DE102011118333A1

DE102011118333A1 - Kraftfahrzeugtür

Info

Publication number: DE102011118333A1
Application number: DE102011118333A
Authority: DE
Inventors: Andreas Heberer; Peter Eduard Schuessler; Wadim Wilenz
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2011-11-11
Publication date: 2013-05-16
Also published as: CN103104151A; US20130127180A1

Abstract

Eine Kraftfahrzeugtür (2) weist einen zum Sperren bzw. Freigeben des Türöffnens bewegbaren Riegel (13), ein elektrisch betriebenes Stellglied (14) zum Antreiben der Bewegung des Riegels (13) und wenigstens eine das Stellglied (14) mit Energie versorgende Solarzelle (8) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugtür mit einem zum Sperren bzw. Freigeben des Türöffners bewegbaren Riegel.
Lange Zeit war es üblich, einen solchen Riegel mechanisch, etwa über einen Bowdenzug, an Betätigungselemente an Innen- und Außenseite der Tür zu koppeln, um die Tür zu ver- bzw. entriegeln. Die Komponenten einer solchen mechanischen Kopplung müssen an die Abstände zwischen Riegel und Betätigungselementen und den zu ihrem Einbau verfügbaren Raum angepasst sein, was die Verwendung identischer Komponenten in den Türen unterschiedlicher Fahrzeugmodelle, wenn nicht vereitelt, so doch erheblich erschwert. Darüber hinaus ist der Einbau einer solchen mechanischen Kopplung zeitaufwendig und dementsprechend kostspielig.
Es wurde daher vorgeschlagen, die althergebrachte mechanische Kopplung durch eine elektrische Kopplung zu ersetzen. Ein elektrisches Stellglied einer solchen Kopplung sowie das Stellglied steuernde Schalter an Türinnen- und außenseite können bei vielen Modellen identisch verwendet werden; von Modell zu Modell unterschiedlich ist allenfalls noch Länge und Verlauf einer Verdrahtung zwischen Schaltern und Stellglied. Ein Problem elektrischer Türschließsysteme ist die erforderliche Betriebssicherheit; es muss gewährleistet sein, dass die Türen eines Kraftfahrzeug auch dann noch geöffnet und geschlossen werden können, wenn das elektrische Bordnetz eines solchen Fahrzeugs weitgehend ausgefallen ist.
Aus DE 103 60 418 A1 ist ein Kraftfahrzeugschließsystem mit einem elektrischen Stellglied zum Sperren und Entsperren einer Kraftfahrzeugtür bekannt, bei der das Stellglied sowohl mit Energie aus dem Kraftfahrzeugbordnetz als auch von Solarzellen betreibbar ist. Das Bordnetz kann die für den Betrieb des Stellglieds erforderliche Energie bereitstellen, wenn die Solarzellen dazu nicht in der Lage sind. Ein Zugewinn an Sicherheit beispielsweise in dem Fall, dass eine Versorgungsleitung des Stellglieds durch einen Unfall zerstört ist, wird dadurch nicht erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Kraftfahrzeugtür mit einem elektrisch angetriebenen Riegel bereitzustellen, der auch bei einem Unfall eine hohe Betriebssicherheit aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Kraftfahrzeugtür mit einem zum Sperren bzw. Freigeben des Türöffners bewegbaren Riegel und einem elektrischen Stellglied zum Antreiben der Bewegung des Riegels die Tür wenigstens eine das Stellglied mit Energie versorgende Solarzelle aufweist. Die Solarzelle kann die zum Entriegeln der Tür benötigte Energie auch dann noch bereitstellen, wenn Leitungen zwischen der Tür und der Fahrzeugbatterie durch einen Unfall zerstört sind.
Vorzugsweise ist die Solarzelle in einem Griff der Tür integriert. Da der Griff im Allgemeinen in der Nähe des Riegels angeordnet ist, kann dadurch die Länge einer Verdrahtung zwischen Solarzelle und Stellglied und folglich auch die Gefahr ihrer Beschädigung bei einem Unfall minimiert werden. Hinzu kommt, dass eine in den Griff integrierte Solarzelle verdrahtet werden kann, ohne dass dafür zusätzliche Durchbrüche an einer den Griff tragenden Außenhaut der Tür erforderlich werden.
