WO2017194680A1 - Vorrichtung zum antreiben einer klappe - Google Patents

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Witte Automotive GmbH
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    • E05Y2900/548—Trunk lids

Definitions

  • the present invention relates to a device for selectively driving a flap, in particular a motor vehicle, with a control device for driving a drive unit, by means of which the flap can be driven, braked or locked.
  • Such devices are basically known and serve, in particular, to facilitate the user of a motor vehicle access to the vehicle trunk by a corresponding trunk lid, for example by pressing a remote control key, automatically opened or closed by the electric drive unit.
  • a problem with such automatic damper actuators is that the user so far only limited possibilities are available to flexibly influence the flap between a closed and open position with respect to their drive unit, especially during a drive operation. For example, the possibilities to stop the flap in the short term are relatively limited.
  • the user can only by pressing a button on a switch cause the control device to stop the drive unit briefly or to control a reverse drive movement, for example, when the pivoting range of the flap is limited by an obstacle.
  • a switch for example, on an inside section of the flap, so that the switch can be operated directly in an emergency or for reasons of comfort and for this purpose the remote key is not required.
  • a switch is not equally accessible in every open position of the flap - sometimes an operation of the switch is not possible.
  • the damper actuators are usually designed so weak that the damper can be stopped manually in an emergency. This is done by However, some users found it difficult, for example due to a certain reluctance, to intervene manually in the operation of a running machine.
  • Swivel range of the flaps on reinforced so that a flexible and easy control option for the user in such cases is particularly desirable.
  • the swiveling range of such a flap can only be insufficiently surveyed by some users, especially before opening.
  • the object is achieved by a device having the features of claim 1 and in particular by the fact that the device has a sensor for monitoring at least one detection range and the control device is designed to control the drive unit in dependence on the state of the monitored detection range.
  • the monitoring of the detection area can serve to detect obstacles in the swiveling range of the flap in order to avoid collisions between the flap and the obstacles.
  • the detection area is expediently formed at least partially overlapping with the pivoting range of the flap.
  • the detection area can also steer possess functions, that is, the detection range can be monitored so that the control of the drive unit of the flap can be actively influenced by events in the detection area.
  • the sensor system comprises at least one sensor which is designed in particular as a capacitive sensor and / or an ultrasonic sensor. Alternatively or additionally, optical sensors, in particular a camera, may also be provided for monitoring the detection area.
  • All sensors are connected to the control device, wherein the control device is designed to operate the sensors for monitoring a coherent detection area or a plurality of spatially separated detection areas. It is understood that, depending on the arrangement of the sensors, a detection area can be shaped differently and that, depending on the flap geometry, a respectively adapted arrangement of the sensors can be required in order to achieve a desired detection area or detection space.
  • the sensor system may include at least one touch sensor beyond the said "non-contact sensors", which sensor is designed in particular as a force sensor.
  • capacitive or inductive sensors are possible, e.g. respond to touches of a hand or a finger of a user.
  • Such a touch sensor may be provided in addition to monitoring the detection area, e.g. in such a way that a flap is stopped directly by contact if there is no obstacle within the detection area or if such an error could not be detected without contact.
  • a detection surface for controlling the flap or its drive unit can be formed by the touch sensor.
  • the control device is designed to prevent the penetration of an object, in particular a hand of a user of the device, into the detection area and / or the removal of the object to detect the detection area and depending on the drive unit to control.
  • an object in particular a hand of a user of the device
  • the user can stop the flap in a particularly simple manner, in particular in the event of an imminent collision of the flap with an obstacle.
  • the removal of the hand can be detected, for example, to continue an interrupted drive movement of the flap.
  • the control device can be designed to distinguish certain objects, in particular a user's hand, from obstacles in the detection area.
  • the control device can have, for example, an object detection module which statistically and / or evaluates the detection area by means of image processing on the basis of detected sensor signals.
  • the control device is designed to determine a position of the object relative to the sensor system and to control the drive unit as a function of the specific position. For example, the user may position his hand in a particular position relative to the sensor to communicate an open, close or stop command for the door to the controller.
  • a respective position of a respective object can be assigned to a respective command, wherein a respective position can be determined relative to a common reference sensor or relative to an associated sensor.
  • a "trigger position" of the object corresponding to a particular command need not be limited to an exact position. Rather, you can specify ranges of positions in which the object is positionable and yet associated with the same command.
  • a target position of the flap is predetermined by the position of the object. This is particularly advantageous if the flap, for example due to a low ceiling height in a parking garage has only a limited pivoting range and the user wants to manually specify how far the flap should be opened. Such functionality can be desirable even if the user, for example, due to small obstacles that may not be reliably detected by the sensor can not rely on a fully automatic control of the door and instead prefer to manually set the swivel range itself.
  • a user-specified target position does not have to correspond to the actual target position of the flap. Rather, the target position of the flap can be defined on the basis of predetermined or learned characteristic values or due to a mapping function, so that the user can position the hand in a comfortable area even if an end position of the flap is to be specified.
