DE102013217302A1

DE102013217302A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Absicherung der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013217302A1
Application number: DE102013217302.4A
Authority: DE
Inventors: Stephan Max; Alexander Urban; Claudia Prauße; Knut Schmidt; Holger Kolmer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2033-08-31
Also published as: DE102013217302B4

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Absicherung einer motorisch beweglichen Heckklappe eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Sensor zur Bestimmung von Hindernissen in einem vorbestimmten Umfeld der Heckklappe, fährt mit dem Auslösen einer Öffnungs- oder Schließbewegung der Heckklappe der Wischerarm des Heckscheibenwischers vorgegebene Winkellagen an und der im Wischerarm angeordnete mindestens eine Sensor führt in den jeweiligen Winkellagen Messungen zur Bestimmung von Hindernissen durch, wobei es sich bei den Messungen insbesondere um Abstandsmessungen handelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absicherung der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Aktuelle Serienfahrzeuge, insbesondere größere Fahrzeuge wie Kombifahrzeuge, VANs oder SUVs, sind häufig mit einer motorischen Unterstützung der Heckklappe ausgerüstet. Damit kann der Fahrer mittels einer entsprechenden Instruktion, beispielsweise per Knopfdruck, die Heckklappe seines Fahrzeugs öffnen, die dann von der motorischen Unterstützung in eine Endposition gefahren wird. Besonders bei den genannten größeren Fahrzeugen kann die Heckklappe beispielsweise in einer Garage an oberhalb befindliche Objekte stoßen und je nach Wucht entsprechend Schaden nehmen.
Aus der Druckschrift DE 103 12 252 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von Personen- und Sachschäden durch Kraftfahrzeugtüren bekannt, wobei bei einem Öffnen der Heckklappe des Kraftfahrzeugs mittels einer Kamera der Außenraum im Bereich der Heckklappe überwacht wird und ein Warnsignal generiert wird, sobald im Blickfeld der Kamera ein ortsfestes oder herannahendes Objekt erkannt wird. Dabei ist die Kamera zur Umfeldüberwachung im Bereich der Heckklappe im Stoßfänger angeordnet.
Die Druckschrift DE 20 2010 012 380 U1 beschreibt eine Abstandsmessvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kleintransporter und Kombis, wobei die Abstandsmessvorrichtung ein oder mehrere Abstandserfassungsmittel aufweist, die an der Heckklappe des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Mit den Abstandserfassungsmitteln wird der Bewegungsbereich der Heckklappe abgetastet und bei Erfassung eines Hindernisses ein Warnsignal ausgegeben und/oder die Bewegung der Heckklappe durch Ansteuerung des Antriebselements der Heckklappe beeinflusst.
Die Druckschrift DE 198 13 025 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer schwenkbaren Heckklappe, die automatisch geöffnet und geschlossen werden kann. Um bei einer Öffnungs- oder Schließbewegung ein Anstoßen der Heckklappe zu vermeiden, sind im unteren Bereich der Heckklappe Abstandssensoren angeordnet, die die Bewegung der Heckklappe automatisch stoppen, wenn ein Hindernis in einem vorgegebenen Abstandsbereich detektiert wird.
Ferner beschreibt die Druckschrift DE 10 2006 057 680 B3 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen einer elektrisch betriebenen Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, wobei die Heckklappe einen Sensor zur Detektion eines Hindernisses aufweist. Falls ein Hindernis detektiert wird, wird die Bewegung der Heckklappe gestoppt oder reversiert.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen ist, dass trotz der Verwendung von Sensoren zur Detektion von Hindernissen der Glasbereich der Heckklappe beispielsweise in Garagen beschädigt werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Absicherung der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs beim Öffnen derselben zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Absichern der Heckklappe eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Absicherung einer motorisch beweglichen Heckklappe eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Sensor zur Bestimmung von Hindernissen in einem vorbestimmten Umfeld der Heckklappe, fährt mit dem Auslösen einer Öffnungs- oder Schließbewegung der Heckklappe der Wischerarm des Heckscheibenwischers vorgegebene Winkellagen an und der im Wischerarm angeordnete mindestens eine Sensor führt in den jeweiligen Winkellagen Messungen zur Bestimmung von Hindernissen durch. Auf diese Weise können in vorbestimmten Winkellagen Hindernisse festgestellt werden und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, wenn ein Hindernis im vorbestimmten Umfeld der Heckklappe festgestellt wird. Als Maßnahme kommt beispielsweise ein Anhalten der motorischen Bewegung der Heckklappe in Betracht, um ein Anstoßen der empfindlichen Heckscheibe an das Hindernis zu vermeiden.
