Verfahren zur motorischen Bewegungsunterstützung einer Fahrzeugtür

Es befinden sich bereits einige Systeme auf dem Markt, die das automatische und unterstützte Öffnen oder Schließen einer Fahrzeugtür oder Heckklappe oder eines anderen beweglichen Fahrzeugkarosserieteils, im Folgenden nur als Fahrzeugtür benannt, ermöglichen. Um eine Betätigung der Fahrzeugtür zu erkennen, kommen hier meist aufwändige sensorgestützte Systeme zum Einsatz. Ein Beispiel wäre die Verwendung von Beschleunigungssensoren, Kraftsensoren und/oder Gierratensensoren, um eine aktive Betätigung der Tür durch eine Person zu erkennen und von Umwelteinflüssen unterscheiden zu können.

Bei diesen Systemen wird mittels eines Elektromotors die Möglichkeit geschaffen, eine unterstützende Kraft auf die Fahrzeugtür aufzubringen. Damit soll die Bewegung von Hand für den Benutzer vereinfacht werden. Der Benutzer muss so nur noch einen frei einstellbaren Anteil einer Bremseinrichtung überwinden.

Aus der DE 10 2007 062 472 A1 geht ein Verfahren zur motorischen Unterstützung der Bewegung einer Fahrzeugtür hervor, wobei die Fahrzeugtür mittels eines von einer Steuereinheit angesteuerten, elektrischen Motors abhängig von einer von einem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft diese Kraft unterstützend oder die Kraft übersteigend angetrieben wird. Dabei wird die von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübte Kraft erfasst und an die Steuereinheit übermittelt. Es wird der Motor von der Steuereinheit abhängig vom Über- oder Unterschreiten von Schwellwerten die von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübte Kraft lediglich unterstützend oder die Kraft übersteigend angetrieben. Dabei werden zur Ermittlung der von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft aufwändige optische und/oder haptische Sensoren verwendet, um davon abhängig Einflüsse der Türeigenschaft aufgrund des Ortes der Krafteinwirkung berücksichtigt. Zur Erfüllung dieser Aufgabe sind jedoch komplexe Sensoren erforderlich.

Die DE 102018 121 346 A1 offenbart ein Verfahren bei dem in einer ersten Variante ein einer Fahrzeugklappe und/oder der Antriebsanordnung zugeordneter Bewegungssensor vorgesehen ist, über dessen Sensorsingale eine vorbestimmte, manuelle Betätigungsaktion erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich wird ein der Antriebsanordnung zugeordneter, elektrischer Antriebsstrom erfasst. Hierbei kann es sich um den durch einen Antriebsmotor der Antriebsanordnung fließenden Antriebsstrom handeln. Eine solche Erfassung des Antriebsstroms ermöglicht grundsätzlich eine sensorlose und damit kostengünstige Erfassung der vorbestimmten Betätigungsaktion. Weiter alternativ oder zusätzlich kann die Betätigungsaktion mittels der Steuerungsanordnung auch basierend auf einer der Antriebsanordnung zugeordneten Antriebsspannung, insbesondere einer Generatorspannung, erfasst werden. Auch hiermit ist eine sensorlose und damit kostengünstige Erfassung der vorbestimmten Betätigungsaktion möglich. Allerdings werden die ermittelten Stromwerte nicht näher spezifiziert. Überdies sind sie nicht geeignet, um beispielsweise Klappeneigenschaften wie beispielsweise deren Steifigkeit in eine motorisch unterstützte Bewegung der Fahrzeugklappe einzubeziehen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein möglichst einfaches Verfahren zu schaffen, um eine Betätigung einer Fahrzeugtür zu erkennen und ggf. die Bewegung motorisch zu unterstützen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach wird bei einem Verfahren zur motorischen Unterstützung der Bewegung einer Fahrzeugtür, wobei die Fahrzeugtür mittels eines von einer Steuereinheit angesteuerten, elektrischen Motors abhängig von einer von einem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft diese Kraft unterstützend oder die Kraft übersteigend angetrieben wird, die aufgrund der von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft im elektrischen Motor induzierte Spannung erfasst und an die Steuereinheit übermittelt, diese elektrische Spannung oder ein davon abgeleitetes Signal in der Steuereinheit über ein definiertes, einstellbares Zeitintervall mit vorgegebenen Schwellwerten verglichen, und der Motor von der Steuereinheit abhängig vom Über- oder Unterschreiten der Schwellwerte die von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübte Kraft lediglich unterstützend oder die Kraft übersteigend angetrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht also darin, aus einer anfänglichen ersten, von außen erzwungenen Motorbewegung, messbar durch eine in einer Motorwicklung induzierte Spannung, Rückschlüsse auf die von außen wirkende Kraft zu ziehen und den die Fahrzeugtür betätigenden Motor durch eine Steuereinheit entsprechend anzusteuern. In einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem Unterschreiten einer ersten Schwelle eine Bewegung der Fahrzeugtür nicht motorisch unterstützt, bei Überschreiten der ersten Schwelle und noch Unterschreiten einer zweiten Schwelle die Fahrzeugtür lediglich mit einer die von dem Bediener auf die Fahrzeugtür ausgeübten Kraft unterstützenden motorischen Kraft bewegt, bei Überschreiten der zweiten Schwelle und noch Unterschreiten einer dritten Schwelle die Fahrzeugtür automatisch motorisch bewegt und bei Überschreiten der dritten Schwelle die Fahrzeugtür nicht oder nur gebremst bewegt.

