DE102016013489A1

DE102016013489A1 - Verfahren zum Erfassen einer bei einem Schließvorgang eines Flügelelements auftretenden Kraft

Info

Publication number: DE102016013489A1
Application number: DE102016013489.5A
Authority: DE
Inventors: Günter Börmann; Andreas Hanisch; Benedikt Pauli; Ralf Schröder
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-11-11
Filing date: 2016-11-11
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen wenigstens einer Kraft, welche bei einem Schließvorgang eines Flügelelements (12) eines Fahrzeugs auftritt, wobei die wenigstens eine bei dem Schließvorgang auftretende Kraft mittels wenigstens eines Piezosensors (20) erfasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen einer bei einem Schließvorgang eines Flügelelements auftretenden Kraft.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau ist es bekannt, dass Fahrzeuge wie beispielsweise Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, jeweils einen Aufbau, insbesondere eine Karosserie, und wenigstens eine Flügelelement umfassen. Das Flügelelement ist dabei beispielsweise als Deckel, Klappe oder Tür, insbesondere Seitentür oder Hecktür, ausgebildet und bewegbar an dem jeweiligen Aufbau gehalten, sodass das Flügelelement beispielsweise zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung relativ zu dem Aufbau bewegbar, insbesondere verschwenkbar, ist.
Der jeweilige Aufbau weist dabei beispielsweise wenigsten eine dem Flügelelement zugeordnete Öffnung auf, welche beispielsweise dann, wenn das Flügelelement eine Tür ist, als eine Türöffnung ausgebildet ist. Alternativ kann die Öffnung beispielsweise als Stauraum- beziehungsweise Kofferraumöffnung ausgebildet sein. Über die Türöffnung kann beispielsweise wenigstens eine Person in den Innenraum des Fahrzeugs einsteigen beziehungsweise aus dem Innenraum aussteigen. Über die Stauraum- beziehungsweise Kofferraumöffnung kann beispielsweise Transportgut in einen Stauraum des Fahrzeugs eingeladen beziehungsweise aus dem Stauraum entnommen werden. Dabei verschließt das Flügelelement in der Schließstellung zumindest einen Teilbereich der Öffnung, wobei das Flügelelement in der Offenstellung den Teilbereich freigibt.
Um das Flügelelement zu schließen, das heißt aus der Offenstellung in die Schließstellung zu bewegen, muss üblicherweise auf das Flügelelement eine Kraft, insbesondere eine Druck- oder Zugkraft, ausgeübt werden. Diese Kraft wird auch als Schließkraft, insbesondere als Türschließkraft, bezeichnet. Beispielsweise im Rahmen einer Serien- oder Massenproduktion von Fahrzeugen können die bei den jeweiligen Fahrzeugen auftretenden beziehungsweise aufzubringenden Schließkräfte, insbesondere toleranzbedingt, variieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem eine bei einem Schließvorgang eines Flügelelements eines Fahrzeugs auftretende Kraft besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig erfasst werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Des erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen wenigstens einer Kraft, welche bei einem Schließvorgang eines Flügelelements eines Fahrzeugs auftritt, zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens eine bei dem Schließvorgang auftretende Kraft mittels wenigstens eines Piezosensors erfasst wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht einer Anordnung eines Flügelelements an einem Aufbau eines Fahrzeugs, wobei im Rahmen eines entsprechenden Verfahrens wenigstens eine Kraft, welche bei einem Schließvorgangs des Flügelelements auftritt, mittels wenigstens eines Piezosensors erfasst wird.
Die einzige Fig. zeigt ausschnittsweise in einer schematischen Schnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Anordnung eines Flügelelements 12 an einem Aufbau 14 eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist beispielsweise als Kraftfahrzeug, insbesondere als Kraftwagen und dabei vorzugsweise als Personenkraftwagen, ausgebildet, wobei der Aufbau 14 beispielsweise als die Karosserie des Fahrzeugs ausgebildet ist. Die Karosserie wird auch als Rohbau bezeichnet. Dabei ist das Flügelelement 12 bewegbar, insbesondere verschwenkbar, an dem Aufbau 14 gehalten, sodass das Flügelelement 12 relativ zu dem Aufbau 14 bewegt werden kann, während das Flügelelement 12 an dem Aufbau 14 gehalten ist.
