisen als der zweite Näherungssensor 76. Der zweite Näherungssensor 76 kann eine niedrigere Schwelle aufweisen als der dritte Näherungssensor 78. Die niedrigere Schwelle kann einer höheren oder erhöhten Empfindlichkeit bei der Erkennung der Objekte 64 und 66 entsprechen. Bei dieser Konfiguration können die Näherungssensoren 74, 76 und 78 dafür ausgelegt sein, unabhängig Objekte über die Interferenzzone 32 zu erkennen, wenn die Position der Tür 14 durch das Betätigungselement 22 um die Gelenkanordnung 18 eingestellt wird.
Jeder der Näherungssensoren 74, 76 und 78 kann auch dafür ausgelegt sein, verschiedene Sensorreichweiten aufzuweisen, die ihren jeweiligen Detektionsgebieten 36, 38 und 40 entsprechen. Die Sensorgebiete jedes der Näherungssensoren 74, 76 und 78 können durch die Steuereinrichtung 70 geregelt und eingestellt werden, so dass das elektrische Feld 80, das jedes ihrer jeweiligen Sensorgebiete definiert, variieren kann. Die Steuereinrichtung 70 kann die Reichweite eines Sensorgebiets oder eines elektrischen Felds 80 der Näherungssensoren 74, 76 und 78 durch Einstellen eines jedem der Näherungssensoren 74, 76 und 78 zugeführten Spannungsbetrags einstellen. Zusätzlich kann jeder der Näherungssensoren 74, 76 und 78 unabhängig mit unterschiedlichen Entwürfen ausgelegt werden, beispielsweise unterschiedlichen Größen und Proportionen dielektrischer Platten, um eine Reichweite des durch einen bestimmten Sensor erzeugten elektrischen Felds 80 zu steuern. Wie hier beschrieben wird, sieht die Offenbarung ein stark konfigurierbares System vor, das zur Erkennung einer Vielzahl von Objekten in der Interferenzzone 32 verwendet werden kann.
Der Interferenzsensor 62 kann auch durch die Verwendung eines oder mehrerer resistiver Sensoren implementiert werden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Interferenzsensor 62 einem Feld kapazitiver Sensoren und resistiver Sensoren entsprechen, die in Kombination dafür ausgelegt sind, die Interferenzzone 32 auf Objekte zu überwachen, die den Betrieb der Tür 14 behindern können. Gemäß einer anderen als Beispiel dienenden Ausführungsform kann der Interferenzsensor 62 in Kombination mit wenigstens einem induktiven Sensor implementiert werden, wie mit Bezug auf 3 erörtert. Dabei sieht die Offenbarung einen Interferenzsensor vor, der unter Verwendung einer Vielzahl von Sensortechniken und Kombinationen davon implementiert werden kann, um zu gewährleisten, dass Objekte in der Interferenzzone 32 genau erkannt werden.
Unter weiterem Bezug auf die 1 und 2 sei bemerkt, dass der Interferenzsensor 62 gemäß einigen Ausführungsformen als eine integrale Komponente der Türranddichtung 48 und/oder der Türöffnungsranddichtung 50 aufgenommen sein kann. Beispielsweise kann der Interferenzsensor 62 mehreren Näherungssensoren oder einem Feld von Näherungssensoren entsprechen, die als eine integrale Schicht der Türranddichtung 48 und/oder der Türöffnungsranddichtung 50 aufgenommen sind. Diese bestimmte Ausführungsform des Interferenzsensors 62 kann einen ähnlichen Aufbau aufweisen wie das mit Bezug auf 6 erörterte Sensorfeld 72. Gemäß diesen Ausführungsformen kann der Interferenzsensor 62 als ein kapazitives Sensorfeld implementiert sein, das dafür ausgelegt ist, Objekte in der Nähe der Türranddichtung 48 und/oder der Türöffnungsranddichtung 50 zu erkennen.
Die Türranddichtung 48 und/oder die Türöffnungsranddichtung 50 können eine äußere Schicht 81 aufweisen, in deren Nähe sich die Näherungssensoren 74, 76 und 78 des Sensorfelds 72 befinden oder mit der sie verbunden sind. Die äußere Schicht 81 kann einem flexiblen oder im Wesentlichen starren Polymermaterial entsprechen, mit dem der Interferenzsensor 62 verbunden ist. Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Sensorfeld 72 auch in der Nähe der Türranddichtung 48 und/oder der Türöffnungsranddichtung 50 an der Tür 14 und/oder an der Karosserie 16 angeordnet sein. Bei dieser Konfiguration können die mehreren Näherungssensoren des Sensorfelds 72 verwendet werden, um ein Objekt in einem der Detektionsgebiete 36, 38 und 40 zu erkennen. Diese Konfiguration kann ferner vorsehen, dass der Interferenzsensor 72 zweckmäßigerweise in die Türranddichtung 48 und/oder die Türöffnungsranddichtung 50 aufgenommen ist, um die Implementation des Türunterstützungssystems 12 zu vereinfachen.
Die 1 und 3 zeigen eine als Beispiel dienende Ausführungsform eines Interferenzsensors 82. Der Interferenzsensor 82 kann dem in 1 eingeführten Interferenzsensor 26 entsprechen. Der Interferenzsensor 82 kann sich in der Nähe der Türranddichtung 48 und/oder der Türöffnungsranddichtung 50 befinden. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Interferenzsensor 82 einem oder mehreren magnetischen oder induktiven Sensoren entsprechen, die dafür ausgelegt sind, ein Objekt, beispielsweise das erste Objekt 64 und/oder das zweite Objekt 66 in einem Gebiet in der Nähe der Tür 14 und/oder der Karosserie 16 zu erkennen. Jeder der magnetischen Sensoren kann dafür ausgelegt sein, Objekte, die metallisch sind, und/oder Objekte, die ein durch eine Induktionsspule des Interferenzsensors 82 erzeugtes Magnetfeld 84 stören können, zu erkennen. Bei dieser Konfiguration ist der Interferenzsensor 82 dafür ausgelegt, das Vorhandensein oder die Position verschiedener Objekte in der Interferenzzone 32 der Steuereinrichtung 70 mitzuteilen, so dass die Steuereinrichtung 70 die Bewegung des Betätigungselements 22 begrenzen kann, um eine Kollision zwischen der Tür 14 und den Objekten 64 und 66 zu verhindern.
Die Induktionsspule des Interferenzsensors 82 kann dafür ausgelegt sein, das Magnetfeld 84 zu erzeugen und das Magnetfeld 84 auf Variationen zu überwachen, die einem Objekt entsprechen können, beispielsweise dem ersten Objekt 64 oder dem zweiten Objekt 66, das in der Interferenzzone 32 vorhanden ist. Bei dieser Konfiguration ist der Interferenzsensor 82 in der Lage, ein Signal zu übermitteln, das von der Steuereinrichtung 70 identifiziert werden kann, um die Bewegung des Betätigungselements 22 zu begrenzen und eine Kollision zwischen der Tür 14 und dem Objekt (beispielsweise dem ersten Objekt 64 oder dem zweiten Objekt 66) zu verhindern. Der Interferenzsensor 82 kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen für sich oder in Kombination mit dem Interferenzsensor 62 verwendet werden, um die Detektionsgenauigkeit und Vielseitigkeit des Türunterstützungssystems 12 zur Erkennung einer Vielzahl von Objekten mit einem breiten Bereich von Materialeigenschaften zu erhöhen.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Interferenzsensor 82 dafür ausgelegt sein, die Interferenzzone 32 in jedem der Detektionsgebiete 36, 38, 40 zu überwachen. Ähnlich dem Interferenzsensor 62 kann der Interferenzsensor 82 mehrere Sensoren umfassen, beispielsweise magnetische Sensoren. Bei dieser Konfiguration kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, ein Objekt im ersten Detektionsgebiet 36 in der Nähe eines ersten magnetischen Sensors 86 bei einer ersten Empfindlichkeit zu erkennen. Die Steuereinrichtung 70 kann ferner dafür ausgelegt sein, ein Objekt im zweiten Detektionsgebiet 38 in der Nähe eines zweiten magnetischen Sensors 88 bei einer zweiten Empfindlichkeit zu erkennen. Schließlich kann die Steuereinrichtung 70 auch dafür ausgelegt sein, ein Objekt im dritten Detektionsgebiet 40 in der Nähe eines dritten magnetischen Sensors 90 bei einer dritten Empfindlichkeit zu erkennen.
Jede der hier erörterten Empfindlichkeiten kann einer bestimmten vorgegebenen Schwelle entsprechend Signalmerkmalen und/oder -beträgen, die von jedem der magnetischen Sensoren 86, 88 und 90 zur Steuereinrichtung 70 übertragen werden, entsprechen. Der erste magnetische Sensor 86 kann eine niedrigere Detektionsschwelle aufweisen als der zweite magnetische Sensor 88. Der zweite magnetische Sensor 88 kann eine niedrigere Schwelle aufweisen als der dritte magnetische Sensor 90. Die niedrigere Schwelle kann einer höheren oder erhöhten Empfindlichkeit bei der Erkennung der Objekte 64 und 66 entsprechen. Bei dieser Konfiguration können die magnetischen Sensoren 86, 88 und 90 dafür ausgelegt sein, Objekte über die Interferenzzone 32 zu erkennen, wenn die Position der Tür 14 durch das Betätigungselement 22 um die Gelenkanordnung 18 eingestellt wird.
