DE202006007781U1

DE202006007781U1 - Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugklappe

Info

Publication number: DE202006007781U1
Application number: DE202006007781U
Authority: DE
Original assignee: Edscha AG
Current assignee: Edscha Engineering GmbH
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2016-05-17
Also published as: WO2007131473A1; DE112007001706A5

Abstract

Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugklappe, umfassend
ein Gehäuse (2), das mit einem ersten Ende (3) schwenkbar mit einem von Fahrzeugklappe (6) und Fahrzeugrahmen (4) gekoppelt ist und mit einem zweiten Ende mit dem anderen von Fahrzeugklappe (6) und Fahrzeugrahmen (4) schwenkbar gekoppelt ist,
eine an dem Gehäuse (2) angeordnete Antriebseinrichtung (9), und
eine an dem Gehäuse (2) angeordnete Sensoreinrichtung (17), wobei die Sensoreinrichtung (17) mit der Antriebseinrichtung (9) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoreinrichtung (17) einen verschieblich vorgesehenen Mitnehmer (19) aufweist, wobei der Mitnehmer (19) mit der Fahrzeugklappe (6) gekoppelt ist, und
dass die Sensoreinrichtung (17) eine Führung (26) aufweist, wobei der Mitnehmer (19) in der Führung (26) geführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugklappe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, umfassend ein Gehäuse, das mit einem ersten Ende schwenkbar mit einem von Fahrzeugklappe und Fahrzeugrahmen schwenkbar gekoppelt ist und mit einem zweiten Ende mit dem anderen von Fahrzeugklappe und Fahrzeugrahmen schwenkbar gekoppelt ist, eine an dem Gehäuse angeordneten Antriebseinrichtung, und eine an dem Gehäuse angeordnete Sensoreinrichtung, wobei die Sensoreinrichtung mit der Antriebseinrichtung gekoppelt ist.
DE 103 32 045 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugklappe, bei der eine Heckklappe mittels eines Kniehebels schwenkbar mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist. An dem Kniehebel ist über ein Koppelgetriebe ein Elektromotor zur motorischen Unterstützung der Öffnungs- und Schließbewegung der Heckklappe vorgesehen. Der Kniehebel dient als Wippe, wobei ein Zwischenelement vorgesehen ist, das schwenkbar mit dem Elektromotor gekoppelt ist. An dem Zwischenelement ist ein Federelement angeordnet, das die Öffnungsbewegung der Fahrzeugklappe unterstützt. Das Zwischenelement weist eine Führung in Form eines Langlochs auf, wobei in dem Langloch ein Krafteinleitungspunkt für die von der Klappe resultierende Gewichtskraft geführt ist. Durch das Eigengewicht der Heckklappe und dem daraus resultierenden Moment um die Scharnierachse sowie durch die Kraft des Federelementes liegt der Krafteinleitungspunkt für die Heckklappe beim Öffnen und Schließen immer an einer Anlagefläche des Langloches an. Die Öffnungsbewegung der Klappe wird nun durch den Antrieb und die Federunterstützung des Federelements bewirkt, wobei der Antrieb in der geöffneten Endstellung abgeschaltet ist. Entgegen der Federkraft des Federelementes wird die Heckklappe durch den Elektromotor geschlossen, wobei der Elektromotor in der geschlossenen Endstellung abgeschaltet ist. Wird nun ein Gegenstand zwischen der Heckklappe und dem Fahrzeugrahmen eingeklemmt, wird die Gewichtskraft der Heckklappe aufgefangen, so dass der Antrieb alleine gegen das durch die Federunterstützung gegebene Moment drückt, um die Schließbewegung aufrechtzuerhalten. Durch das Langloch in dem Zwischenelement wird die Heckklappe jedoch nicht weiter bewegt, sondern der Krafteinleitungspunkt in dem Langloch verschoben, wodurch der Gegenstand nicht weiter eingeklemmt wird.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugklappe anzugeben, die ein sicheres Öffnen und Schließen der Heckklappe und gleichzeitig einen Einklemmschutz ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Sensoreinrichtung einen verschieblich vorgesehenen Mitnehmer aufweist, wobei der Mitnehmer mit der Fahrzeugklappe gekoppelt ist, und dass die Sensoreinrichtung eine Führung aufweist, wobei der Mitnehmer in der Führung geführt ist.
Durch das erfindungsgemäße Vorsehen eines verschieblichen Mitnehmers, der mit der Fahrzeugklappe gekoppelt ist, wobei der Mitnehmer in einer Führung geführt ist, wird erreicht, dass die Öffnungsbewegung und Schließbewegung der Fahrzeugklappe sicher und zuverlässig bestimmt wird. Die Verschiebung des Mitnehmers ist mit der Öffnungsbewegung bzw. der Öffnungsstellung der Fahrzeugklappe korreliert, d.h. der Mitnehmer verschiebt sich in der Führung entsprechend der Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Fahrzeugklappe. Die Verschiebung des Mitnehmers wird dabei von der Sensoreinrichtung aufgenommen und ausgewertet, so dass zu jeder Öffnungsstellung der Fahrzeugklappe eindeutig eine Stellung der Mitnehmers in der Führung zugeordnet ist.