  • control device can be designed to determine a distance of the object relative to the sensor system, in particular relative to the flap, and to control the drive unit as a function of the specific distance for tracking the flap. This allows the user to control the flap directly in response to the distance to his hand. The control of the flap is thereby particularly intuitive for the user.
  • the relative distance to the flap can be linked with opening and closing commands in order to realize a distance-dependent control of the flap.
  • a control in an operating mode of the control unit, a control can be provided such that the flap is always tracked up to a predetermined distance of the user's hand.
  • the control device is designed to monitor the detection area at predetermined time intervals.
  • a dynamic monitoring of the detection area which can serve to reliably detect obstacles in the detection area even if they penetrate into the detection area for a short time or are only temporarily in the detection area.
  • movements of the object within the detection area can be detected by the control device.
  • the control device may be designed to determine a movement speed of the hand and to control the drive unit in, for example, a proportional dependence on the determined movement speed to open or close the flap.
  • the user guides the flap "in real time” by his hand movement, ie the flap is tracked by the user's hand.
  • the opening position of the flap is controlled in dependence on the position of the hand or the distance between the flap and the hand such that the distance between the hand and the flap substantially corresponds to a desired value.
  • a highly controlled opening and closing of the flap is possible, which makes sense in particular in the case of several persons who are at the same time in the vicinity of the flap, for example children.
  • a controlled guiding of the flap is also helpful when the flap is for example particularly large and the opening of the flap requires a withdrawal of the user away from the vehicle during the opening process. For example, due to age, immobilized persons may prefer a slower opening speed of the flap and pretend it intuitively by their movement of the hand.
  • the temporally predetermined distances of the monitoring of the detection area need not be constant but may be variable depending on suitable criteria. For example, it is conceivable to set the predetermined distances as a function of an open position of the flap. Thus, for example, a monitoring interval can be shorter, the more the flap is able to deflect dangerously starting from a current open position. Further, the monitoring interval may be proportional to a driving speed of the Be flap so that the detection area is always monitored only as often as required for a safe driving the flap at a certain speed of the flap. Furthermore, it may be useful to set the monitoring interval as a function of a monitoring result. If, for example, an obstacle has been detected, the monitoring interval can be shortened for safety reasons. Here, several previous monitoring results can be taken into account.
  • the size of the detection area can also be taken into account in that the monitoring interval is, for example, the shorter the smaller the current detection area in the relevant opening position of the flap. This makes sense if the sensors can not "survey" or monitor the swivel range equally well in every opening position of the flap.
  • the drive unit comprises an electric drive.
  • This can be designed in particular as an electric motor and / or an electrical braking device and / or an electrical locking device.
  • the electric motor may be configured to cause the flap to brake and / or lock. However, this may not be sufficient in certain cases. In particular, in the case of heavy flaps additional facilities may be required to ensure rapid braking or reliable detection of the flap can.
  • the sensor system can detect a sensor which determines the swivel angle of the flap relative to the body and / or the current drive speed of the sensor Have flap detecting sensor.
  • the sensor determining the swivel angle and / or the drive speed can in particular be encompassed by the electric drive unit.
  • a respective sensor may be integrated in the drive unit, so that it is possible to dispense with separate sensors for measuring the swivel angle and / or the drive speed.
  • the sensor system can be provided at least for measuring the swivel angle and / or the drive speed by the drive unit.
  • the detection area may be designed differently depending on the sensor technology and / or depending on the intended object-based control options.
  • the detection area is formed at least in sections as a detection surface on the surface of the flap and / or a body component adjoining the flap.
  • the detection area may be formed as a detection space in an environment of the flap and / or a body component adjoining the flap.
  • the sensor system may comprise sensors which are arranged not only on the flap itself but also suitably on the body in order to achieve a desired detection range.
  • the detection area may, for example, extend outside the pivoting range of the flap in order to form a special control-sensitive area. In this area, the user may position or move his hand regardless of the opening position of the flap to communicate a corresponding flap control command to the controller.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a motor vehicle with a device according to the invention for driving a tailgate of the motor vehicle.
  • the motor vehicle 10 shown schematically in Fig. 1 has a tailgate 12, which in a known manner between a closed position in which the tailgate is flush with the rear of the motor vehicle 10, and an open position is pivotable in the tailgate 12 substantially parallel is aligned with the roof part of the motor vehicle 10.
  • the tailgate 12 is shown exaggeratedly thick for illustrative purposes.
  • the motor vehicle 10 has a drive device 14 which comprises a control device 16 on the vehicle side and a drive unit 18 connected to the control device 16.
  • the drive unit 18 is coupled via a connecting element 20 with the tailgate 12, wherein the connecting element 20 by means of an electric motor, not shown, the drive unit 18 and a spindle drive mechanism, not shown, with respect to its length is adjustable to pivot the tailgate 12 between the closed position and the open position ,
  • the control device 16 may not necessarily be arranged in the motor vehicle 10 but alternatively wholly or partially in the tailgate 12.
