DE102018102874A1

DE102018102874A1 - System zum Steuern eines Schlosses für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018102874A1
Application number: DE102018102874.1A
Authority: DE
Inventors: Milan Tarasov; Vladimir Štekl
Original assignee: Witte Automotive GmbH
Current assignee: Witte Automotive GmbH
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2019-08-08
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: DE102018102874B4; CN111615577A; WO2019154877A1; CN111615577B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zum Steuern eines Schlosses für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs, die einen vorderen Kofferraum des Kraftfahrzeugs abdeckt, umfassend ein Schloss mit einer Drehfalle zum Halten eines Schließbügels in einer geschlossenen Stellung der Frontklappe, einen Fangmechanismus zum Halten des Schließbügels in einer Sicherheitsstellung der Frontklappe, ein in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordnetes erstes Betätigungselement zum Öffnen des Schlosses, ein in dem vorderen Kofferraum angeordnetes zweites Betätigungselement zum Öffnen des Schlosses und Lösen des Fanghakens, wobei eine erste elektromechanische Kupplung zwischen das erste und zweite Betätigungselement und das Schloss geschaltet ist, durch welche das erste und zweite Betätigungselement mechanisch von dem Schloss entkoppelbar oder mit dem Schloss koppelbar sind, und eine zweite elektromechanische Kupplung zwischen das zweite Betätigungselement und den Fangmechanismus geschaltet ist, durch welche das zweite Betätigungselement mechanisch von dem Fangmechanismus entkoppelbar oder mit dem Fangmechanismus koppelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zum Steuern eines Schlosses für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs, die einen vorderen Kofferraum des Kraftfahrzeugs abdeckt, umfassend ein Schloss mit einer Drehfalle zum Halten eines Schließbügels in einer geschlossenen Stellung der Frontklappe, einen Fangmechanismus zum Halten des Schließbügels in einer Sicherheitsstellung der Frontklappe, ein in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordnetes erstes Betätigungselement zum Öffnen des Schlosses, sowie ein in dem vorderen Kofferraum angeordnetes zweites Betätigungselement zum Öffnen des Schlosses und Lösen des Fangmechanismus.
Ein derartiges System ist grundsätzlich bekannt und kommt beispielsweise in Elektrofahrzeugen zum Einsatz, bei denen der herkömmlicherweise vorne liegende Motorraum aufgrund des fehlenden Verbrennungsmotors als Kofferraum genutzt werden kann. Dabei soll das im Kofferraum angeordnete zweite Betätigungselement einer in dem Kofferraum eingeschlossenen Person die Öffnung der Frontklappe ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art zu schaffen, welches für eine höhere Sicherheit von Personen im Kraftfahrzeug und in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Verkehrsteilnehmern sorgt.
Die Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass eine erste elektromechanische Kupplung zwischen das erste und zweite Betätigungselement und das Schloss geschaltet ist, durch welche das erste und zweite Betätigungselement mechanisch von dem Schloss entkoppelbar oder mit dem Schloss koppelbar sind, und eine zweite elektromechanische Kupplung zwischen das zweite Betätigungselement und den Fangmechanismus geschaltet ist, durch welche das zweite Betätigungselement mechanisch von dem Fangmechanismus entkoppelbar oder mit dem Fangmechanismus koppelbar ist.
Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, elektromechanische Kupplungen zwischen die Betätigungselemente und das Schloss bzw. den Fangmechanismus zu schalten, um unter bestimmten Bedingungen, insbesondere während vorbestimmter Fahrzeuggeschwindigkeitsbereiche, die Betätigungselemente mechanisch von dem Schloss bzw. dem Fangmechanismus trennen zu können, um eine verkehrsgefährdende Öffnung der Frontklappe während der Fahrt zuverlässig vermeiden zu können.
Bei dem Fangmechanismus kann es sich beispielsweise um einen Fanghaken handeln, welcher in das Schloss integriert oder auch separat von diesem angeordnet sein kann. Vorstellbar ist aber auch eine Ausführungsform, bei welcher der Fangmechanismus durch ein zusätzliches Schloss gebildet ist. Das Lösen des Fangmechanismus bedeutet in diesem Kontext, dass der Schließbügel freigegeben wird und die Frontklappe aufschwenken kann.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste und zweite Kupplung jeweils einen durch eine Kupplungssteuerung gesteuerten Kupplungsmotor zum Öffnen und Schließen der Kupplung auf.
