DE102013005018A1

DE102013005018A1 - Kraftfahrzeug mit Türkollisionswarnvorrichtung und Türkollisionswarnverfahren

Info

Publication number: DE102013005018A1
Application number: DE201310005018
Authority: DE
Inventors: Daniel Liebau; Claudia Langner
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-09-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Kraftfahrzeug (1) mit wenigstens einer Tür (15) und einer Türkollisionswarnvorrichtung, die eine Datenverarbeitungsvorrichtung und zumindest einen operativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbundenen Türumgebungssensor (11) aufweist. Ferner ist ein der Tür (15) zugeordneter Türwinkelsensor kommunikativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden. Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug wenigstens eine operativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelte Ausgabevorrichtung auf, die zum Empfang und zur Ausgabe einer Türkollisionsinformation mit der Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelt ist. Die Türkollisionsinformation ist mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung in Abhängigkeit eines Abstands der Tür (15) von einem Hindernis bestimmbar. Die Ausgabevorrichtung weist zumindest zwei gattungsgleiche Ausgabemittel auf, die in Abhängigkeit der Türkollisionsinformation abgestuft aktivierbar sind. Ferner wird ein Türkollisionswarnverfahren offenbart, das unter Verwendung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs (1) ausgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Türkollisionswarnvorrichtung und ein Türkollisionswarnverfahren.
Beim Öffnen von Kraftfahrzeugtüren in engen Parklücken oder in unmittelbarer Nähe sonstiger Hindernisse kommt es in Folge von Unachtsamkeit häufig zu Beschädigungen. Insbesondere bei großen Türen, wie sie beispielsweise bei Coupés oder Cabrios vorhanden sind, ist es mitunter schwierig, abzuschätzen, bis zu welchem Winkel die Türen sicher geöffnet werden können. Um wenigstens die Folgen der Beschädigungen auf die korrosionsanfällige Blechsubstanz zu mindern, werden Kraftfahrzeuge in der Regel mit Kunststoff-Beplankungen versehen, die solche Stöße abfangen sollen. Idealerweise bestehen die Beplankungsteile aus einem stoß- und kratzerunempfindlichen Kunststoff, der auch eine Strukturierung aufweisen kann, um kleinere Kratzer in der Strukturierung quasi „untergehen zu lassen”. Die Kunststoff-Beplankungen übernehmen jedoch vermehrt auch eine wichtige Aufgabe im Exterieur-Design. Sie decken die Türen mitunter großflächig ab und sind oft ähnlich hochwertig lackiert wie die Blechflächen. Eine Beschädigung der Beplankung führt zwar auch dann nicht zu Korrosion an der Türe, jedoch sind gravierende optische Einbußen die Folge, die nur teuer zu beheben sind.
Aufgrund dessen wurden Kraftfahrzeuge und Verfahren entwickelt, die es ermöglichen sollen, die Kollision der Tür mit einem Hindernis schon vor dem eigentlichen Kontakt zu verhindern.
So betrifft die JP 2003 10 4055 ein Verfahren zur Unterstützung bei der Türöffnung, mit dem eine Kollision der Tür mit einem Hindernis vermieden werden soll. Dort werden der Abstand und der Winkel des Hindernisses von der Tür durch Sensoren erfasst und einer Datenverarbeitungsvorrichtung (DVV) zur Verfügung gestellt, wobei daraus ein maximaler kollisionsfreier Öffnungswinkel der Tür errechnet wird. An der Tür ist ein Türwinkelsensor angebracht, der kommunikativ in Verbindung mit der DVV steht. Ferner ist eine Warnleuchte operativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden, wobei die Warnleuchte aktiviert wird, sobald der momentane Türöffnungswinkel dem maximalen Türöffnungswinkel entspricht. Es ist jedoch selbst unter Zuhilfenahme des dort beschriebenen Verfahrens nicht immer möglich, eine drohende Türkollision noch zu verhindern.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das es ermöglicht, eine Türkollision mit einem Hindernis sicherer und komfortabler als bisher zu verhindern.
Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Darüber hinaus ergibt sich die Aufgabe, ein Türkollisionswarnverfahren für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das es einem Fahrzeugbenutzer ermöglicht, rechtzeitig einer drohenden Türkollision entgegen zu wirken.
