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Hintergrund der Erfindung
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und
Schließen
einer Hecktür
eines Fahrzeugs, deren oberes Ende mit einer Fahrzeugkarosserie
derart gelenkig verbunden ist, dass sie nach oben und unten schwenkbar
ist, und insbesondere eine Hecktür,
die dazu geeignet ist, auf zwei Weisen, d.h. durch einen Aktuator
oder von Hand, geöffnet
und geschlossen werden kann.
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Diskussion
des Stands der Technik
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Wie
in 11 dargestellt ist, ist eine an der Rückseite
eines Fahrzeugs angeordnete Hecktür 102 im Allgemeinen
eine Abdeckung, die nach oben und unten schwenkbar ist, um eine Öffnung 101 zu öffnen und
zu verschließen.
Die Hecktür 102 ist
an ihrem oberen Ende an einem Gelenkarm 103 befestigt, der
durch einen oberen Rand der Öffnung 101 einer Fahrzeugkarosserie 100 drehbar
gehalten wird.
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Eine
Gasfeder 105 ist zwischen einem Seitenrand der Hecktür 102 und
einem Seitenrand 104a der entlang einer hinteren Säule 104 ausgebildeten Öffnung 101 verbunden.
Die Gasfeder 105 weist eine Kolbenstange 105a auf,
die durch den Gasdruck eines eingeschlossenen Gases in eine axiale
Richtung (Längsrichtung)
vorgespannt wird. Wenn die Hecktür 102 geöffnet oder
geschlossen wird, wird veranlasst, dass das Gas in der Gasfeder 105 gemäß dem Öffnungs-
oder Schließwin kel
der Hecktür 102 expandiert
oder komprimiert wird und die Vorspannkraft eine unterstützende Kraft
auf die Kolbenstange 105a ausübt, wodurch der Kraftaufwand
zum Öffnen
oder Schließen
der Hecktür
vermindert werden kann.
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Gemäß einem
in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Toku-Kai-Hei
5-280242 beschriebenen und in 12 dargestellten
Hecktüröffnungs-
und -schließmechanismus
weist die Hecktür 112 einen
Gelenkarm 13 an seinem oberen Ende auf, wobei der Gelenkarm 113 durch
eine Fahrzeugkarosserie 110 schwenkbar gehalten wird. Der
Gelenkarm 113 weist einen gekrümmten Abschnitt 114 auf,
der so ausgebildet ist, dass er sich von einem Drehpunkt P des Gelenkarms 113 nach
vorne erstreckt, eine U-förmige
Biegung macht und sich dann nach hinten erstreckt. Der gekrümmte Abschnitt 114 ist
mit einem Hecktürbefestigungsabschnitt 115 verbunden,
an dem die Hecktür 112 befestigt
ist. Eine Stange 116 ist an einem an seiner Rückseite
angeordneten Vorsprungabschnitt 117 mit einem Teil des gekrümmten Abschnitts 114 verbunden,
der etwas unterhalb des Drehpunkts P liegt. Ein vorderes Ende der
Stange 116 ist in einer Halteöffnung 118 gleitend eingepasst,
und eine Spiralfeder 119 ist zwischen einem hinteren Abstandselement 120 und
dem Vorsprungabschnitt 117 angeordnet.
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Gemäß der in 12 dargestellten
Hecktürstruktur
wird durch die zwischen der Hecktür 102 und dem Seitenrand 104a angeordnete
Gasfeder 105 eine unterstützende Kraft beim Öffnen und
Schließen der
Hecktür 102 bereitgestellt,
wodurch der Kraftaufwand zum Betätigen
der Hecktür 102 vermindert
werden kann.
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Wenn
die Hecktür 112 in 12 nach
oben geschwenkt wird, dreht sich der Gelenkarm 113 zusammen
mit der Hecktür 112 um
den Drehpunkt P. Dann wird, weil die Spiralfeder 119 den
gekrümmten Abschnitt
drückt,
eine Drehkraft auf den Ge lenkarm 113 ausgeübt, wodurch
der Kraftaufwand beim Öffnen
der Hecktür 112 vermindert
werden kann.
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Es
besteht jedoch die Gefahr, dass die zwischen der Hecktür 102 und
dem Seitenrand 104 angeordnete Gasfeder 105 das
Be- oder Entladen durch die Öffnung 101 behindert.
Außerdem
entsteht, weil die Gasfeder 105 zur Fahrgastzelle hin frei
liegt, dass Problem, dass der Innenraum dementsprechend eingeschränkt ist,
und ferner ein ästhetisches Problem.
Um diese Probleme zu lösen,
besteht eine Idee darin, die Gasfeder zwischen der Hecktür 102 und
dem Seitenrand 104a der Öffnung 101 unterzubringen.
Weil der Durchmesser der Gasfeder durch den Gasdruck zum Halten
des Gewichts der Hecktür bestimmt
ist, hängt
die Dicke der Säule,
in der die Gasfeder aufgenommen wird, von der Hecktür ab. Außerdem hat,
weil der Hubweg der Gasfeder durch die Spezifikation der Hecktür bestimmt
ist, der gerade Abschnitt der hinteren Säule zum Aufnehmen der Gasfeder
eine Auswirkung auf das Design der hinteren Säule selbst. D.h., die Freiheit
für das
Heckdesign des Fahrzeugs wird eingeschränkt.
