EP3299561A1 - Stellvorrichtung - Google Patents

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EP3299561A1
EP3299561A1 EP17192072.1A EP17192072A EP3299561A1 EP 3299561 A1 EP3299561 A1 EP 3299561A1 EP 17192072 A EP17192072 A EP 17192072A EP 3299561 A1 EP3299561 A1 EP 3299561A1
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EP
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adjusting device
drive unit
control unit
unit
vehicle
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Peter Oster
Andreas Ritter
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Stabilus GmbH
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Stabilus GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an adjusting device for a vehicle part movable relative to a body of a vehicle, in particular for a vehicle operator of a vehicle flap, comprising a drive arrangement with a drive unit and at least one movement state sensor for detecting a movement state of the drive unit and for outputting corresponding movement state signals, an actuating element, which the drive unit is displaceable relative to the drive arrangement, and a control unit associated with the drive arrangement for activating and deactivating the drive unit.
  • the drive arrangement can be provided with a connection unit for connecting the drive arrangement to a superordinate, i. not belonging to the actuator, be provided assembly of the vehicle, while the actuator with another connection unit for connecting the actuator with another parent, i. not belonging to the adjusting device, assembly of the vehicle may be provided.
  • a connection unit for connecting the drive arrangement to a superordinate i. not belonging to the actuator
  • the actuator with another connection unit for connecting the actuator with another parent i. not belonging to the adjusting device, assembly of the vehicle
  • the actuator with another parent i. not belonging to the adjusting device, assembly of the vehicle
  • the actuator with another parent i. not belonging to the adjusting device, assembly of the vehicle
  • the adjusting device for example, be a parent assembly, the body of the vehicle, while the other parent assembly may be movable relative to the vehicle body part. All this also applies to the adjusting device according to the invention.
  • the door is opened or closed automatically by means of the drive unit after actuation of a switch provided for this purpose, for example pulling on the door handle.
  • the motion state sensor is used to monitor the operation of the actuator. If the door is opened or closed by hand or the door is additionally moved by hand during the automatic opening or closing, this can have a disadvantageous effect on the drive unit in the case of the known adjusting devices. In particular, this can entail a permanent impairment of the efficiency of the drive unit, in extreme cases even their damage.
  • control unit has a signal input, with which the at least one movement state sensor for forwarding the motion status signals to the control unit is connected, and that the control unit is designed, then when the from Moving state sensor to the control unit forwarded movement state signals indicate a deviating from a desired movement state actual movement state of the drive unit to actuate the drive unit in adaptation to the actual movement state.
  • An actuation of the drive unit in adaptation to their actual movement state can basically consist of actuating the drive unit only to the extent that it is no longer forcedly actuated from the outside.
  • This forced operation is usually the cause of the impairment of the drive unit.
  • control unit may be configured to, when the movement state signals forwarded by the movement state sensor to the control unit indicate an actual movement state of the drive unit deviating from a desired movement state, actuate the drive unit in the sense of aiding the movement causing the actual movement state.
  • the target motion state may be, for example, the idle state, i. the deactivated state, the drive unit.
  • the control unit assumes that the vehicle door is manually operated, and controls the drive unit to assist the manual operation of the door in a power steering manner.
  • the goal can be advantageously, the door even when the vehicle is on a slope or in a lateral position to be able to operate with a low force in the order of 5 to 10 N can.
  • the desired movement state can also be a predetermined movement state, for example a movement state corresponding to an automatic opening or closing operation of the door.
  • the control unit assumes that the automatic opening or closing is no longer desired and the vehicle door is to be actuated manually.
  • the drive unit controls such that it supports the manual operation of the door in the manner of a power steering.
  • the adjusting device according to the invention can also be designed to automatically open and close the door.
  • the actuator may be configured to interpret a long pull on the door handle as a desire for automated opening and closing, while a brief pull on the door handle is interpreted as a desire for power assisted opening and closing.
  • manual operations of doors differ in their pattern of movement, in particular at the beginning of the movement, from other types of operations, for example a gravity-related operation of the door.
  • the manual opening of a door initially exhibits a strong actuation, as it were a "tearing", while a door, under the influence of gravity initially sets in motion only slowly, quasi “creeping".
  • the acceleration with which the door sets in motion can be used as a distinguishing criterion.
  • the control unit is designed to actuate the drive unit only in adaptation to the actual movement state when a movement pattern of the actual movement state meets at least one predetermined condition.
  • the drive unit is associated with a braking device.