Die Steuereinrichtung 70 kann dafür ausgelegt sein, verschiedene Signale vom Interferenzsensor 82 oder von den magnetischen Sensoren 86, 88 und 90 zu empfangen, von denen einige der Erkennung der Objekte 64 und 66 entsprechen können. Die hier erörterten magnetischen Sensoren können verschiedenen Formen magnetischer Sensoren oder Induktionssensoren entsprechen, die dafür ausgelegt sein können, das Magnetfeld 84 zu überwachen. Beispielsweise kann ein magnetischer Sensor verschiedenen magnetischen Messvorrichtungen entsprechen, einschließlich eines Hall-Effekt-Sensors, einer Magnetodiode, eines Magnetotransistors, eines AMR-Magnetometers, eines GMR-Magnetometers, eines Magnetischer-Tunnelübergang-Magnetometers, eines magnetooptischen Sensors, eines auf der Lorentzkraft beruhenden Sensors, eines auf dem Elektronentunneln beruhenden Sensors, eines Kompasses, eines Kernpräzessionsmagnetfeldsensors, eines optisch gepumpten Magnetfeldsensors, eines Fluxgate-Magnetometers und eines Suchspulen-Magnetfeldsensors, jedoch ohne Einschränkung darauf.
Die Steuereinrichtung 70 kann dafür ausgelegt sein, die Objekte 64 und 66 durch Identifizieren von Änderungen im Magnetfeld 84 zu erkennen. Beispielsweise kann die Identifikation durch Vergleichen von Signalen von den magnetischen Sensoren 86, 88 und 90 erreicht werden, welche das Magnetfeld 84 während des Betriebs des Türunterstützungssystems 12 überwachen. Die Signale von den magnetischen Sensoren 86, 88 und 90 können von der Steuereinrichtung 70 mit zuvor gemessenen oder kalibrierten Merkmalen des Magnetfelds 84 verglichen werden. Die zuvor von den magnetischen Sensoren 86, 88 und 90 gemessenen oder kalibrierten Merkmale können in einem Speicher gespeichert werden, der mit der Steuereinrichtung 70 in Kommunikation steht. Bei einigen Implementationen kann die Steuereinrichtung 70 ferner die Winkelposition ϕ der Tür 14 vom Positionssensor 24 verwenden, um den Vergleich infolge von Änderungen des Magnetfelds 84 zu verbessern, die sich aus der Änderung des Abstands zwischen der Tür 14 und der Karosserie 16 ergeben. Bei dieser Konfiguration kann die Steuereinrichtung 70 Änderungen des Magnetfelds 84 genau identifizieren, um ein Hindernis in der Interferenzzone 32 (beispielsweise die Objekte 64 und 66) zu identifizieren.
Mit Bezug auf die 1, 2 und 3 sei bemerkt, dass die Interferenzsensoren 62 und 82 in der Lage sein können, das Vorhandensein der Objekte 64 und 66 in der Interferenzzone 32 zu identifizieren und ferner zu identifizieren, in welchem der mehreren Detektionsgebiete 34 sich die Objekte 64 und 66 befinden. Die Sensoren 62 und 82 können in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, um die Detektionsgenauigkeit und Zuverlässigkeit der Erkennung einer großen Vielzahl von Objekten zu verbessern. Bei verschiedenen Implementationen kann die Steuereinrichtung 70 die Objekte 64 und 66 anhand der von den verschiedenen Interferenzsensoren empfangenen Signale identifizieren, um das Betätigungselement 22 und die entsprechende Bewegung der Tür 14 zu steuern. Die verschiedenen Implementationen des Türunterstützungssystems 12, wie hier erörtert, sehen vor, dass die Steuereinrichtung 70 die Position der Tür 14 einstellt, während Kollisionen zwischen der Tür 14 und verschiedenen Objekten, die in die Interferenzzone 32 eintreten können, verhindert werden.
4 zeigt eine schematische Draufsicht des Fahrzeugs 10, welches das Türunterstützungssystem 12 umfasst. Wie zuvor erörtert wurde, kann das Türunterstützungssystem 12 ferner dafür ausgelegt sein, die Objekte 64 und 66 in einem äußeren Schwenkweg 92 der Tür 14 zu erkennen. Bei dieser Konfiguration kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, das Betätigungselement 22 zu steuern, um die Winkelposition ϕ der Tür 14 des Fahrzeugs 10 von einer geschlossenen Position zu einer geöffneten Position einzustellen. Wie zuvor erörtert wurde, kann der Interferenzsensor 26 einem Sensorfeld 94 entsprechen, das mehrere Näherungssensoren umfasst. Jeder der Näherungssensoren kann dafür ausgelegt sein, die Objekte 64 und 66 im äußeren Schwenkweg 92 der Tür 14 zu erkennen. Die mehreren Näherungssensoren des Sensorfelds 94 entsprechen einem ersten Näherungssensor 96, einem zweiten Näherungssensor 97 und einem dritten Näherungssensor 98. Bei dieser Konfiguration kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, die Objekte 64 und 66 in den mehreren Detektionsgebieten 34 der Interferenzzone 32 zu erkennen, die dem äußeren Schwenkweg 92 der Tür sowie dem inneren Schwenkweg entspricht, wie mit Bezug auf 1 erörtert.
Der Interferenzsensor 26 kann dafür ausgelegt sein, den Ort jedes der Objekte 64 und 66 auf der Grundlage der Position der Objekte 64 und 66 in Bezug auf jedes der Detektionsgebiete 34 und der Winkelposition ϕ der Tür 14 zu identifizieren. Das heißt, dass die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein kann, den Ort der Objekte 64 und 66 in Bezug auf die radiale Erstreckung 42 der Tür 14 in Bezug auf die Gelenkanordnung 18 zu identifizieren und zu überwachen. Die Steuereinrichtung 70 kann den Ort der Objekte auf der Grundlage eines von einem oder mehreren der Näherungssensoren 96, 97 und 98 empfangenen Detektionssignals für jedes der Objekte identifizieren und überwachen. Auf der Grundlage des Detektionssignals von einem oder mehreren der Näherungssensoren 96, 97 und 98 kann die Steuereinrichtung 70 den Ort der Objekte auf der Grundlage der Position jedes der Näherungssensoren 96, 97 und 98 entlang der radialen Erstreckung 42 der Tür 14 identifizieren. Die Steuereinrichtung 70 kann ferner den Ort der Objekte auf der Grundlage der vom Türpositionssensor 24 übermittelten Winkelposition ϕ identifizieren. Bei dieser Konfiguration kann das Türunterstützungssystem 12 dafür ausgelegt sein, die Tür 14 aus einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position zu überführen, während verhindert wird, dass die Tür 14 auf die Objekte 64 und 66 schlägt.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 70 ferner in der Lage sein, eine erste Erkennung des ersten Objekts 64 und eine zweite Erkennung des zweiten Objekts 66 zu priorisieren. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 70, wie in 4 dargestellt ist, feststellen, dass sich die Tür 14 in Bezug auf den Drehweg der Tür 14 um die Gelenkanordnung 18 näher zum ersten Objekt 64 als zum zweiten Objekt 66 befindet. Die Steuereinrichtung 70 kann auf der Grundlage der Nähe jedes der Objekte 64 und 66 zur Tür 14, wie durch ein oder mehrere durch die Steuereinrichtung 70 vom Interferenzsensor 26 empfangene Signale bestimmt, feststellen, dass das erste Objekt 64 näher ist als das zweite Objekt. Die Steuereinrichtung 70 kann die Nähe jedes der Objekte 64 und 66 während einer Einstellung der Winkelposition ϕ der Tür 14 auf der Grundlage des einen oder der mehreren Signale überwachen. Sobald die Steuereinrichtung 70 erkennt, dass ein Näherungssignal von wenigstens einem der Näherungssensoren 96, 97 und 98 eine vorgegebene Schwelle überschreitet, kann sie das Betätigungselement 22 steuern, um eine Positionierungseinstellung der Tür 14 anzuhalten. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 70 einen Steuerbefehl zur Steuerung des Betätigungselements 22, um die Winkelposition ϕ der Tür 14 zu begrenzen, priorisieren, um eine Kollision zwischen der Tür 14 und einem oder mehreren Objekten 64 und 66 in der Interferenzzone 32 zu verhindern.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 102 zum Steuern des Türunterstützungssystems 12. Das Verfahren 102 kann ansprechend darauf beginnen, dass die Steuereinrichtung 70 ein Eingangssignal von einer Türsteuervorrichtung empfängt, wodurch angefordert wird, dass die Tür 14 in der geschlossenen Position positioniert wird (104). Ansprechend auf den Empfang des Eingangssignals kann die Steuereinrichtung 70 den Interferenzsensor 26 aktivieren, um festzustellen, ob sich ein Objekt oder ein Hindernis in der Interferenzzone 32 oder in den Interferenzgebieten befindet, wie mit Bezug auf die 1, 2 und 3 erörtert wurde (106). Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 70 ansprechend auf den Empfang des Eingangssignals das Betätigungselement 22 aktivieren, um mit dem Positionieren der Tür 14 in einem Türschließvorgang zu beginnen (108). Zusätzliche Informationen in Bezug auf die Türsteuervorrichtung werden mit Bezug auf 6 erörtert.
Die Steuereinrichtung 70 ist dafür ausgelegt, festzustellen, ob ein Hindernis erkannt wird, wenn das Betätigungselement 22 beginnt, die Tür 14 zu positionieren (110). Falls ein Hindernis erkannt wird, kann die Steuereinrichtung 70 den Schließvorgang der Tür unterbrechen (112). Die Steuereinrichtung 70 kann auch ein Hinderniserkennungssignal ausgeben, das dafür ausgelegt sein kann, einen Warnalarm zu aktivieren, um einen Bediener oder einen Insassen des Fahrzeugs 10 über die Hinderniserkennung zu informieren (114). Falls kein Hindernis erkannt wird, kann die Steuereinrichtung 70 weiter die Tür 14 mit dem Betätigungselement 22 positionieren und die Winkelposition ϕ der Tür 14 durch Verarbeiten von Positionsinformationen vom Positionssensor 24 überwachen (116). Wenn die Tür 14 repositioniert wird, kann die Steuereinrichtung 70 weiter die Positionsinformationen überwachen, um es festzustellen, dass der Türschließvorgang abgeschlossen wurde (118). Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 70 während des Repositionierens der Tür 14 weiter die Interferenzzone 32 auf Hindernisse überwachen, wie mit Bezug auf die Verfahrensschritte 106–114 erörtert wurde.
