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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, um die Heckklappe automatisch von einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position oder von der geöffneten Position in die geschlossene Position zu bewegen, wobei zum Bewegen der Heckklappe eine erste und eine zweite Antriebseinheit angesteuert werden, die jeweils die Heckklappe mit einem Kraftfahrzeugbauteil koppeln, relativ zu welchem die Heckklappe bewegt wird. Zur Erfindung gehören auch eine Steuereinrichtung, eine Heckklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Heckklappenanordnung.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Heckklappenanordnungen ist üblicherweise eine Heckklappe über ein Drehscharnier mit einem Karosseriebauteil des Kraftfahrzeugs gekoppelt und zwischen der Heckklappe sowie diesem Karosseriebauteil eine oder mehrere Motorgetriebeeinheiten angeordnet, welche die Heckklappe in Öffnungs- bzw. Schließrichtung automatisch bewegen. Weiterhin umfassen solche Heckklappenanordnungen auch eine oder mehrere Federn, die in Öffnungsrichtung drücken und das Gewicht der Heckklappe zumindest teilweise kompensieren. Bei einem Öffnungs- oder Schließvorgang der Heckklappe ändert sich die Lage der Heckklappe gegenüber den Antriebseinheiten und den Federn. Entsprechend ändern sich auch die Kräfteverhältnisse über den Öffnungswinkel der Heckklappe. Hinzu kommt, dass sich die Kräfteverhältnisse auch in Abhängigkeit der Fahrzeugneigung verändern. Weiterhin kann die von der Heckklappe auf die Motorgetriebeeinheit bzw. das Federsystem wirkende Kraft auch in Abhängigkeit von äußeren Faktoren verändert werden, wie beispielsweise durch Eis oder Schnee auf der Heckklappe. Dies führt insbesondere in Kombination damit, dass Antriebseinheiten üblicherweise immer über ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Getriebespiel bzw. einen Getriebetotgang verfügen, zu Problemen. Denn dadurch, dass sich die Kräfteverhältnisse während des Öffnungsvorgangs bzw. des Schließvorgangs ändern können, kann es während des Bewegens der Heckklappe zu einem Spielausgleich des Getriebespiels kommen, was zu einer sichtbaren Bewegungsänderung beim Öffnen oder Schließen der Heckklappe führen kann. Wünschenswert wäre dagegen, eine möglichst gleichmäßige, kontinuierliche und damit harmonische Klappenbewegung beim Öffnen und Schließen der Heckklappe bereitzustellen.
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Aus dem Dokument
DE 10 2009 023 226 A1 ist eine Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung eines Verstellelements in einem Kraftfahrzeug bekannt. In der Antriebsanordnung sind mindestens ein Antrieb mit einem Antriebsmotor und eine mit dem Antriebsmotor gekoppelte Antriebsteuerung vorgesehen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Steuern einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, eine Steuereinrichtung für eine Heckklappenanordnung, eine Heckklappenanordnung und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, mittels welchen sich eine möglichst harmonische Klappenbewegung beim Öffnen und/oder Schließen der Heckklappe erreichen lässt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, eine Steuereinrichtung, eine Heckklappenanordnung und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Steuern einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, um die Heckklappe automatisch von einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position oder von der geöffneten Position in die geschlossene Position zu bewegen, werden zum Bewegen der Heckklappe eine erste und eine zweite Antriebseinheit angesteuert, die jeweils die Heckklappe mit einem Kraftfahrzeugbauteil koppeln, relativ zu welchem die Heckklappe bewegt wird. Darüber hinaus wird für den Fall, dass eine zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, ein Bremsbetrieb gestartet, in welchem die erste und zweite Antriebseinheit derart angesteuert werden, dass die erste Antriebseinheit eine in eine erste Richtung gerichtete Kraft auf die Heckklappe zum Bewegen der Heckklappe ausübt und die zweite Antriebseinheit eine der ersten Richtung zumindest zum Teil entgegengesetzte Bremskraft auf die Heckklappe ausübt.
