EP1379752B1

EP1379752B1 - Vorrichtung zur automatischen betätigung einer fahrzeugtür

Info

Publication number: EP1379752B1
Application number: EP02735237A
Authority: EP
Inventors: Ingo Greuel; Dietmar Orth; Holger Schiffer; Bernd Ulbricht
Original assignee: Valeo Sicherheitssysteme GmbH
Current assignee: Minebea AccessSolutions Deutschland GmbH
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: US6877791B2; EP1379752A1; US20040113456A1; WO2002084061A1; DE10117933A1; JP2004523683A; JP4109121B2; DE50213700D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Betätigung einer Fahrzeugtür nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Unter dem Begriff "Fahrzeugtür" wird in dieser Anmeldung ganz allgemein ein verschwenkbares Teil zum Verschließen einer Fahrzeugöffnung verstanden. Bei der Fahrzeugtür kann es sich daher sowohl um eine Seitentür oder eine Heckklappe als auch um den Deckel zum Verschließen des Motorraumes oder um die Klappe zum Verschließen einer Dachöffnung eines entsprechenden Fahrzeuges handeln.
Es sind bereits Kraftfahrzeuge mit automatisch betätigbarer Heckklappen vorgeschlagen worden. Dabei wird beispielsweise vom Fahrer des Fahrzeuges durch eine entsprechende Betätigung eines in der Instrumententafel vorgesehenen Schalters oder durch eine Fernbedienung die Heckklappe geschlossen oder geöffnet. Hierzu wirkt das von dem Schalter oder der Fernbedienung erzeugte Schaltsignal auf eine elektronische Steuereinrichtung, die ihrerseits elektrische Steuersignale zur Aktivierung eines Elektromotors erzeugt, der dann seinerseits über ein nachgeschaltetes Getriebe und weiteren Übertragungselementen die Heckklappe verschwenkt.
Ein solcher Antrieb ist z.B. aus DE 199 27 871 bekannt, in dem ein Antrieb zum Verschwenken einer Fahrzeugtür beschrieben wird.
Nachteilig ist bei diesen bekannten Fahrzeugen unter anderem, daß ein automatisches Betätigen der jeweiligen Fahrzeugtür nur von der Fahrzeuginnenseite oder über die Fernbedienung möglich ist. Ein manuelles Betätigen z.B. der Heckklappe durch eine Hilfsperson, die keine Fernbedienung oder keinen Fahrzeugschlüssel hat, ist in der Regel nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einer automatisch betätigbaren Fahrzeugtür anzugeben, bei dem auf einfache Weise eine in ihrer geöffneten Stellung befindliche Fahrzeugtür manuell betätigt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, an dem Antrieb, vorzugsweise an einem der Übertragungselemente des Antriebes, einen Belastungssensor anzuordnen, der bei einer vorgegebenen Belastung der geöffneten Fahrzeugtür ein Steuersignal erzeugt, welches dann der Steuereinrichtung zur Weiterverarbeitung zugeführt wird. Dabei erfolgt die Belastung der geöffneten Fahrzeugtür z.B. durch einen entsprechenden manuellen Druck auf die Tür bzw. auf die Heckklappe etc.
Gemäß der Erfindung ist mindestens eines der Übertragungselemente als Kupplung ausgebildet, die mit der Steuereinrichtung in Wirkverbindung steht, so daß nach Erzeugung eines Steuersignales durch den Belastungssensor das Getriebe von den fahrzeugtürseitigen Übertragungselementen entkuppelt wird und die Fahrzeugtür manuell geschlossen werden kann.
Sofern der Antrieb eine Bremse umfaßt, welche dafür sorgt, daß die Fahrzeugtür in ihrer vorgegebenen geöffneten Stellung sicher gehalten wird, muß bei Belastung des Sensors die Steuereinrichtung auch ein Signal zur Lösung dieser Bremse erzeugen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Antrieb einen Spindelantrieb, wobei eine durch den Motor bewirkte Drehung der Spindel eine axiale Verschiebung der zugehörigen Spindelmutter verursacht, die ihrerseits über ein Übertragungselement ein Verschwenken mindestens eines der Scharnierbügel der Fahrzeugtür bewirkt. Dabei ist der Kraftsensor wiederum an dem Übertragungselement befestigt.
Bei dem Motor kann es sich vorzugsweise um einen Elektromotor und bei der Steuereinrichtung um eine elektrische oder elektronische Steuereinrichtung handeln. Allerdings ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Fahrzeug mit einem hydraulischen Antrieb auszurüsten und eine entsprechende für einen derartigen Antrieb ausgelegte Steuereinrichtung zu verwenden.
Als Belastungssensoren können, je nach Aufbau des Antriebes, sowohl Kraft- als auch Drehmomentsensor verwendet werden, bei denen es sich beispielsweise um Piezo- oder optische Verformungssensoren handeln kann. Dabei soll der Sensor vorteilhafterweise nahe an dem jeweiligen Scharnier der Fahrzeugtür angeordnet werden, wo entweder direkte Kräfte und Momente aufgrund der Einwirkung auf die Tür wirken oder entsprechende Reaktionskräfte oder Momente auftreten.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn im Falle einer Heckklappe der Antrieb und die Steuereinrichtung in einem vormontierbaren Modul zusammengefaßt werden, welches dann bei der Montage des Fahrzeuges in eine entsprechende Aufnahme im Dachträgerbereich eingesetzt und befestigt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig.1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht der Heckklappe eines Kraftfahrzeuges mit einem Antrieb zum Öffnen und Schließen der Heckklappe und einer elektronischen Schaltungsvorrichtung zur Ansteuerung eines Elektromotors des Antriebes;
Fig.2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles des in Fig.1 dargestellten Antriebes zum Verschwenken des Scharnierbügels der Heckklappe eines Kraftfahrzeuges;
Fig.3 eine Fig.1 entsprechende Darstellung mit einer elektronischen Schaltungsvorrichtung zur Ansteuerung einer Kupplung;
Fig.4 eine schematische Darstellung eines Antriebes, der eine Bremse und einen Drehmomentsensor umfaßt und
Fig.5 eine schematische Ansicht von der linken Seite auf den in Fig.4 dargestellten Antrieb, bei dem statt eines Drehmomentsensors zwei Drucksensoren zur Messung von Reaktionsmomenten vorgesehen sind.