  • the braking force can for example be set so that it is greater than the gravity normally acting on the door as long as the vehicle is standing on a ground whose inclination does not exceed a predetermined value, for example 15 ° , In this way, the braking force outweighs the force exerted by the force of gravity on the door and can bring a gravity-related movement of the door to a halt or not at all.
  • the braking device may be, for example, a friction brake.
  • the braking device may include a co-rotating with an output shaft of the drive unit braking element and a rotationally fixed to the drive assembly arranged braking element, which are in frictional engagement with each other.
  • the rotationally fixedly arranged on the drive assembly brake element for generating the frictional engagement under the bias of a spring against the co-rotating with the output shaft of the drive unit braking element can be pressed.
  • the effect of the braking device so its braking force is adjustable.
  • the spring biasing force which acts on the rotatably mounted on the drive assembly brake element, be adjustable.
  • the brake device comprises a brake force interruption unit.
  • this brake power interruption unit can be designed, for example, to interrupt the friction engagement of the two brake elements.
  • the brake force interruption unit can be actuated by means of the control unit.
  • the control unit may be designed to actuate the brake force interruption unit upon activation of the drive unit in the sense of interrupting the braking force.
  • an adjusting device of the type mentioned in which the control unit has a signal input with which at least one obstacle detection sensor not forming part of the setting device can be connected to the control unit for forwarding obstacle detection signals, and the control unit is designed to display the drive unit when the obstacle detection signals indicate the presence of an obstacle in the movement path of the vehicle part to disable.
  • the obstacle sensor may be, for example, a radar sensor, an optical sensor, a laser scanner sensor, an ultrasonic sensor or a camera.
  • the adjusting device has a braking device of the type described above, since it is able to hold the vehicle part safely in the position assumed when the drive unit is deactivated.
  • the actuating element comprises a spindle.
  • the output shaft of the drive unit is orthogonal to the adjustment direction of the actuating unit.
  • a compact arrangement that takes up little space can be achieved, for example, in that the output shaft of the drive unit carries a worm wheel, wherein the worm wheel preferably meshes with a gear which has radially inside a spindle nut or carries, which with a thread the spindle is in threaded engagement. It must be borne in this case only for a related to the adjustment of the actuator axial support of the gear. However, this can be provided in a simple manner by the housing of the drive arrangement.
  • the invention also relates to a motor vehicle with a body and a relative to the body movable vehicle part, which is equipped with an adjusting device according to the invention. It is particularly advantageous that in this motor vehicle, the vehicle part, which can be moved relative to the body of the vehicle, can be free of a catch strap designed with preferred positions. This has advantages not only in terms of the required installation space, but also in terms of manufacturing costs.
  • FIG. 1 is an adjusting device according to the invention generally designated 10. It serves to move a vehicle part 52, for example a vehicle door or a vehicle flap (in FIG. 1 dot-dash-dotted lines indicated), a motor vehicle 50, such as a passenger car, relative to the body 54 (in FIG. 1 ).
  • the actuating device 10 comprises a drive arrangement 12 with a drive unit 14, for example an electric motor, and a movement status sensor 16, for example a Hall sensor, for detecting the movement state of the drive unit 14.
  • the drive unit 14 and the movement status sensor 16 are in one common Housing 18 was added.
  • a brake device 20 (see FIG. 3 ), which is capable of braking a movement, in particular rotation, of the drive unit 14.
  • the adjusting device 10 further comprises an adjusting element 22, which is formed in the illustrated embodiment as a spindle.
  • the actuator 22 is hinged to the movable vehicle part 52 by means of a bracket 26, while the drive assembly 12 is connected to the body 54 of the vehicle 50 via a gimbal 27.
  • the degrees of freedom provided by the gimbal 27, namely their pivotability about the axes C and D (see FIG. 2 ), the pivoting of the holder 26 about the axis B and the rotatability of the spindle 22 relative to the drive assembly 12 about the axis A prevent tilting of the actuator 10 reliably.
  • an output shaft 28 of the drive unit 14 carries a worm wheel 30 which meshes with a gear 32 which surrounds the spindle 22.
  • a gear 32 which surrounds the spindle 22.
  • Radially inside the gear 32 is connected to a spindle nut 34 which is in threaded engagement with a thread of the spindle 22.
  • FIG. 3 is also the brake device 20 of the output shaft 28 of the drive unit 14 assigned.
  • it is designed as a permanently acting friction brake.
  • it comprises a with the output shaft 28 operatively connected, ie with the output shaft 28 co-rotating brake element 42 and a solidly connected to the housing 18, ie rotationally fixed brake element 44.
  • the rotationally fixed brake element 4 and the co-rotating brake element 42 are in frictional engagement with each other this frictional engagement by means of a (not shown) Spring is permanently maintained.