Aus der Fig. ist erkennbar, dass der Aufbau 14 wenigstens eine Öffnung 16 aufweist beziehungsweise begrenzt. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 16 eine Türöffnung, welche beispielsweise auf der in Fahrzeugquerrichtung linken Seite des Fahrzeugs beziehungsweise des Aufbaus 14 angeordnet ist. Das Flügelelement 12 ist dabei der Öffnung 16 zugeordnet, wobei das Flügelelement 12 bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Tür, insbesondere als Seitentür, ausgebildet ist. Die vorigen und folgenden Ausführungen zur Öffnung 16 und zum Flügelelement 12 sind ohne weiteres auch auf andere Öffnungen wie beispielsweise Stauraum- beziehungsweise Kofferraumöffnungen sowie auf andere Flügelelemente wie beispielsweise Deckel, insbesondere Kofferraumdeckel, Klappen, insbesondere Kofferraumklappen, Hecktüren, Hauben, insbesondere Motorhauben, und/oder dergleichen übertragbar.
Bei der Anordnung 10 ist das Flügelelement 12 um einen Schwenkachse relativ zu dem Aufbau 14 verschwenkbar, wobei die Schwenkachse beispielsweise in Fahrzeughochrichtung verläuft. Dabei ist das Flügelelement 12 zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer in der Fig. gezeigten Offenstellung relativ zu dem Aufbau 14 bewegbar beziehungsweise verschwenkbar. In der Schließstellung verschließt das Flügelelement 12 zumindest einen Teilbereich der korrespondierenden Öffnung 16. In der Offenstellung jedoch gibt das Flügelelement 12 den Teilbereich frei.
Im Rahmen eines Schließvorgangs wird das Flügelelement 12 geschlossen. Dies bedeutet, dass das Flügelelement 12 im Rahmen des Schließvorgangs aus der Offenstellung in die Schließstellung bewegt wird. Somit wird – um das Flügelelement 12 in die Schließstellung zu bewegen – auf das Flügelelement 12 eine Kraft aufgebracht. Diese Kraft tritt somit bei dem Schließvorgang des Flügelelements 12 auf und ist erforderlich, um das Flügelelement 12 zu schließen, das heißt in die Schließstellung zu bewegen. Die zum Durchführen des Schließvorgangs des Flügelelements 12 erforderliche Kraft wird auch als Schließkraft, insbesondere als Türschließkraft, bezeichnet.
Bei dem Verfahren wird die bei dem Schließvorgang des Flügelelements 12 auftretende Schließkraft mittels wenigstens eines Piezosensors 20 erfasst. Die Schließkraft wird beispielsweise mit folgendem Prüfablauf ermittelt: Das zunächst um circa 5° geöffnete Flügelelement 12 wird mit einer zumindest im Wesentlichen gleichmäßigen Geschwindigkeit in die Schließstellung bewegt und dabei beispielsweise in die bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel als Türöffnung ausgebildete Öffnung 16 gedrückt. Hierbei wird beispielsweise die Kraft gemessen, bis das Flügelelement 12 seinen minimalen Überhub erreicht und beispielsweise eine Schlossfalle eines Schlosses 22 einrastet und somit das Flügelelement 12 verriegelt. Die vorigen und folgenden Ausführungen sind dabei auf alle Schlösser beziehungsweise Schließkonzepte übertragbar. Aus der Fig. ist erkennbar, dass bei der Anordnung 10 das genannte Schloss 22 vorgesehen ist. Das Schloss 22 ist bei dem in der Fig. veranschaulichtem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Türschloss, welches wenigstens einen Schließbügel und eine Drehfalle umfasst. In der Schließstellung des Flügelelements 12 wirkt der Schließbügel formschlüssig mit der Schlossfalle zusammen, und die Schlossfalle rastet ein, wodurch das Flügelelement 12 verriegelt und somit in der Schließstellung gehalten ist. Mittels des Piezosensors 20 kann beispielsweise der Moment ertastet beziehungsweise gemessen werden, in dem die Schlossfalle einrastet. Dieser Moment des Einrastens der Schlossfalle fällt mit dem Moment des Erreichens der Schließstellung zusammen, sodass mittels des Piezosensors 20 das Erreichen der Schließstellung besonders präzise erfasst werden kann. Infolge der Erfassung des Erreichens der Schließstellung wird der Schließvorgang gestoppt. Der Schließvorgang wird beispielsweise durch einen Vorschub des Flügelelements 12 bewirkt.
