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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer beweglich gelagerten Klappe, insbesondere einer Tankklappe, ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer solchen Klappenanordnung, sowie ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zum Steuern eines Aktuators einer solchen Klappenanordnung.
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Aus der
WO 2005/077699 A1 ist eine Vorrichtung zum Ver- und Entriegeln einer Tankklappe an Kraftfahrzeugen mit einem Verriegelungsteil bekannt, das durch einen Elektromagneten in eine Entriegelungsstellung verlagerbar ist. Das Verriegelungsteil weist eine Anschrägung auf, über die es bei einer Schließbewegung der Klappe gegen eine Druckfeder in Richtung der Entriegelungsstellung verschoben wird. Nach Überwinden eines geometriebedingten Riegelpunktes rastet das Verriegelungsteil durch die Druckfeder ein und hält die Klappe geschlossen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klappenanordnung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Klappenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 10 stellt ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Klappenanordnung, die Ansprüche 11, 12 ein Verfahren zum Steuern eines Aktuators einer solchen Klappenanordnung bzw. ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines solchen Verfahrens unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Klappe auf, die an einer Fahrzeugstruktur, insbesondere einer Karosserie des Kraftfahrzeugs beweglich, insbesondere schwenkbar, gelagert ist. In einer Ausführung kann die Klappe um eine Achse drehbar an der Fahrzeugstruktur gelagert sein, die vorzugsweise – wenigstens im Wesentlichen – vertikal orientiert ist. In einer Ausführung ist die Klappe in einer Bewegungsrichtung, insbesondere Öffnungs- oder Schließrichtung, vorgespannt, in einer Weiterbildung durch ein Federmittel, insbesondere durch eine Dreh- und/oder Zugfeder. Die Klappe kann insbesondere eine Tankklappe sein, die Erfindung wird nachfolgend entsprechend insbesondere am Beispiel einer Tankklappe erläutert, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Es kann sich gleichermaßen um eine andere fahrzeugäußere Abdeckklappe oder eine im Fahrzeuginneren, insbesondere einem Fahrgast- oder Laderaum des Fahrzeugs, angeordnete Klappe handeln. Unter einer Tankklappe im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine Klappe verstanden, die zum Abdecken einer ein- oder mehrkanaligen Tanköffnung des Fahrzeugs zum Einfüllen von flüssigem und/oder gasförmigem Stoff, insbesondere Treibstoff, und/oder zum Anschließen eines elektrischen Ladesteckers zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs vorgesehen bzw. angeordnet ist. In einer Weiterbildung schließt die geschlossene Klappe, vorzugsweise längs ihres gesamten Umfangs, bündig mit einer sie umgebenden Oberfläche des Fahrzeugs, insbesondere einer Fahrzeugkarosserie, ab.
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Die Klappenanordnung weist nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Haltemittel zum, insbesondere form- und/oder reibschlüssigen, Festlegen der Klappe, einen Akuator zum Aktuieren, insbesondere Bewegen und/oder Festlegen, dieses Haltemittels, und ein Betätigungsmittel zum Betätigen des Akuators auf, wobei der Aktuator dazu eingerichtet ist, das Haltemittel zum Festlegen und zum Freigeben der Klappe zu aktuieren.
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Dadurch, dass das Haltemittel durch den Aktuator auch zum Festlegen der Klappe aktuierbar ist, kann das Festlegen verbessert werden. Insbesondere kann seine Zuverlässigkeit erhöht werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Klappe in einer vorgegebenen, vorzugsweise durch den Aktuator einstellbaren, Lage festgelegt werden. Entsprechend ist das Haltemittel in einer Weiterbildung dazu eingerichtet bzw. ausgebildet, die Klappe in wenigstens zwei verschiedenen Lagen bzw. Stellungen festzulegen, insbesondere variabel bzw. kontinuierlich zwischen zwei verschiedenen Lagen bzw. Stellungen.