Der Vorgang der Bewegung der Fahrzeugtür kann dabei ein Schließ- oder ein Öffnungsvorgang sein.

Eine Bewegung wird erkannt, sobald die induzierte Spannung einen definierten Schwellwert überschreitet. Sollte das System, wie in den meisten Fällen, eine Bremse enthalten, muss diese hierzu bereits überdrückt werden. Es muss also bereits ein gewisser Grundkraftaufwand an der Türe vorhanden sein. Der Verlauf der induzierten Spannung innerhalb eines definierten Zeitfensters wird dann charakterisiert.

Der Verlauf der induzierten Spannung am Motor wird für eine gewisse einstellbare Zeit beobachtet und anschließend charakterisiert. Hierzu kann entweder die Spannungdifferenz nach fester Zeit oder das integrierte Spannungssignal verwendet werden. Liegt das Ergebnis unter einem bestimmten Schwellwert handelt es sich lediglich um eine kurze Störung des Systems. Ein Benutzer würde kontinuierlich Kraft aufwenden oder diese kontinuierlich verstärken. Daher folgt in dieser Situation keine Motoransteurung bzw. motorische Unterstützung der Türbewegung.

Liegt das Ergebnis über der Mindestschwelle aber noch unter einer Schwelle, die ein zügiges Anschieben erkennen lässt, wird die Kraftunterstützungsregelung in der Steuereinheit aktiviert.

Liegt das Ergebnis über der Schwelle des zügigen Anschiebens aber noch unter einer Schlagerkennungsschwelle, kann eine automatische Bewegung der Tür eingeleitet werden. Der Benutzer hat die Tür hier zügig angeschubst und erwartet ein weitergeführtes Zufallen der Tür. Dies wird durch das Starten der automatischen Bewegung mit Einklemmschutz gewährleistet. Liegt das Ergebnis jedoch über der Schwelle zur Erkennung eines Schlags oder heftigen äußeren Einflusses (z.B. Windböe) wird die Fahrzeugtüre nicht angesteuert und kann sogar noch zusätzlich motorisch gebremst werden, um die Position der Tür zu halten und möglichst niemanden zu gefährden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem motorisch betätigten Türbewegungssystems, und

Fig. 2 ein mögliches Spannungscharakterisierungsschema mit verschiedenen Bewertungsschwellen für eine induzierte Spannung oder ein davon abgeleitetes Signal.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Weise ein Fahrzeug 7 mit einer angedeuteten Fahrzeugtür 1. Unter der Bezeichnung „Fahrzeugtür“ soll hier jede Form eines Karosserieteils gemeint sein, das beweglich an der Gesamtkarosserie befestigt ist und geöffnet oder geschlossen werden kann, also beispielsweise echte Türen oder auch Motorhauben oder Heckklappen.

