DE10023259A1 - Betätigungsanordnung zum Öffnen und Schließen von schwenkbaren Fahrzeugflügeln - Google Patents
Betätigungsanordnung zum Öffnen und Schließen von schwenkbaren FahrzeugflügelnInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung zum Öffnen und Schließen von schwenkbaren Fahrzeugflügeln mit einem Fluidantrieb, einer Steuereinheit und einer Sensoreinheit, wobei die schwenkbaren Fahrzeugflügel zwischen einer Ausgangslage und einer Endlage bewegbar sind. Erfindungsgemäß wertet die Steuereinheit vor einem Aktivieren einer von der Ausgangsstellung ausgehenden Öffnungsbewegung des Fahrzeugflügels den aktuellen Zustand einer Verriegelungseinrichtung des schwenkbaren Fahrzeugflügels aus und führt die Aktivierung nur durch, wenn die Verriegelungseinheit in einer entriegelten Stellung ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Betätigungsanordnung zum Öffnen und
Schließen von schwenkbaren Fahrzeugflügeln gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei solchen Betätigungsanordnungen werden schwenkbare Fahrzeug
flügel wie Klappen, Deckel, Hauben oder Türen auf Anforderung
mittels Antriebsmechanismen automatisch geöffnet und geschlos
sen.
Die DE 40 07 162 A1 beschreibt eine solche Betätigungsanordnung
zum Öffnen und Schließen von schwenkbaren Fahrzeugflügeln mit
einem von einer Steuereinrichtung gesteuerten Fluidantrieb, ei
nem ungesteuerten Fluidantrieb und einer Sensoreinrichtung, wo
bei der Fahrzeugflügel von einer Ausgangslage bis zu einer End
lage von dem gesteuerten Fluidantrieb und dem ungesteuerten
Fluidantrieb angetrieben wird. Die Sensoreinrichtung umfaßt ei
nen Drehzahlsensor, welcher die Drehzahl eines die Hydraulik
pumpe antreibenden Elektromotors erfaßt. Bei einem durch ein
Hindernis beim Öffnen oder Schließen bewirkten Drehzahlabfall
des Elektromotors wird von der Steuereinrichtung entweder der
Bewegungsvorgang abgeschaltet oder die Bewegungsrichtung umge
kehrt.
Mittels dieser Betätigungsanordnung werden die bekannten Nach
teile von manuell durchzuführenden Öffnungs- oder Schließvor
gängen bei schwenkbaren Heckdeckeln, wie großer Kraftaufwand
und schwere Erreichbarkeit, wenn sich der Heckdeckel in der
obersten Stellung befindet, behoben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungsanordnung zum
Öffnen und Schließen von Fahrzeugflügeln zu schaffen, bei
welcher ein Überbeanspruchung des gesteuerten Antriebes beim
Öffnen des Fahrzeugflügels zuverlässig verhindert werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des An
spruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte
Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Der Hauptgedanke der Erfindung besteht darin, sicherzustellen,
daß die Verriegelungseinheit des Fahrzeugflügels vollständig
entriegelt ist, bevor der gesteuerte Fluidantrieb aktiviert
wird. Dadurch können Beschädigungen und Fehlfunktionen
vermieden werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführung wird der aktuelle Zustand
der Verriegelungseinheit durch Abfragen des jeweiligen
Steuerdrucks für den Verriegelungszustand oder den
Entriegelungszustand. Nur wenn die Steuereinheit den
Steuerdruck des Entriegelungszustands erkennt, wird der
Fluidantrieb aktiviert und der Öffnungsvorgang des
Fahrzeugflügels gestartet.
Bei einer anderen Ausführung wird die Ausgangslage des
Fahrzeugflügels durch eine Sensoreinrichtung, welche
beispielsweise einen Drehwinkelsensor und/oder einen Sensor im
Bereich einer Verriegelungseinheit umfaßt, detektiert.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der aktu
elle Öffnungswinkel zwischen der Ausgangslage und der Endlage
mittels einem Drehwinkelsensor detektiert und ein entsprechen
des Ausgangssignal an die Steuereinheit weitergeleitet.
