DE102015011444A1

DE102015011444A1 - Türsteuerungsvorrichtung für eine Kraffahrzeugschiebetür mit elektromagnetischer Kupplung

Info

Publication number: DE102015011444A1
Application number: DE102015011444.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Witte Automotive GmbH
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Türsteuerungsvorrichtung (1) einer Kraftfahrzeugschiebetür (2) aufweisend einen Antrieb (9) zum Verfahren der Kraftfahrzeugschiebetür (2) mit einer elektromagnetischen Kupplung (3) zur Drehmomentübertragung von einer Antriebswelle zu einer Abtriebswelle, wobei die elektromagnetische Kupplung (3) einen drehbaren Rotor (5) und einen dem Rotor (5) zugeordneten Spulenkörper (6), eine relativ zu einer Kupplungsdrehachse axial bewegliche Ankerscheibe (7) und einen mit dem Rotor (5) drehfest verbunden Reibring aufweist, der in einem Kupplungsbetrieb mit der Ankerscheibe (7) zusammenwirkt, so dass die Ankerscheibe (7) und der Rotor (5) kraftschlüssig verbunden sind, wobei der Rotor (5) zumindest teilweise aus einem hartmagnetischem Material gebildet ist, so dass der Rotor (5) nach einer Bestromung des Spulenkörpers (6) einen Restmagnetismus aufweist, der den Kupplungsbetrieb aufrechthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Türsteuerungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugschiebetür mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Halten einer Kraftfahrzeugschiebetür in einer beliebigen Türoffenstellung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 7.
Herkömmliche Türsteuerungsvorrichtungen von Kraftfahrzeugschiebetüren weisen eine Kupplung auf, die zwischen einem Motor und der Schiebetür bereitgestellt ist, um zu ermöglichen oder zu verhindern, dass ein Antriebsmoment vom Motor zu der Tür übertragen wird (beispielsweise DE 198 09 710 C2 ). Die Kupplung verbindet ein Energie- bzw. Leistungsübertragungssystem von dem Motor zu der Schiebetür, wenn die Schiebetür elektrisch angetrieben wird, so dass die Schiebetür durch das Antriebsmoment des Motors bewegt wird. Wenn beabsichtigt ist, die Schiebetür manuell zu betätigen, wird das Energieübertragungssystem aufgrund einer Entkopplung der Kupplung, die zwischen dem Motor und der Schiebetür angeordnet ist, getrennt, wodurch eine manuelle Betätigung der Schiebetür ermöglicht wird. Herkömmlicherweise wird dafür eine elektromagnetische Kupplung eingesetzt. In der Regel ist die Motorwelle in einer Bohrung einer Rotorwellenbaugruppe mit der Kupplung (Antrieb) kraft- oder formschlüssig verbunden, während die Last mit dem Anker (Abtrieb) der Kupplung durch eine Riemenscheibe oder ein Zahnrad verbunden ist. Bis die Spule erregt wird, ist diese Ankerbaugruppe ausgekoppelt und dreht sich daher nicht mit der Antriebsrotorwelle. Bei Erregung der Spule wird die Rotorwellenbaugruppe Teil eines Elektromagnets und zieht die Ankerplatte an, sodass diese mit der Rotorbaugruppe verbunden wird und die Last antreibt. Die Ankerplatte und der Rotor bestehen aus Weicheisenmaterial mit möglichst geringer Remanenz (Restmagnetismus), wodurch das Kupplungssystem nur bei Bestromung aktiv ist und sofort entkoppelt wenn die Bestromung ausgeschaltet wird. Wenn die Stromzufuhr zur Spule abgeschaltet wird, wird die Ankerplatte nicht mehr angezogen und durch eine Feder in der Ankerbaugruppe von der Rotorwellenbaugruppe getrennt. Die Motorwelle und die Last sind dann entkuppelt, sodass die Last nicht angetrieben wird. Bei einer anderen bekannten Ausführung wird eine kraftschlüssige Kupplung eingesetzt, bei der die Kupplung nur im Notfall (Unfall) über ein entsprechendes Crashsensorsignal angesteuert und entkoppelt werden kann. Nachteilig ist dabei, dass anschließend kein mechanisches Einkoppeln mehr möglich ist.
Damit die Schiebetür, wenn das Fahrzeug am Berg steht, nicht von selbst durch ihr Eigengewicht wieder in Schließ- oder Öffnungsrichtung fährt und dabei eine Person und/oder Gegenstände beim Be- und Entladen oder Personen beim Aus- und Einsteigen behindert, ist es herkömmlicherweise vorgesehen, bei geöffneter Tür und ausgeschaltetem Antriebsmotor die Schiebetür mit einer mechanischen Türoffenhaltung in der maximalen Türoffenstellung (Rastfeder bzw. -haken oder -schloss) festzustellen oder die Schiebebewegung steuernde Kupplung einzukuppeln. Bei der Schiebetürfeststellung mit der angesteuerten Kupplung wirkt der Antriebsmotor als Bremse gegen das Zulaufen der Schiebetür. Damit die Tür jederzeit von Hand geschlossen werden kann, kann das Steuersignal für die Kupplung durch Betätigen eines Türgriffes unterbrochen werden.
