WO2006072316A2 - Fahrzeugtür mit ausstiegshilfe - Google Patents

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WO2006072316A2
WO2006072316A2 PCT/EP2005/013095 EP2005013095W WO2006072316A2 WO 2006072316 A2 WO2006072316 A2 WO 2006072316A2 EP 2005013095 W EP2005013095 W EP 2005013095W WO 2006072316 A2 WO2006072316 A2 WO 2006072316A2
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vehicle door
door
damper
evaluation
control unit
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PCT/EP2005/013095
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Wolf-Dietrich Bauer
Simon Kern
Jürgen MAAS
Bernd Seiler
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Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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Publication of WO2006072316A3 publication Critical patent/WO2006072316A3/de

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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05C—BOLTS OR FASTENING DEVICES FOR WINGS, SPECIALLY FOR DOORS OR WINDOWS
    • E05C17/00—Devices for holding wings open; Devices for limiting opening of wings or for holding wings open by a movable member extending between frame and wing; Braking devices, stops or buffers, combined therewith
    • E05C17/02—Devices for holding wings open; Devices for limiting opening of wings or for holding wings open by a movable member extending between frame and wing; Braking devices, stops or buffers, combined therewith by mechanical means
    • E05C17/04—Devices for holding wings open; Devices for limiting opening of wings or for holding wings open by a movable member extending between frame and wing; Braking devices, stops or buffers, combined therewith by mechanical means with a movable bar or equivalent member extending between frame and wing
    • E05C17/30—Devices for holding wings open; Devices for limiting opening of wings or for holding wings open by a movable member extending between frame and wing; Braking devices, stops or buffers, combined therewith by mechanical means with a movable bar or equivalent member extending between frame and wing of extensible, e.g. telescopic, construction
    • E05C17/305—Devices for holding wings open; Devices for limiting opening of wings or for holding wings open by a movable member extending between frame and wing; Braking devices, stops or buffers, combined therewith by mechanical means with a movable bar or equivalent member extending between frame and wing of extensible, e.g. telescopic, construction with hydraulic locks
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    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B2047/0014—Constructional features of actuators or power transmissions therefor
    • E05B2047/0018—Details of actuator transmissions
    • E05B2047/0026—Clutches, couplings or braking arrangements
    • E05B2047/0033—Clutches, couplings or braking arrangements using electro-rheological or magneto-rheological substances
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05C17/00—Devices for holding wings open; Devices for limiting opening of wings or for holding wings open by a movable member extending between frame and wing; Braking devices, stops or buffers, combined therewith
    • E05C17/003—Power-actuated devices for limiting the opening of vehicle doors
    • E05C17/006—Power-actuated devices for limiting the opening of vehicle doors with means for detecting obstacles outside the doors
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    • Y10T292/08—Bolts
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    • Y10T292/1044—Multiple head
    • Y10T292/1045—Operating means
    • Y10T292/1047—Closure

Definitions

  • the invention relates to a vehicle door with exit aid according to the preamble of patent claim 1.
  • the Turfeststellsystetn comprises a piston-cylinder unit, which via connecting members on the one hand is hinged to the element to be moved and on the other hand to the base member.
  • the piston-cylinder unit has a pressure tube in which a work space filled with a damping medium is bisected by a piston on a piston rod, wherein the piston rod is radially guided by a piston rod guide.
  • a valve disposed within a flow connection and blocking the volume range between the working spaces is actuated such that upon initiation of a door movement pulse at any point of the door, the blocking valve opens and remains open regardless of the pressure within the door detection system until the door is initiated by a braking pulse Blocking valve is closed again.
  • a device for stepless locking of a pivotable about an axis component is described, in particular of doors and flaps.
  • the device described comprises at least one cylinder and a piston with an electrorheological or magnetorheological fluid, an electronic control unit, by means of which the electric or magnetic field strength in the rheological fluid is adjustable and a device for detecting or entering a desired locking position.
  • the control electronics can be controlled as a function of the detected or entered locking position. If an obstacle in the planned swivel range is detected by a camera during the opening process, an evaluation electronics controls the control electronics so that the door is locked before reaching the obstacle.
  • the object of the invention is to provide a vehicle door with exit aid available, which facilitates the entry and exit for vehicle users.
  • the invention solves this problem by providing a vehicle door with exit aid with the features of patent claim 1.
  • an exit aid is designed as a variable locking function, acts on a vehicle door via a damper with a maximum holding force and blocks the vehicle door in a desired locking position, which is detected by an evaluation and control unit by evaluating a detected by a sensor current door movement.
  • the exit aid according to the invention the entry and exit for the vehicle users can be significantly facilitated in an advantageous manner, as by the lockable vehicle door next to the steering wheel, the seat, the handles in the vehicle and the A- and B-pillar another holding or Abstütznnenkeit is made available.