  • a plurality of sensors 22 are arranged, which are each connected by wire to the control device 16.
  • the sensors 22 are exemplified as ultrasonic sensors to monitor a first detection space 24 around the tailgate 12. But there are also other types of sensors conceivable. In particular, different types of sensor be provided to form the first detection space 24 in terms of its shape and extent in a desired manner.
  • the control device 16 is furthermore connected to sensors 26a and 26b, which are arranged on the side of the motor vehicle 10, for example, and span a second detection space 28, which is monitored by the control device 16.
  • the lateral arrangement of the sensors 26 a and 26 b has the advantage that the user can comfortably and safely stay outside the pivoting range of the tailgate 12 during a control operation.
  • the sensors 26, like the sensors 22 of the tailgate 12, may be formed as ultrasonic sensors. However, other sensor types come into question, in particular capacitive sensors. It will be appreciated that the sensors 26a and 26b may, in principle, be located at any convenient location on the motor vehicle 10, i. not necessarily laterally on the motor vehicle 10. Rather, the possibility of a second detection space 28 will be shown by way of example, by the controllability of the tailgate in space terms can be made even more flexible.
  • the tailgate 12 is initially in the closed position.
  • the user (not shown) of the motor vehicle 10 places his hand (not shown) near the sensor 26a with the hand completely into the detection space 28 of the sensors 26a and 26b penetrates.
  • the control device 16 receives an opening signal and then controls the drive unit 18 for opening the tailgate 12.
  • the control device 16 detects the sudden penetration of the hand or an obstacle into the detection space 24, as a result of which the drive unit 18 is stopped immediately in order, for example, to avoid a collision. If the hand or the obstacle is removed again from the detection space 24, the control device 16 triggers a continuation of the drive travel of the tailgate 12.
  • the control device 16 is switched to a tracking mode.
  • the drive unit 18 is controlled by the control device 16 in such a way that the tailgate 12 is tracked by the hand, i. the user moves his hand within the detection space 24 and the opening position of the tailgate 12 is automatically readjusted to a predetermined distance to the hand.
  • the user can control the tailgate 12 in both the opening and closing direction in a particularly controlled.
  • the tracking mode is deactivated again and the movement of the tailgate 12 is stopped.
  • the tailgate 12 can be opened or closed again by reinserting the hand in the detection space 28 and bringing the hand closer to the sensor 26b.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum selektiven Antreiben einer Klappe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung einer Antriebseinheit, durch welche die Klappe antreibbar, abbremsbar oder feststellbar ist, umfasst eine Sensorik zur Überwachung wenigstens eines Detektionsbereichs, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Antriebseinheit in Abhängigkeit vom Zustand des überwachten Detektionsbereichs anzusteuern.

Description

Vorrichtung zum Antreiben einer Klappe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selektiven Antreiben einer Klappe, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer Steuereinrichtung zur An- steuerung einer Antriebseinheit, durch welche die Klappe antreibbar, abbremsbar oder feststellbar ist. Solche Vorrichtungen sind grundsätzlich bekannt und dienen insbesondere dazu, dem Benutzer eines Kraftfahrzeugs den Zugang zu dem Fahrzeugkofferraum zu erleichtern, indem eine entsprechende Kofferraumklappe, z.B. per Betätigung eines Funkschlüssels, durch die elektrische Antriebseinheit automatisch geöffnet oder geschlossen wird. Ein Problem bei solchen automatischen Klappenantrieben besteht darin, dass dem Benutzer bislang nur eingeschränkte Möglichkeiten zur Verfügung stehen, die zwischen einer Geschlossen- und Offenstellung verschwenkbare Klappe bezüglich ihrer Antriebseinheit flexibel zu beeinflussen, insbesondere während eines Antriebsvorgangs. So sind beispielsweise die Möglichkeiten, die Klappe kurzfristig zu stoppen, relativ eingeschränkt. In der Regel kann der Benutzer nur per Knopfdruck auf einen Schalter die Steuereinrichtung dazu veranlassen, die Antriebseinheit kurzfristig anzuhalten oder zu einer umgekehrten Antriebsbewegung anzusteuern, z.B. wenn der Schwenkbereich der Klappe durch ein Hindernis begrenzt ist. Zwar ist es bekannt, einen Schalter z.B. an einem innenseitigen Abschnitt der Klappe anzuordnen, sodass der Schalter im Notfall oder aus Komfortgründen direkt betätigt werden kann und hierfür der Funkschlüssel nicht erforderlich ist. Ein solcher Schalter ist allerdings nicht in jeder Öffnungsstellung der Klappe gleich gut zugänglich - mitunter ist eine Betätigung des Schalters gar nicht möglich. Freilich sind die Klappenantriebe in der Regel so schwach ausgelegt, dass die Klappe im Notfall manuell gestoppt werden kann. Dies wird von manchen Benutzern aber als schwierig empfunden, beispielsweise aufgrund einer gewissen Scheu, manuell in den Betrieb einer laufenden Maschine einzugreifen.
