DE102004037060A1

DE102004037060A1 - Stellantrieb für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube und Verfahren zum Betreiben eines solchen Stellantriebs

Info

Publication number: DE102004037060A1
Application number: DE200410037060
Authority: DE
Inventors: Karl Birk; Bernd Hartmann; Stein-Helge Mundal
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-03-23

Abstract

Ein Stellantrieb für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube umfaßt ein Stellglied, das bei Aktivierung der Vorrichtung aus einer Ausgangsstellung in eine Anhebestellung bewegbar ist. Das Stellglied ist danach zurück in die Ausgangsstellung bewegbar. Es ist eine Steuerung (30) vorgesehen, die automatisch eine Rückbewegung des Stellglieds zurück in die Ausgangsstellung auslöst. Ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Stellantriebs umfaßt folgende Schritte: DOLLAR A - Bewegen des Stellglieds in die Anhebestellung bei Aktivierung der Vorrichtung und DOLLAR A - automatisches Auslösen einer Rückbewegung des Stellglieds zurück in die Ausgangsstellung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube, mit einem Stellglied, das bei Aktivierung der Vorrichtung aus einer Ausgangsstellung in eine Anhebestellung bewegbar ist, wobei das Stellglied danach zurück in die Ausgangsstellung bewegbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Stellantriebs.

Reversible Stellantriebe für Vorrichtungen zum Anheben einer Motorhaube haben den Vorteil, daß sie nach einer Fehlaktivierung der Vorrichtung wieder zurück in die Ausgangsstellung überführt und auf einen neuen Einsatz vorbereitet werden können. Beispielsweise erfolgt die Rückbewegung des Stellglieds in die Ausgangsstellung bei einem gattungsgemäßen Stellantrieb, der aus der EP 1 479 458 bekannt ist, mit Hilfe eines Elektromotors. Bei diesem Stellantrieb ist zwar kein Haltemechanismus vorgesehen, der die Motorhaube in der angehobenen Position hält und vor deren Rückbewegung manuell entsichert werden muß; in jedem Fall bedarf aber die Rückbewegung selbst einer manuellen Auslösung.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß eine angehobene Motorhaube bei den meisten Fahrzeuggeometrien für den Fahrer zu einer Beeinträchtigung seines Sichtfelds führt, was insbesondere bei einer Fehlaktivierung ein Gefahrenpotential darstellt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stellantrieb der eingangs genannten An so weiterzubilden, daß die Sicht des Fahrers im Falle einer Fehlaktivierung nicht dauerhaft beeinträchtigt wird.

Gemäß der Erfindung ist hierzu bei einem Stellantrieb der eingangs genannten Art eine Steuerung vorgesehen, die automatisch eine Rückbewegung des Stellglieds zurück in die Ausgangsstellung auslöst. Die Steuerung sorgt dafür, daß das Stellglied in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird, ohne daß der Fahrer eingreifen oder Servicepersonal herbeigerufen werden muß. Die Motorhaube wird durch die Steuerung vielmehr ohne Fremdeinwirkung selbsttätig abgesenkt, so daß das Sichtfeld des Fahrers wieder freigegeben ist.

Vorzugsweise ist die Steuerung so ausgelegt, daß die Auslösung der Rückbewegung des Stellglieds mit einem vorbestimmten Zeitverzug nach Erreichen der Anhebestellung erfolgt. Die Dauer des Zeitverzugs kann so festgelegt werden, daß in jedem Fall die Schutzfunktion der angehobenen Motorhaube bei einem tatsächlichen Aufprall einer Person gewährleistet ist.

Für die automatische Rückstellung des Stellantriebs ist ein Energiespeicher vorteilhaft, der die Rückbewegung des Stellglieds zumindest unterstützt.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Stellantriebs für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube mit folgenden Schritten:

– Bewegen des Stellglieds in die Anhebestellung bei Aktivierung der Vorrichtung; und
– automatisches Auslösen einer Rückbewegung des Stellglieds zurück in die Ausgangsstellung.

