DE4140197C2 - Verfahren zum Verstellen eines fremdkraftbetätigbaren Bauteils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verstellen eines fremdkraftbetätigbaren Bauteils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 34 01 864 A1 ist ein Verfahren zum Betätigen von Verstellgliedern bekannt, bei dem zwischen den beiden Endla­ gen des Verstellgliedes, in denen das Verstellglied automa­ tisch stillgesetzt und nur zu einer Reversierbewegung wieder eingeschaltet werden kann, eine beliebig wählbare Stoppstellung vorgesehen ist, in der der Antriebsmotor auto­ matisch abgestellt wird. Durch erneutes Wiedereinschalten des Handschalters kann diese Stopposition überfahren wer­ den, wobei das automatische Stillsetzen des Verstellgliedes in der ausgewählten Stopposition auch nur in einer Verstell­ richtung erfolgen kann.

Das Durchfahren des Verstellgliedes aus einer Endlage über den Hauptverstellbereich bis zur Stopposition sowie das weitere Durchfahren des Verstellgliedes über den Verriege­ lungs- oder Endlagenbereich erfolgt fremdkraftbetätigt durch Ansteuerung über den Handschalter. Ein manuelles Verstellen des Verstellgliedes über den Verriegelungs- oder Endlagenbereich ist nicht vorgesehen und auch nicht mög­ lich, da die Verstellung des Verstellgliedes über den Verstellbereich über eine Vergleichsschaltung erfolgt, die durch Betätigen des Handschalters angesteuert wird und die Schaltrelais zum Ansteuern der Motorwicklung des fremdkraft­ betätigten Verstellgliedes aus löst.

Aus der DE 30 34 118 C2 ist ein Verfahren zur elektroni­ schen Überwachung des Öffnungs- und Schließvorgangs von elektrisch betriebenen Fensterhebern und Schiebedächern in Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem der beim Öffnungs- und Schließvorgang des bewegten Teils zu durchlaufende Weg in mehrere Bereiche aufgeteilt wird, wobei in einem ersten und dritten Bereich der Elektromotor des Antriebs abgeschaltet wird, wenn ein Blockierzustand auftritt. Im mittleren zweiten Bereich wird die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit des bewegten Teils überwacht und bei einem Überschreiten vorge­ gebener Grenzwerte die Antriebsrichtung des Antriebsmotors kurzzeitig umgekehrt und daran anschließend der Antrieb ab­ geschaltet.

Auch bei diesem bekannten Verfahren wird der gesamte Ver­ stellweg fremdkraftbetätigt durchfahren und das fremdkraft­ betätigte Einfahren in die verriegelnde Endlage fremdkraft­ betätigt durchgeführt, da in diesem Bereich eine elektro­ nisch gesteuerte Abschaltung bzw. kurzzeitige Verstellrich­ tungsumkehr des Verstellgliedes und anschließende Abschal­ tung des Verstellgliedes erfolgt.

Aus der DE 40 00 730 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Betreiben von fremdkraftbetätigten Teilen bekannt, bei dem über den gesamten Verstellbereich ohne Unterschei­ dung in einen Hauptverstellbereich und einen Verriegelungs- oder Endlagenbereich eine Einklemmschutzsteuerung erfolgt. Dazu wird eine fortlaufende Erfassung der Betätigungskraft und des zurückgelegten Weges durchgeführt, daraus eine Kraftänderung über den Verstellweg berechnet, die Kraftände­ rung mit einem Grenzwert verglichen und bei Überschreiten des Grenzwertes das fremdkraftbetätigte Teil stillgesetzt oder seine Bewegungsrichtung umgekehrt.

Bei der Betätigung, das heißt beim Öffnen und Schließen schwerer Bauteile, wie Heckklappen von Kraftfahrzeugen werden fremdkraftbetätigte Systeme, wie elektromotori­ sche, hydraulische, pneumatische oder hydro-pneumatische Verstellantriebe eingesetzt. Diese erhöhen den Bedienungs­ komfort in erheblichem Maße, so daß die Betätigung schwerer Bauteile auch mit geringem Kraftaufwand entweder durch Betätigen eines Schaltorgans oder mittels geringer manuel­ ler "Anstoß"-Kräfte möglich ist, um beispielsweise eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand oder umgekehrt zu bewe­ gen.