Weiterbildungen der Vorrichtung und des Gegenstands sind jeweils in den Unteransprüchen ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist nach einer ersten Ausführungsform zumindest eine Tür und eine Türkollisionswarnvorrichtung auf, die eine Datenverarbeitungsvorrichtung und zumindest einen operativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbundenen Türumgebungssensor aufweist. Ferner weist das Kraftfahrzeug einen der Tür zugeordneten Türwinkelsensor, der kommunikativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, und wenigstens eine mit der Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelte Ausgabevorrichtung auf. Die Ausgabevorrichtung ist dazu vorgesehen, eine Türkollisionsinformation zu empfangen und anzuzeigen. Die Türkollisionsinformation wird mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung in Abhängigkeit eines Abstands der Tür von einem Hindernis bestimmt. Die Ausgabevorrichtung weist zumindest zwei gattungsgleiche Ausgabemittel auf, die in Abhängigkeit der Türkollisionsinformation abgestuft aktivierbar sind. Unter „gattungsgleichen Ausgabemitteln” werden hierin etwa technisch gleichartig arbeitende Signalgeber wie etwa optische oder andere Signalgeber verstanden.
Die Ausgabevorrichtung dient erfindungsgemäß dazu, ein drohendes „Türanschlagen” an ein Hindernis zu signalisieren. Vorteilhaft ist die Ausgabevorrichtung keine einfache binäre Ausgabevorrichtung, sondern durch die mindestens zwei gattungsgleichen Ausgabemittel sind unterschiedliche Ausgabezustände aktivierbar. Ein Ausgabezustand entspricht dabei einem dem Türöffnungswinkel zugeordneten „Gefährdungsniveau”, das proportional zum verbleibenden Öffnungsweg der Tür bis zum Hindernis ist. „Abgestuft aktivierbar” bedeutet, dass entweder einzelne Ausgabemittel oder unterschiedliche Kombinationen von Ausgabemitteln in Abhängigkeit der Türkollisionsinformation, die ein Maß für den verbleibenden Restabstand zum Hindernis ist, aktiviert werden, um dem Benutzer die aktuelle Gefährdung zu signalisieren.
Ähnlich wie bei einem Parkassistenzsystem, bei dem der Restabstand zum Hindernis angezeigt wird, braucht der Fahrzeugbenutzer auch eine gewisse Reaktionszeit, um die Türbewegung zu stoppen. Der Benutzer des erfindungsgemäßen Fahrzeugs erhält diese „gestaffelte” Information mittels der Ausgabevorrichtung, so dass das Risiko einer Türkollision deutlich verringert werden kann, da ihm genügend Zeit zu reagieren bleibt. Das Türöffnen ist beim erfindungsgemäßen Fahrzeug deutlich komfortabler als bisher möglich, da der Benutzer nicht stets in einer ungünstigen Körperhaltung durch das Fenster schauen muss, um festzustellen wo sich das Hindernis befindet. Auch für kleine Personen ist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug vorteilhaft, da sie eventuelle Hindernisse schlechter sehen (auf Grund der „hoch” liegenden Fenster). Ferner schafft die Ausgabevorrichtung etwa auch bei Kindern ein Bewusstsein für das Problem des „Türanschlagens”. Natürlich kann das Kraftfahrzeug auch noch mehr Türen aufweisen, wobei auch mehr als eine Tür mit der Türkollisionswarnvorrichtung ausgestattet sein können.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Ausgabevorrichtung eine optische Ausgabevorrichtung sein, wobei die Ausgabemittel vorteilhaft Warnleuchten sind. Bei der Ausgabevorrichtung kann es sich besonders vorteilhaft um eine Warnampel mit drei Warnleuchten handeln.
Die Ausgabevorrichtung kann gemäß dieser Ausführungsform ähnlich gestaltet sein wie bekannte Ausgabevorrichtungen eines Parkassistenzsystems oder Abstandsregeltempomats; beispielsweise mit mehreren Leuchtsymbolen, die bei einem höheren Gefährdungsniveau, d. h., einem kleineren verbleibenden Restabstand zum Hindernis, größer sind als bei einem geringen Gefährdungsniveau. Die Warnleuchten der „Ampel” können bevorzugt auch unterschiedliche Farben aufweisen, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn die von Verkehrsampeln bekannte Farbcodierung aufgegriffen wird, da diese Farben eine starke Wirkung auf die Physis ausüben.