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Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass ein Spielausgleich eines Getriebes dann stattfindet, wenn sich die Kräfteverhältnisse zwischen den auf die Heckklappe wirkenden Federkräften und des diesen entgegen wirkenden Teils der Gewichtskraft der Heckklappe beim Öffnungsvorgang bzw. beim Schließvorgang der Heckklappe ändern. Diese Änderung erfolgt entsprechend dann, wenn die Federkräfte und die Gewichtskraftanteile der Heckklappe im Gleichgewicht sind bzw. bei Durchschreiten dieses Gleichgewichtspunkts. Das bedeutet, dass die zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft während dieser Zeit, in welcher der Spielausgleich stattfindet, sehr gering ist. Dies kann nun erfindungsgemäß vorteilhaft dazu genutzt werden, um genau dann, wenn die zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, in einen Bremsbetrieb geschaltet wird, in welchem entsprechend nur die erste Antriebseinheit durch Ausüben der Kraft auf die Heckklappe in der ersten Richtung die Heckklappe bewegt, während die zweite Antriebseinheit eine zumindest zum Teil entgegengesetzte Bremskraft auf die Heckklappe ausübt, wodurch sich der Spielausgleich des Getriebes des für den Fortgang der Bewegung relevanten Antriebs vorteilhafterweise unterdrücken lässt.
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Durch das Vorsehen des vorbestimmten Grenzwerts kann es so vorteilhafterweise bewerkstelligt werden, dass das Bremsen durch die zweite Antriebseinheit bereits rechtzeitig vor dem Spielausgleich des für den Fortgang der Bewegung relevanten Antriebs einsetzt und dieser entsprechend unterdrückt wird, wodurch sich eine harmonische Klappenbewegung, sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen der Heckklappe, bereitstellen lässt.
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Die Antriebseinheiten können dabei beliebig ausgestaltet sein, wie beispielsweise als Spindelantrieb oder auch als Kompaktantrieb. Zudem können auch ein oder mehrere Federelemente vorgesehen sein, die die Gewichtskraft der Heckklappe zumindest zum Teil kompensieren. Ein solches Federelement kann beispielsweise auch in eine oder beide der Antriebseinheiten integriert sein und/oder es kann ein oder auch mehrere Federelemente separat, d.h. räumlich getrennt von den jeweiligen Antriebseinheiten, vorgesehen sein.
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Die erste Antriebseinheit kann beispielsweise ein Stellglied umfassen, welches in und entgegen der ersten Richtung bewegbar ist und mit der Heckklappe, zum Beispiel über ein Gelenk, gekoppelt ist. Die erste Richtung muss damit nicht in Bezug auf die Heckklappe oder das Kraftfahrzeugbauteil zeitlich konstant sein sondern kann sich entsprechend während des Bewegens der Heckklappe auch gegenüber diesen Komponenten ändern. Die zweite Antriebeinheit kann genauso wie die erste Antriebseinheit ausgebildet sein, und darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die beiden Antriebseinheiten in Bezug auf die Heckklappe symmetrisch angeordnet sind, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss. Bei einer solchen symmetrischen Anordnung kann die während des Bremsbetriebs von der zweiten Antriebseinheit auf die Heckklappe ausgeübte Bremskraft parallel zur von der ersten Antriebseinheit auf die Heckklappe ausgeübten Kraft verlaufen, jedoch in der entgegengesetzten Richtung. Andernfalls wirkt zumindest ein Teil der von der zweiten Antriebseinheit bereitgestellten Bremskraft entgegen der ersten Richtung.