Die Fahrzeugtür 1 soll mittels eines Motors 2 motorisch betätigt werden können, wobei der Motor 2 als Elektromotor ausgebildet ist und von einer Steuereinheit 3 angesteuert werden kann, um die Fahrzeugtür 1 motorisch zu betätigen. Die Steuereinheit 3 weist hierzu einen Regelkreis 4, der dafür sorgt, dass die Bewegung der Fahrzeugtür 1 mit der gewünschten bzw. errechneten Geschwindigkeit kontinuierlich erfolgt, eine Datenverarbeitungseinrichtung 5, die dem Regelkreis 4 Eingangssignale übermittelt, sowie eine Erfassungseinrichtung 6, die beispielsweise mit Sensoren ausgebildet sein kann, die der Datenverarbeitungseinrichtung 5 entsprechende Signale übermittelt, auf.

In der Steuereinheit 3 wird in erfindungsgemäßer Weise erkannt, dass der Motor 2 durch ein Bewegen der Fahrzeugtür 1 ebenfalls in Bewegung versetzt wurde, woraufhin die Datenverarbeitungseinrichtung 5 die dadurch im Motor 2 induzierte Spannung beobachtet und ggf. integriert oder eine laufende Differenz über einen bestimmten Zeitbereich bildet und abhängig von der Größe dieses ermittelten Signals, das mit Schwellen S1 bis S3 verglichen wird, Signale an den Regelkreis 4 und über diesen an den Motor 2 liefert, um ggf. die Fahrzeugtür 1 automatisch zu öffnen, lediglich die Kraft des Benutzers unterstützend öffnet oder aber eine motorische Betätigung unterlässt oder gar verhindert.

In der Figur 2 ist die im Motor 2 induzierte Spannung V oder alternativ dazu eine Funktion dieser Spannung V, die beispielsweise das Integral über die induzierte Spannung V oder aber eine Differenz über einen bestimmten Zeitraum darstellen kann, als Funktion der zeit dargestellt. In das Diagramm sind drei Schwellen S1 bis S3 eingezeichnet, deren Über- oder Unterschreiten darüber entscheiden soll, ob die Fahrzeugtür 1 durch den Motor 2 unterstützt geöffnet werden soll.

Bei Unterschreiten der ersten Schwelle S1 wird davon ausgegangen, dass lediglich eine Störung vorliegt und eine Ansteuerung des Motors 2 unterbleiben kann. Liegt das Spannungssignal zwischen der ersten Schwelle S1 und der zweiten Schwelle S2 wird der Motor 2 so angesteuert, dass er die Kraft des Bedieners lediglich unterstützt, während bei Überschreiten der zweiten Schwelle S2 und einem noch Unterschreiten der dritten Schwelle S3 die Tür automatisch motorisch geöffnet wird, also die durch den Benutzer aufgebrachte Kraft überschritten wird. Wird die dritte Schwelle S3 überschritten, wird davon ausgegangen, dass es sich um einen Schlag oder ein anderes heftiges äußeres Ereignis, zum Beispiel eine Windböe, handelt, die die Fahrzeugtür bewegt hat, und eine weitere Bewegung der Fahrzeugtür 1 wird nicht motorisch unterstützt. Gegebenenfalls kann eine Bewegung der Fahrzeugtür 1 sogar motorisch gebremst werden, um die Position der Tür zu halten und möglichst niemanden zu gefährden.