Die Öffnungsbewegung und die Schließbewegung der Fahrzeugklappe wird durch die Antriebseinrichtung bewirkt. Es kann jedoch vorkommen, dass diese Schwenkgeschwindigkeit der Fahrzeugklappe Personen nicht genügt, d.h. dass diese Personen wünschen, dass die Fahrzeugklappe schneller als durch die Antriebseinrichtung geöffnet bzw. geschlossen werden soll. Soll nun die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe erhöht werden, wird die Person durch ein Nachdrücken der Fahrzeugklappe dieses bewirken wollen. Diese Erhöhung der Schwenkbewegung wird von der Sensoreinrichtung ermittelt wird. Durch die Erhöhung der Betätigungsgeschwindigkeit verschiebt sich auch der Mitnehmer der Sensoreinrichtung in der Führung entsprechend beschleunigt, so dass die Sensoreinrichtung anhand dieser beschleunigten Verschiebung des Mitnehmers ermittelt, dass die Fahrzeugklappe zusätzlich zu der durch die Antriebseinrichtung gegebenen Bewegung bewegt wird. Sobald die Sensoreinrichtung dies ermittelt, wird durch die Sensoreinrichtung die Antriebseinrichtung dahingehend informiert, dass der Antrieb die Bewegung der Fahrzeugklappe durch Erhöhung der Leistung weiter unterstützt. Dadurch wird eine Erhöhung der Schließ- bzw. Öffnungsbewegung für die Fahrzeugklappe erreicht.
Es versteht sich, dass auch eine Verlangsamung der Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Fahrzeugklappe erreicht werden kann, wobei die Person die Fahrzeugklappe bremst, wodurch die Verschiebung des Mitnehmers ebenfalls verlangsamt ist. Das verlangsamte Verschieben des Mitnehmers in der Führung wird durch die Sensoreinrichtung sensiert und die Antriebseinrichtung wird angewiesen, die Bewegungsgeschwindigkeit der Fahrzeugklappe zu reduzieren.
Zudem bietet die Sensoreinrichtung mittels des in der Führung geführten Mitnehmers eine Kollisionserkennung, d.h. es wird von der Sensoreinrichtung erkannt, ob zwischen der Fahrzeugklappe und dem Fahrzeugrahmen Gegenstände eingeklemmt sind. Ist ein Gegenstand eingeklemmt, so wird die Fahrzeugklappe nicht mehr weiter bewegt, da der Gegenstand eine weitere Schließbewegung der Fahrzeugklappe verhindert. Dadurch wird der Mitnehmer in der Führung nicht mehr verschoben, was die Sensoreinrichtung sensiert. Da die Antriebseinrichtung jedoch weiterhin die Schließbewegung der Fahrzeugklappe bewirkt, die Fahrzeugklappe jedoch nicht verschwenkt werden kann, kommt es dabei zu einem sprunghaften Stromanstieg in der Antriebseinrichtung, der ebenfalls von der Sensoreinrichtung ermittelt wird. Die Sensoreinrichtung weist dann die Antriebseinichtung an, die Fahrzeugklappe nicht weiter zu schließen, so dass die Fahrzeugklappe nicht weiter auf den eingeklemmten Gegenstand einwirkt. Dadurch wird der eingeklemmte Gegenstand nicht weiter durch die Schließbewegung der Fahrzeugklappe belastet und nicht weiter eingeklemmt.
Ferner kann es vorkommen, dass eine Person oder ein weiteres Fahrzeug hinter dem Kraftfahrzeug steht, zum Beispiel in einer Parkbucht oder auf einem Parkplatz. Auch hierfür ist eine Kollisionserkennung gegeben, wenn die Fahrzeugklappe gegen die Person oder das weiteres Fahrzeug ansschlägt, so dass ein weiteres Öffnen der Fahrzeugklappe verhindert ist.
Überdies ist eine Kollisionserkennung beim Öffnen und Schließen der Fahrzeugklappe für den Fall gegeben, wenn ein Gegenstanf über den Kofferraum des Fahrzeugs, d.h. über den Fahrzeugrahmen hinaus reicht und die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe blockieren würde.
Durch die Ausgestaltung der Sensoreinrichtung mittels des verschieblich in einer Führung vorgesehenen Mitnehmers wird zudem erreicht, dass nach einem Ausfallen der Spannungsversorgung der Antriebseinrichtung, z.B. durch einen Ausfall oder einem reparaturbedingten Ausbau der Autobatterie, die Klappenposition sicher und zuverlässig durch die Sensoreinrichtung ermittelt wird. Da durch einen Spannungsausfall der Energiequelle für die Antriebseinrichtung der Mitnehmer nicht verschoben wird, sondern der Mitnehmer entsprechend der Fahrzeugklappenposition seine Position in der Führung beibehält, da auch die Fahrzeugklappe nicht bewegt wird, ist die vorherige Klappenposition durch die Position des Mitnehmers in der Führung gegeben.