  • the exit aid is activated or deactivated, for example, via at least one actuating means.
  • the exit aid acts within a functional area on the vehicle door, which extends to a predetermined opening area between a first opening angle and a maximum opening angle when the Vehicle door within the functional range falls below a predetermined speed or comes to a standstill.
  • the functional area of the variable locking function does not extend over the entire opening area of the vehicle door, i. in a first segment of the opening region of the vehicle door, for example, up to an opening angle of 15 °, the vehicle door is not blocked at a detected standstill.
  • the functional area can be limited, for example, by a detected obstacle to an opening area which extends between the first opening angle and an opening angle predetermined by the detected obstacle.
  • the maximum holding torque for blocking the vehicle door in the desired locking position can be initiated or canceled in a time-controlled manner. As a result, jerking is prevented in an advantageous manner and the blocking is made haptic pleasant for a user.
  • the maximum holding torque can be initiated, for example, via a first PT 2 element having a first time constant or can be canceled via a second PT 2 element having a second time constant.
  • the evaluation and control unit detects the operation to cancel the locking position, for example, when the user engages the inner or outer door handle.
  • a corresponding sensor system monitors the inner or outer door handle for actuation of the user.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of the invention essential components of a
  • FIG. 3 is a schematic representation of a
  • FIG. 4 is a schematic state diagram of the vehicle door from FIG. 1.
  • a vehicle door 2 comprises a sensor 6 for detecting the door movement, an evaluation and control unit 7 for evaluating the detected door movement and for driving a damper 5 via an actuator 4, wherein the damper over a set torque M affects the movement of the vehicle door 2.
  • the evaluation and control unit 7 outputs, for example, a control voltage U, which is converted by the actuator 4 into a current I.
  • the sensor 6 sensors for monitoring a inner or outer door handle or obstacle detection in the opening region of the vehicle door 2 include.
  • Fig. 2 shows a more detailed block diagram of the vehicle door 2.
  • the vehicle door 2, hinges 11, comprises the damper 5 with the actuator 4 embodied as a current controller, which is controlled by the evaluation and control unit 7, an inner handle 9.1, an outer handle 9.3, a button arranged in the vicinity of the Inngriffs 9.1 9.2 and a door lock unlocking unit 10, which is activated via the evaluation and control unit 7.
  • the evaluation and control unit 7 comprises a CPU 7.2 and an analog / digital converter 7.3, which processes the received sensor signals for processing in the CPU 7.2 and a digital / analog converter 7.1, which the control signals of the CPU is prepared for output accordingly.
  • the evaluation and control unit also has digital inputs and outputs.
  • the sensor system 6 comprises a position sensor 6.1, which detects the opening angle ⁇ of the vehicle door and transmits a corresponding signal to the evaluation and control unit 7, and a digital laser scanner 6.2 with associated control unit 8 for obstacle detection.
  • further sensors can be arranged on the inner or outer handle 9.1, 9.3 of the vehicle door 2 and connected to the evaluation and control unit 7, which detect actuation of the associated handle 9.1, 9.3 and forward it to the evaluation and control unit 7.
  • the illustrated hinges 11 of the vehicle door 2 have no fixed detent, but allow a position-independent low-force movement of the vehicle door.
  • the hinges 11 are designed so that the associated vehicle door 2 in a first segment 400 of the opening region of the vehicle door 2 from a minimum opening angle ⁇ 0 to a first opening angle ⁇ m i D , which for example approx. 15 °, without action of external forces falls into the lock, that is accelerated towards smaller positions in the direction of the minimum opening angle ⁇ 0 out.
  • the inserted damper 5 has a low friction in the unlocked state and its holding force corresponds to a holding / braking torque of approx. 100nm.
  • the damper 5 is designed so that it can be easily controlled and responds quickly to the control signals.
  • the dampers 5 can be subdivided into rotatory and translatory dampers.
  • the possible actuators 4 for controlling the dampers 5 can be classified into electro-hydraulic, electro-mechanical, magneto-rheological and electro-rheological principles of action. It is also possible to use active actuating units, such as electric motors, which have a rotary or linear action, and hydraulic drives.
  • the position of the vehicle door 2 is evaluated, which is detected for example as the opening angle ⁇ from the position sensor 6.1.
  • suitable filtering and differentiation of the signal of the position sensor 6.1 can the angular velocity can be estimated.
  • the low-pass filtering used represents a compromise of a signal that is as "smooth" as possible, which has minimized noise, and a sufficiently unadulterated system movement with low delays.
  • angle sensors can be used which operate according to the Hall principle or as rotation sensors.
  • the sensor 6.2 for obstacle detection detects the position of objects in the opening region of the vehicle door 2, either relative to the vehicle 1 or relative to the current position of the vehicle door 2.
  • the obstacle sensor 6.2 is designed as a laser scanner with a swinging deflecting mirror.
