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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Klappe, die an einer Kraftfahrzeugkarosserie schwenkbar befestigt ist, sowie auf ein Verfahren zum Steuern einer derartigen Klappenanordnung.
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Beispielsweise ist eine Heckklappe bekannt, die schwenkbar an einem hinteren Bereich einer Fahrzeugkarosserie eines Kraftfahrzeugs über Scharniere angelenkt ist und im geschlossenen Zustand mit einem Schloss, das eine Drehfalle oder dergleichen aufweist, an einem Schließbügel an einer Fahrzeugkarosserie verriegelbar ist. Zur genauen Positionierung der Heckklappe im geschlossenen Zustand sind zudem links und rechts beabstandet zu dem mittig angeordnetem Schloss und beabstandet zu den Scharnieren Anschlagpuffer vorgesehen. Hierbei ist eine Höhe der Anschlagpuffer derart einstellbar, dass die Klappe im geschlossenen und verriegelten Zustand unter Vorspannung ist, um Klappergeräusche der Klappe während einer Fahrt zu vermeiden. Die Anschlagpuffer können ferner hierzu mittels eines Federelements elastisch verformbar ausgebildet sein.
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Eine Vorspannung der Klappe im geschlossenen Zustand führt in einem gewissen Rahmen zu einer Verformung der Klappe, insbesondere wenn die Klappe unter Leichtbaugesichtspunkten konstruiert ist. Eine Verformung der Klappe hat wiederum einen Einfluss auf Spaltmaße und Bündigkeit (geringen Strak-Versatz) der Klappe in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie. Herkömmliche elastisch verformbare Anschlagpuffer zur Erzeugung einer erforderlichen Vorspannung können zudem über die Zeit an Vorspannkraft verlieren.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Klappe, die an einer Kraftfahrzeugkarosserie schwenkbar befestigt ist, sowie ein Verfahren zum Steuern einer Klappenanordnung zu schaffen, wobei die Klappe im geschlossenem Zustand in jedem Fahrbetrieb klapperfrei bzw. spielfrei ausgebildet ist und enge Toleranzen bei Spaltmaßen und Strak-Versatz ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern einer Klappenanordnung nach Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.
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Eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Klappe, die an einer Fahrzeugkarosserie schwenkbar befestigt ist. Ferner hat die Klappenanordnung einen elektromagnetischen Anschlag, der an der Klappe oder der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und ein Gegenlager, an dem der elektromagnetische Anschlag im geschlossenen Zustand der Klappe anliegt. Das Gegenlager ist an dem anderen Element von der Klappe und der Fahrzeugkarosserie ausgebildet, an dem der elektromagnetische Anschlag nicht befestigt ist. Ferner hat die Klappenanordnung eine Steuerung, die angepasst ist, ein Magnetfeld des elektromagnetischen Anschlags, insbesondere bei geschlossener Klappe, und damit eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager in Abhängigkeit eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs zu steuern. Mit anderen Worten ist die Steuerung angepasst, einen Kraftschluss zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager in Abhängigkeit des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs zu steuern.
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Durch die Herstellung eines Kraftschlusses zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager ist im Wesentlichen keine Vorspannung oder eine vergleichsweise geringe Vorspannung der Klappe im verriegelten Zustand möglich, so dass die Klappe durch den Schließvorgang und insbesondere den elektromagnetischen Anschlag nicht oder lediglich in sehr geringem Ausmaß verformt wird. Hierdurch kann die Klappe wiederum mit einer geringeren Steifigkeit ausgelegt werden, wodurch das Gewicht der Klappe reduziert werden kann. Ferner wirkt der Kraftschluss nicht nur in eine Schließ-/Öffnungsrichtung, sondern auch in eine Richtung quer zu der Schließ-/Öffnungsrichtung. Ein Kraftschluss zwischen der Klappe und der Karosserie kann bedarfsweise, das heißt in Abhängigkeit eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs, gesteuert werden.
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Bevorzugt ist das Gegenlager aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet, so dass das Magnetfeld des elektromagnetischen Anschlags eine Anziehungskraft des Gegenlagers erzeugt und der Kraftschluss zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager einfach hergestellt werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Klappenanordnung ist die Steuerung angepasst, den elektromagnetischen Anschlag zu aktivieren, das heißt das Magnetfeld des elektromagnetischen Anschlags einzuschalten und eine Anziehungskraft zwischen dem Anschlag und dem Gegenlager zu erzeugen, wenn eine geschlossene Stellung der Klappe, beispielsweise über eine Verriegelungsstellung des Schlosses, erfasst ist oder wenn das Fahrzeug einen Geschwindigkeitsschwellwert überschritten hat.