Selbst wenn die Fahrzeugklappe während des Spannungsausfalles verschwenkt wird, wird nach dem Spannungsausfall die Position der Fahrzeugklappe durch die Sensoreinrichtung sicher und zuverlässig bestimmt. Durch die Verschwenkung der Fahrzeugklappe wird auch der Mitnehmer in der Führung verschoben. Wird nun die Spannungsquelle an die Antriebseinrichtung wieder angeschlossen und damit auch an die Sensoreinrichtung, ermittelt die Sensoreinrichtung die Verschiebung des Mitnehmers in der Führung. Durch die unterschiedliche Stellung vor und nach dem Spannungsausfall ermittelt die Sensoreinrichtung daraus die Öffnungsposition der Fahrzeugklappe nach dem Spannungsausfall.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Mitnehmer mit einer Messvorrichtung gekoppelt ist, so dass die Verschiebung des Mitnehmers in der Führung genau ermittelt wird und weiter sicher gestellt ist, dass jeder Öffnungsstellung der Fahrzeugklappe eine entsprechende Stellung des Mitnehmers in der Führung zugeordnet ist. Dadurch ist ferner sicher gestellt, dass die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung zuverlässig bestimmt ist.
Der Mitnehmer weist vorteilhaft einen Stift auf, wobei der Stift innerhalb einer Spule der Messvorrichtung angeordnet ist. Die Spule wird nun durch eine Energiequelle mit Strom gespeist, so dass eine Verschiebung des Stiftes innerhalb der Spule zu einer Änderung der Induktionsspannung der Spule führt. Die Änderung der Induktionsspannung wird von der Messeinrichtung registriert, wodurch die Stellung des Stiftes innerhalb der Spule eindeutig detektierbar ist. Da der Stift mit dem Mitnehmer verbunden ist, ist somit die durch die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe resultierte Verschiebung des Mitnehmers gegeben. Die Änderung der Induktionspannung der Spule ist hierbei eindeutig mit der Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe korreliert.
Die Messvorrichtung ist zweckmäßig mit der Antriebseinrichtung gekoppelt, wodurch entsprechend der ermittelten Stellung des Mitnehmers durch die Messvorrichtung die Antriebseinrichtung gesteuert wird. So wird z.B. im Falle eines eingeklemmten Gegenstandes zwischen der Fahrzeugklappe und dem Fahrzeugrahmen ermittelt, dass der Stift innerhalb der Spule nicht verschoben wird, so dass die Induktionsspannung der Spule sich nicht entsprechend der Schließbewegung der Fahrzeugklappe verändert, sondern im wesentlichen konstant bleibt. Die Sensoreinrichtung bzw. die Messvorrichtung registriert durch die Konstanz der Induktionspannung, dass die Fahrzeugklappe nicht mehr bewegt wird, da ein Gegenstand zwischen Fahrzeugklappe und Fahrzeugrahmen eingeklemmt ist. Somit übermittelt die Messvorrichtung der Antriebseinrichtung, dass die Schließbewegung der Fahrzeugklappe nicht mehr erfolgen soll. Die Antriebseinrichtung wird somit automatisch abgeschaltet und die Schließbewegung der Fahrzeugklappe gestoppt. Da die Fahrzeugklappe nicht mehr verschwenkt wird, wird der eingeklemmte Gegenstand nicht mehr weiter durch Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe eingeklemmt, so dass eine weiteres Einklemmen des Gegenstands vermieden ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Sensoreinrichtung ein erstes Hülsenelement und ein zweites Hülsenelement auf, wobei das erste Hülsenelement und das zweite Hülsenelement relativ zueinander verschieblich vorgesehen sind. Durch das Vorsehen der beiden Hülsenelemente, die relativ zueinander verschieblich sind, wird die Führung der Sensoreinrichtung realisiert, wobei durch ein Hülsenelement eine Führung für das andere Hülsenelement gegeben ist. Hierbei ist das erste Hülsenelement an dem Gehäuse festgelegt, und der Mitnehmer an dem zweiten Hülsenelement, so dass das erste Hülsenelement die Führung für den Mitnehmer ausbildet. Dadurch ist der Mitnehmer relativ zu dem Gehäuse verschieblich und wird durch das erste Hülsenelement sicher geführt, wobei durch das erste Hülsenelement ein Verkanten des Mitnehmers vorteilhaft vermieden wird. Dadurch wird ferner vermieden, dass der Mitnehmer in der Führung verklemmt, wodurch ein sicheres und zuverlässiges Verschieben des Mitnehmers in der Führung und somit ein sicheres und zuverlässiges Bestimmen der Öffnungsbewegung und der Öffnungsstellung der Fahrzeugklappe gegeben ist.
Um ein Verkanten des Mitnehmers weiter zu vermeiden, ist das erste Hülsenelement von dem zweiten Hülsenelement umschlossen, wodurch das Hülsenelement durch das zweite Hülsenelement umfangmäßig geführt ist.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das erste Hülsenelement wenigstens ein Langloch auf. Dies bietet den Vorteil, dass durch das erste Hülsenelement der an dem zweiten Hülsenelement festgelegte Mitnehmer sicher mit der Fahrzeugklappe gekoppelt werden kann, ohne dass die Verschiebung des Mitnehmers durch das erste Hülsenelement beeinträchtigt ist. Überdies wird durch das Langloch ermöglicht, dass der Mitnehmer sich lediglich entsprechend der Erstreckung des Langloches in der Führung verschiebt, wodurch verschiedene Endöffnungsstellen für die Fahrzeugklappe realisierbar sind. D.h., dass die Verschiebung des Mitnehmers entsprechend dem Langloch begrenzt ist, wobei ein Ende des Langlochs der geöffneten Endstellung und das andere des Langlochs der geschlossenen Endstellung der Fahrzeugklappe zugeordnet ist. Durch die Länge des Langlochs ist somit der Gesamtöffnungswinkel der Fahrzeugklappe und durch das Ende des Langlochs die geöffnete Endstellung gegeben.