Die Auslösung der Rückbewegung des Stellglieds, nachdem auf eine Fehlaktivierung der Vorrichtung erkannt wurde, ermöglicht es dem Fahrer, die Fahrt ohne Sichtbeeinträchtigung fortzusetzen.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stellantriebs und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stellantriebs nach einer ersten Ausführungsform in Ausgangsstellung;

2 den Stellantrieb aus 1 in Anhebestellung;

3 eine Vergrößerung des Details X aus 2;

4 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Stellantriebs nach einer zweiten Ausführungsform in Ausgangsstellung; und

5 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 4.

In 1 ist eine erste Ausführungsform eines Stellantriebs für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube gezeigt. Der Stellantrieb umfaßt ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse 10, in dem ein gegenüber dem Gehäuse 10 abgedichteter Kolben 12 verschiebbar aufgenommen ist. Der Kolben 12 wird durch einen Rastmechanismus 14 in der in 1 gezeigten Ausgangsstellung gehalten. Mit dem Kolben 12 ist eine Kolbenstange 16 verbunden, die zusammen mit dem Kolben 12 ein Stellglied bildet. Die Kolbenstange 16 ragt aus einem ersten stirnseitigen Ende 18 des Gehäuses 10 heraus und ist über ein Scharnier an die Motorhaube (nicht gezeigt) gekoppelt. Am ersten Gehäuseende 18 stützt sich eine die Kolbenstange 16 umgebende Druckfeder 20 ab, die in der Ausgangsstellung entspannt ist. Am entgegengesetzten zweiten stirnseitigen Ende 22 des Gehäuses 10 ist ein pyrotechnischer Gasgenerator 24 mit einer Treibladung und einem elektrischen Zünder angeordnet.
Im Bereich des ersten Gehäuseendes 18 ist ein Haltemechanismus mit einem Rückhalteelement 26 vorgesehen, das eine schiefe Ebene aufweist. Das Rückhalteelement 26 ist durch eine Feder (nicht gezeigt) zur Mittelachse des Gehäuses 10 vorgespannt und kann durch Bestromung eines Elektromagneten 28 gegen die Vorspannkraft der Feder in die entgegengesetzte Richtung zurückgezogen werden. Der Elektromagnet 28 ist elektrisch an eine (nur symbolisch dargestellte) Steuerung 30 gekoppelt, mit der auch der Gasgenerator 24 verbunden ist.
Bei Aktivierung des Gasgenerators 24 durch die Steuerung 30 strömt das vom Gasgenerator 24 erzeugte Gas in einen zwischen dem zweiten Gehäuseende 22 und dem Kolben 12 gebildeten Druckraum 32. Der dadurch auf den Kolben 12 ausgeübte Druck löst die Rastverbindung, und der Kolben 12 bewegt sich zusammen mit der Kolbenstange 16 nach oben. Der Kolben 12 trifft auf die Druckfeder 20 und drückt diese zusammen. Dadurch wird die Bewegung des Kolbens 12 abgebremst und ein Schwingen der an die Kolbenstange 16 gekoppelten Motorhaube gedämpft. Die schiefe Ebene des Rückhalteelements 26 ist so angeordnet, daß der Kolben beim Passieren des Rückhalteelements 26 dieses gegen die Vorspannkraft wegdrückt. Nach dem Passieren wird das Rückhalteelement 26 durch die Vorspannkraft wieder zur Mittelachse des Gehäuses 10 hin verschoben und bildet einen Anschlag, so daß der Kolben 12 gegen die Kraft der Druckfeder in der in den 2 und 3 gezeigten Anhebestellung gehalten wird.
Nach einer vorbestimmten Zeitspanne sorgt die Steuerung automatisch für eine Bestromung des Elektromagneten 28. Der Beginn dieser Zeitspanne kann z.B. durch Schließen eines elektrischen Kontakts bei Erreichen der Endposition des Kolbens 12 festgelegt werden. Der aktivierte Elektromagnet 28 zieht das Rückhalteelement 26 zurück. Der Kolben bewegt sich daraufhin, unterstützt durch die Kraft der sich entspannenden Druckfeder 20, zusammen mit der Kolbenstange 16 und der Motorhaube zurück in die Ausgangsstellung, in der der Kolben 12 durch den Rastmechanismus 14 automatisch wieder gesichert wird. Der Haltemechanismus mit dem Elektromagneten 28 stellt somit gleichzeitig eine an die Steuerung 30 gekoppelte Auslöseeinrichtung zur Freisetzung der in der Druck feder 20 gespeicherten Energie dar. Die Bestromung des Elektromagneten 28 durch die Steuerung kann entweder grundsätzlich nach der vorbestimmten Zeitspanne erfolgen oder nur dann, wenn z.B. mittels geeigneter Sensoren auf eine Fehlaktivierung der Vorrichtung zum Anheben der Motorhaube erkannt wurde.