Durch die Verwendung eines Drehwinkelsensors kann der aktuelle
Öffnungswinkel des schwenkbaren Fahrzeugflügels sehr genau er
mittelt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der ak
tuelle Öffnungswinkel des Fahrzeugflügels über die Stellung ei
nes Antriebshebels vom Drehwinkelsensor detektiert, wobei der
Antriebshebel die Betätigungskraft des Fluidantriebs über eine
drehfester Verbindung auf einen Hebel eines Scharniers des
Fahrzeugflügels überträgt. Dies ermöglicht eine geschützte und
kompakte Einbaulage des Drehwinkelsensors.
Vorzugsweise umfaßt der Fluidantrieb einen gesteuerten Fluidan
trieb mit einem Hydraulikaggregat und einem Hydraulikzylinder,
wobei die Arbeitsrichtung sowie die Einschalt- und Ausschalt
zeitpunkte des gesteuerten Fluidantriebs von der Steuereinheit
in Abhängigkeit von der Auswertung des aktuellen Öffnungswin
kels bestimmt werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird die Sen
soreinrichtung zusätzlich als Einklemm- und Überlastschutz beim
Auflaufen auf ein Hindernis verwendet. Zu diesem Zweck wertet
die Steuereinheit eine aktuelle Öffnungswinkeländerung im Ver
hältnis zur normalen Öffnungswinkeländerung aus, wobei die
normale Öffnungswinkeländerung von der Laufzeit der Öffnungs-
oder Schließbewegung abhängig ist.
Wird innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters keine Öffnungs
winkeländerung erkannt, weil der Fahrzeugflügel gegen ein Hin
dernis gelaufen ist, dann wird die Öffnungs- oder Schließbewe
gung gestoppt.
Zusätzlich kann nach dem Stoppen die Bewegungsrichtung des
Fahrzeugflügels umgekehrt werden, wobei die umgekehrte
Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels nach Erreichen der
ursprünglichen Ausgangsposition gestoppt wird.
Durch die beschriebenen Maßnahmen kann auf einen zusätzlichen
Sensor für den Einklemm- und Überlastschutz verzichtet werden.
Die Auslösung eines Öffnungs- oder Schließvorgangs erfolgt
durch den Benutzer über eine Betätigung von Bedienelementen,
wobei der Bewegungsablauf jederzeit durch eine erneute Betäti
gung vom Benutzer gestoppt werden kann. Der Öffnungs- oder
Schließvorgang unterliegt der beschriebenen Überwachung durch
die Steuereinheit in Verbindung mit der Sensoreinheit. Die Be
tätigungselemente zur Auslösung des Öffnungs- oder Schließvor
gangs sind beispielsweise im Fahrzeuginnenraum, am Heckdeckel
oder auf einer tragbaren Fernbedienung angeordnet.