Um einen Einklemmschutz weiter sicher zu stellen, ist vorgesehen, dass der Mitnehmer sich nicht über die ganze Erstreckung der Führung verschiebt, sondern lediglich in einem Teilbereich. Während eines ersten Öffnungswinkelbereich der Fahrzeugklappe, z.B. 20°, liegt der Mitnehmer konstant an einem Ende der Führung an. Wird der Fahrzeugklappe weiter geöffnet wird durch die weitere Verschwenkung der Fahrzeugklappe der Mitnehmer in der Führung verschoben. Das hat zur Folge, dass beim Schließen der Fahrzeugklappe der Mitnehmer nicht erst in der geschlossenen Endstellung der Fahrzeugklappe an dem Ende der Führung anliegt, sondern bereits dann, wenn der erste Öffnungswinkelbereich erreicht ist. Befindet sich ein Gegenstand zwischen der Fahrzeugklappe und dem Fahrzeugrahmen, so wird beim Schließen der Fahrzeugklappe in dem ersten Öffnungswinkelbereich die Bewegung der Fahrzeugklappe durch den eingeklemmten Gegnstand gestoppt. Der mit der Fahrzeugklappe gekoppelte Mitnehmer in der Führung wird verschoben und der Gegenstand zunächst nicht weiter durch die Fahrzeugklappe eingeklemmt, da die Gewichtskraft der Fahrzeugklappe durch die Verschiebung des Mitnehmers in der Führung kompensiert wird. So hat eine Person, die z.B. eine Hand zwischen Fahrzeugklappe und Fahrzeugrahmen eingeklemmt hat, einen Zeitgewinn, um die Hand herauszuziehen, bevor die gesamte Gewichtskraft der Fahrzeugklappe auf die Hand der Person einwirkt und somit zu Verletzungen führen würde. Der Zeitgewinn zum Herausziehen des Gegenstands ist durch die Verschiebung des Mitnehmers in der Führung gegeben und kann somit durch die Länge der Führung flexibel ausgestaltet werden. Durch die Verweildauer des Mitnehmers an dem Ende der Führung ist zudem der erste Öffnungswinkel variabel vorgesehen, wodurch der gegebene Einklemmschutz an unterschiedlich große Gegenstände angepasst werden kann.
Zweckmäßigerweise weist das erste Hülsenelement ein zweites Langloch auf, das diametral bezüglich des ersten Langloches vorgesehen ist. Dadurch kann die Kopplung des zweiten Hülsenelementes, das mit dem Mitnehmer verbunden ist, dadurch realisiert werden, dass z.B. eine Schnellkupplung für eine Kugelkopfverbindung durch das zweite Langloch herausragt und somit einfach und zuverlässig verbunden wird.
Alternativ kann die Führung ebenso ein erstes Teil und ein zweites Teil aufweisen, wobei das erste Teil und das zweite Teil relativ zu einander verschiebbar sind. Das erste Teil ist mit dem Gehäuse verbunden. Das zweite Teil ist hierbei mit der Fahrzeugklappe gekoppelt, wobei der Mitnehmer an dem ersten Teil vorgesehen ist und somit mit der Fahrzeugklappe gekoppelt ist, um ein Detektieren der Öffnungsstellung der Fahrzeugklappe zu ermöglichen. Das erste und das zweite Teil weisen vorzugsweise einen rechteckigen aneinander angepassten Querschnitt auf, so dass ein sicheres Verschieben des zweiten Teils bezüglich des ersten Teils gegeben ist.
Es versteht sich, dass das erste Teil und das zweite Teil ebenso jeden anderen geometrischen Querschnitt, wie zum Beispiel kreisförmig oder oval, aufweisen können, da es lediglich darauf ankommt, dass die Querschnitte der ersten Teils und des zweiten Teils aneinander angepasst sind, um ein relatives Verschieben der beiden Teile zu ermöglichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Mitnehmer durch ein Federelement beaufschlagt, wobei die Beaufschlagungskraft des Federelementes in die Richtung gerichtet ist, in die der Mitnehmer in Öffnungsrichtung der Fahrzeugklappe verschoben wird. Dadurch wird erreicht, dass die durch das Eigengewicht der Fahrzeugklappe resultierende Einklemmkraft durch die Federkraft des Federelementes reduziert wird. Überdies wird dadurch ermöglicht, dass die Vorrichtung an verschieden schwere Fahrzeugklappen einfach und sicher dadurch angepasst werden kann, dass verschiedene Federelemente mit unterschiedlicher Federkraft entsprechend des Gewichtes der Fahrzeugklappe ausgewählt werden. Das Federelement ist zweckmäßigerweise an dem zweiten Hülsenelement, an dem der Mitnehmer angeordnet ist, vorgesehen. Durch eine zylindrische Ausgestaltung des Hülsenelementes und einer Druckfeder wird somit erreicht, dass die Druckfeder sicher und zuverlässig an dem Hülsenelement anliegt und somit die Federkraft auf die Mitnehmer überträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Führung der Sensoreinrichtung derart ausgestaltet, dass der Mitnehmer durch die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe linear in der Führung verschoben wird. Dadurch wird erreicht, dass eine einfache Zuordnung der Stellung des Mitnehmers einer Öffnungsstellung der Fahrzeugklappe zugeordnet werden kann.
