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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Kraftfahrzeugzugangssystem und betrifft ein
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Antriebseinheiten in oder im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugschlössern sind regelmäßig mit zumindest einem Elektromotor ausgerüstet, auf dessen Abtriebswelle die abtriebsseitige Schnecke angeordnet ist. Die Schnecke kämmt ihrerseits mit dem Schneckenrad. Auf diese Weise lässt sich bereits eine Übersetzung der schnell laufenden Abtriebswelle des Elektromotors in demgegenüber langsamere Drehbewegungen des Schneckenrades darstellen. Das alles gelingt unter Berücksichtigung eines funktionsgerechten und kompakten Aufbaus. Das hat sich grundsätzlich bewährt.
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Im gattungsbildenden Stand der Technik nach der
DE 10 2013 111 039 A1 wird ein Kraftfahrzeugschloss mit einer solchen Antriebseinheit beschrieben. Tatsächlich sind an dieser Stelle zwei Antriebseinheiten realisiert. Eine Antriebseinheit fungiert als Hauptantrieb und eine weitere Antriebseinheit ist als Notantrieb vorgesehen und kommt im Crash-Fall zum Einsatz.
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Der Hauptantrieb und der Notantrieb sind unterschiedlich ausgelegt. Tatsächlich sorgt der Hauptantrieb mit seinem Hauptmotor vorliegend für ein sogenanntes elektrisches Öffnen des Gesperres, also dafür, dass die in Schließstellung des Gesperres in die Drehfalle eingreifende Sperrklinke von ihrem Eingriff abgehoben wird. Um auch ein Ausheben der Sperrklinke im Notbetrieb und insbesondere im Crash-Fall zu gewährleisten, ist eine weitere Antriebseinheit bzw. der Notantrieb mit einem Hilfsmotor vorgesehen, der über zusätzliche Getriebeelemente mit einem Planetengetriebe zum Ausheben der Sperrklinke gekoppelt ist. Auf diese Weise werden unterschiedliche Drehmomentübersetzungen zwischen einerseits dem Hauptmotor und einem auf die Sperrklinke arbeitenden Abtriebselement und andererseits dem auf das Abtriebselement arbeitenden Hilfsmotor realisiert. Dadurch ist ein elektrischer Öffnungsvorgang auch dann möglich, wenn im Crash-Fall der Hauptantrieb ausgefallen ist.
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Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung, bspw. einem Kraftfahrzeugschloss mit elektrischer Öffnung ist es notwendig, eine Öffnung auch bei erhöhten Kräften zu ermöglichen wie sie typischerweise nach Unfällen oder beim Einklemmen von Gegenständen beim Schließen der Tür auftreten. Ferner muss es möglich sein, das Schloss zu öffnen wenn die Bordnetzspannung des Fahrzeuges z.B. nach einem Unfall ausgefallen ist. Der Öffnungsantrieb für das normale Öffnen des Schlosses besteht aus einem Motor und einem auf die Sperrklinke wirkenden Getriebe und muss üblicherweise sehr schnell öffnen können, um eine wertige Haptik beim Öffnen der Türe zu gewährleisten.
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Ein Problem herkömmlicher Kraftfahrzeugschlösser ist es, dass bei einem Bordnetzausfall oder Abfall der Bordspannung der Motor nicht mit ausreichend Spannung versorgt werden kann, sodass ein bspw. elektrisches Öffnen nicht mehr möglich ist. Abhilfe dafür können sogenannte Superkondensatoren / Supercaps leisten, die in Verbindung mit einer teuren Boost-Elektronik bei Spannungsabfall eine Normalspannung wiederherstellen und somit als Notenergiequelle dienen soll.
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Es besteht daher der Bedarf an einer kostengünstigen Lösung die eine zuverlässige Betätigung im Notfall ermöglicht.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die voranstehenden aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Kraftfahrzeugzugangssystem im Lastfall sicher zu betätigen.
