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DE4229412C1 - Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer um eine Türscharnierachse drehbar gelagerten Kraftfahrzeugtür - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer um eine Türscharnierachse drehbar gelagerten Kraftfahrzeugtür

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DE4229412C1
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Siegmund Schuech
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer um eine Türscharnierachse drehbar gela­ gerten Kraftfahrzeugtür nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.
Aus der DE 40 25 507 A1 ist beispielsweise ein Kraftfahr­ zeugtürfeststeller bekannt, bei dem in Abhängigkeit von der Türbetätigung eine Türbrems- bzw. Türhalteeinrichtung wirksam geschaltet wird. Der Kraftfahrzeugtürfeststeller bleibt wirkungslos, solange die Kraftfahrzeugtür betätigt wird. Eine Türbetätigung wird mittels Sensoren, z. B. in Form von Berührungsschaltern, die an Türbetätigungsein­ richtungen, wie z. B. Türgriffen, angebracht sind, er­ kannt. Nach Loslassen der Türbetätigungseinrichtungen wird der Kraftfahrzeugtürfeststeller wirksam geschaltet. Bei diesem bekannten Kraftfahrzeugtürfeststeller kann darüber hinaus die Bremskraft zum Feststellen der Kraft­ fahrzeugtür in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit der Türbewegung bestimmt werden. Eine Bestimmung der Bremskraft abhängig von der Winkelgeschwindigkeit der Türbewegung ist jedoch zu ungenau, um einerseits ein si­ cheres Feststellen der Kraftfahrzeugtür auch bei geneig­ tem Fahrzeug zu gewährleisten und andererseits keine zu hohe Bremskraft auszuüben, die zur erneuten Türbetätigung überwunden werden muß. Darüber hinaus ist bei dem bekann­ ten Kraftfahrzeugtürfeststeller nachteilig, daß eine Tür­ betätigung nur mit eigens dafür vorgesehenen Sensoren er­ kannt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer Kraftfahrzeugtür zu schaffen, das einerseits zur Erkennung der Türbetätigung keine zusätzlichen Sensoren benötigt und andererseits sowohl ein sicheres Feststellen der Kraftfahrzeugtür ge­ währleistet als auch den zur erneuten Türbetätigung er­ forderlichen Kraftaufwand minimiert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mittels bekannter Verfahren wird der Türöffnungswinkel, die Fahrzeuglängsneigung, die Fahrzeugquerneigung und die Türwinkelgeschwindigkeit bestimmt. Derartige Größen wer­ den auch für andere bekannte Verfahren im Kraftfahrzeug benötigt.
Erfindungsgemäß werden diese bekannten Größen dazu einge­ setzt, die Bremskraft zum Feststellen der Kraftfahrzeug­ tür optimal zu bestimmen. Dabei können auch Konstanten, wie z. B. das Gewicht der Kraftfahrzeugtür oder die Stel­ lung der Türscharnierachse bezogen auf die Quer-, Längs- und Hochachse des Kraftfahrzeugs, miteinberechnet werden. Die jeweils einzustellende Bremskraft kann beispielsweise in Form von Kennfeldern abhängig vom Türöffnungswinkel, der Fahrzeuglängsneigung, der Fahrzeugquerneigung, des Türgewichts und der Türscharnierkoordinaten im Speicher eines Steuergeräts abgelegt sein. Die Bremskraft zum Feststellen der Kraftfahrzeugtür wird jedoch nur dann wirksam geschaltet, wenn eine Türbetätigung abgeschlossen ist und die Kraftfahrzeugtür in eine gewünschte Öffnungs­ lage bewegt wurde. Dies wird durch die Auswertung der Türwinkelgeschwindigkeit festgestellt. Ist die Türwinkel­ geschwindigkeit größer als zumindest nahezu Null, wird daraus geschlossen, daß eine Türbetätigung noch nicht abgeschlossen ist. Geht der Wert der Türwinkelgeschwin­ digkeit gegen Null, wird die gewünschte Öffnungslage durch die Messung des Öffnungswinkels erfaßt und die Bremskraft zumindest entsprechend des Öffnungswinkels und der Fahrzeugneigung ausgeübt.