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Ab einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeugs würde die Klappe durch eine Sogwirkung oder eine Bodenunebenheit dazu tendieren, von der Karosserie abzuheben, das heißt der elektromagnetische Anschlag könnte von dem Gegenlager getrennt werden, was durch das Einschalten bzw. Aktivieren des elektromagnetischen Anschlags verhindert ist. Der elektromagnetische Anschlag wird damit erst aktiviert, wenn er tatsächlich erforderlich ist, wodurch ein Energieverbrauch des elektromagnetischen Anschlags vermindert ist.
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Ferner kann die Steuerung derart angepasst sein, das Magnetfeld des elektromagnetischen Anschlags zu steuern, dass der elektromagnetische Anschlag während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs nicht von einem Gegenlager getrennt wird.
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Mit anderen Worten wird eine zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager wirkende Kraft derart gesteuert, dass ein Abheben der beiden Elemente, Anschlag und Gegenlager, voneinander und damit ein Abheben der Heckklappe von der Kraftfahrzeugkarosserie unterbunden ist. Zum Anderen wird der Kraftschluss damit nur in den Fällen hergestellt, in denen der Kraftschluss erforderlich ist, womit Energie zum Betrieb des elektromagnetischen Anschlag eingespart wird.
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Weiterhin kann die Steuerung angepasst sein, eine Stärke des Magnetfelds, des elektromagnetischen Anschlags in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen bzw. zu steuern.
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Je höher eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto höhere Kräfte wirken auf die Klappe und damit auf die kraftschlüssige Verbindung zwischen elektromagnetischen Anschlag und Gegenlager. Auch hierdurch kann ein Energiebedarf des elektromagnetischen Anschlags minimiert werden.
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Darüber hinaus kann die Steuerung angepasst sein, eine Stärke des Magnetfelds des elektromagnetischen Anschlags in Abhängigkeit einer Fahrzeugschwingung einzustellen bzw. zu steuern.
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Fahrzeugschwingungen können zusätzlich zu einem Schwingen der Klappe führen, was durch den Kraftschluss des elektromagnetischen Anschlags mit dem Gegenlager durch Einstellung der Stärke des Magnetfelds verhindert werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Klappenanordnung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerung angepasst, zum Unterstützen eines Öffnens der Klappe das Magnetfeld des elektromagnetischen Anschlags derart einzustellen, dass das Gegenlager von dem elektromagnetischen Anschlag abgestoßen wird. Mit anderen Worten wird eine Kraft erzeugt, die das Gegenlager von dem Anschlag trennt.
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Dies vereinfacht ein Öffnen der Klappe.
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Weiterhin kann die Steuerung angepasst sein, im Falle einer erfassten Kollision des Kraftfahrzeugs eine Stärke des Magnetfelds derart einzustellen, dass eine maximale Anziehungskraft zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager wirkt.
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Hierdurch kann bei der Kollision sichergestellt werden, dass die Klappe möglichst spät im Verlauf der Kollision von der Karosserie getrennt wird. Kollisionslasten können hiermit über den Kraftschluß zwischen Anschlag und Gegenlager und damit. zwischen der Klappe und der angrenzenden Fahrzeugkarosserie übertragen werden.
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Der elektromagnetische Anschlag kann ferner im geschlossenen Zustand der Klappe an dem Gegenlager im Wesentlichen ohne eine Vorspannung der Klappe zu verursachen, anliegen.
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Hierdurch erfolgt keine Verformung der Klappe im geschlossenen und verriegelten Zustand, so dass eine Passgenauigkeit der Klappe in die Karosserieöffnung einfach darstellbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind der elektromagnetische Anschlag oder/und das Gegenlager in einer Höhe verstellbar ausgebildet.
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Hierdurch können Fertigungstoleranzen der Karosserie bzw. der Klappe ausgeglichen werden. Ebenso kann hierdurch bei Bedarf eine geringe Vorspannung der Klappe im geschlossenen Zustand erzeugt werden.
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Die Klappe kann eine Heckklappe oder eine Seitentür oder eine Frontklappe des Kraftfahrzeugs sein. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft im Falle einer Heckklappe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem Schräg heck oder einem Steilheck.
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Bevorzugt kann der elektromagnetische Anschlag einen elastisch verformbaren Endabschnitt aufweisen, der bei geschlossener Klappe das Gegenlager kontaktiert.
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Ebenso kann das Gegenlager einen elastisch verformbaren Endabschnitt aufweisen.
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Hierdurch kann ein Geräusch beim Kontaktieren des elektromagnetischen Anschlags mit dem Gegenlager werden.