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Gemäß der in
der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. Toku-Kai-Hei 5-280242
beschriebenen Hecktürstruktur
wird, wenn die Hecktür 112 nach
oben geschwenkt wird, der gekrümmte
Abschnitt 114 des Gelenkarms 113 durch die Spiralfeder 119 gedrückt. Infolgedessen
weist der Gelenkarm 113 eine Drehkraft zum Reduzieren des
Kraftaufwands einer Bedienungsperson zum Betätigen der Hecktür auf. Außerdem nimmt,
weil die Gasfeder nicht zwischen dem Seitenrand der Öffnung und
der Hecktür 112 angeordnet
ist, die Freiheit für
das Design der hinteren Säule,
der Hecktür 112 und ähnlicher
Elemente zu.
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Andererseits
ist die Hecktür
gemäß der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. Toku-Kai-Hei 5-280242 derart konstruiert,
dass sie durch Anheben oder Herunterdrücken ei nes äußeren Griffs der Hecktür von Hand
von der Außenseite
des Fahrzeugs geöffnet
und geschlossen werden kann. Im Allgemeinen muss die Bedienungsperson
eine große
Kraft zum Öffnen
und Schließen
der Hecktür aufwenden,
und insbesondere wenn es stark regnet oder die Bedienungsperson
Gepäck
in seinen Händen
hält, ist
es wünschenswert,
wenn die Bedienungsperson eine Öffnungs-
und Schließvorrichtung zum
automatischen Öffnen
und Schließen
der Hecktür
betätigen
kann, während
er/sie im Fahrgastraum verbleibt.
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Gemäß der DE-A-4124869,
die alle Merkmale der Präambel
von Patentanspruch 1 offenbart, ist eine Vorrichtung zum automatischen Öffnen und Schließen einer
Hecktür
und mit einer Gasfeder bekannt.
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Kurze Beschreibung der
vorliegenden Erfindung
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Es
ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kompakte
Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung
zum automatischen Öffnen
und Schließen
einer Hecktür
eines Fahrzeugs bereitzustellen, die einen Innenraum der Fahrgastzelle
nicht behindert oder einschränkt.
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Es
ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung
zum Öffnen
und Schließen
einer Hecktür
eines Fahrzeugs bereitzustellen, wobei der Öffnungs- und Schließvorgang
nicht nur automatisch, sondern auch von Hand ausgeführt werden
kann.
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Es
ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung
bereitzustellen, die dazu geeignet ist, die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit
geeignet zu regeln.
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Um
die erste Aufgabe zu lösen,
wird eine Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung
zum automatischen Öffnen
und Schließen
einer Hecktür
eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei die Hecktür an einem oberen Ende mit
einer Fahrzeug karosserie derart gelenkig verbunden ist, dass sie
nach oben und unten schwenkbar ist, wobei die Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung
aufweist:
eine Leistungsquelle zum Erzeugen von Leistung zum
Betätigen
der Hecktür;
ein
Gleitelement zum Umwandeln der Leistung in eine hin- und hergehende
Bewegung;
einen am oberen Ende der Hecktür angeordneten und mit der
Fahrzeugkarosserie gelenkig verbundenen Gelenkarm;
eine Verbindungsstange
zum Verbinden des Gleitelements mit dem Gelenkarm und zum Übertragen
der hin- und hergehenden Bewegung auf den Gelenkarm;
eine Haltebasis
zum Halten der Leistungsquelle und des Gleitelements; und
eine
Gasfeder;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Gleitelement
unter einer Basisplatte der Haltebasis angeordnet und entlang eines
Schlitzes in der Basisplatte in der Längsrichtung des Fahrzeugs hin- und
hergehend beweglich ist; und
die Vorrichtung ferner eine Haltebasisinstallationseinrichtung
zum lösbaren
Installieren der Haltebasis in einem Raum aufweist, der durch eine
hintere Schiene, eine Seitenschiene und ein Unterdach des Fahrzeugs
gebildet wird; und
die Gasfeder sich in der Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt, wobei die Gasfeder zwischen der Seitenschiene
und dem Gelenkarm und ungefähr
auf der gleichen Höhe
wie und parallel zur Verbindungsstange angeordnet ist, um die Hecktür in eine Öffnungsrichtung
vorzuspannen.
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Um
die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, weist
die Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung
eine Kupplung zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der Leistungsquelle und
dem Gleitelement auf, um es einer Bedie nungsperson zu ermöglichen,
die Hecktür
von Hand zu öffnen
oder zu schließen.
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Um
die dritte Aufgabe zu lösen,
weist die Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung
eine Positionserfassungseinrichtung zum Erfassen der Position der
Hecktür
und zum Ausgeben eines Positionserfassungssignals, eine Bedieneinrichtung
zum Aktivieren einer Öffnungs-
und Schließbewegung
der Hecktür, und
eine Steuereinrichtung zum automatischen Öffnen und Schließen der
Hecktür
basierend auf einem Aktivierungssignal von der Bedieneinrichtung
und dem Erfassungssignal von der Positionserfassungseinrichtung
auf.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Nachstehend
werden spezifische Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
anhand von Beispielen beschrieben; es zeigen:
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1 eine
perspektivische Rückansicht
eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Hecktüröffnungs- und -schließvorrichtung;
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2 eine
Draufsicht zum Darstellen einer Antriebseinheit einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung;
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3 eine
Seitenansicht zum Darstellen einer Antriebseinheit einer erfindungsgemäßen Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung;
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4 eine
Explosionsansicht einer Antriebseinheit einer einer erfindungsgemäßen Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung;
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5 eine
Querschnittansicht entlang einer Linie I-I in 2;
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6 eine
Querschnittansicht entlang einer Linie II-II in 2;
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7 eine
Querschnittansicht entlang einer Linie III-III in 2;
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8 eine
Draufsicht zum Darstellen einer Antriebseinheit einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung;
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9 ein
Blockdiagramm einer Steuerungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen zweiten
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung;
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10 eine
Erläuterungsansicht
zum Darstellen eines Steuerungsprinzips einer Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung;
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11 eine
perspektivische Rückansicht
eines Fahrzeugs mit einer herkömmlichen
Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung;
und
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12 eine
Seitenansicht zum Darstellen einer herkömmlichen Hecktürstruktur.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
ausführlicher
beschrieben.
