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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Schließmechanismus und einem Elektromotor zum Antreiben des Schließmechanismus. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Verriegelungsvorrichtung, die einen von einem Elektromotor angetriebenen Schließmechanismus aufweist.
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Zur Erkennung des Sicherungszustandes eines Türschlosses werden bislang entweder mechanische oder elektrische Elemente eingesetzt. Zur elektrischen Erkennung werden Sensoren (z. B. Mikroschalter) eingesetzt. Diese Sensoren stellen zusätzliche Elemente dar, die den Aufbau der Türschlösser komplizierter machen. Darüber hinaus erhöhen solche Sensoren die Kosten und das Gewicht der Türschlösser.
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Bekannte Ausführungen zur Zustandserkennung von Zentralverriegelungen finden sich beispielsweise in höherklassigen Fahrzeugen. Hier werden LEDs zur Zustandserkennung über Mikroschalter in den Schlössern eingesetzt. Die LEDs werden durch ein Steuergerät der Zentralverriegelung angesteuert. Es erfolgt eine Rückmeldung des Schließzustands über die Mikroschalter in den Türschlössern.
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Darüber hinaus offenbart die Druckschrift
DE 11 2011 101 362 T5 eine Multifunktionssensorvorrichtung, die mehrere Abtastelektroden und eine Steuerschaltung aufweist. Sie ist so eingerichtet, dass sie Signale von jeder der Abtastelektroden empfängt und feststellt, ob die Abtastelektroden in einem berührten Zustand oder einem unberührten Zustand sind. Die Steuerschaltung ist so eingerichtet, dass sie anhand der Zustände des Sensors und der Art und Weise, in der die Sensoren in solche Zustände gelangt sind, gezielt ein Ausgangssignal abgibt. Beispielsweise trägt ein Türgriff zwei Abtastelektroden in Form von dünnen, leitfähigen Elektrodenkontaktflächen. Die Abtastelektroden sind so im Türgriff angeordnet, dass sie eine Hand, einen Finger, oder einen anderen Gegenstand durch den Türgriff und ein anderes Substrat, auf dem die Abtastelektroden angebracht sein könnten, erfassen können.
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Des Weiteren offenbart die Druckschrift
DE 10 2013 202 338 A1 ein Verfahren und ein System zum Erkennen des Türstatus. Das System weist eine Steuerung auf, die ein Verfahren zum Bestimmen eines Ausfalls des Türriegelsensors unter Verwendung sowohl des Türriegelsensors als auch eines Türschlosssensors ausführt. Wenn der Türriegelsensor defekt ist, stellt die Steuerung eine automatische Funktion des Fahrzeugs ein, die auf einem Türverriegelungssignal anstelle eines Türstatussignals basiert. Die Steuerung ist auch konfiguriert, das Türriegelsignal als defekt zu erkennen, wenn das Türriegelsystem nicht angemessen arbeitet, indem sie einen Fehlerzähler verwendet, der den Türschlosssensor überwacht.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzuschlagen, welche weniger komplex aufgebaut werden kann. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Betriebsverfahren für eine Verriegelungsvorrichtung vorgeschlagen werden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Verriegelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird demnach eine Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Schließmechanismus und einem Elektromotor zum Antreiben des Schließmechanismus bereitgestellt. Die Verriegelungsvorrichtung besitzt außerdem eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Stroms durch den Elektromotor. Beim Betrieb des Elektromotors fließt durch ihn Strom. Dieser wird durch eine Sensoreinrichtung erfasst. In Abhängigkeit von dem erfassten Strom kann die Sensoreinrichtung somit ein Zustandssignal von dem Zustand des Schließmechanismus erzeugen. Wenn sich beispielsweise der Schließmechanismus zunächst in einem Offenzustand befindet, so muss der Elektromotor angesteuert werden, damit er den Schließmechanismus in den Geschlossenzustand überführt. Beim Ansteuern des Elektromotors fließt durch ihn Strom. Dieser Strom ist ein Indiz dafür, dass der Schließmechanismus seinen Zustand ändert. Im vorliegenden Beispiel ändert sich sein Zustand also vom Offenzustand in einen Geschlossenzustand. Für den umgekehrten Fall, dass der Schließmechanismus von dem Geschlossenzustand in den Offenzustand gebracht wird, gilt Ähnliches, denn dafür muss der Elektromotor ebenfalls angesteuert werden.