  • the laser scanner 6.2 is arranged on the vehicle door 2, that a plane is scanned, which runs through the hinge axis, but has a corresponding angle to the surface of the vehicle door 2.
  • obstacles can be detected in time, which approach the vehicle door 2.
  • In such an arrangement of the obstacle sensor 6.2 is no Information about the exact position of the obstacle in the room needed because the distance to the vehicle door 2 in the relevant angle coordinates can be determined uniquely.
  • Fig. 3 shows the functional area 100 of the variable latching function acting as an exit aid.
  • the functional area 100 of the exit aid in the exemplary embodiment illustrated extends from the first opening angle up to the maximum opening angle If the vehicle door 2 is brought to a standstill in any position within the functional area 100 of the exit aid or the speed of the vehicle door 2 drops below a threshold value, then the vehicle door 2 is blocked by the maximum holding moment of the damper 5 at precisely this position. If the obstacle sensor 6.2 detects an obstacle within the opening area, then the possible opening angle is limited so that damage to the vehicle door 2 during opening is prevented. This also reduces the functional area of the exit aid to the area below the opening angle, which is predetermined by the detected obstacle.
  • the functional area 100 of the exit aid does not extend over the entire opening area of the vehicle door 2.
  • the vehicle door 2 In the first segment 400 of the opening area of the vehicle door 2 up to the first opening angle the vehicle door 2 is not blocked. Since it is not possible to get in or out at such a small opening angle, this has no negative impact on comfort. Due to the above-described embodiment of the hinges 11, the vehicle door 2 falls into the lock when it is within the first segment 400 of the Opening area is positioned. This functionality is still ensured by the limitation of the functional area 100 of the exit help.
  • the vehicle door 2 is with the maximum possible opening angle shown.
  • the maximum holding torque is displayed time-controlled, for example, according to a step response of a PT 2 - member to prevent jerking and thus make the blocking of the vehicle door 2 for the user haptic pleasant. Due to the maximum holding torque, the vehicle door 2 is blocked in its latching position.
  • the exit aid can be switched off, for example, if an actuation request by means of a recessed in the outer handle 9.3 of the vehicle door 2 mechanical button, with which is recognized whether the operator touches the handle 9.3, or by means of a capacitive sensor on the inner handle 9.1 of the vehicle door 2 is detected.
  • another button can be arranged at the upper end of the inner handle.
  • Other sensors can be used to detect the desired actuation. With the aid of the sensors, it is detected whether the driver grips the inner or outer door handle 9.1, 9.3. If this is the case, the maximum holding force is switched off so that the driver can move the vehicle door 2 out of its rest position without any effort.
  • the maximum holding torque is hidden time-controlled, for example, according to a step response of a PT 2 - member to prevent jerking and thus canceling the blocking of the vehicle door 2 for the user to make haptic pleasant.
  • FIG. 4 shows a schematic state diagram of the vehicle door 2 according to the invention with exit aid.
  • the vehicle door 2 is freely movable in a first state Z 1 and, if the current opening angle lies within the functional area 100 and the speed falls below a threshold, via a PT 2 member 12 with a first time constant and over the Damper 5 is acted upon by the maximum holding torque.
  • a second state Z2 the vehicle door 2 is actively blocked by means of the maximum holding torque until the evaluation and control unit 7 recognizes via a corresponding sensor that the user grips the inner or outer door handle 9.1, 9.3.
  • the maximum holding torque is released via a second PT 2 member 13 with a second time constant and the vehicle door 2 returns to the first freely movable state Z 1.
  • the PT 2 filter 12, 13 ensure a smooth fading in and out of the maximum holding torque and can have different time constants, whereby the overall comfort of the system is noticeably increased. Due to the high holding forces the vehicle users are provided by the blocked vehicle door when entering and exiting additional holding and support options.
  • Entry and exit can be significantly easier for the vehicle user if he has the opportunity to support himself not only on the steering wheel, the seat, the handles in the vehicle and the A and B pillars, but also on the door.
  • the exit aid blocks the door in any position and can serve as a railing or support for the vehicle user.
  • the door can be opened and positioned from the closed position without effort. If the door comes to a standstill, ie if the speed of the door falls below a threshold value, the door is held with maximum holding force. By grasping the inner or outer door handle, the door is released again.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtür mit Ausstiegshilfe, welche die Fahrzeugtür (2) durch Einleiten eines Rastmomentes über einen ansteuerbaren Dämpfer (5) in einer gewünschten Rastposition hält, wobei eine Auswerte- und Steuereinheit (7) die gewünschte Rastposition durch Auswerten einer von einer Sensorik (6) erfassten momentanen Türbewegung erkennt und den Dämpfer (5) entsprechend ansteuert, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (7) die Rastposition nach Erkennung einer entsprechenden Betätigung aufhebt. Erfindungsgemäß ist die Ausstiegshilfe als variable Rastfunktion ausgeführt, beaufschlagt die Fahrzeugtür (2) über den Dämpfer (5) mit einer maximalen Haltekraft und blockiert die Fahrzeugtür in der gewünschten Rastposition.