Dabei wird beispielsweise nach dem Öffnen der Heckklappe manuell eine geringfügige Kraft in Richtung auf eine Öff­ nung der Heckklappe ausgeübt, woraufhin die Verstelleinrich­ tung die Heckklappe soweit öffnet, bis entweder eine gering­ fügige Gegenkraft das Beendigen des Öffnungsvorgangs bewirkt oder bis in den vollständig geöffneten Zustand eingefahren wird, wobei das Einfahren in diese geöffnete Endlage sanft erfolgen soll, um die Befestigungsteile zu schonen und ein Rückschwingen zu verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, das Verstellen eines fremdkraftbetätigten Bau­ teils mit hohem Bedienungskomfort, aber unter Sicherstel­ lung eines wirksamen Einklemmschutzes zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet einen in jeder Stellung eines fremdkraftbetätigbaren Bauteils wirksamen Einklemmschutz bei optimierter Steigerung des Bedienungskom­ forts. Durch die Einrichtung eines ausschließlich manuellen Durchfahrens des Verriegelungs- oder Endlagenbereiches wird gewährleistet, daß über den gesamten Verstellweg des Bau­ teils im Verriegelungs- oder Endlagenbereich ein wirksamer Schutz vor dem Einklemmen von Gegenständen oder Körpertei­ len gewährleistet ist, was insbesondere in dem Bereich un­ mittelbar vor dem Einfahren des Verstellgliedes in die ver­ riegelte Endlage von Bedeutung ist.

Dabei wird in einem erfahrungsgemäß unproblematischen Verstellbereich der Steigerung des Bedienungskomforts der Vorzug gegeben, während im sicherheitsrelevanten Bereich auf eine manuelle Verstellung zurückgegriffen wird, bei der die Gefahr eines Einklemmens von Körperteilen oder Gegen­ ständen infolge der hierfür erforderlichen Kraft sowie der unmittelbaren Rückkopplung eines derartigen Ereignisses zur Bedienungsperson ausgeschlossen werden kann.

Der Gesamt-Verstellweg kann wahlweise in einen Hauptver­ stellbereich und einen Verriegelungsbereich, in zwei an den Hauptverstellbereich angrenzende Verriegelungsbereiche bzw. einen auf der einen Seite des Hauptverstellbereichs angren­ zenden Verriegelungsbereich und einen an die andere Seite des Hauptverstellbereichs angrenzenden Endlagenbereich unterteilt werden.

Der Hauptverstellbereich kann so bemessen sein, daß er ein Vielfaches des Verstellweges gegenüber dem Verstell­ weg des Verriegelungs- und Endlagenbereichs bzw. der Verrie­ gelungsbereiche beträgt. Dadurch kann mittels einer manuel­ len Betätigung der Verstellvorgang ausgelöst und der größte Teil des Verstellweges zurückgelegt werden, bis mit Errei­ chen des Verriegelungs- oder Endlagenbereichs ein erneuter manueller Anstoß erforderlich ist, um den Schließ- oder Öffnungsvorgang zu vollenden. Gleichzeitig wird damit den Sicherheitsinteressen Genüge getan, da vor Erreichen der Endlagen eine Bewegungsunterbrechung des fremdkraftbetätig­ ten Bauteils erfolgt, so daß die Gefahr einer Kollision mit Personen oder Gegenständen minimiert wird.

Zum Auslösen der Verstellbefehle zum Durchfahren des Haupt­ verstellbereichs sowie des Verriegelungsbereichs bzw. der Verriegelungsbereiche können wahlweise gemeinsame oder separate Schaltelemente vorgesehen werden. Schaltelemente zum Auslösen der Verstellbefehle können berührungslose oder Berührungs-Schaltelemente sein, die wahlweise getrennt von dem fremdkraftbetätigten Bauteil angeordnet oder mit dem fremdkraftbetätigten Bauteil bzw. der Fremdkraft-Verstell­ einrichtung gekoppelt sind. So sind beispielsweise Schalt­ elemente möglich, die aus Langwegsensoren in Verbindung mit einer hydraulischen, pneumatischen oder hydro-pneumatischen Verstelleinrichtung bestehen.