In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Ausgabevorrichtung im Kraftfahrzeug-Innenraum angeordnet sein. Eine Anordnung im Sichtfeld des Fahrers, insbesondere an einer A-Säule und/oder an einer Türinnenverkleidung, ist besonders vorteilhaft, da sie in unmittelbarer Blicknähe ist.
Besonders wenn es sich bei der Ausgabevorrichtung um eine optische Ausgabevorrichtung handelt, ist das Anbringen der Ausgabevorrichtung im Sichtfeld des Fahrers vorteilhaft, da er zur sich Erfassung nicht ungünstig verrenken muss. Ferner wird bei einer Anbringung an der Türinnenverkleidung die Aufmerksamkeit des Fahrers beim Türöffnen auf die Ausgabevorrichtung gezogen, so dass es ihm quasi unmöglich gemacht wird, nicht Kenntnis zu nehmen. Wenn das Kraftfahrzeug mehr als eine Tür hat, kann auch vorgesehen sein, dass jede Tür eine eigene Ausgabevorrichtung hat, auf der jeweils nur die Türkollisionsinformation der „eigenen”, zugeordneten Tür angezeigt wird.
Des Weiteren kann der Türumgebungssensor ein Nahbereichssensor sein, der vorteilhaft einen Ultraschallsensor, einen Radarsensor, einen Laserscanner und/oder zumindest eine Kamera umfasst.
Vorteilhaft können zahlreiche Bauteile, die notwenig sind, um ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit Türkollisionswarnvorrichtung zu schaffen, als Standardteile bezogen werden, etwa Radarsensoren, die im Abstandsregeltempomat und Ultraschallsensoren, die in Parkassistenzsystemen eingesetzt werden. Beide Sensor-Typen sind in einer geeigneten Baugröße verfügbar und auf Grund des verbreiteten Einsatzes in der Serienfertigung kostengünstig verfügbar. Geeignete Radarsensoren werden beispielsweise bei 24 GHz oder 77 GHz betrieben.
Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform kann der Türumgebungssensor in oder an einem Schweller, einer Türbeplankung und/oder zusätzlich oder alternativ an einem Außenspiegel angeordnet sein.
Diese Aufzählung ist nicht abschließend. Insbesondere ist es nicht erforderlich, nur einen Sensor einzusetzen, sondern vorteilhaft mehrere, um die Türumgebung möglichst umfassend und hochaufgelöst zu erfassen. Der Sensor kann auch noch an ganz anderen Positionen in oder am Fahrzeug angeordnet sein, die geeignet sind, die entsprechende Türumgebung zu erfassen. Sensoren für den Einbau in den Schweller oder Türbeplankungsteile sowie deren Befestigungsmittel sind als standardisierte Serienteile verfügbar, weshalb eine Befestigung an diesen Positionen vorteilhaft ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Ausgabevorrichtung einen Akustikgeber umfassen, der vorteilhafterweise dazu ausgebildet ist, ein psychoakustisch wirksames Signal auszugeben.
Der Akustikgeber kann dabei analog zur optischen Ausgabevorrichtung ein gestaffeltes Signal abgeben. Beispielsweise kann die Lautstärke oder die Frequenz des Signals in Abhängigkeit der Türkollisionsinformation moduliert werden oder es kann für jede Türkollisionsinformation ein jeweils eigenes Signal verwendet werden. Psychoakustisch aktiv soll bedeuten, dass das Signal für den Benutzer vorteilhafterweise eine unangenehmes Hörerlebnis bedeutet; solche Signale sind bekannt. Der Akustikgeber kann vorteilhaft auch zusätzlich zu einer optischen Ausgabevorrichtung eingesetzt werden, beispielsweise um kurz vor einer drohenden Kollision mit dem Hindernis noch einen anderen Sinn anzusprechen.
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Türkollisionswarnverfahrens wird unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ausgeführt. Es umfasst die folgenden Schritte:

– Erfassen der Türumgebung mittels des Türumgebungssensors und der Datenverarbeitungsvorrichtung zur Verfügung stellen,
– durch die Datenverarbeitungsvorrichtung anhand der Türgeometrie Bestimmen eines maximalen Türöffnungswinkels,
– Öffnen der Tür und fortwährend Messen des tatsächlichen Türöffnungswinkels mittels des Türwinkelsensors und der Datenverarbeitungseinheit zur Verfügung stellen,
– Berechnen einer Differenz des maximalen Türöffnungswinkels und des tatsächlichen Türöffnungswinkels und nach vorbestimmten Kriterien Bestimmen der Türkollisionsinformation aus einem Abstand der Tür und einem Hindernis mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung,
– Senden der Türkollisionsinformation von der Datenverarbeitungsvorrichtung an die Ausgabevorrichtung und Aktivieren des der Türkollisionsinformation zugeordneten Ausgabemittels der Ausgabevorrichtung.

