WO2019122063A1 - Fahrzeugtüranordnung mit einer sensoreinrichtung zum erkennen eines verstellwunsches - Google Patents

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WO2019122063A1
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Marvin HOHLFELD
Thomas Schindhelm
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Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Bamberg
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    • E05Y2900/531—Doors

Definitions

  • Vehicle door assembly with a sensor device for detecting a
  • the invention relates to a vehicle door assembly according to the preamble of claim 1 and a method for controlling a vehicle door assembly.
  • Such a vehicle door assembly comprises a vehicle door pivotably arranged on a vehicle body and a power transmission device for adjusting and / or locking the vehicle door relative to the vehicle body.
  • the power transmission device has a transmission element for establishing a force flow between the vehicle door and the vehicle body in order to adjust the vehicle door relative to the vehicle body or to hold it in position relative to the vehicle body.
  • a control device is used to control the power transmission device.
  • Such a vehicle door may be formed, for example, as a vehicle side door or as a tailgate. Under a vehicle door to be understood in this context, any flap of a vehicle that closes a vehicle opening in the closed position.
  • a power transmission device as is known, for example, from DE 10 2015 215 627 A1, can be designed as an adjusting device and / or as a locking device and accordingly serve to adjust the vehicle door or to lock the vehicle door in a position just assumed. If the power transmission device is designed as an adjusting device, it has a drive device in the form of a drive motor, by means of which the vehicle door can be adjusted by an electric motor.
  • a locking device can also be used independently of an electromotive adjusting device to determine a vehicle door in an open position and thus to hold in position, so that the vehicle door from the open position can not strike easily, at least not in an uncontrolled manner.
  • a holding position of the door can be freely selected by a user holding the door in a position manually opened for a while in a position that is sensed and the door then at this position the electric drive unit is held. If a manual movement of the door is detected by the user, the drive unit is disconnected again and the door is free to move again.
  • Object of the present invention is to provide a vehicle door assembly and a method for controlling a vehicle door assembly that allow a simple way reliable detection of Verstellcs a user.
  • the vehicle door arrangement comprises at least one first sensor device for generating a first sensor signal indicating a movement of the vehicle door and at least one second sensor device for generating a second sensor signal indicating the position of the vehicle door, wherein the control device is designed to generate the first sensor signal of the at least one first sensor device and to evaluate the second sensor signal of the at least one second sensor device in order to detect, as a function of the first sensor signal and / or the second sensor signal, an adjustment request of a user for adjusting the vehicle door and to control the power transmission device as a function of the evaluation for an adjustment of the vehicle door.
  • the present invention is based on the idea of using two different sensor devices in order to evaluate sensor signals generated by the different sensor devices for the rapid and reliable detection of a user's adjustment request.
  • a first sensor device serves to detect a movement on the vehicle door and is designed, for example, as an acceleration sensor or gyrosensor. The first sensor device may output a sensor signal indicative of movement on the vehicle door with comparatively little delay and great accuracy.
  • a second sensor device serves to detect the position of the vehicle door. It can thus be deduced from the second sensor signal in which position the vehicle door is currently located and if the vehicle door possibly moves out of a position that has just been taken (detected).
  • reliable identification of an adjustment request of a user is possible both by a sensor device which detects a movement of the vehicle door and by a sensor device which monitors the position of the vehicle door.
  • the combination of the two sensor devices may allow for reliable detection in different situations in which one sensor device optionally enables a more reliable detection than the other sensor device.
  • the detection of a Verstellbyes by monitoring the position of the vehicle door is based on the fact that it is detected whether a clutch over which the vehicle door is detected slips and thus the vehicle door moves out of its detected position. With a position monitoring can thus be reliably detected whether a user attacks on a door to adjust the door. Because the user However, to effect slippage of the clutch must have a certain minimum force, this can be haptically uncomfortable for the user. In addition, the detection of a Verstellbyes only after slipping of the clutch have a relatively slow response.
  • the monitoring of a movement presupposes that the vehicle door is moved at a certain (minimum) movement speed.
  • a detection of a desired adjustment by means of a sensor device monitoring a movement may not be possible without further ado.
  • the advantages of detection using the different sensor devices are combined.
  • a quick response can be achieved without the need for slippage of a clutch.
  • a Verstellt can be detected even with slow movement of the vehicle door.
  • the recognition of an adjustment request of a user takes place by evaluation of the sensor signals of the sensor devices.
  • the sensor signal of the first sensor device indicates a movement on the vehicle door that is believed to be due to an attack by a user on the vehicle door for adjusting the vehicle door. If, for example, the sensor signal indicative of the movement exceeds a predetermined threshold value or if the sensor signal is similar to a specific time profile, then it is concluded that an adjustment request of a user is present, and the control device correspondingly activates the power transmission device in order to initiate or introduce an electromotive adjustment allow manual adjustment.
  • the sensor signal of the second sensor device monitors the position of the vehicle door. If it is determined, for example, that the vehicle door has been moved by a predetermined distance from a position just determined, this can be interpreted as a user's desired adjustment, so that the control device controls the power transmission device in order to generate an electric motor To initiate adjustment or to allow a manual adjustment.
  • the second sensor device thus monitors whether the position of the vehicle door has changed by more than a predetermined (second) threshold value compared with the detected position.
  • the adjustment of the vehicle door after detecting a Verstellchiees a user can in principle, depending on the configuration of the power transmission device, carried out by electric motor or manually.
  • the power transmission device to a drive motor, with the
  • Transmission element of the power transmission device is coupled and can be controlled to move upon detection of a Verstellfixes the vehicle door. If, for example, it is detected that a user presses on the vehicle door in order to close it, this can be detected correspondingly using the sensor devices in order to control the drive motor for electromotive closing of the vehicle door when the adjustment request is detected.
  • the second case is the
  • Power transmission device configured, for example, as (pure) locking device that detects the vehicle door in a just assumed (open) position. If an adjustment request of a user is detected in such a power transmission device, the power transmission device is actuated by the control device to release an adjustment of the vehicle door, so that a user can manually move the vehicle door out of the just-stood position.
  • the vehicle door assembly may comprise an electrically operable coupling device which produces in a coupling, first state the power flow between the vehicle door and the vehicle body via the transmission element to exert an adjusting force for adjusting the vehicle door on the transmission element or a locking force for detecting the To effect vehicle door in a just-occupied position.
  • the coupling device in contrast, decouples the transmission element and thereby opens the power flow, so that the vehicle door, for example, can be manually adjusted independently of an actuation of a drive motor.
  • the force flow between the Vehicle door and the vehicle body are repealed, so that independent of an operation of a drive motor adjustment of the vehicle door, for example, manually by a user, is possible.
  • the coupling device is in particular designed to determine the vehicle door in a holding position of the vehicle door by being in the coupling, first state. Because the clutch device is in its clutching, first state, the power transmission train between the vehicle body and the vehicle door is closed, so that in the stop position, the vehicle door is held in position relative to the vehicle body.
  • the coupling device may in this case be designed to slip in the coupling, first state at a torque applied to the vehicle door, which exceeds a limit torque.
  • the clutch device holds the vehicle door in position up to the limit torque. If the limit torque is exceeded, the coupling device can slip in a sliding manner, so that a (braked) adjustment of the vehicle door is possible, however, can be detected in particular by the position monitoring means of the second sensor device and interpreted as Verstellde.
  • the control device can in one embodiment control the clutch device in order to transfer the clutch device from the coupling, first state into the decoupling, second state, so that the power transmission line between the vehicle body and the vehicle door is disconnected and thus the vehicle door can be freely adjusted relative to the vehicle body. In this way, a manual adjustment of the vehicle door is made possible so that the user can close or further open the vehicle door, for example.
  • the power transmission device has a drive motor for electromotive adjustment of the vehicle door.
  • the power transmission device can thus be used for the electromotive adjustment of the vehicle door, wherein in addition a coupling device may be present, which can also enable a manual adjustment of the vehicle door by uncoupling.
  • the control device can be configured to control the drive motor for the electromotive adjustment of the vehicle door. If an adjustment request is detected, the adjustment thus takes place by an electric motor, for example as a function of a recognized direction of the adjustment request (in the direction of a closing or in the direction of a (further) opening of the vehicle door).
  • the drive motor may be arranged stationarily on the vehicle door.
  • the transmission element can be formed in this case, for example, as a so-called tether and hinged to the vehicle body.
  • the drive motor acts to adjust the vehicle door on the transmission element and adjusts this so that a relative movement between the vehicle door and the vehicle body can be effected via the transmission element.
  • the first sensor device for monitoring the movement can in principle be designed differently.
  • the first sensor device is designed as an acceleration sensor for measuring the acceleration of the vehicle door.
  • an acceleration sensor can be constructed, for example, as a piezoelectric sensor or as a so-called MEMS sensor (MEMS: Microelectromechanical System).
  • MEMS Microelectromechanical System
  • Such an acceleration sensor can measure accelerations in a two-dimensional plane or in three-dimensional space.
  • the first sensor device may be designed as a so-called gyrosensor.
  • a gyro sensor also referred to as a gyrometer, measures a rotational movement, in the case of the vehicle door, therefore, the pivoting movement about the pivot axis about which the vehicle door is pivotable relative to the vehicle body.
  • the first sensor device is designed as an acceleration sensor or as a gyrosensor
  • the first sensor device in the form of the acceleration sensor or the gyro sensor can be arranged, for example, on a door module of the vehicle door or integrated in the control device arranged stationarily on the vehicle door.
  • the first sensor device can be designed, for example, as a separate component and arranged on an assembly carrier of the door module.
  • the first sensor device for example, integrated into the control device and thus, for example, in the same housing as a circuit board of the control device, possibly even arranged on the board of the control device.
  • the control device can also be arranged on an assembly carrier of the door module.
  • the sensor device is arranged in the form of the acceleration sensor or the gyro sensor stationary on the vehicle door and is thus moved with an acceleration on the vehicle door together with this.
  • an acceleration of the vehicle door or the pivotal movement of the vehicle door indicating sensor signal of the first sensor device can thus be concluded directly on the movement of the vehicle door and possibly therefrom on a Verstelltern a user.