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Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Verfahrens gilt obige Beschreibung analog. Der Elektromotor treibt den Schließmechanismus an. Erfasst wird ein Strom durch den Elektromotor. Letztlich wird ein Zustandssignal von dem Zustand des Schließmechanismus in Abhängigkeit von dem erfassten Strom erzeugt.
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Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung zum Erfassen einer in dem Elektromotor induzierten Spannung, die bei mechanischer Betätigung des Schließmechanismus in dem Elektromotor erzeugt wird, sowie zum Erzeugen des Zustandssignals auch in Abhängigkeit von der induzierten Spannung ausgebildet. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn der Schließmechanismus mechanisch betätigt werden kann. Ist beispielsweise das Türschloss durch einen Schlüssel zu betätigen, so kann sich der Zustand des Schließmechanismus unabhängig davon ändern, ob durch den Elektromotor Strom fließt oder nicht.
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In diesem Fall wäre die Erzeugung des Zustandssignals allein in Abhängigkeit von dem Strom durch den Elektromotor nicht zwangsläufig aussagekräftig. Der Strom müsste dann genauer analysiert werden, z. B. auch hinsichtlich Frequenz und Phase. Hier ist es jedoch besonders günstig, die Eigenschaft des Elektromotors auszunutzen, dass er bei mechanischem Antrieb als Generator wirkt. In seinen Wicklungen wird dabei Spannung indiziert, die gemessen bzw. erfasst werden kann. Die erfasste Spannung kann dann wieder als Indiz dafür verwendet werden, ob der Schließmechanismus bewegt wurde oder nicht. Zusammen mit dem Stromsignal beim elektrischen Ansteuern kann somit eine zuverlässige Aussage über den Zustand der Schließvorrichtung getroffen werden.
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Gegebenenfalls ist die Verriegelungsvorrichtung als Zentralverriegelung des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Darüber hinaus kann der Schließmechanismus auch einen Schließzylinder aufweisen, der bei der Betätigung des Schließmechanismus bewegt wird und der mechanisch mit dem Elektromotor gekoppelt ist. Dabei wird günstigerweise die Bewegung des Elektromotors unmittelbar in die Bewegung des Schließzylinders umgesetzt. Gegebenenfalls handelt es sich bei dem Elektromotor um einen Rotationsmotor oder einen Linearmotor.
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An die Sensoreinrichtung der Verriegelungsvorrichtung kann außerdem ein Anzeigemittel angeschlossen sein, mit dem bei erfasstem Strom und/oder bei erfasster, induzierter Spannung, eine entsprechende Anzeige über den Status des Schließmechanismus erfolgt. Das Anzeigemittel kann eine LED umfassen. Somit lässt sich der Schließzustand des Schließmechanismus bzw. der Verriegelungsvorrichtung für den Nutzer des Kraftfahrzeugs einfach erkennen. Speziell kann das Anzeigemittel dazu ausgebildet sein, den Schließzustand des Schließmechanismus und/oder eine Änderung des Schließzustands darzustellen.
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Die oben geschilderten funktionellen Merkmale der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung können auch als jeweilige Verfahrensmerkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens interpretiert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der einzigen beigefügten Zeichnung näher erläutert, welche ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung. zeigt.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Merkmale nicht nur in den konkret dargestellten Kombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert werden können.
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Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass sich die Betriebszustände einer elektrischen Verriegelungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs und insbesondere einer elektrischen Zentralverriegelung anhand des elektrischen Stroms erkennen lassen, die für die Ansteuerung der Verriegelungsvorrichtung verwendet werden.
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Eine Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug besitzt gemäß der einzigen Figur beispielsweise ein Gehäuse 1, in dem ein Verriegelungsmechanismus bzw. Türschloss 2 untergebracht ist. Der Verriegelungsmechanismus 2 kann von einem Elektromotor 3 angetrieben werden.
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Auch dieser Elektromotor 3 befindet sich hier in dem Gehäuse 1. Er besitzt Anschlüsse 4 für Signaleingang und Signalausgang. Die Verriegelungsvorrichtung kann somit als Teil einer elektrischen Zentralverriegelung fungieren, bei der ein Steuergerät die einzelnen Verriegelungsvorrichtungen zentral ansteuert.
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Außerdem besitzt die Verriegelungsvorrichtung hier auch ein Stellelement 5, durch den der Schließmechanismus 2 mechanisch angetrieben werden kann. Insbesondere lässt sich die Verriegelungsvorrichtung dadurch mechanisch antreiben, dass ein Schlüssel in ein Türschloss gesteckt und zum Öffnen bzw. Schließen mechanisch betätigt wird. Der Schließmechanismus wird in diesem Fall also nicht durch den Elektromotor elektrisch, sondern durch Handkraft mechanisch angetrieben.