Zusätzlich kann der Öffnungs- oder Schließvorgang auch automa
tisch ausgelöst werden. Die automatische Auslösung eines Öff
nungsvorgangs durch die Steuereinheit erfolgt dann, wenn eine
Keyless-Go-Karte bei schließendem Heckdeckel innerhalb des Kof
ferraums entdeckt wird, wobei die Keyless-Go-Karte zum schlüs
sellosen Zugang und zur schlüssellosen Inbetriebnahme des Fahr
zeugs verwendet wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher be
schrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 Ein Blockschaltbild der Betätigungsanordnung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Steuerungsablaufs
des Heckdeckels;
Fig. 3 eine perspektivische Heckansicht eines Kraftfahrzeugs
mit einer Betätigungsanordnung für einen Heckdeckel;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Betätigungsanordnung bei geöff
netem Heckdeckel;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Betätigungsanordnung in einem
vergrößerten Maßstab.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt die Betätigungsanordnung
zum Öffnen und Schließen von schwenkbaren Fahrzeugflügeln 3
eine Steuereinheit 1, einen Fluidantrieb 2, welcher beispiels
weise einen gesteuerte Fluidantrieb 2.1, 2.2 und einen unge
steuerten Fluidantrieb 2.3, 2.4 umfaßt, eine Sensoreinrichtung
4, welche einen Drehwinkelsensor und einen Sensor im Bereich
einer Verriegelungseinheit 11 für den Heckdeckel 3 umfaßt,
einen Speicher 5, welcher auch Teil der Steuereinheit 1 sein
kann, und Bedienelemente 6, welche beispielsweise im
Fahrzeuginnenraum, am Heckdeckel oder auf einer tragbaren
Fernbedienung angeordnet sind. Der gesteuerte Fluidantrieb
umfaßt ein Hydraulikaggregat 2.1 und einen Hydraulikzylinder
2.2. Der ungesteuerte Fluidantrieb umfaßt ein Gasfederpaar 2.3
und 2.4. Die Verriegelungseinheit 11 für den Heckdeckel 3 weist
in der Regel ein Drehfallenschloß mit Drehfalle und Sperrklinke
auf, wobei die Drehfalle verriegelnd mit einem Schließbolzen
zusammenwirkt. Die Schließzustände der Verriegelungseinheit 11
werden durch fluidische Schaltmittel mit unterschiedlichen
Steuerdrücken gewechselt.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuerungsab
laufs des Heckdeckels 6. Bei einem Öffnungswunsch, welcher der
Steuereinheit 1 über Bedienelemente 6 übermittelt wird, steuert
Steuereinheit 1 den gesteuerten Fluidantrieb 2.1, 2.1 an, so
daß der Heckdeckel 6 aus seiner Ausgangslage A in Richtung
Endlage E bewegt wird. Dies ist im Diagramm durch den Pfeil
Öffnungsrichtung OR dargestellt. Vor der Auslösung der
Öffnungsbewegung überprüft die Steuereinheit 1 den Zustand der
Verriegelungseinheit 11. Zu diesem Zweck ruft die Steuereinheit
1 den augenblicklichen Steuerdruck der Verriegelungseinheit 11
ab. Wird der Steuerdruck für Entriegeln erkannt, so wird die
Öffnungsbewegung ausgelöst.
Bei Erreichen eines ersten vom Fahrzeughersteller vorgegebenen
Öffnungswinkels O1, welcher im Speicher 5 gespeichert ist,
schaltet die Steuereinheit das Hydraulikaggregat 1 ab. Für die
letzte Bewegungsphase der Öffnungsbewegung zwischen dem ersten
vorgegebenen Öffnungswinkel O1 bis zur Endlage E wird der
Heckdeckel 6 nur noch durch das Gasfederpaar 2.3, 2.4 ange
trieben. Der Hydraulikzylinder 2.2 ist in dieser Phase
freigegeben, so daß die Kolbenstange durch den Antriebshebel 3
weiter in Öffnungsrichtung mitbewegt wird.
Bei einem Schließungswunsch, welcher der Steuereinheit 1 eben
falls über die Bedienelemente 6 übermittelt wird, schaltet die
Steuereinheit 1 das Hydraulikaggregat 2.1 wieder ein, wobei der
Hydraulikzylinder 2.2 jetzt in der umgekehrten Arbeitsrichtung
mit Druck beaufschlagt wird. Hierzu aktiviert die Steuereinheit
1 entsprechende fluidische Schaltelemente, beispielsweise ein
Mehrwegeventil. Der Heckdeckel 3 wird nun von seiner Endlage E
in Richtung seiner Ausgangslage A bewegt. Dies ist im Diagramm
durch den Pfeil Schließrichtung SR dargestellt. Bei Erreichen
eines zweiten vom Fahrzeughersteller vorgegebenen
Öffnungswinkels O2, welcher ebenfalls im Speicher 5
abgespeichert ist, schaltet die Steuereinheit 1 das Hydrauli
kaggregat 2.1 wieder ab. In der letzten Bewegungsphase der
Schließbewegung zwischen dem zweiten vorgegebenen Öffnungswin
kel 02 und der Ausgangslage A wirkt nur noch die Federkraft des
Gasfederpaares 2.3, 2.4 gegen die Gewichtskraft des Heckdeckels
3. Die Federkraft des Gasfederpaars 2.3, 2.4 ist jedoch so
bemessen, daß die Gewichtskraft des Heckdeckels 3 ausreicht,
die Ausgangslage A zu erreichen. Der Hydraulikzylinder 2.2 ist
in dieser Phase analog zur Öffnungsbewegung ebenfalls
freigegeben, so daß der Stangenkopf durch den Antriebshebel 3
weiter in Schließrichtung bewegt wird.
