DE102017204914A1

DE102017204914A1 - Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied mit gelenkigem Verbindungsmechanismus

Info

Publication number: DE102017204914A1
Application number: DE102017204914.6A
Authority: DE
Inventors: Vadym Podkopayev
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-10-12
Also published as: CN107386862B; US10378263B2; CN107386862A; US20170292310A1

Abstract

Ein Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied zur Bewegung einer Fahrgast-Schwenktür relativ zu einem Körperteil eines Kraftfahrzeugs. Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied umfasst ein Gehäuse, das feststehend an der Schwenktür befestigt ist, einen Motor, der an dem Gehäuse montiert ist, eine Anschlussverbindung mit einem ersten Ende, das schwenkbar mit dem Fahrzeug-Körperteil verbunden ist und einem zweiten Ende, das schwenkbar mit einer Antriebsmutter eines Spindel-Antriebsmechanismus verbunden ist. Eine Leitspindel des Spindel-Antriebsmechanismus wird drehbar durch den Motor angetrieben, um eine translatorische Relativbewegung zwischen der Antriebsmutter und der Leitspindel zu verursachen, was andererseits in einer Schwenkbewegung der Anschlussverbindung resultiert, während die Fahrzeugtür zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position in Abhängigkeit von einer selektiven Betätigung des Motors schwenkt.

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der provisorischen US-Anmeldung Nummer 62/319 548, die am 12. April 2016 eingereicht wurde. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung wird hier durch Bezugnahme eingebracht
HINTERGRUND
1. Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kraft-Türsysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf ein Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied, das zur Bewegung einer Fahrzeugtür relativ zu einem Fahrzeugkörper zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist.
2. Verwandte Technik
Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen, die sich auf die vorliegende Offenbarung beziehen und nicht notwendiger Weise Stand der Technik sind.
Die Passagiertüren bei Kraftfahrzeugen sind typischerweise mittels oberer und unterer Türscharniere für eine Schwenkbewegung um eine allgemein vertikale Schwenkachse montiert. Jedes Türscharnier umfasst typischerweise eine Tür-Scharnierlasche, die mit der Fahrgasttür verbunden ist, eine Körper-Türlasche, die mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist und einen Schwenkstift, der angeordnet ist, um die Tür-Scharnierlasche mit der Körper-Scharnierlasche zu verbinden und eine Schwenkachse definiert. Solche schwenkenden Fahrgasttüren („Schwenktüren”) haben bekannte Aspekte, beispielsweise, wenn sich das Fahrzeug auf einer schrägen Fläche befindet und sich die Schwenktür wegen des nicht ausgeglichenen Gewichts der Tür entweder zu weit öffnet oder zuschlägt. Um diesen Aspekt zu berücksichtigen, haben die meisten Fahrgasttüren eine Art von Rast- oder Kontrollmechanismus, der in mindestens eines der Türscharniere integriert ist und dazu funktioniert, eine unkontrollierte Schwenkbewegung der Tür durch positives Positionieren und Halten der Tür in einer oder mehreren Mittel-Bewegungspositionen zusätzlich zu einer vollständig geöffneten Position zu verhindern. In einigen hochwertigen Fahrzeugen kann das Türscharnier einen stufenlosen Tür-Kontrollmechanismus umfassen, der es erlaubt, dass die Tür geöffnet wird und in Kontrolle in jeder gewünschten geöffneten Position gehalten wird. Ein Vorteil der Passagiertüren, die mit Türscharnieren mit einem stufenlosen Tür-Kontrollmechanismus ausgestattet sind, ist, dass die Tür in jeder Position positioniert und gehalten werden kann, um Kontakt mit benachbarten Fahrzeugen oder Strukturen zu verhindern.
In einem weiteren Fortschritt wurden Kraft-Türbetätigungssysteme entwickelt, die funktionieren, um die Passagiertür automatisch um ihre Schwenkachse zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu schwenken. Typischerweise umfassen Kraft-Betätigungssysteme eine kraftbetätigte Vorrichtung wie beispielsweise einen Elektromotor und eine Dreh-Linear-Wandlervorrichtung, die zur Wandlung der Drehausgabe des Elektromotors in eine Translationsbewegung eines ausfahrbaren Elementes betreibbar sind. Bei den meisten Anordnungen sind der Elektromotor und die Wandlervorrichtung an der Fahrzeugtür montiert, und das distale Ende des ausfahrbaren Elementes ist feststehend an dem Fahrzeugkörper gesichert. Ein Beispiel eines Kraft Türbetätigungssystems ist in dem US-Patent Nummer 9 174 517 mit gemeinsamer Inhaberschaft beschrieben, das ein Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied mit einer Dreh-Linear-Wandlervorrichtung offenbart, die ausgebildet ist, um eine Leitspindel mit Außengewinde, die durch einen Elektromotor angetrieben wird, und eine Antriebsmutter mit Innengewinde aufzuweisen, die kämmend mit der Leitspindel in Eingriff steht und an der das ausfahrbare Element angebracht ist. Dementsprechend führt eine Steuerung der Geschwindigkeit und der Richtung der Drehung der Leitspindel zu einer Steuerung der Geschwindigkeit und der Richtung der Translationsbewegung der Antriebsmutter und des ausfahrbaren Elementes, um die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür zwischen ihrer offenen und ihrer geschlossenen Position zu steuern.
Während solche Kraft-Betätigungssysteme für ihren beabsichtigten Zweck zufriedenstellend funktionieren, bezieht sich ein erkannter Nachteil auf ihre Einbauanforderungen. Insbesondere da Kraft-Türbetätigungssysteme auf einer Linearbewegung des ausfahrbaren Elementes beruhen, müssen der Elektromotor und die Wandlervorrichtung notwendigerweise in einer im wesentlichen horizontalen Orientierung innerhalb der Fahrzeugtür und mit Bezug auf mindestens eines der Türscharniere eingebaut werden. Als solche kann die Anwendung solcher konventioneller Kraft-Türbetätigungssysteme insbesondere auf nur solche Fahrzeugtüren beschränkt sein, bei denen eine solche Orientierung keine Kollisionen mit existierenden Strukturen oder Mechanismen verursacht, beispielsweise der Glasfensterfunktion, der Versorgungsverdrahtung und Kabelbäumen und dergleichen. Anders gesehen erfordert die Translationsbewegung des ausfahrbaren Elementes die Verfügbarkeit eines bedeutenden Anteils von Innenraum innerhalb des Hohlraums der Passagiertür.
Hinsichtlich des obigen verbleibt ein Bedarf zur Entwicklung alternativer Kraft-Tür-Betätigungssysteme, die Einbaubeschränkungen, die bei bekannten Kraft-Tür-Betätigungssystemen auftreten, berücksichtigen und überwinden und eine erhöhte Anwendbarkeit bei Reduktion von Kosten und Komplexität schaffen.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung und ist keine vollständige Offenbarung ihres vollen Umfangs oder aller ihrer Merkmale, Aspekte und Aufgaben.
Es ist ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied zur Verwendung in einem Kraft-Schwenktür-Betätigungssystem zu schaffen und das zur Bewegung einer Fahrzeugtür zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen relativ zu einem Fahrzeugkörper betreibbar ist.
Es ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied zur Verwendung mit Schwenktüren in Kraftfahrzeugen zu schaffen, das effektiv innerhalb des Hohlraums der Tür eingebaut werden kann und kooperativ mit einem Türscharnier zusammenwirkt.
Es ist ein verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung, ein Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied mit einer Montageeinheit, die an der Fahrzeugtür befestigt ist, einen kraftbetriebenen Antriebsmechanismus, der von der Montageeinheit getragen wird und ein ausfahrbares Betätigungselement aufweist, und einen Schwenkverbindungsmechanismus zu schaffen, der ausgebildet ist, um das ausfahrbare Betätigungselement mit dem Fahrzeugkörper zu verbinden.
Es ist ein weiterer verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung, den kraftbetriebenen Antriebsmechanismus mit einer motorbetriebenen Spindeleinheit zu schaffen, die ausgebildet ist, um eine Drehung des Drehantriebselements in eine Linearbewegung des ausfahrbaren Betätigungselements zu wandeln. Zusätzlich umfasst der Schwenkverbindungsmechanismus eine längliche Anschlussverbindung mit einem ersten Verbindungssegment, das schwenkbar mit dem ausfahrbaren Betätigungselement verbunden ist, und einem zweiten Verbindungssegment, das schwenkbar mit einer Schwenkhalterung verbunden ist, die an dem Fahrzeugkörper montiert ist.
In Übereinstimmung mit diesen und anderen Aspekten ist das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied der vorliegenden Offenbarung zur Verwendung in einem Kraft-Türbetätigungssystem in einem Kraftfahrzeug ausgebildet, das einen Fahrzeugkörper aufweist, der eine Türöffnung definiert, und eine Fahrzeugtür, die schwenkbar mit dem Fahrzeugkörper für eine Bewegung entlang eines Schwenkwegs zwischen offenen und geschlossenen Positionen verbunden ist. Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied umfasst einen kraftbetriebenen Antriebsmechanismus, der mit der Fahrzeugtür verbunden ist und ein linear bewegbares Betätigungselement aufweist, und einen Gelenk-Schwenkverbindungsmechanismus, der schwenkbar das Betätigungselement mit dem Fahrzeugkörper verbindet. Eine Linearbewegung des Betätigungselements in einer ersten Richtung verursacht, dass sich die Fahrzeugtür in einer Öffnungsrichtung von der geschlossenen Position zu der offenen Position bewegt, während eine Linearbewegung des Betätigungselements in einer zweiten Richtung verursacht, dass sich die Fahrzeugtür in einer Schließrichtung von der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegt. Der Schwenkverbindungsmechanismus ist betreibbar, um eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür entlang ihres Schwenkwegs in Kooperation mit der bidirektionalen Linearbewegung des Betätigungselements aufzunehmen.