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In einer Ausführung ist die Klappe durch das Haltemittel geführt verstellbar. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass die Klappe durch das Haltemittel, insbesondere formschlüssig geführt, von einer in eine weitere Lage bzw. Stellung verstellbar ist. Vorzugsweise kann dadurch die Klappe durch das Haltemittel in einer mit einer Klappenumgebung, insbesondere Fahrzeugkarosserie, bündigen Lage, einer demgegenüber ausgestellten und/oder einer demgegenüber vertieften Lage festgelegt bzw. in eine solche Lage gebracht werden.
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In einer Ausführung weist das Haltemittel ein Gewinde auf, welches mit einem Gegengewinde der Klappe in Eingriff bringbar ist, um diese festzulegen, wobei das Haltemittel die Klappe freigibt, wenn Gewinde und Gegengewinde außer Eingriff gebracht werden. Dabei kann das Gewinde des Haltemittels insbesondere ein Außen- oder Innengewinde sein, das Gegengewinde insbesondere ein Innen- oder Außengewinde. In einer Weiterbildung kann das Gewinde mit dem Haltemittel und/oder das Gegengewinde mit der Klappe integral ausgebildet sein. Insbesondere durch ein Gewinde und ein damit in Eingriff stehendes Gegengewinde kann die Klappe in verschiedenen Lagen festgelegt und formschlüssig geführt verstellt werden.
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In einer Ausführung ist das Haltemittel verschiebbar gelagert. Es kann insbesondere als verschiebbar gelagerte Spindel ausgebildet sein, die in einer Weiterbildung an einer Stirnseite das vorstehend erläuterte Gewinde aufweisen kann. In einer Weiterbildung ist das Haltemittel in Bewegungsrichtung der Klappe verschiebbar gelagert. Unter einer Bewegungsrichtung der Klappe wird vorliegend insbesondere eine Richtung verstanden, in der die Klappe zwischen einer geöffneten bzw. freigegebenen Lage bzw. Stellung und einer geschlossenen bzw. festgelegten Lage bzw. Stellung überführbar ist. Ist die Klappe um eine Drehachse verschwenkbar gelagert, kann eine Bewegungsrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Tangentialrichtung an diese Schwenkbewegung sein. In einer Ausführung ist das Haltemittel, wenigstens im Wesentlichen, linear bzw. translatorisch verschiebbar gelagert. Insbesondere zur Kompensation einer Abweichung zwischen der vorstehend erläuterten, mit einem Schwenkwinkel variierenden Tangentialrichtung und einer Bewegungsrichtung einer linearen Lagerung können das vorstehend erläuterte Gewinde und Gegengewinde ein Winkelspiel aufweisen. Hierunter wird vorliegend insbesondere verstanden, dass eine Achse des Gegengewindes relativ zu einer Achse des damit in Eingriff stehenden Gewindes um einen Winkel abweichen kann. Zusätzlich oder alternativ kann eine lineare Lagerung bzw. Führung des Haltemittels ein Verdrehspiel des Haltemittels aufweisen, so dass sich dessen Achse zu der Bewegungsrichtung der Klappe ausrichten kann.
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In einer Weiterbildung ist das Haltemittel gegen eine Vorspannung verschiebbar gelagert. Hierzu kann die Klappenanordnung ein Federmittel, insbesondere eine Zug- oder Druckfeder, aufweisen, die so ausgebildet bzw. angeordnet sein kann, dass sie bei geschlossener Klappe vorgespannt, insbesondere in Längsrichtung gedehnt bzw. komprimiert, sein kann. Auf diese Weise kann das Haltemittel, insbesondere bei geöffneter Klappe, in eine wohldefinierte Lage bzw. Stellung vorgespannt sein, insbesondere, um einen elektrischen Kontakt zu lüften bzw. zu öffnen.
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In einer Ausführung ist das Betätigungsmittel durch eine manuelle Bewegung der Klappe betätigbar. Das Betätigungsmittel kann insbesondere einen elektrischen Schalter, insbesondere einen unbetätigt geöffneten Schalter bzw. Taster, vorzugsweise einen Druckschalter, aufweisen. Der Schalter kann, insbesondere durch ein Federmittel, in eine geöffnete Stellung vorgespannt sein.