Description

Fahrzeugtür mit Ausstiegshilfe
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugtür mit Ausstiegshilfe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem unachtsamen Öffnen von Fahrzeugtüren kann es leicht zu Kollisionen mit Hindernissen und somit zu Beschädigungen an der Tür oder am Hindernis kommen. Ein häufig auftretendes Szenario ist das Aussteigen aus dem Fahrzeug in engen Parklücken oder Garagen. Oft muss dabei die Tür möglichst weit gegen das Nachbarfahrzeug oder die Wand geöffnet werden, damit ein Aussteigen überhaupt möglich ist . Dies erfordert einen Rastmechanismus mit variabler Rastung, der es erlaubt , die Tür exakt zu positionieren. Mit den gängigen Rastmechanismen, die in der Regel nur eine oder zwei fest vorgegebene Rastpositionen für die Tür besitzen, ist dies nicht möglich. Die Tür öffnet oft zu weit oder bleibt nicht geöffnet .
In der DE 42 24 132 Al wird ein Türfeststellsystem beschrieben, insbesondere für eine Kraftfahrzeugtür oder eine Klappe, bei welchem die Tür in einer beliebigen Zwischenstellung innerhalb des Öffnungsbereiches gehalten wird. Das Turfeststellsystetn umfasst eine Kolbenzylindereinheit , welche über Anschlussorgane einerseits an dem zu bewegenden Element und andererseits an dem Basiselement angeschlagen ist . Die Kolbenzylindereinheit weist ein Druckrohr auf, in welchem ein mit einem Dämpfungsmedium gefüllter Arbeitsraum von einem Kolben an einer Kolbenstange zweigeteilt ist , wobei die Kolbenstange von einer Kolbenstangenführung radial geführt wird . Ein innerhalb einer Strδmungsverbindung angeordnetes den Volumenbereich zwischen den Arbeitsräumen blockierendes Ventil wird derart angesteuert, dass bei einer Einleitung eines Türbewegungsimpulses an einem beliebigen Punkt der Tür das Blockierventil öffnet und unabhängig vom Druck innerhalb des Türfeststellungssystems geöffnet bleibt , bis bei Einleitung eines Bremsimpulses auf die Tür das Blockierventil wieder geschlossen wird.
In der DE 197 54 167 Al wird eine Vorrichtung zur stufenlosen Arretierung einer um eine Achse schwenkbaren Komponente beschrieben, insbesondere von Türen und Klappen. Die beschriebene Vorrichtung umfasst mindestens einen Zylinder und einen Kolben mit einer elektro- oder magnetorheologischen Flüssigkeit , eine Steuerelektronik, mittels derer die elektrische oder magnetische Feldstärke in der rheologischen Flüssigkeit einstellbar ist und einer Einrichtung zur Erfassung oder Eingabe einer gewünschten Arretierungsstellung . Die Steuerelektronik ist in Abhängigkeit von der erfassten oder eingegebenen Arretierstellung ansteuerbar. Wird während des ÖffnungsVorgangs durch eine Kamera ein Hindernis im geplanten Schwenkbereich erfasst, dann steuert eine Auswerteelektronik die Steuerelektronik so an, dass die Tür vor Erreichen des Hindernisses arretiert wird. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrzeugtür mit Ausstiegshilfe zur Verfügung zu stellen, welche das Ein- und Aussteigen für Fahrzeugnutzer erleichtert .
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Fahrzeugtür mit Ausstiegshilfe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Ausstiegshilfe als variable Rastfunktion ausgeführt , beaufschlagt eine Fahrzeugtür über einen Dämpfer mit einer maximalen Haltekraft und blockiert die Fahrzeugtür in einer gewünschten Rastposition, welche von einer Auswerte- und Steuereinheit durch Auswerten einer von einer Sensorik erfassten momentanen Türbewegung erkannt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausstiegshilfe kann in vorteilhafter Weise das Ein- und Aussteigen für die Fahrzeugnutzer deutlich erleichtert werden, da durch die blockierbare Fahrzeugtür neben dem Lenkrad, dem Sitz, den Griffen im Fahrzeug und der A- und B-Säule eine weitere Halte- oder Abstützmöglichkeit zur Verfügung gestellt wird.
Die Ausstiegshilfe wird beispielsweise über mindestens ein Betätigungsmittel aktiviert oder deaktiviert .
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür wirkt die Ausstiegshilfe innerhalb eines Funktionsbereichs auf die Fahrzeugtür, welcher sich auf einen vorgegebnen Öffnungsbereich zwischen einem ersten Öffnungswinkel und einem maximalen Öffnungswinkel erstreckt , wenn die Fahrzeugtür innerhalb des Funktionsbereichs eine vorgegebene Geschwindigkeit unterschreitet oder zum Stillstand kommt .
