[002] Bei automatisch betätigbaren Fahrzeugtüren ist es erforderlich, mittels eines oder mehrerer Sensoren die jeweilige Position der Fahrzeugtür zu ermitteln, da diese In- formationen unter anderem für die Geschwindigkeitssteuerung und die Endlagenab- schaltung der Fahrzeugtür oder eine Hinderniserkennung benötigt werden. So ist bei- spielsweise bei einer automatisch betätigbaren Heckklappe kurz vor Erreichen der oberen und unteren Endlage eine verminderte Geschwindigkeit erforderlich, damit die Heckklappe nicht mit voller Wucht gegen die Endanschläge gefahren wird. Außerdem ist es beim Schließen der Fahrzeugtür wichtig, diese kurz vor dem kompletten Schließen langsam gegen die Türdichtung zu fahren, um das Verletzungsrisiko für den Fahrer oder die mitfahrenden Personen zu minimieren.

[003] Die jeweilige Position der Fahrzeugtür wird üblicherweise mit Hilfe von Drehwin- kelgebern ermittelt, welche beispielsweise an der Abtriebswelle des Antriebes oder der Scharnieranbindung der Fahrzeugtür angeordnet sind. Zur Absolutwerterfassung des entsprechenden Drehwinkels der Abtriebswelle werden vor allem Potentiometer oder analoge Magnetfeldsensoren als Drehwinkelgeber verwendet.

[004] Als nachteilig hat es sich bei den analogen Drehwinkelgebern erwiesen, daß sie mit relativ hohen Kosten verbunden sind, z. T. einen hohen Verschleiß aufweisen und überdies einen großen Bauraum benötigen.

[005] Grundsätzlich ist es zwar möglich, den Schwenkwinkel der Fahrzeugtür auch mit wesentlich kostengünstigeren inkrementalen Meßwertgebern zu bestimmen, doch weisen diese Meßwertgeber den Nachteil auf, daß die eine Zwischenposition der Fahrzeugtür charakterisierenden Daten bei vorhergehendem Stromausfall in der Regel verloren gehen. Nach einem Stromausfall kann daher keine gesteuerte Bewegung der Fahrzeugtür aus einer Zwischenposition ausgeführt werden. Erst nach einem (automatisch oder manuell durchgeführten) Schließvorgang der Fahrzeugtür, bei dem z. B. das Schloßsignal zur neuen Referenzbildung herangezogen wird, ist das System wieder kalibriert.

[006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb zur automatischen Betätigung einer Fahrzeugtür anzugeben, der die Vorteile einer inkremental ar- beitenden Positionsmessung ausnutzt, bei dem aber nach einem Stromausfall eine erneute Kalibrierung nicht erst nach Erreichen einer der Endstellungen der Fahrzeugtür erfolgt.

[007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unter- ansprüche.

[008] Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, den gesamten Schwenkwinkel der Fahrzeugtür in mindestens drei aufeinanderfolgende Zonen (Schwenkwinkelbereiche) einzuteilen, wobei die einzelnen Schwenkwinkelbereiche durch eine erste zur Absolutwerterfassung geeignete Sensoreinrichtung ermittelbar sind. Die Erfassung des Schwenkwinkels der Fahrzeugtür innerhalb der einzelnen Zonen erfolgt dann mit Hilfe einer zweiten Sensoreinrichtung, welche mindestens einen inkremental arbeitenden Meßwertgeber umfaßt.

[009] Nach einem Stromausfall wird bei dem erfindungsgemäßen Antrieb daher zwar nicht die genaue Position der Fahrzeugtür, jedoch die jeweilige Zone erkannt, innerhalb welcher sich die Fahrzeugtür befindet. Innerhalb dieser Zone kann dann die Fahrzeugtür mit einer vorgegebenen, maximal zulässigen Geschwindigkeit durch den Antrieb betätigt werden. Beim Überschreiten dieser Zone zur nächsten Zone wird dann die Inkrementalelektronik der zweiten Sensoreinrichtung automatisch neu kalibriert, so daß für die Fahrzeugtür dann wiederum eine lageabhängige Geschwindigkeits- steuerung durchführbar ist.