Es versteht sich, dass ebenso nicht lineare Führungen vorgesehen sein können, wobei die Zuordnung der Stellung des Mitnehmers zu einer Stellung der Fahrzeugklappe entsprechend der nichlinearen Ausbildung der Führung vorgesehen ist.
Um die Sensoreinrichtung von äußeren Einflüssen wie z.B. Verschmutzung durch Staubteilchen o.ä. zu schützen, ist die Sensoreinrichtung durch einen Faltenbalg umschlossen.
Durch die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe wird der Mitnehmer in der Führung verschoben, wodurch die Dimension der Sensoreinrichtung während der Bewegung der Fahrzeugklappe variiert. Der Faltenbalg ist selbst variabel in seiner Größe und passt sich der Größenänderung der Sensoreinrichtung einfach und zuverlässig an. Dadurch ist die Sensoreinrichtung während der gesamten Schwenkbwewung der Fahrzeugklappe sicher und zuverlässig vor ungewollten äußeren Einflüssen geschützt.
Die Antriebseinheit umfasst vorteilhaft einen Elektromotor, der mit einer Spindel gekoppelt ist, die in einer Spindelmutter angeordnet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird sichergestellt, dass die Antriebseinrichtung sowohl die Öffnungs- als auch die Schließbewegung der Fahrzeugklappe sicher bewirkt bzw. unterstützt. Durch die Rotationsrichtung des Elektromotors wird ebenso die Rotationsrichtung der Spindel festgelegt, wobei eine Rotationsrichtung für die Schließbewegung und die andere für die Öffnungsbewegung vorgesehen ist.
Zweckmäßigerweise weist die Antriebsvorrichtung eine Druckfeder auf, die die Öffnungsbewegung der Fahrzeugklappe zusätzlich unterstützt.
Die Sensoreinrichtung ist zweckmäßig mit einer Steuereinrichtung gekoppelt, wobei die Steuereinrichtung z.B. mit einer Anzeige in der Instrumententafel des Fahrzeugs gekoppelt ist. Dadurch wird erreicht, dass die Öffnungsstellung der Klappe für den Fahrer sichtbar in der Instrumententafel angezeigt wird. Ferner wertet die Steuereinrichtung vorteilhaft die Verschiebung des Mitnehmers direkt oder zum Beispiel über einen entsprechenden Messvorrichtung aus.
Das Gehäuse der Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugklappe ist zweckmäßig mit der Fahrzeugklappe und dem Fahrzeugrahmen über Kugellagerungen gekoppelt, wodurch die Fahrzeugklappe und den Fahrzeugrahmen koppelnde Vorrichtung zur Steuerung sowohl an dem Fahrzeugrahmen als auch an der Fahrzeugklappe die notwendige Schwenkfreiheit während der Öffnungsbewegung der Fahrzeugklappe aufweist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfinderischen Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugklappe.
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung der erfinderischen Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugklappe aus 1.
3 zeigt eine vergrößerte Darstellung der erfinderischen Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugklappe aus 2.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfinderischen Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugklappe.
In 1 bis 3 ist ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfinderischen Vorrichtung 1 zur Steuerung einer Fahrzeugklappe gezeigt, bei der ein Gehäuse 2 mit einem ersten Ende 3 an einem Fahrzeugrahmen 4 und mit einem zweiten Ende 5 schwenkbar an einer Fahrzeugklappe 6 angeordnet ist. Die schwenkbare Kopplung des Gehäuses 2 mit dem Fahrzeugrahmen 4 und der Fahrzeugklappe 6 ist jeweils mittels einer Kugellagerung vorgesehen ist, wobei an dem ersten Ende 3 und dem zweiten Ende 5 des Gehäuses 2 jeweils eine Kugelpfanne 7 für einen an dem Fahrzeugrahmen 4 und an der Fahrzeugklappe 6 angeordneten Kugelzapfen 8 vorgesehen ist. Der Kugelzapfen 8 ist in der Kugelpfanne 7 drehbar gelagert, so dass während der Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe 6 die Verbindung durch das Gehäuse 2 in jeder Stellung sicher gestellt ist.