Da ein Ein- oder Aussteigen bei einer gering geöffneten Fahrzeugtür nicht möglich ist , erstreckt sich der Funktionsbereich der variablen Rastfunktion nicht über den gesamten Öffnungsbereich der Fahrzeugtür, d.h. in einem ersten Segment des Öffnungsbereichs der Fahrzeugtür beispielsweise bis zu einem Öffnungswinkel von 15° wird die Fahrzeugtür bei einem erkannten Stillstand nicht blockiert .
Der Funktionsbereich kann beispielsweise durch ein erkanntes Hindernis auf einen Öffnungsbereich beschränkt werden, welcher sich zwischen dem ersten Öffnungswinkel und einem vom erkannten Hindernis vorgegebenen Öffnungswinkel erstreckt .
In weiterer Ausgestaltung der Fahrzeugtür ist das maximale Haltemoment zum Blockieren der Fahrzeugtür in der gewünschten Rastposition zeitgesteuert einleitbar oder aufhebbar. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein Rucken verhindert und das Blockieren wird für einen Benutzer haptisch angenehm gestaltet .
Das maximale Haltemoment ist beispielsweise über ein erstes PT2-Glied mit einer ersten Zeitkonstante einleitbar oder über ein zweites PT2-Glied mit einer zweiten Zeitkonstante aufhebbar .
Die Auswerte- und Steuereinheit erkennt die Betätigung zur Aufhebung der Rastposition beispielsweise dann, wenn der Benutzer den inneren oder äußeren Türgriff greift . In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür überwacht eine entsprechende Sensorik den inneren oder äußeren Türgriff auf eine Betätigung des Benutzers .
Verschiedene sinnvolle Ausgestaltungen, welche sich aus einer beliebigen Kombination der Gegenstände der Unteransprüche ergeben sind nicht explizit aufgeführt . Diese sollen jedoch sämtlich als zu der Erfindung gehörend eingeschlossen sein.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein schematische Blockschaltbild der erfindungswesentlichen Komponenten einer
Fahrzeugtür, Fig. 2 ein detaillierteres Blockschaltbild der Fahrzeugtür aus Fig. 1, Fig . 3 eine schematische Darstellung eines
Bewegungsbereichs der Fahrzeugtür aus Fig . 1 , und Fig. 4 ein schematisches Zustandsdiagramm der Fahrzeugtür aus Fig. 1.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst eine erfindungsgemäße Fahrzeugtür 2 eine Sensorik 6 zur Erfassung der Türbewegung, eine Auswerte- und Steuereinheit 7 zum Auswerten der erfassten Türbewegung und zum Ansteuern eines Dämpfers 5 über ein Stellglied 4 , wobei der Dämpfer über ein eingestelltes Moment M die Bewegung der Fahrzeugtür 2 beeinflusst . Die Auswerte- und Steuereinheit 7 gibt beispielsweise eine Steuerspannung U aus, welche vom Stellglied 4 in einen Strom I umgewandelt wird. Zusätzlich zur Erfassung der Türbewegung kann die Sensorik 6 auch Sensoren zur Überwachung eines inneren oder äußeren Türgriffs oder zur Hinderniserkennung im Öffnungsbereich der Fahrzeugtür 2 umfassen.
Fig . 2 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild der Fahrzeugtür 2. Wie aus Fig . 2 ersichtlich ist, umfasst die Fahrzeugtür 2 , Scharniere 11, den Dämpfer 5 mit dem als Stromregler ausgeführtem Stellglied 4 , welches von der Auswerte- und Steuereinheit 7 angesteuert wird, einen Innengriff 9.1 , einen Außengriff 9.3 , einen im Umfeld des Inngriffs 9.1 angeordneten Taster 9.2 und eine Einheit zur Türschlossentriegelung 10 , welche über die Auswerte- und Steuereinheit 7 aktiviert wird. Zum Auswerten der Sensorsignale und zum Ausgeben von Steuersignalen umfasst die Auswerte- und Steuereinheit 7 eine CPU 7.2 und einen Analog- /Digitalwandler 7.3 , welcher die empfangenen Sensorsignale zur Verarbeitung in der CPU 7.2 aufbereitet und einen Digital-/Analogwandler 7.1, welcher die Steuersignale von der CPU zur Ausgabe entsprechend aufbereitet . Zum Empfang und zur Ausgabe verfügt die Auswerte- und Steuereinheit zusätzlich über digitale Ein- und Ausgänge .