In Schritt 118 kann die Steuereinrichtung 70 das Türbetätigungselement 22 anhalten, wenn festgestellt wird, dass der Türschließvorgang abgeschlossen ist (120). Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 70 ein Steuersignal ausgeben, das angeben kann, dass die Tür 14 des Fahrzeugs 10 sicher ist, so dass ein Fahrzeugbetrieb aktiviert werden kann (122). Ein Fahrzeugbetrieb kann das Lösen einer Parkbremse, das Aktivieren eines autonomen Fahrzeugbetriebs oder andernfalls das Freigeben eines Betriebs des Fahrzeugs 10, der abgeschlossen werden kann, wenn sich die Tür 14 in der geschlossenen Position befindet, einschließen. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 70 mit dem Fahrzeugsteuermodul 162 durch Übertragung eines Signals oder dergleichen kommunizieren, um das Fahrzeugsteuermodul 162 zu veranlassen, eine vorgegebene Aktion ansprechend darauf auszuführen, dass die Steuereinrichtung 70 festgestellt hat, dass die Tür 14 geöffnet ist. Wie vorstehend erörtert wurde, kann eine solche Feststellung unter Verwendung des Positionssensors 24 vorgenommen werden, um festzustellen, ob die Winkelposition ϕ der Tür 14 innerhalb des gewünschten Bereichs für ihre geschlossene Position liegt. Die vom Fahrzeugsteuermodul 162 ausgeführte Aktion kann das Halten des Fahrzeugs 10 in einem angehaltenen Zustand, wie das Verhindern einer Zündung des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs 10 (beispielsweise durch Kommunikation mit einem Zündmodul oder einer Zündeinheit des Fahrzeugs 10), das Implementieren eines Parksperrmodus, wobei das Fahrzeuggetriebe in einem Parkmodus oder einem Parkzustand gehalten wird, oder dergleichen einschließen (beispielsweise durch Kommunikation mit einem Parksperrmodul in Zusammenhang mit dem Getriebe). Das Fahrzeug 10 kann eine Überschreibung für eine solche Parksperrfunktionalität, beispielsweise durch ein Menüelement auf der HMI 128 oder eine andere zugängliche Steuerung innerhalb des Fahrzeugs, bereitstellen. Ferner kann das Fahrzeugsteuermodul 162 gemäß einer Ausführungsform, bei der das Fahrzeug 10 für einen autonomen Betrieb ausgelegt ist (einschließlich eines vollständig autonomen Betriebs), verhindern, dass sich das Fahrzeug 10 unter einem autonomen Betrieb von einem aktuellen Ort fort bewegt.
Der autonome Betrieb des Fahrzeugs 10 kann beispielsweise erreicht werden, indem in das Fahrzeug 10 ein Autonomer-Betrieb-System 158 (das beispielsweise in die Funktionalität des Fahrzeugsteuermoduls 162 aufgenommen sein kann) mit einem Fahrzeugortsmodul 174 (11), das verschiedene Vorrichtungen oder Merkmale zum Identifizieren des Orts und der Fahrstrecke des Fahrzeugs 10 wie ein Globaler-Positionsbestimmungsdienst-("GPS")-Modul oder dergleichen aufweisen kann, aufgenommen wird. Das Autonomer-Betrieb-System 158 kann auch ein Sichtmodul 166 aufweisen, das das Fahrzeug 10 umgebende Elemente identifizieren kann, wie Fußgänger, andere Fahrzeuge usw., sowie die Straße, auf der sich das Fahrzeug 10 bewegt, einschließlich Fahrstreifenmarkierungen, Seitenstreifen, Randstreifen, Kreuzungen, Fußgängerüberwege, Ampeln usw. Das Sichtmodul 166 kann eine Videokamera, eine Lichtfeldkamera (beispielsweise eine plenoptische Kamera), RADAR, LIDAR und verschiedene Kombinationen davon aufweisen. Ein Speicher (entweder innerhalb des Fahrzeugsteuermoduls 162 selbst, innerhalb der Steuereinrichtung 70 (d.h. Speicher 170) oder innerhalb des Autonomer-Betrieb-Systems 158 selbst) kann auch Kartendaten für wenigstens einen das Fahrzeug 10 umgebenden Bereich aufweisen. Eine Internetverbindung oder andere drahtlose Datenverbindung kann auch für das Aktualisieren, Warten und Erfassen solcher Daten, einschließlich eines Falls, in dem in neue Bereiche eingefahren wird, bereitgestellt werden.
Das Autonomer-Betrieb-System 158 ist dafür ausgelegt, die Positions-, Fahrstrecken-, Straßen- und Kartendaten zu verarbeiten, um zwischen einem aktuellen Ort und einem gewünschten Bestimmungsort einen Fahrweg für das Fahrzeug 10 zu bestimmen. Ferner ist das Autonomer-Betrieb-System 158 auch dafür ausgelegt, die Bewegung des Fahrzeugs 10 entlang eines solchen Wegs zu steuern, einschließlich durch eine Steuerung eines Fahrzeuglenkmoduls 172, eines Fahrzeugbremsmoduls 176 und der Fahrzeugdrossel 178. Eine solche Steuerung wird implementiert, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 auf einem akzeptablen Niveau zu halten, während andere Fahrzeuge, Objekte usw. vermieden werden und während umgebenden Verkehrszeichen und -signalen gehorcht wird. Auf diese Weise kann ein Fahrzeug "vollständig autonom" gemacht werden, wodurch das Fahrzeug 10 ohne eine Überwachung durch einen Benutzer, Fahrer oder dergleichen von einem aktuellen Ort zu einem Bestimmungsort fahren kann. Gemäß einigen Ausführungsformen können vollständig autonome Fahrzeuge unter der Anleitung eines Benutzers arbeiten, der innerhalb des Fahrzeugs 10 nicht vorhanden ist, einschließlich durch die Aufnahme eines Kommunikationsmoduls, das mit einer Anwendung kommunizieren kann, die auf einer fernen Vorrichtung läuft, wie einem Computer, einem Smartphone, einem Tablet, einer zweckgebundenen Vorrichtung oder dergleichen. Bei dieser und anderen Ausführungsformen kann es nützlich sein, dass ein solches Fahrzeug 10 feststellen kann, ob die Tür 14 (und ähnlich andere Türen des Fahrzeugs 10) geschlossen ist oder nicht, bevor mit einer Bewegung entlang des vorgegebenen Fahrzeugwegs begonnen wird. Demgemäß kann die Steuereinrichtung 70 ein Signal entweder an das Fahrzeugsteuermodul 162 oder an das Autonomer-Betrieb-System 158 ausgeben, um ein autonomes Fahren des Fahrzeugs 10 zu verhindern, falls festgestellt wird, dass sich eine oder mehrere Türen 14 (beispielsweise irgendwelche der vier Türen einer Limousine) in einem offenen, geöffneten oder nicht geschlossenen Zustand befindet. Diese Informationen können auch zusammen mit anderen Fahrzeugzustandsinformationen zur fernen Vorrichtung übertragen werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 70 Aktionen ausführen, um den Tür-offen-Zustand zu beheben, indem ein Insasse des Fahrzeugs 10 (beispielsweise durch eine sichtbare oder hörbare Angabe) gewarnt wird oder indem die Tür 14 in die geschlossene Konfiguration bewegt wird, beispielsweise durch Steuerung des Betätigungselements 22 und durch den Interferenzsensor 26 überwacht, wie vorstehend erörtert wurde.
Nach Abschluss des Türschließvorgangs kann die Steuereinrichtung 70 weiter die Türsteuervorrichtung überwachen, um festzustellen, ob ein Türöffnungsvorgang angefordert wird (124). Wie hier beschrieben, kann das Verfahren 102 zum Steuern des Türunterstützungssystems 12 ferner verwendet werden, um den Öffnungsvorgang der Tür 14 zu steuern, und es kann zusätzliche Interferenzsensoren 26 aufweisen, die dafür ausgelegt sind, Hindernisse zu erkennen, auf die getroffen werden kann, wenn das Betätigungselement 22 die Tür 14 öffnet.
6 zeigt nun eine projizierte Ansicht des Fahrzeugs 10, worin die Türsteuervorrichtung 130 des Türunterstützungssystems 12 dargestellt ist. Die Türsteuervorrichtung 130 kann einem Gestensensor 132 entsprechen, der dafür ausgelegt ist, eine Bewegung oder Geste durch ein verfolgtes Objekt 134 wie einer Gliedmaße, einer Hand, eines Fußes, des Kopfs usw. eines Benutzers oder einer Person außerhalb des Fahrzeugs 10 zu erkennen. Die Türsteuervorrichtung 130 kann verschiedenen Sensorvorrichtungen entsprechen. Sensorvorrichtungen, die für den Gestensensor 132 verwendet werden können, können optische, kapazitive, resistive, Infrarot- und Oberflächen-akustische-Wellen-Technologien sowie andere Näherungs- und Sensorfelder oder andere Elemente zum Bestimmen der Gesten des Objekts 134 in der Nähe dazu aufweisen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Verschiedene Interferenzsensoren, wie hier beschrieben, können auch zur Identifikation von Gesten des Objekts 134 verwendet werden.