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Die Klappenanordnung weist ferner ein Schloss zum Verriegeln der Klappe an der Karosserie auf. Insbesondere kann das Schloss mit einer Drehfalle ausgebildet sein, die zum Eingriff mit einem Schließbügel ausgebildet ist. Die Drehfalle kann an der Klappe befestigt sein, während der Schließbügel an der Karosserie befestigt sein kann. Es ist jedoch auch möglich, dass die Drehfalle an der Karosserie befestigt ist und der Schließbügel an der Klappe.
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Ferner wird vorstehende Aufgabe durch ein Verfahren zum Steuern einer Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Klappe an einer Fahrzeugkarosserie schwenkbar befestigt ist. Ferner hat die Klappenanordnung einen elektromagnetischen Anschlag, der an der Klappe oder der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und ein Gegenlager, an dem der elektromagnetische Anschlag im geschlossenen Zustand der Klappe anliegt. Das Gegenlager ist an dem anderen Element von der Klappe und der Fahrzeugkarosserie ausgebildet, an dem der elektromagnetische Anschlag nicht befestigt ist. Ein Magnetfeld des elektromagnetischen Anschlags, insbesondere bei geschlossener Klappe, und damit eine magnetische Anziehungskraft zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager werden in Abhängigkeit eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs gesteuert. Hiermit wird ein Kraftschluss zwischen dem elektromagnetischen Anschlag und dem Gegenlager in Abhängigkeit des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs gesteuert.
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Vorstehende weiterbildende Merkmale der Erfindung können beliebig miteinander kombiniert werden, soweit dies sinnvoll und möglich ist.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Einzelheiten beschrieben.
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Eine Klappenanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für ein Kraftfahrzeug hat eine Heckklappe, die an der Fahrzeugkarosserie mit Schräg- oder Steilheck schwenkbar befestigt ist. Die Heckklappe ist über zwei Scharniere an einem oberen, hinteren Bereich der Fahrzeugkarosserie angelenkt. Ferner ist an der Heckklappe an der zu den Scharnieren entgegengesetzten Seite der Hecklappe etwa mittig ein Schloss befestigt, deren Drehfalle zum Eingriff mit einem an der Fahrzeugkarosserie befestigten Schließbügel ausgebildet ist. Seitlich beabstandet zu dem Schloss sind an einem linken Abschnitt der Klappe sowie an einem rechten Abschnitt der Klappe jeweils ein elektromagnetischer Anschlag befestigt. An der Fahrzeugkarosserie ist gegenüberliegend von jedem elektromagnetischen Anschlag ein ferromagnetisches Gegenlager ausgebildet. Der elektromagnetische Anschlag oder das Gegenlager sind in ihrer Höhe einstellbar, so dass Fertigungstoleranzen aus dem Karosseriebau ausgeglichen werden können. Die elektromagnetischen Anschläge sind durch eine Steuerung steuerbar. Insbesondere ist ein Magnetfeld steuerbar und damit eine Anziehungskraft zwischen dem jeweiligen elektromagnetischen Anschlag und dem zughörigen Gegenlager. Gleichermaßen ist eine magnetische Abstoßungskraft zwischen dem jeweiligen elektromagnetischen Anschlag und dem zughörigen Gegenlager steuerbar.
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Die Steuerung des Magnetfelds erfolgt dabei in Abhängigkeit eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten, wird ein Magnetfeld eingeschaltet bzw. verändert, um aerodynamischen Kräften, Bodenunebenheiten und dergleichen entgegenzuwirken.
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Der elektromagnetische Anschlag wird beispielsweise aktiviert, wenn ein Heckklappenschloss sich in einem Verriegelungszustand befindet. Sobald der elektromagnetische Anschlag aktiviert ist, wird das Magnetfeld in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Fahrzeugschwingungszustand gesteuert. In jedem Fall wird verhindert, dass die Hecklappe ungewünscht abhebt, das heißt dass das Gegenlager sich ungewünscht von dem elektromagnetischen Anschlag trennt.
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Alternativ kann der elektromagnetische Anschlag in Abhängigkeit eines Geschwindigkeitsschwellwerts oder/und eines Schwingungsschwellwerts des Kraftfahrzeugs aktiviert werden und anschließend Magnetfeld in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrzeugschwingungszustand gesteuert werden.
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Weiterhin kann die Steuerung den elektromagnetische Anschlag derart steuern, dass das Magnetfeld eine abstoßende Kraft im Gegenlager bewirkt und die Klappe beim Öffnen unterstützt wird und beispielsweise einen Hafteffekt einer Dichtung zwischen der Heckklappe und der Fahrzeugkarosserie beim Öffnen leichter überwunden werden kann.