Der maximale Türöffnungswinkel ist dabei der Winkel, um den die Tür gerade noch geöffnet werden kann, ohne dass eine Kollision mit dem Hindernis stattfindet. Beim Öffnen der Tür wird nicht nur der tatsächliche Türöffnungswinkel fortwährend mit einer bestimmten Abtastrate gemessen, sondern es werden auch die nachfolgenden Schritte ständig wiederholt, so dass sich für jeden Zeitpunkt mit einem anderen Türöffnungswinkel auch eine andere Türkollisionsinformation erzeugt und an die Ausgabevorrichtung gesendet wird. Anders als bei bisherigen Verfahren zur Vermeidung einer Türkollision, bei denen lediglich binär signalisiert wurde, ob der maximale Türöffnungswinkel erreicht ist oder nicht, ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren nun tatsächlich, einer Kollision entgegen zu wirken.
Anders als bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bliebe bei einer binären Ausgabevorrichtung bei schwungvollem Öffnen der Tür unter Umständen nicht mehr genügende Reaktionszeit um die Türbewegung zu stoppen. Erfindungsgemäß wird vorteilhaft der aktuelle Restabstand zum Hindernis stets in Form der Türkollisionsinformation angezeigt, die wiederum mit dem verbleibenden Restabstand zum Hindernis korrespondiert. Der Benutzer kann also besser gegensteuern.
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Dabei zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs,
2 eine weitere Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 mit vier Türen 15 dargestellt. Das Kraftfahrzeug 1 ist mit einer Türkollisionswarnvorrichtung ausgerüstet, die es verhindern soll, dass die Türen 15 beim Öffnen an umgebende Hindernisse angeschlagen werden. Dazu sind in den Schwellern 12 Ultraschallsensoren 11 angeordnet, die beispielsweise die drei gleichen Sensoren wie bei einem Parkassistent sein können. Die Sensoren 11 sind mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden, die die Sensordaten verarbeitet und die ein digitales Abbild der Türumgebung errechnet. Anhand der Geometriedaten der Tür 15 wird mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung ein maximaler Türöffnungswinkel bestimmt, der dem Winkel entspricht an dem die Kollision mit dem Hindernis stattfindet. Ferner weist das Kraftfahrzeug einen Türwinkelsensor auf, der stets den tatsächlichen Türwinkel misst und der Datenverarbeitungsvorrichtung zuführt. Die Datenverarbeitungsvorrichtung bildet nun zu jedem Zeitpunkt die Differenz des maximalen Türöffnungswinkels und des tatsächlichen Türöffnungswinkels und generiert daraus eine Türkollisionsinformation, die anhand einer vorbestimmten Zuordnung gestaffelte Werte annimmt.
Im Innenraum des Fahrzeugs 1 ist eine Ausgabevorrichtung angeordnet, die mehrere Ausgabezustände aufweist, d. h., keine binäre Anzeigevorrichtung ist. Die Anzeigevorrichtung ist zum Empfang und Anzeige der Türkollisionsinformation kommunikativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden. Jedem Ausgabezustand der Ausgabevorrichtung, der durch die Ausgabemittel signalisiert wird, ist dabei eine ganz bestimmte Türkollisionsinformation bzw. ein bestimmter Wertebereich des Abstands der Tür vom Hindernis zugewiesen. Auf diese Weise kann ein Fahrzeugbenutzer durch Betrachten der Anzeigevorrichtung erkennen, wie groß das aktuelle „Risiko” einer Türkollision ist und kann die Bewegung der Tür gegebenenfalls rechtzeitig stoppen. Insbesondere bei großen und schweren Türen, die infolge dessen sehr träge sind, ist wichtig, dass dem Fahrzeugbenutzer überhaupt noch eine hinreichende Reaktionszeit zur Verfügung steht, um die Beschädigung zu verhindern. Die Ausgabevorrichtung kann beispielsweise eine „Warnampel” sein, die die aktuelle Türkollisionsinformation in einer bekannten Farbcodierung von grün nach rot anzeigt. Alternativ oder zusätzlich können die jeweiligen Warnleuchten auch in unterschiedlichen Größen und/oder Designs ausgeführt werden, so dass die Warnleuchten, die einen höheren „Gefahrenpegel” entsprechen, die Aufmerksamkeit des Fahrzeugbenutzers auf sich ziehen.