Nachteilig ist, dass bei einer mechanischen Türoffenhaltung die Tür jeweils komplett geöffnet werden muss, was zu einer längeren Türverfahrdauer und in bestimmten Fällen zu längeren Fahrzeughaltezeiten, durch die jeweilige Türverfahrdauer, führt. Zudem ist das Halten der Schiebetür nur bei Dauerbestromung der Kupplung möglich, wobei die Fahrzeugbatterie geleert wird. Bei formschlüssigen Kupplungen, damit die Schiebetür im Notfall auch von Hand geöffnet werden kann, ist es notwendig die Kupplung mechanisch über einen Stellmotor zu entkuppeln. Nach Jahren kann durch Korrosion am Stellmotor eine Deaktivierung der Kupplung jedoch nicht garantiert werden.
Zudem muss diese Deaktivierung auch bei einem verspannten Antrieb erfolgen, wozu ein größerer Motor benötigt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Türsteuerungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugschiebetür anzugeben, die eine Haltefunktion ohne Dauerbestromung aufweist und deren Haltefunktion jederzeit deaktiviert werden kann, auch bei einem verspannten Antriebssystem.
Diese Aufgabe wird von einer Türsteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zum Halten einer Kraftfahrzeugschiebetür in einer beliebigen Türoffenstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Demnach weist die Türsteuerungsvorrichtung eine Haltefunktion auf, die in jeder beliebigen Türoffenstellung den Türantrieb ohne Bestromung durch eine elektromagnetische Remanenzkupplung festhält. Dazu ist eine Türsteuerungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugschiebetür aufweisend einen Antrieb zum Verfahren der Kraftfahrzeugschiebetür mit einer elektromagnetischen Kupplung zur Drehmomentübertragung von einer Antriebswelle zu einer Abtriebswelle, vorgesehen, wobei die elektromagnetische Kupplung einen drehbaren Rotor und einen dem Rotor zugeordneten Spulenkörper, eine relativ zu einer Kupplungsdrehachse axial bewegliche Ankerscheibe und eine an dem Rotor mittelbar oder unmittelbar angeordnete Reibfläche aufweist, die in einem Kupplungsbetrieb mit der Ankerscheibe zusammenwirkt, so dass die Ankerscheibe und der Rotor kraftschlüssig verbunden sind, wobei der Rotor zumindest teilweise aus einem hartmagnetischem Material gebildet ist, so dass der Rotor nach einer Bestromung des Spulenkörpers einen Restmagnetismus aufweist, der den Kupplungsbetrieb aufrechthält.
Die erfindungsgemäße Türsteuerungsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Tür in jeder beliebigen Türoffenstellung offen gehalten werden kann, ohne den Einsatz von einer mechanischen Türoffenhaltung. Dazu bleibt bei geöffneter Tür und ausgeschaltetem Antriebsmotor die Bewegung steuernde Kupplung auf Grund der Restmagnetisierung des Rotors eingekuppelt. Auf diese Weise wirkt der Antriebsmotor als Bremse gegen das Schließen der Tür.
Vorzugsweise ist der Anker zumindest teilweise aus weichmagnetischem Material gebildet.
Es ist bevorzugt, wenn der Rotor zum Lösen der Kupplung durch Anlegen einer Bestromung an dem Spulenkörper entmagnetisierbar ist. So kann die Schiebetür manuell bewegt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht der Rotor aus einer Metalllegierung aus AlNiCo.
Vorzugsweise ist die elektromagnetische Kupplung als Türhalteeinheit zum Halten der Kraftfahrzeugschiebetür in einer Türoffenstellung gekuppelt.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Reibfläche durch einen Reibring gebildet ist.