Wie weiter aus Fig . 2 ersichtlich ist , umfasst die Sensorik 6 einen Positionssensor 6.1 , welcher den Öffnungswinkel φ der Fahrzeugtür detektiert und ein entsprechendes Signal an die Auswerte- und Steuereinheit 7 überträgt, und einen digitalen Laserscanner 6.2 mit zugehöriger Steuereinheit 8 zur Hinderniserkennung . Optional können am Innen- oder Außengriff 9.1 , 9.3 der Fahrzeugtür 2 weitere Sensoren angeordnet und mit der Auswerte- und Steuereinheit 7 verbunden sein, welche eine Betätigung des zugeordneten Griffs 9.1 , 9.3 detektieren und an die Auswerte- und Steuereinheit 7 weiterleiten. Die dargestellten Scharniere 11 der Fahrzeugtür 2 weisen keine feste Rastung auf, sondern erlauben eine positionsunabhängige kraftarme Bewegung der Fahrzeugtür. Die Scharniere 11 sind so ausgeführt , dass die zugehörige Fahrzeugtür 2 in einem ersten Segment 400 des Öffnungsbereichs der Fahrzeugtür 2 von einem minimalen Öffnungswinkel φ0 bis zu einem ersten Öffnungswinkel φmiD, welcher beispielsweise ca . 15° beträgt , ohne Wirken von äußeren Kräften ins Schloss fällt , also zu kleineren Positionen in Richtung des minimalen Öffnungswinkels φ0 hin beschleunigt wird.
Der eingesetzte Dämpfer 5 weist im freigeschalteten Zustand eine geringe Reibung auf und seine Haltekraft entspricht einem Halte-/Bremsmoment von ca . 100Nm. Der Dämpfer 5 ist so ausgeführt , dass er gut eingesteuert werden kann und schnell auf die Steuersignale anspricht .
Für die Umsetzung der variablen Rastfunktion und der Ausstiegshilfe stehen für den Dämpfer 5 verschiedene Bauarten und Wirkprinzipien zur Auswahl . Prinzipiell lassen sich die Dämpfer 5 in rotatorisch und translatorisch wirkende Dämpfer unterteilen. Die möglichen Aktoren 4 zur Ansteuerung der Dämpfer 5 lassen sich in elektro-hydraulische, elektro- mechanische, magneto-rheologische und elektro-rheologische Wirkungsprinzipien klassifizieren. Es können auch aktive Stelleinheiten wie Elektromotoren, welche rotatorisch oder linear wirken, und Hydraulikantriebe eingesetzt werden.
Für die Ausstiegshilfe wird die Position der Fahrzeugtür 2 ausgewertet , welche beispielsweise als Öffnungswinkel φ vom Positionssensor 6.1 erfasst wird. Durch geeignete Filterung und Differentiation des Signals des Positionssensors 6.1 kann die Winkelgeschwindigkeit geschätzt werden. Die eingesetzte Tiefpassfilterung stellt dabei einen Kompromiss aus einem möglichst „glatten" Signal, welches ein minimiertes Rauschen aufweist , und einer ausreichend unverfälschten Systembewegung mit geringen Verzögerungen dar. Als Positionssensor 6.1 können Winkelsensoren eingesetzt werden, welche nach dem Hall-Prinzip arbeiten oder als Dreh-Potentiometer ausgeführt sind. Außerdem können auch linear wirkende LängenmessSysteme, mit welchen sich die Position der Fahrzeugtür 2 bestimmen lässt verwendet werden. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Fahrzeugtür 2 wird nicht die Verschiebung des Dämpfers 5, sondern die Position der Fahrzeugtür 2 selbst erfasst , inklusive der aufgrund der Elastizitäten in der Mechanik der Fahrzeugtür 2 und des Dämpfers 5 auftretenden Bewegungen. Ist der Positionssensor 6.1 in den Dämpfer 5 integriert , dann wird in der Konstruktion des Dämpfers 5 explizit eine elastische Nachgiebigkeit vorgesehen, welche ermöglicht , dass der Sensor 6.1 auch bei blockiertem Dämpfer 5 eine Bewegung der Fahrzeugtür 2 im Rahmen ihrer Nachgiebigkeit erfassen kann.
Der Sensor 6.2 zur Hinderniserkennung erkennt die Position von Objekten im Öffnungsbereich der Fahrzeugtür 2 , entweder relativ zum Fahrzeug 1 oder relativ zur aktuellen Position der Fahrzeugtür 2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hindernissensor 6.2 als Laserscanner mit einem schwingenden Ablenkspiegel ausgeführt . Der Laserscanner 6.2 ist so an die Fahrzeugtür 2 angeordnet , dass eine Ebene abgetastet wird, welche durch die Scharnierachse verläuft , aber zur Fläche der Fahrzeugtür 2 einen entsprechenden Winkel aufweist . Dadurch können Hindernisse rechtzeitig erkannt werden, welche sich der Fahrzeugtür 2 nähern . Bei einer solchen Anordnung des Hindernissensors 6.2 wird keine Information über die exakte Position des Hindernisses im Raum benötigt, da der Abstand zur Fahrzeugtür 2 in den relevanten Winkelkoordinaten eindeutig bestimmbar ist .