[010] Vorteilhafterweise können den einzelnen Zonen bestimmte Funktionen zugewiesen werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß in den Endzonen ein auto- matisches Schließen (untere Zone) bzw. Öffnen (obere Zone) der Fahrzeugtür nicht gestattet ist oder die Geschwindigkeit der Abtriebsachse des Antriebes, und damit auch der Fahrzeugtür, einen genau vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf aufweist.

[011] Damit die erste Sensoreinrichtung zur Absolutwerterfassung der einzelnen Zonen verschleißarm arbeitet, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine magnetische Meß- anordnung zu verwenden, die eine z. B. auf der Abtriebswelle des Antriebes an- geordnete Magnetscheibe umfaßt, welche in Umfangsrichtung gesehen, mindestens zwei magnetische Bereiche unterschiedlicher Polung aufweist. Außerdem enthält die magnetische Meßanordnung mindestens zwei die magnetischen Bereiche der Ma- gnetscheibe abtastende Magnetfeldsensoren, wobei die magnetischen Bereiche der Ma- gnetscheibe und die Magnetfeldsensoren derart zueinander angeordnet sind, daß sich bei Drehung der Abtriebswelle des Antriebes von der Anfangsstellung in die Endstellung und umgekehrt mindestens drei sich aneinander anschließende Win- kelbereiche ergeben, wobei für jeden Winkelbereich eine andere, für diesen Win- kelbereich charakteristische Zuordnung von Magnetfeldsensoren zu den mag-netischen Bereichen vorliegt.

[012] Es hat sich außerdem gezeigt, daß die Anzahl und Anordnung der magnetischen Bereiche der Magnetscheibe und der Magnetfeldsensoren derart gewählt werden sollte, daß bei Drehung der Abtriebswelle des Antriebes von ihrer Anfangs-in ihre Endstellung eine Absolutwerterfassung von mindestens vier sich aneinander an- schließenden Schwenkwinkelbereichen durchführbar ist.

[013] Bei der Drehachse des Antriebes, an welcher die Sensoreinrichtungen angeordnet sind, muß es sich nicht zwingend um die Abtriebswelle des Antriebes handeln. So hat es sich beispielsweise bei einem Antrieb mit mehreren hintereinander angeordneten Getriebestufen als zweckmäßig erwiesen, wenn die Magnetscheibe der ersten Sensor- einrichtung aus Platzgründen zwischen zwei Getriebestufen angeordnet wird.

Allerdings muß bei einer derartigen Anordnung ein zusätzliches Getriebe vorgesehen werden, welches eine Abtriebseinrichtung aufweist, die eine von der ersten Sensor- einrichtung detektierbare, der Abtriebswelle analoge Drehbewegung ausführt. Dieses kann beispielsweise mit Hilfe eines Taumelscheibengetriebes erfolgen, wenn die Ma- gnetscheibe als Taumelscheibe ausgebildet ist.

[014] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen : - Fig. 1 die schematische Ansicht einer geöffneten Heelddappe im Bereich des Dachträgers eines Kraftfahrzeuges mit einem sich parallel zur Scharnierachse er- streckenden erfindungsgemäßen Antrieb ; - Fig. 2 die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Antriebes mit einer eine Ma- gnetscheibe und Magnetfeldsensoren umfassenden ersten Sensoranordnung zur Abso- lutwerterfassung des Schwenkwinkels der Heckklappe ; - Fig. 3 einen Querschnitt entlang der in Fig. 2 mit m-ni bezeichneten Schnittlinie sowie eine gestrichelte Darstellung der Magnetfeldsensoren zur Andeutung ihrer Lage in bezug auf die Magnetscheibe ; - Fig. 4 eine Draufsicht auf ein zweites Ausfiihrungsbeispiel einer Magnetscheibe der ersten Sensoranordnung und eine Darstellung der Magnetfeldsensoren zur Andeutung ihrer Lage in bezug auf die Magnetscheibe ; - Fig. 5 eine Seitenansicht der Fig. 4 entsprechenden Anordnung.