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Das Betätigungsmittel kann in einer Weiterbildung direkt durch die Klappe oder indirekt, insbesondere über das Haltemittel, betätigt werden. In einer Weiterbildung kann das Haltemittel, insbesondere an einer klappenabgewandten bzw. der Klappe gegenüberliegenden Stirnseite, eine, vorzugsweise abgerundete, Kontaktfläche aufweisen, durch die der Schalter betätigbar ist. In einer Weiterbildung kann das Haltemittel selber einen elektrisch leitenden Kontaktbereich zum Schließen eines elektrischen Kontakts des Betätigungsmittels aufweisen bzw. einen Teil des Betätigungsmittels bilden.
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In einer Ausführung sind der Aktuator und das Haltemittel über ein Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, gekoppelt. Insbesondere, wenn das Haltemittel ein mit einem Gegengewinde der Klappe in Eingriff bringbares Gewinde aufweist, um diese zu verstellen bzw. festzulegen oder freizugeben, kann das Haltemittel in einer Ausführung drehbar gelagert sein. Der Aktuator kann dann zum Drehaktuieren, d. h. zum Beaufschlagen des Haltemittels mit einem Drehmoment, ausgebildet bzw. angeordnet sein. Hierzu kann eine Abtriebswelle des Aktuators, insbesondere eines Elektromotors des Aktuators, über eine oder mehrere Zahnradstufen, insbesondere wenigstens eine Stirn- und/oder Zahnstangen- bzw. Schneckenstufe und/oder Planetenstufe, mit dem Haltemittel gekoppelt sein. Eine Zahnradstufe, insbesondere eine Stirnradstufe, kann ein Zahnrad und ein damit kämmendes weiteres Zahnrad aufweisen. Um das Haltemittel verschiebbar zu lagern, kann das weitere Zahnrad verschiebbar in Eingriff mit dem einen Zahnrad sein. Gleichermaßen kann das weitere Zahnrad drehfest, aber axial verschieblich an dem Aktuator oder dem Haltemittel befestigt sein.
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Um die Klappe festzulegen und freizugeben, wird in einer Ausführung das Haltemittel gegensinnig aktuiert. Hierzu weist in einer Weiterbildung die Klappenanordnung ein Umkehrmittel zum gegensinnigen Aktuieren des Haltemittels auf. Das Umkehrmittel kann insbesondere ein Schaltmittel eines Getriebes sein, welches Aktuator und Haltemittel koppelt, und eine Drehbewegung des Aktuators je nach Schaltstellung gegensinnig auf das Haltemittel überträgt. Gleichermaßen kann das Umkehrmittel, insbesondere programmtechnisch, in ein Steuermittel des Aktuators integriert und dazu eingerichtet sein, den Aktuator gegensinnig anzusteuern. In einer Weiterbildung ist das Umkehrmittel dazu eingerichtet, den Drehsinn eines Elektromotors des Aktuators umzukehren, insbesondere den Elektromotor gegensinnig zu bestromen.
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In einer Ausführung weist die Klappenanordnung ein Steuermittel auf, das dazu eingerichtet ist, den Aktuator auf Basis einer Betätigung, Betätigungsdauer, und/oder Betätigungsabfolge des Betätigungsmittels und/oder eines Zustandes, insbesondere einer Lage, der Klappe und/oder des Fahrzeugs, insbesondere einer Zentralverriegelung und/oder Stromversorgung, und/oder einer Kraft zu steuern. Entsprechend ist nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, den Aktuator auf Basis einer Betätigung, Betätigungsdauer, und/oder Betätigungsabfolge des Betätigungsmittels und/oder eines Zustandes, insbesondere einer Lage, der Klappe, und/oder einer Kraft zu steuern.
