WO2005044639A1 - Türstoppsystem mit hinderniserkennung - Google Patents

Türstoppsystem mit hinderniserkennung Download PDF

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    • E05Y2900/531—Doors

Definitions

  • the invention relates to a doorstop system with obstacle detection according to the preamble of claim 1.
  • Such door stop systems are provided for motor vehicle doors or flaps to prevent them from colliding with obstacles in the opening area.
  • DE 101 17 516 AI discloses a door space monitoring device for a motor vehicle door, in which sensor means are provided which determine an obstacle detection plane which runs essentially parallel to the door surface. If an obstacle is detected by the sensor device, the door opening process is stopped.
  • the door remains at a safe distance from the detected obstacle.
  • this can be a hindrance in narrow parking spaces or in narrow garages, since it is not possible to open the door until shortly before the garage wall or the neighboring vehicle and the boarding area or exit area is unnecessarily restricted for the vehicle occupants.
  • the object of the present invention is therefore to design a generic doorstop system such that an opening the door is possible right up to the detected obstacle in order to create a maximum entry or exit area.
  • the distance from the door surface to the obstacle is determined on the basis of the located obstacle position and the known door contour and the required braking distance of the door is calculated. Braking is initiated and the door is slowed down slowly, without overshooting, until just before the obstacle.
  • the device for determining the opening angle of the door serves to determine the distance for the braking distance. Based on the knowledge of the door opening position due to the existing device for determining the opening angle, the door can be opened up to just before the obstacle and due to the slow, not abrupt braking of the door opening movement, overshoot and thus an unwanted collision of the door with the obstacle is prevented.
  • a preferred embodiment of the door stop system according to the invention is characterized in that the device for determining the opening angle of the door comprises a rotation angle sensor provided in the area of the door hinge. It is also possible for the device for determining the opening angle of the door to include a displacement sensor provided in the area of the door brake device.
  • the device for determining the opening angle of the door can, for example, se a linear potentiometer in a hydraulic cylinder.
  • the device for determining the opening angle of the door can comprise a displacement sensor provided in the area of the opening drive.
  • the device for determining the opening angle of the door in a door provided with an opening drive can comprise a computer which calculates the opening angle from movement data of the opening drive, in particular from the opening speed and from the elapsed duration of the opening process.
  • the detection plane is at an angle to the door surface in such a way that the distance between the door surface and the detection plane is less in the area of the door hinge than in the area of the door facing away from the door hinge.
  • the door brake device is designed such that the braking force exerted by the door brake device is progressively increased as the door approaches an obstacle, so that the door is stopped reliably without overshoot. This embodiment ensures that the door is prevented from swinging over even when the door is opened with swing.
  • Fig. 1 is a plan view of the left side of a motor vehicle seen in the direction of travel with two alternative sensor levels;
  • Fig. 2 The position of the sensor levels in the case of obstacle detection and
  • FIG. 1 shows the left side of a motor vehicle 1 as seen in the direction of travel, which in the area of its exterior mirror 2 has a sensor device 3 for detecting obstacles 4 in an opening direction of the door 6 that essentially covers the door surface 5 of the motor vehicle door 6 recorded in front of this volume range.
  • the sensor device 3 recognizes the obstacle 4 located in front of the door in a flat detection plane 7, 7 ′, which is located at a constant distance from the usually curved door surface 5.
  • the detection plane 7, 7 ′′ can either be parallel (7) to the door surface 5 or be arranged obliquely (7 ') to the door surface 5 at a constant angle.
  • the sensor device 3 can be designed as a laser scanner and form a light curtain. But it can also work with ultrasound or microwaves.
  • the sensor device 3 monitors the complete door surface 5 and recognizes the position in which an obstacle 4 would hit the door surface 5.
  • the sensor device 3 pivots with the door 6 and also scans the entire door opening area when the door is opened. Detection of an obstacle 4 initiates a braking process for the door opening movement, as will be described below.
  • FIG. 2 shows the contour of a door 6 which is equipped with a door stop system according to the invention, the detection plane 7 hitting an obstacle 4 in the illustration in FIG.
  • the opening angle of the door is determined by means of a device 10, which is shown only schematically in FIG. 1, for determining the opening angle of the door 6, so that the door position is determined at the moment of the obstacle detection.
  • a maximum braking distance 8 is calculated by a control device for the door braking device 9.
  • the braking distance corresponds to the distance between the curved door surface 5 and the plane sensor plane 7 at the location of the obstacle 4 and can therefore be determined on the basis of the constant conditions.
  • a sensor for example in a vehicle with doors or flaps that can be opened manually, a position potentiometer, a linear potentiometer or an angle potentiometer can be provided in the door hinge.
  • the door position can be determined using the adjustment speed and adjustment time.
  • the position can also be recorded, for example, using a Hall sensor system or an incremental encoder.
  • a door braking device 9 likewise provided, for example, in the door hinge, the maximum braking distance 8 and thus the stop position of the door are determined.
  • the braking force for the The braking process is increased depending on the current position of the door until the door 6 comes to a standstill as shown in FIG. 3. It is thus possible to open the door 6 manually at any speed. Shortly before the obstacle, the braking force is gradually increased and the door is stopped without overshooting. This results in a braking process that is perceived as pleasant by the operator, especially when opening door 6 manually.
  • position controllers or brake controllers eg PI or PID controllers
  • the invention prevents damage to the door 6 when it is opened and the door 6 can be opened up to a maximum of the obstacle 4 without wasting valuable space between the door and the obstacle.
  • the device according to the invention can also take embodiments other than those described above.
  • the device can in particular have features that represent a combination of the respective individual features of the claims.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Ein Türstoppsystem mit Hinderniserkennung mit einer Sensoreinrichtung und einer Türbremsvorrichtung , wobei die Sensoreinrichtung Hindernisse in einem eine Türfläche im Wesentlichen abdeckenden, in Öffnungsrichtung der Tür vor dieser gelegenen Volumenbereich erfasst, wobei die Sensoreinrichtung in zumindest einer von der Türoberfläche beabstandeten Erfassungsebene die Hinderniserfassung durchführt, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür vorgesehen ist und dass die Türbremsvorrichtung den Abbremsvorgang der Öffnung der Tür in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Tür zum Zeitpunkt der Hinderniserkennung steuert.