Besonders bei größeren Heckklappen, z.B. von Kleinbussen, Vans und derglei- chen, tritt die geschilderte Problematik durch den vergleichsweise großen
Schwenkbereich der Klappen verstärkt auf, sodass eine flexible und einfache Steuerungsmöglichkeit für den Benutzer in solchen Fällen besonders wünschenswert ist. Gerade bei größeren Klappen besteht zudem das Problem, dass der Schwenkbereich einer solchen Klappe insbesondere vor dem Öffnen von man- chen Benutzern nur unzureichend überblickt werden kann. Zumindest in solchen Fällen besteht der Bedarf einer "intelligenten Klappensteuerung", durch welche Gefährdungen von nahe der Klappe befindlichen Menschen, als auch Beschädigungen an der Klappe selbst, z.B. durch Kollisionen mit äußeren Hindernissen, zuverlässig vermieden werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die vorstehend beschriebenen Probleme nicht auftreten. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass die Vorrichtung eine Sensorik zur Überwachung wenigstens eines Detektionsbereichs aufweist und die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Antriebseinheit in Abhängigkeit von dem Zustand des überwachten Detektionsbereichs anzusteuern.
Die Überwachung des Detektionsbereich kann einerseits dazu dienen, Hindernisse im Schwenkbereich der Klappe zu erkennen, um Kollisionen zwischen der Klappe und den Hindernissen zu vermeiden. Hierzu wird der Detektionsbereich zweckmäßig zumindest abschnittsweise überlappend mit dem Schwenkbereich der Klappe ausgebildet. Andererseits kann der Detektionsbereich auch steue- rungswirksame Funktionen besitzen, d.h. der Detektionsbereich kann derart überwacht werden, dass die Steuerung der Antriebseinheit der Klappe durch Ereignisse in dem Detektionsbereich aktiv beeinflussbar ist. Die Sensorik umfasst wenigstens einen Sensor, welcher insbesondere als kapazitiver Sensor und/oder Ultraschallsensor ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich können auch optische Sensoren, insbesondere eine Kamera, zur Überwachung des Detektionsbereichs vorgesehen sein. Sämtliche Sensoren sind mit der Steuereinrichtung verbunden, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Sensoren zur Überwachung eines zusammenhängenden Detektionsbereichs oder mehrerer räumlich voneinander getrennter Detektionsbereiche zu betreiben. Es versteht sich, dass je nach Anordnung der Sensoren ein Detektionsbereich unterschiedlich geformt sein kann und dass je nach Klappengeometrie eine jeweils an- gepasste Anordnung der Sensoren erforderlich sein kann, um einen gewünschten Detektionsbereich oder Detektionsraum zu erzielen.
Die Sensorik kann über die genannten "berührungslosen Sensoren" hinaus wenigstens einen Berührungssensor umfassen, welcher insbesondere als Kraftsensor ausgebildet ist. Alternativ sind auch kapazitive oder induktive Sensoren möglich, welche z.B. auf Berührungen einer Hand bzw. eines Fingers eines Be- nutzers reagieren. Ein solcher Berührungssensor kann zusätzlich zu einer Überwachung des Detektionsbereichs vorgesehen sein, z.B. derart, dass eine Klappe durch Berührung unmittelbar gestoppt wird, wenn sich kein Hindernis innerhalb des Detektionsbereichs befindet oder ein solches fehlerbedingt nicht berührungslos detektiert werden konnte. Insofern kann durch den Berührungssensor eine De- tektionsfläche zur Steuerung der Klappe bzw. von dessen Antriebseinheit gebildet werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, das Eindringen eines Objekts, insbesondere einer Hand eines Benutzers der Vorrichtung, in den Detektionsbereich und/oder das Entfernen des Objekts aus dem Detektionsbereich zu detektieren und davon abhängig die Antriebseinheit anzusteuern. Hierdurch kann beispielsweise der Benutzer die Klappe auf besonders einfache Art und Weise anhalten, insbesondere im Falle einer drohenden Kollision der Klappe mit einem Hindernis. Ferner kann das Entfernen der Hand erkannt werden, um z.B. eine unterbrochene Antriebsbewegung der Klappe fortzusetzen.