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Gemäß 1 weist
eine Fahrzeugkarosserie 10 eine hintere Öffnung 13 mit
einem Seitenrand 13a an jeder Seite der Karosserie 10 und
einem oberen Rand 13b auf. Ein Dach 12 ist an
seinem hinteren Ende über
einen Gelenkarm 23 mit einer Hecktür 20 verbunden, um
die Öffnung 13 schwenkbar
zu öffnen und
zu verschließen.
Die Hecktür 20 wird
durch eine Öffnungs-
und Schließvorrichtung 30 drehbar
nach oben und unten geschwenkt.
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Die Öffnungs-
und Schließvorrichtung 30, insbesondere
der Gelenkarm 23 und die Antriebseinheit 31, werden
nachstehend unter Bezug auf die 2 bis 7 beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt ein durch "F" gekennzeichneter
Pfeil be züglich des
Fahrzeugs nach vorne, ein durch "IN" gekennzeichneter
Pfeil ins Innere des Fahrzeugs und ein durch "OUT" gekennzeichneter
Pfeil bezüglich
des Fahrzeugs nach außen.
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2 zeigt
eine Antriebseinheit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung,
und 3 zeigt eine Antriebseinheit der Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung.
In den 2 und 3 sind die Fahrzeugkarosserie 10 und
die Hecktür 20 durch Doppelpunkt-Strichlinien
dargestellt.
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Der
Gelenkarm 23 wird an einem Endvorsprung 23a davon
durch einen Drehzapfen 22 drehbar gehalten, der an einer
Gelenkbasis 21 gesichert ist, die an einer Stelle in der
Nähe des
hinteren Endes des Dachs 12 befestigt ist. Im Zustand,
in dem die Hecktür 20 geschlossen
ist, bildet der Gelenkarm 23, der sich vom Endvorsprung 23a nach
unten und vorne erstreckt, einen gebogenen Abschnitt 24.
Der gebogene Abschnitt 24 erstreckt sich nach hinten, indem
er kreisförmig
um den Drehzapfen 22 gebogen ist, erstreckt sich durch
eine Gelenkarmdurchführöffnung 23A,
die in einer hinteren Schiene 14 ausgebildet ist, und sein
hinteres Ende steht nach außen
hervor. Das hintere Ende weist eine Hecktürhalterungsklammer 25 zum
Halten der Hecktür 20 auf,
und das vordere Ende des gebogenen Abschnitts 24 weist
einen Verbindungsstangenverbindungsabschnitt 26 und einen
Gasfederverbindungsabschnitt 27 auf.
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Die Öffnungs-
und Schließvorrichtung 30 weist
eine Antriebseinheit 31 und eine Gasfedervorrichtung 50 zum
Unterstützen
der Operation der Antriebseinheit 31 auf. Wie in den 2 und 4 dargestellt
ist, weist die Antriebseinheit 31 eine Haltebasis 32 mit
einer Basisplatte 32A mit einem in Längsrichtung ausgebildeten Schlitz 32a,
einem hinteren Flansch 32b und einem Seitenflansch 32c zum
Verstärken
der Basisplatte 32A auf.
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Außerdem ist
das in 4 dargestellte Leistungseinheitmodul 40 auf
der oberen Fläche
der Basisplatte 32A der Haltebasis 32 angeordnet.
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Das
Leistungseinheitmodul 40 weist einen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung
betreibbaren Motor 41 und ein Getriebegehäuse (nicht
dargestellt) zum Umwandeln der Drehbewegung des Motors un eine hin-
und hergehende Bewegung auf, durch die ein unter der Basisplatte 32A angeordnetes
Gleitelement 45 entlang des Schlitzes 32a hin-
und hergehend bewegt wird.
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Das
Gleitelement 45 hat eine im Wesentlichen rechteckige Konfiguration
und einen U-förmigen
Querschnitt. Das Gleitelement 45 ist an seiner Seitenfläche durch
einen Bolzen und eine Mutter 47 drehbar mit einer Verbindungsstange 46 verbunden. Die
Verbindungsstange 46 ist durch eine Kugellagerverbindung 48 an
ihrem hinteren Ende mit dem Verbindungsstangenverbindungsabschnitt 26 des Gelenkarms 23 drehbar
verbunden.
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Wenn
der Motor 41 im Leistungseinheitmodul 40 aktiviert
ist, bewegt sich das Gleitelement 45 entlang der Basisplatte 32A nach
hinten und drückt den
Verbindungsstangenverbindungsabschnitt 26 des Gelenkarms 23 durch
die Verbindungsstange 46 nach hinten, wodurch sich der
Gelenkarm 23 um den Drehzapfen 22 durch die Gelenkarmdurchführöffnung 23A nach
außen
dreht. Dadurch schwenkt die durch die Hecktürhalteklammer 25 gehaltene
Hecktür 20 in
eine Öffnungsrichtung
der Öffnung 13.
