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Title:
OPENING-PANEL DRIVE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/072794
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an opening-panel drive system for the motorized movement of an opening panel (2) of a motor vehicle, having a spindle drive assembly (3) and a drive controller (4), wherein the spindle drive assembly (3), when mounted, is drive-coupled to the opening panel (2) at one end and to the body (6) of the motor vehicle at the other end and the spindle drive assembly (3) has at least one spindle drive (7, 8) with a drive motor (9) and a spindle-spindle nut mechanism (10), which are arranged behind one another along a geometric spindle drive axis (11). It is proposed that the spindle drive assembly (3) is designed to be self-locking, that a movement of the opening panel is blocked by the self locking action in response to a manual actuating force introduced by a user into the opening panel (2), that a force sensor assembly (12) for detecting a manual actuating force is provided, and that the drive controller (4) activates the spindle drive assembly (3) starting from a static opening-panel state, in accordance with the detected actuating force for a motorized movement of the opening panel (2).

Inventors:
SCHÖDEL SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/077390
Publication Date:
April 18, 2019
Filing Date:
October 09, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BROSE FAHRZEUGTEILE (DE)
International Classes:
E05F15/622; E05F15/70
Domestic Patent References:
WO2002084061A12002-10-24
WO2003060270A12003-07-24
Foreign References:
DE19927871A11999-11-11
DE102005017250A12006-06-14
EP2093366A22009-08-26
DE102014117008A12016-05-25
US7866728B22011-01-11
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Claims:
Patentansprüche

1 . Klappenantriebssystem für die motorische Verstellung einer Klappe (2) eines Kraftfahrzeugs mit einer Spindelantriebsanordnung (3) und einer Antriebs- Steuerung (4), wobei die Spindelantriebsanordnung (3) im montierten Zustand mit der Klappe (2) einerseits und mit der Karosserie (6) des Kraftfahrzeugs andererseits antriebstechnisch gekoppelt ist, wobei die Spindelantriebsanordnung (3) mindestens einen Spindelantrieb (7, 8) mit einem Antriebsmotor (9) und einem Spindel-Spindelmutter-Getriebe (10), die entlang einer geometrischen Spindelantriebsachse (1 1 ) hintereinander angeordnet sind, aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Spindelantriebsanordnung (3) selbsthemmend ausgelegt ist, dass eine Klappenverstellung auf eine von einem Benutzer in die Klappe (2) eingeleitete, manuelle Betätigungskraft durch die Selbsthemmung blockiert wird, dass eine Kraftsensoranordnung (12) zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft vorgesehen ist und dass aus einem statischen Klappenzustand heraus die Antriebssteuerung (4) die Spindelantriebsanordnung (3) in Abhängigkeit von der erfassten manuellen Betätigungskraft für eine motorische Verstellung der Klappe (2) ansteuert.

2. Klappenantriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelantriebsanordnung (3) zwei Spindelantriebe (7, 8) aufweist, vorzugsweise, dass die Spindelantriebe (7, 8) im montierten Zustand an zwei gegenüberliegenden Seiten der Klappe (2) angeordnet sind.

3. Klappenantriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kraftsensoranordnung (12) eine manuelle Betätigungsrichtung in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung der Klappe (2) ermittelbar ist und dass die Antriebssteuerung (4) die Spindelantriebsanordnung (3) für eine moto- rische Verstellung der Klappe (2) in der jeweils erfassten manuellen Betätigungsrichtung ansteuert.

4. Klappenantriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung (4) die Spindelantriebsanordnung (3) im Rahmen eines motorischen Öffnungsvorgangs so ansteuert, dass die Klappe (2) von der Spindelantriebsanordnung (3) in ihre Offenstellung verstellt wird, dass die Antriebs- Steuerung (4) die Spindelantriebsanordnung im Rahmen eines motorischen Schließvorgangs so ansteuert, dass die Klappe (2) von der Spindelantriebsanordnung (3) in ihre Schließstellung verstellt wird und dass die Antriebssteuerung (4) in Abhängigkeit von der erfassten manuellen Betätigungsrichtung ei- nen Öffnungsvorgang oder einen Schließvorgang auslöst.

5. Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung (4) die auf die Erfassung einer manuellen Betätigungskraft zurückgehende motorische Verstellung der Klappe (2) bei Wegfall der manuellen Betätigungskraft unterbricht.

6. Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung (4) einen Regelkreis bereitstellt, der die manuelle Betätigungskraft durch eine entsprechende Ansteue- rung der Spindelantriebsanordnung (3) unterhalb eines Grenzwerts oder auf ein Minimum, insbesondere auf Null, regelt.

7. Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebssteuerung (4) die Spindelantriebsan- Ordnung (3) in Abhängigkeit von der erfassten manuellen Betätigungskraft für eine motorische Verstellung der Klappe (2) derart ansteuert, dass die Klappe (2) vor einer manuellen Betätigungskraft zurückweicht derart, dass das Zurückweichen der Klappe (2) den Betätigungseingriff des Benutzers mit der Klappe (2) auflöst.

8. Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftsensoranordnung (12) mindestens ein Sensorelement (13) zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft aufweist, vorzugsweise, dass die Kraftsensoranordnung (12) ein erstes Sensorelement zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft in einer ersten Betätigungsrichtung und ein zweites Sensorelement zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft in einer zweiten Betätigungsrichtung aufweist.

9. Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftsensoranordnung (12) mindestens ei- nen Piezo-Sensor aufweist, oder, dass die Kraftsensoranordnung (12) mindestens einen Dehnungsmessstreifen aufweist.

10. Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftsensoranordnung (12) einen federelastischen Abschnitt (14) aufweist, der beim Auftreten einer manuellen Betätigungskraft einfedert und dass die Kraftsensoranordnung (12) ein Sensorelement (13) zur Erfassung des die manuelle Betätigungskraft repräsentierenden Einfederns (15) aufweist.

1 1 . Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Spindelantrieb (7, 8) der Spindelantriebsanordnung (3) zwei Antriebsanschlüsse (18, 19) aufweist, über die der Spindelantrieb (7, 8) im montierten Zustand mit der Klappe (2) einerseits und mit der Karosserie (6) des Kraftfahrzeugs andererseits antriebstechnisch gekoppelt ist, und dass mindestens ein Sensorelement (13) der Kraftsensoranordnung (12) in einen Antriebsanschluss (19) eines Spindelantriebs (7, 8) der Spindelantriebsanordnung (3) integriert ist. 12. Klappenantriebssystem nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antriebsanschluss (18, 19) zwei lösbar miteinander verbindbare Anschlusselemente (20, 21 ) aufweist und dass mindestens ein Sensorelement (13) der Kraftsensoranordnung (12) in oder an einem der beiden Anschlusselemente (20, 21 ) angeordnet ist.

13. Klappenantriebssystem nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Antriebsanschluss (18, 19) als Kugel-Kugelpfannen- Lagerung ausgestaltet ist und ein eine Kugelpfanne (22) ausbildendes Anschlusselement (20) sowie ein einen Kugelkopf (23) ausbildendes Anschlus- selement (21 ) aufweist und dass mindestens ein Sensorelement (13) der Kraftsensoranordnung (12) in oder an der Kugelpfanne (22) angeordnet ist oder in oder an dem Kugelkopf (23) angeordnet ist.

14. Klappenantriebssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensorelement (13) der Kraftsensoranordnung (12) im Antriebsstrang (5) eines Spindelantriebs (7, 8) der Spindelantriebsanordnung (3) zwischen den beiden dem Spindelantneb (7, 8) zugeordneten Antriebsanschlüssen (18, 19) angeordnet ist, vorzugsweise, dass die Kraftsensoranordnung (12) zwischen dem Antriebsmotor (9) und dem Spindel-Spindelmutter-Getriebe (10) angeordnet ist, oder, dass der Antriebsmotor (9) und ein dem Antriebsmotor (9) nachgeschaltetes Zwischengetriebe (26) in einer Antriebspatrone (25) zusammengefasst sind und dass die Kraftsensoranordnung (12) in der Antriebspatrone (25) angeordnet ist.

15. Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe (2) und einem Klappenantriebssystem (1 ) für die motorische Verstellung der Klappe (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Klappenantriebssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klappenantriebssystem für die motorische Verstellung einer Klappe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe und einem solchen Klappenantriebssystem gemäß Anspruch 15.

Der Begriff„Klappe" ist vorliegend weit zu verstehen. Er umfasst beispielsweise eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Motorhaube, eine Seitentür, eine Laderaumklappe, eine Fensterscheibe, ein Hubdach oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs.

Motorische Klappenantriebssysteme haben sich insbesondere für Heckklappen von Kraftfahrzeugen im Rahmen einer Komfortsteigerung weitgehend durchgesetzt. Solche Klappenantriebssysteme müssen verschiedene Randbedingungen erfüllen, um eine breite Benutzerakzeptanz zu erzielen.

Eine Randbedingung besteht darin, dass ein unerwartetes Zufallen der Klappe, beispielsweise bei einem Ausfall der Bordnetzspannung, weitgehend ausgeschlossen ist. Eine andere Randbedingung besteht darin, dass eine manuelle Betätigung der Klappe aus jeder Klappenstellung heraus möglich sein soll. Unter einer manuellen Betätigung wird vorliegend stets und ganz allgemein eine solche Verstellung der Klappe verstanden, die auf die Einleitung einer manuel- len Betätigungskraft in die Klappe durch einen Benutzer zurückgeht.