[015] In Fig. 1 ist mit 1 die Heckklappe eines Kraftfahrzeuges bezeichnet, die um eine Scharnierachse 2 an dem Dachträger 3 eines entsprechenden Fahrzeuges ver- schwenkbar angeordnet ist. Die Schwenkbewegung der Heckklappe 1 von ihrer mit I bezeichneten geschlossenen Stellung in ihre in Fig. 1 dargestellten geöffneten Stellung II erfolgt mit Hilfe eines Antriebes 4, dessen Längsachse sich parallel zur Schar- nierachse 2 erstreckt, und welcher an der Abtriebswelle 5 des Antriebes 4 (Fig. 2) eine mit der Heckklappe 1 verbundene Hebel-anordnung 6 betätigt.

[016] Wie aus Fig. l ersichtlich ist, ist der gesamte zwischen geöffneter und geschlossener Stellung der Fahrzeugtür erforderliche Schwenkwinkel a in 4 Schwenkwinkelbereiche (Zonen) al, a2, a3, und a4 eingeteilt. In welcher Zone sich die Heckklappe 1 bei ihrer Bewegung in die geöffnete oder geschlossene Stellung oder bei einem Stillstand in einer Zwischenlage gerade befindet, wird mittels zweier in dem Antrieb 4 integrierter Sensoreinrichtungen 7,8 erfaßt und wird nachfolgend noch näher beschrieben.

[017] In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Antrieb 4 dargestellt. Dieser umfaßt einen Elektromotor 9, eine dem Elektromotor 9 nachgeschaltete erste Getriebestufe 10 zur Herabsetzung der Drehzahl der Abtriebswelle des Elektromotors 9, eine Schaltkupplung 11, eine zweite Getriebestufe 12, deren Abtriebswelle 5 identisch mit der Abtriebswelle des Antriebes 4 ist und eine der Schwenkbewegung der Heckklappe 1 entsprechende Schwenkbewegung ausführt und die über die Hebelanordnung 6 mit der Heckklappe l (Fig. l) verbindbar ist. Zwischen der Schaltkupplung 11 und der zweiten Getriebestufe 12 sind die beiden Sensoreinrichtungen 7, 8 zur Positions- ermittlung der Abtriebswelle 5 des Antriebes 4 und damit auch der Heckklappe l in einem Gehäuse 31 angeordnet.

[018] Die erste Sensoreinrichtung 7 dient zur Absolutwerterfassung der vier Zonen als a2, a3, und a4 der Heckklappe l. Sie umfaßt eine an der Abtdebswelle 13 der Schaltkupplung 11 mit dieser drehbar verbundene erste Magnetscheibe 14, wie sie bei- spielsweise in Fig. 3 dargestellt ist und die, in Umfangsrichtung gesehen, zwei ma- gnetische Bereiche 15,16 unterschiedlicher Polung aufweist. Dabei bildet in Fig. 3 der mit 15 bezeichnete Bereich den Nordpol und der mit 16 bezeichnete magnetische Bereich den Südpol.

[019] Außerdem weist die erste Sensoreinrichtung 7 drei Magnetfeldsensoren (z. B.

Hallsensoren) 17-19 auf, die in einem vorgegebenen Abstand seitlich an der ersten Ma- gnetscheibe 14 positioniert sind und in Fig. 3 durch gestrichelt dargestellte Quadrate angedeutet sind. Die Magnetfeldsensoren 17-19 sind gehäusefest an einem Träger 20 angeordnet (Fig. 2), an dem außerdem eine elektronische Auswerteeinrichtung 21 befestigt ist, welche über entsprechende Leitungen 22 mit den Magnetfeldsensoren 17-19 verbunden ist.