  • the drive motor can engage via a pinion in a toothing of the transmission element in order to adjust by twisting the pinion, the transmission element. If the drive motor is arranged stationary on the vehicle door and if the transmission element is connected in an articulated manner to the vehicle body, the vehicle door is pivoted relative to the vehicle body by adjusting the transmission element relative to the drive motor.
  • the drive motor may be coupled to the transmission element, for example via a cable drive.
  • a shaft which can be driven by the drive motor can be coupled to the transmission element via a flexible coupling element designed for transmitting tensile forces-for example a pull cable, a belt, a belt or a belt.
  • the coupling element may for example be fastened with two ends to the transmission element and placed around a shaft element arranged on the shaft, for example a cable drum, so that by rolling the roller element, the coupling element rolls on the roller element and thereby the transmission element is adjusted relative to the drive motor.
  • the second sensor device is preferably designed to detect the absolute position of a shaft operatively connected to the transmission element.
  • a suitable magnet arrangement with a plurality of magnetic poles can be arranged on the shaft, wherein the second sensor device can detect the position of the magnet arrangement and derive therefrom the absolute position of the shaft.
  • second sensor device to design as an optical sensor device, in which case, for example, a suitable optical division for detecting the absolute angular position of the shaft can be arranged on the shaft.
  • the second sensor device determines the relative position of the shaft and to have, for example, a Hall effect sensor.
  • the Hall effect sensor pulses are generated, for example, during a rotation of the shaft, which can be counted to close on the basis of the count of the pulses back to the position of the shaft.
  • the angular velocity can be readily deduced, so that the speed of the second vehicle part to be adjusted, for example the vehicle door, can also be determined via the second sensor device.
  • a spur gear can be arranged, which is coupled via a pinion gear with a wheel. If the shaft and above the spur gear connected to the shaft is rotated, this rotational movement is transmitted to the wheel via the pinion gear.
  • the second sensor device is in this case assigned to the wheel and designed to detect an angular position of the wheel.
  • the pinion gear in this embodiment may preferably provide a reduction gear so that rotational movement of the shaft is transmitted in a reduced manner into rotation of the wheel. In this way it can be ensured that over the maximum adjustment of the vehicle door (between its end positions), the wheel does not rotate more than 360 °, which can ensure that the absolute position of the wheel clearly detected and from the absolute position of the wheel clearly can be deduced the position of the wave.
  • the second sensor device is arranged on an end of the shaft facing away from the output element.
  • the sensor device can be arranged within a housing of the device away from the transmission element and the output element in operative connection with the transmission element. This makes a protection of the sensor device and a seal against water and dirt easy and inexpensive.
  • the sensor devices can also be used to wake up the control device and / or the power transmission device from a so-called sleep mode. If the vehicle door is stationary for an extended period of time in an open position, then the control device can be automatically switched to the sleep mode for the purpose of saving energy, in which the functionality of the control device is reduced, so that the control device only has a reduced energy consumption.
  • the control device can be woken up from the sleep mode by a correspondingly generated sensor signal from the sensor device and converted into a full operating state become.
  • the sensor signal of a sensor device thus also serves to influence the operating state of the control device.
  • the object is also achieved by a method for controlling a vehicle door assembly, wherein the vehicle door assembly comprises a vehicle door pivotally mounted on a vehicle body, a power transmission device for adjusting and / or locking the vehicle door relative to the vehicle body and a control device for controlling the power transmission device.
  • the power transmission device has a transmission element for establishing a force flow between the vehicle door and the vehicle body in order to adjust the vehicle door relative to the vehicle body or to hold it in position relative to the vehicle body.
  • At least one second sensor device generates a second sensor signal indicating the position of the vehicle door
  • the control device generates the first sensor signal of the at least one first sensor device and the second sensor signal the at least one second sensor device evaluates to detect in dependence on the first sensor signal and / or the second sensor signal a Verstellt a user for adjusting the vehicle door and to control the power transmission device in dependence on the evaluation for adjusting the vehicle door.
  • Figure 1 is a schematic view of an adjusting element in the form of a vehicle door on a fixed portion in the form of a vehicle body.
  • Fig. 2 is a schematic view of a power transmission device in the form of a
  • Door drive with a drive motor, a coupling device, a control device and a transmission element for transmitting power to adjust the vehicle door;
  • Fig. 3 is a view of an embodiment of a power transmission device in
  • Fig. 5 is a view of a drive motor, a transmission and a
  • FIG. 1 shows, in a schematic view, a vehicle 1 which has a vehicle body 10 and an adjusting element in the form of a vehicle door 11, which is arranged on the vehicle body 10 via a hinge 11 1 and can pivot about a pivot axis along an opening direction O.
  • the vehicle door 1 1 can be realized for example by a vehicle side door or by a tailgate.
  • the vehicle door 11 hides in a closed position a vehicle opening 100 in the vehicle body 10, for example a side door opening or a tailgate opening.
  • the vehicle door 11 is electromotively movable from its closed position into an open position via a power transmission device 2 arranged in a door interior 110, so that the vehicle door 11 can be moved automatically in an electromotive manner.
  • the power transmission device 2 schematically illustrated in FIG. 2 and in one embodiment shown in FIGS. 3 to 5, has a drive motor 22, which is coupled via a coupling device 21 with a transmission element 20, via the adjusting forces between the vehicle door 1 1 and the Vehicle body 10 can be transmitted.
  • the Drive motor 22 is fixedly arranged on the vehicle door 1 1 in this embodiment, while the transmission element 20 in the manner of a so-called tether at one end 200 articulated and thus pivotally fixed to the vehicle body 10.
  • the drive motor 22 is used to drive a drive element 23 in the form of a cable drum, which via a coupling element 24 in the form of a flexible, pliable tension element for transmitting (exclusively) tensile forces , in particular in the form of a traction cable (for example a steel cable), is coupled to the transmission element 20.
  • the cable drum 23 may in this case be supported, for example, on the longitudinally extended transmission element 20 and roll on the transmission element 20.
  • the coupling element 24 is connected to the transmission element 20 via a first end 240 in the region of the end 200 of the transmission element 20 and via a second end 241 in the region of a second end 201 and thereby wound around the drive element 23 in the form of the cable drum.
  • the drive element 23, driven by the drive motor 22, is set into rotary motion, the coupling element 24 rolls in the form of the tension element (pull cable) on the drive element 23, so that the drive element 23 moves relative to the transmission element 20 and thus along the longitudinal direction of the transmission element 20 is moved to the transmission element 20, resulting in an adjustment of the vehicle door 1 1 relative to the vehicle body 10.
  • the drive motor 22 also drive a pinion, which is in meshing engagement with the transmission element 20.
  • the power transmission device is designed as a spindle drive with, for example, a rotatable spindle which engages with a spindle nut.
  • the coupling device 21 serves to couple the drive motor 22 to the drive element 23 or to decouple it from the drive element 23.
  • the coupling device 21 establishes a force flow between the drive motor 22 and the drive element 23, so that a rotational movement of a motor shaft 220 of the drive motor 20 is transmitted to the drive element 23 and, consequently, the Drive element 23 is placed in a rotational movement to initiate an adjustment force in the transmission element 20 in this manner.
  • the drive motor 22 is decoupled from the drive element 23, so that the drive motor 22 can be moved independently of the drive element 23 and vice versa the drive element 23 independently of the drive motor 22.
  • this uncoupling state for example, a manual adjustment of the vehicle door 1 1 may be possible without in this case the drive motor 22 is acted upon by forces.
  • the coupling device 21 may also have a third coupling state, corresponding to a grinding state in which coupling elements are in contact with each other in a sliding manner.
  • a first coupling element is in this case operatively connected to a motor shaft of the drive motor 22, while a second coupling element is operatively connected to the drive element 23.
  • the coupling device 21 can for example provide a braking force during a manual understanding of the vehicle door 11, caused by the grinding Plant the coupling elements together.
  • the drive motor 22 has a motor shaft 220, which is set into rotary motion during operation of the power transmission device 2 and is in operative connection with a transmission 25 (for example a planetary gear).
  • a transmission 25 for example a planetary gear.
  • a shaft 26 is driven, on which the drive member 23 is rotatably arranged in the form of the cable drum, so that by rotating the shaft 26, the drive member 23 can be driven, thereby the coupling element 24 rolls in the form of the pull cable to the drive member 23 and
  • the transmission element 20 is moved to move the vehicle door 1 1.
  • Via a sensor device 27 the absolute position of the shaft 26 can be determined during operation.
  • the electrically actuated via an actuator 210 clutch device 21 is in its coupling state a power flow between the gear 25 and the shaft 26 ago, so that in the coupling state of the coupling device 21, an adjusting or locking force from the drive motor 22 to the shaft 26 and over to the Transmission element 20 can be transmitted.
  • the coupling device 21 lifts the power flow between the drive motor 22 and the shaft 26, so that the transmission element 20 relative to the Drive motor 22 can be adjusted without the drive motor 22 is thereby acted upon with a force.
  • the coupling element 24 in the form of the traction cable is fixedly connected to the transmission element 20 via a first end 240 in the region of the end 200 of the transmission element 20.
  • a second end 241 of the coupling element 24 is connected to the end 201 of the transmission element 20 via a tensioning device 242.
  • the tension of the coupling element 24 on the transmission element 20 can be adjusted.
  • the operation of the drive motor 22 is controlled via a control device 4, which, for example, as shown in Fig. 1, can be arranged on a subframe of a door module 112 of the vehicle door 1 1.
  • a control device 4 can serve for controlling the power transmission device 2, but also for controlling other functional components of the vehicle door 11.
  • the power transmission device 2 serves on the one hand for the electromotive adjustment of the vehicle door 11 and on the other hand for locking the vehicle door 11 in an open position.
  • the coupling device 21 In a holding position, the coupling device 21 is in its coupling state, thereby establishing a force flow between the vehicle door 11 and the vehicle body 10, so that the vehicle door 1 1 -. due to a self-locking on the gear 25 and / or the drive motor 22 - is held in its open position.
  • the vehicle door 11 has been brought into an open position, it can not readily move in an uncontrolled manner out of the open position.