In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel des Kraft-Schwenktür-Betätigungsgliedes umfasst die kraftbetriebene Antriebsvorrichtung eine Montageeinheit, die fest an der Fahrzeugtür angebracht ist, einen Elektromotor, der durch die Montageeinheit getragen wird, und eine Spindelantriebseinheit mit einer drehbaren Leitspindel und einer nicht drehbaren, linear bewegbaren Antriebsmutter, die das Betätigungselement definiert. Der Schwenkverbindungsmechanismus umfasst eine Anschlussverbindung mit einem ersten Verbindungssegment, das schwenkbar an der Antriebsmutter montiert ist, und einem zweiten Verbindungssegment, das schwenkbar an einer Schwenkhalterung montiert ist, die feststehend an dem Fahrzeugkörper angebracht ist. Im Betrieb verursacht eine motorgetriebene Drehung der Leitspindel in einer ersten Drehrichtung eine translatorische Bewegung der Antriebsmutter von einer eingezogenen Position zu einer ausgefahrenen Position zur Bewegung der Fahrzeugtür von der geschlossenen Position zu der geöffneten Position. Eine motorgetriebene Drehung der Leitspindel in einer zweiten Drehrichtung verursacht eine translatorische Bewegung der Antriebsmutter von der ausgefahrenen Position zu der eingezogenen Position zur Bewegung der Fahrzeugtür von der offenen Position zu der geschlossenen Position.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hier gelieferten Beschreibung deutlich. Die Beschreibung und die speziellen Ausführungsbeispiele, die in dieser Zusammenfassung aufgeführt sind, sind nur zum Zweck der Erläuterung und es ist nicht beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden schnell erkannt, da dieselben mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, besser verstanden wird, wobei:
1 eine Perspektivdarstellung eines beispielhaften Kraftfahrzeugs ist, das mit einem Kraft-Türbetätigungssystem ausgestattet ist, das zwischen einer vorderen Passagier-Schwenktür und einem Fahrzeugkörper angeordnet ist und das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
2 eine diagrammartige Darstellung der vorderen Passagiertür der 1 in Relation zu einem Teil des Fahrzeugkörpers ist, die mit einem Kraft-Türbetätigungssysteme der vorliegenden Erfindung versehen ist, wobei nur aus Klarheitsgründen verschiedene Komponenten entfernt wurden,
3A, 3B und 3C schematische Darstellungen eines Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds sind, das dem Kraft-Türbetätigungssystem der vorliegenden Offenbarung zugeordnet ist und das operativ zwischen dem Fahrzeugkörper und der Schwenktür zur Bewegung der Schwenktür zwischen einer geschlossenen Position, einer oder mehreren Mittelpositionen bzw. einer offenen Position angeordnet ist,
4 eine Schnittdarstellung des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds der 3A, 3B und 3C ist,
5A und 5B Explosions- bzw. Zusammenbaudarstellungen eines Getriebezugs sind, der dem Schwenktür-Betätigungsglied der 4 zugeordnet ist,
6 und 6A–6E System-Zustandsdiagramme und Logik-Ablaufdiagramme sind, die durch ein elektronisches Steuersystem, das mit dem Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied der 4 verbunden ist, verwendet werden,
7 eine isometrische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kraft-Schwenktür-Betätigungssystems ist, das gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist,
8 eine der 7 ähnliche Ansicht ist, wobei einige Komponenten entfernt oder transparent dargestellt sind, um die bestimmten Komponenten des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds besser zu erläutern,
9 eine andere Darstellung des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds der 7 ist,
10 zusammengesetzte Darstellungen des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds der 7 sind, das in der Fahrzeugtür installiert ist und einen Gelenk-Schwenkverbindungsmechanismus aufweist, der schwenkbar mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist, zur Darstellung der Bewegung der Tür zwischen einer vollständig geschlossenen Position, einer ersten und einer zweiten Zwischenposition und einer vollständig offenen Position,
11A–11D die Positionen des türmontierten Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds, das in 10 dargestellt ist, weiter erläutern,
12A–12D die Positionen des Tür montierten Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds der 10 weiter erläutern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Allgemein wird mindestens ein Ausführungsbeispiel eines Kraft-Türbetätigungssystems mit einem Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied, das in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, nun beschrieben. Das mindestens eine Ausführungsbeispiel wird so gegeben, dass diese Offenbarung vollständig ist und vollständig den Umfang an Fachleute vermittelt. Viele bestimmte Details werden als Beispiele von bestimmten Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren fortgesetzt, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung zu schaffen. Es ist für Fachleute ersichtlich, dass bestimmte Details nicht eingesetzt werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen umgesetzt werden können und dass nichts zur Beschränkung des Umfangs der Offenbarung anzusehen ist. In einigen Ausführungsbeispielen werden allgemein bekannte Prozesse, bekannte Vorrichtungsstrukturen und bekannte Technologien im Detail beschrieben.
Anfangs bezugnehmend auf 1 umfasst ein dargestelltes Kraftfahrzeug 10 eine Vordertür 12, die schwenkbar an einem Fahrzeugkörper 14 über einen oberes Türscharnier 16 und ein unteres Türscharnier 18 montiert ist, die beide gestrichelt dargestellt sind. In Übereinstimmung mit einem allgemeinen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Kraft-Türbetätigungssystem 20, das ebenfalls in gestrichelten Linien dargestellt ist, in die Schwenkverbindung zwischen der Vordertür 12 und einen Fahrzeugkörper 14 integriert. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Aufbau umfasst das Kraft-Türbetätigungssystem 20 allgemein ein kraftbetriebenes Schwenktür-Betätigungsglied, das innerhalb eines inneren Hohlraums der Fahrzeugtür 12 befestigt ist und einen Elektromotor aufweist, der einen Spindel-Antriebsmechanismus mit einer ausfahrbaren Komponente aufweist, die schwenkbar an einen Teil des Fahrzeugkörpers 14 gekoppelt ist. Eine angetriebene Drehung des Spindel-Antriebsmechanismus verursacht eine gesteuerte Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 12 relativ zu dem Fahrzeugkörper 14.
Sowohl das obere Türscharnier 16 als auch das untere Türscharnier 18 umfassen eine türmontierte Scharnierkomponente und eine körpermontierte Scharnierkomponente, die schwenkbar mittels eines Scharnierstifts oder -zapfens verbunden sind. Während das Kraft-Türbetätigungssystem 20 nur in Zusammenhang mit der vorderen Beifahrertür 12 dargestellt ist, werden Fachleute erkennen, dass das Kraft-Türbetätigungssystem 20 auch zusammen mit jeder anderen Tür oder Hubtür des Fahrzeugs 10 wie der hinteren Fahrgasttür 17 oder dem Kofferraumdeckel 19 vorgesehen sein kann.
Das Kraft-Türbetätigungssystem 20 ist in 2 diagrammartig dargestellt und umfasst ein Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 22 mit einem Elektromotor 24, einem Reduktionsgetriebezug 26, einer Rutschkupplung 28 und einem Antriebsmechanismus 30, die zusammen eine Kraft-Tür-Präsentationsanordnung 32 definieren, die innerhalb einer Innenkammer 34 der Tür 12 montiert ist. Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 22 umfasst auch einen Verbindungsmechanismus 36, der ausgebildet ist, um ein ausfahrbares Element des Antriebsmechanismus 30 mit dem Fahrzeugkörper 14 zu verbinden. Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 22 umfasst ferner eine Trägerstruktur, beispielsweise ein Betätigungsgliedgehäuse 38, das ausgebildet ist, um an der Tür 12 innerhalb der Kammer 34 befestigt zu werden und den Elektromotor 24, den Reduktionsgetriebezug 26, die Rutschkupplung 28 und den Antriebsmechanismus 30 darin aufzunehmen. Wie ebenfalls dargestellt ist, ist ein elektronisches Steuermodul 52 in Kommunikation mit dem Elektromotor 24, um an ihn elektrische Steuersignale zu liefern. Das elektronische Steuermodul 52 umfasst einen Mikroprozessor 54 und einen Speicher 56, auf dem ausführbare computerlesbare Befehle gespeichert sind. Das elektronische Steuermodul 52 kann in das Betätigungsgliedgehäuse 38 integriert sein oder direkt damit verbunden sein.
Obwohl dies nicht ausdrücklich dargestellt ist, kann der Elektromotor 24 Halleffekt-Sensoren zur Überwachung der Positionen und der Geschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 während der Bewegung zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position umfassen. Beispielsweise können einer oder mehrere Halleffekt-Sensoren vorgesehen und positioniert sein, um Signale an das elektronische Steuermodul 52 zu senden, die eine Drehbewegung des Elektromotors 24 anzeigen und die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 24 anzeigen, d. h. basierend auf Zählsignalen von dem Halleffekt-Sensor, der ein Ziel auf einer Motor-Ausgangswelle erfasst. In Situationen, bei denen die erfasste Motorgeschwindigkeit größer als eine Schwellwertgeschwindigkeit ist und wenn die der Stromsensor eine deutliche Änderung in der Stromaufnahme erfasst, kann das elektronische Steuermodul 52 feststellen, dass der Benutzer die Tür 12 manuell bewegt, während der Motor 36 auch betrieben wird, um so die Fahrzeugtür 12 zwischen ihrer geöffneten und ihrer geschlossenen Position zu bewegen. Das elektronische Steuermodul 52 kann dann ein Signal an den Elektromotor 24 senden, um den Motor 24 anzuhalten, und kann auch die Rutschkupplung 28 (falls vorhanden) außer Eingriff bringen. Wenn demgegenüber das Steuermodul in einem Kraft-Öffnungs- oder Kraft-Schließ-Modus ist und die Halleffekt-Sensoren anzeigen, dass die Geschwindigkeit des Elektromotors 24 kleiner als eine Schwellwertgeschwindigkeit ist (d. h. Null) und eine Stromspitze erfasst wird, kann das elektronische Steuermodul 52 feststellen, dass ein Hindernis sich im Weg der Fahrzeugtür 12 befindet, wobei in diesem Fall das elektronische Steuermodul jede erforderliche Aktion vornehmen kann, beispielsweise ein Signal zum Abschalten des Elektromotors 36 senden kann. Als solches erhält das elektronische Steuermodul 52 eine Rückmeldung von den Halleffekt-Sensoren, um sicherzustellen, dass während der Bewegung der Fahrzeugtür 12 von der geschlossenen Position in die offene Position oder umgekehrt ein Kontakthindernis nicht aufgetreten ist.