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Dieser Bremsbetrieb kann darüber hinaus sowohl beim automatischen Öffnen der Heckklappe als auch beim automatischen Schließen der Heckklappe zum Einsatz kommen. Dabei definieren die geöffnete Position und die geschlossene Position die beiden Endpositionen, zwischen welchen die Heckklappe automatisch bewegbar ist. Zudem ist es auch denkbar, dass nicht nur eine einzelne erste Antriebseinheit und eine einzige zweite Antriebseinheit vorgesehen sind sondern auch mehrere erste und/oder zweite Antriebseinheiten.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird, wenn der Bremsbetrieb gestartet wird, die zweite Antriebseinheit derart angesteuert, dass sich der entgegen der ersten Richtung wirkende Teil der Bremskraft betragsmäßig kontinuierlich bis zu einem vorbestimmten Maximalwert erhöht. Durch die kontinuierlich einsetzende Bremskraft wird vorteilhafterweise vermieden, dass sich das Einsetzen dieses Bremsbetriebs negativ auf die harmonische und kontinuierliche Klappenbewegung auswirkt. Dieser vorbestimmte Maximalwert für die Bremskraft ist dabei insbesondere so bemessen, dass zumindest der entgegen der ersten Richtung wirkende Teil der Bremskraft betragsmäßig kleiner ist als die durch die erste Antriebseinheit in die erste Richtung ausgeübte Kraft. Dadurch ist sichergestellt, dass die erste Antriebseinheit trotz der durch die zweite Antriebseinheit ausgeübte Bremskraft, die Heckklappe weiterhin in die gewünschte Richtung bewegt, also in Richtung der geschlossenen Position im Falle eines automatischen Schließvorgangs oder in Richtung der geöffneten Position bei einem automatischen Öffnungsvorgang der Heckklappe.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden für den Fall, dass die zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft gleich oder größer ist als der vorbestimmte Grenzwert, die erste und zweite Antriebseinheit gemäß einem Normalbetrieb derart angesteuert, dass die erste Antriebseinheit eine in die erste Richtung gerichtete Kraft auf die Heckklappe ausübt und die zweite Antriebseinheit eine zumindest zum Teil in die erste Richtung wirkende Kraft auf die Heckklappe ausübt. Entsprechend tragen also im Normalbetrieb beide Antriebseinheiten zum Bewegen der Heckklappe bei. Prinzipiell wäre es auch denkbar, dass im Normalbetrieb ein Bewegen der Heckklappe nur durch die erste Antriebseinheit oder auch nur durch die zweite Antriebseinheit erfolgt. Dass jedoch im Normalbetrieb beide Antriebseinheiten zum Bewegen der Heckklappe beitragen, hat jedoch den Vorteil, dass die zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft auf beide Antriebseinheiten aufgeteilt werden kann, sodass die einzelnen Antriebseinheiten wiederum ihrerseits für deutlich geringere Antriebskräfte ausgelegt sein können, was die Ausgestaltung der Antriebseinheiten kompakter und kostengünstiger erlaubt. Andererseits ist es dadurch auch möglich, eine deutlich höhere Gesamtantriebskraft bereitzustellen als lediglich beim Bewegen der Heckklappe durch nur eine, zum Beispiel die erste, Antriebseinheit, so das auch im Falle einer schweren Heckklappe, insbesondere auch für den Fall, dass sich Eis oder Schnee auf dieser befindet, ein zuverlässiges Öffnen der Heckklappe sichergestellt werden kann.