In Fig.1 ist mit 1 die Heckklappe eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, die über Scharnierbügel 2 an dem Dachträger 3 des entsprechenden Fahrzeuges verschwenkbar angeordnet ist. Die Heckklappe 1 befindet sich in ihrer geöffneten Stellung.
Der Scharnierbügel 2 ist mit einem am Dachträger 3 befestigten Antrieb 4 verbunden. Dabei umfaßt der Antrieb 4 einen Elektromotor 5, ein diesem nachgeschaltetes Getriebe 6, einen mit dem Getriebe 6 verbundenen Spindelantrieb 7 und ein weiteres Übertragungselement 8. Das Übertragungselement 8 ist um eine senkrecht zur Bildebene verlaufende Achse 9 schwenkbar mit dem Scharnierbügel 2 verbunden.
An dem Übertragungselement 8 ist ferner ein Dehnungsaufnehmer 10 als Kraftsensor befestigt, dessen Ausgang über eine elektrische Leitung 11 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 12 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 12 ist außerdem über eine entsprechende elektrische Leitung 13 mit dem Elektromotor 5 verbunden und bewirkt dessen Einschalten sowie gegebenenfalls auch die Vorgabe der Drehrichtung.
Soll die Heckklappe 1 geschlossen werden, so wird sie zunächst manuell etwas in Richtung des mit 14 bezeichneten Pfeiles gedrückt. Der Kraftsensor 10 erzeugt ein entsprechendes Signal, welches über die Leitung 11 der Steuereinrichtung 12 zugeführt wird. Diese vergleicht das Signal mit einem vorgegebenen Sollwert und erzeugt bei Überschreiten des Sollwertes ein Freigabesignal, welches eine Aktivierung des Elektromotors 5 einleitet. Über das Getriebe 6, den Spindelantrieb 7 und das Übertragungselement 8 wird dann die Heckklappe 1 automatisch in ihre geschlossene Stellung geschwenkt.
Sobald die Heckklappe 1 ihre geschlossene Stellung erreicht hat, bewirkt ein mit der Steuereinrichtung 12 verbundener Schalter 15 ein Abschalten des Elektromotors 5.
Fig.2 gibt ein praktisches Ausführungsbeispiel eines Teiles des in Fig.1 dargestellten Antriebes 4 wieder. Dabei umfaßt der Antrieb wiederum einen nicht dargestellten Elektromotor mit einem nachgeschalteten, ebenfalls nicht dargestellten Getriebe, welches auf den Spindelantrieb 7 wirkt. Der Spindelantrieb 7 besteht aus einer durch den Elektromotor bzw. das Getriebe drehbaren Spindel 16 und einer bei Drehung der Spindel 16 sich axial verschiebenden Spindelmutter 17. Die Spindelmutter 17 ist über das Übertragungselement 8 mit dem Scharnierbügel 2 der Heckklappe 1 verbunden, wobei seitlich an dem Übertragungselement 8 der als Dehnungsmesser ausgebildete Kraftsensor 10 befestigt ist.
Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispie! wirkt das von der Steuereinrichtung 12 erzeugte Freigabesignal nicht auf den Elektromotor 5, sondern auf eine elektromagnetische Kupplung 18, die zwischen dem Getriebe 6 und dem Spindelantrieb 7 angeordnet ist. Bei Druck auf die Heckklappe 1 erfolgt in diesem Falle daher kein automatisches Verschließen der Heckklappe 1, sondern ein Entkuppeln des Getriebes 6 von den weiteren Übertragungselementen, so daß die Heckklappe 1 manuell geschlossen werden kann, ohne daß dieser Vorgang durch das Getriebe 6 oder den Elektromotor 5 gehemmt wird.
In Fig.4 ist ein weiterer Antrieb dargestellt, der wiederum einen Elektromotor 5 umfaßt, welcher mit einem ersten auf eine Kupplung 18 wirkenden Getriebe 6' verbunden ist. Die Kupplung 18 ist ihrerseits über eine Bremse 19 mit einem zweiten Getriebe 6" verbunden, das über einen Drehmomentsensor 10 auf einen den Scharnierbügel 2 verschwenkenden Kurbelhebel 20 wirkt. Dabei dient die Bremse 19 zur Fixierung des Scharnierbügels 2 und damit auch der nicht dargestellten Fahrzeugtür in einer bestimmten verschwenkten Stellung.
Über die Leitung 11 gelangen die Sensorsignale des Drehmomentsensors 10 zu der Steuereinrichtung 12 (Fig.1 und 3), und über die Leitungen 21 und 22 werden die Signale zur Lösung der Bremse 19 und der Kupplung 18 übertragen, um ein manuelles Betätigen der Fahrzeugtür zu ermöglichen.
Die Anordnung der vorstehend beschriebenen Elemente des in Fig.4 dargestellten Antriebes kann selbstverständlich variiert werden. Allerdings sollte der Sensor 10 möglichst nahe an dem Scharnier 2 angeordnet werden, wo entweder direkte Kräfte und Momente aufgrund der Einwirkung auf die Fahrzeugtür oder entsprechende Reaktionskräfte oder Momente auftreten. Zur Bestimmung direkter Kräfte empfiehlt es sich, den Sensor 10 beispielsweise an der Spindel, der Spindelmutter, dem Übertragungselement, dem Kurbelhebel, dem Scharnierbügel, der Fahrzeugtür etc. anzuordnen. Zur Messung von Momenten kann der Sensor 10 an der Antriebswelle, den Zahnrädern des Getriebes oder der Kupplung angeordnet werden.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der mit 4' bezeichnete komplette Antrieb verschwenkbar in einem Träger 23 gelagert ist. An dem Antrieb 4' ist mindestens eine Drehmomentstütze 24, welche auf zwei gegenüberliegende Drucksensoren 10 wirkt, die sich an dem Träger 23 abstützen. Der Antrieb 4' ist über einen als Übertragungselement dienenden Kurbelhebel 20 mit dem Scharnierbügel 2 verschwenkbar verbunden.
Wird auf die nicht dargestellte Fahrzeugtür und damit auf den Scharnierbügel 2 manuell eine Kraft ausgeübt, so drückt letzterer über den Kurbelhebel 20 gegen den Antrieb 4', der die Drehmomentstütze 24 gegen einen der beiden Drucksensoren 10 drückt. Der entsprechende Sensor 10 erzeugt dann ein Signal, welches über elektrische Leitungen 11 der nicht dargestellten Steuereinrichtung zugeführt wird, die dann -je nachdem, welcher der beiden Sensoren ein Steuersignal erzeugt- die Fahrzeugtür schließt oder weiter öffnet.