  • a sensor device 30 in the form of an acceleration sensor or a gyro sensor is arranged on the vehicle door 11, as shown schematically in FIG.
  • an acceleration / movement on the vehicle door 1 1 can thus be concluded directly and with a slight time delay in order to draw conclusions about a possible adjustment request of a user.
  • the acceleration of the vehicle door 11 is measured. If the vehicle door 11 is accelerated from a standing position - by a user pressing, for example, on the door to displace the door - accelerates, this leads to an acceleration signal on the sensor device designed as an acceleration sensor 30. If the acceleration is greater in magnitude as a threshold value or if it resembles a predetermined profile, it can be concluded from this that there is an adjustment request, so that an adjustment process of the vehicle door 11 is initiated and the drive motor 22 can be correspondingly activated.
  • a sensor device 30 embodied as a gyrosensor measures the angular velocity, that is to say the pivotal movement of the vehicle door 1. From the angular velocity, a movement on the vehicle door 11 can be detected in order to detect a user's adjustment request and if necessary to initiate an electromotive adjustment process. The identification of an adjustment request of a user takes place on the one hand via the sensor device 30, which monitors the movement of the vehicle door 1 1. In addition, however, a sensor signal of the sensor device 27 is also evaluated, which monitors the position of the vehicle door 11.
  • the sensor device 27 is designed to measure the absolute angle between the vehicle door 11 and the vehicle body 10.
  • the sensor device 27 has, as shown in FIG. 5, a non-rotatably mounted on the shaft 26 spur gear 270 which is meshingly engaged with a pinion 271.
  • the pinion 271 drives a gear 272, which may have a suitable magnet arrangement or an optical division or the like, so that by means of a counter to the gear 272 located sensor 273, the absolute angular position of the gear 272 and above the shaft 26 with the arranged thereon Cable drum 23 can be detected by sensors.
  • the absolute angular position of the cable drum 23 can be sensed via the shaft 26 sensory.
  • the gear provided by the spur gear 270, the pinion 271 and the gear 272 which is preferably a reduction gear, it can be provided, for example, that the gear 272 does not extend over the entire adjustment path of the cable drum 23 relative to the transmission element 20 over an angular range is moved as 360 °, so that the absolute position of the shaft 26 can be detected clearly.
  • the sensor 273 is equipped, for example, as a magnetic sensor or as an optical sensor depending on the design of the gear 272 and is able to determine the absolute angular position of the gear 272.
  • the sensor 273 for example, as a Hall effect sensor for determining the relative position of the toothed wheel 272.
  • the sensor 273 detects pulses upon rotation of the gear 272 (in which case the gear 272 can make a plurality of revolutions over the displacement of the transmission member 20) and can determine the position of the cable drum 23 by counting the pulses. Due to the fact that the sensor device 27 decreases the angular position directly on the shaft 26 permanently connected to the cable drum 23, the position of the shaft 26 and above the vehicle door 1 1 can be determined exactly during or after free manual pivoting in the freewheeling state of the switching device 4.
  • the sensor device 27 thus generates a sensor signal which indicates the absolute position of the vehicle door 1 1 (which is correlated directly with the position of the shaft 26). By evaluating the sensor signal can thus be detected whether the vehicle door 11 is moved out of a just assumed (locking) position out. If it is detected, for example, that the vehicle door 1 1 is moved out of the position just assumed by more than a predetermined minimum distance, then this can be interpreted as a desired adjustment.
  • the coupling device 21 can slip when the voltage applied to the vehicle door 11 to a force Torque leads to the shaft 26, which exceeds a predetermined limit torque. If a user thus acts with a great force on the vehicle door 1 1, the user can move the vehicle door 1 1 out of the just assumed, determined position, which is evaluated by evaluating the sensor signal of the sensor device 30 based on the resulting movement of the vehicle door 1 1 or can be detected by evaluation of the sensor signal of the sensor device 27 based on the change in the position of the vehicle door 1 1 and interpreted as Verstellduct.
  • Speed / acceleration of the vehicle door 11 is monitored. If it results from one of the sensor signals that an adjustment request of a user is present, for example because the vehicle door 1 1 has been moved out of a previously assumed, determined position by more than a predetermined minimum distance, or the speed of the vehicle door exceeds a predetermined threshold, then the control device controls 4 corresponding to the coupling device 21, for example, to transfer the coupling device 21 in its uncoupled state.
  • the sensor signals of the sensor device 30 and also the sensor signals of the sensor device 27 are used and evaluated for the evaluation and identification of the Verstellvers, a Verstellde can be reliably detected.
  • the evaluation via the sensor signals of the sensor device 30 can enable a fast response for the rapid detection of a desired adjustment.
  • the evaluation of the sensor signals of the sensor device 27, on the other hand make it possible to detect an adjustment request even when the vehicle door 1 1 moves slowly from a position just assumed.
  • control device 4 can be configured in different ways to initiate an adjustment of the vehicle door 1 1 in an electromotive manner or to enable a manual adjustment of the vehicle door 1 1.
  • the control device 4 controls the drive motor 22 for detecting the adjustment of the vehicle door 1 1 when an adjustment request is detected.
  • the coupling device 21 remains in its closed (coupling) state in this case.
  • the vehicle door 1 controls the control device 4 upon detection of a Verstelloverlappinges the coupling device 21 for transferring from the coupling state in the uncoupled state, so that the power flow between the vehicle door 11 and the vehicle body 10th is interrupted and according to the vehicle door 11 can be adjusted manually.
  • a door drive can also have another adjustment mechanism, for example by the drive motor interacting with a transmission element via a pinion engagement.
  • the door drive can, for example, also be designed as a spindle drive in which, for example, a spindle is turned and with a spindle Spindle nut is engaged, so that the spindle nut is adjusted along the spindle by the rotational movement of the spindle.
  • a pure locking device can basically be dispensed with a drive motor.

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Abstract

Eine Fahrzeugtüranordnung umfasst eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordnete Fahrzeugtür (11), eine Kraftübertragungseinrichtung (2) zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür (11) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10), wobei die Kraftübertragungseinrichtung (2) ein Übertragungselement (20) zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11) und der Fahrzeugkarosserie (10) aufweist, um die Fahrzeugtür (11) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (10) zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) zu halten, und eine Steuereinrichtung (4) zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung (2). Zusätzlich ist zumindest eine erste Sensoreinrichtung (30) zum Erzeugen eines eine Bewegung der Fahrzeugtür (11) anzeigenden, ersten Sensorsignals und zumindest eine zweite Sensoreinrichtung (27) zum Erzeugen eines die Position der Fahrzeugtür (11) anzeigenden, zweiten Sensorsignals vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, das erste Sensorsignal der zumindest einen ersten Sensoreinrichtung (30) und das zweite Sensorsignal der zumindest einen zweiten Sensoreinrichtung (27) auszuwerten, um in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal und/oder dem zweiten Sensorsignal einen Verstellwunsch eines Nutzers zum Verstellen der Fahrzeugtür (11) zu erkennen und die Kraftübertragungseinrichtung (2) in Abhängigkeit von der Auswertung für ein Verstellen der Fahrzeugtür (11) anzusteuern.

Description

Fahrzeugtüranordnung mit einer Sensoreinrichtung zum Erkennen eines
Verstellwunsches
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtüranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung.
Eine derartige Fahrzeugtüranordnung umfasst eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugtür und eine Kraftübertragungseinrichtung zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie. Die Kraftübertragungseinrichtung weist ein Übertragungselement zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie auf, um die Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugkarosserie zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie zu halten. Eine Steuereinrichtung dient zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung.
Eine derartige Fahrzeugtür kann beispielsweise als Fahrzeugseitentür oder auch als Heckklappe ausgebildet sein. Unter einer Fahrzeugtür soll in diesem Zusammenhang jede Klappe eines Fahrzeugs verstanden werden, die in geschlossener Stellung eine Fahrzeugöffnung verschließt. Eine solche Kraftübertragungseinrichtung, wie sie zum Beispiel aus der DE 10 2015 215 627 A1 bekannt ist, kann als Verstelleinrichtung und/oder als Feststelleinrichtung ausgebildet sein und entsprechend zum Verstellen der Fahrzeugtür oder zum Feststellen der Fahrzeugtür in einer gerade eingenommenen Position dienen. Ist die Kraftübertragungseinrichtung als Verstelleinrichtung ausgebildet, weist sie eine Antriebseinrichtung in Form eines Antriebsmotors auf, mittels dessen die Fahrzeugtür elektromotorisch verstellt werden kann. Eine Feststelleinrichtung kann demgegenüber auch unabhängig von einer elektromotorischen Verstelleinrichtung zum Einsatz kommen, um eine Fahrzeugtür in einer geöffneten Stellung festzustellen und somit in Position zu halten, sodass die Fahrzeugtür aus der geöffneten Stellung nicht ohne weiteres, jedenfalls nicht in unkontrollierter Weise zuschlagen kann.
Ist die Fahrzeugtür geöffnet und wird sie über die Kraftübertragungseinrichtung in der geöffneten Stellung gehalten, so kann wünschenswert sein, dass ein Nutzer in intuitiver Weise eine Bewegung der Fahrzeugtür aus der geöffneten Stellung heraus, zum Beispiel zum Schließen der Fahrzeugtür oder zum weiteren Öffnen der Fahrzeugtür, initiieren kann. Erforderlich ist hierzu, dass ein Verstellwunsch eines Nutzers, der beispielsweise zum Verstellen der Fahrzeugtür an der Fahrzeugtür angreift, entsprechend erkannt wird, um abhängig von der Erkennung eines solchen Verstellwunsches die Kraftübertragungseinrichtung anzusteuern und entsprechend einen Verstellvorgang der Fahrzeugtür, durch manuelles Verstellen oder durch elektromotorisches Verstellen, zu ermöglichen.