Im einfachsten Fall kann die wenigstens eine Solarzelle die einzige Energiequelle des Stellglieds sein. Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge ist zusätzlich ein Übertrager vorgesehen, über den elektrische Antriebsenergie für das Stellglied in die Tür einspeisbar ist. So kann ausgeschlossen werden, dass bei häufiger Betätigung und schwachem Licht nicht ausreichend Energie für den Betrieb des Stellglieds bereitsteht.
Vorzugsweise erlaubt der Übertrager die Energieübertragung nur in eine Richtung, von außen zur Tür.
Um auch bei fehlendem Umgebungslicht eine Betätigung des Riegels zu ermöglichen, sollte ein Zwischenspeicher vorgesehen sein, der wenigstens über die Solarzelle und vorzugsweise, wenn vorhanden, auch über den Übertrager aufladbar ist.
Die Kapazität dieses Zwischenspeichers sollte für wenigstens einmaliges Betätigen des Riegels ausreichen.
Um möglichst weitgehende Funktionssicherheit auch im Falle einer Beschädigung der Tür zu erhalten, ist der Zwischenspeicher vorzugsweise mit dem Stellglied in einer kompakten, in der Tür montierten Baugruppe zusammengefasst.
Von den im Allgemeinen mehreren seitlichen Türen eines Kraftfahrzeugs ist vorzugsweise jede einzelne wie oben beschrieben ausgebildet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Aus dieser Beschreibung und den Figuren gehen auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
2 eine teilweise aufgeschnittene Ansicht einer Tür des Fahrzeugs aus 1;
3 ein Schaltungsdiagramm des Schließsystems der Tür; und
4 eine abgewandelte Ausgestaltung des Schließsystems.
Das in 1 in perspektivischer Ansicht gezeigte Kraftfahrzeug 1 hat rechte und linke Seitentüren, hier vordere Türen 2 und hintere Türen 3. Die Türen 2, 3 sind jeweils an ihrem vorderen Rand schwenkbar an einen unter einem vorderen Kotflügel 4 verborgenen Karosserieunterbau bzw. eine sich zwischen den Türen 2, 3 erstreckende B-Säule angeschlagen. Die Türen 2, 3 tragen in üblicher Weise jeweils an ihrer rückwärtigen Flanke einen in der 1 nicht sichtbaren beweglichen Riegel, der in verriegelter Stellung in eine karosseriefeste Falle, an der B-Säule bzw. an einem hinteren Rand des Türportals, eingreift.
Die Außenflächen der Türen 2, 3 sind jeweils unterhalb einer Gürtellinie 5 der Karosserie einteilig aus Blechen geformt. Beiderseits einer Griffmulde 6 weisen diese Türbleche jeweils durch einen die Griffmulde 6 überspannenden Türgriff 7 verdeckte Durchbrüche auf, über die der Türgriff 7 an dem Türblech und ggf. einer hinter dem Türblech angeordneten Trägerstruktur im Innern der Tür 2 bzw. 3 verankert ist.
Die Außenflächen der Griffe 7 sind im Wesentlichen von Solarzellen 8 ausgefüllt.
2 zeigt eine vergrößerte Detailansicht der vorderen Tür 2, in der ringsum den Türgriff 7 ein Teil des Türblechs weggeschnitten ist, um Elemente im Inneren der Tür 2 zeigen zu können. Eine elektrische Leitung 9 erstreckt sich von den Solarzellen 8 des Türgriffs 7 durch die Durchbrüche des Türblechs des zu einer Türschließungsbaugruppe 10, die an einer in der Figur durch das Türblech 11 weitgehend verdeckten, der B-Säule zugewandten rückwärtigen Schmalseite 12 der Tür 2 montiert ist. In einer Kerbe der Schmalseite 12 sind die Spitzen von gegeneinander beweglichen Riegeln 13 sichtbar, die in geschlossener Stellung der Tür an einer Falle der B-Säule angreifen. Die Bewegung der Riegel 13 ist angetrieben durch ein elektrisches Stellglied 14 der Baugruppe 10. Die Baugruppe 10 umfasst ferner einen Akkumulator oder Superkondensator 15, der über die elektrische Leitung 9 von der Solarzelle 8 aufgeladen wird und Antriebsenergie für das elektrische Stellglied 14 bereitstellt. Der Akkumulator 15 ist ferner über eine weitere elektrische Leitung 16 mit dem Kraftfahrzeugbordnetz verbunden, sodass im Normalbetrieb das elektrische Stellglied 14 für seine Funktion nicht auf die Energie der Solarzelle 8 angewiesen ist.