Die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, bestimmte Objekte, insbesondere eine Hand des Benutzers, von Hindernissen in dem Detektionsbereich zu unterscheiden. Hierzu kann die Steuereinrichtung beispielsweise ein Objektdetek- tionsmodul aufweisen, welches den Detektionsbereich statistisch und/oder mittels Bildverarbeitung anhand von erfassten Sensorsignalen auswertet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, eine Position des Objekts relativ zur Sensorik zu bestimmen und die Antriebseinheit in Abhängigkeit von der bestimmten Position anzusteuern. Beispielsweise kann der Benutzer seine Hand in einer bestimmten Position relativ zu der Sensorik positionieren, um einen Öffnungs-, Schließ- oder Stoppbefehl für die Klappe an die Steuereinrichtung zu übermitteln. Hierzu kann einem jeweiligen Befehl jeweils eine Po- sition des Objekts zugeordnet werden, wobei eine jeweilige Position relativ zu einem gemeinsamen Referenzsensor oder relativ zu einem zugeordneten Sensor bestimmbar ist. Es versteht sich, dass eine "Auslöseposition" des Objekts, die mit einem bestimmten Befehl korrespondiert, nicht auf eine exakte Position beschränkt sein muss. Vielmehr können Bereiche von Positionen festgelegt werden, in denen das Objekt positionierbar und dennoch mit demselben Befehl verknüpft ist. Ferner ist es denkbar, dass durch die Position des Objekts eine Zielposition der Klappe vorgegeben wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Klappe z.B. aufgrund einer geringen Deckenhöhe in einem Parkhaus einen lediglich beschränkten Schwenkbereich aufweist und der Benutzer manuell festlegen möchte, wie weit die Klappe geöffnet werden soll. Eine solche Funktionalität kann auch dann erwünscht sein, wenn sich der Benutzer z.B. aufgrund von kleinen Hindernissen, welche durch die Sensorik möglicherweise nicht zuverlässig erkannt werden können, nicht auf eine vollautomatische Steuerung der Klappe verlassen und den Schwenkbereich stattdessen lieber selbst manuell festlegen möchte.
Eine durch den Benutzer vorgegebene Zielposition muss nicht der tatsächlichen Zielposition der Klappe entsprechen. Vielmehr kann die Zielposition der Klappe aufgrund von vorbestimmten oder eingelernten Kennwerten oder aufgrund einer Abbildungsfunktion definiert sein, sodass der Benutzer die Hand in einem für ihn komfortablen Bereich auch dann positionieren kann, wenn eine Endstellung der Klappe vorgegeben werden soll.
Weiterhin kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, einen Abstand des Objekts relativ zur Sensorik, insbesondere relativ zu der Klappe, zu bestimmen und die Antriebseinheit in Abhängigkeit von dem bestimmten Abstand zum Nachführen der Klappe anzusteuern. Hierdurch kann der Benutzer die Klappe unmittelbar in Abhängigkeit von dem Abstand zu seiner Hand steuern. Die Steuerung der Klappe ist hierdurch für den Benutzer besonders intuitiv. Insbesondere kann der relative Abstand zu der Klappe mit Öffnungs- und Schließbefehlen verknüpft wer- den, um eine distanzabhängige Steuerung der Klappe zu realisieren. Ferner kann in einem Betriebsmodus der Steuerungseinheit eine Regelung dergestalt vorgesehen sein, dass die Klappe stets bis zu einem vorbestimmten Abstand der Hand des Benutzers nachgeführt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, den Detektionsbereich in zeitlich vorbestimmten Abständen zu überwachen. Somit ist einerseits eine dynamische Überwachung des Detektionsbereichs vorgesehen, welche dazu dienen kann, Hindernisse im Detektionsbereich auch dann zuverlässig zu erkennen, wenn diese kurzfristig in den Detektionsbereich eindringen oder sich lediglich temporär in dem Detektionsbereich befinden. Ande- rerseits sind Bewegungen des Objekts innerhalb des Detektionsbereichs von der Steuereinrichtung detektierbar. So kann der Benutzer durch Handbewegungen und/oder Gesten einen Steuerbefehl an die Steuereinrichtung absetzen und hierbei insbesondere eine gewünschte Bewegungsbahn oder einen Schwenkbereich übermitteln, der von der Klappe durchfahren werden soll. Ferner kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, eine Bewegungsgeschwindigkeit der Hand zu ermitteln und die Antriebseinheit in z.B. proportionaler Abhängigkeit von der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit zu einem Öffnen oder Schließen der Klappe anzusteuern. Ferner ist es denkbar, dass der Benutzer die Klappe durch seine Handbewegung "in Echtzeit" führt, d.h. die Klappe wird der Hand des Benutzer nachgeführt. Mit anderen Worten wird die Öffnungsstellung der Klappe in Abhängigkeit von der Position der Hand oder des Abstands zwischen der Klappe und der Hand derart geregelt, dass die Distanz zwischen der Hand und der Klappe im Wesentlichen einem Sollwert entspricht. Hierdurch ist ein äußerst kontrolliertes Öff- nen und Schließen der Klappe möglich, was insbesondere im Falle von mehreren sich gleichzeitig im Umfeld der Klappe befindlichen Personen, z.B. Kindern, sinnvoll ist. Ein kontrolliertes Führen der Klappe ist aber auch dann hilfreich, wenn die Klappe z.B. besonders groß ist und das Öffnen der Klappe ein Zurücktreten des Benutzers weg von dem Fahrzeug während des Öffnungsvorgangs erfordert. So können z.B. altersbedingt immobilere Personen eine langsamere Öffnungsgeschwindigkeit der Klappe bevorzugen und diese intuitiv durch ihre Bewegung der Hand vorgeben.