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn im Normalbetrieb die erste und zweite Antriebseinheit derart gesteuert werden, dass die von der ersten Antriebseinheit auf die Heckklappe ausgeübte Kraft und die von der zweiten Antriebseinheit auf die Heckklappe ausgeübte Kraft gleich sind, oder zumindest im Wesentlichen gleich sind. Die zu treibende Last kann somit vorteilhafterweise auf beide Antriebseinheiten gleichmäßig verteilt werden. Dadurch gestaltet sich auch die Steuerung der Antriebsmotoren der beiden Antriebseinheiten einfacher, da insbesondere die Motordrehzahl der beiden Antriebssysteme, d.h. der beiden Antriebseinheiten, aufgrund der üblicherweise relativ starren Kopplung über die Heckklappe zumindest im Mittel identisch ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn, wie bereits erwähnt, dabei die Antriebseinheiten symmetrisch in Bezug auf den Schwerpunkt der Heckklappe oder insbesondere in Bezug auf eine Achse durch den Schwerpunkt der Heckklappe angeordnet sind, so dass der auf die beiden Antriebseinheiten wirkende Teil der Gewichtskraft der Heckklappe auf beide Antriebseinheiten möglich gleichmäßig verteilt ist. Auch dieses vorteilhafterweise förderlich für die Umsetzung einer möglichst harmonischen, gleichmäßigen Klappenbewegung.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird für den Fall, dass im Bremsbetrieb erfasst wird, dass die Antriebskraft gleich dem Grenzwert ist oder diesen Grenzwert überschreitet, vom Bremsbetrieb in den Normalbetrieb geschaltet. Wenn sich also die Kräfteverhältnisse im Laufe der Klappenbewegung und während des Bremsbetriebs wiederum ändern, so dass die zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft gleich dem Grenzwert ist oder diesen überschreitet, kann nun vorteilhafterweise wieder vom Bremsbetrieb in den Normalbetrieb gewechselt werden und beide Antriebseinheiten tragen, vorzugsweise in gleicher Weise bzw. zu gleichen Teilen, zum Bewegen der Heckklappe bei.
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Dabei ist es wiederum vorteilhaft, wenn derart vom Bremsbetrieb in den Normalbetrieb geschaltet wird, dass die durch die zweite Antriebseinheit ausgeübte Bremskraft kontinuierlich bis Null reduziert wird, und insbesondere unmittelbar anschließend in gleicher Weise kontinuierlich zumindest zum Teil als in die erste Richtung auf die Heckklappe wirkende Kraft wieder erhöht wird, zum Beispiel bis auch die zweite Antriebseinheit in gleicher Weise wie die erste Antriebseinheit zum Bewegen der Heckklappe beiträgt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die erste und zweite Antriebseinheit jeweils eine mit einem Motorstrom betriebenen Antriebsmotor auf, wobei in Abhängigkeit von dem aktuellen Motorstrom oder der aktuellen Motorleistung die aktuelle zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft ermittelt wird. So kann vorteilhafterweise die aktuelle Antriebskraft aus dem aktuellen Motorströmen bzw. den von den jeweiligen Antriebsmotoren der jeweiligen Antriebseinheiten geforderten Leistung zum Bewegen der Heckklappe ermittelt werden. Hierdurch kann auch auf einfache Weise detektiert werden, insbesondere durch Messen der jeweiligen Motorströme bzw. Motorleistungen, ob die aktuelle Antriebskraft den vorbestimmten Grenzwert unterschreitet oder nicht, bzw. diesen überschreitet. Andererseits kann ein solches Unterschreiten oder Überschreiten dieses Grenzwerts für die Antriebskraft auch implizit dadurch detektiert werden, dass für die Summe der jeweiligen Motorleistungen oder Motorströme unter Berücksichtigung des aktuellen Betriebszustands, d.h. Bremsbetrieb oder Normalbetrieb, ein korrespondierender Grenzwert vorgegeben ist. Zum Beispiel sind für den Fall, dass die Antriebseinheiten gerade im Bremsbetrieb betrieben werden, die jeweiligen Motorleistungen bzw. Motorströme mit unterschiedlichem Vorzeichen zu berücksichtigen.