Das bekannte Klappenantriebssystem (DE 10 2014 1 17 008 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, zeigt in einer Variante eine Spindelantriebsanordnung mit zwei Spindelantrieben, die jeweils selbsthemmend ausgelegt sind. Mit der selbsthemmenden Auslegung wird erreicht, dass die Spindelantriebe bei geöffneter Klappe durch das Klappengewicht nicht rückgetrieben werden können, so dass es zu einem Blockieren der Klappe in der jeweiligen Stellung kommt. Zusätzlich sind die beiden Spindelantriebe jeweils mit einer Überlastkupplung ausgestattet, so dass eine manuelle Betätigung der Klappe möglich ist, ohne dass der Antriebsstrang der Spindelantriebe übermäßig belastet wird. Die selbsthemmende Auslegung der Spindelantriebe garantiert ein selbsttätiges Halten der Klappe in jeder Klappenstellung, ohne dass hierfür eine die Klappe abstützende Federanordnung vorgesehen sein muss. Insoweit ergibt sich ein konstruktiv einfacher Aufbau, der allerdings durch die Notwendigkeit einer obi- gen Kupplung„erkauft" wird.

Ein weiteres bekanntes Klappenant ebssystem (US 7,866,728 B2) zeigt eine schaltbare Kupplung im Antriebsstrang eines Hebelantriebs. Bei ausgekuppelter Kupplung lässt sich eine manuelle Betätigung der Klappe erfassen, worauf- hin eine motorische Verstellung der Klappe ausgelöst wird. Nachteilig ist hier wiederum der vergleichsweise hohe konstruktive Realisierungsaufwand, der auf die Notwendigkeit der schaltbaren Kupplung zurückgeht.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Klappenantriebssys- tem derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der konstruktive Aufwand bei unverändert hohem Benutzungskomfort reduziert wird.

Das obige Problem wird bei einem Klappenantriebssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass bei geeigneter Ansteuerung eine selbsthemmend ausgelegte Spindelantriebsanordnung ohne weiteres ohne schaltbare Kupplung betrieben werden kann, ohne dass die manuelle Betä- tigbarkeit der Klappe in obigem Sinne beeinträchtigt ist. Vorzugweise wird die Spindelantriebsanordnung so angesteuert, dass sich überhaupt keine nennenswerte Betätigungskraft aufbauen kann.

Im Einzelnen wird zunächst davon ausgegangen, dass die Spindelantriebsan- Ordnung selbsthemmend ausgelegt ist, wobei eine Klappenverstellung auf eine von einem Benutzer in die Klappe eingeleitete, manuelle Betätigungskraft durch die Selbsthemmung blockiert wird. Eine solche manuelle Betätigungskraft wird vorzugsweise über ein Körperteil des Benutzers, insbesondere über eine Hand des Benutzers, in die Klappe eingeleitet. Wesentlich ist nun, dass eine Kraftsensoranordnung zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft vorgesehen ist, wobei aus einem statischen Klappenzustand heraus die Antriebssteuerung die Spindelantriebsanordnung in Abhängigkeit von der erfassten manuellen Betätigungskraft für eine motorische Ver- Stellung der Klappe ansteuert.

Die vorschlagsgemäße Lösung betrifft also das Auslösen einer motorischen Verstellung der Klappe aus einem statischen Klappenzustand heraus, in dem sich die Klappe zunächst im Stillstand befindet.

Durch die selbsthemmende Auslegung der Spindelantriebsanordnung führt eine manuelle Betätigung der Klappe nicht zu einer Verstellung der Klappe, sondern zunächst zum Aufbau einer manuellen Betätigungskraft, die durch die Kraftsensoranordnung erfasst wird. Daraufhin steuert die Antriebssteuerung die Spindelantriebsanordnung in Abhängigkeit von der erfassten manuellen Betätigungskraft für eine motorische Verstellung der Klappe an, und zwar vorzugsweise derart, dass die Betätigungskraft abgebaut wird. Dies wird weiter unten im Detail erläutert. Mit der vorschlagsgemäßen Lösung ist nicht nur eine komfortable, manuelle Verstellung der Klappe möglich. Vielmehr gewährleistet die vorschlagsgemäße Lösung auch einen Schutz des jeweiligen Antriebsstrangs der Spindelantriebsanordnung, wenn manuelle Betätigungskräfte in die Klappe eingeleitet werden.

Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 betrifft die Berücksichtigung der Betätigungsrichtung bei der Ansteuerung der Spindelantriebsanordnung. Damit ist eine Reaktion auf eine manuelle Betätigung der Klappe sowohl in Öffnungsrichtung als auch in Schließrichtung der Klappe möglich.

Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 lässt sich auf die Erfassung einer manuellen Betätigungskraft hin ein motorischer Öffnungsvorgang bzw. ein motorischer Schließvorgang in die Offenstellung bzw. Schließstellung der Klappe auslösen. Dies ist eine besonders komfortable Bediensystematik für das motorische Öffnen und Schließen der Klappe. Bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 wird die motorische Verstellung der Klappe unterbrochen, sobald die erfasste manuelle Betätigungskraft wegfällt. Dies ist speziell im Hinblick auf einen eventuellen Einklemmfall eine besonders betriebssichere Variante, da ein Loslassen der Klap- pe durch den Benutzer sofort einen Wegfall der motorischen, auf die Klappe wirkenden Antriebskraft auslöst.

Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ist ein Regelkreis vorgesehen, der die manuelle Betätigungskraft durch eine entspre- chende Ansteuerung der Spindelantriebsanordnung unterhalb eines Grenzwerts oder auf ein Minimum regelt. Dabei wird davon ausgegangen, dass eine manuelle Betätigungskraft nur entstehen kann, indem die Spindelantriebsanordnung eine entsprechende Gegenkraft aufbaut. Wird nun die Klappe motorisch in Richtung der manuellen Betätigungskraft verstellt, so wird die Gegen- kraft reduziert oder beseitigt, was dazu führt, dass auch die manuelle Betätigungskraft reduziert oder beseitigt wird. Damit ist es grundsätzlich möglich, dass die motorische Klappenverstellung intuitiv durch das Einleiten einer manuellen Betätigungskraft in die Klappe geführt wird. Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass, wie in Anspruch 7 vorgeschlagen, die Klappe vor einer manuellen Betätigungskraft zurückweicht. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Zurückweichen so getroffen, dass der Betätigungseingriff des Benutzers mit der Klappe aufgelöst wird. Dies lässt sich beispielsweise dadurch realisieren, dass die manuelle Be- tätigungskraft durch eine entsprechende Ansteuerung der Spindelantriebsanordnung zunächst auf Null geregelt wird. Durch eine weitere Erhöhung der Verstellgeschwindigkeit der Klappe lässt sich dann erreichen, dass der Betätigungseingriff des Benutzers mit der Klappe aufgelöst wird. Mit anderen Worten, läuft die Klappe der Hand oder dergleichen des Benutzers davon.

Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 8 bis 14 betreffen vorteilhafte Varianten für die Auslegung der Kraftsensoranordnung.

Eine einfach umzusetzende Erfassung beider Betätigungsrichtungen ergibt sich durch eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 8, bei der jeder Betätigungsrichtung ein eigenes Sensorelement zugeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass die beiden Sensorelemente identisch ausgebildet sein können, beispielsweise zur Krafterfassung beide auf Druck oder auf Zug zu belasten sind.

Bei dem jeweiligen Federelement der Kraftsensoranordnung kann es sich um jedweden kraftmessenden Sensor handeln. Ein einfacher und robuster Aufbau lässt sich mit einem Piezo-Sensor oder einem Dehnungsmessstreifen gemäß Anspruch 9 erzielen.

Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Kraftsensoranordnung einen federelastischen Abschnitt aufweist, so dass die Kraftsensoranordnung nach Art einer Federwaage arbeitet. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass sich im Antriebsstrang der Spindelantriebsanordnung eine entsprechende Nachgiebigkeit ausbildet. Diese Nachgiebigkeit ermöglicht eine Ermittlung der Betätigungskraft während des Einfederns, also bevor der Antriebsstrang der Spindelantriebsanordnung übermäßig belastet wird. Die Nachgiebigkeit gibt der Antriebssteuerung also einen Vorlauf, innerhalb dessen die geeignete Ansteue- rung der Spindelantriebsanordnung ermittelt und ausgelöst werden kann. Die Nachgiebigkeit stellt gleichzeitig einen ersten Schutz des Antriebsstrangs der Spindelantriebsanordnung vor einer übermäßig hohen Kraftein leitung bereit.

Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 1 1 bis 13 betreffen die Ausstattung mindestens eines Spindelantriebs der Spindelantriebsanordnung mit zwei Antriebsanschlüssen, wobei mindestens ein Sensorelement der Kraftsensoranordnung in einen der Antriebsanschlüsse integriert ist. Dies ist bauraumtechnisch und im Hinblick auf eine flexible Variantenbildung vorteilhaft. Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 handelt es sich bei mindestens einem Antriebsanschluss um eine Kugel-Kugelpfannen-Lagerung, wobei mindestens ein Sensorelement der Kraftsensoranordnung in oder an der Kugelpfanne bzw. dem Kugelkopf ange- ordnet ist. Dies lässt sich vorteilhafterweise umsetzen, ohne den Spindelantrieb im Übrigen verändern zu müssen.

Alternativ dazu kann mindestens ein Sensorelement der Kraftsensoranordnung aber auch im Antriebsstrang eines Spindelantriebs der Spindelantriebsanord- nung, also an den die Antriebskraft übertragenden Komponenten zwischen den beiden dem Spindelantrieb zugeordneten Antriebsanschlüssen, angeordnet sein. Diese in den Spindelantrieb integrierte Anordnung der Kraftsensoranordnung ist insbesondere im Hinblick auf eine einfache Verkabelung der Kraftsensoranordnung vorteilhaft. Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe und einem vorschlagsgemäßen Klappenantriebssystem für die motorische Verstellung der Klappe beansprucht. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Klappenantriebssystem darf verwiesen werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einem vorschlagsge- mäßen Klappenantriebssystem,

Fig. 2 einen Spindelantrieb des Klappenantriebssystems gemäß Fig. 1 in einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 a) den Spindelantrieb gemäß Fig. 2 in einer zweiten Ausführungsform und b) den Spindelantrieb gemäß Fig. 2 in einer dritten Ausführungsform.

Das dargestellte Klappenantriebssystem 1 dient der motorischen Verstellung einer Klappe 2 eines Kraftfahrzeugs. Hinsichtlich des weiten Verständnisses des Begriffs„Klappe" darf auf den einleitenden Teil der Beschreibung verwiesen werden. Besonders bevorzugt sind vorliegend die Ausgestaltungen der Klappe 2 als Heckklappe oder als Seitentür, die als Schwenktür oder als Schiebetür ausgestaltet sein kann. Dargestellt ist eine als Heckklappe ausgestaltete Klappe 2. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten für alle anderen Arten von Klappen 2 entsprechend.

Das Klappenantriebssystem 1 weist eine Spindelantriebsanordnung 3 sowie eine Antriebssteuerung 4 zur Ansteuerung der Spindelantriebsanordnung 3 auf. Die Spindelantriebsanordnung 3 ist in dem in Fig. 1 dargestellten, montierten Zustand mit der Klappe 2 einerseits und mit der Karosserie 6 des Kraftfahr- zeugs andererseits antriebstechnisch gekoppelt. Die bedeutet, dass die Spindelantriebsanordnung 3 über die antriebstechnische Kopplung Antriebskräfte zwischen der Karosserie 6 und der Klappe 2 erzeugt, die eine Verstellung der Klappe 2 bewirken.

Die Spindelantriebsanordnung 3 weist mindestens einen Spindelantrieb 7, 8, hier und vorzugsweise zwei Spindelantriebe 7, 8, auf, die jeweils antriebstechnisch mit der Klappe 2 einerseits und mit der Karosserie 6 des Kraftfahrzeugs andererseits antriebstechnisch gekoppelt sind. Bei der Erläuterung der Spin- delantriebe 7, 8 ist im Folgenden fast durchweg von nur einem einzigen Spindelantrieb 7, 8 die Rede. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten für einen gegebenenfalls vorgesehenen, weiteren Spindelantrieb entsprechend.

Der Spindelantrieb 7, 8 weist, wie in Fig. 2 angedeutet, einen Antriebsmotor 9 und ein Spindel-Spindelmutter-Getriebe 10 auf, die entlang einer geometrischen Spindelantriebsachse 1 1 hintereinander angeordnet sind. Diese Anordnung ist außerordentlich kompakt, wie der Darstellung gemäß Fig. 2 zu entnehmen ist. Wesentlich ist nun zunächst, dass die Spindelantriebsanordnung 3 selbsthemmend ausgelegt ist. Dabei ist der Begriff „selbsthemmend" weit auszulegen. Nach dieser weiten Auslegung bedeutet der Begriff„selbsthemmend" hier, dass eine Klappenverstellung auf eine von einem Benutzer in die Klappe eingeleitete, manuelle Betätigungskraft durch die Selbsthemmung blockiert wird. Dies be- trifft den stromlosen Zustand der Spindelantriebsanordnung 3.

Die Selbsthemmung der Spindelantriebsanordnung 3 geht vorzugsweise auf die Auslegung einer Getriebeeinheit des Antriebsstrangs 5 des Spindelantriebs 7, 8 zurück, die mit einem Wirkungsgrad von weniger als 50% ausgelegt ist und damit im engsten Sinne selbsthemmend ausgelegt ist. Bei dieser Getriebeeinheit kann es sich beispielsweise um das Spindel-Spindelmutter-Getriebe 10 oder um ein dem Antriebsmotor 9 nachgeschaltetes Zwischengetriebe handeln.

In einer alternativen, bevorzugten Ausgestaltung geht die vorschlagsgemäße Selbsthemmung der Spindelantriebsanordnung 3 auf eine Bremsanordnung zurück, die auf den Antriebsstrang 5 des betreffenden Spindelantriebs 7, 8 wirkt. Durch die oben angesprochene, weite Auslegung ist auch diese Anordnung eine selbsthemmende Spindelantriebsanordnung im Sinne der vorschlagsgemäßen Lösung. Weiter ist es vorschlagsgemäß vorgesehen, dass eine Kraftsensoranordnung 12 zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft vorgesehen ist. Dabei geht es um die Betätigungskraft, die vom Benutzer in die Klappe 2 eingeleitet wird. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Kraftsensoranordnung 12 sind bei der Erfassung der manuellen Betätigungskraft auch Feder-, Reibungs- und Gewichtskräfte, die zusätzlich auf die Klappe 2 wirken, zu berücksichtigen.

Die vorschlagsgemäße Erfassung der manuellen Betätigungskraft kann auf die Erfassung des Betrags der Betätigungskraft beschränkt sein. Zusätzlich kann die Erfassung der manuellen Betätigungskraft auch die Betätigungsrichtung umfassen. Ferner ist es denkbar, dass die Erfassung der manuellen Betätigungskraft alternativ oder zusätzlich eine Änderungsrate der Betätigungskraft umfasst. Die Bezugsgröße für die Änderungsrate kann die Zeit, die Klappenverstellung oder dergleichen sein. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Spindelantriebsanordnung 3 zwei Spindelantriebe 7, 8 auf, die im montierten Zustand hier und vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Seiten der Klappe 2 angeordnet sind. Dabei kann es grundsätzlich vorgesehen sein, dass ein Spindelantrieb 7, 8 selbsthemmend ausgestaltet ist und dass der jeweils ande- re Spindelantrieb 8, 7 nicht-selbsthemmend ausgestaltet ist. Das kann sachgerecht sein, da für das Halten der Klappe 2 bei geeigneter Auslegung die Selbsthemmung eines einzelnen Spindelantriebs 7, 8 ausreichen kann.

Vorzugsweise ist durch die Kraftsensoranordnung 12 eine Betätigungsrichtung in Öffnungsrichtung und in Schließrichtung der Klappe 2 ermittelbar, wobei die Antriebssteuerung 4 die Spindelantriebsanordnung 3 für eine motorische Verstellung der Klappe 2 in der jeweils erfassten Betätigungsrichtung ansteuert. Dadurch ergibt sich eine besonders intuitive Bediensystematik bei der manuellen Betätigung der Klappe 2. Die obige Erfassung der manuellen Betätigungsrichtung kann zum Auslösen eines motorischen Öffnungsvorgangs sowie eines motorischen Schließvorgangs genutzt werden. Hierfür ist zunächst einmal vorgesehen, dass die Antriebssteuerung 4 die Spindelantriebsanordnung 3 im Rahmen eines motori- sehen Öffnungsvorgangs so ansteuert, dass die Klappe 2 von der Spindelantriebsanordnung 3 in ihre Offenstellung verstellt wird und dass die Antriebssteuerung 4 die Spindelantriebsanordnung 3 im Rahmen eines motorischen Schließvorgangs so ansteuert, dass die Klappe 2 von der Spindelantriebsanordnung 3 in ihre Schließstellung verstellt wird. Vorzugsweise ist es nun so, dass die Antriebssteuerung 4 in Abhängigkeit von der erfassten manuellen Betätigungsrichtung einen Öffnungsvorgang oder einen Schließvorgang auslöst.

Vorzugsweise ist dem motorischen Öffnungsvorgang und dem motorischen Schließvorgang jeweils ein vorbestimmtes Bewegungsprofil zugeordnet, nach dem die Antriebssteuerung 4 die Spindelantriebsanordnung 3 ansteuert. Dann ersetzt die manuelle Betätigung beispielsweise die Betätigung einer Funkfernbedienung oder dergleichen.

Die Erfassung der manuellen Betätigungskraft kann aber auch während der motorischen Verstellung der Klappe 2 berücksichtigt werden, was zusätzliche Vorteile mit sich bringen kann.

Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, dass die Antriebssteuerung 4 die auf die Erfassung einer manuellen Betätigungskraft zurückgehende motorische Verstellung der Klappe 2 bei Wegfall der manuellen Betätigungskraft unterbricht. Dies führt zu einer besonders hohen Betriebssicherheit, wie weiter oben erläutert worden ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die manuelle Betätigungs- kraft als Führungsgröße eines Regelkreises genutzt, bei dem die Klappenanordnung insgesamt die Regelstrecke ausbildet. Im Einzelnen stellt die Antriebssteuerung 4 dabei einen Regelkreis bereit, der die manuelle Betätigungskraft durch eine entsprechende Ansteuerung der Spindelantriebsanordnung 3 unterhalb eines Grenzwerts oder auf ein Minimum, insbesondere auf Null, regelt. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass die Klappe 2 durch die Spindelantriebsanordnung 3 derart verstellt wird, dass der manuellen Betätigungskraft ei- ne regelbare Gegenkraft entgegengesetzt wird. Bei der Regelung der manuellen Betätigungskraft auf Null bedeutet dies, dass die Klappe einer Bewegung der Hand des Benutzers folgt, und zwar dadurch, dass jede Einleitung einer manuellen Betätigungskraft durch eine entsprechende Verstellung der Klappe 2 gewissermaßen neutralisiert wird.

Insbesondere für die Vermeidung einer Beschädigung der Spindelantriebsanordnung 3 in einem sogenannten Misuse-Fall, also bei der Einleitung einer übermäßigen manuellen Betätigungskraft in die Klappe 2, ist eine weitere be- vorzugte Variante für die Ansteuerung der Spindelantriebsanordnung 3 vorgesehen. Dabei ist es so, dass die Antriebssteuerung 4 die Spindelantriebsanordnung 3 in Abhängigkeit von der erfassten Betätigungskraft für eine motorische Verstellung der Klappe 2 derart ansteuert, dass die Klappe 2 vor einer manuellen Betätigungskraft zurückweicht. Das Zurückweichen ist derart getroffen, dass es den Betätigungseingriff des Benutzers mit der Klappe 2 auflöst. Dies kann mit einer hohen Klappenbeschleunigung verbunden sein, die dem Schutz des Antriebsstrangs der Spindelantriebsanordnung 3 vor eventuell einzuleitenden manuellen Betätigungskräften dient. Die Kraftsensoranordnung 12 weist hier und vorzugsweise mindestens ein Sensorelement 13 zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft auf. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Kraftsensoranordnung 12 neben dem mindestens einen Sensorelement 13 auch eine elektronische Auswerteeinheit oder dergleichen aufweist, die insbesondere zusammen mit dem min- destens einen Sensorelement 13 eine Baueinheit bildet.

Um die oben angesprochene Erfassung beider manuellen Betätigungsrichtungen zu ermöglichen, weist die Kraftsensoranordnung 12 vorzugsweise ein erstes Sensorelement zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft in einer ers- ten Betätigungsrichtung und ein zweites Sensorelement zur Erfassung einer manuellen Betätigungskraft in einer zweiten Betätigungsrichtung auf. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Kraftsensoranordnung 12 nur ein einziges Sensorelement 13 aufweist, das eine bidirektionale Krafterfassung ermöglicht. Bei dem in Fig. 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Sensorelement 13 um einen Piezo-Sensor. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass, wie in Fig. 3a) dargestellt, das Sensorelement 13 als Dehnungsmessstreifen ausgestaltet ist. In beiden Fällen ist grundsätzlich auch eine bidirektionale Krafterfassung möglich, beispielsweise, indem das betreffende Sensorelement 13 derart federvorgespannt ist, dass es im betäti- gungslosen Zustand bereits eine Kraft, nämlich die Vorspannkraft, erfasst. Eine Abweichung von der Vorspannkraft nach oben oder nach unten ergibt somit den Betrag der manuellen Betätigungskraft sowie deren Betätigungsrichtung.

Eine Kraftsensoranordnung, die in Fig. 3b) dargestellt ist, weist einen federelas- tischen Abschnitt 14 auf, der beim Auftreten einer manuellen Betätigungskraft einfedert, wobei die Kraftsensoranordnung 12 ein Sensorelement 13 zur Erfassung des die manuelle Betätigungskraft repräsentierenden Einfederns 15 aufweist. Das Einfedern ist in Fig. 3b) mit dem Bezugszeichen 15 angedeutet. Bei dem Sensorelement 13 handelt es sich um einen Sensor, der eine Linearver- Stellung zwischen zwei Krafteinleitstellen 16, 17 des federelastischen Abschnitts 14 erfasst. Beispielsweise kann es sich hier um einen kapazitiven Sensor oder dergleichen handeln.

Fig. 2 zeigt, dass der jeweilige Spindelantrieb 7, 8 der Spindelantriebsanord- nung 3 zwei Antriebsanschlüsse 18, 19 aufweist, über die der Spindelantrieb 7, 8 im montierten Zustand mit der Klappe 2 einerseits und mit der Karosserie 6 des Kraftfahrzeugs andererseits antriebstechnisch gekoppelt ist. Dabei ist es vorzugsweise so, dass mindestens ein Sensorelement 13 der Kraftsensoranordnung 12 in einen Antriebsanschluss 18, 19 eines Spindelantriebs 7, 8 der Spindelantriebsanordnung 3 integriert ist. Dies ist in den Fig. 2 und 3a) gezeigt. Hier wird der bauraumtechnische Vorteil dieser Variante offenkundig.

Fig. 2 zeigt an dem unteren Antriebsanschluss 19, dass der Antriebsanschluss 19 zwei lösbar miteinander verbindbare Anschlusselemente 20, 21 aufweist, wobei mindestens ein Sensorelement 13 der Kraftsensoranordnung 12 in oder an einem der beiden Anschlusselemente 20, 21 angeordnet ist. Hier und vorzugsweise bilden die beiden Anschlusselemente 20, 21 ein Gelenk, über das der betreffende Spindelantrieb 7, 8 mit der Klappe 2 bzw. der Karosserie 6 gelenkig gekoppelt ist. Die Fig. 2 und 3a) zeigen am jeweils unteren Antriebsanschluss 18, 19, dass der Antriebsanschluss 18, 19 als Kugel-Kugelpfannen-Lagerung ausgestaltet ist und ein eine Kugelpfanne 22 ausbildendes Anschlusselement 20 sowie ein einen Kugelkopf 23 ausbildendes Anschlusselement 21 aufweist, wobei mindes- tens ein Sensorelement 13 der Kraftsensoranordnung 12 in oder an der Kugelpfanne 22 angeordnet ist (Fig. 2) oder in oder an dem Kugelkopf angeordnet ist (Fig. 3a)).

Der Darstellung gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, dass die Anordnung des Sen- sorelements 13 an oder in dem spindelantriebsseitigen Antriebselement 20, das hier und vorzugsweise eine Kugelpfanne 22 ausbildet, besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Verkabelung der Kraftsensoranordnung 12 ist. Der Grund hierfür besteht darin, dass das Kabelmodul 24, das der Verkabelung des Spindelantriebs 7, 8 im Übrigen, insbesondere des Antriebsmotors 9, dient, gleichzeitig auch für die Verkabelung der Kraftsensoranordnung 12 dienen kann.

Alternativ kann es, wie in Fig. 3b) gezeigt, auch vorteilhaft sein, dass mindestens ein Sensorelement 13 der Kraftsensoranordnung 12 im Antriebsstrang 5 eines Spindelantriebs 7, 8 der Spindelantriebsanordnung 3 zwischen den bei- den dem Spindelantrieb 7, 8 zugeordneten Antriebsanschlüssen 18, 19 angeordnet ist. Beispielsweise kann es vorteilhaft sein, dass die Kraftsensoranordnung 12 zwischen dem Antriebsmotor 9 und dem Spindel-Spindelmutter- Getriebe 10 angeordnet ist. Alternativ kann die Kraftsensoranordnung 12 in einer Antriebspatrone 25 angeordnet sein, in der der Antriebsmotor 9 und ein dem Antriebsmotor 9 nachgeschaltetes Zwischengetriebe 26, gegebenenfalls auch weitere Komponenten, zusammengefasst sind. Dies ist in Fig. 3b) gezeigt. Die Antriebspatrone 9 stellt hier ein Antriebsgehäuse für den Antriebsmotor 9 und das Zwischengetriebe 26 bereit, dass vorzugsweise als solches im Rahmen der Montage des Spindelantriebs 7, 8 handhabbar ist.

Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Kraftsensoranordnung 12 die Erfassung einer manuellen Betätigungskraft ständig vornimmt, was ein gutes Reaktionsverhalten des vorschlagsgemäßen Klappenantriebsystems 1 auf eine manuelle Betätigung ermöglicht. Allerdings ist der mit einer ständigen Erfas- sung verbundene Energieverbrauch relativ hoch, was speziell bei Kraftfahrzeugen kritisch sein kann. Daher ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Krafts- ensoranordnung 12 bzw. die der Kraftsensoranordnung 12 zugeordnete Auswerteschaltung in einen Sleep-Modus bringbar ist, in dem sich die Kraftsensoranordnung 12 normalerweise befindet. In dem Sleep-Modus findet keine Erfassung der manuellen Betätigungskraft statt. Vielmehr befindet sich die Krafts- ensoranordnung 12 in einem stromsparenden Zustand, in dem lediglich ein Aufwecken der Kraftsensoranordnung 12 in einen Betriebszustand möglich ist, in dem die Erfassung der manuellen Betätigung stattfindet.

Das obige Aufwecken der Kraftsensoranordnung 12 kann auf ganz unterschied- liehe Triggerereignisse zurückgehen. Ein Triggerereignis ist die Erfassung der Annäherung eines Benutzers mittels eines am Kraftfahrzeug angeordneten Annäherungssensors. Ein weiteres Triggerereignis geht auf eine Offenstellung der Klappe 2 zurück. Andere Triggerereignisse sind denkbar. Es darf noch darauf hingewiesen werden, dass eine schaltbare Kupplung für den Betrieb des vorschlagsgemäßen Klappenantriebsystems nicht notwendigerweise vorgesehen sein muss. Es kann aber vorteilhaft sein, dass für den Notfall, insbesondere bei einem Ausfall der Bordnetzspannung, in den Antriebsstrang der Spindelantriebsanordnung 3, insbesondere in den Antriebs- sträng 5 des mindestens einen Spindelantriebs 7, 8, eine Überlastkupplung angeordnet ist, die bei Überschreiten einer manuellen Grenz-Betätigungskraft selbsttätig auskuppelt, um den Antriebsstrang im Notfall zu schützen.

Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung 27 eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe 2 und einem obigen Klappenantriebsystems für die motorische Verstellung der Klappe 2 als solche beansprucht. Auch alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Klappenantriebsystem 1 darf verwiesen werden.