DE102013020423A1

DE102013020423A1 - Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Türverriegelungseinrichtung

Info

Publication number: DE102013020423A1
Application number: DE102013020423.2A
Authority: DE
Inventors: Sabrina Deeg; Stefan Ebersohn; Martin Lindmayer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2015-06-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Türverriegelungseinrichtung, welche einen Elektromotor (7) zur Betätigung mindestens eines Türschlosses (5) aufweist, wobei der Elektromotor (7) mit einer Betriebsstromversorgung (11) verbunden ist und beim Ausfall der Betriebsstromversorgung (11) eine Notstromversorgung (15) aktivierbar ist. Bei einem Kraftfahrzeug, bei welchem eine sehr kostengünstige Notstromversorgung eingesetzt wird, führt die Notstromversorgung (15) an einen elektrischen Ersatzmotor (13), welcher das mindestens eine Türschlosses (5) elektrisch betätigt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Türverriegelungseinrichtung, welche einen Elektromotor zur Betätigung mindestens eines Türschlosses aufweist, wobei der Elektromotor mit einer Betriebsstromversorgung verbunden ist und beim Ausfall der Betriebsstromversorgung eine Notstromversorgung aktivierbar ist.
Aus der EP 0 694 664 B2 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, welches eine Vielzahl von Anordnungen umfasst, die beispielsweise aus einer Kraftfahrzeugtür und einem elektrischen Türschloss zusammen mit einem Betätigungs- und Versorgungselement bestehen, wobei das Öffnen des Türschlosses elektrisch durch die Betätigung des elektrischen Betätigungselementes erfolgt, welches von der Batterie des Kraftfahrzeuges versorgt wird. Im Falle einer Funktionsstörung der Stromversorgung ist eine Reservebatterie vorhanden, welche das elektrische Betätigungselement mit Spannung versorgt.
Die DE 195 30 721 A1 offenbart eine Steuerungsanlage für ein Kraftfahrzeug mit einer Notstrombatterie sowie einer Notbetriebsschaltung. Das Kraftfahrzeug besitzt dabei ein Steuergerät, an welches Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Kraftfahrzeugverschlüsse, angeschlossen sind. Mittels im Kraftfahrzeug angeordneter elektrischer Betätigungselemente sind die Fahrzeugverschlüsse aktivierbar, wobei das Steuergerät an eine Starterbatterie angeschlossen ist. Bei Unterspannung der Starterbatterie wird das Steuergerät an die Notstrombatterie angeschlossen.
Diese Elektroschlosssysteme basieren auf einem zentralen Motor zur Durchführung der Öffnungs- bzw. Schließoperationen. Die Auslegung des zentralen Elektromotors erfolgt dabei im PKW auf die übliche Bordnetzspannung von 12 Volt. Auch die Notstromversorgung wird auf 12 Volt ausgelegt. Um eine solche Spannung bereitzustellen, muss die notwendige Notstrombatterie sehr groß ausgebildet sein, was das Gewicht der Notstrombatterie und gleichzeitig auch die Herstellungskosten erhöht.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei welchem die Notstrombatterie kleiner und leichter gestaltet ist und trotzdem eine zuverlässige Schließ- und Öffnungsfunktion des Türschlosses ermöglicht wird.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe ist mit einem Kraftfahrzeug dadurch gelöst, dass die Notstromversorgung an einen elektrischen Ersatzmotor führt, welcher das mindestens eine Türschloss elektrisch betätigt. Dabei wird das Türschloss im Notstromfall nicht von dem üblicherweise im Kraftfahrzeug befindlichen Elektromotor betätigt, sondern im Notstromfall wird ein zusätzlicher Ersatzmotor zur Betätigung des Türschlosses verwendet. Dadurch kann die, die Notstromversorgung realisierende Notstrombatterie beliebig in Größe und Gewicht ausgestaltet werden.
Vorteilhafterweise stellt die Notstromversorgung eine geringere Spannung als die Betriebsstromversorgung bereit, wobei der elektrische Ersatzmotor auf die geringere Spannung ausgelegt ist. Aufgrund der geringeren, von der Notstrombatterie vorgehaltenen Spannung kann eine solche Notstrombatterie kompakter, kleiner und leichter ausgebildet sein. Somit kann eine kostengünstigere Notstromversorgung im Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen, da auch der elektrische Ersatzmotor, welcher bei Ausfall der Betriebsstromversorgung die Ansteuerung des mindestens einen Türschlosses übernimmt, entsprechend kleinere Abmaße aufweist.