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Weiterhin kann im Normalbetrieb die oben beschriebene möglichst gleichmäßige Lastverteilung auf die beiden Antriebseinheiten ebenfalls in Abhängigkeit von den Motorströmen umgesetzt bzw. geregelt werden.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung für eine Heckklappenanordnung mit einem Kraftfahrzeugbauteil, einer relativ zum Kraftfahrzeugbauteil beweglich angeordneten Heckklappe, einer ersten Antriebseinheit und einer zweiten Antriebseinheit, wobei die Steuereinrichtung zum Ansteuern der ersten und zweiten Antriebseinheit ausgebildet ist, um die Heckklappe von einer geschlossenen Position in eine geöffnete Position oder von der geöffneten Position in die geschlossene Position zu bewegen. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung dazu ausgelegt, für den Fall, dass eine zum Bewegen der Heckklappe erforderliche Antriebskraft einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, einen Bremsbetrieb zu starten, in welchem die Steuereinrichtung die erste und zweite Antriebseinheit derart ansteuert, dass die erste Antriebseinheit eine in eine erste Richtung gerichtete Kraft auf die Heckklappe ausübt und die zweite Antriebseinheit eine der ersten Richtung zumindest zum Teil entgegengesetzte Bremskraft auf die Heckklappe ausübt.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Heckklappenanordnung mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.
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Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Heckklappenanordnung mindestens ein Federelement aufweist, wie beispielsweise eine herkömmliche Spiralfeder oder vorzugsweise eine Gasdruckfeder. Das mindestens eine Federelement ist vorzugsweise dazu ausgelegt, zumindest für den Großteil von zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position der Heckklappe befindlichen Zwischenpositionen der Heckklappe eine Kraft auf die Heckklappe auszuüben, die den Anteil der auf die erste und/oder zweite Antriebseinheit wirkende Gewichtskraft der Heckklappe zumindest zum Teil, insbesondere zum Großteil kompensiert.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Heckklappenanordnung oder eines ihrer Ausgestaltungen.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung, die erfindungsgemäße Heckklappenanordnung und ihre Ausgestaltungen, sowie auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und seine Ausgestaltungen.
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Darüber hinaus ermöglichen die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Verfahrensschritte die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Heckklappenanordnung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs durch weitere korrespondierende gegenständliche Merkmale.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer Heckklappenanordnung in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2a eine schematische Darstellung einer Heckklappenanordnung zur Illustration des Spielausgleichs in einer ersten Situation;
- 2b eine schematische Darstellung einer Heckklappenanordnung zur Illustration des Spielausgleichs in einer zweiten Situation; und
- 3 eine schematische Darstellung einer Heckklappenanordnung gemäß einem weiteren Ausfürhungsbeispeil der Erfindung.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Heckklappenanordnung 10 in einer Seitenansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Heckklappenanordnung 10 weist dabei eine Heckklappe 11 auf, die hier schematisch nur als Linie illustriert ist. Diese Darstellung soll lediglich zur Illustration der an der Heckklappe 11 angreifenden Kräfte dienen. Die Heckklappe 11 ist dabei über ein erstes Gelenk 12, wie beispielsweise ein Drehscharnier, mit einem Kraftfahrzeugbauteil 13, wie zum Beispiel ein Karosseriebauteil, verbunden. Zwischen diesem Karosseriebauteil 13 und der Heckklappe 11 ist weiterhin eine erste Antriebseinheit 14a angeordnet. Diese erste Antriebseinheit 14a kann darüber hinaus über ein zweites Gelenk 15 sowie ein drittes Gelenk 16 mit dem Karosseriebauteil 13 einerseits und der Heckklappe 11 andererseits gekoppelt sein. Die Heckklappenanordnung 10 weist weiterhin in dieser Darstellung nicht gezeigte zweite Antriebseinheit 14b auf(vgl. 3).