Wie hier erörtert, kann der Gestensensor 132 verwendet werden, um eine Bewegung des Objekts 134 zu erkennen und aufzuzeichnen und Bewegungsdaten, die der vom Gestensensor 132 aufgezeichneten Bewegung entsprechen, zur Steuereinrichtung 70 zu übertragen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Gestensensor 132 einer optischen Detektionsvorrichtung 136 entsprechen. Die optische Detektionsvorrichtung 136 kann einen Bildsensor 138 und eine lichtemittierende Vorrichtung 140 in Kommunikation mit der Steuereinrichtung 70 umfassen. Die lichtemittierende Vorrichtung 140 kann einer Vielzahl lichtemittierender Vorrichtungen entsprechen und kann gemäß einigen Ausführungsformen einer oder mehreren Leuchtdioden (LED) entsprechen, die dafür ausgelegt sind, Licht außerhalb des sichtbaren Bereichs (beispielsweise Infrarot- oder Ultraviolettlicht) zu emittieren. Der Bildsensor 138 kann dafür ausgelegt sein, einen Lichtstrahl oder eine Reflexion davon von der lichtemittierenden Vorrichtung 140 in einem Gesichtsfeld 142 des Bildsensors 138 zu empfangen. Der Bildsensor 138 kann ein CMOS-Bildsensor, ein CCD-Bildsensor oder eine beliebige Form eines Bildsensors sein, welcher in der Lage ist, von der lichtemittierenden Vorrichtung 140 emittiertes Licht zu detektieren.
Gemäß einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere vom Interferenzsensor 26, vom Gestensensor 132, von der optischen Detektionsvorrichtung 136 oder von beliebigen der verschiedenen hier erörterten Detektionsvorrichtungen verwendet werden, um einen Inaktivitätszeitraum der Tür 14 zu erkennen. Ein Inaktivitätszeitraum kann einem Zeitintervall oder einem vorgegebenen Zeitraum entsprechen, worin kein Objekt in der Nähe der Tür 14 erkannt wird. In solchen Fällen kann die Steuereinrichtung 70 verschiedene Gebiete in der Nähe der Tür 14 überwachen, um festzustellen, ob sich ein Objekt (beispielsweise ein Fahrzeuginsasse) in der Nähe der Tür 14 befindet. Ansprechend darauf, dass der vorgegebene Zeitraum verstreicht, ohne dass die Steuereinrichtung 70 ein Objekt in der Nähe der Tür 14 erkennt, kann die Steuereinrichtung das Betätigungselement 22 aktivieren, um die Tür 14 in eine geschlossene Position zu versetzen. Auf diese Weise kann die Offenbarung wenigstens ein Sicherheitsmerkmal bereitstellen, das von der Steuereinrichtung 70 automatisch aktiviert werden kann, um das Fahrzeug 10 ansprechend auf den Inaktivitätszeitraum zu sichern.
Mit Bezug auf die in 7 dargestellte Ausführungsform des Verfahrens 202 sei bemerkt, dass der Gestensensor 132 ein Signal zur Steuereinrichtung 70 senden kann, das Daten in Bezug auf den Typ der darin verwendeten Sensorvorrichtung aufweist. Beim Beispiel eines Bildsensors 138 wie einer oder mehrerer Kameras kann der Gestensensor 132 ein Signal ausgeben, das Bild- und/oder Videodaten für ein Gesichtsfeld der Kamera oder Kameras aufweist, wobei das Signal in Schritt 204 von der Steuereinrichtung 70 empfangen wird. Die Steuereinrichtung 70 kann dann die Bild- oder Videodaten verarbeiten, um das Objekt 134 beispielsweise zu identifizieren und zu isolieren (Schritt 206) und um die Bewegung des Objekts 134 im Laufe der Zeit zu verfolgen (214). Die bei diesem Schema oder bei anderen Schemata verwendeten Daten zum Erkennen der Bewegung des Objekts 134 können durch eine Vielzahl analoger und/oder digitaler Signale wie Videodaten, logikbasierten Signalen usw., die von der Steuereinrichtung 70 verwendet werden können, um die in diesen Daten aufgezeichnete Geste zu identifizieren, übermittelt werden. Die auf diese Weise durch die Steuereinrichtung 70 erkannte Bewegung des Objekts 134 kann als ein Befehl (218) interpretiert werden, der die Steuereinrichtung 70 anweist, das Türunterstützungssystem 12 zu aktivieren, so dass das Betätigungselement 22 die Tür 14 repositioniert (Schritt 220). Die durch die Steuereinrichtung 70 zu identifizierende Geste zum Aktivieren des Türunterstützungssystems 12 kann vorgegeben sein oder zuvor in einem Speicher der Steuereinrichtung 70 gespeichert worden sein. Nach dem Empfang der Daten kann die Steuereinrichtung 70 die übermittelten Bewegungsdaten mit den zuvor gespeicherten Bewegungsdaten vergleichen, um eine Geste zu identifizieren, die für den Zugang zum Fahrzeug 10 verwendet wird.
Um einen unberechtigten Zugang zum Fahrzeug 10 zu verhindern, kann die Steuereinrichtung 70 zuerst anstreben, festzustellen, ob ein Benutzer innerhalb eines Gesichtsfelds des Gestensensors 132 ein "berechtigter" Benutzer ist. Dies kann geschehen, indem Bilddaten anhand des vom Gestensensor 132 empfangenen Signals erhalten werden (was beispielsweise durch Isolieren eines Rahmens der Videodaten erreicht werden kann) und indem die Daten gemäß einem gewünschten Modus zur Benutzeridentifikation unter Verwendung sichtbarer Merkmale verarbeitet werden (Schritt 210). Bei einem Beispiel kann die Steuereinrichtung 70 Gesichter in den erhaltenen Bilddaten identifizieren und einen von verschiedenen Gesichtserkennungsalgorithmen ausführen, um festzustellen, ob eines der identifizierten Gesichter jenes eines berechtigten Benutzers ist (Schritt 208). Andere physikalische Merkmale können ähnlich gemäß alternativen Wegen zum Identifizieren von Benutzern verarbeitet werden. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, einen gestenbasierten Befehl nur von einem identifizierten berechtigten Benutzer zu akzeptieren.
Gemäß einer in 8 dargestellten Ausführungsform kann ein Benutzer als ein berechtigter Benutzer festgelegt werden, indem unter Verwendung einer Smartphone-Anwendung oder dergleichen in einen Einrichtungsmodus 222 für das System 12 eingetreten wird, beispielsweise über die HMI 128. Im Einrichtungsmodus (welcher das Vorhandensein eines Schlüsselanhängers oder dergleichen innerhalb des Fahrzeugs 10 zum Signalisieren der anfänglichen Autorisierung erfordern kann) kann der Benutzer veranlassen, dass die erforderlichen sichtbaren Daten im Speicher 170 gespeichert werden (11) und einer Festlegung zugeordnet werden, dass diese sichtbaren Daten zu einem berechtigten Benutzer gehören. Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann der Benutzer in den Benutzerfestlegungsmodus eintreten (Schritt 226), bevor er einen Aufzeichnungsbefehl eingibt (Schritt 228), der die Steuereinrichtung 70 aktivieren kann, ein Signal von der optischen Detektionsvorrichtung 136 zu empfangen und zu verarbeiten (Schritt 230). Wenn die Steuereinrichtung 70 erkennt, dass in den Bilddaten innerhalb des Signals ein Gesicht vorhanden ist, kann der Benutzer aufgefordert werden, Informationen einzugeben (Schritt 234), die dann dem Gesicht zugeordnet werden (Schritt 236). Diese Informationen können einfach einschließen, dass das Gesicht einem berechtigten Benutzer entspricht, oder sie können zusätzliche Daten einschließen, wie den Namen des Benutzers. Die Gesichtsdaten und zusätzlichen Informationen werden dann im Speicher gespeichert (Schritt 240), bevor der Einrichtungsmodus optional verlassen wird (Schritte 240 und 242). Die Benutzerinformationen können auch im Speicher 170 gespeichert werden und den sichtbaren Daten zugeordnet werden, so dass andere Fahrzeugsysteme (beispielsweise Klimaregelung, Sitze, Multimedia usw.) automatisch entsprechend bekannten oder erlernten Vorlieben des bestimmten berechtigten Benutzers konfiguriert werden können. Die sichtbaren oder Gesichtsdaten können alternativ erhalten werden, indem der Benutzer ein Bild unter Verwendung einer Smartphone-Anwendung hochlädt oder indem er andere physikalische Daten manuell beispielsweise unter Verwendung der HMI 128 eingibt.
Die durch den Gestensensor 132 aufgezeichneten Bewegungsdaten können verschiedene Bewegungen des Objekts 134 und Sequenzen oder Kombinationen davon aufweisen. Beispielsweise kann die optische Detektionsvorrichtung 136 in der Lage sein, Videodaten zu übermitteln, die Bilder des Bewegungsobjekts 134 (beispielsweise eine Hand, eine Gliedmaße usw.) enthalten, oder sie kann enthalten, dass ein berechtigter Benutzer eine Geste in Form einer Vielzahl von Bewegungen (beispielsweise nach oben, nach unten, nach links, nach rechts, einwärts, auswärts usw.) des Objekts 134 im Gesichtsfeld 142 ausführt. Bei einem Aspekt kann der Gestensensor 132 zwei oder mehr Sensoren (beispielsweise Kameras) aufweisen, um stereoskopische Videodaten des entsprechenden Gesichtsfelds zu erhalten, wodurch ermöglicht wird, dass die Bewegung des Objekts 134 zum Fahrzeug 10 hin oder vom Fahrzeug 10 fort bestimmt und verfolgt wird. Die Steuereinrichtung 70 kann dann das Objekt 134 identifizieren und seine Bewegung verfolgen, wobei sie jede Bewegung davon mit einer bestimmten Sequenz oder Reihenfolge von Bewegungen vergleicht, die einer vorgegebenen Geste oder einer zuvor gespeicherten Geste in Zusammenhang mit einem Befehl zum Interpretieren einer Geste innerhalb der Daten als eine Steuergeste entspricht. Nach dem Interpretieren der Steuergeste, um festzustellen, dass die vom Bildsensor 138 empfangenen Bilddaten eine Bewegung des Objekts 134 enthalten, welche der bestimmten Sequenz oder Reihenfolge der vorgegebenen oder zuvor gespeicherten Geste entspricht, kann die Steuereinrichtung 70 das Türunterstützungssystem 12 aktivieren, so dass sich die Tür 14 entsprechend einer bestimmten identifizierten Geste öffnet, schließt oder repositioniert wird.