Der zuvor genannte minimale Überhub wird beispielsweise als Weg gemessen. Ferner wird beispielsweise die in dem Moment des Einrastens der Schlossfalle auftretende Kraft insbesondere in der Einheit Newton mittels des Piezosensors 20 erfasst und somit gemessen. Mit anderen Worten wird im Rahmen des Verfahrens die beim Schließvorgang auftretende Kraft mittels des Piezosensors 20 und ein Weg erfasst, den das Flügelelement beim Durchführen des Schließvorgangs zurücklegt. In Abhängigkeit von der erfassten Kraft und in Abhängigkeit von dem erfassten Weg kann ein Kraft-Weg-Diagramm aufgezeichnet beziehungsweise erzeugt werden. Dieses Kraft-Weg-Diagramm wird beispielsweise auf einer Anzeige angezeigt. Dadurch ist es auch möglich, eine zum Durchführen des Schließvorgangs erforderliche Energie zu ermitteln.
Das Verfahren basiert insbesondere auf der Erkenntnis, dass es dann, wenn das Flügelelement 12 seine Schließstellung erreicht und somit die Schlossfalle einrastet, zu einer plötzlichen Änderung der mittels des Piezosensors 20 erfassten Kraft kommt. Diese Änderung der Kraft beziehungsweise der Zeitpunkt der Änderung der Kraft fällt zusammen mit dem Zeitpunkt des Erreichens der Schließstellung, sodass durch Erfassen der Änderung der Kraft darauf rückgeschlossen werden kann, dass das Flügelelement 12 seine Schließstellung erreicht hat. Zum Erfassen der Schließkraft wird beispielsweise eine separat von dem Fahrzeug ausgebildete und den Piezosensor 20 umfassende Messeinrichtung 24 verwendet. Beispielsweise umfasst die Messeinrichtung 24 eine Mechanik zum Ausrichten und Halten des Piezosensors 20. Die Mechanik wird beispielsweise am Flügelelement ausgerichtet. Während des Messens der Schließkraft ist der Piezosensor 20 beispielsweise auf dem Flügelelement 12 angeordnet. Nach Erfassen der Schließkraft können die Messeinrichtung 24 und somit der Piezosensor 20 von dem Fahrzeug entfernt und beispielsweise zur Erfassung einer Schließkraft eines anderen Fahrzeugs verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Erfassen wenigstens einer Kraft, welche bei einem Schließvorgang eines Flügelelements (12) eines Fahrzeugs auftritt, wobei die wenigstens eine bei dem Schließvorgang auftretende Kraft mittels wenigstens eines Piezosensors (20) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Piezosensors (20) zumindest eine Änderung der Kraft erfasst wird, wobei die Änderung der Kraft auftritt, wenn im Rahmen des Schließvorgangs ein Schloss (22) zum Verriegeln des Flügelelements (12) einrastet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Kraft eine separat von dem Fahrzeug ausgebildete und den Piezosensor (20) umfassende Messeinrichtung (24) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezosensor (20) zumindest während des Messens der Kraft zwischen dem Flügelelement (12) und einem Aufbau (14) des Fahrzeugs angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Schließvorgangs ein Weg, den das Flügelelement (12) beim Schließvorgang zurücklegt, und die Kraft erfasst wird, wobei in Abhängigkeit von der erfassten Kraft und des erfassten Wegs ein Kraft-Weg-Diagramm erzeugt und auf einer Anzeige angezeigt wird.