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Der Aktuator kann in einer Ausführung auf Basis einer Betätigung des Betätigungsmittels gesteuert werden. Insbesondere kann er solange das Haltemittel aktuieren, solange das Betätigungsmittel betätigt wird, beispielsweise ein Druckschalter geschlossen ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Aktuator das Haltemittel auf Basis einer Betätigungsdauer des Betätigungsmittels aktuiert. Insbesondere kann er das Haltemittel in vorgegebener Weise, beispielsweise um einen vorgegebenen Stellweg oder bis zum Erreichen einer vorgegebenen Kraft, aktuieren, wenn das Betätigungsmittel für eine vorgegebene Zeitdauer betätigt wird bzw. worden ist, beispielsweise ein Druckschalter für eine vorgegebene Zeitdauer geschlossen ist. Diese Zeitdauer kann in einer Ausführung sehr kurz, insbesondere impulsartig sein. Entsprechend kann in einer Ausführung der Aktuator das Haltemittel in vorgegebener Weise, beispielsweise um einen vorgegebenen Stellweg oder bis zum Erreichen einer vorgegebenen Kraft, aktuieren, wenn das Betätigungsmittel impulsartig betätigt wird bzw. worden ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Aktuator das Haltemittel auf Basis einer Betätigungsabfolge des Betätigungsmittels aktuiert. Insbesondere kann er das Haltemittel in vorgegebener Weise, beispielsweise in einem vorgegebenen Bewegungssinn, aktuieren, wenn es zuvor betätigt worden ist. In einer Weiterbildung kann der Aktuator bei aufeinanderfolgender Betätigung des Betätigungsmittels das Haltemittel wechselnd gegensinnig aktuieren, insbesondere einen Elektromotor abwechselnd gegensinnig bestromen und/oder seine Drehrichtung abwechselnd umkehren. Gleichermaßen kann beispielsweise durch einmaliges Betätigen des Betätigungsmittels für eine vorgegebene Zeitdauer ein Richtungssinn des Aktuators vorgegeben werden, ein mehrmaliges Betätigen innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer, etwa zweimal kurz hintereinander, oder durch ein Betätigen für eine andere vorgegebene Zeitdauer ein gegensinniger Richtungssinn.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Aktuator auf Basis eines Zustandes, insbesondere einer Lage, der Klappe gesteuert werden. Insbesondere kann er das Haltemittel zum Festlegen der Klappe aktuieren, wenn diese sich in einem geöffneten Zustand befindet, wenn das Betätigungsmittel betätigt wird, und/oder das Haltemittel zum Freigeben der Klappe aktuieren, wenn diese sich in einem geschlossenen Zustand befindet, wenn das Betätigungsmittel betätigt wird. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Aktuator das Haltemittel auf Basis einer Kraft aktuiert. Unter Kraft im Sinne der vorliegenden Erfindung wird zu kompakteren Darstellung verallgemeinernd auch ein antiparalleles Kräftepaar, d. h. ein Drehmoment, verstanden. Insbesondere kann der Aktuator das Haltemittel in vorgegebener Weise aktuieren, wenn auf das Betätigungsmittel, die Klappe, das Haltemittel und/oder den Aktuator eine vorgegebene Kraft wirkt, insbesondere eine hierauf wirkende Kraft einen vorgegebenen Wert über- oder unterschreitet. So kann vorgesehen sein, dass der Aktuator das Haltemittel aktuiert, bis dieser Aktuierung, insbesonder anschlagbedingt, eine Gegenkraft entgegenwirkt, die einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
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Allgemein kann in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung das Steuermittel den Aktuator auf Basis eines Weges steuern bzw. hierzu ausgebildet sein, insbesondere einen vorgegebenen Stellweg kommandieren, der in einer Weiterbildung, wenigstens im Wesentlichen, einer Einschraubtiefe eines Gewindes und Gegengewindes von Haltemittel und Klappe entsprechen kann. Unter einem Steuern auf Basis eines Weges wird insbesondere auch eine Drehzahlsteuerung verstanden. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuermittel den Aktuator auf Basis einer Kraft steuern bzw. hierzu ausgebildet sein, insbesondere eine vorgegebene Stellkraft kommandieren und/oder bei Erreichen einer vorgegebenen Stellkraft eine Aktuierung einstellen. Unter einem Steuern im Sinne der vorliegenden Erfindung wird zur kompakteren Darstellung auch ein Regeln, d. h. das Steuern auf Basis einer erfassten, vorzugsweise durch ein Sensormittel, erfassten Ist-Größe, beispielsweise einer Ist-Stellung der Tankklappe oder Ist-Kraft des Aktuators, verstanden.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Aktuator auf Basis eines Zustandes des Fahrzeugs, insbesondere einer Zentralverriegelung und/oder Stromversorgung, insbesondere Zündung, gesteuert werden. Insbesondere kann eine Aktuierung in Öffnungsrichtung bzw. zum Freigeben unterbunden sein, wenn eine Zentralverriegelung geschlossen und/oder eine Stromversorgung, insbesondere Zündung, unterbrochen ist, bzw. eine Aktuierung in Öffnungsrichtung bzw. zum Freigeben nur gestattet sein, wenn eine Zentralverriegelung geöffnet und/oder eine Stromversorgung, insbesondere Zündung, eingeschaltet ist. Zusätzlich oder alternativ kann eine Aktuierung in Schließrichtung bzw. zum Schließen auch gestattet sein, wenn eine Zentralverriegelung geschlossen und/oder eine Stromversorgung, insbesondere Zündung, unterbrochen ist. So kann der Fahrer auch nach Schließen der Zentralverriegelung bzw. Unterbrechung einer Stromversorgung die Klappe mittels des Aktuators schließen.
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Ein Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kann hard- und/oder softwaretechnisch ausgebildet sein, insbesondere eine, vorzugsweise mit einem Speicher- und/oder Bussystem daten- bzw. signalverbundene, insbesondere digitale, Verarbeitungs-, insbesondere Mikroprozessoreinheit (CPU) und/oder ein oder mehrere Programme oder Programmmodule aufweisen. Die CPU kann dazu ausgebildet sein, Befehle, die als ein in einem Speichersystem abgelegtes Programm implementiert sind, abzuarbeiten, Eingangssignale von einem Datenbus zu erfassen und/oder Ausgangssignale an einen Datenbus abzugeben. Ein Speichersystem kann ein oder mehrere, insbesondere verschiedene, Speichermedien, insbesondere optische, magnetische, Festkörper- und/oder andere nicht-flüchtige Medien aufweisen. Das Programm kann derart beschaffen sein, dass es die hier beschriebenen Verfahren verkörpert bzw. auszuführen imstande ist, sodass die CPU die Schritte solcher Verfahren ausführen kann und damit insbesondere den Aktuator steuern kann.
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Zusätzlich oder alternativ zu einer Kraftsteuerung, insbesondere einem Anhalten des Aktuators bei Erreichen eines, insbesondere anschlagbedingten, Widerstandes gegen ein weiteres Einziehen bzw. Schließen der Klappe, kann eine Rutschkupplung zwischen Aktuator und Klappe, insbesondere zwischen Aktuator und Haltemittel, angeordnet sein, die bei Überschreiten einer vorgegebenen Kraft öffnet.
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Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1 eine Klappenanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung im Schnitt bei geschlossener bzw. festgelegter Klappe;
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2 die Klappenanordnung der 1 bei gegenüber 1 manuell herabgedrückter Klappe;
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3 die Klappenanordnung der 2 bei gegenüber 2 in Öffnungsrichtung verstellter, manuell herabgedrückter Klappe;
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4 die Klappenanordnung der 3 bei gegenüber 3 freigegebener Klappe;
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5 die Klappenanordnung der 4 bei gegenüber 4 manuell herabgedrückter Klappe;
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6 die Klappenanordnung der 5 bei gegenüber 5 in Schließrichtung verstellter, manuell herabgedrückter Klappe; und
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7 ein Verfahren zum Steuern des Aktuators der Klappenanordnung der 1–6 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Klappenanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung im Schnitt.