Die Steuereinrichtung 70 kann mit Gesten zum Öffnen, Schließen oder Repositionieren der Tür 14 vorprogrammiert werden, welche der Benutzer unter Verwendung des Objekts 134 zur Erkennung durch die Steuereinrichtung in einem vom Gestensensor 132 erhaltenen Videosignal replizieren kann. Bei einem anderen Aspekt kann der zuvor beschriebene Einrichtungsmodus 222 ferner ein Protokoll zum Eingeben vom Benutzer abgeleiteter Steuergesten aufweisen (Schritt 244). Bei diesem Aspekt kann der Benutzer in einen "Aufzeichnungsmodus" eintreten (Schritt 246), in dem eine Geste innerhalb des Gesichtsfelds des Bildsensors 132 ausgeführt wird. Bei einem Beispiel kann der Aufzeichnungsmodus durch Drücken einer Taste auf einem Schlüsselanhänger in Zusammenhang mit dem Fahrzeug 10 oder durch eine vorgegebene Geste ausgelöst werden. Nach Abschluss kann die Steuereinrichtung 70 das Datum verarbeiten (Schritt 248) und ein verfolgtes Objekt 134 identifizieren (Schritt 250) und seine Bewegung verfolgen (Schritt 252). Die Steuereinrichtung 70 kann dann die HMI 128 veranlassen, ein Diagramm der aufgezeichneten Geste anzuzeigen (Schritt 254), für die eine gewünschte Steuerung unbekannt ist. Der Benutzer kann dann bestimmen, ob die Geste zu verwenden ist und welchem Steuerungstyp die Geste zugeordnet ist (beispielsweise durch Auswahl aus einer Liste von Menüelementen in Schritt 256), wobei an diesem Punkt die zuvor unbekannte Geste als eine Befehlsgeste in Zusammenhang mit der gewünschten Türbewegung im Speicher 170 gespeichert wird (Schritt 258).
Bei beiden Gestenfestlegungsprotokollen kann die Steuereinrichtung 70 während des Betriebs einen Lernmodus implementieren (202), in dem der bestimmte Bewegungsweg 180 in Zusammenhang mit einer Befehlsgeste im Laufe der Zeit eingestellt werden kann, um eine Geste genauer zu identifizieren und eine solche Geste geeignet zu interpretieren. Bei einem solchen Modus kann eine erste Toleranzzone 182 mit dem im Speicher 170 gespeicherten Bewegungsweg 180 angewendet werden. Im Allgemeinen kann die Toleranzzone 182 eine Abweichung des Objekts 134 vom Bewegungsweg 180 abbilden, welche noch als einer Befehlsgeste entsprechend interpretiert werden kann. Dieser Vorgang kann es der Steuereinrichtung 70 ermöglichen, eine Geste zu identifizieren, obwohl der Benutzer das Objekt 134 in einer Weise bewegt, die nicht genau ist (Schritt 216). Ferner kann die Steuereinrichtung 70 Abweichungen vom Bewegungsweg 180, die innerhalb der Toleranzzone 182 liegen, auf ein Konsistenzniveau solcher Abweichungen überwachen (Schritt 260). Die Steuereinrichtung 70 kann dann den Bewegungsweg 180 einstellen, so dass er übereinstimmt, oder eine wiederholte Abweichung mit der Toleranzzone 182, die ähnlich eingestellt wird, kompensieren (Schritt 262). Bei einem weiteren Aspekt kann der Lernmodus wiederholte Bewegungen des Objekts 134 oder eines zweiten Objekts, die außerhalb der Toleranzzone 182 für einen bestimmten Bewegungsweg 180 liegen, jedoch noch Merkmale einer solchen Bewegung zeigen, identifizieren. Bei einem Beispiel kann eine Bewegung durch einen Fuß des Benutzers ähnlich einer durch die Hand des Benutzers ausgeführten Geste vorgenommen werden, jedoch infolge der Anatomie usw. vom genauen Weg abweichen. Falls eine solche Bewegung mit einer vorgegebenen Häufigkeit wiederholt wird, so dass sie die gleichen ähnlichen Merkmale wie der Bewegungsweg 180 aufweist, kann die Steuereinrichtung 70 dann eine solche Bewegung als einen zweiten Bewegungsweg, der dem gleichen Bewegungsbefehl entspricht, im Speicher 170 speichern.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Gestensensor 132 einem oder mehreren Näherungssensoren entsprechen (wenngleich Gestensensoren 132 in Form einer optischen Detektionsvorrichtung und Näherungssensoren in 6 dargestellt sind, mag das System 12 nur einen solcher Sensoren 132 aufweisen). Der eine oder die mehreren Näherungssensoren können einem Sensorfeld 144 entsprechen, das an einer Verschalung 145 des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Wie in 6 dargestellt ist, ist das Sensorfeld 144 in der Nähe einer äußeren Fläche 146 der Tür 14 angeordnet. Das Sensorfeld 144 kann dafür ausgelegt sein, das Objekt 134 innerhalb einer Nähe- oder Sensorreichweite entsprechend einem Detektionsfeld des Sensorfelds 144 zu erkennen. Sobald das Objekt 134 erkannt wurde, kann das Sensorfeld 144 ein Signal zur Steuereinrichtung 70 übermitteln, das direkt einer Bewegung des Objekts in Bezug auf mehrere Gebiete des Sensorfelds 144 entspricht. Auf diese Weise ist das Sensorfeld 144 in der Lage, die Bewegung des Objekts 134 in der Nähe des Sensorfelds 144 zu übermitteln, so dass die Steuereinrichtung 70 das Signal verwenden kann, um eine Geste durch das Objekt 134 zu identifizieren und das Türunterstützungssystem 12 zu aktivieren.
9 zeigt ein Diagramm des Sensorfelds 144. Das Sensorfeld 144 kann einem Feld kapazitiver Sensoren 148 entsprechen. Jeder der kapazitiven Sensoren 148 kann dafür ausgelegt sein, ein elektrisches Feld 150 zu emittieren. Das Sensorfeld 144 kann an der Tür 14 angebracht sein und eine Aktivierungsfläche 151 aufweisen, die dafür ausgelegt sein kann, im Wesentlichen mit dem Erscheinungsbild der äußeren Fläche 146 der Tür 14 übereinzustimmen. Bei dieser Konfiguration kann das Sensorfeld 144 vor dem Blick verborgen sein, wodurch dafür gesorgt wird, dass die Außenfläche 146 der Tür 14 ein elegantes Erscheinungsbild ohne eine sichtbare Türsteuervorrichtung aufweist (beispielsweise ein herkömmlicher Türgriff). Wenngleich kapazitive Sensoren mit Bezug auf 9 erörtert werden, werden Fachleute verstehen, dass zusätzliche oder alternative Typen von Näherungssensoren verwendet werden können, wie induktive Sensoren, optische Sensoren, Temperatursensoren, resistive Sensoren, ähnliche Sensoren oder eine Kombination davon, jedoch ohne Einschränkung darauf.
Jeder der kapazitiven Sensoren 148 kann ein getrenntes elektrisches Feld 150 erzeugen. Die Steuereinrichtung 70 kann ein oder mehrere von den kapazitiven Sensoren 148 empfangene Signale verwenden, um die Position des Objekts 134 und die Bewegung des Objekts 134 in Bezug auf jedes der elektrischen Felder 150 zu identifizieren. Ein Schwellenwert eines von jedem der kapazitiven Sensoren 148 empfangenen Signals kann zur Steuereinrichtung 70 übermittelt werden, um die Bewegung des Objekts 134 in der Nähe des Sensorfelds 144 zu identifizieren. Die Steuereinrichtung 70 kann die von den kapazitiven Sensoren 148 empfangenen Signale mit einem vorgegebenen oder zuvor aufgezeichneten Signal vergleichen, das im Speicher gespeichert ist, um eine Geste zu identifizieren. Die Steuereinrichtung 70 ist dafür ausgelegt, ansprechend auf die Identifikation der Geste das Türunterstützungssystem 12 zu aktivieren, so dass sich die Tür 14 entsprechend der bestimmten identifizierten Geste öffnet, schließt oder repositioniert wird.
10 zeigt eine Seitenumgebungsansicht des Fahrzeugs 10. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 70 ferner in der Lage sein, Umstände oder Merkmale eines Orts des Fahrzeugs 10 zu erkennen, die bewirken können, dass die Tür 14 unbeabsichtigt in eine offene oder eine geschlossene Stellung schwingt.
Diese Umstände können Windböen und/oder der Tatsache, dass das Fahrzeug 10 an einer Neigung 152 geparkt ist, entsprechen. Unter diesen Umständen kann die Steuereinrichtung 70 in der Lage sein, die unbeabsichtigte Bewegung der Tür 14 zu erkennen und das Türunterstützungssystem 12 zu verwenden, um die unbeabsichtigte Bewegung im Wesentlichen zu verhindern. Auf diese Weise stellt die Offenbarung ein vorteilhaftes System bereit, das verwendet werden kann, um den Betrieb der Tür 14 des Fahrzeugs 10 zu verbessern.