  • the braking force generated by this permanent frictional engagement is preferably selected such that the movable vehicle part 52 is not able to move automatically as long as the vehicle 50 stands on a ground whose inclination angle, depending on the design of the braking device 20 relative to the horizontal, for example, at most 15 ° is. In this way, the movable vehicle part 52 can be kept at its displacement in any intermediate position.
  • the drive assembly 12 is further provided with a (in FIG. 3 only shown schematically) control unit 24 assigned. Via a signal input 36, the control unit 24 output signals of the movement state sensor 16 are supplied. Further, the control unit 24 via a signal input 38, the output signals of an obstacle detection sensor 40 are supplied.
  • control unit 24 determines that the movable vehicle part 52 is moved by hand based on the signals of the movement state sensor 16, it controls the drive unit 14 to assist in the desired movement, that is, in the direction of movement. in the manner of a power steering.
  • the proportion of the force required to move the movable vehicle part 52, which is taken over by the drive unit 14, can be adjusted as desired, but is advantageously chosen such that the vehicle part 52, even if the vehicle 50 on a slope or in lateral position, can be operated with a small force in the order of 5 to 10 N.
  • control unit 24 If the control unit 24 does not desire to manually operate the movable vehicle part 52, but is instructed to automatically move the movable vehicle part 52, the control unit 24 takes into account the obstacle detection signals supplied thereto from the obstacle detection sensor 40 in the execution of this command. Provides the Control unit 24 determines that in the path of movement of the movable vehicle part 52, an obstacle is present, it deactivates the drive unit 14, so that the movable vehicle part 52 comes to a halt before the obstacle without colliding with it and thereby being damaged.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung (10) für ein relativ zu einer Karosserie (54) eines Fahrzeugs (50) bewegbares Fahrzeugteil (52), umfassend eine Antriebsanordnung (12) mit einer Antriebseinheit (14) und einem Bewegungszustandssensor (16), ein mittels der Antriebseinheit (14) relativ zur Antriebsanordnung (12) verlagerbares Stellelement (22) und eine Steuereinheit (24) zum Ansteuern der Antriebseinheit (14), wobei die Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, die Antriebseinheit (14) in Anpassung an einen Ist-Bewegungszustand zu betätigen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug (50) mit einer Karosserie (54) und einem relativ zu der Karosserie (54) bewegbaren Fahrzeugteil (52), welches mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung (10) ausgerüstet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für ein relativ zu einer Karosserie eines Fahrzeugs bewegbares Fahrzeugteil, insbesondere für eine Fahrzeugtüroder eine Fahrzeugklappe, umfassend eine Antriebsanordnung mit einer Antriebseinheit und mindestens einem Bewegungszustandssensor zum Erfassen eines Bewegungszustands der Antriebseinheit und zum Ausgeben entsprechender Bewegungszustandssignale, ein Stellelement, welches mittels der Antriebseinheit relativ zur Antriebsanordnung verlagerbar ist, und eine der Antriebsanordnung zugeordnete Steuereinheit zum Aktivieren und Deaktivieren der Antriebseinheit.
  • Derartige Stellvorrichtungen sind allgemein bekannt. Sie werden beispielswiese zum selbsttätigen Öffnen und Schließen von Türen und/oder Heckklappen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, eingesetzt. Hierzu kann in an sich bekannter Weise die Antriebsanordnung mit einer Verbindungseinheit zur Verbindung der Antriebsanordnung mit einer übergeordneten, d.h. nicht zur Stellvorrichtung gehörenden, Baugruppe des Fahrzeugs versehen sein, während das Stellelement mit einer weiteren Verbindungseinheit zur Verbindung der Stellvorrichtung mit einer weiteren übergeordneten, d.h. nicht zur Stellvorrichtung gehörenden, Baugruppe des Fahrzeugs versehen sein kann. Dabei kann beispielsweise die eine übergeordnete Baugruppe die Karosserie des Fahrzeugs sein, während die weitere übergeordnete Baugruppe das relativ zur Karosserie bewegbare Fahrzeugteil sein kann. All dies trifft auch auf die erfindungsgemäße Stellvorrichtung zu.
  • Auch wenn die erfindungsgemäßen Stellvorrichtungen, wie gerade erwähnt, zum kraftunterstützten Öffnen und Schließen, aber auch zum automatischen Öffnen und Schließen sowohl von Fahrzeugtüren als auch von Fahrzeugklappen eingesetzt werden können, wird die erfindungsgemäße Stellvorrichtung aus Gründen der einfacheren Darstellung nachstehend überwiegend mit Bezug auf das Öffnen und Schließen von Türen von Kraftfahrzeugen erläutert werden.
