System und Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Fahrzeugkarosserie und eine Fahrzeugtür aufweist, wobei die Fahrzeugtür um eine Schwenkachse schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist, wobei das System aufweist: eine Hinderniserkennung, die beispielsweise zur Detektion eines zwischen der Fahrzeugtür und einem Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs auftretenden Kollisionsereignisses eingerichtet ist, mit mindestens einem Sensor, wobei der Sensor an der Fahrzeugtür befestigt und zusammen mit der Fahrzeugtür schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist. Weiter betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen System.

Hinderniserkennungen an Fahrzeugen dienen dazu, Kollisionen mit Personen oder Gegenständen beim manuellen oder beim teil- oder vollautomatischen Öffnen einer Fahrzeugtür oder Fahrzeugklappe zu verhindern. So kann z.B. eine Öffnungsbewegung abgebrochen werden oder es kann eine sofortige, zur Öffnungsbewegung gegenläufige (Teil-)Schließbewegung ausgeführt werden, falls ein Hindernis in der Umgebung detektiert wird. Weiter kann z.B. ein Warnsignal ausgegeben werden, falls ein Öffnen einer Fahrzeugtür ggf. zu einer Kollision mit einem statischen oder bewegten Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs führen würde. Auf diese Weise sollen Verletzungen von Personen, eine Beschädigung von Gegenständen oder eine Beschädigung des Fahrzeugs selbst vermieden werden.

Sensoren zur Umfelderkennung sind häufig teuer und nur eingeschränkt zur Verwendung im Nahfeld des Fahrzeugs geeignet. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein System für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einem solchen System anzugeben, die eine zuverlässige und kostengünstige Hinderniserkennungen ermöglichen, insbesondere im Nahfeld bzw. im Nahbereich des Fahrzeugs.

Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.

Der Erfindung liegt die grundsätzliche Idee zugrunde, einen Sensor mit eingeschränktem Sichtfeld und/oder mit eingeschränkter Auflösung an einem beweglichen Teil eines Fahrzeugs zu befestigen, um durch eine Schwenkbewegung des Sensors einen vergrößerten Überwachungsbereich und/oder eine erhöhte Auflösung zu erzeugen.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein System für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Fahrzeugkarosserie und eine Fahrzeugtür aufweist, wobei die Fahrzeugtür um eine Schwenkachse schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist, wobei das System aufweist: eine Hinderniserkennung, die zur Detektion eines zwischen der Fahrzeugtür und einem Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs auftretenden Kollisionsereignisses eingerichtet ist, mit mindestens einem Sensor, wobei der Sensor insbesondere an der Fahrzeugtür befestigt und zusammen mit der Fahrzeugtür schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist. Das System zeichnet sich dadurch aus, dass der Sensor ein Sichtfeld aufweist, das in einer Draufsicht entlang der Schwenkachse betrachtet einen Winkel um die Schwenkachse abdeckt, wobei das Sichtfeld einen Teilbereich eines Gesamtüberwachungsbereichs der Hinderniserkennung abdeckt, wobei das Sichtfeld kleiner ist als der Gesamtüberwachungsbereich. So kann eine auf ein Nahfeld der Fahrzeugtür eingeschränkte Hinderniserkennung in einer unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs erreicht werden.

Wenn vorliegend von der Detektion eines zwischen der Fahrzeugtür und einem Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs auftretenden Kollisionsereignisses gesprochen wird, so umfasst der Begriff „Detektion“ sowohl das Erkennen eines tatsächlich auftretenden Kollisionsereignisses, d. h. das Vorliegen einer Kollision eines Objekts mit der Fahrzeugtür, als auch das Erkennen eines möglichen, in Zukunft bevorstehenden Kollisionsereignisses, um dieses mit entsprechenden Gegenmaßnahmen oder Warnfunktionen zu verhindern.