Description

Turstoppsystem mit Hinderniserkennung
Die Erfindung betrifft ein Turstoppsystem mit Hinderniserkennung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Türstoppsysteme sind für Kraftfahrzeugtüren oder -klappen vorgesehen, um zu verhindern, dass diese mit Hindernissen im Öffnungsbereich kollidieren.
Die DE 101 17 516 AI offenbart eine Türraumüberwachungsvor- richtung für eine Kraftfahrzeugtür, bei welcher Sensormittel vorgesehen sind, die eine im Wesentlichen parallel zur Türfläche verlaufende Hindernis-Erfassungsebene bestimmen. Wird ein Hindernis von der Sensoreinrichtung erfasst, so wird der Türöffnungsvorgang gestoppt.
Bei diesem Stoppvorgang bleibt die Tür in einem sicheren Abstand zum erfassten Hindernis stehen. Dies kann jedoch in engen Parklücken oder in engen Garagen hinderlich sein, da so ein Öffnen der Tür bis kurz vor die Garagenwand oder das benachbarte Fahrzeug nicht möglich ist und der Einstiegsraum bzw. Ausstiegsraum für den Fahrzeuginsassen unnötig beschränkt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Turstoppsystem so auszubilden, dass eine Öffnung der Tür bis unmittelbar vor das erkannte Hindernis möglich ist, um einen maximalen Einstiegs- bzw. Ausstiegsraum zu schaffen .
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür vorgesehen ist und dass die Türbremsvorrichtung den Abbremsvorgang der Öffnung der Tür in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Tür steuert.
Wird bei diesem erfindungsgemäßen Turstoppsystem ein Hindernis in der Erfassungsebene erfasst, so wird auf der Grundlage der georteten Hindernislage und der bekannten Türkontur der Abstand von der Türoberfläche zum Hindernis ermittelt und der erforderliche Bremsweg der Tür wird berechnet. Der Bremsvorgang wird eingeleitet und die Tür wird langsam, ohne zu überschwingen, bis kurz vor dem Hindernis abgebremst. Dabei dient die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür der Wegstreckenbestimmung für den Bremsweg. Die Tür kann aufgrund der Kenntnis der Türöffnungsposition wegen der vorhandenen Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels bis kurz vor das Hindernis geöffnet werden und aufgrund des langsamen, nicht abrupten Abbremsens der Türöffnungsbewegung wird zudem ein Überschwingen und damit eine ungewollte Kollision der Tür mit dem Hindernis unterbunden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türstoppsystems zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür einen im Bereich des Türscharniers vorgesehenen Drehwinkelgeber umfasst. Es ist auch möglich, dass die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür einen im Bereich der Türbremsvorrichtung vorgesehenen Weggeber umfasst. Die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür kann dabei beispielswei- se ein Linearpotentiometer in einem hydraulichen Zylinder sein .
Alternativ kann bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür einen im Bereich des Öffnungsantriebs vorgesehenen Weggeber umfassen.
Ferner kann die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür einen Rechner umfassen, der den Öffnungswinkel aus Bewegungsdaten des Öffnungsantriebs, insbesondere aus der Öffnungsgeschwindigkeit und aus der verstrichenen Dauer des Öffnungsvorgangs, errechnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht die Erfassungsebene derart in einem Winkel zur Türoberfläche, dass der Abstand zwischen der Türoberfläche und der Erfassungsebene im Bereich des Türscharniers geringer ist, als in dem vom Türscharnier abgewandten Bereich der Tür.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Türbremsvorrichtung so ausgestaltet, dass die von der Türbremsvorrichtung ausgeübte Bremskraft mit zunehmender Annäherung der Tür an ein Hindernis progressiv erhöht wird, so dass die Tür zuverlässig ohne Überschwingung gestoppt wird. Diese Ausführungsform sorgt dafür, dass auch bei schwungvollem Türöffnen ein Überschwingen der Tür verhindert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Eine Draufsicht auf die in Fahrtrichtung gesehen linke Seite eines Kraftfahrzeugs mit zwei alternativen Sensorebenen;