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Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung zur Verbesserung des Kraftfahrzeugzugangssystem bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße elektrisch betreibbare (betätigbare) Vorrichtung eines Fahrzeugzugangssystems weist eine Betätigungsmechanik und einen damit gekoppelten Betätigungsantrieb auf, wobei der Betätigungsantrieb einen Normalspannungsmotor und einen Antriebsstrang zum elektro-mechanischen Betätigen der Betätigungsmechanik umfasst. Darüber hinaus ist zumindest ein Niedrigspannungsmotor vorgesehen, wobei sowohl der Normalspannungsmotor als auch der Niedrigspannungsmotor antriebstechnisch mit dem Antriebsstrang zusammenwirken.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere in den abhängig formulierten Patentansprüchen und der Beschreibung angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden gelten selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug, sodass wechselseitig bezuggenommen werden kann.
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Die beiden erfindungsgemäßen Motoren, Normalspannungsmotor und Niedrigspannungsmotor, kennzeichnen sich dadurch, dass diese in unterschiedlichen Spannungsbereichen arbeiten/arbeiten können. Es ist demnach möglich, dass abhängig von der zur Verfügung gestellten Versorgungsspannung für die Vorrichtung und somit die Motoren, der Normalspannungsmotor oder der Niedrigspannungsmotor zur Betätigung angesteuert werden. Unter Normalspannung kann bspw. die Bordspannung des Fahrzeugs verstanden werden, die zur Versorgung der Vorrichtung im Regelfall, d.h. bei einem vollfunktionsfähigen Fahrzeug, bereitgestellt wird. Es kann also erfindungsgemäß auch der Begriff Bordspannungsmotor als synonym für den Normalspannungsmotor verwendet werden. Unter Niedrigspannung kann dementsprechend eine Spannung verstanden werden, die unter der üblichen Bordspannung liegt und insbesondere im Fall einer Funktionseinschränkung des Fahrzeugs oder Teilen des Fahrzeugs bereitgestellt wird oder durch extern (bspw. von außerhalb des Fahrzeugs) anordbare Energiequellen zur Verfügung gestellt werden kann.
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Der Niedrigspannungsmotor ist erfindungsgemäß also derart ausgebildet, dass dieser bei geringerer Versorgungsspannung das Antreiben der Betätigungsmechanik sicherstellen kann. Dies ermöglicht nunmehr eine Sicherstellung der Funktionsfähigkeit der Vorrichtung bei einem ungewollten Spannungsabfall des Fahrzeugs. Es ermöglicht weiterhin, dass die Versorgung einer Ersatzspannung, bspw. bei Ausfall der Bordspannung, erleichtert wird. Insbesondere bedeutet das eine größere Flexibilität bei der Auswahl einer Notenergiequelle. Wenn also die Vorrichtung mittels einer Ersatz-/Notenergiequelle versorgt werden muss, ist es nunmehr möglich auf eine größere Auswahl der Energiequelle zuzugreifen. Der Einsatz von teuren Supercaps mit Boost-Elektronik ist nicht mehr zwingend, wenn die Versorgungsspannung für den Niedrigspannungsmotor geringer sein kann, als die Versorgungspannung des Normalspannungsmotors. Handelsübliche Batterien oder kabellose Energieübertragung mittels Smartphone oder Wearable sind somit für die Versorgung des Niedrigspannungsmotors denkbar.
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Unter einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann bspw. ein Kraftfahrzeugschloss, ein Tür- oder Klappenantrieb oder ein Türaufsteller verstanden werden. All diese Systeme können unter dem Begriff Zugangssystem subsumiert werden.