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Die hier dargestellte x-y-Ebene kann zum Beispiel zu einer Kraftfahrzeugebene korrespondieren, die durch die Kraftfahrzeughochachse und die Kraftfahrzeuglängsachse aufgespannt wird. Der Schwerpunkt der Heckklappe 11 ist in dieser Darstellung mit S bezeichnet. Im Schwerpunkt S der Heckklappe 11 greift die Gewichtskraft FG der Heckklappe 11 an. Diese kann wiederum zerlegt werden in einen entlang der Heckklappe 11 verlaufenden Anteil FG1 und einen senkrecht zur Heckklappe stehenden Anteil FG2. Der entlang der Heckklappe 11 verlaufende Anteil FG1 der Gewichtskraft FG wird dabei vom Gelenk 12 aufgenommen. Der senkrecht zur Heckklappe 11 verlaufende Anteil FG2 muss kompensiert werden, um die Heckklappe zu öffnen oder auch um diese kontrolliert, zum Beispiel mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit, zu schließen. Die Heckklappenanordnung 10 kann weiterhin eine Federeinheit (nicht dargestellt) aufweisen, wie beispielsweise eine Gasdruckfeder. Eine solche Federeinheit kann beispielsweise auch in die Antriebseinheiten 14a, 14b integriert sein. Diese Federeinheit kann einen Teil des Gewichtskraftanteils FG2 kompensieren. Der Rest wird durch eine entsprechende Antriebskraft der Antriebseinheit 14a, 14b kompensiert. Die zur Kompensation erforderliche Kraft ist hierbei mit FA bezeichnet. Diese kann nun auf beide Antriebseinheiten 14a, 14b aufgeteilt werden. Im Folgenden wird jedoch zur Vereinfachung angenommen, diese Restkraft FA soll nun allein durch die erste Antriebseinheit 14 kompensiert werden. Diese Restkraft FA kann wiederum aufgeteilt werden in eine Kraftkomponente FML parallel zur Antriebsrichtung R der Antriebseinheit 14a, sowie wiederum einen entlang der Heckklappe 11 verlaufenden Anteil, der vom Gelenk 12 kompensiert wird.
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Beim Bewegen der Heckklappe, was durch den Pfeil 17 veranschaulicht ist, ändert sich die Neigung der Heckklappe 11 gegenüber der Richtung der Gewichtskraft FG. Entsprechend ändern sich auch die Teilkräfte FG1 und FG2, so wie die von der Federeinheit kompensierte Kraft und die noch von der Antriebseinheit 14a noch zu kompensierende Kraft FA, sowie deren in oder entgegen Antriebsrichtung R wirkender Anteil FML. Mit anderen Worten ist die von der Antriebseinheit 14a zur Bewegung der Heckklappe 11 aufzubringende Antriebskraft FML abhängig vom Öffnungswinkel der Heckklappe 11, welche hier mit γ bezeichnet ist.
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Ändert sich zudem auch die Fahrzeugneigung gegenüber der Horizontalen, so ändern sich die Kräfteverhältnisse ebenfalls. Dies führt insbesondere in Kombination damit, dass Antriebseinheiten üblicherweise immer über ein mehr oder weniger stark ausgeprägtes Getriebespiel bzw. einen Getriebetotgang Δ (vgl. 2a und 2b) verfügen, bei Heckklappenanordnungen gemäß dem Stand der Technik zu Problemen, denn dadurch, dass sich die Kräfteverhältnisse während des Öffnungsvorgangs bzw. des Schließvorgangs ändern können, kann es während des Bewegens der Heckklappe zu einem Spielausgleich des Getriebespiels Δ kommen, was zu einem sichtbaren Rucken beim Öffnen oder Schließen der Heckklappe führt und damit eine gewünschte harmonischen Klappenbewegung beeinträchtigt. Dies soll anhand von 2a und 2b näher erläutert werden.