Die zeitlich vorbestimmten Abstände der Überwachung des Detektionsbereichs müssen nicht konstant sein sondern können in Abhängigkeit von geeigneten Kriterien variabel sein. Beispielsweise ist es denkbar, die vorbestimmten Abstände in Abhängigkeit von einer Öffnungsstellung der Klappe festzulegen. So kann etwa ein Überwachungsintervall umso kürzer sein, je mehr die Klappe ausgehend von einer aktuellen Öffnungsstellung gefährdend auszuschwenken vermag. Ferner kann das Überwachungsintervall proportional zu einer Antriebsgeschwindigkeit der Klappe sein, sodass der Detektionsbereich stets nur so häufig überwacht wird, wie dies für ein sicheres Antreiben der Klappe bei einer bestimmten Geschwindigkeit der Klappe erforderlich ist. Weiterhin kann es sinnvoll sein, das Überwachungsintervall in Abhängigkeit von einem Überwachungsergebnis festzulegen. Sofern bei- spielsweise ein Hindernis erkannt worden ist, kann das Überwachungsintervall aus Sicherheitsgründen verkürzt werden. Hierbei können auch mehrere vorangegangene Überwachungsergebnisse berücksichtigt werden. Zusätzlich kann auch die Größe des Detektionsbereichs dahingehend berücksichtigt werden, dass das Überwachungsintervall z.B. umso kürzer ist, je kleiner der aktuelle Detektionsbe- reich in der betreffenden Öffnungsstellung der Klappe ist. Dies ist sinnvoll, wenn die Sensorik den Schwenkbereich nicht in jeder Öffnungsstellung der Klappe gleich gut "überblicken" bzw. überwachen kann.
Es versteht sich, dass die Abstände von aufeinander folgenden Überwachungs- Vorgängen bzw. die Überwachungsperiodenlänge nicht notwendigerweise vorbestimmt sein müssen/muss. So können verschiedene der beispielhaft aufgeführten Faktoren insbesondere gemeinsam berücksichtigt und für eine dynamische Ermittlung einer optimalen Überwachungsfrequenz herangezogen werden. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Antriebseinheit einen elektrischen Antrieb. Dieser kann insbesondere als ein elektrischer Motor und/oder eine elektrische Bremseinrichtung und/oder eine elektrische Feststelleinrichtung ausgebildet sein. Es versteht sich, dass der elektrische Motor dazu ausgebildet sein kann, ein Bremsen und/oder Feststellen der Klappe zu bewirken. Dies ist aber in bestimm- ten Fällen möglicherweise nicht ausreichend. Insbesondere im Falle schwerer Klappen können zusätzliche Einrichtungen erforderlich sein, um ein schnelles Abbremsen oder ein zuverlässiges Feststellen der Klappe gewährleisten zu können.
Die Sensorik kann einen den Schwenkwinkel der Klappe gegenüber der Karosse- rie ermittelnden Sensor und/oder einen die aktuelle Antriebsgeschwindigkeit der Klappe ermittelnden Sensor aufweisen. Der den Schwenkwinkel und/oder die Antriebsgeschwindigkeit ermittelnde Sensor kann insbesondere von der elektrischen Antriebseinheit umfasst sein. Beispielsweise kann ein betreffender Sensor in die Antriebseinheit integriert sein, sodass auf separate Sensoren zum Messen des Schwenkwinkels und/oder der Antriebsgeschwindigkeit verzichtet werden kann. Mit anderen Worten kann die Sensorik zumindest zum Messen des Schwenkwinkels und/oder der Antriebsgeschwindigkeit durch die Antriebseinheit bereitgestellt werden. Der Detektionsbereich kann in Abhängigkeit von der Sensorik und/oder in Abhängigkeit von den vorgesehenen Objekt-basierten Steuerungsmöglichkeiten unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Detektionsbereich zumindest abschnittsweise als Detektionsfläche an der Oberfläche der Klappe und/oder einer an der Klappe angrenzenden Karosseriekomponente ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann der Detektionsbereich als Detektionsraum in einer Umgebung der Klappe und/oder einer an der Klappe angrenzenden Karosseriekomponente ausgebildet sein. Entsprechend kann die Sensorik Sensoren umfassen, die nicht nur an der Klappe selbst sondern auch in geeigneter Weise an der Karossiere angeordnet sind, um einen gewünschten Detektionsbereich zu erzielen. Der Detekti- onsbereich kann sich z.B. außerhalb des Schwenkbereichs der Klappe erstrecken, um einen besonderen steuerungssensitiven Bereich auszubilden. In diesem Bereich kann der Benutzer unabhängig von der Öffnungsstellung der Klappe seine Hand positionieren oder bewegen, um einen entsprechenden Klappensteuerungsbefehl an die Steuereinrichtung zu übermitteln.