3 zeigt ein schematisches Schaltbild des Schließsystems der Tür 2 bzw. 3. Ein an einer vorderen Flanke der Tür 2, benachbart zum Türscharnier, herausgeführter Steckverbinder 17 ist vorgesehen, um eine galvanische Verbindung zum Bordnetz des Kraftfahrzeugs herzustellen. Mit dem Steckverbinder 17 sind jeweils parallel zueinander verbunden die Solarzelle 8, der Akkumulator 15 und das elektrische Stellglied 14. Eine Diode 18, die in einer der Adern der Leitung 16 angeordnet ist, verhindert ein Entladen des Akkumulators 15 über das Bordnetz, falls dort infolge eines Unfalls ein Kurzschluss auftritt.
Im Normalbetrieb liegt die Bordnetzspannung über die Diode 18 ständig an den Klemmen des Akkumulators 15 an und hält einen Ladezustand des Akkumulators 15 aufrecht, in dem dessen Energiegehalt für eine oder mehrere Betätigungen des Stellgliedes 14 ausreicht. Das Stellglied 14 verstellt die Riegel 13 jeweils von einer Freigabe- in eine Sperrstellung und zurück, wenn ein Schalter 19 am äußeren Türgriff 7 oder an einem Griff an der Innenseite der Tür 2, 3 betätigt wird. Wenn die Fahrzeugbatterie ausfällt und die erforderliche Betriebsspannung nicht bereitstellen kann, kann das Fahrzeug nicht gestartet werden. Ein Öffnen und Schließen der Türen 2, 3 bleibt dennoch möglich, da in diesem Fall die Solarzellen 8 jeder Tür 2 bzw. 3 für die erforderliche Aufladung des Akkumulators 15 sorgen können.
Die eventuell aufwendig zu verlegende und vor mechanischen und klimatischen Einflüssen schutzbedürftige galvanische Verbindung zwischen Stellglied 14 und Bordnetz der 3 über den Steckverbinder 17 kann durch diverse andere Techniken zur Energieübertragung ersetzt werden, insbesondere durch eine induktive Kopplung, wie in 4 gezeigt. Hier wirkt eine Empfängerspule 20 des Türschließsystems mit einer am Türportal karosseriefest montierten, in Normalbetrieb vom Bordnetz mit einem Wechselstrom gespeisten Senderspule zusammen, um in der Empfängerspule 20 eine Wechselspannung zu induzieren. Diese lädt über einen Gleichrichter 21 den Akkumulator 15. Eine Entladung des Akkumulators 15 zum Bordnetz ist hier ausgeschlossen durch den Gleichrichter 21, der ähnlich einem Ventil eine Energieübertragung nur in einer Richtung, von der Empfängerspule 20 zum Akkumulator 15, zulässt.
Auch eine (in 1 verborgene) Hecktür des Fahrzeugs 1 kann mit einer Schließungsbaugruppe 10 und einer diese versorgenden Solarzelle 8 ausgestattet sein.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: vordere Tür
3: hintere Tür
4: vorderer Kotflügel
5: Gurtelinie
6: Griffmulde
7: Türgriff
8: Solarzelle
9: elektrische Leitung
10: Türschließungsbaugruppe
11: Türblech
12: Schmalseite
13: Riegel
14: elektrisches Stellglied
15: Akkumulator
16: elektrische Leitung
17: Steckverbinder
18: Diode
19: Schalter
20: Empfängerspule
21: Gleichrichter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10360418 A1 [0004]

Claims

Kraftfahrzeugtür mit einem zum Sperren bzw. Freigeben des Türöffnens bewegbaren Riegel (13) und einem elektrisch betriebenen Stellglied (14) zum Antreiben der Bewegung des Riegels (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Tür (2, 3) wenigstens eine das Stellglied (14) mit Energie versorgende Solarzelle (8) aufweist.
Kraftfahrzeugtür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle (8) in einen Griff (7) der Tür (2, 3) integriert ist.
Tür nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Übertrager (17, 18; 20, 21), über den elektrische Antriebsenergie für das Stellglied (14) einspeisbar ist.
Tür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertrager (17, 18; 20, 21) nur in eine Richtung wirksam ist.
Tür nach Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Zwischenspeicher (15), der wenigstens über die Solarzelle (8) aufladbar ist.
Tür nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des Zwischenspeichers (15) für wenigstens einmaliges Betätigen des Riegels (13) ausreicht.
Tür nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (15) mit dem Stellglied (14) in einer in der Tür (2, 3) montierten Baugruppe (10) zusammengefasst ist.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere seitliche Türen (2, 3) Türen nach einem der vorhergehenden Ansprüche sind.