Wie auch schematischen 2 dargestellt ist, kann das elektronische Steuermodul 52 in Kommunikation mit einem Fernbedienungs-Schlüsselanhänger 60 und/oder mit inneren/externen Griffschaltern 62 zum Empfang einer Anforderung von einem Benutzer zur Öffnung oder Schließung der Fahrzeugtür 12 sein. Anders gesagt empfängt das elektronische Steuermodul 52 ein Befehlssignal von entweder dem Fernbedienungs-Schlüsselanhänger 60 und/oder dem inneren/äußeren Handgriffschalter 62, um das Öffnen oder Schließen der Fahrzeugtür 12 auszulösen. Bei Empfang eines Befehls geht das elektronische Steuermodul 52 weiter, um ein Signal an den Elektromotor 24 in Form einer in der Pulsbreite modulierten Spannung (für die Geschwindigkeitssteuerung) zu liefern, um den Motor 24 einzuschalten und die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 12 zu beginnen. Beim Liefern des Signals erhält das elektronische Steuermodul 52 auch eine Rückmeldung von den Halleffekt-Sensoren des Elektromotors 24, um sicherstellen, dass ein Kontakthindernis nicht aufgetreten ist. Falls kein Hindernis vorhanden ist, erzeugt der Motor fortgesetzt eine Drehkraft zur Betätigung des Spindel-Antriebsmechanismus 30. Sobald die Fahrzeugtür 12 in einer gewünschten Position angeordnet ist, wird der Motor 24 ausgeschaltet, und die „selbstverriegelnde” Getriebeübersetzung des Getriebes 26 verursacht, dass die Fahrzeugtür 12 weiterhin in dieser Position gehalten wird. Falls ein Benutzer versucht, die Fahrzeugtür 12 in eine andere Betriebsposition zu bringen, wird der Elektromotor 24 zunächst der Bewegung durch den Benutzer widerstehen (wodurch eine Tür-Kontrollfunktion wiedergegeben wird) und schließlich freigeben und erlauben, dass die Tür in die neue gewünschte Position bewegt wird. Noch einmal, sobald die Fahrzeugtür 12 angehalten wird, liefert das elektronische Steuermodul 52 die erforderliche Leistung an den Elektromotor 24, um sie in der Position zu halten. Falls der Benutzer eine ausreichend große Bewegungseingabe an die Fahrzeugtür 12 angelegt (das heißt in dem Fall, wenn der Benutzer wünscht, die Tür zu schließen), wird das elektronische Steuermodul 52 diese Bewegung über die Halleffekt-Pulse erkennen und fortfahren, um einen Vorgang des vollständigen Verschließens der Fahrzeugtür 12 durchzuführen.
Das elektronische Steuermodul 52 kann auch eine zusätzliche Eingabe von einem Ultraschallsensor 64 erhalten, der an einem Teil der Fahrzeugtür 12, beispielsweise an einem Türspiegel 65 oder dergleichen angebracht ist. Der Ultraschallsensor 64 erfasst, ob ein Hindernis wie ein anderes Auto, ein Baum oder ein Pfosten nahe oder in enger Nähe zu der Fahrzeugtür 12 ist. Falls solch ein Hindernis vorhanden ist, sendet der Ultraschallsensor 64 ein Signal an das elektronische Steuermodul 52, und das elektronische Steuermodul 52 schreitet fort, um den Elektromotor 24 auszuschalten, um die Bewegung der Fahrzeugtür 12 anzuhalten, wodurch verhindert wird, dass die Fahrzeugtür 12 gegen das Hindernis anschlägt. Dies schafft ein kontaktloses Hindernis-Vermeidungssystem. Zusätzlich oder optional kann ein Kontakt-Hindernis-Vermeidungssystem in dem Fahrzeug 10 platziert werden, das einen Kontaktsensor 22 umfasst, der an der Tür montiert ist, beispielsweise zusammen mit einer Formkomponente 67, und der betreibbar ist, um ein Signal an die Steuerung 52 zu senden.
Die 3A, 3B und 3C zeigen ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel eines Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds 100 in Betrieb, um eine Fahrzeug-Schwenktür 102 zwischen einer geschlossenen Position, einer offenen Zwischenposition und bzw. einer vollständig geöffneten Position zu bewegen. Die Schwenktür 102 ist schwenkbar an mindestens einem Scharnier 104, das mit dem Fahrzeugkörper 106 (nicht vollständig dargestellt) verbunden ist, für eine Rotation um eine Vertikalachse 108 montiert. Aus Gründen größerer Klarheit ist für den Fahrzeugkörper 106 beabsichtigt, dass er „unbewegliche” Strukturelemente des Fahrzeugs wie den Fahrzeugrahmen (nicht dargestellt) und Körperpaneele (nicht dargestellt) umfasst.
Die Schwenktür 102 umfasst innere und äußere Metallblechpaneele 110 und 112 mit einem Verbindungsteil 114 zwischen dem inneren und dem äußeren Metallblechpaneel 110 und 112. Das Betätigungsglied 100 hat eine Trägerstruktur wie ein Gehäuse 116, einen kraftbetriebenen Antriebsmechanismus 117, der innerhalb des Gehäuses 116 montiert ist, und ein ausfahrbares Betätigungselement 118, das antriebsmäßig mit dem kraftbetriebenen Antriebsmechanismus 117 gekoppelt ist. Das ausfahrbare Betätigungselement 118 ist relativ zu dem Gehäuse 116 zwischen einer eingezogenen und einer ausgefahrenen Position bewegbar, um eine Schwenkbewegung der Tür 102 zu bewirken. Das Betätigungsglied 100 kann innerhalb eines inneren Türhohlraums montiert sein, der zwischen dem inneren und dem äußeren Metallblechpaneel 110, 112 ausgebildet ist. Insbesondere ist das Betätigungsgliedgehäuse 116 an der Schwenktür 102 über eine Montagehalterung 120 befestigt, die an dem Türverbindungsbereich 114 innerhalb des inneren Türhohlraums montiert ist. Das abschließende Ende des ausfahrbaren Betätigungselements 118 ist an dem Fahrzeugkörper 106 montiert.
Zusätzlich bezugnehmend auf die Schnittdarstellung des Betätigungsglieds 100, die in 4 dargestellt ist, definiert das Gehäuse 116 eine zylindrische Kammer, in der das ausfahrbare bare Betätigungsglied 118 gleitet. Das ausfahrbare Betätigungselement 115 hat eine Kugelhülse 122 an dem Abschlussende eines zylindrischen Rohres 124 zur Befestigung an dem Fahrzeugkörper 106. Das zylindrische Rohr 124 ist ausgebildet, um ein Innengewinde 126 aufzuweisen.
Das zylindrische Rohr 124 mit Innengewinde (auch als „Mutternrohr” bezeichnet) steht in kämmendem Eingriff mit dem Außengewinde, das auf der Leitspindel 128 gebildet ist, die in dem Gehäuse 116 zur Drehung am Ort montiert ist. Die Leitspindel 128 passt mit dem Mutternrohr 124 mit Innengewinde zusammen, um eine Relativdrehung zwischen der Leitspindel 128 und dem Mutternrohr 124 mit Innengewinde zu ermöglichen. Da in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Mutternrohr 124 verschiebbar in dem Gehäuse 116 verbunden ist, aber an einer Drehung gehindert ist, verschiebt sich das Mutternrohr 124 bei einer Drehung der Leitspindel 128 linear, wodurch verursacht wird, dass das ausfahrbare Betätigungselement 118 sich mit Bezug auf das Gehäuse 116 bewegt. Da das ausfahrbare Betätigungselement 118 mit dem Fahrzeugkörper 106 verbunden ist und das Betätigungsgliedgehäuse 116 mit der Schwenktür 102 verbunden ist, verursacht eine derartige Bewegung des ausfahrbaren Betätigungselements 118, dass die Schwenktür 102 relativ zum Fahrzeugkörper 106 schwenkt.
Die Leitspindel 128 ist mit einer Welle 130 verbunden, die in dem Gehäuse 116 über ein Kugellager 132 gelagert ist, das eine radiale und lineare Stütze für die Leitspindel schafft. In dem dargestellten nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel ist ein Absolutpositionssensor 134 an der Welle 130 montiert. Der Absolutpositionssensor 134 wandelt die Drehungen der Leitspindel in ein Absolut-Linearpositionssignal, sodass die Linearposition des ausfahrbaren Elementes 118 mit Sicherheit selbst beim Einschalten bekannt ist. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Absolut-Linearpositionssensor 134 als ein Linearkodierer vorgesehen sein, der zwischen dem Mutternrohr 124 und dem Betätigungsgliedgehäuse 116 montiert ist, der die Bewegung zwischen diesen Komponenten entlang einer Längsachse liest.
Die Welle 130 ist mit einer Kupplungseinheit 136 verbunden, die dem kraftbetriebenen Antriebsmechanismus 117 zugeordnet ist. Die Kupplungseinheit 136 ist normalerweise in einem Eingriffsmodus betreibbar und muss gespeist werden, um in einen Freigabemodus zu gelangen. Mit anderen Worten kuppelt die Kupplungseinheit 136 normalerweise die Leitspindel 128 mit einer Getriebezugeinheit 137 ohne Anlegung von elektrischer Leistung, und die Kupplungseinheit 136 erfordert das Anlegen von elektrischer Leistung, um die Leitspindel 128 von der Getriebezugeinheit 137 zu trennen. Die Kupplungseinheit 136 kann unter Verwendung jeder geeigneten Art von Kupplungsmechanismen beispielsweise mit einem Satz von Klemmstücken, Walzen, Schlingfedern, einem Paar Reibungsplatten oder mit jedem anderen geeigneten Mechanismus eingreifen und freigegeben. Die Getriebezugeinheit 132 ist ebenfalls ein Teil des kraftbetriebenen Antriebsmechanismus 117.
