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DE10348917B4 - Doorstop system with obstacle detection - Google Patents

Doorstop system with obstacle detection Download PDF

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DE10348917B4 DE10348917.7A DE10348917A DE10348917B4 DE 10348917 B4 DE10348917 B4 DE 10348917B4 DE 10348917 A DE10348917 A DE 10348917A DE 10348917 B4 DE10348917 B4 DE 10348917B4
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Abstract

Türstoppsystem mit Hinderniserkennung mit einer Sensoreinrichtung (3) und einer Türbremsvorrichtung (9), wobei die Sensoreinrichtung (3) Hindernisse (4) in einem eine Türfläche (5) im Wesentlichen abdeckenden, in Öffnungsrichtung der Tür (6) vor dieser gelegenen Volumenbereich erfasst, wobei die Sensoreinrichtung (3) in zumindest einer von der Türfläche (5) beabstandeten Erfassungsebene (7, 7') die Hinderniserfassung durchführt, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) vorgesehen ist und – dass die Türbremsvorrichtung (9) den Abbremsvorgang der Öffnungsbewegung der Tür (6) in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Tür (6) steuert, – dass die Türbremsvorrichtung (9) so ausgestaltet ist, dass die von der Türbremsvorrichtung (9) ausgeübte Bremskraft mit zunehmender Annährung der Tür (6) an ein Hindernis (4) progressiv erhöht wird, so dass die Tür (6) zuverlässig ohne Überschwingung gestoppt wird.A doorstop system with obstacle recognition comprising a sensor device (3) and a door brake device (9), the sensor device (3) detecting obstacles (4) in a volume region substantially covering a door surface (5) in the opening direction of the door (6), wherein the sensor device (3) carries out the obstacle detection in at least one detection plane (7, 7 ') spaced from the door surface (5), characterized in that - a device (10) is provided for determining the opening angle of the door (6), and in that the door brake device (9) controls the braking action of the opening movement of the door (6) in dependence on the opening angle of the door (6), - that the door brake device (9) is designed such that the braking force exerted by the door brake device (9) increases with increasing speed the door (6) is progressively raised to an obstacle (4) so that the door (6) is reliably stopped without overshooting.

Description

Die Erfindung betrifft ein Türstoppsystem mit Hinderniserkennung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a doorstop system with obstacle recognition according to the preamble of patent claim 1.

Derartige Türstoppsysteme sind für Kraftfahrzeugtüren oder -klappen vorgesehen, um zu verhindern, dass diese mit Hindernissen im Öffnungsbereich kollidieren.Such doorstop systems are intended for motor vehicle doors or flaps to prevent them from colliding with obstacles in the opening area.

Die DE 101 17 516 A1 offenbart eine Türraumüberwachungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugtür, bei welcher Sensormittel vorgesehen sind, die eine im Wesentlichen parallel zur Türfläche verlaufende Hindernis-Erfassungsebene bestimmen. Wird ein Hindernis von der Sensoreinrichtung erfasst, so wird der Türöffnungsvorgang gestoppt.The DE 101 17 516 A1 discloses a door room monitoring device for a motor vehicle door in which sensor means are provided which determine an obstacle detection plane extending substantially parallel to the door surface. If an obstacle detected by the sensor device, the door opening process is stopped.

Bei diesem Stoppvorgang bleibt die Tür in einem sicheren Abstand zum erfassten Hindernis stehen. Dies kann jedoch in engen Parklücken oder in engen Garagen hinderlich sein, da so ein Öffnen der Tür bis kurz vor die Garagenwand oder das benachbarte Fahrzeug nicht möglich ist und der Einstiegsraum bzw. Ausstiegsraum für den Fahrzeuginsassen unnötig beschränkt wird.During this stop, the door stops at a safe distance from the detected obstacle. However, this can be a hindrance in tight parking spaces or in tight garages, as opening the door to just before the garage wall or the adjacent vehicle is not possible and the boarding room or exit space for the vehicle occupant is unnecessarily limited.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Türstoppsystem so auszubilden, dass eine Öffnung der Tür bis unmittelbar vor das erkannte Hindernis möglich ist, um einen maximalen Einstiegs- bzw. Ausstiegsraum zu schaffen.Object of the present invention is therefore to provide a generic doorstop system in such a way that an opening of the door until just before the detected obstacle is possible to create a maximum entry or exit space.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass eine Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür vorgesehen ist und dass die Türbremsvorrichtung den Abbremsvorgang der Öffnung der Tür in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Tür steuert.This object is achieved according to the characterizing part of patent claim 1, characterized in that a device for determining the opening angle of the door is provided and that the door brake device controls the braking operation of the opening of the door in dependence on the opening angle of the door.