Vorzugsweise sind die erste Kupplung und die zweite Kupplung im stromlosen Zustand ihres Kupplungsmotors jeweils geschlossen, damit sich auch bei einem Stromausfall das Schloss noch mechanisch öffnen und der Fangmechanismus noch mechanisch lösen lassen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kupplungssteuerung in die Kupplung integriert. Alternativ ist aber ebenso eine Integration der Kupplungssteuerung in eine Fahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs denkbar.
Vorteilhafterweise sind die erste und zweite Kupplung, insbesondere eine jeweilige Kupplungssteuerung der ersten und zweiten Kupplung, mit einer Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs verbunden. Dies ermöglicht auf einfache Weise einer Steuerung der Kupplungen in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Insbesondere können die erste und zweite Kupplung jeweils in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs geöffnet oder geschlossen werden.
Bevorzugt sind erste und zweite Kupplung geschlossen, wenn das Kraftfahrzeug steht, damit bei stehendem Fahrzeug gewährleistet ist, dass die Frontklappe jedenfalls mechanisch entriegelt und aufgestellt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist erste Kupplung geschlossen und die zweite Kupplung geöffnet, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines Schwellenwerts bleibt. Der Schwellenwert kann beispielsweise bei 5 km/h liegen. Somit kann in diesem Geschwindigkeitsbereich zwar das Schloss mechanisch geöffnet werden, der Schließbügel wird aber jedenfalls noch in der Sicherheitsstellung der Frontklappe von dem Fangmechanismus gehalten.
Zur Sicherung gegen eine mechanische Öffnung des Schlosses bei schnellerer Fahrt sind die erste und zweite Kupplung bevorzugt geöffnet, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist erste Kupplung mittels eines mechanischen Verbindungsmittels, insbesondere mittels eines Bowdenzugs, mit dem Schloss verbunden ist. Entsprechend kann auch die zweite Kupplung mittels eines mechanischen Verbindungsmittels, insbesondere mittels eines Bowdenzugs, mit dem Fangmechanismus verbunden sein.
Vorteilhafterweise dient der Kupplungsmotor einer Kupplung nicht nur zum Öffnen und Schließen der Kupplung, sondern der Kupplungsmotor der ersten Kupplung kann auch dazu ausgebildet sein, das zum Schloss führende Verbindungsmittel zu betätigen und dadurch das Schloss zu öffnen, während der Kupplungsmotor der zweiten Kupplung dazu ausgebildet sein kann, das zum Fangmechanismus führende Verbindungsmittel zu betätigen und dadurch den Fangmechanismus zu lösen .
Zur Realisierung einer Servoöffnungsfunktion können bzw. kann das erste und/oder das zweite Betätigungselement elektrisch mit einer Fahrzeugsteuerung verbunden sein.
Auf diese Weise kann eine Betätigung des ersten Betätigungselements die Übermittlung eines ersten elektrischen Öffnungssignals an die Fahrzeugsteuerung auslösen und bewirken, dass die Fahrzeugsteuerung die erste Kupplung anweist, ihren Kupplungsmotor zum Öffnen des Schlosses zu aktivieren.
Anschließend kann eine nochmalige Betätigung des ersten Betätigungselements oder eine Betätigung eines weiteren Betätigungselements die Übermittlung eines zweiten elektrischen Öffnungssignals an die Fahrzeugsteuerung auslösen und bewirken, dass die Fahrzeugsteuerung die zweite Kupplung anweist, ihren Kupplungsmotor zum Lösen des Fangmechanismus zu aktivieren.
Entsprechend kann eine Betätigung des zweiten Betätigungselements die Übermittlung eines elektrischen Öffnungssignals an die Fahrzeugsteuerung auslösen und bewirken, dass die Fahrzeugsteuerung die erste Kupplung anweist, ihren Kupplungsmotor zum Öffnen des Schlosses zu aktivieren, und die zweite Kupplung anweist, ihren Kupplungsmotor zum Lösen des Fangmechanismus zu aktivieren.
Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems zum Steuern eines Schlosses für eine Frontklappe eines Kraftfahrzeugs;
2A eine perspektivische Ansicht einer elektromechanischen Kupplung des Systems von 1 in einem geschlossenen Zustand;
2B eine Seitenansicht der Kupplung von 2A;
2C eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A;
2D eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A ohne Kupplungsmotor und Steuerelement;
3 eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A ohne Kupplungsmotor und Steuerelement mit einem um 5° verdrehten Eingangselement in einem geschlossenen Zustand der Kupplung;
4 eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A ohne Kupplungsmotor und Steuerelement mit einem um 55° verdrehten Eingangselement in einem geschlossenen Zustand der Kupplung;
5A eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A in einem geöffneten Zustand der Kupplung;
5B eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A ohne Kupplungsmotor und Steuerelement mit einem um etwas mehr als 5° verdrehten Eingangselement in einem geöffneten Zustand der Kupplung;
6 eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A ohne Kupplungsmotor und Steuerelement mit einem um 55° verdrehten Eingangselement in einem geöffneten Zustand der Kupplung; und
7 eine Draufsicht auf die Kupplung von 2A bei Ausführung einer Servoöffnungsfunktion.