Das Anfahren vorgegebener Winkellagen impliziert auch das Anfahren einer einzigen Winkellage aus der Ruhelage des Wischerarms heraus. So ist in der Ruhelage der Wischerarm der Heckscheibe üblicherweise horizontal ausgerichtet, um einen freien Blick durch die Heckscheibe zu ermöglichen. Zur Absicherung der Heckscheibe kann es ausreichend sein, den Wischerarm in eine zur Ruhelage senkrechte Position zu verfahren, so dass der Wischerarm in senkrechter Lage zentral auf der Heckscheibe angeordnet ist. Bei einer Öffnungsbewegung der Heckklappe kann in dieser Position des Wischerarms der Sensor den Öffnungsvorgang ausreichend überwachen.
Vorzugsweise erfolgt das Anfahren vorgegebener Winkellagen durch zumindest eine Wischbewegung. Mit anderen Worten, während der mindestens einen Wischbewegung erfolgt eine Bestimmung von Hindernissen in unterschiedlichen Winkellagen, um Hindernisse im gesamten vom Wischer überstrichenen Bereich der Heckscheibe detektieren zu können.
Weiter bevorzugt erfolgt die Wischbewegung des Wischerarms bei einer Öffnungs- oder Schließbewegung der Heckklappe fortlaufend. Auf diese Weise wird erreicht, dass das durch die Heckklappe definierte Umfeld der Heckklappe während der Bewegung der Heckklappe fortlaufend überwacht wird.
Weiter bevorzugt erfolgt die Bestimmung von Hindernissen mittels des mindestens einen Sensors durch Abstandsmessungen. Dazu werden vorteilhafterweise Ultraschallsensoren verwendet, da Reichweite und Auflösung von Ultraschallsensoren für den hier vorliegenden Nahbereich ausreichend sind.
Weiter bevorzugt sind die Abstandsmessungen mit einer vorgegebenen Messfrequenz getaktet. Je höher die Messfrequenz ist, um so mehr Messpunkte werden entlang der Wischerbewegung erzeugt, was zu einer "dichteren" Messreihe und damit zu einer erhöhten Auflösung führt.
Vorteilhafterweise wird aus den unterschiedlichen Abstandsmessungen sowie den zum Zeitpunkt jeder Abstandsmessung bekannten Winkellagen des Wischerarms eine Umfeldkarte des Umfelds der Heckklappe erstellt. Diese Umfeldkarte verändert sich natürlich mit der Bewegung der Heckklappe, so dass jederzeit Hindernisse, auch relativ kleine Hindernisse, im durch die Heckklappe definierten Umfeld erfasst werden können.
Weiter bevorzugt bewirkt die Bestimmung eines Hindernisses in dem vorgegebenen Umfeld der Heckklappe zumindest ein Stopp einer Bewegung der Heckklappe. Es kann auch eine kurze Bewegung entgegen der ursprüngliche Bewegungsrichtung nach dem Stopp bewirkt werden, mit anderen Worten, die Hecklappe fährt ein wenig aus der Stoppposition zurück.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Absicherung einer motorisch beweglichen Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung insbesondere eingerichtet und ausgelegt ist zur Durchführung des im Vorangegangenen beschriebenen Verfahrens, umfasst mindestens einem Sensor und Ansteuereinheit zur Bestimmung von Hindernissen in einem vorgegebenen Umfeld der Heckklappe und einer Einrichtung zur Auswertung der Sensorsignale. Ferner ist der mindestens eine Sensor im Wischerarm des Heckscheibenwischers angeordnet und die Vorrichtung weist einen Winkelgeber zur Bestimmung des Wischarmwinkels auf.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Sensor so am Wischerarm angeordnet, dass der Sensor bei der Wischerbewegung einen größtmöglichen Kreisabschnitt überstreicht. Mit anderen Worten, der mindestens eine Sensor ist möglichst weit vom Drehpunkt oder Drehachse des Wischerarms angeordnet.