Nach Erreichen der Ausgangslage A aktiviert die Steuereinheit 1
das Hydraulikaggregat 2.1 und den Hydraulikzylinder 2.2 für
eine vorgegebene Zeitdauer (beispielsweise 5 Sekunden), wobei
der Hydraulikzylinder 2.2 in Schließrichtung mit Druck
beaufschlagt wird. Dadurch wird eine zuverlässige Abdichtung
des Kofferraums erreicht und ein eventuell noch vorhandenes
Scharnierspiel eliminiert. Dieser Ablauf erfolgt in gleicher
Weise, wenn der Heckdeckel manuell geschlossen wird.
Zu den beschriebenen Öffnungswinkeln können auch noch weitere
Öffnungswinkel für eine Zwischenlage, beispielsweise vom Benut
zer, programmiert werden. Im Diagramm ist ein solcher Öffnungs
winkel Z eingezeichnet, welcher die Begrenzung des Öffnungswin
kels darstellt um eine Kollision mit einem abnehmbaren Dachauf
bau, beispielsweise einer Skibox oder einem Surfbrett, zu ver
hindern. Ist ein solcher Öffnungswinkel für eine Zwischenlage
im Speicher 5 abgespeichert, dann wird ein Öffnungsvorgang des
Heckdeckels bei Erreichen dieses Öffnungswinkels Z gestoppt.
Die Programmierung des Öffnungswinkels erfolgt dabei über ein
Eingabesystem im Fahrzeuginnenraum oder durch einen besonderen
Betätigungsablauf der Bedienelement. So kann der Programmier
vorgang beispielsweise durch das Betätigen eines bestimmten Be
dienelements für eine vorgegebene Zeitspanne (z. B. 5 Sekunden)
und anschließendes Öffnen des Heckdeckels bis zum Erreichen des
gewünschten Öffnungswinkels und nochmaliges Betätigen des Be
dienelements für eine vorgegebene Zeitspanne zur Übernahme des
gewünschten Öffnungswinkels in den Speicher 5. Zudem können ge
wünschte Öffnungswinkel in der Werkstatt über ein Programmier
gerät, welches an den Fahrzeugbus angeschlossen wird in den
Speicher 5 eingegeben werden.
Zur Erkennung ob ein vorgegebener Öffnungswinkel erreicht ist,
vergleicht die Steuereinheit 1, in regelmäßigen Abständen die
Ausgangssignale der Sensoreinheit 4, welche den aktuellen Öff
nungswinkeln entsprechen, mit den gespeicherten Öffnungswin
keln. Bei Übereinstimmung wird dann ein gesteuerter Antrieb ab
geschaltet, oder die Bewegung des Fahrzeugflügels gestoppt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfaßt der gesteuerte Fluidan
trieb ein Hydraulikaggregat 2.1, einen Hydraulikzylinder 2.2
und einen Antriebshebel 7 und ist im rechten Seitenbereich des
Kofferraums angeordnet. Die Antriebskraft des Hydraulikzylin
ders 2.2 wird über den Antriebshebel 7 und eine Achse 8 auf ei
nen Hebel des rechten Mehrgelenkscharniers 9 übertragen, wobei
der Antriebshebel 8 gelenkig mit dem Stangenkopf des Hydraulikzylinders
2.2 verbunden ist. Über die Mehrgelenkscharniere 9
ist der Heckdeckel 3 um eine horizontale Fahrzeugquerachse
schwenkbeweglich an der Karosse gelagert. Die Entlastung des
Heckdeckels 3 erfolgt auf beiden Seiten des Heckdeckels 3 an
den Mehrgelenkscharnieren 9 durch jeweils einen ungesteuerten
Fluidantrieb 2.3, 2.4. Die ungesteuerten Fluidantriebe 2.3, 2.4
sind als Gasdruckfedern 2.3, 2.4 ausgeführt und unter spiegel
symmetrischer Anordnung im rechten bzw. linken Wasserablaufka
nal angeordnet. Fig. 3 zeigt den Heckdeckel in seiner Aus
gangslage A (geschlossen).