In 1 ist ein Kraftfahrzeug 10, hier ein Elektrofahrzeug, mit einer Frontklappe 12 dargestellt, welche einen vorderen Kofferraum des Kraftfahrzeugs 10 abdeckt. Zum Verriegeln der Frontklappe 12 ist ein an sich bekanntes Schloss 14 vorgesehen, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel an einer Vorderseite einer Karosserie des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet ist und eine Drehfalle zum Halten eines an der Frontklappe 12 angeordneten Schließbügels in einer geschlossenen Stellung der Frontklappe 12 aufweist. Das Schloss 14 kann mit einer Zuziehhilfe ausgestattet sein. Des Weiteren ist ein Fanghaken 18 zum Fangen des Schließbügels in einer angehobenen Sicherheitsstellung der Frontklappe 12 vorgesehen, welcher zur Freigabe des gefangenen Schließbügels manuell von der Vorderseite des Kraftfahrzeugs 10 her ausgehoben werden kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Fanghaken 18 benachbart zu dem Schloss 14 angeordnet. Alternativ könnte er aber auch in das Schloss 14 integriert sein.
Zum Öffnen des Schlosses 14 ist ein erstes Betätigungselement 20, beispielsweise in Gestalt eines Knopfes oder Hebels, in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Ein zweites Betätigungselement 22 zum Öffnen des Schlosses 14 und Ausheben des Fanghakens 18 in eine den Schließbügel 14 freigebende Lage ist außerdem in dem vorderen Kofferraum angeordnet. Auch dieses zweite Betätigungselement 22 kann als Knopf oder Hebel ausgebildet sein.
Das erste Betätigungselement 20 und das zweite Betätigungselement 22 sind jeweils mittels eines Bowdenzugs 24 bzw. 26 mit einem Zugverteiler 28 verbunden. Der Zugverteiler 28 ist mittels eines Bowdenzugs 30 mit einer ersten elektromechanischen Kupplung 32 verbunden, welche ausgangsseitig mittels eines Bowdenzugs 34 mit dem Schloss 14, genauer gesagt mit einer zur Sperrung der Drehfalle vorgesehenen Sperrklinke, verbunden ist. Die erste Kupplung 32 dient zur mechanischen Kopplung bzw. Entkopplung des Zugverteilers 28 und somit des ersten und zweiten Betätigungselements 20, 22 mit bzw. von dem Schloss 14 und wird nachfolgend noch genauer beschrieben.
Das zweite Betätigungselement 22 ist mittels eines Bowdenzugs 26 nicht nur mit dem Zugverteiler 28, sondern mittels eines weiteren Bowdenzugs 36 auch mit einer zweiten elektromechanischen Kupplung 38 verbunden, welche wie die erste Kupplung 32 aufgebaut ist. Die zweite Kupplung 38 ist ausgangsseitig mittels eines Bowdenzugs 40 mit dem Fanghaken 18 verbunden und kann das zweite Betätigungselement 22 mechanisch mit dem Fanghaken 18 koppeln oder von diesem entkoppeln.
Die erste und zweite Kupplung 32, 38 kommunizieren mit einer Fahrzeugsteuerung 42 des Kraftfahrzeugs 10, beispielsweise mittels elektrischer Leitungen 44, 46 und werden durch die Fahrzeugsteuerung 42 gesteuert. Konkret erfolgt die Steuerung der Kupplungen 32, 38 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 und zwar derart, dass beide Kupplungen 32, 38 geschlossen werden, sobald das Kraftfahrzeug 10 steht, d.h. die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 km/h beträgt. In diesem Zustand ist das erste Betätigungselement 20 mechanisch mit dem Schloss 14 verbunden, so dass das Schloss 14 durch Betätigung des ersten Betätigungselements 20 aus der Fahrgastzelle heraus mechanisch geöffnet werden kann. Entsprechend ist auch das zweite Betätigungselement 22 mechanisch mit dem Schloss 14 und dem Fanghaken 18 verbunden, so dass eine in dem Kofferraum gefangene Person durch Betätigung des zweiten Betätigungselements 22 die Frontklappe 12 mechanisch öffnen kann.