Wird bei diesem erfindungsgemäßen Türstoppsystem ein Hindernis in der Erfassungsebene erfasst, so wird auf der Grundlage der georteten Hindernislage und der bekannten Türkontur der Abstand von der Türoberfläche zum Hindernis ermittelt und der erforderliche Bremsweg der Tür wird berechnet. Der Bremsvorgang wird eingeleitet und die Tür wird langsam, ohne zu überschwingen, bis kurz vor dem Hindernis abgebremst. Dabei dient die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür der Wegstreckenbestimmung für den Bremsweg. Die Tür kann aufgrund der Kenntnis der Türöffnungsposition wegen der vorhandenen Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels bis kurz vor das Hindernis geöffnet werden und aufgrund des langsamen, nicht abrupten Abbremsens der Türöffnungsbewegung wird zudem ein Überschwingen und damit eine ungewollte Kollision der Tür mit dem Hindernis unterbunden.If an obstacle in the detection plane is detected in this doorstop system according to the invention, the distance from the door surface to the obstacle is determined on the basis of the located obstacle position and the known door contour and the required braking distance of the door is calculated. Braking is initiated and the door brakes slowly, without overshooting, until just before the obstacle. The device is used to determine the opening angle of the door of the route determination for the braking distance. The door can be opened due to the knowledge of the door opening position because of the existing device for determining the opening angle to just before the obstacle and due to the slow, not abrupt braking the door opening movement also overshoot and thus an unwanted collision of the door with the obstacle is prevented.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türstoppsystems zeichnet sich dadurch aus, dass die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür einen im Bereich des Türscharniers vorgesehenen Drehwinkelgeber umfasst.A preferred embodiment of the doorstop system according to the invention is characterized in that the device for determining the opening angle of the door comprises a rotary encoder provided in the region of the door hinge.

Es ist auch möglich, dass die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür einen im Bereich der Türbremsvorrichtung vorgesehenen Weggeber umfasst. Die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür kann dabei beispielsweise ein Linearpotentiometer in einem hydraulichen Zylinder sein.It is also possible for the device for determining the opening angle of the door to comprise a travel sensor provided in the region of the door brake device. The device for determining the opening angle of the door can be, for example, a linear potentiometer in a hydraulic cylinder.

Alternativ kann bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür einen im Bereich des Öffnungsantriebs vorgesehenen Weggeber umfassen.Alternatively, in the case of a door provided with an opening drive, the device for determining the opening angle of the door may comprise a displacement sensor provided in the region of the opening drive.

Ferner kann die Einrichtung zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür einen Rechner umfassen, der den Öffnungswinkel aus Bewegungsdaten des Öffnungsantriebs, insbesondere aus der Öffnungsgeschwindigkeit und aus der verstrichenen Dauer des Öffnungsvorgangs, errechnet.Furthermore, the device for determining the opening angle of the door in the case of a door provided with an opening drive can comprise a computer which calculates the opening angle from movement data of the opening drive, in particular from the opening speed and from the elapsed duration of the opening operation.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht die Erfassungsebene derart in einem Winkel zur Türoberfläche, dass der Abstand zwischen der Türoberfläche und der Erfassungsebene im Bereich des Türscharniers geringer ist, als in dem vom Türscharnier abgewandten Bereich der Tür.In a further preferred embodiment, the detection plane is at an angle to the door surface such that the distance between the door surface and the detection plane in the region of the door hinge is less than in the region of the door facing away from the door hinge.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Türbremsvorrichtung so ausgestaltet, dass die von der Türbremsvorrichtung ausgeübte Bremskraft mit zunehmender Annäherung der Tür an ein Hindernis progressiv erhöht wird, so dass die Tür zuverlässig ohne Überschwingung gestoppt wird. Diese Ausführungsform sorgt dafür, dass auch bei schwungvollem Türöffnen ein Überschwingen der Tür verhindert wird.In a further preferred embodiment, the door brake device is configured such that the braking force exerted by the door brake device is progressively increased as the door approaches an obstacle so that the door is reliably stopped without overshooting. This embodiment ensures that even with sweeping door opening overshoot of the door is prevented.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the drawings. Show it:

1 Eine Draufsicht auf die in Fahrtrichtung gesehen linke Seite eines Kraftfahrzeugs mit zwei alternativen Sensorebenen; 1 A plan view of the seen in the direction of travel left side of a motor vehicle with two alternative sensor levels;

2 Die Position der Sensorebenen bei einer Hinderniserkennung und 2 The position of the sensor levels in obstacle detection and

3 Die Position der Sensorebene bei abgebremster Tür. 3 The position of the sensor level with the door braked.

In 1 ist im Grundriss die in Fahrtrichtung gesehen linke Seite eines Kraftfahrzeug 1 gezeigt, welches im Bereich seines Außenspiegels 2 mit einer Sensoreinrichtung 3 zur Erkennung von Hindernissen 4 in einem die Türfläche 5 der Kraftfahrzeugtür 6 im wesentlichen abdeckenden, in Öffnungsrichtung der Tür 6 vor dieser gelegenen Volumenbereich erfasst. Dazu erkennt die Sensoreinrichtung 3 in einer planen Erfassungsebene 7, 7', welche in konstantem Abstand zur üblicherweise gewölbten Türfläche 5 gelegen ist, das vor der Tür befindlich Hindernis 4. Die Erfassungsebene 7, 7' kann entweder parallel (7) zur Türfläche 5 oder unter einem konstanten Winkel schräg (7') zur Türfläche 5 angeordnet sein.In 1 is in plan view the left side of a motor vehicle seen in the direction of travel 1 shown in the area of its exterior mirror 2 with a sensor device 3 to detect obstacles 4 in one the door surface 5 the motor vehicle door 6 essentially covering, in the opening direction of the door 6 recorded before this volume range. The sensor device recognizes this 3 in a planning level 7 . 7 ' , which are at a constant distance to the usually arched door surface 5 is located in front of the door obstacle 4 , The collection level 7 . 7 ' can be either parallel ( 7 ) to the door surface 5 or obliquely at a constant angle ( 7 ' ) to the door surface 5 be arranged.

Die Sensoreinrichtung 3 kann als Laserscanner ausgebildet sein und einen Lichtvorhang bilden. Sie kann aber auch mit Ultraschall oder Mikrowellen arbeiten. Die Sensoreinrichtung 3 überwacht die komplette Türfläche 5 und erkennt die Position, in welcher ein Hindernis 4 auf die Türfläche 5 auftreffen würde.The sensor device 3 can be designed as a laser scanner and form a light curtain. It can also work with ultrasound or microwaves. The sensor device 3 monitors the entire door surface 5 and recognizes the position in which an obstacle 4 on the door surface 5 would strike.

Die Sensoreinrichtung 3 schwenkt mit der Tür 6 mit und scannt beim Öffnen der Tür den gesamten Türöffnungsbereich mit ab.The sensor device 3 swings with the door 6 with and scans the entire door opening area when opening the door.

Durch Erkennen eines Hindernisses 4 wird ein Bremsvorgang der Türöffnungsbewegung eingeleitet, wie nachstehend beschrieben wird.By recognizing an obstacle 4 a door opening movement braking operation is initiated, as described below.