Um auszuschließen, daß manuell ausgelöste Verstellbewegun­ gen zu undefinierten Bewegungszuständen des fremdkraftbetä­ tigten Bauteils führen, indem beispielsweise bei entgegenge­ richteten manuellen Verstellbewegungen ein unbeabsichtigtes Hin- und Herschwingen des fremdkraftbetätigten Bauteils erfolgt, werden zwei manuell induzierte Verstellbewegungen stets von einer Ruhephase unterbrochen, so daß nach Auslö­ sen einer Verstellbewegung durch eine manuell induzierte Kraft die Verstellung des fremdkraftbetätigten Bauteils in der gewünschten Richtung erfolgt und darauffolgend mit einer Gegenkraft an einer beliebigen Stelle des Gesamt-Ver­ stellweges die Bewegung unterbrochen wird, um erst nach Aufbringen einer weiteren manuellen Kraft in der gewünsch­ ten Richtung fortgesetzt zu werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Skizzen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Aufteilung eines Gesamtverstellbereichs in mehrere Einzelbereiche;

Fig. 2 den Verstellweg eines fremdkraftbetätigten Bau­ teils bei einem Schließvorgang über der Zeit und

Fig. 3 eine zeitliche Darstellung einer Schließ- und Öffnungsbewegung eines fremdkraftbetätigten Bau­ teils.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Verstellbereich zwischen den Endpunkten P₀ und P₃, die den Gesamt-Verstellweg eines fremdkraftbetätigten Bauteils bezeichnen. Dieser Gesamt-Ver­ stellbereich wird in einen Hauptverstellbereich, der zwi­ schen zwei geometrischen Punkten P₁ und P₂ angeordnet ist, die zwischen den Endlagepunkten P₀ und P₃ liegen, und einen an der einen Seite des Hauptverstellbereichs anschließen­ den, zwischen den geometrischen Orten P₀ und P₁ liegenden Endlagenbereich sowie einen an die andere weite des Haupt­ verstellbereichs anschließenden, zwischen den Punkten P₂ und P₃ liegenden Verriegelungsbereich unterteilt.

Der Endlagenbereich zwischen den geometrischen Punkten P₀ und P₁ kann als einem weiteren Verriegelungsbereich beste­ hen, beispielsweise bei einer zu öffnenden Schiebetür, die sowohl in der Schließstellung als auch in der Öffnungsstel­ lung verriegelt wird.

Der Hauptverstellbereich des Gesamt-Verstellbereichs ist sehr viel größer als die anschließenden Endlagen- und Ver­ riegelungsbereiche. Das erfindungsgemäße Verfahren, nach dem das Durchfahren des Hauptverstellbereichs und des anschließenden Verriegelungsbereichs mit nur einem Verstell­ befehl nicht vollständig möglich ist, stellt dabei sicher, daß vor der Verriegelung des fremdkraftbetätigten Bauteils eine Ruhestellung eingenommen wird.

Wird das fremdkraftbetätigte Bauteil aus einer Stellung A₁ im Hauptverstellbereich zwischen den geometrischen Punkten P₁ und P₂ durch einen manuellen Verstellbefehl in Richtung auf eine Schließbewegung, das heißt in Richtung auf den Verriegelungsbereich zwischen den geometrischen Punkten P₂ und P₃ angestoßen, so durchläuft das fremdkraftbetätigte Bauteil den Hauptverstellbereich, um mit dem Erreichen des Verriegelungsbereichs, das heißt bei Erreichen des Punktes P₂ eine Ruhestellung einzunehmen. Erst durch erneutes manuelles Betätigen wird ein Verstellbefehl gegeben, der die Schließbewegung vollendet bis das fremdkraftbetätigte Bauteil die Stellung P₃, das heißt die Schließstellung eingenommen hat.