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Vorteilhaft weist der Normalspannungsmotor eine Betriebsspannung zwischen 8V und 16V auf. Die Betriebsspannung in diesem Bereich entspricht den Heute regelmäßig zur Verfügung gestellten Spannung der Bordelektronik bzw. Versorgungsbatterie eines Fahrzeugs.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Niedrigspannungsmotor eine Betriebsspannung zwischen 1,5V und 4,5V aufweist. Diese Spannung kann bsp. von einer Backupbatterie die ungefähr 3V aufweist, gespeist werden. 3V Batterien sind kostengünstig und kompakt im Aufbau. Eine aufwendige Elektronik, bspw. Boost-Elektronik, ist dabei nicht notwendig, wodurch die Kosten weiter reduziert werden können.
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Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass der Antriebsstrang ein Getriebe aufweist, das die Motoren mit der Betätigungsmechanik wirkverbindet. Bei dem Getriebe kann es sich bspw. um ein Schneckengetriebe und/oder ein Stirnradgetriebe handeln. Das Getriebe dient der Kraftübertragung von den Motoren auf die Betätigungsmechanik.
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Nach weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei das Schneckenrad als Bestandteil des Antriebsstranges als Getriebe-Stirnrad und damit Bestandteil eines dem Elektromotor nachfolgenden Getriebes ausgebildet. Auf diese Weise kann das Schneckenrad bzw. Getriebe-Stirnrad unmittelbar mit einem nachfolgenden Getriebe kämmen, um die beispielsweise für den Antrieb eines Abtriebselementes erforderlichen Drehmomente zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig lässt sich hierdurch ein besonders kompakter Aufbau realisieren.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Getriebe zwei Übersetzungsstufen aufweist, wobei die erste Übersetzungsstufe eine geringere Übersetzung aufweist als die zweite Übersetzungsstufe. Das Getriebe weist somit unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse auf. Einmal ein geringeres und einmal ein höheres Übersetzungsverhältnis für unterschiedliche Anforderungen. Dafür ist es vorteilhaft, wenn die Übersetzungsstufen an dem Schneckenrad ausgebildet sind. Die zumindest zwei Übersetzungsstufen können dabei derart an dem Schneckenrad ausgebildet sein, dass diese in unterschiedlichen Ebenen an dem einen Schneckenrad angeordnet sind. Weiterhin ist es denkbar, dass jede Getriebestufe jeweils ein Schneckenrad zugeordnet ist, wobei vorzugsweise die Schneckenräder auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Die Getriebestufen können jedoch auch auf nur einem einzigen Schneckenrad angeordnet sein. Dafür ist es vorteilhaft, wenn die Stufen in unterschiedlichen Ebenen am Schneckenrad ausgebildet sind. So ist es denkbar, dass das Schneckenrad Kunststoff aufweist, insbesondere aus Kunststoff gefertigt ist. Dabei kann die erste Übersetzungsstufe und die zumindest zweite Übersetzungsstufe bei der Fertigung des Kunststoffteils auf zwei sich unterscheidenden Ebene ausgebildet werden. Bei einer Ausgestaltung können die Übersetzungsstufen durch unterschiedliche Zähnezahlen der Getrieberäder / Schneckenräder realisiert werden.
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Die unterschiedlichen Getriebestufen ermöglichen unterschiedliche Modi zur Betätigung. So kann die kleinere/geringere Übersetzung eine schnelle Betätigung, insbesondere ein schnelles Öffnen von bspw. einem Kraftfahrzeugschloss, ermöglichen. Die größere Übersetzung / höheres Übersetzungsverhältnis ermöglicht hingegen ein langsames Betätigen, insbesondere langsames Öffnen eines Kraftfahrzeugschlosses, gegen höhere/bei Lasten.