2 zeigt die Kontur einer Tür 6, die mit einem erfindungsgemäßen Türstoppsystem ausgestattet ist, wobei die Erfassungsebene 7 in der Darstellung der 2 auf ein Hindernis 4 auftrifft. Der Öffnungswinkel der Tür wird mittels einer in 1 nur schematisch dargestellten Einrichtung 10 zu Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür 6 ermittelt, so dass die Türposition im Moment der Hinderniserkennung festgestellt wird. Aufgrund der bekannten Türkontur und der von der Sensorebene ermittelten Lage des Hindernisses wird ein maximaler Bremsweg 8 von einer Steuerungseinrichtung für die Türbremsvorrichtung 9 berechnet. Der Bremsweg entspricht dem Abstand zwischen der gewölbten Türfläche 5 und der planen Sensorebene 7 am Ort des Hindernisses 4 und kann somit aufgrund der konstanten Verhältnisse bestimmt werden. 2 shows the contour of a door 6 equipped with a doorstop system according to the invention, wherein the detection plane 7 in the presentation of the 2 on an obstacle 4 incident. The opening angle of the door is determined by means of an in 1 only schematically illustrated device 10 to determine the opening angle of the door 6 determined so that the door position is detected at the moment of obstacle detection. Due to the known door contour and the position determined by the sensor level of the obstacle is a maximum braking distance 8th from a control device for the door brake device 9 calculated. The braking distance corresponds to the distance between the arched door surface 5 and the plane sensor level 7 at the place of the obstacle 4 and can thus be determined on the basis of the constant conditions.

Zur Positionserkennung für die aktuelle Türstellung mittels der Einrichtung 10 zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür 6 kann in einem Fahrzeug mit manuell zu öffnenden Türen oder Klappen ein Sensor, z. B. ein Lagepotentiometer, ein Linearpotentiometer oder ein Winkelpotentiometer, im Türscharnier vorgesehen sein. Bei einer Tür mit Servoantrieb kann die Türposition über Verstellgeschwindigkeit und Verstellzeit ermittelt werden. Bei Servoantrieben mit Wellenantrieb kann die Position beispielsweise auch über eine Hallsensorik oder über Inkrementalgeber erfasst werden.For position detection for the current door position by means of the device 10 for determining the opening angle of the door 6 can in a vehicle with manually opening doors or flaps a sensor, for. As a position potentiometer, a linear potentiometer or an angle potentiometer, be provided in the door hinge. For a door with servo drive, the door position can be determined via the adjustment speed and the adjustment time. With servo drives with shaft drive, the position can also be detected, for example, via a Hall sensor or incremental encoder.

Nachdem der Bremsvorgang mittels einer beispielweise ebenfalls im Türscharnier vorgesehenen Türbremsvorrichtung 9 gestartet wurde, werden der maximale Bremsweg 8 und somit die Stoppposition der Tür ermittelt. Die Bremskraft für den Bremsvorgang wird in Abhängigkeit von der aktuellen Position der Tür bis zum in 3 gezeigten Stillstand der Tür 6 gesteigert. Somit ist es möglich, die Tür 6 manuell in beliebiger Geschwindigkeit zu öffnen. Kurz vor dem Hindernis wird die Bremskraft dann progressiv gesteigert und die Tür wird ohne überzuschwingen gestoppt. Dadurch ergibt sich ein für den Bediener als angenehm empfundener Bremsvorgang, insbesondere beim manuellen Öffnen der Tür 6. Bei aktiven Öffnungssystemen mit Servounterstützung können Lageregler oder Bremsregler (z. B. PI- oder PID-Regler) verwendet werden, um die Tür gezielt abzubremsen.After the braking operation by means of an example, also provided in the door hinge door brake device 9 started, the maximum braking distance 8th and thus determines the stop position of the door. The braking force for the braking process is dependent on the current position of the door to in 3 shown stoppage of the door 6 increased. Thus, it is possible the door 6 manually open at any speed. Shortly before the obstacle, the braking force is then progressively increased and the door is stopped without overshooting. This results in a perceived as pleasant for the operator braking, especially when manually opening the door 6 , In active opening systems with servo assistance, position controllers or brake controllers (eg PI or PID controllers) can be used to selectively decelerate the door.

Durch die Erfindung wird eine Beschädigung der Tür 6 beim Öffnen verhindert und die Tür 6 kann bis maximal vor das Hindernis 4 geöffnet werden, ohne wertvollen Platz zwischen Tür und Hindernis zu verschenken.The invention causes damage to the door 6 prevented when opening and the door 6 can be up to the maximum before the obstacle 4 be opened without giving up valuable space between the door and the obstacle.

Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.The invention is not limited to the above embodiment, which merely serves to generally explain the essence of the invention. Within the scope of protection, the device according to the invention may also assume other than the above-described embodiments. In this case, the device may in particular have features that represent a combination of the respective individual features of the claims.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.Reference signs in the claims, the description and the drawings are only for the better understanding of the invention and are not intended to limit the scope.