  • Bei den bekannten gattungsgemäßen Stellvorrichtungen wird die Tür nach Betätigung eines hierfür vorgesehenen Schalters, beispielsweise einem Ziehen am Türgriff, selbsttätig mittels der Antriebseinheit geöffnet bzw. geschlossen. Der Bewegungszustandssensor wird hierbei zur Überwachung des Betriebs der Stellvorrichtung eingesetzt. Wird die Tür von Hand geöffnet bzw. geschlossen oder die Tür während des selbsttätigen Öffnens bzw. Schließens zusätzlich von Hand bewegt, so kann dies bei den bekannten Stellvorrichtungen nachteilige Auswirkungen auf die Antriebseinheit haben. Insbesondere kann dies eine dauerhafte Beeinträchtigung der Effizienz der Antriebseinheit, in Extremfällen sogar deren Beschädigung nach sich ziehen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die Steuereinheit einen Signaleingang aufweist, mit welchem der wenigstens eine Bewegungszustandssensor zur Weiterleitung der Bewegungszustandssignale an die Steuereinheit verbunden ist, und dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, dann, wenn die vom Bewegungszustandssensor an die Steuereinheit weitergeleiteten Bewegungszustandssignale einen von einem Soll-Bewegungszustand abweichenden Ist-Bewegungszustand der Antriebseinheit anzeigen, die Antriebseinheit in Anpassung an den Ist-Bewegungszustand zu betätigen.
  • Eine Betätigung der Antriebseinheit in Anpassung an deren Ist-Bewegungszustand kann dabei grundsätzlich darin bestehen, die Antriebseinheit nur insoweit zu betätigen, dass sie nicht mehr von außen zwangsbetätigt wird.
  • Diese Zwangsbetätigung ist nämlich üblicherweise die Ursache für die Beeinträchtigung der Antriebseinheit.
  • Vorteilhafterweise kann die Steuereinheit dazu ausgelegt sein, dann, wenn die vom Bewegungszustandssensor an die Steuereinheit weitergeleiteten Bewegungszustandssignale einen von einem Soll-Bewegungszustand abweichenden Ist-Bewegungszustand der Antriebseinheit anzeigen, die Antriebseinheit im Sinne einer Unterstützung der den Ist-Bewegungszustand hervorrufenden Bewegung zu betätigen.
  • Der Soll-Bewegungszustand kann beispielsweise der Ruhezustand, d.h. der deaktivierte Zustand, der Antriebseinheit sein. Zeigen die Bewegungszustandssignale in diesem Zustand jedoch an, dass die Antriebseinheit gleichwohl betätigt wird, so geht die Steuereinheit davon aus, dass die Fahrzeugtür von Hand betätigt wird und steuert die Antriebseinheit derart an, dass sie die manuelle Betätigung der Tür nach Art einer Servolenkung unterstützt. Ziel kann dabei vorteilhafterweise sein, die Tür auch dann, wenn sich das Fahrzeug an einer Steigung oder in Seitenlage befindet, mit einer geringen Kraft in der Größenordnung von 5 bis 10 N betätigen zu können.
  • Der Soll-Bewegungszustand kann aber auch ein vorgegebener Bewegungszustand sein, beispielsweise ein einem selbsttätigen Öffnungs- bzw. Schließvorgang der Tür entsprechender Bewegungszustand. Zeigen die Bewegungszustandssignale jedoch einen von diesem Soll-Bewegungszustand abweichenden Ist-Bewegungszustand an, so geht die Steuereinheit davon aus, dass das selbsttätige Öffnen bzw. Schließen nicht mehr erwünscht ist und die Fahrzeugtür von Hand betätigt werden soll. Auch in diesem Fall steuert die Antriebseinheit derart an, dass sie die manuelle Betätigung der Tür nach Art einer Servolenkung unterstützt.