Mit dieser Erfindung wird in jeder bewußt eingestellten Öffnungslage der Kraftfahrzeugtür und bei jeder Fahr­ zeuglage eine normalerweise gerade ausreichende Brems­ kraft zur Feststellung der Kraftfahrzeugtür erzeugt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gibt der Pa­ tentanspruch 2 an.
Wird bei Auswertung der Türwinkelgeschwindigkeit eine Türgrenzwinkelgeschwindigkeit erreicht, die darauf hin­ weist, daß ein ungewolltes Loslassen der Kraftfahrzeugtür stattgefunden hat, wird auch dann eine Bremskraft aus­ geübt, wenn die Türwinkelgeschwindigkeit nicht nahezu Null ist und damit die Kraftfahrzeugtür noch nicht in eine gewünschte Öffnungslage bewegt wurde. In diesem Fall wird die Kraftfahrzeugtür zumindest so weit abgebremst, daß die festgelegte Türgrenzwinkelgeschwindigkeit nicht überschritten wird oder auch, daß die Kraftfahrzeugtür nach einer vorgegebenen Zeit oder einem vorgegebenen Weg zum Stillstand kommt.
Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung wird ein ungewoll­ tes Auffallen oder auch ein ungewolltes Zuschlagen der Kraftfahrzeugtür verhindert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 3.
Befindet sich der Wert der Türwinkelgeschwindigkeit zwi­ schen der Türgrenzwinkelgeschwindigkeit und zumindest na­ hezu Null, wird daraus geschlossen, daß die Kraftfahr­ zeugtür bewußt betätigt wird und eine gewünschte Öff­ nungslage noch nicht erreicht ist. In diesem Fall wird keine Bremskraft auf die Kraftfahrzeugtür ausgeübt, um eine leichte Betätigung der Kraftfahrzeugtür zu ermögli­ chen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 4.
Die Bremskraft zum Feststellen der Kraftfahrzeugtür ent­ hält einen Sicherheitsbremskraftanteil, so daß nicht nur eine zum Abbremsen normalerweise gerade ausreichende Bremskraft erzeugt wird, die bei Störkrafteinflüssen, wie zum Beispiel Windböen, für ein Festhalten der Kraftfahr­ zeugtür zu klein sein kann. Der Sicherheitsbremskraftan­ teil wird jedoch nur so groß ausgelegt, daß eine erneute Betätigung der Kraftfahrzeugtür, bei der dieser Sicherheitsbremskraftanteil überwunden werden muß, nicht unkomfortabel wird. Somit wird ein guter Kompromiß zwi­ schen einer normalerweise gerade ausreichenden und einer zu starken Bremskraft erreicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 5.
Wird die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine Fahr­ zeuggrenzgeschwindigkeit, so wird unabhängig von der Türwinkelgeschwindigkeit bzw. auch bei geschlossener Kraftfahrzeugtür eine Bremskraft, vorteilhafterweise die maximal mögliche Bremskraft, ausgeübt, um ein Öffnen der Kraftfahrzeugtür zu verhindern. Mit dieser erfindungsge­ mäßen Ausgestaltung kann ein Kraftfahrzeugtürfeststeller beispielsweise auch als Kindersicherung eingesetzt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung dargestellt. Sie zeigt einen Logikplan mit möglichen Funktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ein Steuergerät 1 besitzt sechs Eingänge, die zur Erfas­ sung des Türöffnungswinkels α, der Fahrzeuglängsneigung Φx, der Fahrzeugquerneigung Φy, der auf die Kraftfahr­ zeugtür ausgeübten Betätigungskraft FT, der Fahrzeugge­ schwindigkeit v und des Türgewichts mT verwendet werden. Diese sechs Eingangssignale werden beispielsweise von ex­ ternen Sensoren oder von anderen Steuergeräten an die Eingänge des Steuergerätes 1 herangeführt. Weiterhin sind am Steuergerät 1 die Steuerleitungen des Türbremsmotors MTB angeschlossen. Das Steuergerät 1 enthält eine Diffe­ renzierschaltung 2 zur Berechnung der Türwinkelgeschwin­ digkeit wT, eine Auswerteschaltung 3 zur Bestimmung der zum Feststellen der Kraftfahrzeugtür normalerweise gerade ausreichenden Bremskraft FB, eine Entscheidungslogik 4 zur Auswahl der mittels des Türbremsmotors MTB einzustel­ lenden Bremskraft FM und eine Zuordnungsschaltung 5 zur Bestimmung des Steuerstroms I zur Ansteuerung des Tür­ bremsmotors MTB in Abhängigkeit von der einzustellenden Bremskraft FM.