Sobald sich das Kraftfahrzeug 10 in Bewegung setzt, wird die zweite Kupplung 38 geöffnet, d.h. das zweite Betätigungselement 22 wird mechanisch von dem Fanghaken 18 getrennt. Die erste Kupplung 32 bleibt hingegen weiterhin geschlossen. Dieser Zustand wird beibehalten, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines Schwellenwerts von beispielsweise 5 km/h bleibt. Auf diese Weise kann bei langsamer Fahrt durch Betätigung der Betätigungselemente 20, 22 zwar noch das Schloss 14 geöffnet werden, aber nicht der Fanghaken 18 ausgehoben werden, so dass sichergestellt ist, dass der Schließbügel jedenfalls durch den Fanghaken 18 gefangen wird und die Frontklappe 12 auch bei einer Öffnung des Schlosses 14 nicht über ihre Sicherheitsstellung hinaus aufklappen kann.
Erst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Schwellenwert erreicht oder überschreitet, wird zusätzlich zur zweiten Kupplung 38 auch die erste Kupplung 32 geöffnet, so dass bei schnellerer Fahrt beide Betätigungselemente 20, 22 mechanisch von dem Schloss 14 und dem Fanghaken 18 getrennt sind und sich die Frontklappe 12 weder durch das erste Betätigungselement 20 aus der Fahrgastzelle heraus, noch durch das zweite Betätigungselement 22 aus dem Kofferraum heraus öffnen lässt.
Das Öffnen und Schließen der ersten Kupplung 32 erfolgt jeweils mittels eines Kupplungsmotors 72, wie anhand von 2 bis 7 noch genauer erläutert wird. Zur Steuerung des Kupplungsmotors 72 ist eine Kupplungssteuerung vorgesehen, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel in die Kupplung 32 integriert und mittels der elektrischen Leitung 44 mit der Fahrzeugsteuerung 42 verbunden ist. Alternativ wäre es auch möglich die Kupplungssteuerung in die Fahrzeugsteuerung 42 zu integrieren und über die elektrische Leitung 44 direkt den Kupplungsmotor anzusteuern.
Wie nachfolgend ebenfalls noch genauer erläutert wird, ist die erste Kupplung 32 derart ausgebildet, dass mit Hilfe ihres Kupplungsmotors 72 auch Zug auf den zum Schloss 14 führenden Bowdenzug 34 ausgeübt werden kann, um das Schloss 14 zu öffnen. Auf diese Weise kann das Schloss 14 also elektrisch geöffnet werden, d.h. eine Servoöffnungsfunktion realisiert werden.
Ein entsprechendes Öffnungssignal, welches die erste Kupplung 32 über die elektrische Leitung 44 von der Fahrzeugsteuerung 42 erhält, kann beispielsweise durch eine Betätigung des ersten Betätigungselements 20 ausgelöst werden, welches zu diesem Zweck mittels einer Signalleitung 48 mit der Fahrzeugsteuerung 42 verbunden ist. Auch das zweite Betätigungselement 22 ist über eine Signalleitung 50 mit der Fahrzeugsteuerung 42 verbunden, um eine Servoöffnung des Schlosses 14 auslösen zu können.
Die zweite Kupplung 38 ist entsprechend der ersten Kupplung 32 ausgebildet und, wie bereits erwähnt, über die elektrische Leitung 46 mit der Fahrzeugsteuerung 42 verbunden, so dass die zweite Kupplung 38 bei Erhalt eines entsprechenden Öffnungssignals von der Fahrzeugsteuerung 42 den Fanghaken 18 elektrisch in eine den Schließbügel freigebende Lage ausheben kann.
Um eine vollständige elektrische Entriegelung der Frontklappe 12 aus dem vorderen Kofferraum sicherzustellen, bewirkt eine Betätigung des zweiten Betätigungselements 22, dass nicht nur die erste Kupplung 32 zur Öffnung des Schlosses 14, sondern auch die zweite Kupplung 38 zum Ausheben des Fanghakens 18 aktiviert wird. Dabei kann eine einmalige Betätigung des zweiten Betätigungselements 22 bereits ausreichen, um beide Kupplungen 32, 38 zu aktivieren. Es ist aber auch denkbar, dass zunächst die erste Kupplung 32 aktiviert und das Schloss 14 geöffnet wird und eine nochmalige Betätigung des zweiten Betätigungselements 22 erforderlich ist, um auch die zweite Kupplung 38 zu aktivieren und den Fanghaken 18 auszuheben.
Alternativ können unterschiedliche Betätigungselemente zum Öffnen des Schlosses 14 und Ausheben des Fanghakens 18 im Kofferraum angeordnet sein.