Fig . 3 zeigt den Funktionsbereich 100 der als Ausstieghilfe wirkenden variablen Rastfunktion. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist , erstreckt sich der Funktionsbereich 100 der Ausstiegshilfe bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vom ersten Öffnungswinkel
Figure imgf000011_0001
bis zum maximalen Öffnungswinkel
Figure imgf000011_0002
Wird die Fahrzeugtür 2 innerhalb des Funktionsbereichs 100 der Ausstiegshilfe in einer beliebigen Position zum Stillstand gebracht oder sinkt die Geschwindigkeit der Fahrzeugtür 2 unter einen Schwellwert , dann wird die Fahrzeugtür 2 durch das maximale Haltemoment des Dämpfers 5 an genau dieser Position blockiert . Erkennt der Hindernissensor 6.2 innerhalb des Öffnungsbereichs ein Hindernis , dann wird der mögliche Öffnungswinkel so begrenzt , dass eine Beschädigung der Fahrzeugtür 2 beim Öffnen verhindert wird . Dadurch reduziert sich auch der Funktiohsbereich der Ausstiegshilfe auf den Bereich unterhalb des Öffnungswinkels, welcher von dem erkannten Hindernis vorgegebenen wird.
Wie weiter aus Fig . 3 ersichtlich ist , erstreckt sich der Funktionsbereich 100 der Ausstiegshilfe nicht über den gesamten Öffnungsbereich der Fahrzeugtür 2. Im ersten Segment 400 des Öffnungsbereichs der Fahrzeugtür 2 bis zum ersten Öffnungswinkel
Figure imgf000011_0003
wird die Fahrzeugtür 2 nicht blockiert . Da ein Ein- oder Aussteigen bei einem so geringen Öffnungswinkel nicht möglich ist , hat dies keinen negativen Einfluss auf den Komfort . Durch die oben beschriebene Ausgestaltung der Scharniere 11 fällt die Fahrzeugtür 2 ins Schloss, wenn sie innerhalb des ersten Segmentes 400 des Öffnungsbereichs positioniert wird. Diese Funktionalität wird durch die Begrenzung des Funktionsbereichs 100 der Ausstiegshilfe weiterhin gewährleistet . Die Fahrzeugtür 2 ist mit dem maximal möglichen Offnungswinkel
Figure imgf000012_0001
dargestellt . Eine gestrichelt dargestellte Fahrzeugtür 2 zeigt die Ausgangsposition der Fahrzeugtür 2 mit dem minimalen Öffnungswinkel φo=O° , d. h. die geschlossene Fahrzeugtür 2.
Das maximale Haltemoment wird zeitgesteuert eingeblendet , beispielsweise entsprechend einer Sprungantwort eines PT2- Glieds, um ein Rucken zu verhindern und damit das Blockieren der Fahrzeugtür 2 für den Benutzer haptisch angenehm zu gestalten. Durch das maximale Haltemoment wird die Fahrzeugtür 2 in ihrer Rastposition blockiert .
Die Ausstiegshilfe kann beispielsweise abgeschaltet werden, wenn ein Betätigungswunsch mittels einem im Aussengriff 9.3 der Fahrzeugtür 2 eingelassenen mechanischen Taster, mit dem erkannt wird, ob der Bediener den Griff 9.3 anfasst , oder mittels eines kapazitiven Sensors am Innengriff 9.1 der Fahrzeugtür 2 erfasst wird. Zusätzlich zu diesen Sensoren, welche die Hand des Fahrers am Griff 9.1 , 9.3 detektieren, kann am oberen Ende des Innengriffs ein weiterer Taster angeordnet sein. Zur Erfassung des Betätigungswunsches können auch andere Sensoren eingesetzt werden. Mit Hilfe der Sensoren wird erkannt , ob der Fahrer den inneren oder äußeren Türgriff 9.1 , 9.3 greift . Ist dies erfüllt, wird die maximale Haltekraft ausgeschaltet , so dass der Fahrer die Fahrzeugtür 2 ohne Kraftaufwand aus ihrer Rastposition bewegen kann . Das maximale Haltemoment wird zeitgesteuert ausgeblendet , beispielsweise entsprechend einer Sprungantwort eines PT2- Glieds, um ein Rucken zu verhindern und damit das Aufheben der Blockierung der Fahrzeugtür 2 für den Benutzer haptisch angenehm zu gestalten.