Zusätzlich bezugnehmend auf die 5A und 5B ist die Kupplungseinheit 136 mit einem Schneckenrad 138 über eine flexible Gummikupplung 140 verbunden. Die Kupplungseinheit 136 hat eine Reihe von Nocken 142, die mit Knoten 144 der flexiblen Gummikupplung 140 und Rippen 146 des Schneckenrades 138 verzahnt sind. Die flexible Gummikupplung 140 hilft dabei, das Getriebegeräusch durch Dämpfung von Vibrationen zu reduzieren, und minimiert den Effekt jeder Fehlausrichtung zwischen der Kupplungseinheit 136 und der Getriebezugeinheit 137.
Das Schneckenrad 138 kann ein Wendelrad mit Getriebezähnen 148 sein. Das Schneckenrad 138 kämmt mit einer Schnecke 150, die mit der Ausgangswelle eines Elektromotors 152 verbunden ist, der beispielsweise ein Kleinmotor sein kann. Die Schnecke kann eine eingängige Schnecke mit einem Gewinde mit einem Steigungswinkel von weniger als etwa 4° sein. Die Getriebezugeinheit 137 wird somit durch die Schnecke 150 und das Schneckenrad 138 gebildet und schafft ein Getriebeverhältnis, das das Drehmoment des Motors wie erforderlich multipliziert, um die Leitspindel anzutreiben und die Fahrzeug-Schwenktür zu bewegen. Der Elektromotor 152 ist betriebsmäßig mit der Getriebezugeinheit 137 verbunden und ist betriebsmäßig mit einem Eingangsende 136a der Kupplungseinheit 136 durch die Getriebezugeinheit 137 verbunden. Das Ausgabeende (bei 136b gezeigt) der Kupplungseinheit 136 ist betriebsmäßig mit dem ausfahrbaren Betätigungselement 118 verbunden (in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über die Leitspindel 128 und das Mutternrohr 124). Bei diesem nicht beschränkenden Aufbau umfasst der kraftbetriebene Antriebsmechanismus 117 den Elektromotor 152, die Getriebezugeinheit 137, die Kupplungseinheit 136, den Positionssensor 134 und die Spindel-Antriebseinheit aus der Leitspindel 128 und dem Mutternrohr 124.
Die Schnecke 150 und das Schneckenrad 138 schaffen einen sperrenden Getriebezug, auch als ein Getriebe zu bezeichnen, der nicht rücktreibbar ist. Wenn die Kupplungseinheit 136 normal in Eingriff steht, ist ein relativ großer Betrag von Kraft erforderlich, um die Getriebezugeinheit 137 und den Motor 152 zurückzutreiben. Somit schafft das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 100 in sich eine stufenlose Tür-Kontrollfunktion, da die zum Zurücktreiben der Getriebezugeinheit 137 und des Motors 152 erforderliche Kraft deutlich größer ist, als die Kraft, die durch eine nicht ausbalancierte Tür ausgeübt wird, wenn das Fahrzeug auf einer Schräge angeordnet ist.
Die Kupplungseinheit 136 hat jedoch ein zugeordnetes Rutschmoment zwischen dem Eingabeende 136a und dem Ausgabeende 136b, der ein maximaler Betrag des Drehmoments ist, das die Kupplungseinheit 136 zwischen dem Eingabeende und dem Ausgabeende 136a und 136b vor dem Rutschen überträgt. Wenn somit die Kupplung 136 in Eingriff ist, wird sie rutschen, falls an dem Eingabeende 136a (oder an dem Ausgabeende 136b) ein Drehmoment angelegt wird, das das Rutschmoment übersteigt. Das Rutschmoment der Kupplungseinheit 136 kann ausgewählt werden, um ausreichend gering zu sein, sodass für den Fall eines Leistungsverlusts in dem Fahrzeug, der dazu führt, dass keine elektrische Leistung zum Lösen der Kupplung 136 zur Verfügung steht, die Schwenktür 102 noch durch eine Person durch Überwinden des Kupplungs-Rutschmoments manuell bewegt werden kann. Das Rutschmoment kann jedoch als ausreichend hoch ausgewählt werden, sodass es ausreichend ist, um die Schwenktür 102 in jeder Position, die die Tür 102 inne hat, zu halten, wodurch die stufenlose Tür-Kontrollfunktion geschaffen wird. Mit anderen Worten ist das Rutschmoment ausreichend hoch, falls die Schwenktür 102 in einer bestimmten Position belassen wird und der Motor 152 angehalten wird, sodass das Rutschmoment eine Bewegung der Tür verhindert, wenn die Tür einem externen Drehmoment ausgesetzt ist, das kleiner als ein gewählter Wert ist. Ein Beispiel eines externen Drehmoments, das das Rutschmoment nicht überwindet, würde durch das Gewicht der Schwenktür 102 angelegt werden, wenn das Fahrzeug auf einer Fläche geparkt ist, die weniger als einen ausgewählten Neigungswinkel aufweist. Das Rutschmoment ist jedoch ausreichend gering, sodass die Schwenktür 102 manuell durch eine Person bewegt werden kann (d. h. eine Person, die eine ausgewählte Stärke aufweist, die repräsentativ für einen ausgewählten Prozentsatz der Gesamtpopulation ist, in der das Fahrzeug zu verkaufen ist).
Im Normalbetrieb kann das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 100 gelöst werden, um eine manuelle Bewegung der Schwenktür 102 durch Anlegen von Leistung (d. h. Speisen) an die Kupplungseinheit 136 zu erlauben, in welchem Fall der Motor 152 und die Getriebezugeinheit 137 von der Leitspindel 128 entkoppelt werden. Ein Beispiel für ein geeignetes Rutschmoment, das für die Kupplungseinheit 136 ausgewählt werden kann, kann im Bereich von etwa 2 Nm bis etwa 4 Nm liegen. Das Rutschmoment, das für eine bestimmte Anwendung gewählt wird, kann von einem oder von mehreren verschiedenen Faktoren abhängen. Ein Beispielsfaktor, auf dem das Rutschmoment basierend ausgewählt werden kann, ist das Gewicht der Tür 102. Ein anderer Beispielsfaktor, auf dem das Rutschmoment basierend ausgewählt werden kann, ist die Geometrie der Tür 102. Noch ein anderer Beispielsfaktor, auf dem das Rutschmoment basierend ausgewählt werden kann, ist der Betrag der Neigung, auf der beabsichtigt ist, das Fahrzeug zu parken, während noch sichergestellt ist, dass die Tür 102 in jeder Position gehalten werden kann.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel können das Element 124 mit Innengewinde und die Leitspindel 128, die dem kraftbetriebenen Spindel-Antriebsmechanismus 117 zugeordnet ist, hinsichtlich der Position vertauscht werden. D. h., das Element 124 mit Innengewinde kann durch das Ausgabeende 136b der Kupplungseinheit 136 angetrieben werden, und die Leitspindel 128 mit Außengewinde kann verschiebbar mit dem Gehäuse 116 verbunden sein. Somit kann das Ausgabeende 136b der Kupplungseinheit 136 mit der Leitspindel 128 oder dem Element 124 mit Innengewinde verbunden sein, und das andere, die Leitspindel 128 oder das Element 124 mit Innengewinde, kann mit dem ausfahrbaren Betätigungselement 118 verbunden sein und kann somit relativ zu dem Gehäuse 116 verschiebbar sein. Eine Drehung des Ausgabeendes 136a der Kupplungseinheit 136 treibt eine Drehung dessen an, was immer mit dem Ausgabeende 136a verbunden ist, d. h. die Leitspindel 128 oder das Element 124 mit Innengewinde, was andererseits die Verschiebebewegung des anderen, der Leitspindel 128 bzw. des Elements 124 mit Innengewinde, relativ zu dem Gehäuse 116 antreibt.
Ein Schwenktür-Betätigungssystem wird geschaffen, das das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 101 und ein Steuersystem 154 umfasst, das schematisch in 4 dargestellt ist. Das Steuersystem 154 kann betriebsmäßig mit einer bei 155 in 3A dargestellten Türverriegelung verbunden sein, die als Teil der Schwenktür 102 vorgesehen ist. Die Türverriegelung kann einen Verriegelungsmechanismus mit einer Ratsche 156 und einer Klinke 158 aufweisen, die beide jede geeignete Ratsche und Klinke, die in der Technik bekannt sind, sein können. Die Ratsche 156 ist zwischen einer geschlossenen Position (wie in 1A dargestellt), wobei die Ratsche 146 einen Schließer 160, der an dem Fahrzeugkörper 102 montiert ist, hält, und einer offenen Position bewegbar, in der der Schließer 160 durch die Ratsche 156 nicht gehalten wird. Wenn die Ratsche 156 in der geschlossenen Position ist, kann gesagt werden, dass die Türverriegelung 155 geschlossen ist. Wenn die Ratsche 156 in der offenen Position ist, kann gesagt werden, dass die Türverriegelung 155 offen ist. Die Klinke 158 ist zwischen einer Ratschen-Sperrposition, in der die Klinke 158 die Ratsche 156 in der geschlossenen Position hält, und einer Ratschen-Freigabeposition bewegbar, in der die Klinke 158 eine Bewegung der Ratsche 156 in die offene Position gestattet. Jede andere geeignete Komponente kann als ein Teil der Türverriegelung 155 vorgesehen sein, beispielsweise Komponenten zum Verriegeln und zum Entriegeln der Schwenktür 102 und Motoren zur Verursachung einer Bewegung der Klinke 128 zwischen der Ratschen-Halte- und der Ratschen-Freigabeposition.