Claims (6)

Türstoppsystem mit Hinderniserkennung mit einer Sensoreinrichtung (3) und einer Türbremsvorrichtung (9), wobei die Sensoreinrichtung (3) Hindernisse (4) in einem eine Türfläche (5) im Wesentlichen abdeckenden, in Öffnungsrichtung der Tür (6) vor dieser gelegenen Volumenbereich erfasst, wobei die Sensoreinrichtung (3) in zumindest einer von der Türfläche (5) beabstandeten Erfassungsebene (7, 7') die Hinderniserfassung durchführt, dadurch gekennzeichnet, – dass eine Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) vorgesehen ist und – dass die Türbremsvorrichtung (9) den Abbremsvorgang der Öffnungsbewegung der Tür (6) in Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der Tür (6) steuert, – dass die Türbremsvorrichtung (9) so ausgestaltet ist, dass die von der Türbremsvorrichtung (9) ausgeübte Bremskraft mit zunehmender Annährung der Tür (6) an ein Hindernis (4) progressiv erhöht wird, so dass die Tür (6) zuverlässig ohne Überschwingung gestoppt wird.Doorstop system with obstacle detection with a sensor device ( 3 ) and a door brake device ( 9 ), wherein the sensor device ( 3 ) Obstacles ( 4 ) in a door surface ( 5 ) substantially covering, in the opening direction of the door ( 6 ) detected in front of this located volume range, wherein the sensor device ( 3 ) in at least one of the door surface ( 5 ) spaced detection level ( 7 . 7 ' ) carries out the obstacle detection, characterized in that - a device ( 10 ) for determining the opening angle of the door ( 6 ) is provided and - that the door brake device ( 9 ) the braking action of the opening movement of the door ( 6 ) depending on the opening angle of the door ( 6 ), - that the door brake device ( 9 ) is designed so that the of the door brake device ( 9 ) applied braking force with increasing approach of the door ( 6 ) to an obstacle ( 4 ) is progressively increased so that the door ( 6 ) is reliably stopped without overshoot. Türstoppsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) einen im Bereich des Türscharniers vorgesehenen Drehwinkelgeber umfasst.Doorstop system according to claim 1, characterized in that the device ( 10 ) for determining the opening angle of the door ( 6 ) comprises a rotary encoder provided in the region of the door hinge. Türstoppsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) einen im Bereich der Türbremsvorrichtung (9) vorgesehenen Weggeber umfasst.Doorstop system according to claim 1, characterized in that the device ( 10 ) for determining the opening angle of the door ( 6 ) one in the area of the door brake device ( 9 ) comprises. Türstoppsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür einen im Bereich des Öffnungsantriebs vorgesehenen Weggeber umfasst.Doorstop system according to claim 1, characterized in that the device ( 10 ) for determining the opening angle of the door ( 6 ) comprises in a provided with an opening drive door provided in the region of the opening drive encoder. Türstoppsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (10) zur Bestimmung des Öffnungswinkels der Tür (6) bei einer mit einem Öffnungsantrieb versehenen Tür (6) einen Rechner umfasst, der den Öffnungswinkel aus Bewegungsdaten des Öffnungsantriebs, insbesondere aus der Öffnungsgeschwindigkeit und aus der verstrichenen Dauer des Öffnungsvorgangs, errechnet.Doorstop system according to claim 1, characterized in that the device ( 10 ) for determining the opening angle of the door ( 6 ) in a door provided with an opening drive ( 6 ) comprises a computer which calculates the opening angle from movement data of the opening drive, in particular from the opening speed and from the elapsed duration of the opening operation. Türstoppsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsebene (7') derart in einem Winkel zur Türfläche (5) steht, dass der Abstand zwischen der Türfläche (5) und der Erfassungsebene (7') im Bereich des Türscharniers geringer ist, als in dem vom Türscharnier abgewandten Bereich der Tür. Door stop system according to one of the preceding claims, characterized in that the detection plane ( 7 ' ) at an angle to the door surface ( 5 ) indicates that the distance between the door surface ( 5 ) and the recording level ( 7 ' ) is lower in the region of the door hinge than in the region of the door facing away from the door hinge.
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