Erfolgt der Verstellbefehl bei einer Stellung des fremd­ kraftbetätigten Bauteils im Punkt P₀₁ das heißt aus einer Endlage des fremdkraftbetätigten Bauteils heraus, so führt dieser manuelle Verstellbefehl in Richtung des Pfeiles A₂ zu einem fremdkraftbetätigten Verstellen des Bauteils mit einem Durchfahren des Endlagenbereichs aus dem Punkt P₀ über den Punkt P₁ in den Hauptverstellbereich.

Da der Endlagenbereich zwischen den Punkten P₀ und P₁ nicht als Verriegelungsbereich definiert ist, erfolgt eine Ruhe­ stellung des fremdkraftbetätigten Bauteils erst im oder mit Erreichen des Verriegelungsbereichs, d. h. mit Erreichen des Punktes P₂. Erst ein erneuter manueller Verstellbefehl in Richtung des Pfeiles B führt zu einem weiteren fremd­ kraftbetätigten Verstellen des Bauteils bis zum Erreichen der Schließstellung im Punkt P₃.

Wird der Bereich zwischen den Punkten P₀ und P₁ ebenfalls als Verriegelungsbereich definiert, beispielsweise bei Vorliegen einer Schiebetür, die in beiden Endstellungen eine Verriegelungsstellung einnimmt, so ist ein vollständi­ ges Durchfahren des fremdkraftbetätigten Bauteils nur in Bezug auf den Hauptverstellbereich möglich, so daß bei Erreichen der Punkte P₁ bzw. P₂ bei einem Verstellen des fremdkraftbetätigten Bauteils in der einen oder anderen Richtung eine Ruhestellung eingenommen wird, bevor durch einen erneuten manuellen Verstellbefehl in der einen oder anderen Richtung die vollständige Öffnungs- oder Schließ­ stellung eingenommen wird.

In den Fig. 2 und 3 sind Verstellbewegungen beim Schlie­ ßen und Öffnen eines fremdkraftbetätigten Bauteils über der Zeit dargestellt.

Fig. 2 zeigt einen Schließvorgang, bei dem ausgehend vom vollständig geöffneten Zustand eines fremdkraftbetätigten Bauteils aus der Stellung P₀ eine Verstellung mit konstan­ ter Geschwindigkeit nach manueller Auslösung der Verstellbe­ wegung erfolgt bis mit Erreichen des Verriegelungsbereichs, d. h. mit Erreichen der Stellung P₂ eine Ruhestellung eingenommen wird. Eine Fortsetzung der Schließbewegung, d. h. das Durchfahren des Verriegelungsbereichs erfolgt erst nach Abgabe eines weiteren Verriegelungsbefehls, der das vollständige Schließen des fremdkraftbetätigten Bau­ teils bis zum Erreichen des Punktes P₃ bewirkt.

Fig. 3 zeigt einen Öffnungsvorgang, bei dem ausgehend vom vollständig geschlossenen Zustand, d. h. ausgehend vom geo­ metrischen Ort P₃ nach Abgabe eines Verstellbefehls die Öffnung entsprechend dem Kurvenzug a mit konstanter Ge­ schwindigkeit fremdkraftbetätigt erfolgt. Zum Zeitpunkt t₁ wird eine manuelle Gegenkraft auf das fremdkraftbetätigte Bauteil ausgeübt, die der Verstellrichtung entgegengerich­ tet ist, so daß das fremdkraftbetätigte Bauteil eine Ruhe­ stellung einnimmt, die bis zum Zeitpunkt t₂ anhält, wo ein erneuter Verstellbefehl in Richtung auf die Öffnung des fremdkraftbetätigten Bauteils abgegeben wird.