Das Steuersystem 154 schafft eine Systemlogik zum selektiven Speisen des Elektromotors 152 und der Kupplungseinheit 136 basierend auf einer Zahl von Signaleingaben. Das Steuersystem 154 kann einen Mikroprozessor 162 und einen Speicher 164 aufweisen, der eine Programmierung enthält, die ausgebildet ist, um die unten beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen, und kann ausgebildet sein, um Eingaben zu erhalten und Ausgaben zu übertragen, wie unten beschrieben wird.
Während in dem nicht beschränkenden Beispiel das Steuersystem 154 als ein einzelner Block dargestellt ist, ist für Fachleute ersichtlich, dass das Steuersystem 154 ein komplex verteiltes Steuersystem mit mehreren individuellen Controller sein kann, die miteinander über ein Netzwerk verbunden sind.
Die Schwenktür 102 kann einen konventionellen Öffnungshebel (nicht dargestellt) aufweisen, der innerhalb der Fahrgastzelle zur manuellen Öffnung der Türverriegelung 155 angeordnet ist. Dieser Öffnungshebel kann einen Schalter auslösen, der mit dem Steuersystem 154 verbunden ist, sodass, wenn der Schalter betätigt wird, das Steuersystem 154 die Kupplungseinheit 136 versorgt (d. h. speist), um das Betätigungsglied 100 zu lösen und eine manuelle Bewegung der Schwenktür 102 zu ermöglichen.
Das Steuersystem 154 kann in einem „Kraftunterstützungs”-Modus arbeiten, in dem das Steuersystem 154 erfasst, dass ein Benutzer versucht, die Schwenktür 102 manuell zu bewegen, wenn das Betätigungsglied 100 in einem Kraft-Öffnungs- oder einem Kraft-Schließmodus ist. Ein Stromsensor 180 (4) kann für den Motor 152 vorgesehen sein, um den Betrag des Stroms, der durch den Motor 152 gezogen wird, zu erfassen. Ein oder mehrere Halleffekt-Sensoren (einer ist bei 182 dargestellt) können vorgesehen und so positioniert sein, um Signale an das Steuersystem 154 zu senden, die die Drehbewegung des Motors 152 anzeigen und die Drehgeschwindigkeit des Motors 172 anzeigen, das heißt basierend auf Zählsignalen von dem Halleffekt-Sensor 182, der ein Ziel auf der Motor-Ausgabewelle erfasst. In Situationen, bei denen die erfasste Motorgeschwindigkeit größer als eine Schwellwertgeschwindigkeit ist und der Stromsensor eine deutliche Änderung in dem gezogenen Strom erfasst, kann das Steuersystem 154 feststellen, dass der Benutzer die Tür 102 manuell bewegt, während der Motor 152 ebenfalls die Tür 102 bewegt und dass somit der Benutzer die Schwenktür 102 manuell bewegen möchte. Das Steuersystem 154 kann dann den Motor 152 anhalten und die Kupplung 136 speisen und somit lösen. Wenn umgekehrt das Steuersystem 154 in einem Kraft-Öffnung- oder Schließmodus ist und die Halleffekt-Sensoren anzeigen, dass die Motorgeschwindigkeit kleiner als eine Schwellwertgeschwindigkeit (d. h. Null) ist und eine Stromspitze festgestellt wird, kann das Steuersystem 154 feststellen, dass sich ein Hindernis in dem Weg der Tür 102 befindet, wobei in diesem Fall das Steuersystem 154 jede geeignete Aktion veranlassen kann, beispielsweise den Motor 152 anzuhalten. Als eine Alternative kann das Steuersystem 154 erfassen, dass der Benutzer eine manuelle Bewegung der Tür 102 vornehmen möchte, falls Signale von dem Absolutpositionssensor 134 eine Bewegung des ausfahrbaren Elementes zu einem Zeitpunkt anzeigt, wenn der Motor 152 nicht gespeist wird.
Die 6 und 6A–6E zeigen eine nicht beschränkende Version eines System-Zustandsdiagramms und einer Steuersystemlogik, die von dem Steuersystem 154 verwendet werden können. Zur Erhöhung der Klarheit der Zeichnungen zeigen die Punkte, die mit 1 bis 12 in Kreisen in den 6A–6E nummeriert sind, wo Programmablauflinien in angrenzenden Teilen des Zustandsdiagramms verbinden. Das Steuersystem 154 ist in einer Anzahl von Modi betreibbar, einschließlich eines verriegelten Modus 200, der in 6E dargestellt ist. In dem verriegelten Modus 200 ist die Schwenktür 102 in der geschlossenen Position, und die Türverriegelung 155 ist verriegelt. Dies kann durch Kopplung der Ratsche 156 mit einem Schalter festgestellt werden, der dem Steuersystem 154 signalisiert, wenn die Ratsche 156 in einer offenen Position, einer geschlossenen Position oder in einer teilweise geschlossenen Position ist. In dem verriegelten Modus 200 wartet das Steuersystem 154 im Schritt 201 auf ein Türöffnungssignal. Das Türöffnungssignal kann von Quellen wie einem Fernschalter, einem Schlüsselanhänger oder einer am Armaturenbrett montierten Druckknopfsteuerung in der Fahrgastzelle sein, die signalisiert, dass der Fahrzeugnutzer eine Kraftöffnung der Schwenktür 102 auslösen möchte. Das Türöffnungssignal kann von einer manuellen Aktivierung des Türverriegelungs-Öffnungshebels 184 kommen (3A), der einen Schalter 186 schalten kann, der zum Senden von Signalen an das Steuersystem 154 positioniert ist. Das Schalten des Schalters 186 kann dem Steuersystem 154 anzeigen, dass der Nutzer wünscht, die manuelle Öffnung der Schwenktür 102 auszulösen. Wenn das Steuersystem 154 feststellt, dass Signale anzeigen, dass der Nutzer eine Kraftöffnung der Tür 102 wünscht, geht das Steuersystem 154 in einen Kraft-Öffnungsmodus 202 (6C), in dem der Motor 152 gespeist wird, um die Schwenktür 102 zu öffnen. Im Kraft-Öffnungsmodus 202 prüft das Steuersystem 154 kontinuierlich hinsichtlich der Erfassung eines Hindernisses im Schritt 204 in der oben diskutierten Weise. Für den Fall, dass ein Hindernis erfasst wird, wird im Schritt 206 der angetriebene Betrieb des Betätigungsglieds 100 angehalten und/oder etwas umgekehrt, und das Steuersystem 154 wartet auf einen neuen Befehl. Anderenfalls wird die Kraftöffnung der Schwenktür 102 fortgesetzt, bis im Schritt 208 das Steuersystem 154 basierend auf den Signalen von dem Absolutpositionssensor 134 feststellt, dass die Schwenktür 102 bis zu einer gewünschten Position geöffnet ist.
Wenn das Steuersystem 154 bestimmt, dass die Signale anzeigen, dass der Benutzer eine manuelle Öffnung der Schwenktür 102 wünscht, speist das Steuersystem 154 im Schritt 210 die Kupplung 136 (6A) und geht in einen manuellen Öffnungsmodus 212. In dem manuellen Öffnungsmodus 212 prüft das Steuersystem 154, um im Schritt 214 festzustellen, ob die Schwenktür 102 für mindestens eine ausgewählte Zeitspanne angehalten hat. Falls dem so ist, schaltet im Schritt 216 das Steuersystem 154 die Kupplung 136 ab, wodurch der Motor 152 an das ausfahrbare Element 118 gekoppelt wird, und das Steuersystem 154 geht in einen Kontrollmodus, wie bei 218 dargestellt ist. An diesem Punkt ist die Schwenktür 102 wegen der Kraft, die erforderlich ist, um den Motor 152 zurückzutreiben, kontrolliert. Das Steuersystem 154 wartet auf eine weitere Eingabe von dem Benutzer, entweder in Form eines Kraftöffnungs- oder Kraft-Schließbefehls im Schritt 222 über den Fernbedienungs-Schlüsselanhänger oder auf einem anderen Weg oder durch die Bestimmung im Schritt 224, dass der Fahrzeugbenutzer wünscht, die Schwenktür 102 manuell zu bewegen, und zwar als Ergebnis von sich ändernden Hall-Zählungen, die durch eine manuelle Bewegung der Schwenktür 102 verursacht werden. Für den Fall des Kraftöffnungsbefehls geht das Steuersystem 154 erneut in den Kraft-Öffnungsmodus 202 (6C). Im Fall eines Kraft-Öffnungsbefehls geht das Steuersystem 154 erneut in den Kraft-Öffnungsmodus 230 (6B), wobei das Betätigungsglied 100 gespeist wird, um die Schwenktür 102 zu schließen, bis das Steuersystem 154 feststellt, d. h. basierend auf Signalen von dem Absolutpositionssensor 134, dass die Schwenktür 102 in der geschlossenen und verriegelten Position im Schritt 234 ist. Wenn das Steuersystem 154 feststellt, dass der Benutzer wünscht, die Schwenktür 102 manuell zu bewegen, geht die Steuerung zurück zum Schritt 210 für die manuelle Bewegung der Schwenktür 102.
Für den Fall eines Leistungsverlusts geht das Steuersystem 154 (das mit einer ausreichenden Batterie-Sicherungsleistung versehen sein kann, um logische und Steuerfunktionen ablaufen zu lassen) in einen von mehreren Leistungsverlustmodi. Wenn das Steuersystem 154 in dem manuellen Modus 212 ist und die Leistung verloren geht, geht das Steuersystem 154 in einen manuellen Modus-Leistungsverlustmodus 240 (6C). In dem Modus 240 ist wegen des Fehlens von Leistung die Kupplung 136 in Eingriff. Falls ein Benutzer es wünscht, die weitere manuelle Bewegung der Schwenktür 102 anzuhalten, kann er dies als Ergebnis tun, und die Tür 102 wird in ihrer momentanen Position gehalten (kontrolliert) verbleiben, wie im Schritt 204 dargestellt ist. Falls der Benutzer es wünscht, die Tür 102 von ihrer momentanen Position fortgesetzt zu bewegen, kann er das im Schritt 244 tun, und zwar durch Überwindung des Kupplungs-Rutschmoments der Kupplung 136.