  • Wie vorstehend angedeutet, kann die erfindungsgemäße Stellvorrichtung auch dazu ausgelegt sein, die Tür automatisch zu öffnen und zu schließen. Dabei kann die Stellvorrichtung beispielsweise dazu ausgelegt sein, ein langes Ziehen am Türgriff als Wunsch nach automatisiertem Öffnen und Schließen zu interpretieren, während ein kurzes Ziehen am Türgriff als Wunsch nach kraftunterstütztem Öffnen und Schließen interpretiert wird.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist zu berücksichtigen, dass sich manuelle Betätigungen von Türen in ihrem Bewegungsmuster, insbesondere zu Beginn der Bewegung, vor anderen Arten von Betätigungen, beispielsweise einer schwerkraftbedingten Betätigung der Tür unterscheiden. So weist beispielsweise das manuelle Öffnen einer Tür anfänglich eine starke Betätigung, quasi ein "Anreißen", auf, während sich eine Tür unter dem Einfluss der Schwerkraft anfänglich nur langsam, quasi "kriechend", in Bewegung setzt. Als Unterscheidungskriterium kann also beispielsweise die Beschleunigung verwendet werden, mit der sich die Tür in Bewegung setzt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Antriebseinheit nur dann in Anpassung an den Ist-Bewegungszustand zu betätigen, wenn ein Bewegungsmuster des Ist-Bewegungszustands wenigstens eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
  • Um verhindern zu können, dass andere als manuelle Bewegungen der Tür, beispielsweise schwerkraftbedingte Bewegungen der Tür, als Ist-Bewegungszustand erfasst werden, kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, dass der Antriebseinheit eine Bremsvorrichtung zugeordnet ist.
  • Ist die Bremsvorrichtung eine permanent wirkende Bremsvorrichtung, so kann die Bremskraft beispielsweise so eingestellt sein, dass sie größer ist als die üblicherweise auf die Tür einwirkende Schwerkraft, solange das Fahrzeug auf einem Untergrund steht, dessen Neigung einen vorbestimmten Wert, beispielsweise 15°, nicht übersteigt. Auf diese Weise überwiegt die Bremskraft die von der Schwerkraft auf die Tür ausgeübte Kraft und kann eine schwerkraftbedingte Bewegung der Tür zum Stillstand bringen bzw. gar nicht erst zulassen.
  • Die Bremsvorrichtung kann beispielsweise eine Reibbremse sein. Insbesondere kann die Bremsvorrichtung ein sich mit einer Abtriebswelle der Antriebseinheit mitdrehendes Bremselement und ein an der Antriebsanordnung drehfest angeordnetes Bremselement umfassen, welche miteinander in Reibeingriff stehen. Dabei kann beispielsweise das an der Antriebsanordnung drehfest angeordnete Bremselement zur Erzeugung des Reibeingriffs unter der Vorspannung einer Feder gegen das sich mit der Abtriebswelle der Antriebseinheit mitdrehende Bremselement angedrückt werden.
  • In diesem Zusammenhang ist es ferner vorteilhaft, wenn die Wirkung der Bremsvorrichtung, also deren Bremskraft, einstellbar ist. Hierzu kann beispielsweise die Federvorspannkraft, welche auf das an der Antriebsanordnung drehfest angeordnete Bremselement einwirkt, verstellbar sein.
  • Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Bremsvorrichtung eine Bremskraftunterbrechungseinheit umfasst. Im Falle einer Reibbremse kann diese Bremskraftunterbrechungseinheit beispielsweise dazu ausgebildet sein, den Reibeingriff der beiden Bremselemente zu unterbrechen. Vorteilhafterweise kann die Bremskraftunterbrechungseinheit mittels der Steuereinheit betätigbar sein. Insbesondere kann die Steuereinheit dazu ausgebildet sein, die Bremskraftunterbrechungseinheit bei Aktivierung der Antriebseinheit im Sinne einer Unterbrechung der Bremskraft zu betätigen.
  • Ein weiteres Problem, das beim selbsttätigen Bewegen von relativ zu einer Fahrzeugkarosserie bewegbaren Fahrzeugteilen auftritt, besteht darin, dass das Fahrzeugteil stets über ein vorbestimmtes Bewegungsmaß, d.h. eine vorbestimmte Distanz, einen vorbestimmten Schwenkwinkel oder dergleichen, bewegt wird. Dies kann bei Vorhandensein eines Hindernisses im Bewegungsweg zur Beschädigung des Fahrzeugteils führen. Um dies verhindern zu können, wird gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung eine Stellvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei welcher die Steuereinheit einen Signaleingang aufweist, mit welchem wenigstens ein nicht Teil der Stellvorrichtung bildender Hinderniserfassungssensor zur Weiterleitung von Hinderniserfassungssignalen an die Steuereinheit verbindbar ist, und dass die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die Antriebseinheit dann, wenn die Hinderniserfassungssignale das Vorhandensein eines Hindernisses im Bewegungsweg des Fahrzeugteils anzeigen, zu deaktivieren. Der Hindernissensor kann beispielsweise ein Radarsensor, ein optischer Sensor, ein Laserscanner-Sensor, ein Ultraschallsensor oder eine Kamera sein.
