DE10127523A1 - Schließsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Schließsystem für ein Kraftfahrzeug

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Abstract

Herkömmlicherweise muß die Türe eines Kraftfahrzeugs zunächst entriegelt sein, bevor die Türe durch Betätigung des Türgriffs geöffnet werden kann. Moderne Zugangskontrollsysteme verlangen nach Schließsystemen, welche auch dann eine Öffnung zulassen, wenn der Türgriff bereits vor dem Entriegeln betätigt wurde. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeit, welche durch die Betätigung des Türgriffs verrichtet wird, in einem Energiespeicher gespeichert wird. Die gespeicherte Energie wird nach dem Entriegeln auf den Öffnungsmechanismus des Schließsystems übertragen. DOLLAR A Die Erfindung findet insbesondere bei passiven Zugangskontrollsystemen ihre Anwendung.

Description

Zugangskontrollsysteme für Kraftfahrzeuge bieten in zunehmenden Maße neben der reinen Zugangsteuerung auch Komfortmerkmale. Dabei besteht ein Zugangskontrollsystem typischerweise aus einem Schließsystem, mechanischen oder elektronischen Schlüsseln sowie Steuerelektronik. Das Schließsystem ermöglicht Türen, Hauben und Klappen am Fahrzeug zu entriegeln, zu verriegeln, zu öffnen und geschlossen zu halten. Entriegeln und Verriegeln erfolgen in der Regel über den Schlüssel und das Öffnen über eine Handhabe wie den Türgriff. Geschlossen werden Türen, Hauben und Klappen meist durch einfaches Zudrücken. Die Zustände herkömmlicher Schließsysteme sind in der Regel nicht unabhängig voneinander: beispielsweise kann eine geschlossene Tür verriegelt oder entriegelt sein, während eine geöffnete Tür entriegelt sein muß.
Moderne Zugangskontrollsysteme bieten Komfortmerkmale wie Fernbedienbarkeit und passiven Zugang. Fernbedienbarkeit bedeutet, daß der Benutzer durch Betätigung eines tragbaren Codegebers die Funktionen wie beispielsweise "Fahrzeug entriegeln" und "Fahrzeug verriegeln" auslösen kann, ohne unmittelbar neben dem Fahrzeug zu stehen oder den Schlüssel in einen Schließzylinder einzuführen. Ein passives Zugangskontrollsystem erlaubt dem Träger eines Codegebers das Fahrzeug zu entriegeln und zu öffnen, ohne den Codegeber aktiv zu betätigen. Das bloße Mitführen des Codegebers ist ausreichend. Beim passiven Zugangskontrollsystem löst der Benutzer durch eine bewußte Handlung - das sogenannte Triggersignal - eine Abfrage vom Fahrzeug zum mitgeführten Codegeber aus. Antwortet der Codegeber mit dem korrekten Antwortsignal, so wird das Fahrzeug beispielsweise entriegelt, so daß es durch nachfolgende Betätigung des Türgriffs geöffnet werden kann.
Die Art des Triggersignals hat entscheidenden Einfluß auf die Realisierung des passiven Zugangskontrollsystems und damit auch auf das zu verwendende Schließsystem. Als Triggersignale für den Zugang zu Fahrzeugtüren kommen beispielsweise folgende Ansätze in Frage:
  • 1. Das Triggersignal wird durch Annäherung der Hand an den Türgriff ausgelöst.
  • 2. Das Triggersignal wird durch Betätigung eines Tasters in der Nähe des Türgriffs ausgelöst.
  • 3. Das Triggersignal wird durch Ziehen am Türgriff, zu Beginn der Bewegung des Türgriffs aus seiner Ruhelage, ausgelöst.
Der erste Ansatz hat den Nachteil, daß die benötigte Näherungssensorik und Auswertung in der Regel zu sehr hohen Kosten führt. Der zweite Ansatz führt zu relativ kostengünstigen Systemen, hat jedoch den Nachteil eines eingeschränkten Komforts, weil stets zwei unabhängige Handlungen zum Öffnen einer verriegelten Fahrzeugtür notwendig sind: zunächst muß der Taster zum Entriegeln der Tür betätigt werden und anschließend muß der Türgriff zum Öffnen der Tür betätigt werden.
Der dritte Ansatz wird von vielen Benutzern als besonders komfortabel angesehen, wenn zum Öffnen einer verriegelten Tür nur noch der Türgriff betätigt werden muß. In herkömmlichen passiven Zugangskontrollsystemen führt dieser Ansatz jedoch zu aufwendigen Schließsystemen und damit hohen Kosten.
Herkömmliche Schließsysteme müssen zunächst entriegelt sein, bevor die Tür durch Betätigung des Türgriffs geöffnet werden kann. Dabei wird im Falle einer entriegelten Tür die Arbeit, welche durch die Betätigung des Türgriffs verrichtet wird, derart auf den Öffnungsmechanismus übertragen, daß die Türe in ihre Offenlage gebracht wird.
Wenn nun der Beginn der Bewegung des Türgriffs als Triggersignal verwendet wird, ergibt sich das Problem, daß der Türgriff in der Regel bereits eine beträchtliche Wegstrecke zurückgelegt hat, bis der Codegeber als berechtigt erkannt und die Tür daraufhin entriegelt worden ist. Je nachdem, wie schnell der Benutzer am Türgriff zieht, befindet sich der Türgriff sogar in seiner Endlage, bevor der Kommunikationsvorgang zwischen Fahrzeug und Codegeber abgeschlossen ist. In diesem Fall muß der Benutzer bei Verwendung eines herkömmlichen Schließsystems den Türgriff in seine Ruhelage zurückbringen und ein zweites Mal ziehen, um die Tür zu öffnen, was als sehr störend empfunden wird. Aus diesem Grund verwenden heutige passive Zugangskontrollsysteme mit dieser Art des Triggersignals aufwendige Schließsysteme mit sogenannten E-Schlössern mit elektrischer Öffnungsfunktion. Dazu besitzen E-Schlösser Eingänge, die mit einer elektronischen Steuerung verbunden sind. Bei Ansteuerung der elektrischen Öffnungsfunktion wird beispielsweise ein Elektromotor oder Hubmagnet angesteuert, der Energie zum Öffnen der Tür direkt oder indirekt auf den Öffnungsmechanismus gibt (z. B. DE 199 61 247).
Zugangskontrollsysteme mit E-Schlössern haben den Nachteil, daß zusätzliche Elektromotoren oder andere elektromechanische Stellglieder in den Schlössern benötigt werden, daß zusätzliche Steuerelektronik notwendig wird, daß zusätzlicher Verkabelungsaufwand zwischen der Steuerelektronik und jedem E-Schloss anfällt und daß neue Sicherheitsrisiken dadurch entstehen können, daß Fahrzeugtüren durch einen elektrischen Defekt versehentlich geöffnet werden könnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schließsystem gemäß des Oberbegriffes des Anspruches 1 zu realisieren, welches kostengünstig ist und die oben genannten Nachteile nicht besitzt und beispielsweise für den Einsatz in passiven Zugangskontrollsystemen mit Triggerung durch einmaliges Ziehen am Türgriff geeignet ist. Dies wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Der entscheidende Gedanke der Erfindung liegt darin, einen Energiespeicher zu laden, und die gespeicherte Energie zu einem geeigneten Zeitpunkt auf den Öffnungsmechanismus des Schließsystems zu übertragen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Blockschaltbild eines Schließsystems
Fig. 2 Blockschaltbild eines Schließsystems, alternativer Aufbau zu Fig. 1
Fig. 3 Prinzipdarstellung des Zusammenspiels wesentlicher Bauteile einer Ausführung des erfindungsgemäßen Schließsystems. Die Darstellung zeigt das System im verriegelten und geschlossenen Zustand.
Fig. 4 Prinzipdarstellung des gleichen Systems wie in Fig. 3, jedoch im entriegelten und geöffneten Zustand.
Fig. 5 bis 9 Zeitlicher Zusammenhang zwischen der Position des Türgriffs, der gespeicherten Federkraft und dem Verriegelungs- und Öffnungszustand für das in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel. Die Fig. 5 bis 9 unterscheiden sich dadurch, daß der Zeitpunkt immer später liegt, zu dem das System vom verriegelten in den entriegelten Zustand übergeht.
Ein Schließsystem für ein Kraftfahrzeug umfaßt gemäß Fig. 1 eine Handhabe 1, einen Energiespeicher 3, einen Verriegelungsmechanismus 5 und einen Öffnungsmechanismus 7. Diese Bestandteile sind durch Übertragungselemente 2, 4 und 6 miteinander verbunden. Die Art der Übertragungselemente wird nicht genauer beschrieben, weil sie für den Gedanken der Erfindung unerheblich sind. Als Beispiel sei jedoch genannt, daß der Übertrager 2 zwischen der Handhabe 1 und dem Energiespeicher 3 beispielsweise als Bowdenzug ausgebildet sein kann.
Die Handhabe 1 dient dem Benutzer des Fahrzeugs zur Öffnung der Tür. Dabei kann die Handhabe beispielsweise als Türgriff zum Ziehen, Drehen oder Drücken ausgebildet sein. Ausgehend von ihrer Ruhelage wird die Handhabe 1 durch den Benutzer über eine Bewegung in ihre betätigte Lage gebracht. Gemäß Fig. 1 ist die Handhabe 1 über den Übertrager 2 mit dem Energiespeicher 3 verbunden. Dadurch wird erreicht, daß die Arbeit, welche durch die Betätigung der Handhabe durch den Benutzer verrichtet wird, in dem Energiespeicher 3 gespeichert wird. Vorteilhafterweise ist der Energiespeicher 3 als Feder ausgebildet, beispielsweise als Stahlfeder oder pneumatische Kolben-Zylinder Feder. Damit ist die Handhabe kraftbelastet und die verrichtete Arbeit ist gleich dem Integral aus Federkraft über den Betätigungsweg der Handhabe. Wird die Handhabe 1 wieder in ihre Ruhelage zurückgebracht, so wird auch der Energiespeicher 3 wieder entladen, weil negative Arbeit verrichtet wird.
Über den Verriegelungsmechanismus 5 können die Systemzustände "verriegelt" und "entriegelt" eingestellt werden. Der Verriegelungsmechanismus 5 kann beispielsweise in mechanischer Weise über einen Schließzylinder in der Fahrzeugtür oder auch über eine elektrische Ansteuerung in den gewünschten Zustand gebracht werden. Im Falle des passiven Zugangskontrollsystems würde beispielsweise eine elektrische Ansteuerung nach korrekt erkanntem Codegeber erfolgen. Ist das System verriegelt, so kann die Tür nicht geöffnet werden. In der Fig. 1 ist der Verriegelungsmechanismus 5 durch einen Schalter symbolisiert. Im verriegelten Zustand wäre dieser symbolische Schalter geöffnet, so daß eine Betätigung der Handhabe 1 beziehungsweise Energie aus dem Energiespeicher 3 nicht auf den Öffnungsmechanismus 7 übertragen werden könnte. Ist das System entriegelt, so wäre der symbolische Schalter geschlossen, so daß eine Betätigung der Handhabe beziehungsweise im Energiespeicher gespeicherte Energie auf den Öffnungsmechanismus 7 übertragen werden könnte.
Der Öffnungsmechanismus 7 dient dazu, die Tür geschlossen zu halten oder zur Öffnung frei zu geben. Dies kann beispielsweise durch eine Drehfalle realisiert werden, welche einen Schließbolzen hält.
Die Fig. 2 zeigt einen anderen möglichen Aufbau des Schließsystems. Fig. 2 dient insbesondere der Erläuterung des Patentanspruches 10 sowie des zugehörigen Unteranspruches 11. Fig. 2 geht nicht näher darauf ein, wie der Energiespeicher 3 geladen wird. Dies kann ebenso wie in Fig. 1 über die Betätigung der Handhabe 1 realisiert werden. Fig. 2 verdeutlicht die logische Verknüpfung zweier Bedingungen, welche gemäß des Anspruches 10 erfüllt sein müssen, damit die Energie aus dem Energiespeicher 3 auf den Öffnungsmechanismus 7 übertragen werden kann: Die Handhabe 1 muß betätigt sein und das System muß im entriegelten Zustand sein. Dies wird in Fig. 2 durch die UND-Verknüpfung dargestellt.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei geht es um die Verdeutlichung des Prinzips. In der tatsächlicher. Realisierung werden Form und Lage der Teile anders gestaltet sein. Fig. 3 zeigt das Schließsystem im verriegelten und geschlossenen Zustand. Fig. 4 zeigt das gleiche System im entriegelten und geöffneten Zustand. Die Handhabe 1 ist in diesem Beispiel als C-förmiger Türgriff ausgebildet, an dem der Benutzer ziehen kann, um die Tür zu öffnen. Die Handhabe ist über einen Bowdenzug 2 mit dem Energiespeicher 3 verbunden, der als mechanische Feder ausgebildet ist. Die in der Feder gespeicherte Kraft wird mit FE bezeichnet. Der Energiespeicher 3 wirkt auf eine Sperrklinke 7a. Die Sperrklinke 7a wird durch den Verriegelungshebel 5a gegen die Federkraft FE in ihrer Sperrlage gehalten. Dies entspricht dem Systemzustand "verriegelt". Der Verriegelungshebel 5a kann entweder über den Elektromotor 5b oder über den Schließzylinder 9 und ein nicht näher dargestelltes Getriebe in die Positionen "entriegelt" und "verriegelt" gebracht werden. In Fig. 3 hält die Sperrklinke 7a die durch die Rückstellfeder 7c federbelastete Drehfalle 7b in ihrer Geschlossenlage. Die Geschlossenlage ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schließbolzen 8, welcher beispielsweise an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, in der Aussparung der Drehfalle festgehalten wird, so daß die Tür mit der in ihr eingebauten Drehfalle nicht geöffnet werden kann. Die Drehfalle 7b wird durch die Rückstellfeder 7c belastet. Dabei ist die Federkraft FD bestrebt, die Drehfalle in ihre Offenlage zu überführen (s. Fig. 4). In Fig. 3 wird die Drehung der Drehfalle 7b in ihre Offenlage jedoch durch die Sperrklinke 7a gesperrt. Die Sperrklinke 7a ist zusätzlich durch eine nicht näher bezeichnete Rückstellfeder mit der Federkraft FR belastet. Die Federkraft FR ist bestrebt, die Sperrklinke in ihre Sperrlage zu bringen, also ihre die Drehfalle hemmende Position.
Fig. 9 zeigt einen möglichen zeitlichen Ablauf für das in Fig. 3 dargestellte System: Zieht der Benutzer an der Handhabe 1 und befindet sich das System im verriegelten Zustand, wird die Arbeit, welche durch die Betätigung der Handhabe 1 verrichtet wird, im Energiespeicher 3 in Form einer Federkraft gespeichert. Die Tür öffnet jedoch nicht. Wenn der Benutzer die Handhabe wieder in ihre Ruhelage zurückführt, nimmt auch die in der Feder gespeicherte Kraft wieder ab und gelangt wieder auf ihren ursprünglichen Wert.
Fig. 4 zeigt das System im entriegelten und geöffneten Zustand. Der Verriegelungshebel 5a hat die Bewegung der Sperrklinke 7a freigegeben. Damit ist das System entriegelt. Über das Ziehen an der Handhabe 1 beziehungsweise die im Energiespeicher 3 gespeicherte Federkraft FE wurde die Sperrklinke 7a aus ihrer Sperrlage in ihre Freigabelage gebracht. Dadurch wurde die Bewegung der Drehfalle 7b freigegeben, so daß die Feder 7c, die Drehfalle 7b von ihrer Geschlossenlage in ihre Offenlage drehen konnte. Der Schließbolzen 8 kann nun aus der Drehfalle hinaus bewegt werden, was einem Öffnen der Tür entspricht.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen die Abläufe im Schließsystem in Abhängigkeit von unterschiedlichen Entriegelungszeitpunkten. Dies ist insbesondere für passive Zugangskontrollsysteme von Bedeutung. Wenn der Beginn der Türgriffbewegung als Triggersignal für die Abfrage nach einem berechtigten Codegeber dient, so vergeht zunächst eine gewisse Zeit, bis der Codegeber überprüft worden ist. Erst nach erfolgter Überprüfung wird das System entriegelt.
In Fig. 5 ist das System zu Beginn entriegelt und geschlossen. Durch Ziehen am Türgriff wird nun eine Kraft FE im Energiespeicherfeder 3 aufgebaut. Wenn die Kraft FE groß genug ist, um die Sperrklinke 7a gegen die Kraft FR und die Reibung zwischen Sperrklinke und Drehfalle in die Freigabelage zu ziehen, wird das System geöffnet. Im dargestellten Beispiel ist das System so ausgelegt, daß die notwendige Kraft FE etwa in der Mitte zwischen Ruhelage und betätigter Lage der Handhabe 1 erreicht wird. Zum Zeitpunkt der Auslösung der Sperrklinke und damit dem Öffnen des Systems, nimmt die Kraft FE kurzzeitig ab. Dies hängt damit zusammen, daß die Bewegung der Sperrklinke eine Verkürzung der Feder 3 bewirkt und damit auch die Federkraft FE nachläßt.
In Fig. 6 ist das System zunächst verriegelt und geschlossen. Der Benutzer zieht am Türgriff und noch vor Erreichen der zum Öffnen notwendigen Federkraft FE wird das System entriegelt. Erst nach weitergehender Bewegung des Türgriffs wird das System geöffnet.
In Fig. 7 ist das System zunächst verriegelt und geschlossen. Der Benutzer zieht am Türgriff. Noch bevor das System entriegelt wird, ist bereits die notwendige Federkraft FE zum Öffnen erreicht. Das System bleibt jedoch vorläufig geschlossen. In dem Augenblick, in dem das System entriegelt wird, wird es auch zeitgleich geöffnet, weil eine ausreichend große Kraft FE sofort auf den Öffnungsmechanismus übertragen wird.
Fig. 8 entspricht der Fig. 7 mit dem Unterschied, daß der Türgriff bis in seine maximale Auslenkung gebracht wird, bevor das System entriegelt wird. Dies kann bei einem passiven Zugangskontrollsystem beispielsweise dann passieren, wenn der Benutzer sehr schnell am Türgriff zieht oder die Suche nach einem berechtigten Codegeber sehr lange dauert. Das Entriegeln und Öffnen des Systems fallen auch in Fig. 8, wie in Fig. 7, zeitlich zusammen.
Vorteile der Erfindung
  • 1. Unabhängig davon, wie schnell der Benutzer den Türgriff betätigt und unabhängig davon, wie lange die Überprüfung eines berechtigten Codegebers dauert, reicht immer eine einzige Betätigung des Türgriffs aus, um das System zu entriegeln und zu öffnen.
  • 2. Bei schneller Betätigung des Türgriffs verschmelzen Entriegeln und Öffnen zu einem Vorgang. Bei nicht vollständiger Betätigung des Türgriffs ist es möglich, das System nur zu entriegeln, ohne die Tür zu öffnen.
  • 3. Eine Öffnung kann nur stattfinden, wenn der Türgriff tatsächlich betätigt wird. Eine elektrische Fehlfunktion kann nicht zu einer versehentlichen Öffnung führen.
  • 4. Es wird keine elektrische Öffnungsfunktion benötigt. Daher ist keine spezielle Steuerelektronik und auch kein Verkabelungsaufwand notwendig.
  • 5. Durch die einfache mechanische Realisierung ist das Schließsystem wenig fehleranfällig und sehr kostengünstig realisierbar.
Bezugszeichenliste
1
Handhabe
2
Übertrager oder Getriebe
3
Energiespeicher
4
Übertrager oder Getriebe
5
Verriegelungsmechanismus
5
a Verriegelungshebel
5
b Motor, gegebenenfalls mit Getriebe
6
Übertrager oder Getriebe
7
Öffnungsmechanismus
7
a Sperrklinke
7
b Drehfalle
7
c Rückstellfeder für Drehfalle
8
Schließbolzen
9
Schließzylinder

Claims (11)

1. Schließsystem für ein Kraftfahrzeug bestehend aus mindestens einer Handhabe, einem Energiespeicher und einem Öffnungsmechanismus, wobei der Öffnungsmechanismus eine Tür, Haube oder Klappe geschlossen hält oder zur Öffnung freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeit, welche durch die Betätigung der Handhabe verrichtet wird, zumindest teilweise in dem Energiespeicher gespeichert wird und daß zeitgleich mit der Betätigung der Handhabe oder zu einem späteren Zeitpunkt die im Energiespeicher gespeicherte Energie zumindest teilweise auf den Öffnungsmechanismus übertragen werden kann.
2. Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließsystem zusätzlich zum Öffnungsmechanismus einen Verriegelungsmechanismus aufweist, so daß wenigstens die Systemzustände entriegelt, verriegelt, geöffnet und geschlossen realisiert werden können.
3. Schließsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß solange sich das System im verriegelten Zustand befindet, eine durch Betätigung der Handhabe verrichtete Arbeit im Energiespeicher gespeichert wird und nicht auf den Öffnungsmechanismus übertragen wird.
4. Schließsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung einer im Energiespeicher gespeicherten Energie auf den Öffnungsmechanismus genau dann stattfindet, wenn sich das System im entriegelten Zustand befindet.
5. Schließsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsmechanismus in Form einer federbelasteten Drehfalle mit Sperrklinke ausgebildet ist, wobei die Drehfalle in ihrer Schließlage durch die Sperrklinke festgehalten wird.
6. Schließsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus im verriegelten Zustand die Auslösung der Sperrklinke hemmt und somit die Drehfalle in Schließlage gehalten wird.
7. Schließsystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus im entriegelten Zustand die Auslösung der Sperrklinke über im Energiespeicher gespeicherte Energie freigibt und somit eine Überführung der Drehfalle in ihre Offenlage ermöglicht wird.
8. Schließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher als mechanische Feder ausgebildet ist.
9. Schließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Handhabe als beweglicher Türgriff ausgebildet ist.
10. Schließsystem für ein Kraftfahrzeug bestehend aus mindestens einer Handhabe, einem nicht-elektrischen Energiespeicher, einem Öffnungsmechanismus und einem Verriegelungsmechanismus, wobei die Handhabe wenigstens in zwei mögliche Lagen gebracht werden kann, nämlich eine Ruhelage und eine betätigten Lage, und mit dem Öffnungsmechanismus zumindest die Systemzustände geschlossen und geöffnet realisiert werden können und mit dem Verriegelungsmechanismus zumindest die Systemzustände verriegelt und entriegelt realisiert werden können, dadurch gekennzeichnet, daß das zuvor im geschlossenen Zustand befindliche System genau dann durch Übertragung der im Energiespeicher gespeicherten nicht-elektrischen Energie auf den Öffnungsmechanismus in den geöffneten Zustand wechselt, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind:
  • - das System befindet sich im entriegelten Zustand und
  • - die Handhabe befindet sich in der betätigten Lage,
wobei unerheblich ist, welche der beiden Bedingungen zuerst erfüllt wurde.
11. Schließsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Freigabe der Übertragung der im Energiespeicher gespeicherten nicht-elektrischen Energie auf den Öffnungsmechanismus kein elektrisches Signal notwendig ist.
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