Bei einer aus der WO2014/090222 A1 bekannten Schließeinrichtung für eine Fahrzeugtür kann eine Halteposition der Tür frei gewählt werden, indem ein Nutzer die Tür beim manuellen Öffnen eine Zeit lang in einer Position festhält, dies sensorisch erkannt wird und die Tür sodann an dieser Position durch die elektrische Antriebseinheit festgehalten wird. Wird eine manuelle Bewegung der Tür durch den Nutzer erkannt, wird die Antriebseinheit wieder abgekoppelt und die Tür wieder frei beweglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugtüranordnung und ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung bereitzustellen, die auf einfache Weise eine zuverlässige Erkennung eines Verstellwunsches eines Nutzers ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach umfasst die Fahrzeugtüranordnung zumindest eine erste Sensoreinrichtung zum Erzeugen eines eine Bewegung der Fahrzeugtür anzeigenden, ersten Sensorsignals und zumindest eine zweite Sensoreinrichtung zum Erzeugen eines die Position der Fahrzeugtür anzeigenden, zweiten Sensorsignals, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, das erste Sensorsignal der zumindest einen ersten Sensoreinrichtung und das zweite Sensorsignal der zumindest einen zweiten Sensoreinrichtung auszuwerten, um in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal und/oder dem zweiten Sensorsignal einen Verstellwunsch eines Nutzers zum Verstellen der Fahrzeugtür zu erkennen und die Kraftübertragungseinrichtung in Abhängigkeit von der Auswertung für ein Verstellen der Fahrzeugtür anzusteuern.
Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, zwei unterschiedliche Sensoreinrichtungen zu verwenden, um durch die unterschiedlichen Sensoreinrichtungen erzeugte Sensorsignale zum zügigen und zuverlässigen Erkennen eines Verstellwunsches eines Nutzers auszuwerten. Eine erste Sensoreinrichtung dient hierbei zum Detektieren einer Bewegung an der Fahrzeugtür und ist beispielsweise als Beschleunigungssensor oder Gyrosensor ausgestaltet. Die erste Sensoreinrichtung kann ein Sensorsignal ausgeben, das eine Bewegung an der Fahrzeugtür mit vergleichsweise geringer Verzögerung und großer Genauigkeit anzeigen kann. Eine zweite Sensoreinrichtung dient demgegenüber zum Erfassen der Position der Fahrzeugtür. Aus dem zweiten Sensorsignal kann somit abgeleitet werden, in welcher Stellung sich die Fahrzeugtür gerade befindet und ob sich die Fahrzeugtür gegebenenfalls aus einer gerade eingenommen (festgestellten) Stellung herausbewegt.
Grundsätzlich ist sowohl durch eine Sensoreinrichtung, die eine Bewegung der Fahrzeugtür erkennt, als auch durch eine Sensoreinrichtung, die die Position der Fahrzeugtür überwacht, eine zuverlässige Identifikation eines Verstellwunsches eines Nutzers möglich. Durch die Kombination beider Sensoreinrichtungen kann jedoch eine zuverlässige Erkennung in unterschiedlichen Situationen möglich sein, in denen die eine Sensoreinrichtung gegebenenfalls eine zuverlässigere Erkennung als die andere Sensoreinrichtung ermöglicht.
So basiert die Erkennung eines Verstellwunsches durch Überwachung der Position der Fahrzeugtür darauf, dass erkannt wird, ob eine Kupplung, über die die Fahrzeugtür festgestellt ist, durchrutscht und sich die Fahrzeugtür somit aus ihrer festgestellten Position herausbewegt. Mit einer Positionsüberwachung kann somit zuverlässig erkannt werden, ob ein Nutzer an einer Tür angreift, um die Tür zu verstellen. Weil der Nutzer jedoch zum Bewirken des Durchrutschens der Kupplung eine gewisse Mindestkraft aufbringen muss, kann dies für den Nutzer haptisch unangenehm sein. Zudem kann die Erkennung eines Verstellwunsches erst nach Durchrutschen der Kupplung ein vergleichsweise langsames Ansprechverhalten aufweisen.
Die Überwachung einer Bewegung (zum Beispiel der Winkelgeschwindigkeit oder der Beschleunigung) an der Fahrzeugtür setzt demgegenüber voraus, dass die Fahrzeugtür mit einer gewissen (Mindest-)Bewegungsgeschwindigkeit bewegt wird. Bei einer langsamen Bewegung der Tür kann eine Erkennung eines Verstellwunsches mittels einer eine Bewegung überwachenden Sensoreinrichtung gegebenenfalls nicht ohne weiteres möglich sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Vorteile der Erkennung unter Verwendung der unterschiedlichen Sensoreinrichtungen miteinander kombiniert. Durch Verwendung der Sensoreinrichtung zur Erkennung der Bewegung der Fahrzeugtür kann ein schnelles Ansprechverhalten ohne das Erfordernis für ein Durchrutschen einer Kupplung erreicht werden. Mittels der Sensoreinrichtung zur Überwachung der Position kann zudem ein Verstellwunsch auch bei langsamer Bewegung der Fahrzeugtür erkannt werden.
Das Erkennen eines Verstellwunsches eines Nutzers erfolgt durch Auswertung der Sensorsignale der Sensoreinrichtungen.
Das Sensorsignal der ersten Sensoreinrichtung zeigt eine Bewegung an der Fahrzeugtür an, von der angenommen wird, dass sie aus einem Angreifen eines Nutzers an der Fahrzeugtür zum Verstellen der Fahrzeugtür herrührt. Übersteigt das die Bewegung anzeigende Sensorsignal zum Beispiel einen vorbestimmten Schwellwert oder gleicht das Sensorsignal einem bestimmten zeitlichen Profil, so wird hieraus darauf geschlossen, dass ein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt, und entsprechend steuert die Steuereinrichtung die Kraftübertragungseinrichtung an, um ein elektromotorisches Verstellen zu initiieren oder ein manuelles Verstellen zu ermöglichen.
Das Sensorsignal der zweiten Sensoreinrichtung überwacht demgegenüber die Position der Fahrzeugtür. Wird beispielsweise festgestellt, dass die Fahrzeugtür um einen vorbestimmten Weg aus einer gerade festgestellten Position heraus bewegt worden ist, kann dies als Verstellwunsch eines Nutzers interpretiert werden, sodass die Steuereinrichtung die Kraftübertragungseinrichtung ansteuert, um ein elektromotorisches Verstellen zu initiieren oder ein manuelles Verstellen zu ermöglichen. Mit der zweiten Sensoreinrichtung wird somit überwacht, ob sich die Position der Fahrzeugtür im Vergleich zu der festgestellten Position um mehr als einen vorbestimmten (zweiten) Schwellwert geändert hat.
Sobald anhand der Auswertung (mindestens) eines Sensorsignals ein Verstellwunsch erkannt wird, erfolgt eine entsprechende Ansteuerung der Kraftübertragungseinrichtung. Wenn somit nur aus einem Sensorsignal folgt, dass ein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt, wird die Kraftübertragungseinrichtung entsprechend angesteuert.
Das Verstellen der Fahrzeugtür nach Erkennen eines Verstellwunsches eines Nutzers kann hierbei grundsätzlich, abhängig von der Ausgestaltung der Kraftübertragungseinrichtung, elektromotorisch oder manuell erfolgen. Im ersten Fall weist die Kraftübertragungseinrichtung einen Antriebsmotor auf, der mit dem
Übertragungselement der Kraftübertragungseinrichtung gekoppelt ist und angesteuert werden kann, um bei Erkennen eines Verstellwunsches die Fahrzeugtür zu bewegen. Wird beispielsweise erkannt, dass ein Nutzer an der Fahrzeugtür drückt, um diese zu schließen, kann dies unter Verwendung der Sensoreinrichtungen entsprechend erkannt werden, um bei erkanntem Verstellwunsch den Antriebsmotor zum elektromotorischen Schließen der Fahrzeugtür anzusteuern. Im zweiten Fall ist die
Kraftübertragungseinrichtung beispielsweise als (reine) Feststelleinrichtung ausgestaltet, die die Fahrzeugtür in einer gerade eingenommenen (geöffneten) Stellung feststellt. Wird bei einer solchen Kraftübertragungseinrichtung ein Verstellwunsch eines Nutzers erkannt, wird die Kraftübertragungseinrichtung durch die Steuereinrichtung angesteuert, um ein Verstellen der Fahrzeugtür freizugeben, sodass ein Nutzer die Fahrzeugtür manuell aus der gerade eingestanden Stellung heraus bewegen kann.
In einer konkreten Ausgestaltung kann die Fahrzeugtüranordnung eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung aufweisen, die in einem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie über das Übertragungselement herstellt, um eine Verstellkraft zum Verstellen der Fahrzeugtür auf das Übertragungselement auszuüben oder eine Feststellkraft zum Feststellen der Fahrzeugtür in einer gerade eingenommenen Position zu bewirken. In einem entkuppelnden, zweiten Zustand entkuppelt die Kupplungseinrichtung demgegenüber das Übertragungselement und öffnet dadurch den Kraftfluss, sodass die Fahrzeugtür unabhängig von einer Betätigung eines Antriebsmotors beispielsweise manuell verstellt werden kann. Über die Kupplungseinrichtung kann somit der Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie aufgehoben werden, sodass eine von einer Betätigung eines Antriebsmotors unabhängige Verstellung der Fahrzeugtür, beispielsweise manuell durch einen Nutzer, möglich ist.
Die Kupplungseinrichtung ist insbesondere ausgestaltet, in einer Haltestellung der Fahrzeugtür die Fahrzeugtür dadurch festzustellen, dass sie sich in dem kuppelnden, ersten Zustand befindet. Weil die Kupplungseinrichtung in ihrem kuppelnden, ersten Zustand ist, ist der Kraftübertragungsstrang zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugtür geschlossen, sodass in der Haltestellung die Fahrzeugtür in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie gehalten wird.
Die Kupplungseinrichtung kann hierbei ausgebildet sein, in dem kuppelnden, ersten Zustand bei einem an der Fahrzeugtür anliegenden Drehmoment, das ein Grenzdrehmoment übersteigt, durchzurutschen. In dem kuppelnden ersten Zustand hält die Kupplungseinrichtung die Fahrzeugtür bis zu dem Grenzdrehmoment in Position. Wird das Grenzdrehmoment überschritten, kann die Kupplungseinrichtung in schleifender Weise durchrutschen, sodass ein (gebremstes) Verstellen der Fahrzeugtür möglich ist, das jedoch insbesondere durch die Positionsüberwachung mittels der zweiten Sensoreinrichtung erkannt und als Verstellwunsch interpretiert werden kann.