Es versteht sich, dass eine derartige vollständige Entriegelung der Frontklappe 12 grundsätzlich auch durch eine ein- oder mehrmalige Betätigung des ersten Betätigungselements 20 ausgelöst werden kann. Außerdem ist es auch hier denkbar, dass unterschiedliche Betätigungselemente in der Fahrgastzelle angeordnet sind, die zur Öffnung des Schlosses 14 einerseits und zum Ausheben des Fanghakens 18 andererseits betätigt werden müssen.
Es versteht sich ferner, dass ein Servicemechaniker zu Wartungszwecken direkt auf die Fahrzeugsteuerung 42 zugreifen und ein elektrisches Öffnen des Schlosses 14 und/oder Ausheben des Fanghakens 18 auslösen kann.
Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass aus Sicherheitsgründen ähnlich wie bei der voranstehend beschriebenen mechanischen Entriegelung der Frontklappe 12 auch im Falle der elektrischen Entriegelung der Frontklappe 12 eine Öffnung des Schlosses 14 und ein Ausheben des Fanghakens 18 durch die Fahrzeugsteuerung 42 unterbunden wird, wenn das Kraftfahrzeug 10 sich mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt, die den Schwellenwert, von z.B. 5 km/h erreicht oder überschreitet, und dass zumindest das elektrische Ausheben des Fanghakens 18 durch die Fahrzeugsteuerung 42 unterbunden wird, solange das Kraftfahrzeug nicht steht.
Außerdem sei bemerkt, dass die Kupplungen 32, 38 im Falle einer Nichtbeaufschlagung ihrer Kupplungsmotoren 72 mit Strom ihren geschlossenen Zustand einnehmen, so dass, beispielsweise bei einem Stromausfall, sichergestellt ist, dass sich die Frontklappe 12 jedenfalls mechanisch entriegeln lässt.
Damit die Fahrzeugsteuerung 42 den Öffnungszustand des Schlosses 14 abfragen kann, ist auch das Schloss 14 mittels einer elektrischen Leitung 52 mit der Fahrzeugsteuerung 42 verbunden.
Nachfolgend werden die elektromechanischen Kupplungen 32, 38 detaillierter beschrieben, wobei in 2 bis 7 lediglich die erste Kupplung 32 dargestellt ist. Die zweite Kupplung 38 ist entsprechend ausgebildet.
Die Kupplung 32 umfasst ein um eine erste Drehachse 54 drehbar gelagertes Eingangselement 56 mit einem Antriebsabschnitt 58, an welchem ein mechanisches Antriebsmittel, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der vom Zugverteiler 28 kommende Bowdenzug 30, angebracht ist. Außerdem umfasst das Eingangselement 56 einen Abtriebsabschnitt 60, welcher sich von der ersten Drehachse 54 ausgehend von dem Antriebsabschnitt 58 weg erstreckt, sodass das Eingangselement 56 gewissermaßen einen zweiarmigen Hebel ausbildet.
Zu dem Eingangselement 56 benachbart ist ferner ein Ausgangselement 62 um die erste Drehachse 54 verdrehbar angeordnet. Das Ausgangselement 62 umfasst einen Abtriebsabschnitt 64, an welchem ein erstes mechanisches Abtriebsmittel, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der von der Kupplung 32 zum Schloss 14 führende Bowdenzug 34, angebracht ist. Außerdem umfasst das Ausgangselement 62 einen Antriebsabschnitt 66, welcher zwischen dem Abtriebsabschnitt 64 und der ersten Drehachse 54 angeordnet ist, sodass der Antriebsabschnitt 66 und der Abtriebsabschnitt 64 des Ausgangselements 62 einen Hebelarm ausbilden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem ersten mechanischen Abtriebsmittel ein ebenfalls in Form eines Bowdenzugs ausgebildetes zweites mechanisches Abtriebsmittel 67 an dem Ausgangselement 62 angebracht, und zwar auf einer dem Abtriebsabschnitt 64 gegenüberliegenden Seite der ersten Drehachse 54. Dieses zweite Abtriebsmittel 67 ist jedoch optional und kann beispielsweise dazu dienen, gleichzeitig zum Schloss 14 ein weiteres Schloss zu öffnen und/oder einen Fanghaken auszuheben.
An dem Antriebsabschnitt 66 ist ein sperrklinkenartiges Koppelelement 68 um eine zu der ersten Drehachse 54 beabstandete zweite Drehachse 70 drehbar gelagert. Das Koppelelement 68 liegt in der Ebene des Eingangselements 56 und kann zwischen einer Kopplungslage (2), in welcher es mit dem Eingangselement 56 in Eingriff geraten und das Eingangselement 56 Drehmoment auf das Ausgangselement 62 ausüben kann, und einer Entkopplungslage (5) verdreht werden, in welcher das Koppelelement 68 und das Eingangselement 56 nicht in Eingriff bringbar sind und das Eingangselement 56 folglich kein Drehmoment auf das Ausgangselement 62 ausüben kann.