Wenn das Steuersystem 154 in dem Kontrollmodus 218 ist und die Leistung verloren geht, geht das Steuersystem 154 in den kontrollierten Modus-Leistungsverlustmodus 250 (6D). In diesem Modus bedeutet der Leistungsverlust, dass die Kupplung 136 in Eingriff ist, und als Ergebnis wird die Tür im Schritt 252 kontrolliert verbleiben. Falls der Benutzer es wünscht, die Tür zu bewegen, kann er manuell die Schwenktür im Schritt 254 öffnen oder schließen, indem das Kupplungs-Rutschmoment der Kupplung 136 überwunden wird.
Wenn das Steuersystem 154 in dem Kraft-Öffnungsmodus 202 oder dem Kraft-Schließmodus 32 ist und die Leistung verloren geht, geht das Steuersystem 154 in einen angetriebenen Bewegungs-Leistungsverlustmodus 260 (6C). Die Tür 102 wird in ihrer momentanen Position anhalten und wird dort im Schritt 262 aufgrund des Kupplungs-Rutschmomentes gehalten (d. h. kontrolliert). Falls der Benutzer es wünscht, die Tür 102 von ihrer momentanen Position zu öffnen oder zu schließen, kann er manuell die Tür in den Schritten 264 oder 266 durch Überwindung des Kupplungs-Rutschmomentes öffnen oder schließen.
Wenn das Steuersystem 154 in dem verriegelten Modus 200 ist und die Leistung verloren geht, geht das Steuersystem 154 in den verriegelten Modus-Leistungsverlustzustand 270 (6E), bei dem die Schwenktür 102 im Schritt 272 geschlossen verbleiben kann, oder, falls der Benutzer es wünscht, kann die Schwenktür durch Überwindung des Kupplungs-Rutschmomentes manuell im Schritt 274 geöffnet werden.
Die Schwenktür-Betätigungssysteme der vorliegenden Offenbarung ermöglichten ein angetriebenes Öffnen und angetriebenes Schließen der Fahrzeug-Schwenktür 102, wobei die normalerweise eingegriffene Kupplung 136 es dem Motor 152 und dem Getriebezugeinheit 137 ermöglicht, die Leitspindel 128 anzutreiben, um die Schwenktür 102 zu öffnen oder zu schließen. Das Schwenktür-Betätigungssystem erlaubt es auch dem Benutzer, die Fahrzeug-Schwenktür 102 manuell zu öffnen und zu schließen, und zwar durch Speisung der Kupplung 136 zum Lösen des Getriebezugs 137 und des Motors 152 in einem manuellen Modus, in dem nur die Leitspindel 128 während einer manuellen Bewegung mit relativ geringem mechanischen Aufwand und Geräusch zurückgetrieben wird. Das Lösen der Kupplung 136 vermeidet den Aufwand und das Geräusch, die mit dem Zurücktreiben des Getriebezugs 137 und des Motors 152 verbunden sind. Als Ergebnis kann der manuelle Aufwand zur Bewegung der Schwenktür 102 in einigen Ausführungsbeispielen ähnlich dem einer konventionellen, nicht angetriebenen Fahrzeugtür sein. Wenn die Kupplung 136 in Eingriff ist, wird eine stufenlose Türpositions-Kontrollfunktion geschaffen, und zwar über den Eingriff der Leitspindel 128 mit dem Getriebezugeinheit 37 (und insbesondere mit der Schnecke 150, die einen Steigungswinkel aufweist, der ausgebildet ist, um ein Zurücktreiben von dem Schneckenrad 138 zu verhindern). Als Ergebnis der normalerweise in Eingriff befindlichen Kupplung 136 ist die stufenlose Tür-Kontrollfunktion in dem Fall des Fahrzeug-Leistungsverlusts verfügbar, wodurch ein unkontrolliertes Schwenken der Tür 102 während eines solchen Falls des Leistungsverlusts verhindert wird. Der Benutzer kann jedoch im Fall eines Leistungsverlusts immer noch die Schwenktür 102 durch Überwindung eines angemessen ausgewählten Rutschmomentes der Kupplung 136 auf und zu bewegen. Zusätzlich schützt die Kupplung 136 das Schwenktür-Betätigungssystem gegen Stoßbelastung und missbräuchliches Zuschlagen.
Die Schwenktür-Betätigungssysteme der vorliegenden Offenbarung schaffen eine Einrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung und zur Hinderniserfassung. Die Geschwindigkeitssteuerung wird durch das Steuersystem 154 erzielt, das die Halleffekt-Signale und/oder das Absolutpositionssensorsignal erfasst. Jedes Signal kann abhängig von den gewünschten Steuermerkmalen und den Anforderungen an die Redundanz eliminiert werden. Der Absolutpositionssensor ist jedoch zur Lieferung der Position der Tür beim Einschalten oder für den Fall des Leistungsverlusts sehr erwünscht.
Die Schwenktür-Betätigungssysteme der vorliegenden Offenbarung schaffen auch akzeptable Geräuschpegel während des Kraft- und manuellen Betriebs. Dies wird in dem Kraftmodus durch geeignete Ausrichtung von Zahnrädern, geeignete Lagerung der Leitspindel und die flexible Kopplung des Getriebezugs und der Leitspindel erreicht. Akzeptable Geräuschpegel werden in dem manuellen Modus durch Lösen des Getriebezugs 137 und des Motors 152 für den manuellen Betrieb erzielt.
Die Schwenktür-Betätigungssysteme der vorliegenden Offenbarung sind für den Einbau und die Montage an einer typischen Fahrzeug-Schwenktür geeignet. Die Verbindungshalterung kann vor (wie in 3) dem Betätigungsglied oder dahinter sein, abhängig von den Einbauzielen. Der Motor 152 kann in paralleler Orientierung mit dem Gehäuse anstatt senkrecht zu ihm ausgerichtet sein.
Es ist festzustellen, dass die Leitspindel 128 und das Mutternrohr 124 lediglich ein Beispiel einer Betriebsverbindung zwischen dem Ausgabeende 136b der Kupplung und dem ausfahrbaren Betätigungselement 118 sind. Jede andere geeignete Betriebsverbindung kann zwischen dem Ausgabeende 136b der Kupplung und dem ausfahrbaren Element zur Wandlung der Drehbewegung des Ausgabeendes 136b in ein Ausfahren und einen Rückzug des ausfahrbaren Betätigungselements 118 vorgesehen sein. Desweiteren sind die Leitspindel 128 und das Mutternrohr 124 lediglich ein Beispiel eines Dreh-Linear-Wandlungsmechanismus, der zur Wandlung einer Drehbewegung (d. h. der Drehbewegung des Ausgabeendes 136b der Kupplung 126) in eine im Wesentlichen lineare Bewegung betreibbar ist, die das Ausfahren und das Zurückziehen des ausfahrbaren Betätigungselements 118 mit Bezug auf das Gehäuse 116 antreibt. Das Betätigungsglied 100 muss nicht die Leitspindel 128 und das Mutternrohr 124 aufweisen, um die Drehbewegung an dem Ausgabeende 136b der Kupplung 136 in eine Linearbewegung des ausfahrbaren Betätigungselements 118 zu wandeln. Jeder andere geeignete Mechanismus zur Durchführung einer solchen Wandlung kann verwendet werden. Beispielsweise kann das Ausgabeende 136b der Kupplung 136 mit einem Paar von Kegelrädern verbunden sein, um die Achse der Drehbewegung um 90° zu ändern. Das zweite Kegelrad kann zusammen mit einem Stirnrad drehen, das seinerseits eine Zahnstange antreibt, die mit dem ausfahrbaren Betätigungselement 118 verbunden ist. Als Ergebnis wird die Drehung des Ausgabeendes 136b der Kupplung 136 in eine Linearbewegung der Zahnstange und des ausfahrbaren Betätigungselements 118 gewandelt. Während die Leitspindel 128 und das Mutternrohr 134 und die Zahnräder und die Zahnstange, die oben beschrieben wurden, eine reine Linearbewegung des ausfahrbaren Elementes (relativ zu dem Gehäuse 116) erzeugen, ist es möglich, stattdessen einen Mechanismus vorzusehen, der in einer im wesentlichen linearen Bewegung resultiert, die beispielsweise eine Bewegung entlang eines Bogens mit relativ großem Durchmesser umfasst. Eine solche Bewegung entlang eines Bogens mit großem Durchmesser könnte ein bogenförmiges ausfahrbares Element antreiben, um sich während des Ausfahrens und des Zurückziehens des ausfahrbaren Betätigungselements 118 aus dem Gehäuse 116 entlang eines bogenförmigen Wegs zu bewegen. In solchen Fällen kann das Gehäuse 116 selbst leicht bogenförmig sein. Eine derartige Bewegung des ausfahrbaren Betätigungselements 118 wäre noch effektiv bei dem Antrieb zum Öffnen und Schließen der Tür 102.
Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 100, das mit Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben wurde, verwendet eine erste Schwenkverbindung zwischen dem Betätigungsgliedgehäuse 116 und dem an der Tür montierten Halter 120 über eine erste Schwenkverbindung 119 und eine zweite Schwenkverbindung zwischen dem Abschlussende des ausfahrbaren Betätigungselements 1800 und der am Körper montierten Scharnierhalterung 104 über eine zweite Schwenkverbindung 121. Wie aus den 3A–3C ersichtlich ist, muss der Innenraum 123 zwischen dem äußeren Türpaneel 112 und dem inneren Türpaneel 110 bemessen sein, um darin eine Schwenkbewegung des Betätigungsgliedgehäuses 116 aufzunehmen. Als eine Alternative ist eine andere Version des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds mit Bezug auf die 7 bis 12 dargestellt und wird beschrieben und wird im Folgenden durch die Bezugsziffer 300 bezeichnet. Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 300 kann in dem Fahrzeug 10 zur Verwendung anstatt des Kraft-Betätigungsglieds 22 eingesetzt werden, um die Fahrzeugtür 12 mit dem Fahrzeugkörper 14 zu verbinden und ebenso einfach für das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 100 eingesetzt werden, das zwischen der Tür 102 und dem Fahrzeugkörper 106 installiert ist. Somit ist die folgende detaillierte Beschreibung des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds 300 zur Verwendung und zur Steuerung der hier beschriebenen Fahrzeuganwendungen und der Steuerlogik beabsichtigt.