Fig. 2 Die Position der Sensorebenen bei einer Hinderniserkennung und
Fig. 3 Die Position der Sensorebene bei abgebremster Tür,
In Fig. 1 ist im Grundriss die in Fahrtrichtung gesehen linke Seite eines Kraftfahrzeug 1 gezeigt, welches im Bereich seines Außenspiegels 2 mit einer Sensoreinrichtung 3 zur Erkennung von Hindernissen 4 in einem die Türfläche 5 der Kraftfahrzeugtür 6 im wesentlichen abdeckenden, in Öffnungsrichtung der Tür 6 vor dieser gelegenen Volumenbereich erfasst. Dazu erkennt die Sensoreinrichtung 3 in einer planen Erfassungsebene 7, 7', welche in konstantem Abstand zur üblicherweise gewölbten Türfläche 5 gelegen ist, das vor der Tür befindlich Hindernis 4. Die Erfassungsebene 7, 7" kann entweder parallel (7) zur Türfläche 5 oder unter einem konstanten Winkel schräg (7') zur Türfläche 5 angeordnet sein.
Die Sensoreinrichtung 3 kann als Laserscanner ausgebildet sein und einen Lichtvorhang bilden. Sie kann aber auch mit Ultraschall oder Mikrowellen arbeiten. Die Sensoreinrichtung 3 überwacht die komplette Türfläche 5 und erkennt die Position, in welcher ein Hindernis 4 auf die Türfläche 5 auftreffen würde .
Die Sensoreinrichtung 3 schwenkt mit der Tür 6 mit und scannt beim Öffnen der Tür den gesamten Türöffnungsbereich mit ab. Durch Erkennen eines Hindernisses 4 wird ein Bremsvorgang der Türöffnungsbewegung eingeleitet, wie nachstehend beschrieben wird.
Fig. 2 zeigt die Kontur einer Tür 6, die mit einem erfindungsgemäßen Turstoppsystem ausgestattet ist, wobei die Erfassungsebene 7 in der Darstellung der Fig.2 auf ein Hindernis 4 auftrifft. Der Öffnungswinkel der Tür wird mittels einer in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Einrichtung 10 zu Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür 6 ermittelt, so dass die Türposition im Moment der Hinderniserkennung festgestellt wird. Aufgrund der bekannten Türkontur und der von der Sensorebene ermittelten Lage des Hindernisses wird ein maximaler Bremsweg 8 von einer Steuerungseinrichtung für die Türbremsvorrichtung 9 berechnet. Der Bremsweg entspricht dem Abstand zwischen der gewölbten Türfläche 5 und der planen Sensorebene 7 am Ort des Hindernisses 4 und kann somit aufgrund der konstanten Verhältnisse bestimmt werden.
Zur Positionserkennung für die aktuelle Türstellung mittels der Einrichtung 10 zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür β kann in einem Fahrzeug mit manuell zu öffnenden Türen oder Klappen ein Sensor, z.B. ein Lagepotentiometer, ein Linearpotentiometer oder ein Winkelpotentiometer, im Türscharnier vorgesehen sein. Bei einer Tür mit Servoantrieb kann die Türposition über Verstellgeschwindigkeit und Verstellzeit ermittelt werden. Bei Servoantrieben mit Wellenantrieb kann die Position beispielsweise auch über eine Hallsensorik oder über Inkrementalgeber erfasst werden.
Nachdem der Bremsvorgang mittels einer beispielweise ebenfalls im Türscharnier vorgesehenen Türbremsvorrichtung 9 gestartet wurde, werden der maximale Bremsweg 8 und somit die Stoppposition der Tür ermittelt. Die Bremskraft für den Bremsvorgang wird in Abhängigkeit von der aktuellen Position der Tür bis zum in Fig. 3 gezeigten Stillstand der Tür 6 gesteigert. Somit ist es möglich, die Tür 6 manuell in beliebiger Geschwindigkeit zu öffnen. Kurz vor dem Hindernis wird die Bremskraft dann progressiv gesteigert und die Tür wird ohne überzuschwingen gestoppt. Dadurch ergibt sich ein für den Bediener als angenehm empfundener Bremsvorgang, insbesondere beim manuellen Öffnen der Tür 6. Bei aktiven Öffnungssystemen mit Servounterstützung können Lageregler oder Bremsregler (z.B. PI- oder PID-Regler) verwendet werden, um die Tür gezielt abzubremsen.
Durch die Erfindung wird eine Beschädigung der Tür 6 beim Öffnen verhindert und die Tür 6 kann bis maximal vor das Hindernis 4 geöffnet werden, ohne wertvollen Platz zwischen Tür und Hindernis zu verschenken.
Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