Zur Verstellung des Koppelelements 68 ist ein Kupplungsmotor 72 vorgesehen, hier in Gestalt eines Elektromotors, welcher durch die bereits erwähnte, in den Figuren nicht dargestellte Motorsteuerung gesteuert wird, die ihrerseits mit der Fahrzeugsteuerung 42 verbunden ist. Der Kupplungsmotor 72 weist eine Ausgangswelle 74 auf, auf welcher eine Schnecke 76 sitzt. Die Schnecke 76 steht mit einem Schneckenradabschnitt 78, der an einem Steuerelement 80 zur Steuerung des Koppelelements 68 ausgebildet ist, derart in Eingriff, dass die Schnecke 76 und der Schneckenradabschnitt 78 ein nicht selbsthemmendes Schneckengetriebe bilden.
Das Steuerelement 80 ist auf der dem Ausgangselement 62 abgewandten Seite des Eingangselements 56 benachbart zu dem Eingangselement 56 angeordnet und um die erste Drehachse 54 drehbar gelagert, sodass das es durch entsprechende Ansteuerung des Kupplungsmotors 72 in eine erste Drehrichtung, in 2C bis 7 entgegen dem Uhrzeigersinn, oder in eine zweite Drehrichtung, in 2C bis 7 im Uhrzeigersinn, verdreht werden kann. Dabei erfolgt die Verdrehung des Steuerelements 80 aus einer Ruhelage heraus sowohl in der ersten Drehrichtung als auch in der zweiten Drehrichtung entgegen der Rückstellkraft einer Schenkelfeder 82. Auf diese Weise sorgen die Schenkelfeder 82 und das nicht selbsthemmende Schneckengetriebe dafür, dass das Steuerelement 80 stets seine Ruhelage einnimmt (2), wenn der Kupplungsmotor 72 deaktiviert ist, beispielsweise bei stehendem Kraftfahrzeug 10 oder bei einem Stromausfall.
Wenn das Steuerelement 80 seine Ruhelage einnimmt, befindet sich das Koppelelement 68 in seiner Kopplungslage, und die Kupplung 32 ist geschlossen. Eine auf das Antriebsmittel, d.h. den vom Zugverteiler 28 kommenden Bowdenzug 30, ausgeübte Zugkraft bewirkt in diesem Zustand eine Verdrehung des Eingangselements 56, welche über das Koppelelement 68 an das Ausgangselement 62 übertragen wird, welches folglich seinerseits eine Zugkraft auf das daran angebrachte Abtriebsmittel, d.h. den zum Schloss 14 führenden Bowdenzug 34, ausübt (3 und 4).
Es sei darauf hingewiesen, dass selbst dann, wenn das Koppelelement 68 und das Eingangselement 56 kraftschlüssig in Eingriff stehen und insbesondere wie in 4 dargestellt eine auf das Antriebsmittel, d.h. den vom Zugverteiler 28 kommenden Bowdenzug 30, ausgeübte Zugkraft eine maximale Verdrehung des Eingangselements 56 bewirkt, der Kupplungsmotor 72 immer noch in der Lage ist, das Koppelelement 68 in seine Entkopplungslage zu verstellen. Auf diese Weise kann die Kupplung 32 zu jeder Zeit geöffnet werden, insbesondere auch dann, wenn permanent an dem Antriebsmittel, d.h. den vom Zugverteiler 28 kommenden Bowdenzug 30, gezogen wird.
Das Koppelelement 68 bildet einen Mitnehmerzapfen 84 aus, der im Bereich eines der zweiten Drehachse 70 abgewandten Endes des Koppelelements 68 in die Ebene des Steuerelements 80 hineinragt. Das Steuerelement 80 bildet einen Auslenkabschnitt 86 und einen Mitnahmehaken 88 für den Mitnehmerzapfen 84 aus.
Dabei ist der Auslenkabschnitt 86 derart angeordnet, dass er bei einer Verdrehung des Steuerelements 80 in die erste Drehrichtung mit dem Mitnehmerzapfen 84 in Eingriff gerät und das Koppelelement 68 in seine Entkopplungslage verdreht, wodurch das Eingangselement 56 und das Ausgangselement 62 voneinander getrennt werden und die Kupplung 32 geöffnet wird (5A und 5B). Eine auf das Antriebsmittel, d.h. den vom Zugverteiler 28 kommenden Bowdenzug 30, ausgeübte Zugkraft bewirkt in diesem Zustand also einen Leerhub des Eingangselements 56, ohne dass das Ausgangselement 62 und das daran angebrachte Abtriebsmittel, d.h. der zum Schloss 14 führende Bowdenzug 34, mit bewegt werden (6).