Weiter bevorzugt weist die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erstellung einer Umfeldkarte des vorgegebenen Umfelds der Heckklappe aus den Wischarmwinkeln und den zugehörigen Sensorsignalen auf. Mittels der Umfeldkarte werden quasi eine Vielzahl von virtuellen Sensoren aufgrund der Messpunkte erzeugt, so dass die Winkelauflösung verbessert wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt
1 eine Heckansicht eines Beispiels eines Fahrzeugs,
2 die Anordnung des Sensors in einem Wischerarm des Heckscheibenwischers, und
3 eine schematische Darstellung einer Anzahl von Messpunkten während einer Wischbewegung.
1 zeigt die Heckansicht eines typische Transporters 1, dessen Heckklappe 2 zum leichteren Beladen entlang der Rückleuchten 5, 6 bis zum Stoßfänger 3 herabreicht. Dabei besteht nur ein kleinerer, oberer Teil der Heckklappe 1 aus Fahrzeugglas, mit anderen Worten der Heckscheibe 4. Es ist aus der Schemadarstellung ersichtlich, dass eine Öffnungsbewegung der motorisch angesteuerten Hecklappe 1 eine relativ großen Platzbedarf im Umfeld der Heckklappe 1 hat. Ferner ist der Öffnungswinkel der Heckklappe 1 üblicherweise größer als 90°, so dass sich die Heckklappe 1 im geöffneten Zustand hoher als das Fahrzeug 1 erstreckt. Daher kann es bei einer Öffnungsbewegung der Heckklappe 1 zu einem Anstoßen an eine Garagendecke oder einem Vorsprung einer Garagendecke kommen, wobei insbesondere der Bereich Heckscheibe 4 aufgrund des Glasmaterials gefährdet ist. Ferner ist die Heckscheibe 4 mit einer Wischereinrichtung 7 ausgestattet, die bei Regen die Sicht durch die Heckscheibe 4 freihalten soll.
2 zeigt den auf der Heckscheibe 4 angeordneten Heckscheibenwischer 7 im Detail, wobei die 2 einen Teilbereich 12 der Heckscheibe 4 zeigt. Die Wischereinrichtung 7 umfasst in üblicher Weise einen Wischerarm 8, an dem ein Wischerblatt 9 angeordnet ist. Dabei ist der Heckscheibenwischer 7 drehbar um einen als Drehachse ausgelegten Drehpunkt 10 angeordnet, wobei die Drehachse mit einem den Heckscheibenwischer 7 antreibenden Wischermotor (nicht dargestellt) verbunden ist. Am äußeren Ende des Wischerarms 8 ist ein Sensor 11 angeordnet, der insbesondere durch einen Ultraschallsensor gebildet wird, mittels dem und einer entsprechenden Ansteuerung und Auswertung Abstände zu Objekten oder Hindernissen im Umfeld der Heckscheibe 4 bestimmt werden können. Äußeres Ende des Wischerarms 8 soll hierbei der maximale Abstand zwischen dem Sensor 11 und der Drehachse 10 des Wischerarms 8 bedeuten. Mit anderen Worten, der Sensor 11 ist so auf dem Wischerarm 8 positioniert, dass bei einer Bewegung des Wischerarms 8 der auf der Heckscheibe 4 überstrichene Bereich maximal ist. Wird ein Hindernis innerhalb diese überstrichenen Bereichs ermittelt, so wird die Heckklappe 2 mit dem Hindernis zusammenstoßen. Folglich wird ein Alarmsignal erzeugt und die motorische Bewegung der Heckklappe zumindest gestoppt, um eine Beschädigung der Heckscheibe 4 zu vermeiden.
3 zeigt die Wischbewegung 13 des Heckscheibenwischers 7 bestehend aus dem Wischerarm 8, dem Wischerblatt 9, der Drehachse 10 und dem Abstandssensor 11. Durch die Wischbewegung führt der Sensor 11 eine Teilkreisbewegung auf der Heckscheibe 4 aus, wobei in 3 ein Teilausschnitt 12 der Heckscheibe 4 dargestellt ist. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Messfrequenz des Sensors 11 führt der Sensor 11 während einer Wischbewegung Abstandsmessungen durch, die in 3 symbolische als Messpunkte M1 bis M8 dargestellt sind. Da für jeden Messpunkt M1 bis M8 die Winkellage des Wischerarms 8 und damit die Sensorposition auf der Heckscheibe 4, hier dargestellt aus Ausschnitt 12, bekannt ist, können die Messungen in einer Umfeldkarte abgebildet werden. Mit anderen Worten, die Messpunkte M1 bis M8 stellen quasi virtuelle Sensoren dar, so dass ein Umfeldkarte basierend auf einer großen virtuellen Sensoranordnung erstellt werden kann, was eine erhöhte Winkeltrennfähigkeit bewirkt.