Wird ein Verstellwunsch eines Nutzers erkannt, beispielsweise wenn ein Nutzer an der Fahrzeugtür drückt, um diese zu verstellen, so kann die Steuereinrichtung in einer Ausgestaltung die Kupplungseinrichtung ansteuern, um die Kupplungseinrichtung von dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand zu überführen, sodass der Kraftübertragungsstrang zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugtür getrennt wird und somit die Fahrzeugtür frei relativ zur Fahrzeugkarosserie verstellt werden kann. Auf diese Weise wird ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür ermöglicht, sodass der Nutzer die Fahrzeugtür zum Beispiel schließen oder weiter öffnen kann.
In einer Ausgestaltung weist die Kraftübertragungseinrichtung einen Antriebsmotor zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür auf. Die Kraftübertragungseinrichtung kann somit zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür verwendet werden, wobei zusätzlich eine Kupplungseinrichtung vorhanden sein kann, die durch Entkuppeln auch ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür ermöglichen kann. Wird bei einer solchen elektromotorisch antreibbaren Kraftübertragungseinrichtung ein Verstellwunsch eines Nutzers erkannt, so kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, den Antriebsmotor zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür anzusteuern. Wird ein Verstellwunsch erkannt, so erfolgt das Verstellen somit elektromotorisch, zum Beispiel in Abhängigkeit von einer erkannten Richtung des Verstellwunsches (in Richtung eines Schließens oder in Richtung eines (weiteren) Öffnens der Fahrzeugtür).
In einer Ausführungsform kann der Antriebsmotor ortsfest an der Fahrzeugtür angeordnet sein. Das Übertragungselement kann in diesem Fall beispielsweise als sogenanntes Fangband ausgebildet und gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sein. Der Antriebsmotor wirkt zum Verstellen der Fahrzeugtür auf das Übertragungselement ein und verstellt dies, sodass über das Übertragungselement eine Relativbewegung zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie bewirkt werden kann.
Die erste Sensoreinrichtung zur Überwachung der Bewegung kann prinzipiell unterschiedlich ausgebildet sein.
In einer ersten Ausgestaltung ist die erste Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor zum Messen der Beschleunigung der Fahrzeugtür ausgebildet. Ein solcher Beschleunigungssensor kann beispielsweise als piezoelektrischer Sensor oder als so genannter MEMS-Sensor (MEMS: Microelektromechanical System) aufgebaut sein. Ein solcher Beschleunigungssensor kann Beschleunigungen in einer zweidimensionalen Ebene oder auch im dreidimensionalen Raum messen.
In einer zweiten Ausgestaltung kann die erste Sensoreinrichtung als sogenannter Gyrosensor ausgebildet sein. Ein solcher Gyrosensor, auch bezeichnet als Gyrometer, misst eine Drehbewegung, bei der Fahrzeugtür also die Schwenkbewegung um die Schwenkachse, um die die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie verschwenkbar ist.
Ist die erste Sensoreinrichtung als Beschleunigungssensor oder als Gyrosensor ausgebildet, so kann die erste Sensoreinrichtung in Form des Beschleunigungssensors oder des Gyrosensors beispielsweise auf einem Türmodul der Fahrzeugtür angeordnet oder in die ortsfest an der Fahrzeugtür angeordnete Steuereinrichtung integriert sein. Im ersten Fall kann die erste Sensoreinrichtung beispielsweise als separates Bauteil ausgebildet und an einem Aggregateträger des Türmoduls angeordnet sein. Im zweiten Fall ist die erste Sensoreinrichtung beispielsweise in die Steuereinrichtung integriert und somit beispielsweise im gleichen Gehäuse wie eine Platine der Steuereinrichtung, gegebenenfalls sogar auf der Platine der Steuereinrichtung, angeordnet. Die Steuereinrichtung kann hierbei ebenfalls auf einem Aggregateträger des Türmoduls angeordnet sein. In beiden Fällen ist die Sensoreinrichtung in Form des Beschleunigungssensors oder des Gyrosensors ortsfest an der Fahrzeugtür angeordnet und wird somit bei einer Beschleunigung an der Fahrzeugtür zusammen mit dieser bewegt. Anhand eines die Beschleunigung der Fahrzeugtür oder die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür angebenden Sensorsignals der ersten Sensoreinrichtung kann somit unmittelbar auf die Bewegung der Fahrzeugtür und daraus gegebenenfalls auf einen Verstellwunsch eines Nutzers geschlossen werden.
Grundsätzlich sind unterschiedliche Ausgestaltungen zur Kopplung des Antriebsmotors mit dem Übertragungselement denkbar und möglich. Beispielsweise kann der Antriebsmotor über ein Ritzel in eine Verzahnung des Übertragungselements eingreifen, um durch Verdrehen des Ritzels das Übertragungselement zu verstellen. Ist der Antriebsmotor an der Fahrzeugtür ortsfest angeordnet und ist das Übertragungselement gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie verbunden, so wird durch Verstellen des Übertragungselements relativ zum Antriebsmotor die Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie verschwenkt.
In anderer Ausgestaltung kann der Antriebsmotor beispielsweise über einen Seiltrieb mit dem Übertragungselement gekoppelt sein. Hierzu kann eine durch den Antriebsmotor antreibbare Welle über ein flexibles, zur Übertragung von Zugkräften ausgebildetes Kopplungselement - beispielsweise ein Zugseil, ein Band, ein Riemen oder ein Gurt - mit dem Übertragungselement gekoppelt sein. Das Kopplungselement kann beispielsweise mit zwei Enden an dem Übertragungselement befestigt und um ein an der Welle angeordnetes Rollenelement, beispielsweise eine Seiltrommel, herum gelegt sein, sodass durch Verdrehen des Rollenelements das Kopplungselement an dem Rollenelement abrollt und dadurch das Übertragungselement relativ zum Antriebsmotor verstellt wird.
Die zweite Sensoreinrichtung ist vorzugsweise zur Detektion der absoluten Position einer mit dem Übertragungselement wirkverbundenen Welle ausgestaltet. Beispielsweise kann an der Welle eine geeignete Magnetanordnung mit einer Mehrzahl von Magnetpolen angeordnet sein, wobei die zweite Sensoreinrichtung die Stellung der Magnetanordnung erfassen und daraus die absolute Position der Welle ableiten kann. Denkbar ist auch, die zweite Sensoreinrichtung als optische Sensoreinrichtung auszugestalten, wobei in diesem Fall an der Welle beispielsweise eine geeignete optische Teilung zur Detektion der absoluten Winkelposition der Welle angeordnet sein kann.
Denkbar und möglich ist in diesem Zusammenhang auch, dass die zweite Sensoreinrichtung die relative Position der Welle ermittelt und beispielsweise einen Hall- Effekt-Sensor aufweist. Mittels des Hall-Effekt-Sensors werden beispielsweise bei einer Drehung der Welle Pulse generiert, die gezählt werden können, um anhand der Zählung der Pulse auf die Position der Welle zurück zu schließen.
Aus der Änderung der Winkelposition kann ohne weiteres die Winkelgeschwindigkeit abgeleitet werden, sodass über die zweite Sensoreinrichtung auch die Geschwindigkeit des zu verstellenden zweiten Fahrzeugteils, beispielsweise der Fahrzeugtür, ermittelt werden kann.
An der Welle kann, in einer Ausführungsform, ein Stirnrad angeordnet sein, das über ein Ritzelgetriebe mit einem Rad gekoppelt ist. Wird die Welle und darüber das mit der Welle verbundene Stirnrad verdreht, so wird diese Drehbewegung über das Ritzelgetriebe auf das Rad übertragen. Die zweite Sensoreinrichtung ist hierbei dem Rad zugeordnet und ausgebildet, eine Winkelstellung des Rads zu detektieren.
Das Ritzelgetriebe kann in dieser Ausführungsform vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe bereitstellen, sodass eine Drehbewegung der Welle in untersetzter Weise in eine Drehung des Rads übertragen wird. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass über den maximalen Verstellweg der Fahrzeugtür (zwischen ihren Endlagen) sich das Rad nicht mehr als 360° dreht, wodurch gewährleistet werden kann, dass die absolute Position des Rads eindeutig detektiert und aus der absoluten Position des Rads eindeutig auf die Stellung der Welle zurückgeschlossen werden kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Sensoreinrichtung an einem dem Abtriebselement abgewandten Ende der Welle angeordnet. Auf diese Weise kann die Sensoreinrichtung innerhalb eines Gehäuses der Vorrichtung entfernt von dem Übertragungselement und dem mit dem Übertragungselement in Wirkverbindung stehenden Abtriebselement angeordnet sein. Dies macht einen Schutz der Sensoreinrichtung und eine Abdichtung gegen Wasser und Schmutz einfach und kostengünstig. Die Sensoreinrichtungen können auch dazu verwendet werden, die Steuereinrichtung und/oder die Kraftübertragungseinrichtung aus einem sogenannten Sleep-Mode aufzuwecken. Steht die Fahrzeugtür für längere Zeit fest in einer geöffneten Stellung, so kann die Steuereinrichtung selbstständig zum Zwecke der Energieeinsparung in den Sleep-Mode geschaltet werden, in dem die Funktionalität der Steuereinrichtung reduziert ist, sodass die Steuereinrichtung nur einen reduzierten Energieverbrauch aufweist. Detektiert zumindest eine der Sensoreinrichtungen eine Bewegung an der Fahrzeugtür, beispielsweise aufgrund eines Verstellwunsches eines Nutzers, den dieser durch Angreifen an der Fahrzeugtür äußert, so kann die Steuereinrichtung durch ein entsprechend generiertes Sensorsignal der Sensoreinrichtung aus dem Sleep-Mode aufgeweckt und in einen vollen Betriebszustand überführt werden. Das Sensorsignal einer Sensoreinrichtung dient in diesem Fall somit auch zum Beeinflussen des Betriebszustands der Steuereinrichtung.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung gelöst, bei dem die Fahrzeugtüranordnung eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugtür, eine Kraftübertragungseinrichtung zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür relativ zur Fahrzeugkarosserie und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung aufweist. Die Kraftübertragungseinrichtung weist ein Übertragungselement zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür und der Fahrzeugkarosserie auf, um die Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugkarosserie zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie zu halten. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eine erste Sensoreinrichtung ein eine Bewegung der Fahrzeugtür anzeigendes, erstes Sensorsignal erzeugt, zumindest eine zweite Sensoreinrichtung ein die Position der Fahrzeugtür anzeigendes, zweites Sensorsignal erzeugt, und die Steuereinrichtung das erste Sensorsignal der zumindest einen ersten Sensoreinrichtung und das zweite Sensorsignal der zumindest einen zweiten Sensoreinrichtung auswertet, um in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal und/oder dem zweiten Sensorsignal einen Verstellwunsch eines Nutzers zum Verstellen der Fahrzeugtür zu erkennen und die Kraftübertragungseinrichtung in Abhängigkeit von der Auswertung für ein Verstellen der Fahrzeugtür anzusteuern.