Bei einigen Implementationen können Merkmale des Orts des Fahrzeugs 10 einer Winkelorientierung des Fahrzeugs 10 in Bezug auf die Schwerkraft entsprechen. Das System 12 kann einen Neigungssensor 154 in Kommunikation mit der Steuereinrichtung 70 aufweisen, welcher dafür ausgelegt ist, die Orientierung zu erkennen und zu messen. Der Neigungssensor 154 kann in verschiedenen Abschnitten des Fahrzeugs 10 angeordnet sein und einer Vielzahl von Sensoren entsprechen. Gemäß einigen Implementationen kann der Neigungssensor 154 dafür ausgelegt sein, die Neigung um mehrere Achsen durch einen Kippsensor, einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop oder eine Vorrichtung zu messen, die in der Lage ist, die Neigung des Fahrzeugs 10 in Bezug auf die Schwerkraft zu messen. Der Neigungssensor 154 kann die Neigung 152 des Fahrzeugs 10 zur Steuereinrichtung 70 übermitteln, so dass die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt ist, wenn die Tür 14 in der geöffneten Position oder einer teilweise geöffneten Position angeordnet wird, das Betätigungselement 22 zu aktivieren, um zu verhindern, dass die Tür 14 in die offene oder die geschlossene Position schwingt oder sich ihre Winkelposition ϕ ändert. Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 70 in der Lage sein, zu erkennen, dass sich das Fahrzeug 10 wahrscheinlich an einer Neigung befindet, indem sie ein GPS und eine Karte verwendet, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug 10 an der Neigung 152 befindet.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, das Betätigungselement 22 zu steuern, um die Tür 14 in Bezug auf die Neigung 152 ins Gleichgewicht zu bringen. Auf der Grundlage der Winkelposition oder Orientierung, die durch den Neigungssensor 154 zur Steuereinrichtung 70 übertragen wurde, kann die Steuereinrichtung 70 in der Lage sein, eine Kraft zu bestimmen, die auf die Tür 14 ausgeübt werden muss, um die Winkelposition ϕ der Tür 14 aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass die Tür 14 infolge der Schwerkraft beschleunigt wird. Die Steuereinrichtung 70 ist ferner in der Lage, das Betätigungselement 22 zu steuern, um die Kraft auf die Tür auszuüben, um die Bewegung der Tür auf einer Ebenenfläche zu simulieren. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 70 feststellen, dass das Fahrzeug 10 unter einem Winkel geparkt oder orientiert ist, und verhindern, dass die Tür 14 unter der Schwerkraft schwingt.
Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, die Bewegungsrate der Tür 14 zu begrenzen, indem sie eine Änderung der durch den Positionssensor 24 übermittelten Winkelposition ϕ der Tür überwacht. Gemäß diesen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 70 die Änderungsrate der Winkelposition ϕ der Tür 14 überwachen und das Betätigungselement 22 steuern, um eine einer Bewegung der Tür 14 entgegenwirkende Kraft auszuüben, um die Bewegung der Tür 14 auf eine vorgegebene Rate zu dämpfen oder zu verlangsamen. Die Steuereinrichtung 70 kann ferner dafür ausgelegt sein, die Tür 14 ansprechend auf eine Eingabe, die von der Türsteuervorrichtung 130 empfangen wurde, oder auf der Grundlage einer oder mehrerer programmierter Türpositionen, die in einem Speicher der Steuereinrichtung 70 gespeichert sind, bei einer oder bei mehreren Winkelpositionen zu halten. Auf diese Weise stellt das Türunterstützungssystem 12 eine Vielzahl von Steuerschemata bereit, um den Betrieb der Tür 14 zu unterstützen.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Türunterstützungssystem 12 dafür ausgelegt sein, in einem semimanuellen Betrieb zu funktionieren, wobei ein Benutzer der Tür 14 die Winkelposition ϕ manuell einstellt und das Betätigungselement 22 die vom Benutzer festgelegte Winkelposition ϕ aufrechterhalten kann. Wie in 10 dargestellt ist, kann der Benutzer die Tür 14 an der Winkelposition ϕ anordnen. Ansprechend darauf, dass die Steuereinrichtung 70 Daten vom Neigungssensor 154 empfangen hat, welche angeben, dass das Fahrzeug 10 an der Neigung 152 geparkt ist, kann die Steuereinrichtung 70 das Betätigungselement 22 aktivieren, um zu verhindern, dass sich die Tür um die Gelenkanordnung 18 bewegt oder dreht. Die Steuereinrichtung 70 kann dafür ausgelegt sein, die Tür bei der Winkelposition ϕ zu halten, bis der Benutzer mit der Türsteuervorrichtung 130, beispielsweise dem Gestensensor 132, oder einem herkömmlichen Griff interagiert. Die Steuereinrichtung 70 kann auch dafür ausgelegt sein, die Tür bei der Winkelposition ϕ zu halten, bis der Benutzer eine ausreichende Kraft ausübt, damit das Betätigungselement 22, der Positionssensor 24 oder eine Vielzahl hier erörterter Vorrichtungen und/oder Sensoren mit der Steuereinrichtung 70 kommuniziert, um die Winkelposition ϕ der Tür 14 freizugeben.
Wie beschrieben wurde, kann die Steuereinrichtung 70 das Betätigungselement 22 steuern, um ausreichend Kraft auszuüben, um eine Bewegung der Tür 14 um die Gelenkanordnung 18 infolge der Schwerkraft zu verhindern. Die Steuereinrichtung 70 kann auch dafür ausgelegt sein, eine durch einen Benutzer des Fahrzeugs 10 auf die Tür 14 ausgeübte externe Kraft zu erkennen. Die externe Kraft kann von der Steuereinrichtung 70 als eine Spitze oder eine Erhöhung des Stroms vom Betätigungselement 22 erkannt werden. Nach der Erkennung der Spitze oder der Erhöhung kann die Steuereinrichtung 70 das Betätigungselement 22 allmählich freigeben, so dass die Winkelposition ϕ frei eingestellt werden kann. Zusätzlich kann die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt sein, nach dem Freigeben des Betätigungselements 22 die Schließrate oder die Änderungsrate der Winkelposition ϕ zu steuern. Auf diese Weise kann das Betätigungselement 22, nachdem die Steuereinrichtung 70 das Betätigungselement 22 freigegeben hat, so dass sich die Tür 14 bewegen kann, noch eine Kraft auf die Tür 14 aufrechterhalten, die ausreicht, um zu verhindern, dass die Tür 14 schnell schwingt und/oder zugeschlagen wird.
Gemäß einigen Ausführungsformen kann ein Merkmal eines Orts des Fahrzeugs 10 einer Wetter- oder Windgeschwindigkeitsbedingung in der Nähe des Fahrzeugs 10 entsprechen. Das Türunterstützungssystem 12 kann eine Positionsbestimmungsvorrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS), verwenden, um Wetterinformationen oder wenigstens eine Wetterbedingung auf der Grundlage eines für das Fahrzeug 10 identifizierten Orts oder GPS-Orts abzurufen. Der GPS-Ort und/oder die Wetterinformationen können für das Identifizieren von Zeiträumen verwendet werden, während derer die Tür 14 infolge einer Windböe oder erhöhter Windgeschwindigkeiten wahrscheinlich unerwartet repositioniert werden kann oder gezwungen werden kann, um die Gelenkanordnung 18 zu schwenken. Die Steuereinrichtung 70 kann auf die Wetterinformationen über eine drahtlose Datenverbindung, beispielsweise GSM, CDMA, WiFi oder ein anderes drahtloses Datenkommunikationsprotokoll zugreifen.
Die Steuereinrichtung 70 kann die GPS-Daten in Zusammenhang mit den Wetterdaten verwenden, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug 10 in einem Bereich mit möglicherweise erhöhten Windgeschwindigkeiten befindet. Die Steuereinrichtung 70 ist dafür ausgelegt, eine übermäßige Bewegung der Tür 14 zu verhindern und/oder die Bewegung der Tür 14 um die Gelenkanordnung 18 zu dämpfen, falls die Steuereinrichtung 70 feststellt, dass sich das Fahrzeug 10 in einem solchen Bereich befindet. Die Steuereinrichtung 70 kann dafür ausgelegt sein, eine Bewegung der Tür 14 durch Wind zu verhindern, indem sie eine auf die Tür 14 ausgeübte externe Kraft als eine Spitze oder Erhöhung des Stroms vom Betätigungselement 22 und/oder beruhend auf einer unerwarteten Erhöhung der Änderungsrate der Winkelposition ϕ der Tür 14 erkennt. Auf diese Weise kann das Türunterstützungssystem 12 vorhersagen, ob sich das Fahrzeug 10 in einem Gebiet mit erhöhten Windgeschwindigkeiten befindet, und eine übermäßige Bewegung der Tür 14 durch solche windigen Bedingungen verhindern.