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2a und 2b zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer Heckklappenanordnung 20 zur Illustration des Spielausgleichs. Diese Heckklappenanordnung 20 weist wiederum eine Heckklappe 21, ein Karosseriebauteil 22 sowie eine erste Antriebseinheit 23, als auch eine zweite Antriebseinheit 24 auf, welche das Karosseriebauteil 22 mit der Heckklappe 21 koppeln. Jede dieser Getriebeeinheiten bzw. Antriebseinheiten 23, 24 weist dabei einen Getriebetotgang Δ auf, d.h. die jeweiligen Stellglieder 25 der jeweiligen Antriebseinheiten 23 können sich innerhalb dieses Getriebetotgangs Δ prinzipiell, d.h. je nach den angreifenden äußeren Kräften, frei bewegen. Die Stellung der Stellglieder in Bezug auf karosseriefeste Bauteile des Getriebes hängt damit von den an den Stellgliedern 25 angreifenden Kräften ab. Dies sind zum einen die auf die jeweiligen Antriebseinheiten 23 wirkenden Anteile der Gewichtskraft der Heckklappe 21, die hier mild FGL2 und FGR2 bezeichnet sind. Diesen entgegen sind Federkräfte FDL, FDR von zwei nicht dargestellten Federeinheiten gerichtet. Weiterhin üben die jeweiligen Antriebseinheiten 23, 24 gleichgerichtete Antriebskräfte FML und FMR auf die jeweiligen Stellglieder 26 aus.
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Für den Fall, dass, wie in 2a dargestellt, die Summe der Kräfteanteile der Gewichtskraft FGL2 und FGR2 kleiner ist als die Summe der Federkräfte FDL und FDR, befindet sich das jeweilige Stellglied 25 am oberseitigen Anschlag des Getriebespiels. Ändern sich jedoch die Kräfteverhältnisse beim Bewegen der Heckklappe 21 derart, dass die Summe der Kräfteanteile der Gewichtskraft FGL2 und FGR2 nun größer wird als die Summe der Federkräfte FDL und FDR, wie dies in 2b dargestellt ist, so kommt es zum Spielausgleich und das jeweilige Stellglied 25 wechselt seine Position zum unterseitigen Anschlag des Getriebespiels. Durch diesen Spielausgleich erfährt die Heckklappe eine kurzzeitige Beschleunigung in Bewegungsrichtung, was sich in einer ruckartigen Bewegung der Heckklappe 21 äußert.
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Dies kann nun gemäß folgendem in 3 dargestelltem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorteilhafterweise vermieden werden. 3 zeigt dabei eine schematische Darstellung einer Heckklappenanordnung 10 gemäß einem Ausfürhungsbeispeil der Erfindung. Die Heckklappenanordnung 10 weist wiederum eine Heckklappe 11, ein Karosseriebauteil 13 sowie eine erste Antriebseinheit 14a, als auch eine zweite Antriebseinheit 14b auf, welche das Karosseriebauteil 13 mit der Heckklappe 11 koppeln. Jede dieser Antriebseinheiten 14a, 14b weist ein Getriebe mit einem Getriebetotgang Delta auf, sowie ein jeweiliges Stellglied 18 zum Bewegen der Heckklappe 11. An diesen Stellgliedern 18 greifen wiederum zum einen die auf die jeweiligen Antriebseinheiten 14a, 14b wirkenden Kraftanteile FGL2, FGR2 der Gewichtskraft der Heckklappe 21, sowie diesen entgegengesetzt Federkräfte FDL, FDR von zwei nicht dargestellten Federeinheiten, wobei einer jeweilige Federeinheit in diesem Beispiel einer Antriebseinheit 14a, 14b zugeordnet ist.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es nun vorteilhafterweise vorgesehen, dass in der dargestellten Situation zum Bewegen der Heckklappe 11 nur die erste Antriebseinheit 14a eine in eine entsprechende Richtung gerichtete Antriebskraft FML über das korrespondierende Stellglied 18 auf die Heckklappe 11 ausübt, während dagegen die zweite Antriebseinheit 14b eine entgegengesetzt gerichtete Kraft FMR, die entsprechend bremsend wirkt, über das korrespondierende Stellglied 18 auf die Heckklappe 11 ausübt. Hierdurch kann vorteilhafterweise der Spielausgleich des Getriebespiels Δ in der für die Klappenbewegung relevanten Antriebseinheit 14a unterdrückt werden, denn wenn in diesem Beispiel analog wie zu 2a und 2b beschrieben die Kräfteverhältnisse zwischen den Gewichtskraftanteilen FGL2, FGR2 und den Federkräften FDL, FDR wechseln, kommt es durch die zusätzliche durch die zweite Antriebseinheit 14b bereitgestellte Bremskraft FMR nicht zu einem Spielausgleich in der für die Klappenbewegung relevanten Antriebseinheit 14a.