Es ist weiterhin ein Verfahren zum Halten einer Kraftfahrzeugschiebetür in einer Türoffenstellung mit einer Türsteuerungsvorrichtung aufweisend einen Antrieb zum Verfahren der Kraftfahrzeugschiebetür mit einer elektromagnetischen Kupplung zur Drehmomentübertragung von einer Antriebswelle zu einer Abtriebswelle vorgesehen, wobei die elektromagnetische Kupplung einen drehbaren Rotor und einen dem Rotor zugeordneten Spulenkörper, eine relativ zu einer Kupplungsdrehachse axial bewegliche Ankerscheibe und eine an dem Rotor mittelbar oder unmittelbar angeordnete Reibfläche aufweist, wobei der Rotor zumindest teilweise aus einem hartmagnetischem Material gebildet ist, und wobei das Verfahren wenigstens folgende Verfahrensschritte aufweist:

– Beim Verfahren der Tür Bestromung des Spulenkörpers zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen Ankerscheibe und Rotor,
– Beim Halten der Tür in einer offenen Stellung kraftschlüssige Verbindung zwischen Ankerscheibe und Rotor durch Restmagnetismus des Rotors,
– Bei geschlossener Tür oder manueller Betätigung der Tür Bestromung des Spulenkörpers zur Entmagnetisierung des Rotors und Entkopplung der elektromagnetischen Kupplung.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind dabei figurübergreifend mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Türsteuerungsvorrichtung einer Kraftfahrzeugschiebetür mit elektromagnetischer Kupplung, sowie
2: einen Detailansicht der elektromagnetischen Kupplung.
In 1 ist ein Aufbau einer Türsteuerungsvorrichtung 1 einer Kraftfahrzeugschiebetür gezeigt. Die Türsteuerungsvorrichtung 1 ist Teil der Schiebetür 2, die entlang einem Paar von Führungsschienen gleitbar ist, die in der Nähe eines oberen Randabschnitts beziehungsweise eines unteren Randabschnitts einer Türöffnung angeordnet sind und sich in eine longitudinale Richtung des Fahrzeugs, das heißt einer Fahrzeugfahrrichtung erstrecken.
2 zeigt eine elektromagnetische Kupplung 3 des Schiebetürantriebssystems 4. Die Kupplung 3 weist einen der einen Kupplungsseite zugeordneten Rotor 5 auf, in dem ein elektromagnetischer Spulenkörper 6 angeordnet ist. Die andere Kupplungsseite ist mit einer axial beweglichen Ankerscheibe 7 versehen, die durch Strombeaufschlagung des Spulenkörpers 6 axial gegen den Rotor 5 gezogen werden kann. Um eine entsprechende reibschlüssige Abstützung der Ankerscheibe 7 zu erzielen, ist ein mit dem Rotor 5 drehfeste verbundene Reibfläche bzw. ein Reibring vorgesehen, der als Gegenreibfläche für einen entsprechenden Reibbelag der Ankerscheibe 7 dient. Bei Strombeaufschlagung des Spulenkörpers 6 entsteht ein Magnetfeld im Rotor 5, das eine Anziehungskraft auf die Ankerscheibe 7 der anderen Kupplungsseite ausübt und demzufolge die Ankerscheibe 7 gegen den Reibring des Rotors 5 zieht. Die Ankerscheibe 7 ist mit einem mittig angeordneten Sonnenrad 8 drehfest verbunden. Der Rotor 5 ist durch einen Elektromotor 9 mittels einer Schneckenwelle 10 und einem unterhalb des Rotors angeordneten Schneckenrad angetrieben. Der Anker 7 ist vorzugsweise aus Weicheisenmaterial mit möglichst geringer Remanenz hergestellt. Der Rotor besteht hingegen aus hartmagnetischem Material, vorzugsweise gehärteter C45-Stahl oder C100-Stahl oder AlNiCo mit hoher Remanenz. Nach einer Bestromung der Spule 6 ist durch das entstandene externe Magnetfeld der Rotor 5 magnetisiert, diese Magnetisierung bleibt auch bei einer Abschaltung der Spulenbestromung vorhanden (Remanenz; Restmagnetismus). Der Restmagnetismus führt dazu, dass die Kupplung 3 weiterhin geschlossen bleibt und aufgrund der Haltekraft die Schiebetür 2 in Position gehalten ist. Die Remanenz-Magnetisierung kann durch Anlegen eines magnetischen Gegenfeldes beseitigt werden. Zum Deaktivieren der Kupplung 3 kann vorzugsweise eine entsprechend alternierende PWM(Pulsweitenmodulation)-Ansteuerung den Rotor entmagnetisieren. Diese Entmagnetisierung erfolgt nach jedem Schließvorgang der Schiebetür, um in einem Crashfall bzw. einer Notsituation nicht erst eine Entkopplung zu aktivieren. Eine Türöffnung ist somit nach einem Crashfall ohne Entkopplung sofort manuell mit niedrigen Öffnungskräften möglich. Um ein Schließen der Schiebetür auch bei einem Ausfall der Demagnetisierungsfunktion zu ermöglichen, ist das Motor-Getriebe-System des Antriebs mit hoher manueller Kraft rücktreibbar, das heißt, das Drehen der Abtriebswelle ist bei stromlosem Motor möglich. Die aufzubringende Kraft ist dabei größer als die maximale Türhaltekraft.