In der Differenzierschaltung 2 wird die Türwinkelge­ schwindigkeit wT durch die Bestimmung der Änderung des Türöffnungswinkels α pro vorgegebener Zeiteinheit dt berechnet. Der Wert der Türwinkelgeschwindigkeit wT wird an die Entscheidungslogik 4 weitergegeben.
In der Auswerteschaltung 3, in der beispielsweise Kenn­ felder abgespeichert sind, wird die normalerweise gerade ausreichende Bremskraft FB abhängig von den jeweils aktu­ ell erfaßten Werten des Türöffnungswinkels α, der Fahr­ zeuglängsneigung Φx, der Fahrzeugquerneigung Φy und vom Türgewicht mT bestimmt. Auch der Wert der normalerweise gerade ausreichenden Bremskraft FB wird an die Ent­ scheidungslogik 4 weitergegeben. Der Entscheidungslogik 4 liegen zu den Werten der Türwinkelgeschwindigkeit wT und der normalerweise gerade ausreichenden Bremskraft FB auch die jeweils aktuell erfaßten Werte der Fahrzeuggeschwin­ digkeit v, des Türgewichts mT und der auf die Kraftfahr­ zeugtür ausgeübten Betätigungskraft FT vor. Darüber hin­ aus sind für die Entscheidungslogik 4 ein Sicherheits­ bremskraftanteil δF, eine Türgrenzwinkelgeschwindigkeit wS, eine Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit vS und eine maximal einzustellende Bremskraft als Konstantwerte abgespei­ chert. Der Wert des Sicherheitsbremskraftanteils δF ist beispielsweise derart dimensioniert, daß kurze Windböen kein Auf- oder Zuschlagen der Kraftfahrzeugtür verursa­ chen. Der Wert der Türgrenzwinkelgeschwindigkeit wS rich­ tet sich nach einer maximalen Geschwindigkeit, mit der üblicherweise die Kraftfahrzeugtür von Hand betätigt wird. Die maximal einstellbare Bremskraft FM hängt von der Leistung des Türbremsmotors MTB ab. Der Wert der Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit vS wird beispielsweise der­ art gewählt, daß für Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als diese Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit vS ein Öffnen der Kraftfahrzeugtür gefährlich werden könnte.
In der Entscheidungslogik 4 stehen drei Gleichungen 4a, 4b und 4c zur Verfügung, anhand derer abhängig von ver­ schiedenen Bedingungen die mittels des Türbremsmotors MTB einzustellende Bremskraft FM ausgewählt wird. Wird eine Türwinkelgeschwindigkeit wT von zumindest nahezu Null er­ faßt, wird daraus geschlossen, daß die Kraftfahrzeugtür in eine gewünschte Öffnungslage bewegt wurde. In diesem Fall wird die einzustellende Bremskraft FM nach der Glei­ chung 4a abhängig von der normalerweise gerade ausrei­ chenden Bremskraft FB bestimmt. Solange die auf die Kraftfahrzeugtür ausgeübte Betätigungskraft FT kleiner als der Sicherheitsbremskraftanteil δF ist, bleibt die gemäß der Gleichung 4a berechnete und eingestellte Brems­ kraft FM beibehalten.
