DE10023274A1 - Betätigungsanordnung zum Öffnen und Schließen von schwenkbaren Fahrzeugflügeln - Google Patents

Betätigungsanordnung zum Öffnen und Schließen von schwenkbaren Fahrzeugflügeln

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DE10023274A1
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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 und die Steuereinheit Ausgangssignale der Sensoreinheit auswertet und bei Vorliegen von bestimmten Kriterien die Bewegung des Fahrzeugflügels in einer Zwischenlage stoppt. Erfindungsgemäß entsprechen die Ausgangssignale der Sensoreinheit aktuellen Öffnungswinkeln des schwenkbaren Fahrzeugflügels und die bestimmten Kriterien sind vorgegebene Öffnungswinkel des schwenkbaren Fahrzeugflügels, wobei über die Steuereinheit mindestens der Öffnungswinkel einer Zwischenlage einstellbar 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, welche an verschiedene Betriebsbedingungen bzw. an individuelle Benutzer­ anforderungen angepaßt 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, mögliche Zwi­ schenlagen bei einer Schließ- oder Öffnungsbewegung eines Fahr­ zeugflügels mittels vorgegebener Öffnungswinkel festzulegen, wobei über eine Steuereinheit mindestens ein Öffnungswinkel einstellbar ist.
Dadurch ist es möglich den möglichen Bewegungsbereich des Fahr­ zeugflügels an bauliche Gegebenheiten des Fahrzeugheckbereichs bzw. an individuelle Benutzeranforderungen anzupassen, so kann beispielsweise der maximale Öffnungswinkel des Fahrzeugflügels einfach eingestellt werden.
Die vorgegebenen Öffnungswinkel werden vorzugsweise in der Steuereinheit abgespeichert und können durch den Fahrzeugher­ steller bei der Produktion fest vorgegeben werden oder frei einstellbar sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführung kann wenigstens ein Öff­ nungswinkel vom Benutzer programmiert werden. Dies erhöht den Komfort bei der Nutzung der Betätigungsanordung.
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 Sensoreinheit 4, welche einen Drehwinkelsensor 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 gesteu­ erte Fluidantrieb umfaßt ein Hydraulikaggregat 2.1 und einen Hydraulikzylinder 2.2. Der ungesteuerte Fluidantrieb umfaßt ein Gasfederpaar 2.3 und 2.4.
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. Bei Erreichen eines ersten vom Fahrzeughersteller vorgegebenen Öffnungswinkels O1, welcher im Speicher 5 gespeichert ist, schaltet die Steuereinheit das Hy­ draulikaggregat 1 ab. Für die letzte Bewegungsphase der Öff­ nungsbewegung zwischen dem ersten vorgegebenen Öffnungswinkel O1 bis zur Endlage E wird der Heckdeckel 6 nur noch durch das Gasfederpaar 2.3, 2.4 angetrieben. 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.
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 Programmiergerät, 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 Hydrau­ likzylinders 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 (10)

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 und die Steuerein­ heit (1) Ausgangssignale der Sensoreinheit (4) auswertet und bei Vorliegen von bestimmten Kriterien die Bewegung des Fahrzeugflügels (3) in einer Zwischenlage stoppt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der Sensoreinheit (4) aktuellen Öffnungswinkeln des schwenkbaren Fahrzeugflügels (3) ent­ sprechen und die bestimmten Kriterien vorgegebene Öffnungs­ winkel (O1, O2, Z) des schwenkbaren Fahrzeugflügels (3) sind, wobei über die Steuereinheit (1) mindestens der Öff­ nungswinkel einer Zwischenlage einstellbar ist.
2. Betätigungsanordnung nach Jüxspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheit (4) einen Drehwinkelsensor (4) um­ faßt, welcher einen aktuellen Öffnungswinkel des Fahrzeug­ flügels (3) detektiert und ein entsprechendes Ausgangs­ signal an die Steuereinheit (1) weiterleitet.
3. Betätigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Öffnungswinkel des Fahrzeugflügels (3) über die Stellung eines Antriebshebels (7) detektiert wird, wobei der Antriebshebel (7) in drehfester Verbindung mit einem Hebel eines Scharniers (9) des Fahrzeugflügels (3) steht.
4. Betätigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidantrieb (2) einen gesteuerten Fluidantrieb (2.1, 2.2) umfaßt und die Steuereinrichtung (1) den detek­ tierten aktuellen Öffnungswinkel des Fahrzeugflügels (3) mit den vorgegebenen Öffnungswinkeln (O1, O2, Z) ver­ gleicht, und bei Übereinstimmung den gesteuerten Fluidan­ trieb (2.1, 2.2) abschaltet.
5. Betätigungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vorgegebener Öffnungswinkel (Z) vom Be­ nutzer programmiert werden kann.
6. Betätigungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) eine aktuelle Öffnungswinkelände­ rung im Verhältnis zur normalen Öffnungswinkeländerung aus­ wertet, wobei die normale Öffnungswinkeländerung von der Laufzeit der Öffnungs- oder Schließbewegung abhängig ist.
7. Betätigungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) die Bewegung des Fahrzeugflügels gestoppt wird, wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitfen­ sters keine Öffnungswinkeländerung erkannt wird.
8. Betätigungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1) den gesteuerten Fluidantrieb (2.1, 2.2) nach dem Stoppen der Fahrzeugflügelbewegung in umgekehrter Bewegungsrichtung ansteuert.
9. Betätigungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die umgekehrte Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels (3) nach Erreichen der ursprünglichen Ausgangsposition ge­ stoppt wird.
10. Betätigungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit automatisch eine Öffnungsbewegung des Fahrzeugflügels (3) auslöst, wenn eine Keyless-Go-Karte beim Schließen des Fahrzeugflügels (3) im Kofferraum er­ kannt wird.
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