Anfänglich bezugnehmend auf die 7–9 umfasst das dargestellte Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 300 allgemein einen kraftbetätigten Antriebsmechanismus 301 und einen Gelenk-Schwenkverbindungsmechanismus 310. Der kraftbetriebene Antriebsmechanismus 301 ist ausgebildet, um an der Fahrzeugtür befestigt zu werden, und ist aufgebaut, um ein ausfahrbares Betätigungselement zwischen einer eingezogenen und einer ausgefahrenen Position selektiv zu bewegen. Der Verbindungsmechanismus 310 ist schwenkbar zwischen dem ausfahrbaren Betätigungselement und dem Fahrzeugkörper verbunden, um eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür aufzunehmen. Der dargestellte kraftbetriebene Antriebsmechanismus 301 umfasst in dem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel einen Elektromotor 302, eine Reduktions-Getriebezugeinheit 104, eine Rutschkupplungseinheit 306 und eine Spindel-Antriebseinheit 308. Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 300 umfasst auch eine Montageeinheit wie eine Montagehalterung 312 mit einer oder mehreren Montageöffnungen 314, 316, die zur Aufnahme von Befestigungsmitteln (nicht dargestellt) zum Befestigen der Montagehalterung 312 an der Fahrzeugtür zwischen ihrem inneren und ihrem äußeren Paneel ausgebildet sind. Ein Motorgehäuse 318 des Elektromotors 302 ist an der Montagehalterung 312 befestigt. In ähnlicher Weise ist ein Kupplungsgehäuse 320 an der Montagehalterung 312 befestigt und ausgebildet, um die Getriebezugeinheit 304 und die Kupplungseinheit 306 aufzunehmen. Eine integrierte Steuereinheit 322 ist auch im Zusammenhang mit dem Betätigungsglied 300 vorgesehen und kann eine Leiterplatte (nicht dargestellt) und elektronische Schaltungen und Komponenten umfassen, die zur Steuerung der Betätigung des Elektromotors 302 erforderlich sind, von denen alle innerhalb eines Steuergehäuses 323 montiert sind. Das Steuergehäuse 323 ist ausgebildet, um an der Montagehalterung 312 befestigt zu werden, und umfasst einen Einsteckverbinder 324 um elektrische Leistung an das Betätigungsglied 300 zu liefern. Schließlich ist ein längliches Antriebsgehäuse 326 dargestellt, das über Befestigungsmittel 328 mit dem Kupplungsgehäuse 320 verbunden ist. Während es nicht darauf beschränkt ist, kann die Montagehalterung 312 mit dem Kupplungsgehäuse 320 in eine starre Montagekomponente integriert sein, die ausgebildet ist, um daran das Motorgehäuse 318, das Antriebsgehäuse 326 und die Steuereinheit 322 zu befestigen, um eine kompakt eingebaute Betätigungsgliedanordnung zu schaffen.
Der Elektromotor umfasst eine Ausgabe-Drehwelle, die eine Eingangs-Getriebekomponente der Getriebezugeinheit 304 antreibt, die ihrerseits eine Ausgabe-Getriebekomponente der Getriebezugeinheit 304 mit verminderter Geschwindigkeit und vervielfachtem Drehmoment antreibt. Die Ausgabe-Getriebekomponente der Getriebezugeinheit 304 treibt ein Eingabe-Kupplungselement der Kupplungseinheit 304, die ihrerseits ein Ausgabe-Kupplungselement der Kupplungseinheit 304 antreibt, bis dazwischen ein vorgegebenes Rutschmoment angelegt ist. Das Ausgabe-Kupplungselement der Kupplungseinheit 306 treibt eine Drehkomponente der Spindel-Antriebseinheit 308, die ihrerseits in eine lineare nichtdrehende Bewegung des ausfahrbaren Betätigungselements umgesetzt wird. In dem dargestellten nicht beschränkenden Aufbau ist die Drehkomponente der Spindel-Antriebseinheit 308 eine Leitspindel 330 mit Außengewinde. Ein erstes Ende der Leitspindel 330 ist drehbar in einem ersten Lager (nicht dargestellt) innerhalb des Getriebezugsgehäuses 320 gelagert, während ein zweites Ende der Leitspindel 330 drehbar in einer Hülse 332 getragen ist, die in dem Schwenkverbindungsmechanismus 310 montiert ist. Die Spindel-Antriebseinheit 308 umfasst auch eine Antriebsmutter 334 mit Innengewinde, die in Gewindeeingriff mit der Leitspindel 330 mit Außengewinde steht. Die Antriebsmutter 334 wirkt als das nicht drehbare, linear bewegbare ausfahrbare Betätigungselement des kraftbetriebenen Antriebsmechanismus 301. Der Antriebsmechanismus 310 ist allgemein ausgebildet, um ein erstes Verbindungssegment 340, das schwenkbar mit der Antriebsmutter 334 verbunden ist, und ein zweites Verbindungssegment 342 aufzuweisen, das schwenkbar an einer körpermontierten Halterung 344 (10) angebracht ist. Diese Einfügung des gelenkigen Schwenkverbindungsmechanismus 310 zwischen der Spindel-Antriebseinheit 308 und dem Fahrzeugkörper nimmt die Schwenkbewegung der Fahrzeugtür bei der Bewegung zwischen ihrer vollständig geschlossenen und ihrer vollständig offenen Position auf, während sie eine direkte Fixierung des Kraft-Schwenktür-Betätigungselements 300 innerhalb eines kleineren inneren Einbauteils der Fahrzeugtür ermöglicht.
Wie am besten aus den 8 und 9 ersichtlich ist, umfasst der Schwenkverbindungsmechanismus 310 eine kastenförmige Anschlussverbindung 350 mit einer Oberplatte 352 und einer Bodenplatte 354, die durch ein Paar seitlich beabstandeter Seitenplatten 356, 358 verbunden sind. Es soll angemerkt werden, dass die Seitenplatte 358 in 9 entfernt ist, um den Gewindeeingriff der Antriebsmutter 334 mit der Leitspindel 330 besser zu erläutern. Ein Paar Schwenkzapfen 360 (nur einer ist dargestellt) erstreckt sich von gegenüberliegenden Flächen der Antriebsmutter 334 nach außen, und jeder ist in einem eines entsprechenden Paares von geöffneten Vorsprüngen 362 (nur einer ist dargestellt) aufgenommen, die in der Oberplatte 352 bzw. der Bodenplatte 354 ausgebildet sind. Als solches ist das erste Verbindungssegment 340 der Anschlussverbindung 350 schwenkbar mit der Antriebsmutter 334 verbunden. In gleicher Weise ist ein Paar von ausgerichteten Schwenk-Vorsprungsöffnungen 364, 366, die in Platten 342, 354 der Anschlussverbindung 350 ausgebildet sind, ausgestaltet, um einen Schwenkzapfen 370 (10) zur schwenkbaren Verbindung des zweiten Verbindungssegment 342 der Anschlussverbindung 350 an die körpermontierte Halterung 344 aufzunehmen. Die 7 und 8 zeigen Vorsprungsöffnungen 364, 366 mit ihren Trägerrohrsegmenten 364', 366', die zu einander zwischen den Platten 352, 354 ausgerichtet sind. Demgegenüber zeigt die 9 Rohrsegmente 364'', 366'', die voneinander weg gerichtet sind, um einen alternativen Aufbau zu erläutern. Am besten zeigt 7 einen vergrößerten Abschnitt 372 des Antriebsgehäuses 326, der angrenzend an das zweite Verbindungssegment 342 der Anschlussverbindung 350 ausgebildet ist und einen vergrößerten Schwenkkanal 374 hat, der zur Aufnahme einer winkelmäßigen und translatorischen Bewegung der Anschlussverbindung 350 relativ zum Antriebsgehäuse 326 vorgesehen ist, die aus der Schwenkbewegung der Tür zwischen ihrer offenen und geschlossenen Position resultiert.
Die 10 erläutert die Bewegung des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds 300 relativ zum Fahrzeugkörper 380 in Abhängigkeit von seiner Betätigung, wodurch eine Bewegung der Fahrzeugtür (die Linie 382 bezeichnet das innere Türpaneel) von ihrer vollständig geschlossenen Position in ihre vollständig geöffnete Position verursacht wird. Die beiden offenen Zwischenpositionen sind nur zum Zweck der Erläuterung dargestellt, um mögliche kontrollierte Positionen der Fahrzeugtür zu zeigen. Dazu sind die Antriebsmutter 334 und die Anschlussverbindung 350 in einer vollständig zurückgezogenen Position relativ zu der Leitspindel 330 innerhalb des Antriebsgehäuses 326 positioniert, wenn die Fahrzeugtür geschlossen ist. Demgegenüber sind die Antriebsmutter 334 und die Anschlussverbindung 350 in einer vollständig ausgefahrenen Position relativ zu der Leitspindel 330 und dem Antriebsgehäuse 326 positioniert, wenn die Fahrzeugtür vollständig geöffnet ist. Die schwenkbare Verbindung zwischen dem ersten Verbindungssegment 340 der Anschlussverbindung 350 und der Antriebsmutter 334 verhindert auch eine Drehung der Antriebsmutter 334 relativ zu dem Antriebsgehäuse 326 in Abhängigkeit von einer Drehung der Leitspindel 330. Da das zweite Verbindungssegment 342 der Anschlussverbindung 350 ebenfalls schwenkbar an dem Fahrzeugkörper 380 über den Schwenkzapfen 370 an der Montagehalterung 344 befestigt ist, wandelt eine Betätigung des Elektromotors 302 eine Drehung der Leitspindel 330 in eine lineare Bewegung der Leitspindel 330 relativ zu der Antriebsmutter 334. Eine derartige Bewegung der Leitspindel 330 führt zu einer entsprechenden Translationsbewegung des Betätigungsglieds 300. Da das Betätigungsglied 300 direkt mit der Tür 382 verbunden ist, führt eine Drehung der Leitspindel 330 in einer ersten Richtung zu einer Funktion zum Türöffnen, während eine Drehung der Leitspindel in einer zweiten Richtung zu einer Funktion zum Türschließen führt. Ähnliche Darstellungen des Kraft-Schwenktür-Betätigungsglieds 300 in diesen verschiedenen Positionen sind in den 11A–11D sowie in den 12A–12B dargestellt. Die 11A–11D zeigen die Bewegung einer Mittellinie der Anschlussverbindung 350 relativ zu dem Betätigungsgliedgehäuse 326, die aus einer Bewegung der Tür zwischen ihrer vollständig geschlossenen und ihrer vollständig geöffneten Position resultiert.