Bezugszeichenliste

1: Heckklappe, Fahrzeugtür
2: Scharnierbügel
3: Dachträger
4,4': Antriebe
5: Elektromotor, Motor
6,6',6'': Getriebe
7: Spindelantrieb
8: Übertragungselement, Teil
9: Achse
10: Belastungssensor, Kraftsensor, Dehnungsaufnehmer, Drehmomentsensor, Drucksensor
11: Leitung
12: Steuereinrichtung
13: Leitung
14: Pfeil
15: Schalter
16: Spindel, Teil
17: Spindelmutter, Teil
18: Kupplung
19: Bremse
20: Kurbelhebel, Übertragungselement, Teil
21: Leitung
22: Leitung
23: Träger
24: Drehmomentstütze

Claims

Kraftfahrzeug mit einer automatisch betätigbaren Fahrzeugtür (1), insbesondere einer Seitentür oder einer Heckklappe des Kraftfahrzeuges, mit einer Steuereinrichtung (12) und mit einem Antrieb (4; 4'), der einen Motor (5) mit nachgeschaltetem Getriebe (6) und mindestens einem zwischen dem Getriebe (6) und der Fahrzeugtür (1) angeordneten Übertragungselement (8; 20) umfaßt, wobei der Antrieb (4; 4') mindestens einen Belastungssensor (10) umfaßt, der bei einer vorgegebenen Belastung der geöffneten Fahrzeugtür (1) ein Steuersignal erzeugt, welches der elektronischen Steuereinrichtung (12) zur Weiterverarbeitung zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (5) und dem Übertragungselement (8; 20) des Antriebes (4; 4') mindestens eine Kupplung (18) angeordnet ist, und daß die Kupplung (18) mit der Steuereinrichtung (12) in Wirkverbindung steht, derart, daß nach Erzeugung eines Steuersignales durch den Belastungssensor (10) die motorseitigen Elemente des Antriebes (4; 4') von den übertragungselementseitigen Elementen des Antriebes (4; 4') entkuppelt werden, so daß die Fahrzeugtür (1) manuell betätigbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (5) und dem Übertragungselement (8; 20) des Antriebes (4; 4') eine Bremse (19) angeordnet ist, die mit der Steuereinrichtung (12) in Wirkverbindung steht, derart, daß nach Erzeugung eines Steuersignales durch den Belastungssensor (10) die Bremse (19) gelöst und die Kupplung (18) entkuppelt wird.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Motor (5) um einen Elektromotor und bei der Steuereinrichtung (12) um eine elektrische oder elektronische Steuereinrichtung handelt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Belastungssensor (10) um einen Kraft- oder Drehmomentsensor handelt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kraft- oder Drehmomentsensor (10) um einen Piezo- oder optischen Verformungssensor handelt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (4) einen Spindelantrieb (7) umfaßt, wobei eine durch den Motor (5) bewirkte Drehung einer Spindel (16) eine axiale Verschiebung einer Spindelmutter (17) verursacht, die ihrerseits über das Übertragungselement (8) ein Verschwenken mindestens eines der Scharnierbügel (2) der Fahrzeugtür (1) bewirkt und daß der Kraftsensor (10) an dem Übertragungselement (8) befestigt ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungssensor (10) am Scharnierbügel (2) oder an einem dem Scharnierbügel (2) benachbarten Teil (8, 16, 17, 20) des Antriebes (4; 4') angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (4') um seine Längsachse verschwenkbar in einem Träger (23) gelagert ist und über eine Drehmomentstütze (24) auf mindestens einen Drucksensor (10) einwirkt, derart, daß bei Belastung des Scharnierbügels dieser versucht den Antrieb (4') zu verschwenken, so daß die Drehmomentstütze (24) gegen den Drucksensor (10) drückt und dieser ein entsprechendes elektrisches Steuersignal erzeugt.