Wenn das Gleitelement 45 sich entlang der Basisplatte 32A nach
vorne bewegt, dreht sich der Gelenkarm 23 dagegen um den
Drehzapfen 22 nach innen, wodurch die Hecktür 20 in
eine Richtung zum Verschließen der Öffnung geschwenkt
wird.
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Die
Haltebasis 32, auf der das Leistungseinheitmodul 40,
das Gleitelement 45 und ähnliche Elemente angeordnet
sind, ist an Dachelementen, einer hinteren Schiene 14,
einer Strebe 15 bzw. einer Seitenschiene 16 befestigt,
um die Basisplatte 32A horizontal zu halten.
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Der
Verbindungsabschnitt der Haltebasis 32 und der hinteren
Schiene 124 wird nachstehend unter Bezug auf 5 beschrieben,
die eine Querschnittansicht entlang der Linie I-I zeigt.
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Die
hintere Schiene 14 weist einen hohlen Querschnitt auf,
der durch eine äußere hintere
Schiene 14A, die sich in der Breitenrichtung des Fahrzeugs
erstreckt und einen L-förmigen
Querschnitt hat, und eine der äußeren hinteren
Schiene 14A gegenüberliegende
innere hintere Schiene 14B gebildet wird. Die innere hintere
Schiene 14B ist durch ein Verstärkungselement 14C verstärkt, das
die obere Fläche
der inneren hinteren Schiene 14B abdeckt. Die hintere Schiene 14 ist
an ihrer linken und ihrer rechten Seite mit dem hinteren Ende der
linken bzw. rechten Seitenschiene 16 verbunden und an der
oberen Fläche
der äußeren hinteren
Schiene 14A mit dem hinteren Ende einer Dachplatte 17 verbunden.
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Eine
plattenförmige
hintere Klammer 34 ist an der Unterseite der inneren hinteren
Schiene 14B punktgeschweißt und erstreckt sich davon
nach vorne. Der hintere Abschnitt der Basisplatte 32A der Haltebasis 32 ist
auf der oberen Fläche
des vorderen Endes der hinteren Klammer 34 montiert und
durch einen Bolzen 14a und eine Mutter 14b lösbar verbunden.
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Die
Haltebasis 32 ist an ihrem Mittenabschnitt durch eine erste
innere Klammer 35 bzw. eine zweite innere Klammer 36 mit
der Strebe 15 verbunden. Die Strebe 15 ist, wie
in 6 dargestellt, ein bandförmiges Verstärkungselement,
das unter der Dachplatte 17 quer über die linke und die rechte
Seitenschiene 16 angeordnet ist (in der Zeichnung ist nur
die linke Seite dargestellt). Die Seitenschiene 16 weist
einen hohlen Querschnitt auf, der sich in die Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt
und durch eine L- oder C-förmige äußere Seitenschiene 16A und
eine durch ein Verstärkungselement 16C verstärkte innere
Seitenschiene 16B gebildet wird.
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Die
erste innere Klammer 35 hat, wie in den 4 und 6 dargestellt
ist, eine plattenförmige Konfiguration,
wobei Halteflächen 35b, 35c am
oberen Ende einer Verbindungsfläche 35a der
ersten inneren Klammer 35 gebogen sind und nach außen bzw.
innen hervorstehen, um einen T-förmigen
Querschnitt zu bilden. Diese Halteflächen 35b und 35c sind
durch Schweißen
mit der Unterseite der Strebe 15 verbunden.
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Wie
in 4 dargestellt ist, weist die zweite innere Klammer 36,
die einen L-förmigen
Querschnitt hat, eine Verbindungsfläche 36a und eine Haltefläche 36b auf.
Die Haltefläche 36b ist
mit der Basisplatte 32A der Haltebasis 32 verbunden.
Durch Verbinden der Verbindungsfläche 36a mit der Verbindungsfläche 35a der
ersten Klammer 35 durch Bolzen 15a und Muttern 15b,
kann die Haltebasis 32 lösbar mit der Strebe 15 verbunden
werden.
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Am
vorderen Abschnitt der Haltebasis ist die Haltebasis 32 durch
eine äußere Klammer 37 mit
der Seitenschiene 16 verbunden. Die äußere Klammer 37 ist
an ihrem hinteren Rand mit dem vorderen Rand der Basisplatte 32A der
Haltebasis 32 verbunden, und gleichzeitig erstreckt sich
ihr äußerer Rand
entlang der Seitenschiene nach vorne. Außerdem bildet die äußere Klammer 37 eine
Dreieckskonfiguration mit einer entlang des vorderen Rands der Basisplatte 32A liegenden
Basis und weist einen Verstärkungsflansch 37b auf,
der entlang der schrägen
Seite des Dreiecks nach oben gebogen ist, und einen Halteflansch 37c,
der entlang der anderen Basis des Dreiecks nach unten gebogen ist.
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Der
Verbindungsanschnitt der Haltebasis 32 und der Seitenschiene 16 ist
in 7 dargestellt. Der Halteflansch 37c der äußeren Klammer 37 ist
durch einen Bolzen 16a und eine Mutter 16b mit
einer inneren Seitenschiene 16B der Seitenschiene 16 verbunden.
D.h., der vordere Abschnitt der Haltebasis 32 ist mit der
Seitenschiene 16 lösbar
verbunden. Dadurch wird an der durch die hintere Schiene 14 und
die Seitenschiene 16 unter dem Dach eingeschlossenen Ecke
ein Aufnahmeraum für
das Leistungseinheitmodul 40 gebildet.