Die vorangehend beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Ausführungsformen finden analog auch auf das Verfahren Anwendung, sodass auf das vorangehend Ausgeführte verwiesen werden soll. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Verstellelements in Form einer Fahrzeugtür an einem feststehenden Abschnitt in Form einer Fahrzeugkarosserie;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Kraftübertragungseinrichtung in Form eines
Türantriebs mit einem Antriebsmotor, einer Kupplungseinrichtung, einer Steuereinrichtung und einem Übertragungselement zur Kraftübertragung zum Verstellen der Fahrzeugtür;
Fig. 3 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kraftübertragungseinrichtung in
Form eines Türantriebs zum Verstellen einer Fahrzeugtür;
Fig. 4 eine Ansicht einer Unterbaugruppe des Türantriebs; und
Fig. 5 eine Ansicht eines Antriebsmotors, eines Getriebes und einer
Kupplungseinrichtung des Türantriebs.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeug 1 , das eine Fahrzeugkarosserie 10 und ein über ein Gelenk 11 1 an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordnetes, um eine Schwenkachse entlang einer Öffnungsrichtung O verschwenkbares Verstellelement in Form einer Fahrzeugtür 11 aufweist.
Die Fahrzeugtür 1 1 kann beispielsweise durch eine Fahrzeugseitentür oder auch durch eine Heckklappe verwirklicht sein. Die Fahrzeugtür 11 verdeckt in einer geschlossenen Stellung eine Fahrzeugöffnung 100 in der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise eine Seitentüröffnung oder eine Heckklappenöffnung.
Die Fahrzeugtür 1 1 ist über eine in einem Türinnenraum 1 10 angeordnete Kraftübertragungseinrichtung 2 elektromotorisch aus ihrer geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung bewegbar, sodass die Fahrzeugtür 11 selbsttätig in elektromotorischer Weise bewegt werden kann. Die Kraftübertragungseinrichtung 2, schematisch veranschaulicht in Fig. 2 und in einem Ausführungsbeispiel dargestellt in Fig. 3 bis 5, weist einen Antriebsmotor 22 auf, der über eine Kupplungseinrichtung 21 mit einem Übertragungselement 20 gekoppelt ist, über das Verstellkräfte zwischen der Fahrzeugtür 1 1 und der Fahrzeugkarosserie 10 übertragen werden können. Der Antriebsmotor 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ortsfest an der Fahrzeugtür 1 1 angeordnet, während das Übertragungselement 20 nach Art eines so genannten Fangbands an einem Ende 200 gelenkig und somit verschwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 10 festgelegt ist.
Bei den in Fig. 2 und 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen der Kraftübertragungseinrichtung 2 dient der Antriebsmotor 22 zum Antreiben eines Antriebselements 23 in Form einer Seiltrommel, die über ein Kopplungselement 24 in Form eines flexiblen, zur Übertragung von (ausschließlich) Zugkräften ausgebildeten, biegeschlaffen Zugelements, insbesondere in Form eines Zugseils (beispielsweise eines Stahlseils), mit dem Übertragungselement 20 gekoppelt ist. Die Seiltrommel 23 kann hierbei beispielsweise an dem längserstreckten Übertragungselement 20 abgestützt sein und an dem Übertragungselement 20 abrollen.
Das Kopplungselement 24 ist über ein erstes Ende 240 im Bereich des Endes 200 des Übertragungselements 20 und über ein zweites Ende 241 im Bereich eines zweiten Endes 201 mit dem Übertragungselement 20 verbunden und dabei um das Antriebselement 23 in Form der Seiltrommel geschlungen. Wird das Antriebselement 23, angetrieben durch den Antriebsmotor 22, in eine Drehbewegung versetzt, rollt das Kopplungselement 24 in Form des Zugelements (Zugseil) an dem Antriebselement 23 ab, sodass das Antriebselement 23 relativ zu dem Übertragungselement 20 bewegt und somit entlang der Längsrichtung des Übertragungselements 20 zu dem Übertragungselement 20 bewegt wird, was zu einem Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 führt.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass auch andere Bauformen von Kraftübertragungseinrichtungen denkbar und möglich sind. Beispielsweise kann der Antriebsmotor 22 auch ein Ritzel antreiben, das mit dem Übertragungselement 20 in Verzahnungseingriff steht. Denkbar und möglich ist zudem auch, dass die Kraftübertragungseinrichtung als Spindelantrieb mit einer zum Beispiel drehbaren Spindel, die mit einer Spindelmutter in Eingriff steht, ausgebildet ist.
Die Kupplungseinrichtung 21 dient dazu, den Antriebsmotor 22 mit dem Antriebselement 23 zu kuppeln oder von dem Antriebselement 23 zu entkuppeln. In einem kuppelnden Zustand stellt die Kupplungseinrichtung 21 einen Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor 22 und dem Antriebselement 23 her, sodass eine Drehbewegung einer Motorwelle 220 des Antriebsmotors 20 auf das Antriebselement 23 übertragen und demzufolge das Antriebselement 23 in eine Drehbewegung versetzt wird, um auf diese Weise eine Verstellkraft in das Übertragungselement 20 einzuleiten. In einem entkuppelnden Zustand ist demgegenüber der Antriebsmotor 22 von dem Antriebselement 23 entkuppelt, sodass der Antriebsmotor 22 unabhängig von dem Antriebselement 23 und umgekehrt das Antriebselement 23 unabhängig von dem Antriebsmotor 22 bewegt werden kann. In diesem entkuppelnden Zustand kann beispielsweise ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 möglich sein, ohne dass hierbei der Antriebsmotor 22 mit Kräften beaufschlagt wird.
Die Kupplungseinrichtung 21 kann zudem einen dritten Kupplungszustand aufweisen, entsprechend einem schleifenden Zustand, in dem Kupplungselemente schleifend miteinander in Anlage sind. Ein erstes Kupplungselement ist hierbei wirkverbunden mit einer Motorwelle des Antriebsmotors 22, während ein zweites Kupplungselement wirkverbunden ist mit dem Antriebselement 23. In diesem schleifenden, dritten Zustand kann die Kupplungseinrichtung 21 beispielsweise eine Bremskraft während eines manuellen Verstehens der Fahrzeugtür 11 bereitstellen, bewirkt durch die schleifende Anlage der Kupplungselemente aneinander.
Bei dem konkret in Fig. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Antriebsmotor 22 eine Motorwelle 220 auf, die im Betrieb der Kraftübertragungseinrichtung 2 in eine Drehbewegung versetzt wird und mit einem Getriebe 25 (beispielsweise ein Planetengetriebe) in Wirkverbindung steht. Über das Getriebe 25 wird eine Welle 26 angetrieben, an der das Antriebselement 23 in Form der Seiltrommel drehfest angeordnet ist, sodass durch Verdrehen der Welle 26 das Antriebselement 23 angetrieben werden kann, dadurch das Kopplungselement 24 in Form des Zugseils an dem Antriebselement 23 abrollt und somit das Übertragungselement 20 zum Bewegen der Fahrzeugtür 1 1 verstellt wird. Über eine Sensoreinrichtung 27 kann die Absolutposition der Welle 26 im Betrieb ermittelt werden.
Die über einen Stellantrieb 210 elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung 21 stellt in ihrem kuppelnden Zustand einen Kraftfluss zwischen dem Getriebe 25 und der Welle 26 her, sodass in dem kuppelnden Zustand der Kupplungseinrichtung 21 ein Verstellkraft oder Feststellkraft von dem Antriebsmotor 22 auf die Welle 26 und darüber auf das Übertragungselement 20 übertragen werden kann. In ihrem entkuppelnden Zustand hebt die Kupplungseinrichtung 21 demgegenüber den Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor 22 und der Welle 26 auf, sodass das Übertragungselement 20 relativ zu dem Antriebsmotor 22 verstellt werden kann, ohne dass der Antriebsmotor 22 dabei mit einer Kraft beaufschlagt wird.
Das Kopplungselement 24 in Form des Zugseils ist über ein erstes Ende 240 im Bereich des Endes 200 des Übertragungselements 20 fest mit dem Übertragungselement 20 verbunden. Ein zweites Ende 241 des Kopplungselements 24 ist demgegenüber über eine Spanneinrichtung 242 mit dem Ende 201 des Übertragungselements 20 verbunden. Über die Spanneinrichtung 242 kann die Spannung des Kopplungselements 24 an dem Übertragungselement 20 eingestellt werden.
Wie schematisch in Fig. 2 dargestellt, wird der Betrieb des Antriebsmotors 22 über eine Steuereinrichtung 4 gesteuert, die beispielsweise, wie in Fig. 1 eingezeichnet, an einem Aggregateträger eines Türmoduls 112 der Fahrzeugtür 1 1 angeordnet sein kann. Ein solcher Aggregateträger kann beispielsweise unterschiedliche Funktionskomponenten der Fahrzeugtür 1 1 tragen, beispielsweise eine Fensterhebereinrichtung, einen Lautsprecher, ein Türschloss oder dergleichen. Die Steuereinrichtung 4 kann in diesem Zusammenhang zur Steuerung der Kraftübertragungseinrichtung 2, darüber hinaus aber auch zur Steuerung anderer Funktionskomponenten der Fahrzeugtür 11 dienen.