Die Begriffe Tür und Fahrzeugtür werden vorliegend synonym verwendet. Wenn vorliegend von einer Tür oder Fahrzeugtür gesprochen wird, so schließt dies neben den Türen zur Fahrgastzelle alle Klappen und Deckel eines Fahrzeugs mit ein, wie eine Motorhaube, eine Kofferraum klappe, eine Klappe zum Verdecken einer Tankoder Ladeschnittstelle oder dergleichen.

Es kann vorgesehen sein, dass der Winkel des Sichtfelds 45° oder weniger beträgt. Es kann vorgesehen sein, dass der Winkel des Sichtfelds 25° oder weniger beträgt, insbesondere 15° oder weniger beträgt. So kann eine auf ein Nahfeld der Fahrzeugtür eingeschränkte Hinderniserkennung erreicht werden.

Der Gesamtüberwachungsbereich kann der Summe des Winkels und eines maximalen Öffnungswinkels der Fahrzeugtür um die Schwenkachse entsprechen.

Der Sensor kann an einer der Umgebung zugewandten Außenseite der Fahrzeugtür angeordnet sein. Der Sensor kann gemäß alternativer Ausgestaltungen im Fahrzeuginneren angeordnet sein, beispielsweise hinter einer Scheibe oder einem Sichtfenster, um die Umgebung zu überwachen.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Teilbereich des Sensors eine Außenseite einer zugeordneten Tür überwacht und dass ein weiterer Teil desselben Sensors eine Innenseite der zugeordneten Tür überwacht.

Es kann vorgesehen sein, dass der Sensor ein optischer Sensor ist, der genau ein Pixel aufweist.

Der Sensor kann ein optischer Sensor sein, der eine geringe Auflösung aufweist, insbesondere 20000 Pixel oder weniger aufweist, weiter insbesondere 10000 Pixel oder weniger aufweist, weiter insbesondere 5000 Pixel oder weniger aufweist. So kann eine zuverlässige Umfeldüberwachung mittels eines kostengünstigen Sensors erreicht werden.

Es kann vorgesehen sein, dass lediglich eine Teilmenge der Pixel eines optischen Sensors zur Hinderniserkennung verwendet werden, insbesondere weniger als 50 % der Pixel verwendet werden, weiter insbesondere weniger als 25% der Pixel verwendet werden, weiter insbesondere weniger als 10% der Pixel verwendet werden.

Der Sensor kann ein Triangulationssensor sein. Der Sensor kann kamerabasiert sein. Der Sensor kann ein nicht optischer Sensor sein, insbesondere ein Radar Sensor. Es können daher Messsysteme eingesetzt werden, die auf geometrischem Messprinzipien beruhen, wie z.B. der Triangulationssensor oder es können Messsysteme eingesetzt werden, deren Abstandsmessung phasenbasiert oder zeitbasierte Messprinzipien anwenden. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Sensor ein optischer Zeilensensor ist, wobei der Sensor zwei oder mehr Pixel aufweist, die in einer Zeile aufgereiht angeordnet sind. Die Sensoren können beispielsweise C-MOS oder SPAD Sensoren sein.

Es kann vorgesehen sein, dass der Sensor genau eine Zeile aufweist oder der Sensor zwei oder mehr Zeilen aufweist, wobei insbesondere eine Sensorlänge in Zeilenrichtung wenigstens dem Doppelten einer Sensorbreite quer zur Zeilenrichtung entspricht.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Zeile des Zeilensensors im Wesentlichen vertikal orientiert ist. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Zeile des Zeilensensors im Wesentlichen horizontal orientiert ist.

Es kann vorgesehen sein, dass dem Sensor eine Lichtquelle zugeordnet ist, wobei ein Strahlkegel der Lichtquelle das Sichtfeld des Sensors zumindest teilweise oder vollständig abdeckt.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle an der der Umgebung zugewandten Außenseite der Fahrzeugtür befestigt ist und zusammen mit der Fahrzeugtür schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist. Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine relative Position der Lichtquelle zum Sensor fest vorgegeben und nicht veränderlich ist.