Die Erfindung wird im Folgenden rein beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt: eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Antreiben einer Heckklappe des Kraftfahrzeugs. Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Kraftfahrzeug 10 weist eine Heckklappe 12 auf, welche auf bekannte Weise zwischen einer Geschlossenstellung, in der die Heckklappe bündig mit der Rückseite des Kraftfahrzeugs 10 abschließt, und einer Offenstellung verschwenkbar ist, in der die Heckklappe 12 im Wesentlichen parallel zu der Dachpartie des Kraftfahrzeugs 10 ausgerichtet ist. Die Heckklappe 12 ist aus illustrativen Gründen übertrieben dick dargestellt.
Zum selektiven Antreiben, d.h. Verschwenken, der Heckklappe 12 weist das Kraftfahrzeug 10 eine Antriebsvorrichtung 14 auf, welche eine fahrzeugseitige Steuereinrichtung 16 sowie eine mit der Steuereinrichtung 16 verbundene Antriebseinheit 18 umfasst. Die Antriebseinheit 18 ist über ein Verbindungselement 20 mit der Heckklappe 12 gekoppelt, wobei das Verbindungselement 20 mittels eines nicht gezeigten elektrischen Motors der Antriebseinheit 18 und einer nicht gezeigten Spindelantriebsmechanik bezüglich seiner Länge einstellbar ist, um die Heckklappe 12 zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung zu verschwenken. Es versteht sich, dass die Steuereinrichtung 16 nicht notwendigerweise in dem Kraftfahrzeug 10 sondern alternativ ganz oder teilweise in der Heckklappe 12 angeordnet werden kann. Ebenso ist es denkbar, die Antriebseinheit 18 zumindest teilweise in die Heckklappe 12 zu integrieren. An der Heckklappe 12 sind mehrere Sensoren 22 angeordnet, welche jeweils drahtgebunden mit der Steuereinrichtung 16 verbunden sind. Die Sensoren 22 sind beispielhaft als Ultraschallsensoren ausgebildet, um einen ersten Detektions- raum 24 um die Heckklappe 12 zu überwachen. Es sind aber auch andere Typen von Sensoren denkbar. Insbesondere können unterschiedliche Typen von Senso- ren vorgesehen werden, um den ersten Detektionsraum 24 bezüglich seiner Form und Ausdehnung auf eine gewünschte Weise auszubilden.
Die Steuereinrichtung 16 ist ferner mit Sensoren 26a und 26b verbunden, welche beispielhaft seitlich an dem Kraftfahrzeug 10 angeordnet sind und einen zweiten Detektionsraum 28 aufspannen, welcher von der Steuereinrichtung 16 überwacht wird. Die seitliche Anordnung der Sensoren 26a und 26b besitzt den Vorteil, dass der Benutzer sich während eines Steuerungsvorgangs bequem und sicher außerhalb des Schwenkbereichs der Heckklappe 12 aufhalten kann. Die Sensoren 26 können ebenso wie die Sensoren 22 der Heckklappe 12 als Ultraschallsensoren ausgebildet sein. Es kommen aber auch andere Sensortypen in Frage, insbesondere kapazitive Sensoren. Es versteht sich, dass die Sensoren 26a und 26b prinzipiell an beliebigen zweckmäßigen Stellen des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet werden können, d.h. nicht notwendigerweise seitlich an dem Kraftfahrzeug 10. Vielmehr soll beispielhaft die Möglichkeit eines zweiten Detektionsraums 28 aufgezeigt werden, durch den die Steuerbarkeit der Heckklappe in räumlicher Hinsicht noch flexibler gestaltet werden kann.
Im Folgenden wird nun ein beispielhafter Betrieb der Antriebsvorrichtung 14 be- schrieben. Die Heckklappe 12 befinde sich zunächst in der Geschlossenstellung. Um die Antriebsvorrichtung 14 zu einem automatischen Öffnen der Heckklappe 12 zu veranlassen, führt der Benutzer (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs 10 seine Hand (nicht gezeigt) in die Nähe des Sensors 26a, wobei die Hand vollständig in den Detektionsraum 28 der Sensoren 26a und 26b eindringt. Hierdurch empfängt die Steuereinrichtung 16 ein Öffnungssignal und steuert sodann die Antriebseinheit 18 für ein Öffnen der Heckklappe 12 an.
Während die Heckklappe 12 nun von der Geschlossenstellung in die Offenstellung schwenkt, hat der Benutzer die Möglichkeit, die Bewegung der Heckklappe 12 zu beeinflussen, indem er seine Hand in den Detektionsraum 24 der Sensoren 22 führt, welcher sich mit der Heckklappe 12 mitbewegt. Die Steuereinrichtung 16 detektiert das plötzliche Eindringen der Hand oder eines Hindernisses in den De- tektionsraum 24, wodurch die Antriebseinheit 18 unmittelbar gestoppt wird, um z.B. eine Kollision zu vermeiden. Wird die Hand oder das Hindernis wieder aus dem Detektionsraums 24 entfernt, löst die Steuereinrichtung 16 eine Fortsetzung der Antriebsfahrt der Heckklappe 12 aus.