[020] Die erste Magnetscheibe 14 ist als Taumelscheibe ausgebildet. Hierzu ist sie auf einem als Exzenter ausgebildeten Nocken 32 der Abtriebswelle 13 drehbar angeordnet und weist auf ihrem äußeren Umfang Zähne 33 auf, welche abschnittsweise in ent- sprechende Zähne 34 des als Hohlrad ausgebildeten Gehäuses 31 eingreifen (Fig. 3).

Beim Drehen der Abtriebswelle 13 wird dann die Magnetscheibe 14 am Hohlrad des Gehäuses 31 durch die Mitnahme durch den Nocken 32 abgewälzt. Dadurch kommt es zu einer taumelnden, gegenüber der Drehung der Abtriebswelle 13 der Schaltkupplung 11 langsameren Drehung der Mag-netscheibe 14, die derart gewählt ist, daß sie der Umdrehungsgeschwindigkeit der Abtriebswelle 5 der zweiten Getriebestufe 12 entspricht.

[021] Wird nun die Heckklappe 1 durch Aktivierung des Elektromotors 9 oder manuell betätigt, so dreht sich die erste Magnetscheibe 14 mit einer der Abtriebswelle 5 ent- sprechenden Drehzahl. Die drei Magnetfeldsensoren 17-19 liefern ein dem empfangenen Magnetfeld entsprechendes logisches Signal. Befindet sich einer der Sensoren 17-19 im magnetischen Bereich 15, so wird von diesem Sensor bei- spielsweise eine logische"1"an die elektronische Auswerteeinheit 21 übertragen.

Befindet sich der jeweilige Sensor im magnetischen Bereich 16, so wird eine, a0" an die elektronische Auswerteeinheit 21 übertragen.

[022] Da sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zunächst alle drei Sensoren 17-19 innerhalb des magnetischen Bereiches 15 befinden, ist die erste Zone al durch das logische Signal 111 charakterisiert. Bei Drehung der ersten Magnetscheibe 14 in Richtung des Pfeiles 100 (Fig. 3) gelangt zunächst nur der erste Sensor 17 in den ma- gnetischen Bereich 16 der ersten Magnetscheibe 14, während die beiden anderen Sensoren 18, 19 noch in dem magnetischen Bereich 15 verbleiben, so daß sich für die zweite Zone a2 das logische Signal 011 ergibt. Die dritte Zone a3 ist dann durch das logische Signal 001 und die vierte Zone a4 schließlich durch das Signal 000 eindeutig bestimmt.

[023] Nach einem Ausfall der Stromversorgung der elektronischen Auswerteeinrichtung 21 wird die entsprechende Zone, in dem sich die Heckklappe 1 befindet, sofort wieder erkannt, weil an dem Eingang der Auswerteeinrichtung 21 der diesen Bereich charak- terisierende Signalwert anliegt.

[024] Für die genaue Lagebestimmung der Heckklappe 1 innerhalb der einzelnen Zonen a 1- « 4 wird die als inkrementaler Meßwertgeber ausgebildete zweite Sensoreinrichtung 8 verwendet. Diese umfaßt in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Mag-netscheibe 23 mit einer Vielzahl über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneter Mag-nete 24. Die zweite Magnetscheibe 23 ist direkt an der Ab- triebswelle 13 der Schaltkupplung 11 befestigt. Außerdem umfaßt die zweite Sensor- einrichtung 8 einen Magnetfeldsensor 25 (z. B. Hallsensor), welcher ebenfalls an dem gehäusefesten Träger 20 befestigt und elektrisch mit der elektronischen Auswerte- einrichtung 21 verbunden ist. Die Kalibrierung der zweiten Sensoreinrichtung 8 erfolgt vorzugsweise immer dann, wenn die erste Sensoreinrichtung 7 einen Übergang be- nachbarter Zonen detektiert hat.