Je nach Messprinzip kann es sich bei der Lichtquelle um eine breitbandige oder schmalbandige Lichtquelle handeln, insbesondere ein LED- oder Laser-Lichtquelle, vorzugsweise im nicht sichtbaren Bereich (UV, NIR), die moduliert oder nicht moduliert zum Einsatz kommen kann.

Es kann vorgesehen sein, dass ein Strahlkegel der Lichtquelle in einer Draufsicht entlang der Schwenkachse betrachtet einen Winkel um die Schwenkachse abdeckt, der ausgehend der Außenseite der Fahrzeugtür 45° oder weniger beträgt, insbesondere 25° oder weniger beträgt, weiter insbesondere 15° oder weniger beträgt und insbesondere im Wesentlichen dem Winkel des Sichtfelds entspricht. Der auf 45° oder weniger, auf 25° oder weniger oder auf 15° oder weniger beschränkte Strahlkegel ermöglicht eine lokal erhöhte Beleuchtungsintensität innerhalb der gesetzlichen und/oder normierten Vorgaben. Es kann vorgesehen sein, dass eine Beleuchtungsintensität der Lichtquelle in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs erhöht oder erniedrigt wird.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass dem Sensor eine diskrete Auswerteelektronik zugeordnet ist, wie ein Komparator eine Phasenauswertung, eine zeitbasierte Auswertung oder dergleichen. So kann ein kostengünstiger und robuster Sensorbetrieb gewährleistet werden. Alternativ oder ergänzend kann eine optische Maskierung vorgesehen ist, die das Sichtfeld des Sensors begrenzt, insbesondere eine mechanische Maskierung, eine elektronische Maskierung oder eine softwarebasierte Maskierung. Eine mechanische Maskierung kann eine Blende oder dergleichen sein, um einen Teil des Sensors abzudecken. Eine softwarebasierte Maskierung kann eine Auswertung auf Daten eines bestimmen Sensorbereichs beschränken. Eine elektronische Maskierung kann z.B. dadurch erreicht werden, dass nur bestimmte Bereiche, Zeilen oder Pixel des Sensors ausgelesen werden.

Der Fahrzeugtür kann ein Türantrieb zugeordnet sein wobei der Türantrieb zum teilautomatischen oder vollautomatischen Schwenken der Fahrzeugtür eingerichtet ist. Der Türantrieb kann daher ein Öffnen und/oder Schließen der Fahrzeugtür unterstützen oder vollständig selbsttätig ausführen. Insbesondere kann der Türantrieb einen Motor zum teilautomatischen oder vollautomatischen Schwenken der Fahrzeugtür aufweisen. Insbesondere können dem Motor mechanische Komponenten zur Übersetzung oder Untersetzung der Motorbewegung zugeordnet sein, wie ein Spindelbetrieb oder dergleichen. Es versteht sich, dass der Motor auch als Direktantrieb ausgeführt sein kann.

Der Sensor kann zur eindimensionalen, 2-dimensionalen oder 3-dimensionalen Umfelderkennung und/oder Messung von Abständen eingerichtet sein.

Es kann vorgesehen sein, dass der Hinderniserkennung eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung z.B. die folgende Funktion aufweist: Türassistenz, wobei für den Fall der Detektion eines Kollisionsereignisses eine oder mehrere der nachfolgenden Funktionen ausgelöst werden: Ausgeben eines Warnsignals; Begrenzen eines Öffnungswegs der Tür; Einleiten von Gegenmaßnahmen; Blockieren oder Freigeben der Tür in einer Türwinkelstellung, einer Türoffenstellung oder einer Türschließstellung.

Die Hinderniserkennung kann eine Steuereinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Sensordaten während des Schwenkens der Fahrzeugtür für eine Vielzahl von Winkelpositionen der Fahrzeugtür aufzunehmen und zu einem dreidimensionalen Bild der Umgebung zusammenzusetzen. Demnach kann insbesondere mit einem Sensor geringer Auflösung ein dreidimensionales Bild der Umgebung erzeugt werden, in dem eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür zum „scannen“ der Umgebung genutzt wird.