Das Merkmal des Orts des Fahrzeugs 10 oder Wetterinformationen können auch durch die Steuereinrichtung 70 über eine Winddetektionsvorrichtung 156, beispielsweise ein Anemometer, erkannt werden. Die Winddetektionsvorrichtung 156 kann am Fahrzeug 10 angeordnet sein und dafür ausgelegt sein, die lokalisierten Windbedingungen in der Nähe des Fahrzeugs 10 zu überwachen und ein Windgeschwindigkeits- oder -richtungssignal zur Steuereinrichtung 70 zu übermitteln. Die Winddetektionsvorrichtung 156 ist dafür ausgelegt, ansprechend auf eine Erkennung von windigen Bedingungen Windbedingungsdaten zur Steuereinrichtung 70 zu übermitteln. Die Steuereinrichtung 70 ist dafür ausgelegt, ansprechend auf windige Bedingungen oder Windgeschwindigkeiten, die eine Windgeschwindigkeitsschwelle überschreiten, das Betätigungselement 22 zu steuern, um eine zu starke Bewegung der Tür 14 zu verhindern und/oder die Bewegung der Tür 14 um die Gelenkanordnung 18 zu dämpfen. Bei einigen Implementationen kann die Steuereinrichtung 70 auch das Betätigungselement steuern, um die Tür 14 bei einer Winkelposition ϕ zu halten, um eine unerwünschte Bewegung der Tür 14 infolge der windigen Bedingungen zu verhindern, wie ähnlich mit Bezug auf den Neigungssensor 154 erörtert wurde.
11 zeigt ein Blockdiagramm des Türunterstützungssystems 12. Das Türunterstützungssystem 12 umfasst die Steuereinrichtung 70 in Kommunikation mit dem Betätigungselement 22 und ist dafür ausgelegt, die Winkelposition ϕ der Tür 14 zu steuern. Die Steuereinrichtung 70 kann eine Motorsteuereinheit umfassen, die ein Rückkopplungssteuersystem aufweist, das dafür ausgelegt ist, die Tür 14 in einem glatten und gesteuerten Bewegungsweg um die Gelenkanordnung 18 genau zu positionieren. Die Steuereinrichtung 70 kann ferner in Kommunikation mit einem Positionssensor 24 sowie wenigstens einem Interferenzsensor 26 stehen. Der Positionssensor 24 ist dafür ausgelegt, eine Winkelposition ϕ der Tür 14 zu identifizieren, und der Interferenzsensor 26 ist dafür ausgelegt, ein mögliches Hindernis zu identifizieren, das den Betrieb des Türunterstützungssystems 12 verhindern kann.
Die Steuereinrichtung 70 kann über einen Kommunikationsbus 164 des Fahrzeugs in Kommunikation mit einem Fahrzeugsteuermodul 162 stehen. Der Kommunikationsbus 164 kann dafür ausgelegt sein, der Steuereinrichtung 70 Signale zuzuführen, welche verschiedene Fahrzeugzustände identifizieren. Beispielsweise kann der Kommunikationsbus 164 dafür ausgelegt sein, zur Steuereinrichtung 70 eine Fahrauswahl des Fahrzeugs 10, einen Zündungszustand, einen offenen oder geöffneten Zustand der Tür 14 usw. zu übermitteln. Das Fahrzeugsteuermodul 162 kann auch mit der HMI 128 kommunizieren, um die vorstehend beschriebenen Lern- und Identifikationsmodi zu implementieren. Die Steuereinrichtung 70 kann einen Prozessor 168 umfassen, der eine oder mehrere Schaltungen umfasst, die dafür ausgelegt sind, die Signale vom Kommunikationsbus 164 zu empfangen und Signale für das Steuern des Türunterstützungssystems 12 auszugeben. Der Prozessor 168 kann in Kommunikation mit einem Speicher 170 stehen, der dafür ausgelegt ist, Befehle zum Steuern der Aktivierung des Türunterstützungssystems 12 zu speichern.
Die Steuereinrichtung 70 ist dafür ausgelegt, das Betätigungselement 22 zu steuern, um die Tür von der geöffneten Position zur geschlossenen Position einzustellen und die Winkelposition ϕ der Tür 14 dazwischen zu steuern. Das Betätigungselement 22 kann ein beliebiger Typ eines Betätigungselements sein, das in der Lage ist, die Tür 14 zu bewegen, einschließlich Elektromotoren, Servomotoren, elektrische Solenoidspulen, pneumatische Zylinder, hydraulische Zylinder usw., jedoch ohne Einschränkung darauf. Der Positionssensor 24 kann einer Vielzahl von Dreh- oder Positionsmessvorrichtungen entsprechen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Positionssensor einem Winkelpositionssensor entsprechen, der dafür ausgelegt ist, die Winkelposition ϕ der Tür zur Steuereinrichtung 70 zu übertragen, um die Bewegung des Betätigungselements 22 zu steuern. Der Positionssensor 24 kann einem Absolut- und/oder Relativpositionssensor entsprechen. Solche Sensoren können Encoder, Potentiometer, Beschleunigungsmesser usw. einschließen, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Der Positionssensor 24 kann auch optischen und/oder magnetischen Rotationssensoren entsprechen. Andere Messvorrichtungen können auch für den Positionssensor 24 verwendet werden, ohne vom Gedanken der Offenbarung abzuweichen.
Der Interferenzsensor 26 kann durch eine Vielzahl von Vorrichtungen implementiert werden und gemäß einigen Implementationen in Kombination mit dem Betätigungselement 22 und dem Positionssensor 24 verwendet werden, um die Bewegung der Tür 14 zu erkennen und zu steuern. Der Interferenzsensor 26 kann verschiedene Sensoren einschließen, die alleine oder in Kombination verwendet werden. Beispielsweise kann der Interferenzsensor 26 einem oder mehreren von kapazitiven, magnetischen, induktiven, optischen/photoelektrischen, Laser-, akustischen/Schall-, radarbasierten, Doppler-basierten, thermischen und/oder strahlungsbasierten Näherungssensoren entsprechen. Wenngleich mit Bezug auf die als Beispiel dienenden Ausführungsformen des Interferenzsensors 26 bestimmte Vorrichtungen offenbart sind, ist zu verstehen, dass verschiedene bekannte und noch zu entdeckende Sensortechnologien verwendet werden können, um das Türunterstützungssystem 12 zu implementieren, ohne vom Gedanken der Offenbarung abzuweichen.
Die Steuereinrichtung 70 steht ferner in Kommunikation mit der Türsteuervorrichtung 130, welche den Gestensensor 132 umfasst. Der Gestensensor 132 ist dafür ausgelegt, eine Bewegung oder eine Geste durch ein Objekt 134 zu erkennen, um die Steuereinrichtung 70 zu aktivieren, um die Position der Tür 14 einzustellen. Der Gestensensor 132 kann einer Vielzahl von Sensorvorrichtungen entsprechen. Sensorvorrichtungen, die für den Gestensensor 132 verwendet werden können, können optische, kapazitive, resistive, Infrarot- und Oberflächen-akustische-Wellen-Technologien sowie andere Näherungs- und Sensorfelder oder andere Elemente zum Bestimmen der Gesten des Objekts 134 in der Nähe dazu aufweisen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Der Gestensensor 132 kann verwendet werden, um eine Bewegung eines Objekts zu erkennen und aufzuzeichnen und Bewegungsdaten, die der vom Gestensensor 132 aufgezeichneten Bewegung entsprechen, zur Steuereinrichtung 70 zu übertragen. Die Bewegungsdaten können durch eine Vielzahl analoger oder digitaler Signale übermittelt werden, die von der Steuereinrichtung 70 verwendet werden können, um eine durch den Gestensensor 132 aufgezeichnete Geste zu identifizieren. Die Bewegungsdaten können durch die Steuereinrichtung 70 identifiziert werden, um das Türunterstützungssystem 12 zu aktivieren, so dass das Betätigungselement 22 die Tür 14 repositioniert. Die durch die Steuereinrichtung 70 zu identifizierende Geste, um das Türunterstützungssystem 12 zu aktivieren, kann vorgegeben sein oder zuvor im Speicher 170 der Steuereinrichtung 70 gespeichert worden sein. Nach dem Empfang der Bewegungsdaten kann die Steuereinrichtung 70 die übermittelten Bewegungsdaten mit den zuvor gespeicherten Bewegungsdaten vergleichen, um eine für den Zugang zum Fahrzeug 10 verwendete Geste zu identifizieren.
Die Steuereinrichtung 70 kann einen Neigungssensor 154 umfassen. Der Neigungssensor 154 kann einer Vielzahl von Sensoren entsprechen und bei einigen Implementationen einem Kippsensor, einem Beschleunigungsmesser, einem Gyroskop oder einer anderen Vorrichtung entsprechen, die in der Lage ist, zu messen, dass das Fahrzeug 10 unter einer Neigung in Bezug auf die Schwerkraft orientiert ist. Der Neigungssensor 154 kann die Neigung des Fahrzeugs 10 zur Steuereinrichtung 70 übermitteln, so dass die Steuereinrichtung 70 dafür ausgelegt ist, wenn die Tür 14 in der geöffneten Position oder einer teilweise geöffneten Position angeordnet wird, das Betätigungselement 22 zu aktivieren, um zu verhindern, dass die Tür 14 in die offene oder die geschlossene Position schwingt oder sich ihre Winkelposition ϕ ändert. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung 70 feststellen, dass das Fahrzeug 10 unter einem Winkel geparkt oder orientiert ist, und verhindern, dass die Tür 14 unter der Schwerkraft schwingt.
Die Steuereinrichtung 70 kann auch eine Positionsvorrichtung oder GPS-Vorrichtung 174 umfassen, die dafür ausgelegt ist, Positionsbestimmungsdaten zu empfangen, und sie kann auch dafür ausgelegt sein, drahtlose Daten über einen drahtlosen Datensendeempfänger zu empfangen. Die Positionsbestimmungsdaten und/oder die drahtlosen Daten können zur Bestimmung des Orts des Fahrzeugs 10 und der Wetterbedingungen an diesem Ort verwendet werden. Die Steuereinrichtung 70 kann dafür ausgelegt sein, auf der Grundlage der Wetterbedingungen und der Position des Fahrzeugs 10 Zeiträume zu identifizieren, während derer die Tür 14 infolge einer Windböe oder erhöhter Windgeschwindigkeiten wahrscheinlich unerwartet repositioniert werden kann oder gezwungen werden kann, um die Gelenkanordnung 18 zu schwenken. Die Steuereinrichtung 70 kann über einen drahtlosen Datensendeempfänger, der dafür ausgelegt ist, Daten drahtlos zu übermitteln, auf die Wetterinformationen zugreifen. Die Daten können über GSM, CDMA, WiFi oder eine andere Form eines drahtlosen Datenkommunikationsprotokolls drahtlos übermittelt werden.