  • Auch für diesen Gesichtspunkt der Erfindung, für den selbstständiger Schutz angestrebt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Stellvorrichtung über eine Bremsvorrichtung der vorstehend erläuterten Art verfügt, da diese das Fahrzeugteil sicher in der bei Deaktivierung der Antriebseinheit eingenommenen Stellung zu halten vermag.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Stellelement eine Spindel umfasst.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Abtriebswelle der Antriebseinheit zur Verstellrichtung der Stelleinheit orthogonal verläuft.
  • Eine kompakte Anordnung, die wenig Bauraum in Anspruch nimmt, kann dabei beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die Abtriebswelle der Antriebseinheit ein Schneckenrad trägt, wobei das Schneckenrad vorzugsweise mit einem Zahnrad kämmt, das radial innen eine Spindelmutter aufweist bzw. trägt, welche mit einem Gewinde der Spindel in Gewindeeingriff steht. Es muss in diesem Fall lediglich für eine bezogen auf die Verstellrichtung der Stelleinheit axiale Abstützung des Zahnrads Sorge getragen werden. Diese kann aber in einfacher Weise durch das Gehäuse der Antriebsanordnung bereitgestellt werden.
  • Schließlich betrifft die Erfindung auch noch ein Kraftfahrzeug mit einer Karosserie und einem relativ zu der Karosserie bewegbaren Fahrzeugteil, welches mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ausgerüstet ist. Von besonderem Vorteil ist, dass bei diesem Kraftfahrzeug das relativ zur Karosserie des Fahrzeugs bewegbare Fahrzeugteil frei von einem mit Vorzugspositionen ausgebildeten Fangband sein kann. Dies hat nicht nur bezüglich des erforderlichen Bauraums, sondern auch hinsichtlich der Herstellungskosten Vorteile.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung;
    Figur 2
    eine weitere Seitenansicht der Stellvorrichtung gemäß Figur 1 aus der durch den Pfeil II in Figur 1 angezeigten Richtung;
    Figur 3
    eine teilweise geöffnete Seitenansicht der Stellvorrichtung der Figuren 1 und 2;
    Figur 4
    einen Schnitt der in Figur 1 gezeigten Ansicht.
  • In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung ganz allgemein mit 10 bezeichnet. Sie dient zum Bewegen eines Fahrzeugteils 52, beispielsweise einer Fahrzeugtür oder einer Fahrzeugklappe (in Figur 1 strich-punkt-punktiert angedeutet), eines Kraftfahrzeugs 50, beispielsweise eines Personenkraftwagens, relativ zur Karosserie 54 (in Figur 1 strich-punktiert angedeutet) des Kraftfahrzeugs 50. Die Stellvorrichtung 10 umfasst eine Antriebsanordnung 12 mit einer Antriebseinheit 14, beispielsweise einem Elektromotor, und einem Bewegungszustandssensor 16, beispielsweise einem Hall-Sensor, zum Erfassen des Bewegungszustands der Antriebseinheit 14. Die Antriebseinheit 14 und der Bewegungszustandssensor 16 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 18 aufgenommen. Darüber hinaus ist in dem Gehäuse 18 eine Bremsvorrichtung 20 (siehe Figur 3) angeordnet, welche eine Bewegung, insbesondere Drehung, der Antriebseinheit 14 zu bremsen vermag.
  • Die Stellvorrichtung 10 umfasst ferner ein Stellelement 22, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Spindel ausgebildet ist.
  • Das Stellelement 22 ist an dem bewegbaren Fahrzeugteil 52 mittels einer Halterung 26 angelenkt, während die Antriebsanordnung 12 mit der Karosserie 54 des Fahrzeugs 50 über eine kardanische Aufhängung 27 verbunden ist. Die von der kardanischen Aufhängung 27 bereitgestellten Bewegungsfreiheitsgrade, nämlich deren Verschwenkbarkeit um die Achsen C und D (siehe Figur 2), die Schwenkbarkeit der Halterung 26 um die Achse B und die Verdrehbarkeit der Spindel 22 relativ zur Antriebsanordnung 12 um die Achse A verhindern ein Verkanten der Stellvorrichtung 10 zuverlässig.