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Es ist darüber hinaus vorteilhaft, wenn der Normalspannungsmotor mit der ersten Übersetzungsstufe und der Niedrigspannungsmotor mit der zweiten Übersetzungsstufe zusammenwirkt. In der Ausgestaltung, in der die erste Getriebestufe eine geringere Übersetzung aufweist, kann der Normalspannungsmotor ein schnelles Öffnen/schnelles Betätigen erzielen. Der Normalspannungsmotor mit einer entsprechend der Spannung zugeordneten Leistung ermöglicht somit eine höhere Drehzahl des Getriebes und damit eine schnelle Betätigung der Betätigungsmechanik. Der Niedrigspannungsmotor, welcher vorzugsweise in einem Notfall, Lastfall oder ähnlichem zum Einsatz kommt und mit der zweiten Getriebestufe/Übersetzungsstufe zusammenwirkt, ermöglicht eine langsame Betätigung bei geringerer Spannung. Da dieser Niedrigspannungsmotor jedoch lediglich im Lastfall, Notfall oder ähnlichen Außergewöhnlichen Situationen zum Einsatz kommt, ist eine schnelle Betätigung auch nicht erforderlich. Eine geringe Leistungsaufnahme hingegen sehr vorteilhaft.
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Vorteilhafterweise kann zumindest eine Energiequelle, insbesondere eine Batterie oder ein Superkondensator, zur Energieversorgung des Niedrigspannungsmotors vorgesehen sein. Im Rahmen der Erfindung kann die Energiequelle insbesondere als Batterie oder Superkondensator ausgebildet ist und zur Energieversorgung des zumindest einen Motors dient. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Energiequelle, insbesondere in Form einer Batterie oder eines Superkondensator, im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs ständig oder zumindest zeitweise im geladenen Zustand gehalten wird. So kann sichergestellt gestellt werden, dass im Lastfall ausreichend Energie zur Verfügung gestellt werden kann, um Normalspannungs- und/oder Niedrigspannungsmotor mit elektrischer Energie zu versorgen. Superkondensatoren, auch Ultrakondensatoren genannt, sind elektrochemische Kondensatoren und haben im Vergleich zu handelsüblichen Akkumulatoren eine erhöhte Leistungsdichte, sodass diese sehr viel schneller geladen werden können.
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Weiterhin ist es denkbar, dass eine Steuereinheit zur Steuerung der Motoren vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit in Abhängigkeit einer Zustandsinformation des Fahrzeugs den Normalspannungsmotor und/oder den Niedrigspannungsmotor ansteuert. Insbesondere kann die Steuereinheit bei der Erkennung eines Normalfalls, also reguläre Funktionsweise, und eines Notfalls, Lastfall oder ähnliches die oder den entsprechenden Motor ansteuern. Beispielsweise kann die Steuereinheit die zur Verfügung stehende Spannung ermitteln und dementsprechend den Normalspannungsmotor oder den Niedrigspannungsmotor ansteuern.
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Nach vorteilhafter Ausgestaltung wirkt die Steuereinheit mit einer Erkennungseinheit zusammen, sodass im Falle eines definierten Ereignisses durch die Erkennungseinheit, der Normalspannungsmotor oder der Niedrigspannungsmotor aktivierbar ist. Als vorteilhaft hat sich als Steuereinheit eine Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug (bspw. ein Airbag-Steuergerät) oder eine Türbezogene oder Schlossbezogene Steuereinheit mit Schnittstelle zu einer Steuereinheit des Personenschutzmittels oder bspw. ein Umfeldsensor, gezeigt, da es echtzeitfähig ist und durch sein Design höchsten Ansprüchen z.B. an die Robustheit, Verfügbarkeit etc. genügt.
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Hierzu kann die Steuereinheit zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor, einer Erkennungseinheit oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
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Vorteilhaft wird hierfür mindestens ein Sensorsignal von mindestens einer Erkennungseinheit, bspw. eines Umfeldsensors oder einer Airbagsteuerung des Fahrzeugs empfangen. Bei einem Umfeldsensor handelt es sich um Sensorsysteme/Sensoren, welche Umfeldinformationen, wie Informationen von beispielsweise Radar- und/oder Lidar-Systemen, sowie Fahrdynamik-Informationen einbeziehen, um eine optimale Schutzfunktion für den Insassen im Falle einer Kollision zu erreichen. Optimal bedeutet je nach Funktion, dass eine sehr schnelle Reaktionszeit für das Auslösen/Aktivieren von Sicherheitssystemen ermöglicht wird. Unter einem Umfeldsensor soll vorliegend auch ein Sensor oder mehrere Sensoren verstanden werden, die physikalische Effekte im Umfeld oder am Fahrzeug selbst erfassen. Darunter sind auch Video und oder Ultraschallsensoren zu verstehen. Diese Systeme sind auch unter dem Begriff Pre-Crash-Systeme aus dem Stand der Technik bekannt.