Anstelle der Druckfeder 20 kann auch ein Druckgasspeicher vorgesehen sein, der ein Gasvolumen zur Rückbewegung des Kolbens 12 durch magnetische Entriegelung freisetzt. Der Druckgasspeicher kann z.B. eine Druckgaspatrone mit festgelegter Gasmenge oder ein Druckbehälter sein, dessen Gasmenge durch eine Blende, eine Klappe oder ein Ventil eingestellt wird, die bzw. das an die Steuerung 30 gekoppelt ist. Die Dämpfungswirkung der Druckfeder 20 kann im Falle der Verwendung eines Druckgasspeichers von einem zusätzlich vorgesehenen Dämpfungselement übernommen werden.
In den 4 und 5 ist eine zweite Ausführungsform des Stellantriebs dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform verwendet wurden, soweit sie einander entsprechende Bauteile bezeichnen. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform insbesondere in der Ausbildung des Haltemechanismus und in der Art der Bereitstellung der rückstellenden Kraft für die Rückbewegung des Kolbens 12 in die Ausgangsstellung.
Die Kolbenstange 16 hat einen verdickten oberen Abschnitt 16a, dessen Durchmesser gegenüber einem unteren Abschnitt 16b vergrößert ist. Der Haltemechanismus weist ein Rückhalteelement in Form einer Schneide 34 auf, die am ersten Gehäuseende 18 angeordnet ist (siehe 5). Die Aussparung zwischen den beiden Schenkeln 34a, 34b der Schneide 34 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des verdickten Abschnitts 16a der Kolbenstange 16. Die Schneide 34 ist durch eine Feder (nicht gezeigt) zur Mittelachse des Gehäuses 10 hin vorgespannt. In der in den 4 und 5 gezeigten Ausgangsstellung wird die Schneide 34 gegen den verdickten Abschnitt 16a der Kolbenstange 16 gedrückt, kann aber wegen des im Vergleich zum Durchmesser des verdickten Abschnitts 16a geringeren Abstands der beiden Schenkel 34a, 34b voneinander nicht weiter zur Gehäusemitte hin verschoben werden. Ferner ist am ersten Gehäuseende 18 ein zweiter pyrotechnischer Gasgenerator 36 mit einer Treibladung und einem elektrischen Zünder angeordnet, der an die Steuerung 30 gekoppelt ist.
Bei der nach oben gerichteten Bewegung des Kolbens 12 nach der Aktivierung des Gasgenerators 24 verbleibt die Schneide 34 so lange in ihrer Ausgangsstellung, bis der verdickte Abschnitt 16a der Kolbenstange 16 die Schneide 34 passiert hat. Da der untere Abschnitt 16b der Kolbenstange 16 einen geringeren Durchmesser hat, wird die Schneide 34 dann durch die Vorspannkraft in eine Haltestellung eingesteuert, in der sich die Kolbenstange 16 über den zwischen dem verdickten oberen Abschnitt 16a und dem unteren Abschnitt 16b gebildeten Absatz 38 auf der Schneide 34 abstützen kann. Die Kolbenstange 16 ist dadurch in der Anhebestellung gesichert.
Überschreitet jedoch die über die Motorhaube auf die Kolbenstange 16 eingeleitete Belastung ein bestimmtes Maß, wird eine Bewegung der Kolbenstange 16 nach unten unter Abspanung von Material des verdickten Abschnitts 16a gestattet. Die Schneide 34 und die Formgebung der Kolbenstange 16 ermöglichen somit eine Kraftbegrenzungsfunktion.
Um den Stellantrieb bei einer Fehlaktivierung der Vorrichtung wieder in die Ausgangsstellung zu überführen, wird die Schneide 34 auf geeignete Weise zurückgezogen und der zweite Gasgenerator 36 aktiviert. Die Aktivierung des zweiten Gasgenerators 36 erfolgt durch ein elektrisches Signal, das von der Steuerung 30 nach einer vorbestimmten Zeitspanne, nachdem der Kolben 12 die Anhebestellung erreicht hat, ausgegeben wird. Der Beginn dieser Zeitspanne kann wiederum z.B. durch Schließen eines elektrischen Kontakts bei Erreichen der Endposition des Kolbens 12 festgelegt werden. Das vom zweiten Gasgenerator 36 erzeugte Gas strömt in einen zwischen dem ersten Gehäuseende 18 und dem Kolben 12 gebildeten zweiten Druckraum 40, so daß der Kolben 12 wieder nach unten bewegt und in der Ausgangsstellung automatisch gesichert wird. Das noch im ersten Druckraum 32 vorhandene Gas wird durch eine Ausströmöffnung oder ein Ventil (nicht gezeigt) in den Motorraum abgeleitet.