In einer Ausgestaltung ist der Elektromotor auf einer ersten Getriebestufe angeordnet, welche koaxial zu einer zweiten Getriebestufe des elektrischen Ersatzmotors ausgebildet ist. Aufgrund der koaxialen Anordnung bewegt sich der elektrische Ersatzmotor während des Öffnungs- bzw. Schließvorganges des Türschlosses in genau dieselben Richtungen wie der Elektromotor, so dass auf weitere konstruktive mechanische Elemente zum Antrieb des Türschlosses durch den elektrischen Zusatzmotor verzichtet werden kann.
In einer Variante ist der elektrische Ersatzmotor über die zweite Getriebestufe bei aktiver Betriebsstromversorgung durch die erste Getriebestufe des Elektromotors mit bewegbar. Dadurch wird zuverlässig ein Festgehen des elektrischen Ersatzmotors verhindert.
In einer Weiterbildung ist die zweite Getriebestufe des elektrischen Ersatzmotors so ausgebildet, dass eine hohe Stellkraft erzeugt wird. Das bedingt, dass auch bei einem Einsatz einer niedrigeren Spannung durch die Notstromversorgung der elektrische Ersatzmotor das Türschloss öffnet bzw. schließen kann.
In einer besonders günstigen Ausführungsform weist die erste Getriebestufe eine große Übersetzung auf, wodurch eine hohe Stellkraft des Ersatzmotors realisiert wird.
In einer Ausgestaltung ist die erste Getriebestufe des Elektromotors so ausgebildet, dass eine schnelle Stellgeschwindigkeit erzeugbar ist. Dies hat den Vorteil, dass das Türschloss schnell betätigt wird und somit der Fahrzeuginsasse schnell in das Kraftfahrzeug einsteigen oder aus dem Kraftfahrzeug aussteigen kann.
Vorteilhafterweise weist die erste Getriebestufe eine kleine Übersetzung auf, um diese schnelle Stellgeschwindigkeit zu realisieren.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – mindestens ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges,
2 eine Prinzipdarstellung der Anbindung eines Elektromotors und eines Ersatzmotors an ein Getriebe eines Türschlosses.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeuges 1, welches vier Türen 3 aufweist, die mit jeweils einem Türschloss 5 ausgestattet sind. Alle vier Türschlösser 5 sind mit einem Elektromotor 7 verbunden, welcher über ein Getriebe 9 jeweils ein Türschloss 5 betätigt. Der Elektromotor 7 wird von einer Fahrzeugbatterie 11 mit einer 12 V-Spannung versorgt. Darüber hinaus ist neben dem einen Elektromotor 7 noch ein weiterer elektrischer Ersatzmotor 13 vorhanden, welcher ebenfalls an das Getriebe 9 angebunden ist und mit einer Notstrombatterie 15 verbunden ist.
Sollen die Türschlösser 5 des Kraftfahrzeuges 1 geöffnet werden, so bewegt sich der mit der Fahrzeugbatterie 11 verbundene Elektromotor 7 in eine vorgegebene Bewegungsrichtung und bewegt dabei ein erstes Zahnrad 17 des Getriebes 9, welches eine Innen- und eine Außenverzahnung aufweist. Der Elektromotor 7 treibt dabei ein zweites Zahnrad 19 an, welches gemäß 2 in die Innenverzahnung des ersten Zahnrades 17 eingreift. Das erste Zahnrad 17 greift mit seiner Außenverzahnung in ein Abtriebsrad 21 einer nicht weiter dargestellten Sperrklinke des Türschlosses 5 ein, wodurch die Sperrklinke und demzufolge das Türschloss 5 betätigt wird.
An der Außenverzahnung des ersten Zahnrades 17 ist ein drittes Zahnrad 23, welches einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad 19 aufweist, angeordnet, welches mit der Außenverzahnung des ersten Zahnrades 17 im Eingriff steht. Dieses dritte Zahnrad 23 wird im Notfall, d. h. wenn die Betriebsstromversorgung durch die Fahrzeugbatterie 11 ausgefallen ist, durch den elektrischen Ersatzmotor 13 betrieben. Das dritte Zahnrad 23 bewegt ebenfalls das erste Zahnrad 17 in eine vorgegebene Richtung, mittels welcher das Abtriebsrad 21 der Sperrklinke bewegt wird.
Die Notstrombatterie 15 stellt eine Spannung von 5 Volt bereit, während die Fahrzeugbatterie 11 zur Betriebsstromversorgung eine Spannung von 12 Volt aufweist. Im Normalbetrieb wird mit der Betriebsstromversorgung von 12 Volt der Elektromotor 7 versorgt. Da das zweite Zahnrad 19 des Elektromotors 7 gegenüber der Innenverzahnung des ersten Zahnrades 17 eine kleine Übersetzung bildet, hat der Elektromotor 7 ein kleines Betätigungsmoment und somit eine kleine Stellzeit, weshalb das Türschloss schnell geöffnet bzw. geschlossen werden kann.
Im Gegensatz dazu bildet das dritte Zahnrad 23 des elektrischen Ersatzmotors 13 mit der Außenverzahnung des ersten Zahnrades 17 eine große Übersetzung, was zu einem hohen Betätigungsmoment und damit aber auch zu einer großen Stellzeit führt. Allerdings wird dadurch eine hohe Stellkraft realisiert.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
3: Tür
5: Türschloss
7: Elektromotor
9: Getriebe
11: Fahrzeugbatterie
13: elektrischer Ersatzmotor
15: Notstrombatterie
17: erstes Zahnrad
19: zweites Zahnrad
21: Abtriebsrad
23: drittes Zahnrad