[025] Nach einem Stromausfall wird daher die Fahrzeugtür zunächst innerhalb der jeweiligen, mittels der ersten Sensoreinrichtung 7 detektierten Zone cul-4 mit einer vorgegebenen, maximal zulässigen Geschwindigkeit durch den Antrieb 4 betätigt.

Beim Überschreiten dieser Zone zur nächsten Zone wird dann die in der elektronischen Auswerteeinrichtung 21 enthaltenen Inkrementalelektronik der zweiten Sensor- einrichtung 8 automatisch neu kalibriert und die Heckklappe 1 führt anschließend wiederum eine lageabhängige Geschwindigkeitssteuerung durch.

[026] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausfüh- rungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise die beiden Sensoreinrichtungen auch direkt an der Abtriebswelle 5 des Antriebes 4 angeordnet werden, so daß ein Tau- melscheibengetriebe entfallen kann.

[027] Ferner kann das Taumelscheibengetriebe auf einfache Weise in die zweite Ge- triebestufe integriert werden, wenn es sich bei dieser Getriebestufe um ein Plane- tengetriebe handelt, dessen Gehäuse ohnehin als Hohlrad ausgebildet ist. Dabei kann die Innenverzahnung zwischen Hohlrad und den Planetenrädern des Planetengetriebes eine andere sein als zwischen Hohlrad und Magnetscheibe (bzw. Magnetschei- benträger).

[028] Außerdem können die Magnetfeldsensoren der ersten Sensoreinrichtung auch entlang des äußeren Randes der Magnetscheibe und beabstandet von dieser angeordnet sein. Außerdem kann die Magnetscheibe auch mehr als zwei magnetische Bereiche aufweisen und die Anzahl der die magnetischen Bereiche abtastenden Sensoren kann auch z. B. nur zwei betragen.

[029] Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist den Fig. 4 und 5 entnehmbar. Dabei weist in diesem Fall die Magnetscheibe 14'fünf magnetische Bereiche auf, wobei z. B. die mit 26 bezeichneten magnetischen Bereiche jeweils einen Nordpolbereich und die mit 27 bezeichneten magnetischen Bereiche jeweils einen Südpolbereich bilden.

Ordnet man einem ersten Magnetfeldsensor 28 beim Empfang eines magnetischen Bereiches 26 eine"0"und dem jeweils zweiten Magnetfeldsensor 29 in diesem Fall eine"1"zu, so werden die einzelnen Zonen durch die digitalen Signalwerte 00,10, 11 und 01 eindeutig bestimmt.

[030] Bezugszeichenliste 1 Heckklappe, Fahrzeugtür 2 Scharnierachse 3 Dachträger 4 Antrieb 5 Abtriebswelle (Antrieb), Drehachse 6 Hebelanordnung, Übertragungseinrichtung 7 (erste) Sensoreinrichtung 8 (zweite) Sensoreinrichtung 9 Elektromotor 10 (erste) Getriebestufe 11 Schaltkupplung 12 zweite Getriebestufe 13 Abtriebswelle (Schaltkupplung), Drehachse 14, 14' (erste) Magnetscheibe 15 magnetischer Bereich (Nordpol) 16 magnetischer Bereich (Südpol) 17-19 Magnetfeldsensoren 20 Träger 21 (elektronische) Auswerteeinrichtung 22 Leitung 23 zweite Magnetscheibe 24 Magnet 25 Magnetfeldsensor 26 magnetischer Bereich (Nordpol) 27 magnetischer Bereich (Südpol) 28 erste Magnetfeldsensor 29 zweite Magnetfeldsensor 30 Taumelscheibengetriebe, Getriebe 31 Gehäuse, Hohlrad 32 Nocken 33,34 Zähne 100 Pfeil 1 geschlossene Stellung der Fahrzeugtür/Heckklappe II geöffnete Stellung der Fahrzeugtür/Heckklappe al-c'4 Schwenkwinkelbereiche, Zonen