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Eine
Gasfedervorrichtung 50 ist zwischen der Haltebasis 32 und
der Seitenschiene 16 etwa an der gleichen Höhe wie und
im wesentlichen parallel zur Verbindungsstange 46 angeordnet
und weist eine Gasfeder 51 auf, die die Seitenschiene 16 und
den Gelenkarm 23 verbindet.
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Die
Gasfeder 51 ist an einem Ende mit einer Klammer 53 drehbar
verbunden, die durch eine Kugellagerverbindung 54 an der
Seitenschiene 16 gesichert ist, und an ihrem anderen Ende,
d.h. an einem Ende einer Kolbenstange 51a, durch eine Kugellagerverbindung
mit dem Gasfederverbindungsabschnitt 27 des Gelenkarms 23 drehbar
verbunden.
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Wenn
ein auf einem Armaturenbrett angeordneter Schalter eingeschaltet
wird, um die Hecktür 20 zu öffnen, wird
das Gleitelement 45 durch den Motor 41 in Rückwärtsrichtung
angetrieben. Dann wird der Verbindungsstangenverbindungsabschnitt 26 des
Gelenkarms 23 durch die Verbindungsstange 46 nach
hinten gedrückt,
und der Gelenkarm 23 dreht sich zusammen mit der Hecktür 20 um
den Drehzapfen 22. Dadurch dreht sich das Ende der Kolbenstange 51a der
Gasfeder 51 um den Drehzapfen 22 und beschreibt
einen Kreis. Die Kolbenstange 51a wird durch den Druck
des eingeschlossenen Gases in die Ausfahrrichtung vorgespannt.
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Die
aufgrund des Gewichts der Hecktür 20 nach
unten wirkende Kraft ist derart festgelegt, dass sie, wenn die Heck tür 20 vollständig geschlossen wird,
größer ist
als die durch die Vorspannkraft der Gasfeder 51 bereitgestellte
Kraft, die die Hecktür 20 nach
oben drückt.
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Außerdem existiert,
wenn, wie in 10 dargestellt, die Hecktür 20 ausgehend
von der vollständig
geschlossenen Position geöffnet
wird, ein Totpunkt, an dem das Gewicht der Hecktür 20 mit der Vorspannkraft
der Gasfeder 51 im Gleichgewicht steht. Ein selbstschließender Bereich,
in dem das Gewicht der Hecktür 20 größer ist
als die Vorspannkraft der Gasfeder 51 und die Hecktür sich ohne
Betätigungskraft
schließt,
befindet sich zwischen der vollständig geschlossenen Position
und dem Totpunkt. Andererseits befindet sich ein selbstöffnender Bereich,
in dem die Vorspannkraft der Gasfeder 51 größer ist
als das Gewicht der Hecktür 20,
zwischen dem Totpunkt und der vollständig geöffneten Position.
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Daher
können,
weil das Leistungseinheitmodul 40 und das Gleitelement,
die ein relativ großes Gewicht
haben und der Reaktionskraft von der Hecktür 20 ausgesetzt sind,
auf der Haltebasis 32 montiert sind und die Haltebasis 32 an
stabilen Dachelementen, z.B. an der hinteren Schiene 14,
der Strebe 15, der Seitenschiene, usw. gesichert ist, das
Leistungseinheitmodul 40, das Gleitelement 45 und
die das Gleitelement 45 und den Gelenkarm 23 verbindende Verbindungsstange 46 in
einem stabilen Zustand gehalten werden.
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Außerdem können, weil
die Haltebasis 32 durch Bolzen und Muttern lösbar mit
der hinteren Schiene 14, der Strebe 15 und der
Seitenschiene 16 verbunden ist, zunächst das Leistungseinheitmodul 40,
das Gleitelement 45 und ähnliche Elemente an der Haltebasis 32 befestigt
werden, woraufhin diese Montageuntergruppe an der hinteren Schiene 14,
der Strebe 15 und der Seitenscheine 16 montiert
werden kann, wodurch die Installationsarbeit für die Hecktüröffnungs- und -schließvorrichtung 30 vereinfacht wird.
Dadurch können
die Produkti vität
während
der Produktion erhöht
oder die Montagefreundlichkeit bei einer Reparatur verbessert werden.
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Außerdem können, weil
die Gasfeder 51 in Längsrichtung
ungefähr
an der gleichen Höhe
wie und parallel zur Verbindungsstange 46 angeordnet ist,
die Öffnungs-
und -schließvorrichtung 30,
die die Antriebseinheit 31 und die Gasfedervorrichtung 50 aufweist,
innerhalb eines begrenzten vertikalen Raums kompakt ausgebildet
werden. Außerdem kann,
weil die Öffnungs-
und -schließvorrichtung 30 in
einem durch die hintere Schiene 14, die Seitenschiene 16 und
das Dach umschlossenen Raum effizient aufgenommen ist, der Fahrgastraum
effizient genutzt werden.
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Außerdem können, weil
die Gasfeder 51 nicht zwischen dem Seitenrand 13a und
der Hecktür 20 angeordnet
ist, die hintere Säule,
die Hecktür 20 und ähnliche
Komponenten frei gestaltet und konstruiert werden.
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8 zeigt
eine zweite Ausführungsform
einer Hecktüröffnungs-
und -schließvorrichtung.
Das Leistungseinheitmodul 40 weist den vorstehend beschriebenen
Motor 41, eine Kupplung 42 und einen Codierer 43 auf.