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

EP 0694664 B2 [0002]
DE 19530721 A1 [0003]

Claims

Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Türverriegelungseinrichtung, welche einen Elektromotor (7) zur Betätigung mindestens eines Türschlosses (5) aufweist, wobei der Elektromotor (7) mit einer Betriebsstromversorgung (11) verbunden ist und beim Ausfall der Betriebsstromversorgung (11) eine Notstromversorgung (15) aktivierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Notstromversorgung (15) an einen elektrischen Ersatzmotor (13) führt, welcher das mindestens eine Türschloss (5) elektrisch betätigt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Notstromversorgung (15) eine geringere Spannung als die Betriebsstromversorgung (11) bereitstellt, wobei der elektrische Ersatzmotor (13) auf die geringere Spannung ausgelegt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (7) auf einer ersten Getriebestufe (17, 19) angeordnet ist, welche koaxial zu einer zweiten Getriebestufe (17, 23) ausgebildet ist, auf welcher der elektrische Ersatzmotor (13) positioniert ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Ersatzmotor (13) über die zweite Getriebestufe (17, 23) bei aktiver Betriebsstromversorgung (11) durch die erste Getriebestufe (17, 19) des Elektromotors (7) mit bewegbar ist.
Kraftfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (17, 23) des elektrischen Ersatzmotors (13) so ausgebildet ist, dass eine hohe Stellkraft erzeugbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (17, 23) eine große Übersetzung aufweist.
Kraftfahrzeug nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (17, 19) des Elektromotors (7) so ausgebildet ist, dass eine schnelle Stellgeschwindigkeit erzeugbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (17, 19) eine kleine Übersetzung aufweist.