Das Gehäuse 2 ist als ein Hohlzylinder ausgebildet, wobei in dem Hohlzylinder eine Antriebseinrichtung 9 vorgesehen ist, um die Schwenkbewegung der Fahrzeugklappe 6 sowohl in Öffnungs- als auch in Schließrichtung zu bewirken. Die Antriebseinrichtung 9 umfaßt einen Elektromotor 10, der über ein Getriebe 11 mit einer Spindel 12 gekoppelt ist. Die Spindel 12 weist hierzu einen Fortsatz 13 auf, der mit dem Getriebe 11 gekoppelt ist, um die durch den Elektromotor 10 gegebene Rotation auf die Spindel 12 zu übertragen. Der Fortsatz 13 ist in einem Kugellager 14 gelagert.
Die Spindel 12 ist in einer Spindelmutter 15 drehbar gelagert und von einer Druckfeder 16 umgeben. Die Druckfeder 16 dient zur Unterstützung der Öffnungsbewegung der Fahrzeugklappe 6.
Der Elektromotor 10 weißt zwei Rotationsrichtungen auf, wodurch die Fahrzeugklappe 6 sowohl in Öffnungsbewegung als auch in Schließbewegung durch die Antriebseinrichtung 9 betreibbar ist.
Mit der Antriebseinrichtung 9 ist eine Sensoreinrichtung 17 gekoppelt, wobei die Sensoreinrichtung 17 ebenfalls in dem als Hohlzylinder ausgebildeten Gehäuse 2 angeordnet ist. Die Sensoreinrichtung 17 ist hierbei über eine Steuereinheit 18 mit der Antriebseinrichtung 9 gekoppelt.
Die Sensoreinrichtung 17 weißt einen verschieblich vorgesehenen Mitnehmer 19 auf, an dem ein Stift 20 angeordnet ist, wobei der Mitnehmer 19 mit der Fahrzeugklappe 6 gekoppelt ist. Mit dem Mitnehmer 19 ist eine Messvorrichtung 21 gekoppelt, wobei die Messvorrichtung 21 eine Spule 22 umfaßt. Der Stift 20 des Mitnehmers 14 ist innerhalb der Spule 22 angeordnet ist. Die Spule 22 ist mittels einer Energiequelle 23 mit Strom versorgt, so dass durch die Spule 22 ein Strom fließt und innerhalb der Spule 22 ein Magnetfeld gegeben ist. Eine Induktionsspannung wird dadurch erzeugt, dass sich der Stift 20 innerhalb der stromdurchflossenen Spule 22 bewegt, wobei der Stift 20 zweckmäßig aus einem leitfähigen Metall gebildet ist. Die Messvorrichtung 21 und die Spule 22 sind ferner mit der Steuereinheit 18 gekoppelt, welche wiederum mit der Antriebseinrichtung 9 verbunden ist.
Die Sensoreinrichtung 17 weißt ein an dem Gehäuse 2 angeordnetes erstes Hülsenelement 24 und ein relativ zu dem ersten Hülsenelement 24 verschieblich vorgesehenes zweites Hülsenelement 25 auf. Das zweite Hülsenelement 25 ist innerhalb des ersten Hülsenelementes 24 angeordnet. An dem zweiten Hülsenelement 25 ist der Mitnehmer 14 angeordnet. Das erste Hülsenelement 24 bildet somit eine Führung 26 für den verschieblichen Mitnehmer 14.
Das erste Hülsenelement 24 weist ein erstes Langloch 27 und ein zweites Langloch 28 auf, wobei die beiden Langlöcher 27 und 28 gegenüberliegend zu einander vorgesehen sind. An dem zweiten Hülsenelement 25 ist die Kugelpfanne 7 für die schwenkbarer Lagerung des Gehäuses 2 an der Fahrzeugklappe 6 angeordnet, wobei sich die Kugelpfanne 7 durch das erstes Langloch 21 und das zweites Langloch 22 erstreckt. Dadurch ist der Mitnehmer 19 über das zweite Hülsenelement 25 und der Kugelpfanne 7 sowie dem Kugelzapfen 8 mit der Fahrzeugklappe 6 gekoppelt und beim Verschwenken der Fahrzeugklappe 6 wird der Mitnehmer 19 in der durch das erste Hülsenelement 24 gegebenen Führung 26 verschoben.
Die beiden Enden der Langlöcher 27 und 28 bilden für die Führung 26 des Mitnehmers 19 in dem ersten Hülsenelement 24 einen ersten Anschlag 31 und einen zweiten Anschlag 32 aus, die die Verschiebung des Mitnehmers 19 in der Führung 26 begrenzen. Der erste Anschlag 31 ist auf der dem Gehäuse 2 zugewandten Ende der Führung 20 und der zweite Anschlag 32 ist auf der dem Gehäuse 2 abgewandten Ende der Führung 26 vorgesehen. Da die Verschiebung des Mitnehmers 19 mit der Öffnungsbewegung der Fahrzeugklappe 6 verbunden ist, ist durch den zweiten Anschlag 32 ein Gesamtöffnungswinkel für die Fahrzeugklappe 6 gegeben, Der Mitnehmer 19 ist durch ein Federelement 29 beaufschlagt, wobei das Federelement 29 mit einem ersten Ende dem Gehäuse 2 und mit dem zweiten Ende den zweiten Hülsenelement 25 abgestützt ist. Dadurch wird der Mitnehmer 19 durch das Federelement 29 in Öffnungsrichtung der Fahrzeugklappe 6 mit einer Kraft beaufschlagt. Das Federelement 29 ist um das erste Hülsenelement 24 umliegend angeordnet.