Nach Gleichung 4b wird die einzustellende Bremskraft FM zu Null bestimmt, wenn die auf die Kraftfahrzeugtür aus­ geübte Betätigungskraft FT größer als der Sicherheitsbremskraftanteil δF. Liegt eine Türwinkelge­ schwindigkeit wT zwischen zumindest nahezu Null und der Türgrenzwinkelgeschwindigkeit wS vor, so wird von einer gewünschten Türbetätigung ausgegangen, wobei ebenfalls keine Bremskraft eingestellt wird (FM = 0), um eine mög­ lichst leichte Türbetätigung zu ermöglichen.
Wird jedoch eine Türwinkelgeschwindigkeit wT erfaßt, die größer als die Türgrenzwinkelgeschwindigkeit wS ist, wird nach Gleichung 4c für die einzustellende Bremskraft FM die maximal einstellbare Bremskraft Fmax gewählt. Für diesen Fall ist jedoch auch eine einzustellende Brems­ kraft FM möglich, die nicht wie durch die maximal einzustellende Bremskraft Fmax einen möglichst schnellen Stillstand der Kraftfahrzeugtür bewirkt, sondern ledig­ lich eine Türwinkelgeschwindigkeit wS erzeugt, die die Türgrenzwinkelgeschwindigkeit wS nicht überschreitet. Die Auswahl der maximal einstellbaren Bremskraft Fmax für die einzustellende Bremskraft FM ist auch dann möglich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v größer als die Fahrzeug­ grenzgeschwindigkeit vS ist. Für diesen Fall ist vorteil­ hafterweise die Voraussetzung nötig, daß alle Kraftfahr­ zeugtüren geschlossen sind. Somit kann auch ein ungewoll­ tes Öffnen der Kraftfahrzeugtüre während der Fahrt durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Brems­ kraft einer Kraftfahrzeugtür verhindert werden.
Die mittels der Entscheidungslogik 4 bestimmte einzustel­ lende Bremskraft FM wird der Zuordnungsschaltung 5 zuge­ führt. In der Zuordnungsschaltung 5 wird ein Steuerstrom I bestimmt, mit dem der Türbremsmotor MTB derart ange­ steuert wird, daß die Kraftfahrzeugtür mit einer Brems­ kraft abgebremst wird, die der einzustellenden in der Entscheidungslogik 4 bestimmten Bremskraft FM entspricht.

Claims (5)

1. Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer um eine Türscharnierachse drehbar gelagerten Kraft­ fahrzeugtür, bei dem mittels Sensoren zumindest der Türöffnungswinkel, die Fahrzeuglängsneigung und die Fahrzeugquerneigung erfaßt werden und bei dem aus der Änderung des Türöffnungswinkels pro Zeiteinheit die Türwinkelgeschwindigkeit berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Tür­ winkelgeschwindigkeit (wT) von zumindest nahezu Null die Kraftfahrzeugtür mit einer abhängig von dem Türöffnungswinkel (α), der Fahrzeuglängsnei­ gung (Φx) und der Fahrzeugquerneigung (Φy) mittels eines Steuergerätes (1) bestimmten Brems­ kraft (FB, FM) festgestellt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Erreichen einer Türgrenzwinkel­ geschwindigkeit (wS) die Kraftfahrzeugtür abge­ bremst wird, so daß zumindest die Türgrenzwinkel­ geschwindigkeit (wS) nicht überschritten wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Türwinkelgeschwin­ digkeit (wT) zwischen zumindest nahezu Null und einer Türgrenzwinkelgeschwindigkeit (wS) keine Bremskraft (FB, FM) auf die Kraftfahrzeugtür aus­ geübt wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bremskraft (FM) zum Feststellen der Kraftfahrzeugtür einen Sicherheitsbremskraft­ anteil (δF) besitzt, der ein Feststellen der Kraftfahrzeugtür auch bei Störkrafteinflüssen ge­ währleistet und der zur erneuten Betätigung der Kraftfahrzeugtür überwunden werden muß.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von der Türwinkelgeschwindigkeit (wT) eine Bremskraft (FB, FM) zum Feststellen der Kraftfahrzeugtür ausgeübt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (v) größer als eine Fahrzeuggrenzgeschwindigkeit (vS) ist.
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