Genauer gesagt fährt das in die Entkopplungslage verstellte Koppelelement 68 bei einer Verdrehung des Eingangselements 56 in die erste Drehrichtung in eine Aussparung 89 des Eingangselements 56 ein, in welcher es in der Entkopplungslage gehalten wird, solange das Eingangselement 56 seine verdrehte Stellung einnimmt, beispielsweise weil permanent Zug auf das Antriebsmittel, d.h. den vom Zugverteiler 28 kommenden Bowdenzug 30, ausgeübt wird. Zur Vermeidung einer Überhitzung des Kupplungsmotors 72 kann der Kupplungsmotor 72 in dieser Situation abgeschaltet werden.
Der Mitnahmehaken 88 ist derart angeordnet, dass er bei einer Verdrehung des Steuerelements 80 in die zweite Drehrichtung mit dem Mitnehmerzapfen 84 in Eingriff gerät und das Koppelelement 68 etwa in Richtung der zweiten Drehachse 70 mitnimmt, wodurch das Ausgangselement 62 um die erste Drehachse 54 verdreht wird und Zug auf das Abtriebsmittel, d.h. den zum Schloss 14 führenden Bowdenzug 34, ausübt (7). Eine durch den Kupplungsmotor 72 ausgelöste Verdrehung des Steuerelements 80 in die zweite Drehrichtung bewirkt also eine Servoöffnung des Schlosses 14, ohne dass hierzu Zug auf das Antriebsmittel, d.h. den vom Zugverteiler 28 kommenden Bowdenzug 30, ausgeübt werden muss.
Das Eingangselement 56 bildet ferner einen Schaltabschnitt 90 aus, in dessen Bereich ein mit der Motorsteuerung und/oder Fahrzeugsteuerung 42 verbundener Mikroschalter 92 angeordnet ist, welcher unbetätigt ist, solange sich das Eingangselement 56 in seiner Ruhelage befindet (2), und welcher betätigt wird, sobald das Eingangselement 56 durch Zug an dem Antriebsmittel um einen vorbestimmten Drehwinkel, beispielsweise einen Drehwinkel von 5°, in der zweiten Drehrichtung, in 2 also im Uhrzeigersinn, verdreht wird und der Abtriebsabschnitt 64 des Eingangselements 56 mit dem Koppelelement 68 in Eingriff gerät. Das Schaltsignal des Mikroschalters 92 kann beispielsweise dazu genutzt werden, um das Koppelelement 68 durch Verdrehung des Steuerelements 80 in der ersten Drehrichtung, in 2 also entgegen dem Uhrzeigersinn, auszuheben und in seine Entkopplungslage zu bringen und dadurch eine Übertragung des Zugs an dem Antriebsmittel auf das Abtriebsmittel, d.h. den zum Schloss 14 führenden Bowdenzug 34, und somit eine unerwünschte Öffnung des Schlosses 14 zu verhindern.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
12: Frontklappe
14: Schloss
18: Fanghaken
20: Betätigungselement
22: Betätigungselement
24: Bowdenzug
26: Bowdenzug
28: Zugverteiler
30: Bowdenzug
32: Kupplung
34: Bowdenzug
36: Bowdenzug
38: Kupplung
40: Bowdenzug
42: Fahrzeugsteuerung
44: elektrische Leitung
46: elektrische Leitung
48: Signalleitung
50: Signalleitung
52: elektrische Leitung
54: erste Drehachse
56: Eingangselement
58: Antriebsabschnitt
60: Abtriebsabschnitt
62: Ausgangselement
64: Abtriebsabschnitt
66: Antriebsabschnitt
67: Abtriebsmittel
68: Koppelelement
70: zweite Drehachse
72: Kupplungsmotor
74: Ausgangswelle
76: Schnecke
78: Schneckenradabschnitt
80: Steuerelement
82: Schenkelfeder
84: Mitnehmerzapfen
86: Auslenkabschnitt
88: Mitnahmehaken
89: Aussparung
90: Schaltabschnitt
92: Mikroschalter

Claims

System zum Steuern eines Schlosses für eine Frontklappe (12) eines Kraftfahrzeugs (10), die einen vorderen Kofferraum des Kraftfahrzeugs (10) abdeckt, umfassend: ein Schloss (14) mit einer Drehfalle zum Halten eines Schließbügels in einer geschlossenen Stellung der Frontklappe (12); einen Fangmechanismus (18) zum Halten des Schließbügels in einer Sicherheitsstellung der Frontklappe (12); ein in einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs (10) angeordnetes erstes Betätigungselement (20) zum Öffnen des Schlosses (14); und ein in dem vorderen Kofferraum angeordnetes zweites Betätigungselement (22) zum Öffnen des Schlosses (14) und Lösen des Fangmechanismus (18); dadurch gekennzeichnet, dass eine erste elektromechanische Kupplung (32) zwischen das erste und zweite Betätigungselement (20, 22) und das Schloss (14) geschaltet ist, durch welche das erste und zweite