Außerdem
ist im Fahrzeug eine elektronische Steuereinheit (nachstehend als
ECU bezeichnet) 60 zum Ausführen einer automatischen Öffnungs-
und Schließsteuerung
der Hecktür 20 angeordnet.
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Die
Kupplung 42 verbindet den Motor 41 mit dem Gleitelement 45,
wenn die Kupplung aktiviert ist, und die Verbindung wird unterbrochen,
wenn die Kupplung deaktiviert ist. Wenn eine Bedienungsperson die
Hecktür
manuell öffnen
oder schließen
möchte,
wird ein nachstehend beschriebener Griffschalter 62 betätigt, und
die ECU 60 erfasst diese Betätigung und deaktiviert die
Kupplung 42. Wenn die Kupplung deaktiviert ist, kommt der
Motor 41 vom Gleitelement 45 außer Eingriff,
so dass die Hecktür 20 manuell
geöffnet
oder geschlossen werden kann. Wenn die Bedienungsperson dagegen
die Hecktür 20 automatisch öffnen oder
schließen
möchte,
wird die Kupplung aktiviert, um den Motor 41 mit dem Gleitelement 45 in
Eingriff zu bringen. Dadurch kann die Hecktür automatisch geöffnet oder
geschlossen werden.
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Der
im Leistungseinheitmodul 40 bereitgestellte Codierer 43 erfasst
die Position des Gleitelements 45 und gibt das Positionssignal
an die ECU 60 aus.
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Wie
in 9 dargestellt ist, ist die ECU 60 mit
einem Warnsummer 44, einem Verriegelungsschalter 61,
einem Griffschalter 62, einem Bedienschalter 63 und
einem automatischen Verschluss 65 verbunden. Der Bedienschalter 63 weist
einen (nicht dargestellten) Öffnungsschalter,
einen (nicht dargestellten) Schließschalter und einen (nicht
dargestellten) Stoppschalter auf. Wenn eine Bedienungsperson diese
Schalter betätigt,
wird ein Öffnungssignal, ein
Schließsignal
bzw. ein Stoppsignal an die ECU 60 ausgegeben. Der in einem
(nicht dargestellten) Außengriff
angeordnete Griffschalter 62 zum manuellen Betätigen der
Hecktür 20 dient
zum Erfassen des Betriebszustands des Außengriffs.
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Der
automatische Verschluss 65 dient zum Halten und Freigeben
eines am unteren Ende der Hecktür 20 angeordneten
Bolzens durch Aktivieren einer elektrisch betätigten Verriegelung.
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Der
Verriegelungsschalter 61 erfasst, ob der Bolzen sich in
einer Führungsnut
des automatischen Verschlusses 65 befindet. Wenn der Verriegelungsschalter 61 den
Bolzen erfasst, dreht sich die Verriegelung, um den Bolzen in einer
Eingriffsnut der Verriegelung in Eingriff zu bringen.
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Der
Warnsummer 44 gibt intermittierend Warnsignale aus, wenn
die Hecktür 20 auf
den automatischen Öffnungs-
oder Schließmodus
eingestellt ist. Das Intervall der intermittierenden Warnsignale wird
gemäß dem Öffnungs-
oder Schließmodus
geändert.
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Dadurch
kann die Bedienungsperson erkennen, ob die Hecktür 20 geöffnet oder
geschlossen wird, ohne die Bewegung der Hecktür zu beobachten. Außerdem kann
der Summer umstehende Personen vor der sich bewegenden Hecktür 20 warnen. Der
Warnsummer 44 kann in Kombination mit einer Warnlampe oder
einer ähnlichen
Einrichtung verwendet werden.
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Signale
vom Bedienschalter 63, vom Codierer 43, vom Griffschalter 62 und
vom Verriegelungsschalter 61 werden der ECU 60 zugeführt, und
die Kupplung 42, der Motor 41 und der automatische Verschluss 65 werden
durch das Ausgangssignal der ECU 60 gesteuert, um die Hecktür 20 automatisch
zu öffnen
oder zu schließen.
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Nachstehend
wird der automatische Öffnungs-
und Schließvorgang
beschrieben. Zunächst dreht
sich, wenn die Hecktür 20 vollständig geschlossen
ist und der Öffnungsschalter
des Bedienschalters 63 betätigt wird, die Verriegelung
des automatischen Verschlusses 65 in die Öffnungsrichtung,
um den Bolzen von der Halteposition freizugeben.
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Wenn
der Bolzen freigegeben ist, wird die Hecktür 20 durch die Reaktionskraft
von Dichtungsleisten und ähnlichen
Elementen in die Öffnungsrichtung
gedrückt,
und der Bolzen bewegt sich aus der Führungsnut. Zu diesem Zeitpunkt
erfasst der Verriegelungsschalter 61 die Freigabe des Bolzens.
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Dann
empfängt
die ECU 60 ein Freigabesignal vom Verriegelungsschalter 61 und
aktiviert die Kupplung 42, um den Motor 41 mit
dem Gleitelement 45 zu verbinden. Gleichzeitig aktiviert
die ECU 60 den Motor 41, und der Motor 41 dreht
sich in die Vorwärts-
oder (Öffnungsrichtung.
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Wenn
der Motor 41 sich in die Vorwärtsrichtung dreht, bewegt sich
das Gleitelement 45 durch das Getriebegehäuse in die Öffnungsrichtung
der Hecktür 20,
d.h. in die Rückwärtsrichtung.