Ist der Wischerarm 8 zu kurz, so dass die Ecken der Heckscheibe 4 nicht ausgeleuchtet werden, so kann eine Erweiterung oder Verlängerung des Wischerarms 8 in Betracht gezogen werden, um den Sensor 11 möglichst weit weg von der Drehachse 10 anzuordnen. Ferner könnte ein weiterer Heckscheibenwischer 7 auf der Heckscheibe 4 angeordnet werden, um eine bessere Ausleuchtung des durch die Heckklappe 2 vorgegebenen Umfelds zu erreichen. Auf diese Weise könnte zusätzlich ein größerer Bereich der Heckscheibe 4 bei Regen freigehalten werden.
Um die Auflösung der durch die Wischerbewegung 13 erzeugten virtuellen Umfeldkarte weiter zu verbessern, können weiterhin mehrere Sensoren 11 auf dem Wischerarm 8 angeordnet werden.
Bezugszeichenliste

1: Transporter
2: Heckklappe
3: Stoßstange
4: Heckfenster
5: Rückleuchte
6: Rückleuchte
7: Heckscheibenwischer
8: Wischerarm
9: Wischerblatt
10: Drehpunkt
11: Sensor
12: Teilausschnitt Heckscheibe
13: Wischbewegung des Heckscheibenwischers
M1–M8: Messpunkte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10312252 A1 [0003]
DE 202010012380 U1 [0004]
DE 19813025 A1 [0005]
DE 102006057680 B3 [0006]

Claims

Verfahren zur Absicherung einer motorisch beweglichen Heckklappe (2) eines Kraftfahrzeugs (1) mit mindestens einem Sensor (11) zur Bestimmung von Hindernissen in einem vorbestimmten Umfeld der Heckklappe (2), dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Auslösen einer Öffnungs- oder Schließbewegung der Heckklappe (2) der Wischerarm (8) des Heckscheibenwischers (7) vorgegebene Winkellagen anfährt und der am Wischerarm (8) angeordnete mindestens eine Sensor (11) in den jeweiligen Winkellagen Messungen (M1 bis M8) zur Bestimmung von Hindernissen durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahren vorgegebener Winkellagen durch zumindest eine Wischbewegung (13) des Heckscheibenwischers (7) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wischbewegung (13) des Wischerarms (8) des Heckscheibenwischers (7) während einer Öffnungs- oder Schließbewegung der Heckklappe (2) fortlaufend erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung von Hindernissen mittels des mindestens einen Sensors (11) durch Abstandsmessungen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessungen mit einer vorgegebenen Messfrequenz getaktet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus den unterschiedlichen Abstandsmessungen (M1 bis M8) sowie den zum Zeitpunkt jeder Abstandsmessung bekannten Winkellagen des Wischerarms (8) eine Umfeldkarte des Umfelds der Heckklappe (2) erstellt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung eines Hindernisses in dem vorgegebenen Umfeld zumindest ein Stopp der Bewegung der Heckklappe (2) bewirkt.
Vorrichtung zur Absicherung einer motorisch beweglichen Heckklappe (2) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei die Vorrichtung insbesondere eingerichtet und ausgelegt ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit mindestens einem Sensor (11) und einer Ansteuereinheit zur Bestimmung von Hindernissen in einem vorgegebenen Umfeld der Heckklappe (2) und einer Einrichtung zur Auswertung der Sensorsignale, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (11) im Wischerarm (8) des Heckscheibenwischers (7) angeordnet ist und die Vorrichtung einen Winkelgeber zur Bestimmung des Wischarmwinkels aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (11) so am Wischerarm (8) angeordnet ist, dass der Sensor (11) bei der Wischerbewegung einen größtmöglichen Kreisabschnitt überstreicht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zur Erstellung einer Umfeldkarte des vorgegebenen Umfelds der Heckklappe (2) aus den Wischarmwinkeln und den zugehörigen Sensorsignalen aufweist.