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Da der Spielausgleich in einem Bereich stattfinden würde, in welchem die Summe Gewichtskraftanteile FGL2, FGR2 und die Summe der Federkräfte FDL, FDR zumindest näherungsweise gleich sind, d.h. also in einem Bereich, in welchem zum Bewegen der Heckklappe 11 nur eine geringe Antriebskraft erforderlich ist, so ist es besonders vorteilhaft, wenn dieser Bremsbetrieb, wie in 3 dargestellt, erst dann initiiert wird, wenn die zum Bewegen der Heckklappe 11 erforderliche von den Antriebseinheiten 14a, 14b aufzubringenden Antriebskräfte FMR, FML in Summe einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Andernfalls wird die zu treibende Last möglichst gleichmäßig auf die beiden Antriebseinheiten 14a, 14b verteilt, die die Heckklappe 11 damit in gleicher Weise und durch gleichgerichtete Antriebskräfte FML, FMR antreiben.
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Dadurch lässt sich vorteilhafterweise beim Öffnen und Schließen der Heckklappe 11 eine besonders harmonische Klappenbewegung umsetzen. Zusätzlich ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn das Bremsen durch die zweite Antriebseinheit 14b langsam und kontinuierlich einsetzt, und für den Fall dass sich die Kräfteverhältnisse während dieses Bremsbetriebs wieder ändern, die durch die zweite Antriebseinheit 14b bereitgestellte Bremskraft FMR ebenso langsam und kontinuierlich wieder reduziert wird. So kann auf besonders vorteilhafte Weise der Spielausgleich am antreibenden Motor, welcher für die Regelung der Klappengeschwindigkeit verwendet wird, unterdrückt werden.
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Zusammenfassend ermöglicht die Spielunterdrückung in der für die Klappengeschwindigkeit verantwortlichen Antriebseinheit, wie in diesem Beispiel die erste Antriebseinheit 14a, einen harmonischeren Klappenlauf und eine Kompensation des Einflusses von Systemparametern, welche bedingt durch die Verschiebung des Kräftegleichgewichts zu einem Betrieb um den Spielausgleich führen und somit den Klappenlauf stören.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung eine Unterdrückung des Spielausgleichs bei Heckklappensystemen mit zwei Antriebseinheiten bereitgestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Heckklappenanordnung
- 11
- Heckklappe
- 12
- Gelenk
- 13
- Kraftfahrzeugbauteil
- 14a
- erste Antriebseinheit
- 14b
- zweite Antriebseinheit
- 15
- Gelenk
- 16
- Gelenk
- 17
- Pfeil
- 18
- Stellglied
- 20
- Heckklappenanordnung
- 21
- Heckklappe
- 22
- Karosseriebauteil
- 23
- erste Antriebseinheit
- 24
- zweite Antriebseinheit
- 25
- Stellglied
- FG
- Gewichtskraft
- FG1
- Gewichtskraftanteil
- FG2
- Gewichtskraftanteil
- FGL2
- Gewichtskraftanteil
- FGR2
- Gewichtskraftanteil
- FA
- Kraft
- FML
- Antriebskraft der ersten Antriebseinheit
- FMR
- Antriebskraft der zweiten Antriebseinheit
- FDL
- Federkraft
- FDR
- Federkraft
- R
- Antriebsrichtung
- S
- Schwerpunkt
- Δ
- Getriebetotgang
- γ
- Öffnungswinkel