Die Kraftübertragungseinrichtung 2, wie sie anhand von Fig. 1 bis 5 vorangehend erläutert worden ist, dient zum einen zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür 11 und zum anderen zum Feststellen der Fahrzeugtür 11 in einer geöffneten Stellung. In einer Haltestellung ist die Kupplungseinrichtung 21 in ihrem kuppelnden Zustand und stellt dadurch einen Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 her, sodass die Fahrzeugtür 1 1 - z.B. aufgrund einer Selbsthemmung an dem Getriebe 25 und/oder dem Antriebsmotor 22 - in ihrer geöffneten Stellung gehalten wird. Die Fahrzeugtür 11 kann sich, wenn sie in eine geöffnete Stellung gebracht worden ist, somit nicht ohne weiteres in unkontrollierter Weise aus der geöffneten Stellung heraus bewegen.
Wünschenswert ist, einem Nutzer in einfacher Weise ein Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 zu ermöglichen. Hierzu soll erkannt werden, wenn ein Nutzer an der Fahrzeugtür 1 1 angreift, um die Fahrzeugtür 11 zum Beispiel aus der geöffneten Stellung heraus zu schließen oder weiter in Öffnungsrichtung O zu öffnen. Wendet ein Nutzer eine Kraft auf die Fahrzeugtür 1 1 auf, zum Beispiel indem er an der Fahrzeugtür 11 drückt oder zieht, so soll dies als Verstellwunsch erkannt werden können, um in Abhängigkeit dessen ein elektromotorisches Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 zu initiieren oder ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 durch den Nutzer zuzulassen.
Um einen solchen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen, ist zum einen eine Sensoreinrichtung 30 in Form eines Beschleunigungssensors oder eines Gyrosensors an der Fahrzeugtür 11 angeordnet, wie dies schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Über eine solche Sensoreinrichtung 30 kann somit unmittelbar und mit geringer zeitlicher Verzögerung auf eine Beschleunigung/Bewegung an der Fahrzeugtür 1 1 geschlossen werden, um hieraus Rückschlüsse auf einen möglichen Verstellwunsch eines Nutzers zu ziehen.
Dies macht sich zunutze, dass grundsätzlich im Verstellsystem der Fahrzeugtür 1 1 , also in der Kraftübertragungseinrichtung 2 genauso wie in der Fahrzeugtür 1 1 selbst, eine Systemlose und eine Systemelastizität vorhanden sind, aufgrund dessen auch bei festgestellter Fahrzeugtür 1 1 eine (geringfügige) Bewegung an der Fahrzeugtür 1 1 möglich ist. Greift ein Nutzer somit an der Fahrzeugtür 1 1 an, führt dies zu einer (geringfügigen) Bewegung der Fahrzeugtür 11 und somit zu einer Beschleunigung an der Fahrzeugtür 1 1 , die durch einen Beschleunigungssensor oder einen Gyrosensor erkannt und entsprechend ausgewertet werden kann.
Mittels eines Beschleunigungssensors wird die Beschleunigung der Fahrzeugtür 11 gemessen. Wird die Fahrzeugtür 11 aus einer stehenden Stellung heraus - durch Angreifen eines Nutzers, der zum Beispiel an der Tür drückt, um die Tür zu verstellen - beschleunigt, führt dies zu einem Beschleunigungssignal an der als Beschleunigungssensor ausgebildeten Sensoreinrichtung 30. Ist die Beschleunigung im Betrag größer als ein Schwellwert oder gleicht sie einem vorbestimmten Profil, kann hieraus darauf geschlossen werden, dass ein Verstellwunsch vorliegt, sodass ein Verstellvorgang der Fahrzeugtür 1 1 initiiert und der Antriebsmotor 22 entsprechend angesteuert werden kann.
Eine als Gyrosensor ausgebildete Sensoreinrichtung 30 misst demgegenüber die Winkelgeschwindigkeit, also die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 1 1. Aus der Winkelgeschwindigkeit kann eine Bewegung an der Fahrzeugtür 11 erkannt werden, um auf diese Weise einen Verstellwunsch eines Nutzers zu erkennen und gegebenenfalls einen elektromotorischen Verstellvorgang zu initiieren. Die Identifikation eines Verstellwunsches eines Nutzers erfolgt einerseits über die Sensoreinrichtung 30, die die Bewegung der Fahrzeugtür 1 1 überwacht. Zudem wird aber auch ein Sensorsignal der Sensoreinrichtung 27 ausgewertet, die die Position der Fahrzeugtür 11 überwacht.
Um bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 die absolute Position der Fahrzeugtür 1 1 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 zu ermitteln, ist die Sensoreinrichtung 27 zum Messen des absoluten Winkels zwischen der Fahrzeugtür 1 1 und der Fahrzeugkarosserie 10 ausgebildet. Die Sensoreinrichtung 27 weist, wie aus Fig. 5 ersichtlich, ein an der Welle 26 drehfest angeordnetes Stirnrad 270 auf, das mit einem Ritzel 271 kämmend in Eingriff steht. Das Ritzel 271 treibt ein Zahnrad 272 an, das eine geeignete Magnetanordnung oder auch eine optische Teilung oder dergleichen aufweisen kann, sodass mittels eines mit dem Zahnrad 272 in Gegenüberlage befindlichen Sensors 273 die absolute Winkelposition des Zahnrads 272 und darüber der Welle 26 mit der daran angeordneten Seiltrommel 23 sensorisch erfasst werden kann.
Dadurch, dass die Welle 26 drehfest mit der Seiltrommel 23 verbunden ist, kann über die Welle 26 die absolute Winkelposition der Seiltrommel 23 sensorisch erfasst werden. Über das durch das Stirnrad 270, das Ritzel 271 und das Zahnrad 272 bereitgestellte Getriebe, das vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe ist, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Zahnrad 272 über den gesamten Verstellweg der Seiltrommel 23 relativ zu dem Übertragungselement 20 nicht einen über einen Winkelbereich größer als 360° bewegt wird, sodass die absolute Position der Welle 26 eindeutig detektiert werden kann.
Der Sensor 273 ist abhängig von der Ausgestaltung des Zahnrads 272 beispielsweise als magnetischer Sensor oder als optischer Sensor ausgestattet und ist in der Lage, die absolute Winkelposition des Zahnrads 272 zu bestimmen.
Denkbar und möglich ist jedoch auch, den Sensor 273 beispielsweise als Hall-Effekt- Sensor zur Ermittlung der relativen Lage des Zahnrads 272 auszugestalten. In diesem Fall detektiert der Sensor 273 Pulse bei Drehung des Zahnrads 272 (wobei in diesem Fall das Zahnrad 272 eine Vielzahl von Umdrehungen über den Verstellweg des Übertragungselements 20 ausführen kann) und kann durch Zählung der Pulse die Position der Seiltrommel 23 ermitteln. Dadurch, dass die Sensoreinrichtung 27 die Winkelposition unmittelbar an der fest mit der Seiltrommel 23 verbundenen Welle 26 abnimmt, kann die Position der Welle 26 und darüber der Fahrzeugtür 1 1 exakt auch bei oder nach einem freien manuellen Verschwenken im Freilaufzustand der Schalteinrichtung 4 bestimmt werden.
Die Sensoreinrichtung 27 erzeugt somit ein Sensorsignal, das die absolute Position der Fahrzeugtür 1 1 (die direkt mit der Position der Welle 26 korreliert ist) angibt. Durch Auswertung des Sensorsignals kann somit erkannt werden, ob die Fahrzeugtür 11 aus einer gerade eingenommenen (Feststell-)Position heraus bewegt wird. Wird beispielsweise erkannt, dass die Fahrzeugtür 1 1 um mehr als einen vorbestimmten Mindestweg aus der gerade eingenommenen Position heraus bewegt wird, so kann dies als Verstellwunsch interpretiert werden.
Wird die Fahrzeugtür 11 in einer gerade eingenommenen, zum Beispiel teilweise geöffneten Stellung mittels der (hierzu in ihrem kuppelnden Zustand befindlichen) Kupplungseinrichtung 21 festgehalten, so ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung 21 durchrutschen kann, wenn die an der Fahrzeugtür 11 anliegende Kraft zu einem Drehmoment an der Welle 26 führt, das ein vorbestimmtes Grenzdrehmoment übersteigt. Wirkt ein Nutzer somit mit einer großen Kraft auf die Fahrzeugtür 1 1 ein, so kann der Nutzer die Fahrzeugtür 1 1 aus der gerade eingenommenen, festgestellten Position heraus bewegen, was durch Auswertung des Sensorsignals der Sensoreinrichtung 30 anhand der resultierenden Bewegung der Fahrzeugtür 1 1 oder durch Auswertung des Sensorsignals der Sensoreinrichtung 27 anhand der Änderung der Position der Fahrzeugtür 1 1 erkannt und als Verstellwunsch interpretiert werden kann.
Zum Erkennen eines Verstellwunsches wird sowohl das Sensorsignal der
Sensoreinrichtung 27 als auch das Sensorsignal der Sensoreinrichtung 30 ausgewertet und somit die absolute Position der Fahrzeugtür 11 und die
Geschwindigkeit/Beschleunigung der Fahrzeugtür 11 überwacht. Ergibt sich aus einem der Sensorsignale, dass ein Verstellwunsch eines Nutzers vorliegt, beispielsweise weil die Fahrzeugtür 1 1 um mehr als einen vorbestimmten Mindestweg aus einer gerade eingenommenen, festgestellten Position herausbewegt worden ist oder die Geschwindigkeit der Fahrzeugtür einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt, so steuert die Steuereinrichtung 4 entsprechend die Kupplungseinrichtung 21 an, um beispielsweise die Kopplungseinrichtung 21 in ihren entkuppelnden Zustand zu überführen. Dadurch, dass für die Auswertung und Identifikation des Verstellwunsches die Sensorsignale der Sensoreinrichtung 30 und zudem auch die Sensorsignale der Sensoreinrichtung 27 herangezogen und ausgewertet werden, kann ein Verstellwunsch zuverlässig erkannt werden. Insbesondere kann die Auswertung über die Sensorsignale der Sensoreinrichtung 30 ein schnelles Ansprechverhalten zum zügigen Erkennen eines Verstellwunsches ermöglichen. Die Auswertung der Sensorsignale der Sensoreinrichtung 27 kann demgegenüber ein Erkennen eines Verstellwunsches auch bei langsamer Bewegung der Fahrzeugtür 1 1 aus einer gerade eingenommenen Stellung heraus ermöglichen.