Wird die Hand hingegen mit einer unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegenden Geschwindigkeit, d.h. langsam, in den Detektionsraum 24 eingeführt und in unmittelbare Nähe an die Heckklappe 12 geführt, sodass ein Mindestabstand zur Heckklappe 12 unterschritten wird, wird die Steuereinrichtung 16 in einen Nachführmodus geschaltet. In dem Nachführmodus wird die Antriebseinheit 18 von der Steuereinrichtung 16 derart angesteuert, dass die Heckklappe 12 der Hand nachgeführt wird, d.h. der Benutzer bewegt seine Hand innerhalb des De- tektionsraums 24 und die Öffnungsstellung der Heckklappe 12 wird automatisch auf einen vorbestimmten Abstand zur Hand nachgeregelt. So kann der Benutzer die Heckklappe 12 sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung besonders kontrolliert steuern. Durch Entfernen der Hand aus dem Detektionsraum 24 wird der Nachführmodus wieder deaktiviert und die Bewegung der Heckklappe 12 ge- stoppt. Die Heckklappe 12 kann durch erneutes Einführen der Hand in den Detektionsraum 28 und Annähern der Hand an den Sensor 26b weiter geöffnet oder wieder geschlossen werden.
Es versteht sich, dass das obige Ausführungsbeispiel lediglich beispielhaft ist. Im Rahmen der Offenbarung sind auch andere Konfigurationen der Sensoren und Detektionsbereiche denkbar. Ferner sind auch andere Betriebsmodi möglich, welche von den im Ausführungsbeispiel genannten Betriebsmodi abweichen. Bezuqszeichenliste
10 Kraftfahrzeug
12 Heckklappe
14 Antriebsvorrichtung
16 Steuereinrichtung
18 Antriebseinheit
20 Verbindungselement
22 Sensor
24 Detektionsraum
26 Sensor
28 Detektionsraum

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (14) zum selektiven Antreiben einer Klappe (12), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (10), mit einer Steuereinrichtung (16) zur Ansteuerung einer Antriebseinheit (18), durch welche die Klappe (12) antreibbar, abbremsbar oder feststellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (14) eine Sensorik zur Überwachung wenigstens eines De- tektionsbereichs (24, 28) aufweist und die Steuereinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, den Abstand eines in dem Detektionsbereich (24, 28) detektier- ten Objekts relativ zu der Sensorik oder zu der Klappe (12) zu bestimmen und die Antriebseinheit (18) in Abhängigkeit von dem bestimmten Abstand zum Nachführen der Klappe (12) anzusteuern.
2. Vorrichtung (14) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensorik wenigstens einen Sensor (22, 26) umfasst, insbesondere wobei die Sensorik wenigstens einen kapazitiven Sensor und/oder Ultraschallsensor und/oder optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, aufweist.
3. Vorrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensorik wenigstens einen Berührungssensor, insbesondere Kraftsensor, umfasst.
Vorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, das Eindringen des Objekts, insbesondere einer Hand eines Benutzers der Vorrichtung (14), in den Detektionsbereich (24, 28) und/oder das Entfernen des Objekts aus dem Detektionsbereich (24, 28) zu detektieren und davon abhängig die Antriebseinheit (18) anzusteuern.
Vorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, eine Position des Objekts relativ zur Sensorik zu bestimmen und die Antriebseinheit (18) in Abhängigkeit von der bestimmten Position anzusteuern.
Vorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, das Objekt als eine Hand eines Benutzers der Vorrichtung (14) zu identifizieren und/oder eine Hand eines Benutzers von Hindernissen in dem Detektionsbereich (24, 28) zu unterscheiden.
Vorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, den Detektionsbereich (24, 28) in zeitlich vorbestimmten Abständen zu überwachen.
Vorrichtung (14) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zeitlich vorbestimmten Abstände in Abhängigkeit von einer Öffnungsstellung und/oder einer Antriebsgeschwindigkeit der Klappe (12) und/oder in Abhängigkeit von einem Überwachungsergebnis variabel sind.
Vorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrische Antriebseinheit (18) einen elektrischen Antrieb, insbesondere einen elektrischen Motor, und/oder eine elektrische Bremseinrichtung und/oder eine elektrische Feststelleinrichtung umfasst.
10. Vorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sensorik einen den Schwenkwinkel der Klappe (12) gegenüber der Karosserie ermittelnden Sensor und/oder einen die aktuelle Antriebsgeschwindigkeit der Klappe (12) ermittelnden Sensor aufweist,
insbesondere wobei der den Schwenkwinkel und/oder die Antriebsgeschwindigkeit ermittelnde Sensor von der elektrischen Antriebseinheit (18) umfasst ist.
1 1 . Vorrichtung (14) nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Detektionsbereich (24, 28) zumindest abschnittsweise
als Detektionsfläche an der Oberfläche der Klappe (12) und/oder als Detektionsraum (24) in einer Umgebung der Klappe (12) und/oder als Detektionsfläche an der Oberfläche einer an die Klappe (12) angrenzenden Karosseriekomponente und/oder
als Detektionsraum (28) in einer Umgebung der Karosseriekomponente ausgebildet ist.
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