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Diese weist eine Tankklappe 8 auf, die in in 1 nicht dargestellter Weise an einer Karosserie 3 eines Personenkraftwagens beweglich gelagert ist. Die Karosserie 3 weist einen Topf auf, in dem eine (nicht dargestellte) Tanköffnung angeordnet ist, welche durch die Tankklappe 8 abdeckbar ist. Die Tankklappe 8 ist mittels einer Scharnieranordnung (nicht dargestellt) um eine zur Zeichenebene der 1 senkrechte Schwenkachse verschwenkbar, wobei eine Drehfeder (nicht dargestellt) die Tankklappe 8 in einer Ausführung in 1 im Uhrzeigersinn in eine geschlossene Stellung bzw. Lage, in einer Abwandlung entgegen dem Uhrzeigersinn in eine geöffnete Stellung bzw. Lage vorspannt. In der in 1 dargestellten Lage schließt die Tankklappe 8 längs ihres Umfangs bündig mit dem sie umgebenden Rand der Karosserie 3.
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Die Klappenanordnung weist ein spindelförmiges Haltemittel 1 zum Festlegen der Tankklappe 8, einen Akuator mit einem Elektromotor 4 zum Aktuieren des Haltemittels 1, ein Betätigungsmittel in Form eines Druckschalters 5 zum Betätigen des Elektromotors 4 und ein Steuermittel in Form einer CPU 6 auf, die mit dem Elektromotor 4 und dem Druckschalter 5 signal- bzw. energieverbunden ist. Die CPU 6 kann mit einer Steuereinheit des Fahrzeugs (ECU) signalverbunden oder, wenigstens teilweise, in diese integriert bzw. durch diese implementiert sein.
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Die CPU 6 weist ein, vorzugsweise programmtechnisch ausgebildetes, Umkehrmittel zum gegensinnigen Aktuieren des Haltemittels auf, indem sie dazu eingerichtet ist, den Elektromotor 4 wahlweise gegensinnig, d.h. wahlweise im mathematisch positiven oder negativen Sinn bzw. wahlweise im oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu beaufschlagen, wie nachfolgend näher beschrieben.
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Das Haltemittel 1 weist auf seiner der Tankklappe 8 zugewandten Stirnseite (oben in 1) ein Gewinde 1.1 auf, welches mit einem Gegengewinde 8.1 der Tankklappe 8 in Eingriff bringbar ist, um diese festzulegen. Auf seiner gegenüberliegenden Stirnseite weist das Haltemittel 1 eine abgerundete Kontaktfläche auf, durch die der Druckschalter 5 betätigbar ist.
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Hierzu ist das Haltemittel 1 in Bewegungsrichtung der Tankklappe 8 (vertikal in 1) in zwei fluchtenden Aussparungen von Karosserie 3 bzw. Elektromotorhalterung verschiebbar gelagert und gegen eine Bewegung in Schließrichtung der Tankklappe 8 durch eine Druckfeder 7 vorgespannt. Wie nachfolgend beschrieben, ist so der Druckschalter 5 durch eine manuelle Bewegung der Tankklappe 8 in Schließrichtung (nach unten in 1) über das Haltemittel 1 betätigbar.
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Der Elektromotor 4 und das Haltemittel 1 sind über ein Zahnradgetriebe mit einem Zahnrad 4.1 und einem damit kämmenden weiteren Zahnrad 2 gekoppelt, welches dreh- und axialfest mit dem spindelförmigen Haltemittel 1 ausgebildet und somit mit diesem verschiebbar ist.
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Durch den Elektromotor 4 kann das Haltemittel 1 wahlweise im oder entgegen dem Uhrzeigersinn aktuiert werden. Aufgrund des Gewindes 1.1 und des Gegengewindes 8.1 verstellt das Haltemittel 1 bei in Eingriff stehendem Gewinde 1.1 und Gegengewinde 8.1 die Tankklappe 8 formschlüssig geführt in Öffnungs- bzw. Schließrichtung. Befinden sich bzw. gelangen Gewinde 1.1 und Gegengewinde 8.1 in Eingriff, legen diese die Tankklappe 8 form- bzw. reibschlüssig fest. Sind bzw. gelangen sie außer Eingriff, ist bzw. wird hierdurch die Tankklappe 8 freigegeben.