Claims

Stellantrieb für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube, mit einem Stellglied, das bei Aktivierung der Vorrichtung aus einer Ausgangsstellung in eine Anhebestellung bewegbar ist, wobei das Stellglied danach zurück in die Ausgangsstellung bewegbar ist, gekennzeichnet durch eine Steuerung (30), die automatisch eine Rückbewegung des Stellglieds zurück in die Ausgangsstellung auslöst.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (30) so ausgelegt ist, daß die Auslösung der Rückbewegung des Stellglieds mit einem vorbestimmten Zeitverzug nach Erreichen der Anhebestellung erfolgt.
Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher, der die Rückbewegung des Stellglieds zumindest unterstützt.
Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine elektrisch aktivierbare pyrotechnische Einheit (36) aufweist.
Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher so ausgelegt ist, daß er durch die Bewegung des Stellglieds in die Anhebestellung aufgeladen wird.
Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine Druckfeder (20) ist.
Stellantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher ein Druckgasspeicher ist.
Stellantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (30) an eine Blende, eine Klappe oder ein Ventil zur Einstellung der Gasmenge im Druckgasspeicher gekoppelt ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (30) über eine Auslöseeinrichtung an den Energiespeicher gekoppelt ist.
Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Haltemechanismus, der das Stellglied in der Anhebestellung hält und durch die Steuerung (30) freigegeben werden kann.
Stellantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemechanismus einen auf ein Rückhalteelement (26; 34) wirkenden Elektromagneten (28) aufweist.
Stellantrieb nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine Kolbenstange (16) mit einem verdickten Abschnitt (16a) und der Haltemechanismus ein Rückhalteelement (34) mit einer Aussparung aufweist, die geringer als der Durchmesser des verdickten Abschnitts (16a) der Kolbenstange (16) dimensioniert ist.
Stellantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückhalteelement (34) aus einer Ausgangsstellung in eine Haltestellung einsteuerbar ist, in der es am verdickten Abschnitt (16a) der Kolbenstange (16) angreift.
Verfahren zum Betreiben eines Stellantriebs für eine Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten: – Bewegen des Stellglieds in die Anhebestellung bei Aktivierung der Vorrichtung; und – automatisches Auslösen einer Rückbewegung des Stellglieds zurück in die Ausgangsstellung.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Rückbewegung des Stellglieds mit einem vorbestimmten Zeitverzug erfolgt, nachdem das Stellglied die Anhebestellung erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Rückbewegung des Stellglieds erfolgt, nachdem auf eine Fehlaktivierung der Vorrichtung erkannt wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bewegung des Stellglieds in die Anhebestellung ein Energiespeicher aufgeladen wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (30) eine Auslöseeinrichtung zur Freisetzung der im Energiespeicher gespeicherten Energie betätigt.