Die Sensoreinrichtung 17 ist von einem Faltenbalg 30 umgeben, wobei die Kugelpfanne 7 auf der der Fahrzeugklappe 6 abgewandten Seite ebenfalls von dem Faltenbalg 30 umgeben ist. Auf der der der Fahrzeugklappe 6 zugewandten Seite der Kugelpfanne 7 ist der Faltenbalg 30 jedoch eingeschnitten und mit den Enden an der Kugelpfanne 7 befestigt, so dass sich der Kugelzapfen 8 durch den Faltenbalg 30 erstreckt und in der Kugelpfanne 7 gelagert ist.
Die Vorrichtung 1 zur Steuerung einer Fahrzeugklappe funktioniert nun wie folgt:
In einer geschlossenen Position der Fahrzeugklappe 6 an dem Fahrzeugrahmen 4 liegt der Mitnehmer 19 an dem dem Gehäuse 2 zugewandtem Ende der Führung 26 an, wobei die Kugelpfanne 8 an dem ersten Anschlag 31 der beiden Langlöcher 27 und 28 anliegt. Beim Öffnen in einem ersten Öffnungswinkelbereich der Fahrzeugklappe 6 von ungefähr 20° verbleibt der Mitnehmer 19 konstant an dem ersten Ende der Führung 20. Beim weiteren Öffnen der Fahrzeugklappe 6 über 20° hinaus wird der Mitnehmer 19 über die Kugelpfanne 8 mittels des zweiten Hülsenelements 25 in dem ersten Hülsenelement 24 verschoben. Während der Öffnungsbewegung der Fahrzeugklappe 6 wird der Mitnehmer 19 linear in die Führung 26 verschoben, wobei der Mitnehmer 19 in Richtung von dem Gehäuse 2 weg verschoben wird.
Dabei wird der Stift 20 des Mitnehmers 19 in der stromdruchflossenen Spule 22 verschoben, wodurch eine Induktionspannnug in der Spule 22 entsteht. Diese Induktionsspannung wird durch die Messvorrichtung 21 gemessen. Die Messvorrichtung 21 gibt die gemessene Spannung an die Steuereinheit 18 weiter. Jeder Öffnungsposition der Fahrzeugklappe 6 ist eine bestimmte Induktionsspannung der Spule 22 zugeordnet, wobei die Auswertung der Induktionsspannung und deren Zuordnung in der Steuereinheit 18 vorgesehen ist.
Somit wird der Öffnungswinkel der Fahrzeugklappe 6 kontinuierlich durch die Sensoreinrichtung 17 gemessen.
Der Gesamtöffnungswinkel der Fahrzeugklappe 6 ist durch die Länge der beiden Langlöcher 27 und 28 begrenzt. Der Mitnehmer 14 liegt in der gänzlich geöffneten Stellung der Fahrzeugklappe 6 an dem dem Gehäuse 2 zugewandtem Ende der Führung 26 an, wobei die Kugelpfanne 8 an dem zweiten Anschlag 31 der beiden Langlöchern 27 und 28 anliegt.
Beim Schließen der Fahrzeugklappe 6 verschiebt sich der Mitnehmer 14 entsprechend in umgekehrter Richtung in der Führung 26, in Richtung auf das Gehäuse 2 zu. Dabei verschiebt sich der Mitnehmer 19 beginnend von den dem dem Gehäuse 2 abgewandten Ende der Führung 26 linear in der Führung 20 in Richtung des dem Gehäuse 2 zugewandten Endes. Die Kugelpfanne 8 wird dabei von dem zweiten Anschlag 32 in Richtung des ersten Anschlags 31 der beiden Langlöcher 27 und 28 verschoben.
Hat die Fahrzeugklappe 6 beim Schleißen den ersten Öffnungswinkelbereich von ungefähr 20° erreicht, liegt der Mitnehmer 19 an dem dem Gehäuse 2 zugewandten Ende der Führung 26 und die Kugelpfanne 8 am dem ersten Anschlag 31 der beiden Langlöcher 27 und 28. Während der letzten 20° zum Schließen der Fahrzeugklappe 6 wird der Mitnehmer 19 nicht mehr durch die Fahrzeugklappenbewegung in der Führung 26 verschoben.
In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfinderischen Vorrichtung 1' zur Steuerung einer Fahrzeugklappe 6 gezeigt, wobei die Vorrichtung 1' der Art angeordnet ist, dass das Gehäuse 2' mit dem ersten Ende 3', an der Fahrzeugklappe 6 angeordnet ist und mit dem zweiten Ende 5', an dem die Sensoreinrichtung 17 vorgesehen ist, an dem Fahrzeugrahmen 4 vorgesehen ist. Die Funktionsweise der Vorrichtung 1' zur Steuerung einer Fahrzeugklappe ist mit der aus dem ersten Ausführungsbeispiel identisch.