Claims

Patentansprüche
1. Turstoppsystem mit Hinderniserkennung mit einer Sensoreinrichtung (3) und einer Türbremsvorrichtung (9), wobei die Sensoreinrichtung (3) Hindernisse (4) in einem eine Türfläche (5) im Wesentlichen abdeckenden, in Öffnungsrichtung der Tür (6) vor dieser gelegenen Volumenbereich erfasst, wobei die Sensoreinrichtung (3) in zumindest einer von der Türfläche (5) beabstandeten Erfassungsebene (7, 7') die Hinderniserfassung durchführt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - dass eine Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) vorgesehen ist und - dass die Türbremsvorrichtung (9) den Abbremsvorgang der Öffnungsbewegung der Tür (6) in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Tür (6) steuert.
2. Turstoppsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) einen im Bereich des Türscharniers vorgesehenen Drehwinkelgeber umfasst.
3. Turstoppsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) einen im Bereich der Türbremsvorrichtung (9) vorgesehenen Weggeber umfasst.
4. Turstoppsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür einen im Bereich des Öffnungsantriebs vorgesehenen Weggeber umfasst.
5. Turstoppsystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür (6) einen Rechner umfasst, der den Öffnungswinkel aus Bewegungsdaten des Öffnungsantriebs, insbesondere aus der Öffnungsgeschwindigkeit und aus der verstrichenen Dauer des ÖffnungsVorgangs, errechnet.
6. Turstoppsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Erfassungsebene (7') derart in einem Winkel zur Türfläche (5) steht, dass der Abstand zwischen der Türfläche (5) und der Erfassungsebene (7') im Bereich des Türscharniers geringer ist, als in dem vom Türscharnier abgewandten Bereich der Tür.
7. Turstoppsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Türbremsvorrichtung (9) so ausgestaltet ist, dass die von der Türbremsvorrichtung (9) ausgeübte Bremskraft mit zunehmender Annäherung der Tür (6) an ein Hin- dernis (4) progressiv erhöht wird, so dass die Tür (6) zuverlässig ohne Überschwingung gestoppt wird.
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