Die Steuereinrichtung 70 kann in Kommunikation mit einer Winddetektionsvorrichtung 156, beispielsweise einem Anemometer, stehen. Die Winddetektionsvorrichtung 156 kann am Fahrzeug 10 angeordnet sein und dafür ausgelegt sein, die lokalisierten Windbedingungen in der Nähe des Fahrzeugs 10 zu überwachen. Die Winddetektionsvorrichtung 156 ist dafür ausgelegt, ansprechend auf eine Erkennung windiger Bedingungen Windbedingungsdaten zur Steuereinrichtung 70 zu übermitteln. Die Steuereinrichtung 70 ist dafür ausgelegt, ansprechend darauf, dass die Windbedingungen oder Windgeschwindigkeiten eine Windgeschwindigkeitsschwelle überschreiten, das Betätigungselement 22 zu steuern, um eine übermäßige Bewegung der Tür 14 zu verhindern und/oder die Bewegung der Tür 14 um die Gelenkanordnung 18 zu dämpfen.
Die Steuereinrichtung 70 kann ferner in Kommunikation mit einem Autonomer-Betrieb-System 158 stehen. Dies kann indirekt durch die Kommunikation der Steuereinrichtung 70 mit dem Fahrzeugsteuermodul 162 erreicht werden, welches die Funktionalität des Autonomer-Betrieb-Systems 158 implementieren kann oder in Kommunikation damit stehen kann. Das Autonomer-Betrieb-System 158 kann Daten von einem Sichtmodul 166 und von der GPS-Vorrichtung 174 empfangen, um einen Weg für das autonome Fahren zu bestimmen, und eine Bewegung des Fahrzeugs 10 entlang eines solchen Wegs durch Kommunikation mit dem Bremsmodul 176 und mit der Drossel 178 implementieren. Die Kommunikation der Steuereinrichtung 70 mit dem Autonomer-Betrieb-System 158 kann auch ermöglichen, dass das Autonomer-Betrieb-System Daten bezüglich der Winkelposition ϕ der Tür 14 in Bezug auf die Öffnung 20 oder bezüglich eines Zustands der Tür 14 zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand empfängt, so dass eine autonome Bewegung des Fahrzeugs 10 verhindert wird, wenn eine oder mehrere Türen 14 des Fahrzeugs 10 im offenen Zustand sind.
Zur Beschreibung und zum Definieren der vorliegenden Lehren sei bemerkt, dass die Begriffe "im Wesentlichen" und "in etwa" hier verwendet werden, um den inhärenten Ungewissheitsgrad zu repräsentieren, der einem quantitativen Vergleich, Wert, einer quantitativen Messung oder einer anderen quantitativen Repräsentation zugewiesen werden kann. Die Begriffe "im Wesentlichen" und "in etwa" werden hier auch verwendet, um den Grad zu repräsentieren, mit dem eine quantitative Repräsentation von einer erwähnten Referenz abweichen kann, ohne zu einer Änderung der Grundfunktion des betreffenden Gegenstands zu führen.
Es ist zu verstehen, dass Abänderungen und Modifikationen an der vorstehend erwähnten Struktur vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es ist ferner zu verstehen, dass diese Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, es sei denn, dass diese Ansprüche durch ihren Sprachgebrauch ausdrücklich etwas anderes aussagen.

Claims

Türunterstützungssystem für ein Fahrzeug, welches Folgendes umfasst: ein Betätigungselement, das dafür ausgelegt ist, die Position einer Tür um eine Gelenkanordnung zu steuern, einen Interferenzsensor, welcher dafür ausgelegt ist, ein Hindernis in mehreren Detektionsgebieten entlang einer radialen Erstreckung der Tür zu erkennen, und eine Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, das Betätigungselement ansprechend auf ein Detektionssignal vom Interferenzsensor zu steuern.
Türunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung dafür ausgelegt ist, das Betätigungselement zu steuern, um die Position der Tür zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position einzustellen.
Türunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung dafür ausgelegt ist, den Ort des Hindernisses entlang der radialen Erstreckung als Reaktion auf den Empfang des Detektionssignals zu identifizieren.
Türunterstützungssystem nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung dafür ausgelegt ist, die Reaktion der Tür basierend auf dem Ort des Hindernisses zu steuern.
Türunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der Interferenzsensor entlang eines Rands einer Türdichtung und/oder einer Türöffnungsdichtung angeordnet ist.
Türunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der Interferenzsensor einem Array von Sensoren entspricht, das mindestens einen Sensor umfasst, der dafür ausgelegt ist, ein Hindernis in jedem von mehreren Detektionsgebieten zu erkennen.
Türunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Sensor in jedem der Detektionsgebiete dafür ausgelegt ist, das Hindernis unabhängig in einem bestimmten Detektionsgebiet der Detektionsgebiete zu erkennen, um die Erkennung zur Steuerung zu übermitteln.
Türunterstützungssystem nach Anspruch 1, wobei der Interferenzsensor einem kapazitiven Sensor entspricht.
Interferenzsensor für eine Tür eines Fahrzeugs, umfassend: ein Array von Näherungssensoren, das entlang eines Rands einer Türdichtung und/oder eines Rands einer Türöffnungsdichtung angeordnet ist, wobei jeder der Näherungssensoren des Arrays dafür ausgelegt ist, ein Hindernis in einem Erfassungsgebiet zu detektieren; und einen Prozessor in Kommunikation mit dem Array von Näherungssensoren und dafür ausgelegt, ein Hindernis für eine Drehbewegung der Tür mit mehreren Empfindlichkeiten entsprechend jedem Erfassungsgebiet zu erkennen, wobei der Prozessor ausgelegt ist zum Ausgeben einer Steuerantwort zur Verhinderung einer Kollision der Tür mit dem Hindernis auf der Basis eines radialen Orts des Hindernisses entsprechend einem durch den Prozessor identifizierten bestimmten Erfassungsgebiet.
Interferenzsensor nach Anspruch 9, wobei die Näherungssensoren mindestens einem ersten Näherungssensor, ausgelegt zum Überwachen eines ersten Erfassungsgebiets, und einem zweiten Näherungssensor, ausgelegt zum Überwachen eines zweiten Erfassungsgebiets, entsprechen.
Interferenzsensor nach Anspruch 10, wobei das erste Erfassungsgebiet in der Nähe der Scharnierbaugruppe der Tür ist und sich das zweite Erfassungsgebiet entlang einer Länge der Tür radial jenseits des ersten Erfassungsgebiets befindet.
Interferenzsensor nach Anspruch 10, wobei der erste Näherungssensor dafür ausgelegt ist, das Hindernis mit einer ersten Empfindlichkeit der mehreren Empfindlichkeiten zu erkennen und der zweite Näherungssensor dafür ausgelegt ist, das Hindernis mit einer zweiten Empfindlichkeit der mehreren Empfindlichkeiten zu erkennen, die von der ersten Empfindlichkeit verschieden ist.
Interferenzsensor nach Anspruch 12, wobei die erste Empfindlichkeit einer höheren Empfindlichkeit als die zweite Empfindlichkeit entspricht.
Interferenzsensor nach Anspruch 9, wobei der Prozessor ferner in Kommunikation mit einem Winkelpositionssensor steht, der dafür ausgelegt ist, eine Winkelposition der Tür zum Prozessor zu übermitteln.
Interferenzsensor nach Anspruch 14, wobei der Prozessor dafür ausgelegt ist, die mehreren Empfindlichkeiten entsprechend jedem Erfassungsgebiet als Reaktion auf die Winkelposition der Tür zu ändern.
Fahrzeugtürsystem, welches Folgendes umfasst: mehrere Näherungssensoren, die entlang einer Türranddichtung und/oder einer Türöffnungsranddichtung angeordnet sind und dafür ausgelegt sind, ein Detektionssignal zu erzeugen, ein Betätigungselement, das dafür ausgelegt ist, die Position einer Tür zu steuern, einen Winkelpositionssensor, der dafür ausgelegt ist, die Winkelposition der Tür zu identifizieren, und eine Steuereinrichtung, welche dafür ausgelegt ist, das Betätigungselement auf der Grundlage der Winkelposition der Tür und des Detektionssignals zu steuern.
Fahrzeugtürsystem nach Anspruch 16, wobei jeder der mehreren Näherungssensoren dafür ausgelegt ist, ein Hindernis in einem von mehreren Detektionsgebieten, die entlang einer radialen Erstreckung der Tür in Bezug auf eine Gelenkanordnung positioniert sind, zu erkennen.
Fahrzeugtürsystem nach Anspruch 17, wobei jedes der Detektionsgebiete einem durch die Näherungssensoren erzeugten kapazitiven Feld entspricht.
Fahrzeugtürsystem nach Anspruch 17, wobei jedes der Detektionsgebiete dafür ausgelegt ist, eine bestimmte Erfassungsreichweite aufzuweisen.
Fahrzeugtürsystem nach Anspruch 19, wobei die Steuereinrichtung dafür ausgelegt ist, die Sensorreichweite jedes der Detektionsgebiete ansprechend auf die Winkelposition der Tür einzustellen.