Des Weiteren kann ein Betätigungsmechanismus in einem Türgriff der Schiebetür vorgesehen sein. Dabei ist vorzugsweise die Programmierung der Türsteuerungselektronik so gewählt, dass durch Betätigung des Betätigungsmechanismus in dem Türgriff eine Entmagnetisierung der Remanenzkupplung eingeleitet wird, so dass die Schiebetür manuell in jede beliebige neue Türposition verfahren werden kann. Durch Loslassen oder erneuter Betätigung des Türgriffes und dadurch eingeleiteter erneuter kurzzeitiger Bestromung der Spule und dadurch erneuter Magnetisierung der Remanenzkupplung wird die Tür in einer gewählten Position gehalten.
Die erfindungsgemäße Türsteuerungsvorrichtung hat den Vorteil, dass die Tür in jeder beliebigen Türoffenstellung offen gehalten werden kann, ohne den Einsatz von einer mechanischen Türoffenhaltung. Dazu bleibt bei geöffneter Tür und ausgeschaltetem Antriebsmotor die Bewegung steuernde Kupplung auf Grund der Restmagnetisierung des Rotors eingekuppelt. Auf diese Weise wirkt der Antriebsmotor als Bremse gegen das Schließen der Tür. Dadurch können die Fahrzeuggesamtkosten reduziert werden. Bei der Kupplung der elektromagnetischen Kupplung ist eine dauerhafte Bestromung nicht notwendig. Bei geschlossener Tür ist das System durch Entmagnetisierung stets entkuppelt, was einen großen Vorteil für einen eventuellen Crashfall darstellt.
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 19809710 C2 [0002]

Claims

Türsteuerungsvorrichtung (1) für eine Kraftfahrzeugschiebetür aufweisend einen Antrieb (9) zum Verfahren der Kraftfahrzeugschiebetür mit einer elektromagnetischen Kupplung (3) zur Drehmomentübertragung von einer Antriebswelle zu einer Abtriebswelle, wobei die elektromagnetische Kupplung (3) – einen drehbaren Rotor (5) und einen dem Rotor (5) zugeordneten Spulenkörper (6), – eine relativ zu einer Kupplungsdrehachse axial bewegliche Ankerscheibe (7) und – eine an dem Rotor (5) mittelbar oder unmittelbar angeordnete Reibfläche aufweist, die in einem Kupplungsbetrieb mit der Ankerscheibe (7) zusammenwirkt, so dass die Ankerscheibe (7) und der Rotor (5) kraftschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) zumindest teilweise aus einem hartmagnetischem Material gebildet ist, so dass der Rotor (5) nach einer Bestromung des Spulenkörpers (6) einen Restmagnetismus aufweist, der den Kupplungsbetrieb aufrechthält.
Türsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (7) zumindest teilweise aus weichmagnetischem Material gebildet ist.
Türsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) zum Lösen der Kupplung (3) durch Anlegen einer Bestromung an dem Spulenkörper (6) entmagnetisierbar ist.
Türsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) AlNiCo aufweist.
Türsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Kupplung (3) als Türhalteeinheit zum Halten der Kraftfahrzeugschiebetür (2) in einer Türoffenstellung gekuppelt ist.
Türsteuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibfläche durch einen Reibring gebildet ist.
Verfahren zum Halten einer Kraftfahrzeugschiebetür (2) in einer Türoffenstellung mit einer Türsteuerungsvorrichtung (1) aufweisend einen Antrieb (9) zum Verfahren der Kraftfahrzeugschiebetür mit einer elektromagnetischen Kupplung (3) zur Drehmomentübertragung von einer Antriebswelle zu einer Abtriebswelle, wobei die elektromagnetische Kupplung (3) – einen drehbaren Rotor (5) und einen dem Rotor (5) zugeordneten Spulenkörper (6), – eine relativ zu einer Kupplungsdrehachse axial bewegliche Ankerscheibe (7) und – eine an dem Rotor (5) mittelbar oder unmittelbar angeordnete Reibfläche aufweist, wobei der Rotor (5) zumindest teilweise aus einem hartmagnetischem Material gebildet ist, und wobei das Verfahren wenigstens folgende Verfahrensschritte aufweist: – Beim Verfahren der Tür (2) Bestromung des Spulenkörpers (6) zur raftschlüssigen Verbindung zwischen Ankerscheibe (7) und Rotor (5), – Beim Halten der Tür (2) in einer offenen Stellung kraftschlüssige Verbindung zwischen Ankerscheibe (7) und Rotor (5) durch Restmagnetismus des Rotors, – Bei geschlossener Tür (2) oder manueller Betätigung der Tür (2) Bestromung des Spulenkörpers (6) zur Entmagnetisierung des Rotors (5) und Entkopplung der elektromagnetischen Kupplung (3).