Ein Abstand der Winkelpositionen kann geringer sein als eine Pixelgröße und/oder ein Pixelabstand des Sensors, so dass eine Auflösung des Bilds der Umgebung größer ist als eine Sensorauflösung. Es können daher eine Vielzahl von Bildern der Umgebung überlagert und ausgewertet werden, so dass aufgrund einer Schwenkbewegung der Tür eine Auflösung des Umgebungsbilds erzeugt werden kann, die größer ist als eine native Auflösung des Sensors.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Fahrzeugkarosserie und eine Fahrzeugtür aufweist, wobei die Fahrzeugtür schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie gehalten ist, mit einem erfindungsgemäßen System.

Es kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Türen des Fahrzeugs mit dem System überwacht werden, wobei jeder der mindestens zwei Türen mindestens ein Sensor zugeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein Sensor zur Überwachung oder Teilüberwachung zweier Türen eingerichtet ist.

Es kann vorgesehen sein, dass der Sensor auf einer bewegbaren Einrichtung das Fahrzeugs sitzt, wie einem Außenspiegel oder dergleichen oder einem eigens für den Sensor vorgesehenen Aktuator. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die bewegbare Einrichtung dazu vorgesehen ist, einer Türöffnung zu folgen oder eine zur Türöffnung proportionale Bewegung auszuführen.

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer Seitenansicht;

Fig. 2 das Fahrzeug aus Fig. 1 in einer Draufsicht; Fig. 3 das Fahrzeug aus Fig. 1 in einer Draufsicht mit geöffneter Fahrertür;

Fig. 4 ein weiteres erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer Draufsicht;

Fig. 5 einen Zeilensensor;

Fig. 6 einen weiteren Zeilensensor

Fig. 7 ein weiteres erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer Draufsicht.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 2 in einer Seitenansicht. Das Fahrzeug 2 hat eine Fahrzeugkarosserie 4 und eine Fahrzeugtür 6, wobei die Fahrzeugtür 6 um eine Schwenkachse 8 schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 4 gehalten ist.

Das Fahrzeug 2 weist ein erfindungsgemäßes System 10 auf, das eine Hinderniserkennung 12 hat. Die Hinderniserkennung 12 ist zur Detektion eines zwischen der Fahrzeugtür 6 und einem Objekt 14 in einer Umgebung U des Fahrzeugs 2 auftretenden Kollisionsereignisses eingerichtet. Die Hinderniserkennung 12 hat einen Sensor 16, wobei der Sensor 16 an einer der Umgebung U zugewandten Außenseite 18 der Fahrzeugtür 6 befestigt und zusammen mit der Fahrzeugtür 6 schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 4 gehalten ist.

Der Sensor 16 weist ein Sichtfeld 20 auf, das in einer Draufsicht (Fig. 2) entlang der Schwenkachse 8 betrachtet einen Winkel 22 um die Schwenkachse 8 abdeckt, der ausgehend von der Außenseite der Fahrzeugtür 45° beträgt.

Der Sensor 16 ist ein optischer Zeilensensor. Der Sensor 16 weist zwei oder mehr Pixel 24 auf, die beispielsweise einreihig (Fig. 5) oder zweireihig (Fig. 6), d.h. in einer Zeile (Fig. 5) oder in zwei Zeilen (Fig. 6) angeordnet sind. Gemäß alternativer Ausführungsbeispiele kann der Sensor 16 mehr als zwei Zeilen aufweisen.

Eine Sensorlänge 11 in Zeilenrichtung entspricht wenigstens dem Doppelten einer Sensorbreite b2 quer zur Zeilenrichtung.

Der Sensor 16 kann im Wesentlichen vertikal orientiert sein, so dass die Sensorlänge 11 entlang der in den Figuren 1 - 4 gezeigten z-Richtung erstreckt ist. Dem Sensor 16 ist eine Lichtquelle 26 zugeordnet, wobei ein Strahlkegel 28 der Lichtquelle 26, der in Fig. 2 durch die gestrichelten Linien begrenzt ist, das Sichtfeld 20 vollständig abdeckt (Fig. 2).