Das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 300 liefert sowohl Druck- als auch Zugkräfte, um das Kraft-Türsystem zu betreiben, insbesondere für Fahrgasttüren an Kraftfahrzeugen. Während das Kraft-Betätigungsglied 300 eine elektrische „Kontroll”-Funktion schafft, ist zu überlegen, dass ein mechanisches Kontroll-Verbindungssystem in einfacher Weise mit dem Kraft-Betätigungsglied 300 integriert werden kann. Zusätzlich ermöglichte es der gelenkigen Schwenkverbindungsmechanismus 310, wenn er mit einem mechanischen Kontrollmechanismus kombiniert wird, es der kraftbetriebenen Schwenktür, den gleichen Bewegungsweg wie bei einer nicht angetriebenen Kontroll-Verriegelungsanordnung zu haben. Der gelenkigen Schwenkverbindungsmechanismus 10 erlaubt es, dass der Kontrollverbindungsweg denselben Weg wie bei konventionellen Kontrollverbindungsaufbauten hat, statt einem linearen Weg zu folgen. Die Integration eines Kontroll-Verbindungsmechanismus in das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied 300 erlaubt auch die Eliminierung eines separaten Tür-Kontrollmerkmals. Während das Kraft-Tür-Betätigungsglied 300 mit einem kraftbetriebenen Antriebsmechanismus 301 beschrieben wurde, der ausgebildet ist, um eine Drehbewegung des Elektromotors 302 in eine lineare, nichtdrehende Bewegung des Schwenkverbindungsmechanismus 310 umzusetzen, ist für Fachleute offensichtlich, dass alternative lineare Betätigungsglieder wie beispielsweise ein elektromagnetisches lineares Solenoid-Betätigungsglied verwendet werden können. Zusätzlich kann die Anordnung des Kraft-Tür-Betätigungsglieds 300 mit seiner Befestigung am Fahrzeugkörper umgekehrt werden, sodass der Verbindungsmechanismus 310 schwenkbar mit der Fahrzeugtür verbunden ist, wobei angenommen wird, dass ausreichender Einbauraum vorhanden ist.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zum Zwecke der Erläuterung und Beschreibung gegeben. Sie ist nicht als erschöpfend oder zur Beschränkung der Offenbarung beabsichtigt. Individuelle Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind nicht generell auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern können, wenn möglich, ausgetauscht werden und in einem bestimmten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden, selbst wenn dies nicht speziell dargestellt oder beschrieben ist. Dieselben können auch in verschiedenen Weisen geändert werden. Solche Variationen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung anzusehen, und alle derartigen Modifikationen sind innerhalb des Umfangs der Offenbarung eingeschlossen anzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9174517 [0005]

Claims

Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied zum Bewegen einer Fahrzeugtür relativ zu einem Fahrzeugkörper zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position, wobei das Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied aufweist: einen kraftbetriebenen Antriebsmechanismus, der mit der Fahrzeugtür verbunden ist und ein linear ausfahrbares Betätigungselement aufweist, und einem gelenkigen Schwenkverbindungsmechanismus, der das ausfahrbare Betätigungselement mit dem Fahrzeugkörper schwenkbar verbindet, wobei eine lineare Bewegung des ausfahrbaren Betätigungselements in einer ersten Richtung eine Bewegung der Fahrzeugtür in einer Öffnungsrichtung von der geschlossenen Position zu der offenen Position verursacht und eine lineare Bewegung des ausfahrbaren Betätigungselements in einer zweiten Richtung eine Bewegung der Fahrzeugtür in einer Schließrichtung von der offenen Position zu der geschlossenen Position verursacht.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 1, wobei der kraftbetriebene Antriebsmechanismus innerhalb eines inneren Hohlraums der Fahrzeugtür angebracht ist.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 2, wobei der kraftbetriebene Antriebsmechanismus eine Montageeinheit aufweist, die feststehend innerhalb des inneren Hohlraums der Fahrzeugtür angebracht ist, einen Elektromotor, der von der Montageeinheit getragen wird, und eine Spindel-Antriebseinheit mit einem drehenden Antriebselement, das drehend von dem Elektromotor angetrieben wird, wobei eine Drehung des drehenden Antriebselement in einer ersten Richtung eine lineare Bewegung des ausfahrbaren Betätigungselements es in der ersten Richtung verursacht und wobei eine Drehung des drehenden Antriebselements in einer zweiten Drehrichtung eine Linearbewegung des ausfahrbaren Betätigungselements in der zweiten Richtung verursacht.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 3, wobei das ausfahrbare Betätigungselement in einer eingezogenen Position relativ zu dem drehenden Antriebselement angeordnet ist, wenn die Fahrzeugtür in der geschlossenen Position angeordnet ist, wobei eine Drehung des drehenden Antriebsmechanismus in der ersten Drehrichtung verursacht, dass sich das ausfahrbare Betätigungselement linear in der ersten Richtung von der eingezogenen Position zu einer ausgefahrenen Position relativ zu dem drehenden Antriebselement für eine Bewegung der Fahrzeugtür von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt, und wobei eine Drehung des drehenden Antriebselements in der zweiten Richtung verursacht, dass sich das ausfahrbare Betätigungselement linear in der zweiten Richtung von der ausgefahrenen Position zu der eingezogenen Position zur Bewegung der Fahrzeugtür von der offenen Position in die geschlossene Position bewegt.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 4, wobei das drehende Antriebselement der Spindel-Antriebseinheit eine Leitspindel mit Außengewinde ist, wobei das ausfahrbare Betätigungselement eine Mutter mit Innengewinde in Gewindeeingriff mit der Leitspindel ist und wobei der Schwenkverbindungsmechanismus eine Anschlussverbindung mit einem ersten Verbindungssegment aufweist, das mit der Antriebsmutter gekoppelt ist, und ein zweites Verbindungssegment, das schwenkbar mit einer körpermontierten Schwenkhalterung verbunden ist, die an dem Fahrzeugkörper befestigt ist.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 5, wobei die Leitspindel und die Antriebsmutter innerhalb eines Antriebsgehäuses angeordnet sind, das an der Montageeinheit befestigt ist und einen länglichen inneren Führungskanal definiert, und wobei ein Teil der Anschlussverbindung einschließlich des ersten Verbindungssegments für eine Gleitbewegung innerhalb des Führungskanals in Abhängigkeit von einer Bewegung der Antriebsmutter relativ zu der Leitspindel zwischen der eingezogenen und der ausgefahrenen Position angeordnet ist.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 6, wobei der kraftbetriebene Antriebsmechanismus ferner eine Getriebezugeinheit aufweist, die von dem Elektromotor angetrieben wird, und eine Rutschkupplungseinheit, die die Getriebezugeinheit lösbar an die Leitspindel koppelt.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 7, wobei die Rutschkupplungseinheit ohne Anlegen von elektrischer Leistung betreibbar ist, um ein Ausgabeelement der Getriebezugeinheit antriebsmäßig mit einem Eingabesegment der Leitspindel zu verbinden, und wobei die Rutschkupplung mit Anlegen von elektrischer Leistung betreibbar ist, um das Ausgabeelement der Getriebezugeinheit von der Leitspindel zu trennen.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 4, wobei die Anschlussverbindung eine Oberplatte und eine Bodenplatte aufweist, die durch eine Seitenplatte verbunden sind, wobei ein Paar Schwenkpfosten, die sich von der Antriebsmutter nach außen erstrecken, schwenkbar in einem entsprechenden Paar erster Schwenköffnungen angeordnet sind, die jeweils in der Ober- und der Bodenplatte ausgebildet sind.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 9, wobei ein Paar von zweiten Schwenköffnungen in der Ober- und der Bodenplatte ausgebildet sind und wobei ein Schwenkzapfen, der sich durch das Paar der zweiten Schwenköffnungen erstreckt, das zweite Verbindungssegment der Anschlussverbindung mit einer Schwenkhalterung schwenkbar verbindet, die an dem Fahrzeugkörper befestigt ist.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 6, wobei die Schwenkverbindung zwischen dem ersten Verbindungssegment der Anschlussverbindung und der Antriebsmutter eine Drehung der Antriebsmutter relativ zu dem Antriebsgehäuse verhindert.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 11, wobei eine Drehung der Leitspindel in eine axiale Bewegung der Leitspindel relativ zu der Antriebsmutter für eine Bewegung der Fahrzeug Tür zwischen der geschlossenen und der geöffneten Position in Abhängigkeit von einer Betätigung des Elektromotors gewandelt wird.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 12, wobei eine Nichtbetätigung des Elektromotors, wenn die Fahrzeugtür zwischen ihrer geschlossenen und ihrer vollständig geöffneten Position angeordnet ist, ein Tür-Kontrollmerkmal schafft, das die Fahrzeugtür in einer offenen Zwischenposition hält.
Kraft-Schwenktür-Betätigungsglied nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugtür eine Schwenktür ist, die Zugriff auf eine Fahrgastzelle innerhalb des Fahrzeugkörpers ermöglicht.