Die vorstehende Erfindung ist anhand an zweier Ausführungsbeispiele erläutert worden, bei denen die Sensoreinrichtung 17 ein erstes und zweites Hülsenelement 24 und 25 aufweist, wobei in dem ersten Hülsenelement 24 zwei Langlöcher 27 und 28 ausgebildet sind, um eine relative Verschiebung des mit der Fahrzeugklappe 6 gekoppelten Mitnehmers 19 bezüglich des Gehäuses 2 zu ermöglichen, so dass durch die Öffnungs- bzw. Schließbewegung der Fahrzeugklappe 6 der Mitnehmer 19 in der Führung 26 verschoben wird. Es versteht sich, dass die Sensoreinrichtung 17 ebenso in eine Führung aufweisen kann, die lediglich ein Langloch umfasst, so dass der mit der Fahrzeugklappe gekoppelte Mitnehmer sich aufgrund des einen Langlochs bezüglich des Gehäuses verschiebt und die Öffnungsstellung der Fahrzeugklappe sensiert wird.
Die vorstehende Erfindung ist anhand an zweier Ausführungsbeispiele erläutert worden, bei denen eine Fahrzeugklappe an einem Fahrzeugrahmen angeordnet ist. Es versteht sich, dass die Vorrichtung ebenso zur Steuerung für eine an einem Fahrzeugrahmen schwenkbar angeordnete Fahrzeugtür vorgesehen sein kann.

Claims

Vorrichtung zur Steuerung einer Fahrzeugklappe, umfassend ein Gehäuse (2), das mit einem ersten Ende (3) schwenkbar mit einem von Fahrzeugklappe (6) und Fahrzeugrahmen (4) gekoppelt ist und mit einem zweiten Ende mit dem anderen von Fahrzeugklappe (6) und Fahrzeugrahmen (4) schwenkbar gekoppelt ist, eine an dem Gehäuse (2) angeordnete Antriebseinrichtung (9), und eine an dem Gehäuse (2) angeordnete Sensoreinrichtung (17), wobei die Sensoreinrichtung (17) mit der Antriebseinrichtung (9) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (17) einen verschieblich vorgesehenen Mitnehmer (19) aufweist, wobei der Mitnehmer (19) mit der Fahrzeugklappe (6) gekoppelt ist, und dass die Sensoreinrichtung (17) eine Führung (26) aufweist, wobei der Mitnehmer (19) in der Führung (26) geführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (19) mit einer Meßvorrichtung (21) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (19) einen Stift (20) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßvorrichtung (21) eine Spule (22) umfasst, und dass der Stift (20) innerhalb der Spule (22) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßvorrichtung (21) mit der Antriebseinrichtung (9) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrchtung (17) ein erstes Hülsenelement (24) und ein zweites Hülsenelement (25) aufweist, wobei das erste Hülsenelement (24) und das zweite Hülsenelement (25) relativ zu einander verschieblich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenelement (24) an dem Gehäuse (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (19) an dem zweiten Hülsenelement (25) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Hülsenelement (25) das erste Hülsenelement (24) umschließt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (19) innerhalb des ersten Hülsenelements (24) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenelement (24) wenigstens ein erstes Langloch (27) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung des zweiten Hülsenelements (25) mit der Fahrzeugklappe (6) sich durch das erste Langloch (27) des ersten Hülsenelements (24) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hülsenelement (24) ein zweites Langloch (28) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Langloch (27) und das zweite Langloch (28) diametral an dem ersten Hülsenelement (24) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung des zweiten Hülsenelements (25) mit der Fahrzeugklappe (6) sich durch das erste Langloch (27) und das zweite Langloch (28) des ersten Hülsenelements (24) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (19) durch ein Federelement (29) beaufschlagt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (29) an dem zweiten Hülsenelement (25) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (29) das erste Hülsenelement (24) umgreifend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung eine erstes Teil und ein bezüglich des ersten Teil verschiebbares zweites Teil aufweist, wobei das erste Teil und das zweite Teil einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (19) teilweise in der Führung (26) verschieblich vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (26) linear vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoreinrichtung (17) zumindest teilweise durch einen Faltenbalg (30) umschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (9) einen Elektromotor (10) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (9) eine Spindel (12) aufweist, die in einer Spindelmutter (15) angeordnet ist, wobei die Spindel (12) mittels eines Getriebes (11) mit dem Elektromoter (10) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (9) eine Druckfeder (16) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinichtung (17) mit einer Steuereinheit (18) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (18) mit der Antriebseinrichtung (9) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbare Kopplungen des Gehäuses (2) mit der Fahrzeugklappe (6) und dem Fahrzeugrahmen (4) jeweils eine Kugellagerung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kugellagerungen jeweils eine Kugelpfanne (7) und einen Kugelzapfen (8) umfassen.
Fahrzeugklappe für ein Kraftfahrzeug, wobei die Fahrzeugklappe (6) an einem Fahrzeugrahmen (4) des Kraftahrzeugs schwenkbar angeordnet ist, und dass eine Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugklappe (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 29 vorgesehen ist.
Fahrzeugtür für ein Kraftfahrzeug, wobei eine Fahrzeugtür an einem Fahrzeugrahmen des Kraftahrzeugs schwenkbar angeordnet ist, und dass eine Vorrichtung zur Steuerung der Fahrzeugtür nach einem der Ansprüche 1 bis 29 vorgesehen ist.