Mit Erreichen des Endlagen- oder Verriegelungsbereichs am Punkt P₁ zum Zeitpunkt t₃ erfolgt eine erneute Ruhestellung des fremdkraftbetätigten Bauteils, die nur durch einen weiteren manuellen Verstellbefehl zum Zeitpunkt t₄ wahlwei­ se in Richtung auf ein vollständiges Öffnen des fremdkraft­ betätigten Bauteils entsprechend dem Kurvenzug b oder in Richtung auf ein erneutes Schließen entsprechend dem Kurven­ zug c je nach Richtung der ausgeübten manuellen Verstell­ kraft verlassen wird.

Handelt es sich bei dem Bereich zwischen den Punkten P₀ und P₁ um einen Endlagenbereich, beispielsweise im Falle einer Kraftfahrzeug-Heckklappe, in dem keine eigentliche Schließ­ stellung eingenommen wird, so kann anstelle einer mit dem Erreichen des Endlagenbereichs im Punkt P₀ erneut aufzubrin­ genden manuellen Verstellkraft ein Abbremsen der Bewegung erfolgen, so daß das fremdkraftbetätigte Bauteil sanft in die Endlagenstellung einschwingt.

Handelt es sich hingegen um einen Verriegelungsbereich zwischen den Punkten P₀ und P₁₁ so erfolgt entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Unterbrechung der Verstell­ bewegung, da definitionsgemäß der Hauptverstellbereich und ein anschließender Verriegelungsbereich nicht mit einem Verstellbefehl geschlossen durchfahren werden können.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verstellen eines fremdkraftbetätigbaren Bauteils, insbesondere Türen oder anderer Karosseriever­ stellteile an Fahrzeugen mit einem Verstellbereich, der aus mindestens einem Hauptverstellbereich und mindestens einem Verriegelungsbereich besteht und mit nur einem Ver­ stellbefehl nicht vollständig durchfahren werden kann, wobei die Verstellbewegung mit Erreichen des Endes des Hauptverstellbereichs unterbrochen oder die Verstellge­ schwindigkeit zumindest derart abgebremst wird, daß eine Verriegelung in Folge einer aus der Massenträgheit resul­ tierenden, antriebsfreien Bewegung ausgeschlossen ist, und wobei anschließend eine zweite, von der Verstellbewe­ gung im Hauptverstellbereich unabhängige Verriegelungsbe­ wegung eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich der Hauptverstellbereich (P₁ bis P₂) fremdkraftbetätigbar ist, während der Verriegelungsbe­ reich (P₀ bis P₁ bzw. P₂ bis P₃) in Richtung einer Ver­ riegelung des fremdkraftbetätigbaren Bauteils nur manu­ ell durchfahrbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Hauptverstellbereich (P₁ bis P₂) nach beiden Seiten Verriegelungsbereiche (P₀ bis P₁ bzw. P₂ bis P₃) oder ein Verriegelungsbereich (P₂ bis P₃) und ein Endla­ genbereich (P₀ bis P₁) anschließen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptverstellbereich (P₁ bis P₂) größer als die Ver­ riegelungsbereiche (P₀ bis P₁ bzw. P₂ bis P₃) oder der Verriegelungsbereich (P₂ bis P₃) und der Endlagenbereich (P₀ bis P₁) ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Auslösen der Verstellbefeh­ le für den Hauptverstellbereich (P₁ bis P₂) und für den Verriegelungsbereich (P₂ bis P₃) bzw. die Verriegelungs­ bereiche (P₀ bis P₁ bzw. P₂ bis P₃) ein gemeinsamer Schalter vorgesehen ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zum Auslösen der Verstellbefeh­ le zum Durchlaufen des Hauptverstellbereichs (P₁ bis P₂) sowie zum Durchlaufen des Verriegelungsbereichs (P₂ bis P₃) bzw. der Verriegelungsbereiche (P₀ bis P₁ bzw. P₂ bis P₃) jeweils separate Schalter vorgesehen sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verriegelung durch eine manuell erzeugte, der Verstellbewegung entgegengerichtete manuel­ le Kraft ausgelöst wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei manuell ausgelöste Ver­ stellbewegungen immer von einer Ruhephase unterbrochen werden.