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Nachfolgend wird mit Bezug auf die Figurenfolge 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 1 bzw. 7 ein Verfahren zum Steuern des Elektromotors 4 und damit zum Öffnen bzw. Freigeben (Figurenfolge 1 → 2 → 3 → 4) und zum Schließen bzw. Festlegen (Figurenfolge 4 → 5 → 6 → 1) der Tankklappe 8 erläutert, wie es insbesondere durch die CPU 6 ausführbar ist. 7 stellt das Verfahren in Form eines Zustandsdiagramms bzw. -automaten dar.
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In 7 ist mit „A” ein Zustand bezeichnet, welcher insbesondere der Abbildung der 1 entspricht, d. h. mit vollständig geschlossener Tankklappe 8.
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Durch manuelles Herabdrücken der Tankklappe 8 (Figurenfolge 1 → 2) wird der Druckschalter 5 betätigt, der ein Signal „S” an die CPU 6 übermittelt, solange er geschlossen ist.
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Eine Zentralverriegelung übermittelt an die CPU 6 ein Signal „ZV”, das angibt, ob diese geschlossen ist („ZV = 1”) oder nicht („ZV = 0”).
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Liegen die Signale „S” und „ZV = 0” kumulativ vor, d. h. betätigt der Bediener den Druckschalter 5 über die Tankklappe 8 und das Haltemittel 1, und die Zentralverriegelung ist nicht geschlossen, so geht die CPU 6 in einen Zustand B über, welcher der Abbildung der 3 entspricht (Figurenfolge 2 → 3). In diesem steuert die CPU 6 den Elektromotor 4 so, dass dieser das Haltemittel 1 zum Freigeben der Tankklappe 8 aktuiert. Hierzu gibt das in der CPU 6 programmtechnisch implementierte Umkehrmittel den in 3 durch einen Pfeil angedeuteten Drehsinn vor, der ein Ausstellen der Tankklappe 8 in Öffnungsrichtung (nach oben in 3) bewirkt.
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In diesem Zustand verbleibt die CPU 6, solange das Signal „S” anliegt, d. h. der Bediener auf die Tankklappe 8 drückt. Fällt dieses Signal „S” weg (7: „–S”), geht die CPU 6 in einen Zustand C über, welcher insbesondere der Abbildung der 4 entspricht (Figurenfolge 3 → 4). In diesem beendet die CPU 6 die Bestromung des Elektromotors 4.
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Hat der Bediener solange auf die Tankklappe 8 gedrückt, bis der Elektromotor 4 das Gewinde 1.1 aus dem Gegengewinde 8.1 herausgedreht bzw. außer Eingriff gebracht hat, ist die nun ausgestellte Tankklappe 8 freigegeben und kann durch den Bediener und/oder eine in Öffnungsrichtung vorgespannte Drehfeder vollständig geöffnet werden, um den Zugang zur Tanköffnung freizugeben.
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Hört der Bediener vor Erreichen der freigegebenen Lage bzw. Stellung der Tankklappe 8 auf, auf diese zu drücken, so verharrt in diesem Ausführungsbeispiel die weiterhin festgelegte Tankklappe 8 in einer ausgestellten Stellung (vgl. 3).
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In einer Abwandlung kann die CPU 6 im Zustand B verharren, bis ein Sensor erfasst, dass Gewinde 1.1 und Gegengewinde 8.1 außer Eingriff sind, und/oder bis das Haltemittel 1 die Tankklappe 8 um einen entsprechenden Stellweg ausgestellt bzw. der Elektromotor 4 eine entsprechende Umdrehungszahl erreicht hat. Dies kann unabhängig von der fortdauernden Betätigung des Druckschalters 5 erfolgen. Es kann also insbesondere genügen, diesen für eine vorgegebene, auch kurze, insbesondere impulsartige, Zeitdauer durch Herabdrücken der Tankklappe 8 zu betätigen und anschließend durch Freigeben der vorgespannten Tankklappe 8 wieder zu öffnen. In der 7 kann das dadurch veranschaulicht gedacht werden, dass „–S” das Vorliegen wenigstens einer der folgenden Bedingungen bedeutet: (1) der Druckschalter 5 ist (nicht mehr) betätigt bzw. geschlossen; (2) Gewinde 1.1 und Gegengewinde 8.1 sind außer Eingriff; (3) die Tankklappe 8 ist um einen vorgegebenen Stellweg ausgestellt bzw. der Elektromotor 4 hat eine vorgegebene Umdrehungszahl erreicht, der bzw. die einem vollständigen Freigeben der Tankklappe 8, beispielsweise einer maximalen Gewindelänge des Gewindes 1.1 und Gegengewindes 8.1 entsprechen.