Wenn das Gleitelement 45 sich derart bewegt, dreht sich
die Hecktür 20 durch
die Verbindungsstange 46 und den Gelenkarm 23 in
die Öffnungsrichtung.
Die ECU 60 erfasst die Position der Hecktür basierend
auf Signalen vom Codierer 43 und steuert die Antriebskraft
des Motors 41 gemäß der Position
der Hecktür 20.
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Wenn
die Hecktür 20 sich,
wie in 10 dargestellt, beispielsweise
im vorstehend beschriebenen selbstschließenden Bereich befindet, wird
die Antriebskraft des Motors 41 derart gesteuert, dass die
Vorspannkraft der Gasfeder 51 in die Öffnungsrichtung der Hecktür 20 unterstützt wird.
Wenn die Hecktür 20 sich
dagegen im selbstöffnenden
Bereich befindet, wird die Antriebskraft des Motors 41 derart gesteuert,
dass die Bewegung der Hecktür 20 in
die Öffnungsrichtung
begrenzt wird.
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Wenn
die Hecktür 20 sich
im selbstschließenden
Bereich befindet, ist die Vorspannkraft der Gasfeder 51 reduziert,
und wenn sie sich im selbstöffnenden
Bereich befindet, wird verhindert, dass die Hecktür 20 sich
mit einer Geschwindigkeit in die Öffnungsrichtung dreht, die
höher ist
als eine vorgegebene Geschwindigkeit. Insbesondere kann, weil die Vorspannkraft
der Gasfeder 51 gemäß einer
Erhöhung
der Außentemperatur
tendenziell groß und
infolgedessen die Öffnungsgeschwindigkeit
der Hecktür
tendenziell groß wird,
die Öffnungsgeschwindigkeit
auf einen konstanten Wert gesteuert werden.
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Wenn
der Codierer 43 den vollständig geöffneten Zustand der Hecktür 20 erfasst,
wird die Öffnungsbewegung
beendet. Wenn das Ausgangssignal des Codierers 43 sich
trotz des Antriebs des Motors 41 nicht ändert, wird entschieden, dass
die Drehbewegung der Hecktür 20 in
die Öffnungsrichtung durch
ein Hindernis oder aus einem ähnlichen
Grund blockiert ist, und die Bewegung wird gestoppt.
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Wenn
eine Bedienungsperson den Außengriff
betätigt,
um die Öffnungsbewegung
zu stoppen, und ein Eingangssignal vom Griffschalter 62 erfasst wird,
stoppt die Öffnungsbewegung.
Um die Öffnungsbewegung
zu stoppen, wird die Drehbewegung des Motors 41 gestoppt.
Gemäß dem Eingangssignal des
Bedienschalters 63 oder des Griffschalters 62 wird
die Öffnungsbewegung
fortgesetzt, die Schließbewegung
fortgesetzt bzw. eine manuelle Betätigung ermöglicht.
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Die
vorstehend beschriebene Steuerung wird initialisiert, wenn die Hecktür 20 durch
die manuelle oder automatische Betätigung geschlossen wird und
auf einen vollständig
geschlossenen Zustand gebracht ist. Die ECU 60 setzt die
Position der Hecktür basierend
auf dem Erfassungssignal des Verriegelungsschalters 61 auf
die vollständig
geschlossene Position.
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Daher
kann, wenn die Bewegung der Hecktür 20 während des Öffnungs-
oder Schließvorgangs stoppt,
so dass der Codierer nicht in der Lage ist, die Ist-Position der
Hecktür 20 zu
erfassen, die Position der Hecktür 20 initialisiert
werden, indem die Hecktür 20 einmal
auf die vollständig
geschlossene Position gebracht wird.
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Wenn
die Hecktür 20 dagegen
auf den vollständig
geöffneten
Zustand eingestellt ist, aktiviert, wenn der Schließschalter
des Bedienschalters 63 betätigt wird, die ECU 60 die
Kupplung 42, um den Motor 41 mit dem Gleitelement 45 in
Eingriff zu bringen, und der Motor 41 wird in die Schließrichtung
angetrieben.
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Wenn
der Motor 41 in die Schließrichtung angetrieben wird,
bewegt sich das Gleitelement 45 durch das Getriebegehäuse in die
Richtung, in der die Hecktür 20 schließt, d.h.
in die Vorwärtsrichtung, und
dreht die Hecktür 20 durch
die Verbindungsstange 46 und den Gelenkarm 23 in
die Schließrichtung. Die
ECU 60 erfasst die Position der Hecktür 20 basierend auf
einem Erfassungssignal des Codierers 43 und steuert die
Antriebskraft des Motors 41 gemäß der Position der Hecktür.
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Wenn
die Hecktür 20 sich
beispielsweise im selbstöffnenden
Bereich befindet, wird die Hecktür 20 gegen
die Vorspannkraft der Gasfeder 51 derart gesteuert, dass
sie sich in die Schließrichtung
dreht, und wenn die Hecktür 20 sich
im selbstschließenden Bereich
befindet, wird die Hecktür 20 derart
gesteuert, dass die Drehbewegung in die Schließrichtung begrenzt wird. Durch
diese Steuerung kann verhindert werden, dass die Hecktür 20 sich
mit einer Geschwindigkeit in die Schließrichtung dreht, die größer ist
als ein vorgegebener Wert.