  • Wie insbesondere in den Figuren 3 und 4 zu erkennen ist, trägt eine Abtriebswelle 28 der Antriebseinheit 14 ein Schneckenrad 30, das mit einem Zahnrad 32 kämmt, welches die Spindel 22 umgibt. Radial innen ist das Zahnrad 32 mit einer Spindelmutter 34 verbunden, welche mit einem Gewinde der Spindel 22 in Gewindeeingriff steht. Auf diese Weise wird eine Drehbewegung der Antriebseinheit 14 in eine Linearbewegung der Spindel 22 in deren Längserstreckungsrichtung A umgesetzt
  • Gemäß Figur 3 ist auch die Bremsvorrichtung 20 der Abtriebswelle 28 der Antriebseinheit 14 zugeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist sie als permanent wirkende Reibbremse ausgebildet. Hierzu umfasst sie ein mit der Abtriebswelle 28 betriebsfest verbundenes, d.h. mit der Abtriebswelle 28 mitdrehendes Bremselement 42 und ein mit dem Gehäuse 18 betriebsfest verbundenes, d.h. drehfest angeordnetes Bremselement 44. Das drehfest angeordnete Bremselement 4 und das mitdrehende Bremselement 42 stehen miteinander in Reibeingriff, wobei dieser Reibeingriff mittels einer (nicht dargestellten) Feder dauerhaft aufrechterhalten wird. Die von diesem permanenten Reibeingriff erzeugte Bremskraft ist vorzugsweise derart gewählt, dass sich das bewegbare Fahrzeugteil 52 nicht selbsttätig in Bewegung zu versetzen vermag, solange das Fahrzeug 50 auf einem Untergrund aufsteht, dessen Neigungswinkel je nach Auslegung der Bremsvorrichtung 20 bezogen auf die Horizontale beispielsweise höchstens 15° beträgt. Auf diese Weise kann das bewegbare Fahrzeugteil 52 auf seinem Verstellweg in jeder beliebigen Zwischenposition gehalten werden.
  • Zur Steuerung des Betriebs der Antriebseinheit 14 ist der Antriebsanordnung 12 ferner eine (in Figur 3 lediglich schematisch dargestellte) Steuereinheit 24 zugeordnet. Über einen Signaleingang 36 können der Steuereinheit 24 Ausgangssignale des Bewegungszustandssensors 16 zugeführt werden. Ferner können der Steuereinheit 24 über einen Signaleingang 38 die Ausgangssignale eines Hinderniserfassungssensors 40 zugeführt werden.
  • Stellt die Steuereinheit 24 anhand der Signale des Bewegungszustandssensors 16 fest, dass das bewegbare Fahrzeugteil 52 von Hand bewegt wird, so steuert sie die Antriebseinheit 14 im Sinne einer Unterstützung der gewünschten Bewegung an, d.h. nach Art einer Servolenkung. Der Anteil der zur Bewegung des bewegbaren Fahrzeugteils 52 erforderlichen Kraft, der dabei von der Antriebseinheit 14 übernommen wird, kann je nach Wunsch eingestellt werden, wird jedoch vorteilhafterweise derart gewählt, dass das Fahrzeugteil 52 auch dann, wenn sich das Fahrzeug 50 an einer Steigung oder in Seitenlage befindet, mit einer geringen Kraft in der Größenordnung von 5 bis 10 N betätigt werden kann.
  • Stellt die Steuereinheit 24 keinen Wunsch nach einer manuellen Betätigung des bewegbaren Fahrzeugteils 52 fest, liegt ihr jedoch ein Befehl zum automatischen Bewegen des bewegbaren Fahrzeugteils 52 vor, so berücksichtigt die Steuereinheit 24 bei der Ausführung dieses Befehls die ihr vom Hinderniserfassungssensor 40 zugeführten Hinderniserfassungssignale. Stellt die Steuereinheit 24 fest, dass in dem Bewegungsweg des bewegbaren Fahrzeugteils 52 ein Hindernis vorhanden ist, so deaktiviert sie die Antriebseinheit 14, so dass das bewegbare Fahrzeugteil 52 vor dem Hindernis zum Stillstand kommt, ohne mit diesem zu kollidieren und hierdurch beschädigt zu werden.
  • Nachzutragen ist noch, dass es zur besseren Signalauflösung denkbar ist, auf der Abtriebsseite, also beispielsweise am Schneckenrad 30 oder an der Spindel 22 einen (nicht dargestellten) zweiten Bewegungszustandssensor vorzusehen.