Fig. 4 zeigt den Heckdeckel 3 in seiner Endlage E (vollständig
geöffnet). Die Teleskope der als ungesteuerter Fluidantriebe
2.3 und 2.4 dienenden Gasfedern 2.3, 2.4 sind in der vollstän
dig ausgeschobenen Stellung dargestellt, in der die Gasfedern
2.3, 2.4 den maximal möglichen Öffnungswinkel E des Heckdeckels
begrenzen und den Anschlag bilden.
Fig. 5 zeigt die Anordnung des Drehwinkelsensors 4 am Schar
nierträger 10. Der Drehwinkelsensor 4 ist über eine
Koppelstange 4.1 mit dem Antriebshebel 7 verbunden, um dessen
Stellung fortlaufend zu erfassen und an die Steuereinheit 1
weiterzuleiten. Die Steuereinheit 1 wertet diese aktuellen
Öffnungswinkel aus vergleicht diese mit den abgespeicherten
vorgegebenen Öffnungswinkeln. Zudem ermittelt die Steuereinheit
1 eine aktuelle Öffnungswinkeländerung und vergleicht diese mit
der normalen Öffnungswinkeländerung, welche von der Laufzeit
der Öffnungs- oder Schließbewegung abhängig ist. Wird innerhalb
eines vorgegebenen Zeitfensters (z. B. 100 ms) keine
Öffnungswinkeländerung erkannt, so schließt die Steuereinheit
auf ein Hindernis in der Bewegungsrichtung des Heckdeckels 3
und stoppt den Öffnungsvorgang. Anschließend wird die
Bewegungsrichtung des Heckdeckels 3 umgekehrt und bis zur
Startstellung der unterbrochenen Schließ- oder Öffnungsbewegung
ausgeführt.
Claims (3)
1. Betätigungsanordnung zum Öffnen und Schließen von schwenk
baren Fahrzeugflügeln (3) mit einem Fluidantrieb (2), einer
Steuereinheit (1) und einer Sensoreinheit (4), wobei die
schwenkbaren Fahrzeugflügel (3) zwischen einer Ausgangslage
(A) und einer Endlage (E) bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinheit (1) vor einem Aktivieren einer von
der Ausgangsstellung ausgehenden Öffnungsbewegung des
Fahrzeugflügels (3) den aktuellen Zustand einer
Verriegelungseinrichtung (11) des schwenkbaren
Fahrzeugflügels (3) auswertet und die Aktivierung nur
durchführt, wenn die Verriegelungseinheit (11) in einer
entriegelten Stellung ist.
2. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erkennung der entriegelten Stellung der Steuerdruck
der Verriegelungseinheit (11) ausgewertet wird.
3. Betätigungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß für den Antrieb des Fahrzeugflügels (3) zusätzlich zum
gesteuerten Fluidantrieb (2.1, 2.2) ein ungesteuerter
Fluidantrieb (2.3, 2.4) vorgesehen ist.
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- 2000-05-12 DE DE2000123259 patent/DE10023259B4/de not_active Expired - Fee Related
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DE10023259B4 (de) | 2004-09-09 |
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