Die Lichtquelle 26 ist ebenfalls an der der Umgebung U zugewandten Außenseite 18 der Fahrzeugtür 6 befestigt und zusammen mit der Fahrzeugtür 6 schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 4 gehalten. Eine relative Position der Lichtquelle 26 zum Sensor 16 ist fest vorgegeben und nicht veränderlich.

Der Strahlkegel 28 der Lichtquelle 26 deckt in der Draufsicht entlang der Schwenkachse 8 betrachtet (Fig. 2) einen Winkel 30 um die Schwenkachse 8 ab, der ausgehend der Außenseite 18 der Fahrzeugtür 6 vorliegend ca. 50° beträgt.

Der Zeilensensor 16 ist insbesondere ein Abstandssensor, der einen Abstand eines Objekts 14 zur Fahrzeugtür 6 detektieren kann.

Das System 10 weist eine der Hinderniserkennung 12 zugeordnete Steuereinrichtung 36 auf, die Signale des Sensors 16 verarbeitet.

Der Fahrzeugtür 6 ist ein Türantrieb 44 zugeordnet (Fig. 1 ), wobei der Türantrieb 44 zum teil-automatischen oder vollautomatischen Schwenken der Fahrzeugtür 6 eingerichtet ist. Der Türantrieb 44 weist einen Motor 46 zum teilautomatischen oder vollautomatischen Schwenken der Fahrzeugtür 6 auf.

Das Fahrzeug 2 hat drei weitere Türen 36 sowie eine Kofferraumklappe 38, denen jeweils eine eigene Hinderniserkennung zugeordnet sein kann, die jeweils vergleichbar zur Hinderniserkennung 12 ausgeführt sein kann.

Fig. 3 zeigt das Fahrzeug 2 mit geöffneter Fahrzeugtür 6. Dadurch, dass der Sensor 16 zusammen mit der Fahrzeugtür 6 um die Schwenkachse 8 schwenkbar ist, deckt der Sensor 16 einen Gesamtüberwachungsbereich 40 ab, der in der Draufsicht entlang der Schwenkachse 8 betrachtet einen Winkel 42 um die Schwenkachse 8 abdeckt, der mehr als 90° beträgt. Insbesondere ergibt sich der Gesamtmessbereich 40 als Summe aus einem maximalen Öffnungswinkel 43 der Fahrzeugtür 6 und dem Winkel 22.

Fig. 4 zeigt eine weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Fahrzeugs 2‘, wobei nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zu dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eingegangen wird und gleichen Merkmalen gleiche Bezugszeichen zugeordnet werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 unterscheidet sich dadurch von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, dass der Sensor 16 ein Sichtfeld 20' mit einem kleineren Winkel 22' abdeckt und auch ein Winkel 30' eines Strahlkegels 28' der Lichtquelle 26 ebenfalls kleiner ist. Die Winkel 22' und 30' betragen jeweils ca. 15°.

Fig. 7 zeigt eine weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 2“, wobei nachfolgend lediglich auf die Unterschiede zu den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen wird und gleichen Merkmalen gleiche Bezugszeichen zugeordnet werden.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 unterscheidet sich dadurch von den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und Fig. 4, dass der Sensor 16 ein Sichtfeld 20“ mit einem nach innen gewandten Winkel 22“ abdeckt und auch ein Winkel 30“ eines Strahlkegels 28“ der Lichtquelle 26 nach innen gewandt ist.

Gemäß Alternativer Ausführungsbeispiele kann vorgesehen sein, dass ein Sensor sowohl zur Überwachung eines Innenbereichs als auch eines Außenbereichs einer Fahrzeugtür vorgesehen ist. Gemäß Alternativer Ausführungsbeispiele kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Sensoren sowohl zur Überwachung eines Innenbereichs als auch eines Außenbereichs einer Fahrzeugtür vorgesehen sind.