Claims (15)

  1. Stellvorrichtung (10) für ein relativ zu einer Karosserie (54) eines Fahrzeugs (50) bewegbares Fahrzeugteil (52), insbesondere eine Fahrzeugtür oder eine Fahrzeugklappe, umfassend:
    • eine Antriebsanordnung (12)
    • mit einer Antriebseinheit (14) und
    • wenigstens einem Bewegungszustandssensor (16) zum Erfassen eines Bewegungszustands der Antriebseinheit (14) und zum Ausgeben entsprechender Bewegungszustandssignale,
    • ein Stellelement (22), welches mittels der Antriebseinheit (14) relativ zur Antriebsanordnung (12) verlagerbar ist, und
    • eine der Antriebsanordnung (12) zugeordnete Steuereinheit (24) zum Aktivieren und Deaktivieren der Antriebseinheit (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) einen Signaleingang (36) aufweist, mit welchem der wenigstens eine Bewegungszustandssensor (16) zur Weiterleitung der Bewegungszustandssignale an die Steuereinheit (24) verbunden ist, und dass die Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, dann, wenn die vom Bewegungszustandssensor (16) an die Steuereinheit (24) weitergeleiteten Bewegungszustandssignale einen von einem Soll-Bewegungszustand abweichenden Ist-Bewegungszustand der Antriebseinheit (14) anzeigen, die Antriebseinheit (14) in Anpassung an den Ist-Bewegungszustand zu betätigen.
  2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, dann, wenn die vom Bewegungszustandssensor (16) an die Steuereinheit (24) weitergeleiteten Bewegungszustandssignale einen von einem Soll-Bewegungszustand abweichenden Ist-Bewegungszustand der Antriebseinheit (14) anzeigen, die Antriebseinheit (14) im Sinne einer Unterstützung der den Ist-Bewegungszustand hervorrufenden Bewegung zu betätigen.
  3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, die Antriebseinheit (14) nur dann in Anpassung an den Ist-Bewegungszustand zu betätigen, wenn ein Bewegungsmuster des Ist-Bewegungszustands wenigstens eine vorbestimmte Bedingung erfüllt.
  4. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebseinheit (14) eine Bremsvorrichtung (20) zugeordnet ist.
  5. Stellvorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (20) eine permanent wirkende Bremsvorrichtung ist.
  6. Stellvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (20) ein sich mit einer Abtriebswelle (28) der Antriebseinheit (14) mitdrehendes Bremselement (42) und ein an der Antriebsanordnung (12) drehfest angeordnetes Bremselement (44) umfasst, welche miteinander in Reibeingriff stehen.
  7. Stellvorrichtung nach Anspruch 4 oder 6, sofern dieser nicht auf Anspruch 5 zurückbezogen ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (20) eine Bremskraftunterbrechungseinheit umfasst.
  8. Stellvorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) dazu ausgebildet ist, die Bremskraftunterbrechungseinheit bei Aktivierung der Antriebseinheit (14) im Sinne einer Unterbrechung der Bremskraft zu betätigen.
  9. Stellvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und gewünschtenfalls dem Kennzeichen eines der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) einen Signaleingang (38) aufweist, mit welchem wenigstens ein nicht Teil der Stellvorrichtung (10) bildender Hinderniserfassungssensor (40) zur Weiterleitung von Hinderniserfassungssignalen an die Steuereinheit (24) verbindbar ist, und dass die Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, die Antriebseinheit (14) dann, wenn die Hinderniserfassungssignale das Vorhandensein eines Hindernisses im Bewegungsweg des Fahrzeugteils (52) anzeigen, zu deaktivieren.
  10. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (22) eine Spindel umfasst.
  11. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (28) der Antriebseinheit (14) zur Verstellrichtung (A) der Stelleinheit (22) orthogonal verläuft.
  12. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (28) der Antriebseinheit (14) ein Schneckenrad (30) trägt, wobei das Schneckenrad (30) vorzugsweise mit einem Zahnrad (32) kämmt, das radial innen eine Spindelmutter (34) aufweist, welche mit einem Gewinde des Stellelements (22) in Gewindeeingriff steht.
  13. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsanordnung (12) mit einer Verbindungseinheit (27) zur Verbindung der Antriebsanordnung (12) mit einer übergeordneten, d.h. nicht zur Stellvorrichtung (10) gehörenden, Baugruppe (54) des Fahrzeugs (50) versehen ist, während das Stellelement (22) mit einer weiteren Verbindungseinheit (26) zur Verbindung des Stellelements (22) mit einer weiteren übergeordneten, d.h. nicht zur Stellvorrichtung (10) gehörenden, Baugruppe (52) des Fahrzeugs (50) versehen ist.
  14. Kraftfahrzeug (50) mit einer Karosserie (54) und einem relativ zu der Karosserie (54) bewegbaren Fahrzeugteil (52), welches mit einer Stellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgerüstet ist.
  15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass das relativ zur Karosserie (54) des Fahrzeugs (50) bewegbare Fahrzeugteil (52) frei von einem mit Vorzugspositionen ausgebildeten Fangband ist.
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