Fig. 4 zeigt ein schematisches Zustandsdiagramm der erfindungsgemäßen Fahrzeugtür 2 mit Ausstiegshilfe . Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist die Fahrzeugtür 2 in einem ersten Zustand Zl frei beweglich und wird, wenn der aktuelle Öffnungswinkel innerhalb des Funktionsbereichs 100 liegt und die Geschwindigkeit einen Schwellwert unterschreitet , über ein PT2-Glied 12 mit einer ersten Zeitkonstanten und über den Dämpfer 5 mit dem maximalen Haltemoment beaufschlagt . In einem zweiten Zustand Z2 wird die Fahrzeugtür 2 mittels des maximalen Haltemoments solange aktiv blockiert , bis die Auswerte- und Steuereinheit 7 über eine entsprechende Sensorik erkennt , dass der Benutzer den inneren oder äußern Türgriff 9.1 , 9.3 greift . Das maximale Haltemoment wird über ein zweites PT2-Glied 13 mit einer zweiten Zeitkonstante aufgehoben und die Fahrzeugtür 2 kehrt in den ersten frei beweglichen Zustand Zl zurück. Die PT2-Filter 12 , 13 gewährleisten ein ruckfreies Ein- und Ausblenden des maximalen Haltemomentes und können verschiedene Zeitkonstanten aufweisen, wodurch der Gesamtkomfort des Systems spürbar erhöht wird. Durch die hohen Haltekräfte werden den Fahrzeugnutzern durch die blockierte Fahrzeugtür beim Ein- und Aussteigen zusätzliche Halte- und Abstützmöglichkeiten zur Verfügung gestellt .
Das Ein- und Aussteigen kann für den Fahrzeugnutzer deutlich leichter sein, wenn er die Möglichkeit hat , sich nicht nur am Lenkrad, dem Sitz, den Griffen im Fahrzeug und der A- und B- Säule, sondern auch an der Tür abzustützen. Die Ausstiegshilfe blockiert die Tür in einer beliebigen Position und kann dem Fahrzeugnutzer als Geländer oder Stütze dienen. Die Tür kann aus der geschlossenen Position ohne Kraftaufwand geöffnet und positioniert werden. Kommt die Tür zum Stillstand, d. h. sinkt die Geschwindigkeit der Tür unter einen Schwellwert , wird die Tür mit maximaler Haltekraft gehalten. Durch Greifen des inneren oder äußeren Türgriffs, wird die Tür wieder freigegeben.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugtür mit Ausstiegshilfe, welche die Fahrzeugtür (2) durch Einleiten eines Rastmomentes über einen ansteuerbaren Dämpfer (5) in einer gewünschten Rastposition hält , wobei eine Auswerte- und Steuereinheit
(7) die gewünschte Rastposition durch Auswerten einer von einer Sensorik (6) erfassten momentanen Türbewegung erkennt und den Dämpfer (5) entsprechend ansteuert , wobei die Auswerte- und Steuereinheit (7) die Rastposition nach Erkennung einer entsprechenden Betätigung aufhebt, dadurch gekennzeichnet , dass die Ausstiegshilfe als variable Rastfunktion ausgeführt ist , die Fahrzeugtür (2) über den Dämpfer (5) mit einer maximalen Haltekraft beaufschlagt und in der gewünschten Rastposition blockiert .
2. Fahrzeugtür nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Ausstiegshilfe über mindestens ein manuelles Betätigungsmittel aktivierbar und deaktivierbar ist .
3. Fahrzeugtür nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Ausstiegshilfe innerhalb eines Funktionsbereichs (100) auf die Fahrzeugtür (2) wirkt , welcher sich auf einen vorgegebnen Öffnungsbereich zwischen einem ersten Öffnungswinkel (φmin) und einem maximalen Öffnungswinkel (φmax) erstreckt , wenn die Fahrzeugtür (2 ) innerhalb des (100) Funktionsbereichs eine vorgegebene Geschwindigkeit unterschreitet oder zum Stillstand kommt .
4. Fahrzeugtür nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass der Funktionsbereich (100) durch ein erkanntes Hindernis auf einen Öffnungsbereich beschränkt wird, welcher sich zwischen dem ersten Öffnungswinkel (φmin) und einem vom erkannten Hindernis vorgegebenen Öffnungswinkel (ΦHindemis) erstreckt .
5. Fahrzeugtür nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, dass das maximale Haltemoment zum Halten der gewünschten Rastposition zeitgesteuert einleitbar oder aufhebbar ist .
6. Fahrzeugtür nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass das maximale Haltemoment über ein PT2-Glied (12 , 13) einleitbar oder aufhebbar ist .
7. Fahrzeugtür nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuereinheit (7) die Betätigung zur Aufhebung der Rastposition erkennt , wenn der Benutzer den inneren oder äußeren Türgriff (9.1 , 9.3 ) greift .
8. Fahrzeugtür nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet , dass eine entsprechende Sensorik den inneren oder äußeren Türgriff (9.1 ,
9.3) auf eine Betätigung des Benutzers überwacht .
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