Betätigungselement (20, 22) mechanisch von dem Schloss (14) entkoppelbar oder mit dem Schloss (14) koppelbar sind; und eine zweite elektromechanische Kupplung (38) zwischen das zweite Betätigungselement (22) und den Fangmechanismus (18) geschaltet ist, durch welche das zweite Betätigungselement (22) mechanisch von dem Fangmechanismus (18) entkoppelbar oder mit dem Fangmechanismus (18) koppelbar ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (32) und die zweite Kupplung (38) jeweils einen durch eine Kupplungssteuerung gesteuerten Kupplungsmotor (72) zum Öffnen und Schließen der Kupplung (32, 38) aufweisen.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (32) und die zweite Kupplung (38) im stromlosen Zustand ihres Kupplungsmotors (72) jeweils geschlossen sind.
System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungssteuerung in die Kupplung (32, 38) integriert ist.
System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Kupplung (32, 38), insbesondere eine jeweilige Kupplungssteuerung der ersten und zweiten Kupplung (32, 38), mit einer Fahrzeugsteuerung (42) des Kraftfahrzeugs (10) verbunden sind.
System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e ich n e t , dass die erste und zweite Kupplung (32, 38) jeweils in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (10) geöffnet oder geschlossen werden.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Kupplung (32, 38) geschlossen sind, wenn das Kraftfahrzeug (10) steht.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (32) geschlossen und die zweite Kupplung (38) geöffnet ist, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines Schwellenwerts bleibt.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Kupplung (32, 38) geöffnet sind, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Schwellenwert erreicht oder überschreitet.
System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kupplung (32) mittels eines mechanischen Verbindungsmittels, insbesondere mittels eines Bowdenzugs (34), mit dem Schloss (14) verbunden ist; und/oder die zweite Kupplung (38) mittels eines mechanischen Verbindungsmittels, insbesondere mittels eines Bowdenzugs (40), mit dem Fanghaken (18) verbunden ist.
System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kupplungsmotor (72) der ersten Kupplung (32) dazu ausgebildet ist, das zum Schloss (14) führende Verbindungsmittel (34) zu betätigen und dadurch das Schloss (14) zu öffnen; und/oder ein Kupplungsmotor (72) der zweiten Kupplung (38) dazu ausgebildet ist, das zum Fangmechanismus (18) führende Verbindungsmittel (40) zu betätigen und dadurch den Fangmechanismus (18) zu lösen.
System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Betätigungselement (20, 22) elektrisch mit einer Fahrzeugsteuerung (42) verbunden sind/ist.
System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung des ersten Betätigungselements (20) die Übermittlung eines ersten elektrischen Öffnungssignals an die Fahrzeugsteuerung (42) auslöst und bewirkt, dass die Fahrzeugsteuerung (42) die erste Kupplung (32) anweist, einen Kupplungsmotor (72) zum Öffnen des Schlosses (14) zu aktivieren.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine nochmalige Betätigung des ersten Betätigungselements (20) oder eine Betätigung eines weiteren Betätigungselements die Übermittlung eines zweiten elektrischen Öffnungssignals an die Fahrzeugsteuerung (42) auslöst und bewirkt, dass die Fahrzeugsteuerung (42) die zweite Kupplung (38) anweist, einen Kupplungsmotor (72) zum Lösen des Fangmechanismus (18) zu aktivieren.
System nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Betätigung des zweiten Betätigungselements (22) die Übermittlung eines elektrischen Öffnungssignals an die Fahrzeugsteuerung (42) auslöst und bewirkt, dass die Fahrzeugsteuerung (42) sowohl die erste Kupplung (32) anweist, einen Kupplungsmotor (72) zum Öffnen des Schlosses (14) zu aktivieren, als auch die zweite Kupplung (38) anweist, einen Kupplungsmotor (72) zum Lösen des Fangmechanismus (18) zu aktivieren.