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Wird im Zustand C erneut der Druckschalter 5 betätigt (Figurenfolge 4 → 5), geht die CPU 6 in einen Zustand D über, welcher insbesondere der Abbildung der 6 entspricht (Figurenfolge 5 → 6).
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In diesem steuert die CPU 6 den Elektromotor 4 so, dass dieser das Haltemittel 1 gegensinnig zu Zustand B bzw. zum Festlegen der Tankklappe 8 aktuiert. Hierzu gibt das in der CPU 6 programmtechnisch implementierte Umkehrmittel den in 6 durch einen Pfeil angedeuteten gegensinnigen Drehsinn vor, der ein Einziehen der Tankklappe 8 bewirkt.
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In diesem Zustand verbleibt die CPU 6, solange eine Kraft des Elektromotors 4 einen vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigt (7: „K =< K0”). Dies kann beispielsweise durch eine Leistungsaufnahme des weg-, insbesondere drehzahlgesteuerten Elektromotors 4 erfasst werden.
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Hat der Elektromotor 4 die Tankklappe 8 vollständig eingezogen, gehen beispielsweise Gewinde 1.1 und Gegengewinde 8.1 auf Anschlag, steigt die vom Elektromotor 4 aufgebrachte Kraft an und übersteigt den vorgegebenen Grenzwert (7: „K > K0”).
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Daraufhin geht die CPU 6 in den Zustand A über (Figurenfolge 6 → 1). In diesem beendet die CPU 6 die Bestromung des Elektromotors 4, die eingezogene Tankklappe 8 ist durch Gewinde 1.1 und Gegengewinde 8.1 aufgrund der Selbsthemmung des Elektromotors 4 festgelegt.
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Die CPU 6 kann gleichermaßen durch ein Schließen der Zentralverriegelung von Zustand C in D übergehen, insbesondere, wenn die Tankklappe 8 durch eine Drehfeder in die Schließstellung vorgespannt ist. Auf diese Weise kann auch eine geöffnete, unter Vorspannung am Haltemittel 1 anliegende Tankklappe 8 und eine nicht vollständig freigegebene Tankklappe 8 (vgl. vorstehend Wegfall der manuellen Beaufschlagung der Tankklappe 8 vor dem vollständigen Freigeben) bei Schließen einer Zentralverriegelung vollständig geschlossen und festgelegt werden. Zusätzlich oder alternativ zu einem Schließen einer Zentralverriegelung kann analog ein Ausschalten einer Zündung des Fahrzeugs berücksichtigt sein.
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Um ein endloses Leerdrehen bei nicht in Eingriff stehendem Gewinde 1.1 und Gegengewinde 8.1 in Zustand D zu vermeiden, kann die CPU 6 auch dann in den Zustand A übergehen, wenn der Elektromotor eine vorgegebene Umdrehungszahl erreicht hat. In der 7 kann das dadurch veranschaulicht gedacht werden, dass „K > K0” das Vorliegen wenigstens einer der folgenden Bedingungen bedeutet: (1) die vom Elektromotor 4 aufgebrachte Kraft übersteigt den vorgegebenen Grenzwert; (2) der Elektromotor 4 hat eine vorgegebene Umdrehungszahl erreicht.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste
| 1 | Haltemittel |
| 1.1 | Gewinde |
| 2 | weiteres Zahnrad |
| 3 | Karosserie |
| 4 | Elektromotor (Aktuator) |
| 4.1 | Zahnrad |
| 5 | Druckschalter (Betätigungsmittel) |
| 6 | CPU (Steuermittel, Umkehrmittel) |
| 7 | Druckfeder |
| 8 | (Tank) Klappe |
| 8.1 | Gegengewinde |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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