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Wenn
die Hecktür 20 sich
in die Schließrichtung
dreht und das Eintreten des Bolzens in die Führungsnut erfasst wird, wird
die Kupplung 42 deaktiviert, und der eingerückte Zustand
der Kupplung 42 wird freigegeben. Gleichzeitig wird die
Verriegelung durch den automatischen Verschluß 65 gedreht, so dass
der Bolzen mit der Führungsnut
der Verriegelung in Eingriff kommt, wodurch die Hecktür 20 einen vollständig geschlossenen
Zustand annimmt.
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Dadurch
wird eine Folge von Öffnungs-
und Schließbewegungen
durch den Bedienschalter 63 beendet. Eine detaillierte
Beschreibung der Unterbrechung der Schließbewegung aufgrund eines Hindernisses
oder durch die Betätigung
des Außengriffs und
die Initialisierung der Steuerung wird weggelassen, da diese den
vorstehend beschriebenen Steuerungen vom vollständig geschlossenen Zustand
zum vollständig
geöffneten
Zustand entsprechen.
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Nachstehend
wird die automatische Öffnungs-
und Schließbewegung
durch andere Operationen als durch den Bedienschalter 63 beschrieben.
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Beispielsweise
betätigt
eine Bedienungsperson, wenn die Hecktür 20 auf einen vollständig geschlossenen
Zustand ein gestellt ist, den Außengriff, um
den Eingriff zwischen der Verriegelung und dem Bolzen freizugeben.
Dadurch kann die Hecktür 20 manuell
geöffnet
werden.
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Die
ECU 60 berechnet die Drehgeschwindigkeit in die Öffnungsrichtung
der Hecktür 20 basierend auf
einem Erfassungssignal des Codierers 43 und entscheidet,
ob die Geschwindigkeit innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs
liegt oder nicht. Wenn die Geschwindigkeit innerhalb des vorgegebenen
Geschwindigkeitsbereichs liegt, wird der Motor 41 derart
gesteuert, dass er sich mit der vorgegebenen Öffnungsgeschwindigkeit dreht,
und dann wird die Kupplung 42 eingerückt. Dadurch dreht sich die
Hecktür 20 automatisch
in die Öffnungsrichtung. Wenn
die Geschwindigkeit nicht innerhalb des vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs
liegt, wird die automatische Öffnungsbewegung
der Hecktür 20 gestoppt.
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Wenn
die Hecktür 20 vollständig geöffnet ist, berechnet
die ECU 60, wenn die Bedienungsperson die Hecktür 60 von
Hand in die Schließrichtung
dreht, basierend auf einem Erfassungssignal vom Codierer 43 die
Bewegungsgeschwindigkeit der Hecktür 20 in die Schließrichtung.
Außerdem
entscheidet die ECU 60, ob die Bewegungsgeschwindigkeit
innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs liegt oder
nicht. Wenn sie innerhalb des vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs
liegt, dreht sich der Motor 41 mit einer der Bewegungsgeschwindigkeit
entsprechenden Geschwindigkeit in die Schließrichtung, und die Kupplung 42 wird
eingerückt.
Die Hecktür 20 dreht
sich automatisch in die Schließrichtung.
Wenn die Geschwindigkeit nicht innerhalb des vorgegebenen Geschwindigkeitsbereichs
liegt, wird die automatische Schließbewegung gestoppt.
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Daher
kann, weil die Hecktür 20 ohne
Verwendung des Bedienschalters 63 geöffnet oder geschlossen werden
kann, die Hecktür
bequem und einfach betätigt
werden, beispielsweise kann Gepäck leicht
im Innenraum angeordnet oder aus dem Innenraum entnommen werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen
beschränkt.
Beispielsweise erfasst gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Codierer 43 die vollständig geöffnete oder
geschlossene Position der Hecktür 20 oder
das Auftreffen auf ein Hindernis während der Bewegung der Hecktür, alternativ kann
jedoch ein durch den Motor 41 fließender Strom verwendet werden.
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D.h.,
die vollständig
geöffnete
oder geschlossene Position oder ein während des Öffnungs- und Schließvorgangs
auftretendes Hindernis können
basierend auf einer Zunahme oder Abnahme eines durch eine Stromerfassungsschaltung
fließenden Stroms
gemäß einer
Last des Motors erfasst werden.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Hecktüröffnungs- und -schließvorrichtung
für ein Fahrzeug
werden die Kupplung und der Aktuator basierend auf der Betätigung der
Bedieneinrichtung zum automatischen Öffnen oder Schließen der
Hecktür
gesteuert. In diesem Fall wird die Bewegungsgeschwindigkeit der
Hecktür
basierend auf einem Erfassungssignal des Codierers berechnet, und
der Aktuator wird gesteuert, um die Hecktür mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit
zu öffnen
oder zu schließen.
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Dadurch
kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Hecktür geeignet gesteuert werden.
Insbesondere nimmt die Hecktüröffnungsgeschwindigkeit aufgrund
der Zunahme der Vorspannkraft gemäß einem Anstieg der Außentemperatur
zu, so dass die Steuereinrichtung erfindungsgemäß ermöglicht, dass die Hecktür unabhängig von
der Außentemperatur mit
einer konstanten Geschwindigkeit geöffnet werden kann.
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Außerdem kann,
weil die Kupplung zwischen dem Aktuator und der Hecktür angeordnet
ist, die Hecktür
durch Ausrücken der
Kupplung von Hand betätigt
und geöffnet
oder geschlossen werden.
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Obwohl
gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind,
dient die vorliegende Beschreibung lediglich zur Erläuterung,
und innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten
Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung können verschiedenartige Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden.