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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Ansteuerung
zumindest einer elektromechanischen Bremsaktuatoreinheit einer Türbremseinrichtung
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und
22.
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Aus
dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von vorzugsweise rein mechanisch
ausgebildeten Türbremseinrichtungen bzw. Türbremssystemen bekannt.
Beispielsweise werden zur Erzeugung der Bremskraft Umschlingungsfedern,
diverse mechanische Klemm-, Brems- oder Rastsysteme vorgesehen.
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Darüber
hinaus sind auch „aktiv" ausgebildete Türbremseinrichtungen
bzw. Türbremssysteme bekannt, die beispielsweise eine elektromechanische Bremsaktuatoreinheit
aufweisen, über welche die Bremskraft einer Türbremsenmechanik
der Türbremse einstellbar ist. Hierdurch ist zumindest
eine temporäre Fixierung einer Fahrzeugtür in
einer vorgegebenen Rastposition möglich, und zwar ist hierzu
die Türbremsenmechanik fest mit der Fahrzeugtür
und/oder der Fahrzeugkarosserie verbunden und wirkt auf zumindest
ein beweglich angeordnetes Verbindungselement zwischen der Fahrzeugtür
und Fahrzeugkarosserie ein, wodurch die Fahrzeugtür in
einer vorgegebenen Öffnungsposition gehalten wird. Die
Türbremsenmechanik kann hierbei auf unterschiedlichste
Arten ausgebildet sein.
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Eine
derartige „aktive" Türbremsenmechanik ist beispielsweise
aus der
DE 103 20
148 B4 bekannt, bei der mittels einer als steuerbaren Elektromagneten
oder eines steuerbaren Elektromotor ausgebildeten Bremsaktuatoreinheit
die Türbremsenmechanik betätigbar ist und hierdurch
eine einstellbare Brems- bzw. Reibkraft erzeugt wird. Nachteilig
weist eine derartige „ak tive" Türbremsenmechanik
keine Einrichtung zur Verifikation der eingestellten Brems- bzw.
Reibkraft auf.
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Weiterhin
nachteilig sind bekannte Türbremsenmechaniken lediglich
bzgl. der Halteposition nicht ausreichend fein einstellbar ausgebildet.
Insbesondere bei einem in einer Parklücke befindlichen
Fahrzeug ist oftmals der Abstand zum benachbarten Fahrzeug derart
gering, dass beim Ein- oder Aussteigen die geöffnete Fahrzeugtür
an das benachbarte Fahrzeug oder ein benachbartes Objekt anstößt
und eine Beschädigung der Fahrzeugtür oder des
benachbarten Fahrzeuges bzw. Objektes auftritt. Häufig reichen
die durch die Türbremsenmechanik vorgegebenen und über
den Öffnungsbereich verteilten Rastpositionen nicht aus,
um ein Einrasten der geöffneten Fahrzeugtür vor
Kontaktaufnahme mit dem benachbarten Fahrzeug bzw. Objekt zu gewährleisten.
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Auch
sind aus dem Stand der Technik, insbesondere der
DE 101 64 317 C1 selbstverstärkende elektromechanische
Scheibenbremssysteme bekannt, welche eine Selbstverstärkungseinrichtung
in Form einer Keilanordnung aufweisen. Die Keilanordnung derartiger
Keilbremsensystem nutzt die kinetische Energie der sich drehenden
Bremsscheibe zum weiteren Zustellen der Reibbeläge der
Bremse, d. h. die Reibbeläge der Bremse werden mit einer
gegenüber der Stellkraft der Aktuatoreinheit deutlich höheren
Kraft auf die Bremsscheibe gepresst. Somit sind zur Betätigung
der Bremsenmechanikeinheit geringe Stellkräfte erforderlich,
d. h. die Dimensionierung der Bremsaktuatoreinheiten kann reduziert
werden.
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Zur
effizienten Regelung derartiger Keilbremsen ist die Bestimmung des
aktuell vorliegenden Reibmomentes durch Ermittlung der auf die Bremsscheibe
einwirkenden Reibkraft erforderlich. Beispielsweise kann die Reibkraft
mittels eines Sensors ermittelt werden, der zwischen einem Reibbelag der
Keilbremse und einem weiteren Bauteil der Keilbremse angeordnet
ist, an dem sich der Reibbelag beim Bremsen abstützt.
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Auch
ist bereits aus der
DE
101 51 950 A1 eine selbstverstärkende elektromechanische
Scheibenbremse bzw. Keilbremse mit einer Reibmomentermittlung bekannt,
bei der zusätzlich zur Reibkraft die zwischen der Bremsscheibe
und dem Reibbelag wirkende, normal zur Bremsscheibe gerichtete Kraft ermittelt
wird. Die aus der Normalkraft gewonnene Information bzgl. des Reibmomentes
wird mit dem Ergebnis der Reibkraftermittlung verglichen, um Änderungen
des Reibkoeffizienten zu bestimmen, welche aus der ermittelten Normalkraft
nicht ableitbar sind.
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Ausgehend
von dem genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren und eine Anordnung zur Ansteuerung einer Bremsaktuatoreinheit
zumindest einer Türbremseneinrichtung anzugeben, über
welche eine präzise Regelung der durch die Türbremsenmechanik
bereitgestellte Reibkraft möglich wird.
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Die
Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des unabhängigen
Patentanspruches 1 und 22 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den unabhängigen
Ansprüchen zu entnehmen.
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Der
wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Ansteuerung einer elektromechanischen Bremsaktuatoreinheit,
die zur Betätigung zumindest einer vorzugsweise eine Selbstverstärkungseinrichtung
aufweisenden Bremsenmechanikeinheit einer Türbremseinrichtung
vorgesehen ist, ist darin zu sehen, dass eine Fahrzeugtür über
ein beim öffnen der Tür um eine Schwenkachse schwenkbares
oder entlang einer Öffnungsebene verschiebbares Verbindungselement
mit dem Fahrzeug verbunden ist und die Bremsenmechanikeinheit zur
Erzeugung eines auf das Verbindungselement einwirkenden Reibmoments
ausgebildet ist. Vorteilhaft wird das durch die zumindest eine Bremsenmechanikeinheit
erzeugte Reibmoment und/oder das auf die Fahrzeugtür einwirkende
Schwenkmoment ermittelt und das ermittelte Reibmoment und/oder das
ermittelte Schwenkmoment mit zumindest einem vorgegeben Reibmomentschwellwert
verglichen. Abhängig vom Vergleichsergebnis wird dann die über die
elekt romechanische Bremsaktuatoreinheit gesteuerte Betätigung
der zumindest einen Bremsenmechanikeinheit geregelt. Besonders vorteilhaft
kann hierdurch eine präzise Regelung der Türbremseinrichtung über
die durch die Bremsaktuatoreinheit erzeugten Stellbewegung erfolgen.
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Besonders
vorteilhaft wird durch die elektromechanische Bremsaktuatoreinheit
eine Stellbewegung erzeugt, die bei einem Überschreiten
des zumindest einen vorgegeben Reibmomentschwellwertes durch das
ermittelte Reibmoment und/oder das ermittelte Schwenkmoment eine
Reduzierung des Reibmoment und bei einem Unterschreiten des zumindest
einen vorgegeben Reibmomentschwellwertes durch das ermittelte Reibmoment
und/oder das ermittelte Schwenkmoment eine Erhöhung des
Reibmoments bewirkt.
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Weiterhin
vorteilhaft wird die durch zumindest eine Bremsenmechanikeinheit
erzeugte Reibkraft erfasst und abhängig davon das Reibmoment der
zumindest einen Bremsenmechanikeinheit ermittelt. Hierdurch kann
mittels geeigneter Reibkraft- bzw. Normalkraftsensoren das aktuell
von der Bremsenmechanikeinheit erzeugte Reibmoment zumindest näherungsweise
bestimmt werden.
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In
einer alternativen Ausführung können zumindest
ein minimaler Reibmomentschwellwert und ein maximaler Reibkraftschwellwert
vorgesehen werden und die Ansteuerung der Bremsaktuatoreinheit derart
erfolgen, dass bei einem Überschreiten des maximalen Reibmomentschellwertes
die Bremsenmechanikeinheit gelöst und bei einem Unterschreiten des
minimaler Reibmomentschwellwert die Bremsenmechanikeinheit angezogen
wird.
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In
eine bevorzugten Ausführungsform weist die Bremsenmechanikeinheit
eine Selbstverstärkungseinrichtung auf, welche beispielsweise
durch eine Keilbremsanordnung, eine Schnurbremsanordnung oder eine
Spiralfederanordnung gebildet sein kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung, insbesondere eine Anordnung
zur Ansteuerung einer elektromechanischen Bremsaktuatoreinheit gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren sind den weiteren
Ansprüchen zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand von
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 beispielhaft
eine Türbremseinrichtung mit einer regelbaren Selbstverstärkungseinrichtung,
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2 beispielhaft
ein Blockschaltbild der in ein Fahrzeug integrierten Türbremseinrichtung
gemäß 1,
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3 beispielhaft
eine Türbremseinrichtung mit einer alternativen Ausführung
der Selbstverstärkungseinrichtung,
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4 beispielhaft
eine Türbremseinrichtung mit einer weiteren alternativen
Ausführung der Selbstverstärkungseinrichtung und
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5 beispielhaft
eine weitere Variante einer Selbstverstärkungseinrichtung.
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In
den 1 und 2 ist beispielhaft in jeweils
einer schematischen Darstellung eine Türbremseinrichtung 1 zum
Bremsen der Tür 2 eines Fahrzeuges F dargestellt,
bei der die Tür bzw. Fahrzeugtür 2 mit
der Karosserie 3 eines Fahrzeuges F um eine Schwenkachse
S schwenkbar verbunden ist. Alternativ kann die Tür 2 als
Schiebetür ausgebildet sein, welche entlang einer Öffnungsebene
verschiebbar ist.
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Die
Türbremseinrichtung 1 besteht aus zumindest einem
elektromechanischen Bremsmodul, beispielsweise einem ersten und
zweiten elektromechanischen Bremsenmodul 1.1, 1.2,
welches zusätzlich zur Bremsfunktion auch ein Schwenken
der Fahrzeugtür 2 um die Schwenkachse S bzw. ein
Verschieben der Tür 2 entlang der Öffnungsebene
ermöglicht.
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Gemäß der 1 und 2 ist
das erste und zweite elektromechanische Bremsmodul 1.1, 1.2 beispielhaft
zwischen der Fahr zeugtür 2 und der Fahrzeugkarosserie 3 angeordnet.
Zur Bereitstellung der Schwenkfunktion weist das erste elektromechanischen
Bremsmodul 1.1 ein oberes Lagerelement 4 und ein
unteres Lagerelement 4' und das zweite elektromechanischen
Bremsmodul 1.2 ein weiteres oberes Lagerelement 5 sowie
ein weiteres unteres Lagerelement 5' auf, welche jeweils über
eine Bremsenmechanikeinheit 6, 6' miteinander
verbunden sind. Die oberen bzw. unteren Lagerelemente 4, 4' bzw. 5, 5' bilden
hierbei ein Widerlager zu den Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' aus,
an dem sich die durch diese erzeugten Reibkräfte F, F'
abstützen.
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Die
Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' sind jeweils zur
Aufnahme eines drehbar um die Schwenkachse S gelagerten Verbindungselementes 7, 7' ausgebildet,
welches jeweils über ein Scharnierplattenelement 8, 8' mit
der Fahrzeugtür 2 verbunden ist. Die Scharnierplattenelemente 8, 8' sind
beispielsweise mittels schraubenartiger Befestigungsmittel an der Fahrzeugtür 2 befestigt.
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Die
oberen bzw. unteren Lagerelemente 4, 4' bzw. 5, 5' stellen
die mechanische Verbindung des ersten und zweiten elektromechanischen
Bremsmoduls 1.1, 1.2. zum Fahrzeug F bzw. der
Fahrzeugkarosserie 3 her. Über das beschriebene
erste und zweite elektromechanische Bremsenmodul 1.1, 1.2 bzw.
deren Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' wird jeweils
eine Reibkraft F, F' erzeugt, die auf die drehbar um die Schwenkachse
S gelagerten Verbindungselemente 7, 7' einwirkt,
und zwar vorzugsweise tangential zur Dreh- bzw. Schwenkbewegung
der Tür 2.
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Um
eine Schwenkbewegung der Fahrzeugtür 2 um die
Schwenkachse S abzubremsen, werden die Bremsenmechanikeinheit 6, 6' zugestellt,
d. h. die erzeugte Reibkraft F, F' auf Reibelemente (nicht in den
Figuren dargestellt) der Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' übertragen,
welche auf das um die Schwenkachse S rotierende erste und zweite
Verbindungselement 7, 7' einwirken, wodurch die
Dreh- oder Schwenkbewegung der Tür 2 abgebremst
wird bzw. ein vorgegebenes Schwenkmoment SM. SM' zu überwinden
ist, um die Tür 2 weiter schwenken zu können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das jeweilige
Verbindungselement 7, 7' zumindest einen scheibenförmigen
Abschnitt 7.1, 7.1' ähnlich einer Bremsscheibe
auf, welcher über einen Verbindungsstegabschnitt 7.2, 7.2'
mit dem ersten bzw. zweiten Scharnierplattenabschnitt fest verbunden
ist. Die Reibelemente der Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' wirken
zum Bremsen der Dreh- bzw. Schwenkbewegung auf den scheibenförmigen
Abschnitt 7.1, 7.1' ein.
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Zur
Betätigung der Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' weist
das erste und zweite elektromechanische Bremsmodul 1.1, 1.2 vorzugsweise
eine elektromechanische Bremsaktuatoreinheit 9, 9' auf, über welche
die jeweilige Bremsenmechanikeinheit 6, 6' mechanisch
ansteuerbar ist, und zwar mittels einer durch die elektromechanische
Bremsaktuatoreinheit 9, 9' erzeugten Stellbewegung
SB, SB'. Über den Betrag der durch die jeweilige Bremsaktuatoreinheit 9, 9' erzeugten
Stellbewegung SB, SB' ist die von der jeweiligen Bremsenmechanikeinheit 6, 6' erzeugte Reibkraft
F, F' einstellbar. In einer bevorzugten Ausführungsform
weisen die Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' eine
Selbstverstärkungseinrichtung, beispielsweise einen Keil
bzw. eine Keilanordnung auf. Der Aufbau und die Wirkungsweise derartiger
Keilbremsensysteme ist aus dem Stand der Technik bekannt.
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Zur
Ansteuerung der Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' und
zur Erfassung von regelungsrelevanten Parametern ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen, welche über
Schnittstellen 11, 11' an die jeweilige Bremsaktuatoreinheit 9, 9' angeschlossen
ist. Die Schnittstellen 11, 11' können
beispielsweise durch ein Bussystem oder drahtlose bzw. drahtgebundene Verbindungsleitungen
gebildet sein.
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Die
Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' sind bevorzugt als
regelbare Bremsaktuatoreinheit ausgebildet, über welche
die jeweils erzeugte Stellbewegung SB, SB' über eine Signalrückführung
der Steuereinheit 10 angezeigt wird. Alternativ können
zusätzli che Sensoreinheiten an den Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' vorgesehen
werden, über welche die jeweils erzeugte Stellbewegung
SB, SB' erfasst und deren Betrag an die Steuereinheit 10 übertragen
wird. Zur Speicherung von Steuer- bzw. Regelparametern sowie zur Vorgabe
von unterschiedlichen Reibmomentschwellwerten RMS, RMS' ist an die
Steuereinheit 10 zumindest eine Speichereinheit 12 angeschlossen.
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In
der Steuereinheit 10 wird zur Ansteuerung der Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' eine
Steuer- und Auswerteroutine SAR ausgeführt, über
welche Regelsignale RS, RS' zur Regelung der Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' gebildet
werden. Durch die jeweilige Bremsaktuatoreinheit 9, 9' wird
abhängig vom zugeführten Regelsignal RS, RS' jeweils
eine Stellbewegung SB, SB' erzeugt, die auf die zugeordnete Bremsenmechanikeinheit 6, 6' übertragen
wird.
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Die
Steuer- und Auswerteroutine SAR ist zur Ermittlung des aktuell durch
die Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' erzeugten Reibmomente
RM, RM' ausgebildet, und zwar beispielsweise durch Auswertung der
durch die Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' erzeugten
Reibkräfte F, F', welche entweder durch Sensoreinheiten
erfasst werden oder von der erzeugten Stellbewegung SB, SB' abgeleitet
werden.
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Zusätzlich
kann über zumindest eine weitere Sensoreinheit in an sich
bekannter Weise die auf das jeweilige Verbindungselement
7,
7' wirkende
Normalkraft erfasst werden und daraus unter Kenntnis des Reibkoeffizienten
der Bremsenmechanikeinheiten
6,
6' die Reibkraft
F, F' ermittelt werden. Derartige „Reibkraftsensoren" oder „Normalkraftsensoren"
sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise der
DE 101 51 950 B4 bekannt.
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Mittels
der Steuer- und Auswerteroutine SAR wird somit das durch die jeweilige
Bremsenmechanikeinheit 6, 6' erzeugte Reibmoment
RM, RM' bestimmt und zur Ableitung der Regelsignale RS, RS' mit
den in der Speichereinheit 12 gespeicherten Reibmomentschwellwerten
RMS, RMS' verglichen. Insbesondere wird die durch die Bremsenmechanikeinheit 6, 6' erzeugte
Reibkraft F, F' bestimmt und abhängig davon das Reibmoment
RM, RM' der Bremsenmechanikeinheit 6, 6' ermittelt.
Das Reibmoment RM, RM' wird hierzu mit zumindest einem vorgegeben
Reibmomentschwellwert RMS, RMS' verglichen. Anschließend
wird die über die elektromechanische Bremsaktuatoreinheit 9, 9' gesteuerte Betätigung
der Bremsenmechanikeinheit 6, 6' abhängig
vom Vergleichsergebnis geregelt.
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Abhängig
vom Vergleichsergebnis wird im Anschluss daran die durch die Bremsaktuatoreinheit 9, 9' erzeugte
Stellbewegung SB, SB' zur Erhöhung oder Erniedrigung der
erzeugten Reibkraft F, F' und somit des erzeugten Reibmoments RM,
RM' geregelt. Beispielsweise wird bei einem Überschreiten des
jeweils vorgegebenen Reibmomentschwellwertes RMS, RMS' die Reibkraft
F, F' reduziert bzw. bei einem Unterschreiten des vorgegebenen Reibmomentschwellwert
RMS, RMS' die Reibkraft F, F' erhöht.
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In
einer alternativen Ausführung sind zumindest zwei unterschiedliche
Reibmomentschwellwerte vorgesehen, und zwar ein minimaler Reibmomentschwellwert
RMin, RMin' und ein maximaler Reibkraftschwellwert RMax, RMax'.
Bei einem Überschreiten des maximalen Reibmomentschellwertes RMax,
RMax' wird gesteuert durch die Steuer- und Auswerteroutine SAR die
jeweilige Bremsenmechanikeinheit 6, 6' gelöst,
d. h. die Fahrzeugtür 2 freigegeben. Liegt das
ermittelte Reibmoment RM, RM' über dem minimalen Reibmomentschwellwert
RMin, RMin' und unter dem maximalen Reibmomentschwellwert RMax,
RMax', so wird die Bremsenmechanikeinheit 6, 6' angezogen,
und zwar abhängig vom jeweils vorliegenden Betrag des ermittelten Reibmoments
RM, RM'. Hierdurch wird dem Benutzer der Eindruck einer üblichen
Rastposition vermittelt, denn sobald dieser das erforderliche Schwenkmoment
SM, SM' zur Überschreitung des maximalen Reibmomentschwellwertes
RMax, RMax' aufbringt, kann die Fahrzeugtür 2 über
den Rastpunkt hinaus weitergeschwenkt werden.
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Auch
können mehrere unterschiedliche minimale bzw. maximale
Reibmomentschwellwerte RMin, RMin', RMax, RMax' eine Reibmomentkennlinie
zur Festlegung von unterschiedlichen Rast- bzw. Haltepositionen
bilden, welche dem Benutzer den Eindruck einer Vielzahl von Haltepositionen
vermitteln, zu deren Verlassen beispielsweise unterschiedliche Schwenkmomente
SM, SM' vom Benutzer aufzuwenden sind.
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Auch
kann der Öffnungs- bzw. Bewegungszustand der Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' bestimmt
werden und abhängig davon unterschiedliche minimale oder
maximale Reibmomentschwellwerte RMin, RMin', RMax, RMax' in der
Steuer- und Auswerteroutine SAR ausgewählt werden, und
zwar beispielsweise abhängig davon ob die Tür 2 aus
einer Halteposition in den Bewegungszustand oder aus dem Bewegungszustand
in eine Halteposition überführt wird. Besonders
vorteilhaft ist der für den Übergang vom Bewegungszustand
in die Halteposition vorgesehene Reibmomentschwellwert RM, RM' betragsmäßig
geringer als der dem Übergang von der Halteposition in
den Bewegungszustand zugeordnete Reibmomentschwellwert RM, FM' gewählt.
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Aufgrund
der Selbstverstärkungseinrichtung der Bremsmechanikeinheiten 6, 6' stellt
sich in Abhängigkeit vom Schwenkmoment SM, SM' der Fahrzeugtür 2,
welches unter anderem von der Kraft mit welcher die Fahrzeugtür 2 geöffnet
oder zugezogen wird, abhängig ist, ein unterschiedlich
hohes Reibmoment RM, RM' ein. Insbesondere bei Verwendung einer
durch eine Keilbremsanordnung 13 gebildeten Selbstverstärkungseinrichtung
wird aufgrund der Schwenkbewegung des scheibenförmigen
Abschnittes 7.1, 7.1' des jeweiligen Verbindungselementes 7, 7',
die mit diesem zusammenwirkende Keilbremsanordnung 13 mitgeführt
und hierdurch bereits – ohne Betätigung der Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' – ein Reibmoment
RM, RM' durch die Bremsmechanikeinheiten 6, 6' erzeugt.
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Übersteigt
beispielsweise das Schwenkmoment SM, SM' der Fahrzeugtür 2 den
vorgegebenen Reibmomentschwellwert RMS, RMS', so wird die Bremsaktuatoreinheit 9, 9' über
die in der Steu ereinheit 10 ausgeführte Steuer-
und Auswerteroutine SAR derart geregelt, dass ein weiteres Zustellen
oder Blockieren der Bremsmechanikeinheiten 6, 6' aufgrund
des vorliegenden Schwenkmomentes SM, SM' unterdrückt wird,
d. h. die Fahrzeugtür 2 kann weiterhin durch den
Benutzer durch Erzeugen eines vorgegebenen Schwenkmomentes SM, SM'
geöffnet werden.
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Liegt
dagegen das erzeugte Schwenkmoment SM, SM' unter dem vorgegebenen
Reibmomentschwellwert RMS, RMS', so wird durch die Bremsaktuatoreinheit 9, 9' die
Stellbewegung SB, SB' derart angepasst, dass die jeweilige Bremsenmechanikeinheit 6, 6' zustellt
und hierdurch eine weitere Schwenkbewegung um die Schwenkachse S verhindert
wird, d. h. die Zustellung der Bremsenmechanikeinheit 6, 6' wird
in Abhängigkeit von dem jeweils aktuell vorliegenden Reibmoment
RM, RM' der Bremsenmechanikeinheit 6, 6' und/oder
dem Schwenkmoment SM, SM' der Fahrzeugtür 2 geregelt.
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Der
vorgesehene Reibmomentschwellwert RMS, RMS' kann beispielsweise
zur Erhöhung des Bedienkomforts in Abhängigkeit
von weiteren Regelparametern variabel ausgebildet sein. Beispielsweise könnte
der Reibmomentschwellwert RM, RM' abhängig vom Öffnungswinkel
w der Tür 2 gewählt sein. Zur Erfassung
des Öffnungswinkels w der Tür 2 wird
eine weitere Sensoreinheit im Fahrzeug F vorgesehen, über
welche der ermittelte Öffnungswinkel w an die Steuereinheit 10 übertragen
wird. Zur Auswertung des ermittelten Öffnungswinkels w
kann beispielsweise eine winkelpositionsabhängige Reibkraftkennlinie in
der Speichereinheit 12 hinterlegt sein, über welche gesteuert
durch die Steuer- und Auswerteroutine SAR der Betrag der zu erzeugenden
Reibkräfte F, F' ermittelt wird und die elektromechanischen
Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' entsprechend angesteuert
werden. Der Reibkraftverlauf kann hierzu beispielsweise derart ausgelegt
sein, dass mit zunehmendem Öffnungswinkel w auch die erzeugte
Reibkraft F, F' zunimmt und/oder ein Ansteigen der Reibkraftkennlinie vor
dem endgültigen Türanschlag vorgesehen ist.
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Ferner
können mittels geeigneter weiterer Sensoreinheiten zusätzliche
Umgebungs- bzw. Fahrzeugparameter durch die Steuer- und Auswerteroutine
SAR zur Erzeugung der Regelsignale RS, RS' ausgewertet werden.
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Beispielsweise
können die Kraft- und/oder Geschwindigkeit, mit der die
Fahrzeugtür 2 geschwenkt wird, berücksichtigt
werden. Auch können Fußgänger oder weitere
Objekte, welche sich im toten Winkel des Fahrzeuges F befinden mittels
einer beispielsweise durch eine Kameraeinheit gebildeten Sensoreinheit
erfasst werden und die hierdurch erhaltenen Informationen im Rahmen
der Ansteuerung der ersten und zweiten Bremsaktuatoreinheit 9, 9' berücksichtigt
werden.
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Das
maximal erzeugbare Reibmoment RM, RM' wird beispielsweise derart
gewählt, dass ein öffnen und Schließen
der Fahrzeugtür 2 trotz zugestellter Bremsenmechanikeinheit 6, 6' mit
einem erhöhten Kraftaufwand möglich ist. Hierdurch
wird sichergestellt, dass im Falle des Versagens des Bremsenmoduls 1.1, 1.2,
beispielsweise bedingt durch einen Stromausfall oder einem Autounfall,
weiterhin zumindest ein öffnen der Fahrzeugtür 2 gewährleisten
ist.
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Bei
einem an einer Steigung geparkten Fahrzeug F kommt es häufig
vor, dass die in Richtung der Gefälles öffnende
Tür aufgrund der herrschenden Schwerkraft weiter öffnet
als vom Benutzer gewünscht. In einer weiteren Variante
werden hierzu Neigungssensoren vorgesehen und in der Speichereinheit 12 zugeordnete
querneigungsabhängige Reibkraftkennlinien gespeichert.
Mittels der Neigungssensoren wird der Steuereinheit 10 die
Neigung des Fahrzeuges F angezeigt und diese bei der Ansteuerung
der Bremsaktuatoreinheit 9, 9' berücksichtigt,
so dass eine derartige Situation erkannt und die Türbremseinrichtung 1 entsprechend
angesteuert werden kann, um diesen Schwerkrafteffekt zu kompensieren.
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Über
weitere vorzugsweise in der Fahrzeugtür 2 angeordnete
Sensoreinheiten kann der Abstand der Tür 2 von
einem im Schwenkbereich der Fahrzeugtür 2 befindlichen
Hindernisses, insbesondere eines benachbarten Fahrzeuges ermittelt
werden und die hierdurch erhaltenen Informationen an die Steuereinheit 10 zur
Auswertung mittels der Auswerte- und Steuerroutine SAR übertragen
werden. Beispielsweise wird bei einem Unterschreiten eines vorgegebenen
Abstandes unmittelbar eine erhöhte Reibkraft F, F' durch
die erste und zweite Bremsenmechanikeinheit 6, 6' erzeugt,
welche zum sofortigen Abbremsen der Fahrzeugtür 2 führt.
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In
einer weiteren Variante kann ein Erschütterungssensor im
Fahrzeug F vorgesehen sein, über welchen beispielsweise
die Erschütterung des Fahrzeuges bei einem Aufprall auf
eine Hindernis erfassbar ist. Der Erschütterungssensor
kann beispielsweise ähnlich dem in einem Airbag verwendeten
Sensor ausgebildet sein. Die von dem Erschütterungssensor erfasste
Information wird an die Steuereinheit 10 zur Auswertung
mittels der Auswerte- und Steuerroutine SAR übertragen.
Beispielsweise kann bei Vorliegen einer derartigen Information automatisch
ein Lösen bzw. Freigabe der Türbremseinrichtung 1 über
die Bremsaktuatoreinheiten 9, 9' veranlasst werden.
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Bei
Vorliegen eines schlüssellosen Zugangsystems kann dieses
beispielsweise mit der Türbremseinrichtung 1,
insbesondere der Steuereinheit 10 derart gekoppelt sein,
dass nach dem Betätigen des schlüssellosen Zugangsystems
die Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' für
einen vorgegebenen Zeitraum von mehreren Sekunden bis zu einer Minute, vorzugsweise
10–40 Sekunden in den Freigabezustand geschaltet werden.
Hierdurch wird zum Öffnen der Tür erforderliche
Kraftaufwand nach dem Betätigen des schlüssellosen
Zugangsystems reduziert.
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In
einer weiteren Ausführungsform sind die Verbindungselemente 7, 7' bei
geöffneten Bremsenmechanikeinheiten 6, 6' reibungsfrei
bewegbar, d. h. zwischen dem jeweiligen Verbindungselement 7, 7' und
der zugeordneten Bremsenmechanikeinheit 6, 6' ist
ein Luftspiel vorgesehen.
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In 3 ist
beispielsweise in einer schematischen Darstellung eine alternative
Ausführungsform der Türbremseinrichtung 1 mit
Keilbremsanordnung 13 dargestellt. Das obere Lagerelement 4 und
das untere Lagerelement 4' bilden hierbei ein Türscharniermodul
aus, welches zweiteilig ausgebildet ist. Zumindest eines der Teile
des Türscharniermoduls ist bzgl. der Schwenkachse S axial
fixiert gelagert. Die Bremsenmechanikeinheit 6, 6' ist
in das Türscharniermodul integriert, und im oberen und
dem unteren Lagerelement 4, 4', deren zueinander
weisende freie Enden zwei gegenüberliegende scheibenförmigen Bremselementen 6, 6' bilden.
Die scheibenförmigen Bremselemente 6, 6' sind
beispielsweise einstückig mit dem oberen Lagerelement 4 bzw.
dem unteren Lagerelement 4' ausgebildet. Zwischen den zwei scheibenförmigen
Bremselementen 6, 6' ist die Keilbremsanordnung 13 vorgesehen,
die konzentrisch zur Schwenkachse S angeordnet ist. Über
ein Antriebsritzel 14 wird die von der elektromechanischen Bremsaktuatoreinheit 9 erzeugte
Stellbewegung SB, SB' auf die Keilbremsanordnung 13 übertragen,
wodurch eine Reibkraft F auf die beiden scheibenförmigen
Bremselemente 6, 6' aufgebracht wird, die ein Bremsen
der Schwenkbewegung einer mit dem Türscharniermodul versehen
Fahrzeugtür 2 bewirkt.
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Gesteuert über
die Steuer- und Auswerteroutine SAR wird abhängig vom aktuellen Öffnungs- bzw.
Bewegungszustand der Tür 2, d. h. geschlossen oder
geöffnet zwischen dem jeweiligen scheibenförmigen
Bremselementen 6, 6' und der Keilbremsanordnung 13 ein
Luftspiel eingestellt. Befindet sich die Fahrzeugtür 2 beispielsweise
im geschlossen Zustand, so wird durch das Vorsehen des Luftspiels
sichergestellt, dass die Fahrzeugtür 2 auch nach
einem Unfall zuverlässig geöffnet werden kann.
Wird dagegen durch die Steuer- und Auswerteroutine SAR das Öffnen
der Tür detektiert, so werden zum Aufbau eines Reibmomentes
RM, RM' die Bremselemente 6, 6' in Eingriff mit
der Keilbremsanordnung 13 gebracht.
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In 4 ist
in einer schematischen Schnittdarstellung eine alternative Ausführungsform
der Selbstverstärkungseinrichtung dargestellt, und zwar in
Form einer „Schnurbremsanordnung". Die Schnurbremsanordnung
weist eine entlang der Schwenkachse S der Tür 2 angeordnete
Welle 15 auf, die über ein oberes und unteres
Lagerelement 4, 4', beispielsweise ein Festlager
gelagert ist. Die Fahrzeugtür 2 ist mittels einem
Verbindungselement 7 fest mit der Türbremseinrichtung 1 verbunden,
welches um die Schwenkachse S drehbar angeordnet ist. Wird die Tür 2 auf-
oder zugeschwenkt, so rotiert das Führungselement 7, 7' um
die feststehende Welle 15. An der Welle 15 sind
beispielsweise zwei Bremskörper 16, 17 angeordnet,
und zwar oberhalb und unterhalb des Führungselementes 7.
Die Bremskörper 16, 17 und die Welle 15 sind
somit starr zueinander ausgebildet. An dem um die Welle 15 rotierenden
Verbindungselement 7 ist jeweils das eine Ende einer Bremsschnur 18, 18' befestigt,
wobei das jeweils andere Ende der Bremsschnur 18, 18' mit
einer drehbar um die Welle 15 vorgesehenen oberen bzw.
unteren Lagerscheibe 19, 20 verbunden ist. Die
obere Lagerscheibe 19 ist oberhalb des Bremskörpers 16 und
die untere Lagerscheibe 20 ist unterhalb des Bremskörpers 17 angeordnet,
wobei die obere und untere Lagerscheiben 19, 20 über
eine diesen zugeordnete Antriebseinheit 21, 22 verstellbar
sind. Die Antriebseinheit 21, 22 übernimmt
hierbei die Funktion der Bremsaktuatoreinheit 9, 9', über
welche ebenfalls eine Stellbewegung SB, SB' zur Anpassung des Reibmoments
RM, RM' der Schnurbremse vorgenommen werden kann.
-
Beim Öffnen
oder Schließen der Tür 2 wird aufgrund
der Schwenkbewegung des rotierenden Verbindungselementes 7 jeweils
eine der Bremsschnüre 18, 18' über
den zugeordneten Bremskörper 16, 17 gespannt
bzw. entspannt. Mittels dieser Ver- bzw. Entspannung wird durch
die Bremsschnur 18, 18' eine unterschiedliche
Reibkraft F, F' auf den jeweiligen Bremskörper 16, 17 aufgebracht,
sodass die Schwenkbewegung des rotierenden Verbindungselementes 7 und
somit der mit diesem verbundenen Tür 2 abgebremst
wird. Um die Bremswirkung aufzuheben bzw. die Reibkraft F, F' anzupassen,
kann – je nachdem welche der Bremsschnüre 18, 18' an
dem ihr zugehörenden Bremskörper 16, 17 reibt – die
zugeordnete erste bzw. zweite Lagerscheibe 19, 20 mittels
der Antriebseinheiten 21, 22 gesteuert über
die Steuer- und Auswerteroutine SAR nachgeführt werden.
Im Anschluss an ein Lösen der Spannung der Bremsschnüre 18, 18' lässt
sich die Tür 2 weiter schwenken. Um die Fahrzeugtür 2 sowohl
gegen ein Auf- als auch ein Zuschwenken sichern zu können, werden
vorzugsweise beide Antriebseinheiten 21, 22 gemeinsam
betätigt, sodass die Bremsschnüre 18, 18' jeweils
annähernd synchron zueinander um den zugeordneten Bremskörper 16, 17 gespannt
sind.
-
In
einer weiteren alternativen Ausbildung der Selbstverstärkungseinrichtung
kann anstelle der einstellbaren Keilbremsanordnung 13 eine
einstellbare Spiralfederanordnung 23 gemäß 5 beispielsweise
in ein Türscharniermodul gemäß 3 integriert sein,
welche bzgl. Ihrer erzeugten Torsionskraft einstellbar ist. Hierzu
ist eine Bremsaktuatoreinheit 9 vorgesehen, welche zum
Antrieb einer Lagerscheibe 24 im oder gegen den Uhrzeigersinn
um die Schwenkachse S ausgebildet ist. Die Spiralfederanordnung 23 weist
eine koaxial um die Schwenkachse S angeordnete Spiralfeder wobei
das eine freie Ende einer Spiralfeder 25 auf, dessen eines
freies Ende mit der Lagerscheibe 24 verbunden ist. Das
weitere freie Ende der Spiralfeder 25 ist dagegen mit schwenkbar um
die Schwenkachse S vorgesehenen Verbindungselement 7 verbunden,
dessen Schwenkbewegung mittels der jeweils vorliegenden Torsionskraft der
Spiralfeder 25 gebremst wird.
-
Die
Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel
beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen
und Modifikationen möglich sind, ohne dass der der Erfindung
zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
-
- 1
- Türbremseinrichtung
- 1.1
- erstes
Bremsmodul
- 1.2
- zweites
Bremsmodul
- 2
- Tür
bzw. Fahrzeugtür
- 3
- Karosserie
- 4
- oberes
Lagerelement
- 4'
- unteres
Lagerelement
- 5
- weiteres
oberes Lagerelement
- 5'
- weiteres
unteres Lagerelement
- 6,
6'
- Bremsenmechanikeinheit
- 7,
7'
- Verbindungselement
- 7.1,
7.1'
- scheibenförmigen
Abschnitt
- 7.2,
7.2'
- Verbindungsstegabschnitt
- 8,
8'
- Scharnierplattenelement
- 9,
9'
- Bremsaktuatoreinheit
- 10
- Steuereinheit
- 11,
11'
- Schnittstellen
- 12
- Speichereinheit
- 13
- Keilbremsanordnung
- 14
- Antriebsritzel
- 15
- Welle
- 16,
17
- Bremskörper
- 18,
18'
- Bremsschnüre
- 19,
20
- Lagerscheiben
- 21,
22
- Antriebseinheit
- 23
- Spiralfederanordnung
- 24
- Lagerscheibe
- 25
- Spiralfeder
- S
- Schwenkachse
- w
- Öffnungswinkel
- F,
F'
- Reibkraft
- RM,
RM'
- Reibmoment
- RMS,
RMS'
- Reibmomentschwellwert
- RMin,
RMin'
- minimaler
Reibmomentschwellwert
- RMax,
RMax'
- maximaler
Reibmomentschwellwert
- SM,
SM'
- Schwenkmoment
- RS,
RS'
- Regelsignal
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10320148
B4 [0004]
- - DE 10164317 C1 [0006]
- - DE 10151950 A1 [0008]
- - DE 10151950 B4 [0034]