Wird ein Verstellwunsch eines Nutzers erkannt, so kann die Steuereinrichtung 4 in unterschiedlicher Weise konfiguriert sein, um ein Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 in elektromotorischer Weise zu initiieren oder ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 zu ermöglichen.
Soll die Fahrzeugtür 1 1 bei Erkennen eines Verstellwunsches elektromotorisch verstellt werden, steuert die Steuereinrichtung 4 bei Erkennen eines Verstellwunsches den Antriebsmotor 22 zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür 1 1 an. Die Kupplungseinrichtung 21 bleibt in diesem Fall in ihrem geschlossenen (kuppelnden) Zustand.
Soll die Fahrzeugtür 1 1 hingegen bei Erkennen eines Verstellwunsches manuell verstellt werden können, so steuert die Steuereinrichtung 4 bei Erkennen eines Verstellwunsches die Kupplungseinrichtung 21 zum Überführen aus dem kuppelnden Zustand in den entkuppelnden Zustand an, sodass der Kraftfluss zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 unterbrochen wird und entsprechend die Fahrzeugtür 11 manuell verstellt werden kann.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.
Ein Türantrieb kann insbesondere auch eine andere Verstellmechanik aufweisen, beispielsweise indem der Antriebsmotor über einen Ritzeleingriff mit einem Übertragungselement zusammenwirkt. Der Türantrieb kann alternativ z.B. aber auch als Spindelantrieb ausgebildet sein, bei dem z.B. eine Spindel verdreht wird und mit einer Spindelmutter in Eingriff steht, sodass durch die Drehbewegung der Spindel die Spindelmutter entlang der Spindel verstellt wird.
Bei einer reinen Feststellvorrichtung kann auf einen Antriebsmotor grundsätzlich auch verzichtet werden.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
10 Feststehender Abschnitt (Fahrzeugkarosserie)
100 Fahrzeugöffnung
1 1 Fahrzeugtür
1 10 Türinnenraum
1 1 1 Türgelenk
1 12 Türmodul
113 Abschnitt
2 Kraftübertragungseinrichtung
20 Übertragungselement (Fangband)
200, 201 Ende
202 Gelenk
21 Kupplungseinrichtung
210 Stellantrieb
22 Antriebsmotor
220 Motorwelle
23 Antriebselement
24 Kopplungselement (Zugseil)
240, 241 Ende
242 Spanneinrichtung
25 Getriebe
26 Welle
27 Sensoreinrichtung
270 Stirnrad
271 Ritzelgetriebe
272 Rad
273 Sensor
28 Türmodul
29 Anbringungseinrichtung
30 Sensoreinrichtung
4 Steuereinrichtung
O Öffnungsrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugtüranordnung, mit
- einer verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordneten Fahrzeugtür (1 1 ),
- einer Kraftübertragungseinrichtung (2) zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür (1 1 ) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10), wobei die Kraftübertragungseinrichtung (2) ein Übertragungselement (20) zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (1 1 ) und der Fahrzeugkarosserie (10) aufweist, um die Fahrzeugtür (11 ) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (10) zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) zu halten, und
- einer Steuereinrichtung (4) zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung (2), gekennzeichnet durch zumindest eine erste Sensoreinrichtung (30) zum Erzeugen eines eine Bewegung der Fahrzeugtür (11 ) anzeigenden, ersten Sensorsignals und zumindest eine zweite Sensoreinrichtung (27) zum Erzeugen eines die Position der Fahrzeugtür (1 1 ) anzeigenden, zweiten Sensorsignals, wobei die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, das erste Sensorsignal der zumindest einen ersten Sensoreinrichtung (30) und das zweite Sensorsignal der zumindest einen zweiten Sensoreinrichtung (27) auszuwerten, um in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal und/oder dem zweiten Sensorsignal einen Verstellwunsch eines Nutzers zum Verstellen der Fahrzeugtür (1 1 ) zu erkennen und die Kraftübertragungseinrichtung (2) in Abhängigkeit von der Auswertung für ein Verstellen der Fahrzeugtür (1 1 ) anzusteuern.
2. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (2) eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung (21 ) aufweist, die in einem kuppelnden, ersten Zustand den Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (11 ) und der Fahrzeugkarosserie (10) über das Übertragungselement (20) herstellt und in einem entkuppelnden, zweiten Zustand den Kraftfluss öffnet.
3. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kupplungseinrichtung (21 ) in einer Haltestellung der Fahrzeugtür (1 1 ) in dem kuppelnden, ersten Zustand ist, um die Fahrzeugtür (11 ) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) festzustellen.
4. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kupplungseinrichtung (21 ) ausgebildet ist, in dem kuppelnden, ersten Zustand bei einem an der Fahrzeugtür (11 ) anliegenden Drehmoment, das ein
Grenzdrehmoment übersteigt, durchzurutschen.
5. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, die Kupplungseinrichtung (21 ) bei Erkennen eines Verstellwunsches eines Nutzers zum Überführen von dem kuppelnden, ersten Zustand in den entkuppelnden, zweiten Zustand anzusteuern.
6. Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (2) einen Antriebsmotor (22) zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür (1 1 ) aufweist, wobei die Steuereinrichtung (4) ausgebildet ist, den Antriebsmotor (22) bei Erkennen eines Verstellwunsches eines Nutzers zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugtür (11 ) anzusteuern.
7. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (22) ortsfest an der Fahrzeugtür (1 1 ) angeordnet und das Übertragungselement (20) gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie (10) verbunden ist.
8. Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Sensoreinrichtung (30) durch einen an der Fahrzeugtür (1 1 ) angeordneten Beschleunigungssensor zum Messen einer Beschleunigung an der Fahrzeugtür (11 ) oder durch einen an der Fahrzeugtür (1 1 ) angeordneten Gyrosensor zum Messen einer Winkelgeschwindigkeit an der Fahrzeugtür (1 1 ) ausgebildet ist.
9. Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste Sensoreinrichtung (30) in Form des Beschleunigungssensors oder des Gyrosensors auf einem Türmodul (1 12) der Fahrzeugtür (1 1 ) angeordnet ist oder in die ortsfest an der Fahrzeugtür (11 ) angeordnete Steuereinrichtung (4) integriert ist.
10. Fahrzeugtüranordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (2) eine Welle (26) aufweist, die zur Kraftübertragung mit dem Übertragungselement (20) gekoppelt ist
11. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite Sensoreinrichtung (27) ausgebildet ist, eine Winkelstellung der Welle (26) zu detektieren.
12. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (26) drehfest mit einem Abtriebselement (23) verbunden ist, das über ein flexibles, zur Übertragung von Zugkräften ausgebildetes Kopplungselement (24) mit dem Übertragungselement (20) gekoppelt ist.
13. Fahrzeugtüranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (26) ein Stirnrad (270) trägt, das über ein Ritzelgetriebe (271 ) mit einem Rad (272) derart gekoppelt ist, das eine Drehbewegung der Welle (26) auf das Rad (272) übertragen wird.
14. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (26) das Abtriebselement (23) und das Stirnrad (270) drehfest miteinander verbindet.
15. Fahrzeugtüranordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Sensoreinrichtung (27) einen Sensor (273) aufweist, der ausgebildet ist, eine Winkelstellung des Rads (272) zu detektieren.
16. Fahrzeugtüranordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzelgetriebe (271 ) als Untersetzungsgetriebe derart ausgebildet ist, dass sich das Rad (272) bei einem Verstellen der Fahrzeugtür (1 1 ) über einen Winkel von weniger als 360° dreht.
17. Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugtüranordnung, die
- eine verschwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie (10) angeordnete Fahrzeugtür
(1 1 ),
- eine Kraftübertragungseinrichtung (2) zum Verstellen und/oder Feststellen der Fahrzeugtür (1 1 ) relativ zur Fahrzeugkarosserie (10), wobei die Kraftübertragungseinrichtung (2) ein Übertragungselement (20) zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der Fahrzeugtür (1 1 ) und der Fahrzeugkarosserie
(10) aufweist, um die Fahrzeugtür (1 1 ) relativ zu der Fahrzeugkarosserie (10) zu verstellen oder in Position relativ zur Fahrzeugkarosserie (10) zu halten, und
- eine Steuereinrichtung (4) zum Steuern der Kraftübertragungseinrichtung (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
- zumindest eine erste Sensoreinrichtung (30) ein eine Bewegung der Fahrzeugtür
(11 ) anzeigendes, erstes Sensorsignal erzeugt,
- zumindest eine zweite Sensoreinrichtung (27) ein die Position der Fahrzeugtür (11 ) anzeigendes, zweites Sensorsignal erzeugt, und
- die Steuereinrichtung (4) das erste Sensorsignal der zumindest einen ersten Sensoreinrichtung (30) und das zweite Sensorsignal der zumindest einen zweiten Sensoreinrichtung (27) auswertet, um in Abhängigkeit von dem ersten Sensorsignal und/oder dem zweiten Sensorsignal einen Verstellwunsch eines Nutzers zum Verstellen der Fahrzeugtür (11 ) zu erkennen und die Kraftübertragungseinrichtung (2) in Abhängigkeit von der Auswertung für ein Verstellen der Fahrzeugtür (11 ) anzusteuern.
PCT/EP2018/086071 2017-12-22 2018-12-20 Fahrzeugtüranordnung mit einer sensoreinrichtung zum erkennen eines verstellwunsches WO2019122063A1 (de)

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