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Die elektrische Ansteuerung des Elektromotors 3 ist in der Figur nur indirekt durch die elektrischen Anschlüsse 4 wiedergegeben. Ein an die Anschlüsse 4 angeschlossenes Steuergerät liefert bei Bedarf Strom, sodass der Elektromotor 3 den Schließmechanismus 2 antreibt. In dem Steuergerät kann der zum Öffnen bzw. Schließen des Schließmechanismus 2 benötigte Strom gemessen werden. Der Stromverlauf über der Zeit kann dazu genutzt werden, eine Zustandsänderung des Schließmechanismus zu identifizieren. Gegebenenfalls wird die Richtung des Stromflusses dazu erfasst, in welche Richtung sich der Elektromotor bewegt hat, um auf den Schließzustand der Verriegelungsvorrichtung zu schließen. Gegebenenfalls wird der Stromfluss auch nach Frequenz und Phase ausgewertet, um Aussagen über die Schließzustände zu gewinnen.
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Für die Erkennung des Zustands der Verriegelungsvorrichtung bzw. des Schließmechanismus anhand der elektrischen Signale ist jedoch auch der Sonderfall zu beachten, dass das Schloss mechanisch betätigt wird. In diesem Fall wird der Elektromotor also nicht mit einem Strom angesteuert, aber der Schließmechanismus bewegt sich dennoch. Die Zustandsänderung des Schließmechanismus 2 wird rein mechanisch herbeigeführt. Eine solche mechanische Änderung des Schließzustands über einen Schließzylinder oder eine Rückwerferfunktion konnte bislang nur über entsprechende zusätzliche Sensorik bemerkt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, diese mechanische Betätigung, die zu einer Zustandsänderung des Schließmechanismus führt, über eine durch eine Bewegung des Elektromotors 3 induzierte Spannung zu sensieren. Der Schließmechanismus 2 ist nämlich mit dem Elektromotor mechanisch gekoppelt, sodass sich die Bewegung des Schließmechanismus 2 unmittelbar auf den Elektromotor überträgt. Dreht sich der Rotor des Elektromotors 3, so wird in dem Stator eine entsprechende Spannung induziert. Ähnliches gilt, wenn es sich bei dem Elektromotor um einen Linearmotor handelt. Auch dann wird in einem der Aktivteile eine Spannung induziert.
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Die induzierte Spannung soll nun dazu genutzt werden, um sicher eine Zustandsänderung des Schließmechanismus 2 erkennen zu können. Daher wird gemäß der Figur eine Sensoreinrichtung 6 vorgesehen, die die induzierte Spannung an Anschlüssen 4 des Elektromotors 3 abgreift. Die abgegriffene induzierte Spannung wird von einer anschließenden Auswerte- und Ansteuerelektronik hinsichtlich des Zustands des Schließmechanismus 2 ausgewertet. Die Auswerteelektronik 7 erkennt an der Amplitude, der Frequenz und/oder der Phase der induzierten Spannung, ob sich eine Zustandsänderung des Schließmechanismus ergeben hat. Ist dies der Fall, so wird beispielsweise eine Leuchtanzeige, wie etwa eine LED 8 so angesteuert, dass sie leuchtet. Als Anzeigemittel kommen natürlich auch andere Anzeigeelemente wie LCD oder dergleichen in Frage. Anstelle oder zusätzlich zu den Zustandsänderungen können mit den Anzeigemitteln auch die Zustände selbst dauerhaft oder vorübergehend angezeigt werden.
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In vorteilhafter Weise sind somit alle Zustände einer Zentralverriegelung ohne zusätzliche Schalter zu erkennen. Dadurch wird nicht nur die Komplexität einer Zentralverriegelung reduziert, sondern es erfolgt auch eine Kosteneinsparung durch den Entfall von Abfrageschaltern in den Türschlössern. Ermöglicht wird dies durch eine Rückmeldung des Schließzustands mittels Stromerkennung an den Stellmotoren oder über die bei einem mechanischen Betätigen induzierte Spannung in den Schlossmotoren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Verriegelungsmechanismus
- 3
- Elektromotor
- 4
- Anschlüsse
- 5
- Stellelement
- 6
- Sensoreinrichtung
- 7
- Auswerteelektronik
- 8
- LED
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112011101362 T5 [0004]
- DE 102013202338 A1 [0005]