In 2 ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, das bis auf die Positionierung der Türumgebungssensoren 11 dem in der 1 dargestellten Fahrzeug entspricht. Hier sind Radarsensoren 11 in der Beplankung 13 der Türen 15 angeordnet, die wie bereits beschrieben, kommunikativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden sind. Zusätzlich hat das gezeigte Kraftfahrzeug eine Kamera 11 im Außenspiegel 14, die auch der Erfassung der Türumgebung dient. Beispielsweise kann das Kamerabild in einem Infotainmentsystem des Kraftfahrzeugs 1 eine Türkollisions-App darzustellen. Selbstverständlich können auch noch andere Sensor-Typen eingesetzt werden, die zur Umgebungserfassung geeignet sind, beispielsweise Laserscanner oder Stereo-Kamerasysteme.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003104055 [0004]

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit zumindest einer Tür (15) – einer Türkollisionswarnvorrichtung, die eine Datenverarbeitungsvorrichtung und zumindest einen operativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbundenen Türumgebungssensor (11) aufweist, und – einem der Tür (15) zugeordneten Türwinkelsensor, der kommunikativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung verbunden ist, und – zumindest einer operativ mit der Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelte Ausgabevorrichtung, die zum Empfang und zur Ausgabe einer Türkollisionsinformation mit der Datenverarbeitungsvorrichtung gekoppelt ist, wobei die Türkollisionsinformation mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung in Abhängigkeit eines Abstands der Tür (15) von einem Hindernis bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung zumindest zwei gattungsgleiche Ausgabemittel aufweist, die in Abhängigkeit der Türkollisionsinformation abgestuft aktivierbar sind.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung eine optische Ausgabevorrichtung ist, wobei die Ausgabemittel bevorzugt Warnleuchten sind, und wobei die Ausgabevorrichtung besonders bevorzugt eine Warnampel mit drei Warnleuchten ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung im Kraftfahrzeug-Innenraum angeordnet ist, bevorzugt im Sichtfeld des Fahrers, besonders bevorzugt an einer A-Säule und/oder an einer Türinnenverkleidung.
Kraftfahrzeug (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Türumgebungssensor (11) ein Nahbereichssensor ist und bevorzugt einen Ultraschallsensor, einen Radarsensor, einen Laserscanner und/oder zumindest eine Kamera umfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Türumgebungssensor (11) in oder an zumindest einem Schweller (12), zumindest einer Türbeplankung (13) und/oder zumindest einem Außenspiegel (14) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabevorrichtung einen Akustikgeber umfasst, der bevorzugt dazu ausgebildet ist, ein psychoakustisch wirksames Signal auszugeben.
Türkollisionswarnverfahren, das mit einem Kraftfahrzeugs (1) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt wird, umfassend die Schritte: – Erfassen der Türumgebung mittels des Türumgebungssensors (11) und der Datenverarbeitungsvorrichtung zur Verfügung stellen, – durch die Datenverarbeitungsvorrichtung anhand der Türgeometrie Bestimmen eines maximalen Türöffnungswinkels, – Öffnen der Tür (15) und fortwährend Messen des tatsächlichen Türöffnungswinkels mittels des Türwinkelsensors und der Datenverarbeitungseinheit zur Verfügung stellen, – Berechnen einer Differenz des maximalen Türöffnungswinkels und des tatsächlichen Türöffnungswinkels und nach vorbestimmten Kriterien Bestimmen der Türkollisionsinformation aus einem Abstand der Tür (15) und einem Hindernis mittels der Datenverarbeitungsvorrichtung, – Senden der Türkollisionsinformation von der Datenverarbeitungsvorrichtung an die Ausgabevorrichtung und Aktivieren des der Türkollisionsinformation zugeordneten Ausgabemittels der Ausgabevorrichtung.