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Teilt ein Umfeldsensor nunmehr mit, dass eine Kollision bevorsteht oder eine Kollision bereits stattgefunden hat, so kann in Reaktion auf das empfangene Sensorsignal die erfindungsgemäße Steuereinheit angesteuert werden.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass zusätzlich zu einem Umfeldsensor zumindest ein Crashsensor des Fahrzeugs das Sensorsignal oder ein zusätzliches Sensorsignal zu dem Umfeldsensor liefert. Dementsprechend kann der Crashsensor ein bereits eingeleiteten oder durchgeführten Crash/Kollision detektieren und zusätzliche Sensorsignale für das Ansteuern liefern.
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Im Rahmen der Erfindung kann die Vorrichtung ein Gesperre mit zumindest einer Drehfalle und zumindest einer Sperrklinke zum Blockieren der Drehfalle in zumindest einer Rastposition aufweisen, wobei die Betätigungsmechanik zumindest eine Schlossfunktion aufweist und mit dem Gesperre wirkverbunden ist, insbesondere derart dass das Gesperre elektro-mechanisch betätigbar ist.
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Wird im Rahmen der Erfindung von einem Kraftfahrzeugschloss für ein bewegliches Teil von einem Kraftfahrzeug gesprochen, kann es sich zumindest um Seitentürschlösser, Flügeltüren-, Schwingtüren-, Schiebetür-, Hecktüren-, Heckklappenschlösser und Haubenschlösser bzw. Motorhaubenschlösser , aber auch um Tankklappenschlösser, Ladeklappenschlösser etc. handeln.
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Im Inneren oder entfernt von einem zugehörigen Gehäuse bzw. Kraftfahrzeugschlossgehäuse solcher Kraftfahrzeugschlösser ist in der Regel eine Antriebseinheit vorgesehen, die meistens auf das obligatorische Gesperre aus Drehfalle und Sperrklinke arbeitet. Grundsätzlich kann die Antriebseinheit aber auch anderweitig eingesetzt werden, beispielsweise als Verriegelungsantrieb, Kindersicherungsantrieb, Diebstahlsicherungsantrieb, Zuziehantrieb etc.
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Kraftfahrzeugschlösser können mehrere Gesperrepositionen aufweisen. So kann ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeugschloss bspw. zumindest eine Vorrastposition und eine Hauptrastposition sowie eine geöffnete/entsperrte Position aufweisen. Darüber hinaus können gattungsgemäße Kraftfahrzeugschlösser zumindest ein Schlossgehäuse, einen Schlossdeckel und einen Schlosskasten (im Folgenden unter dem Begriff Schlossgehäuse subsumiert) aufweisen, wobei das Gesperre somit im Wesentlichen von dem Schlossgehäuse umschlossen/verschlossen wird.
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In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung kann die Schlossfunktion zumindest eine elektrische Öffnungsfunktion, eine Zentralverriegelungsfunktion, eine Diebstahlsicherungsfunktion oder eine Kindersicherungsfunktion sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem beweglichen Teil, insbesondere einer Tür, Schiebetür, Klappe, Heckklappe oder Frontklappe, und einem Zugangssystem sowie mit einer dem beweglichen Teil zugeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere als ein elektrisch betreibbares Kraftfahrzeugschloss beansprucht. Dementsprechend gelten sämtliche Merkmale und Vorteile, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben worden sind auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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Es zeigen:
- 1 schematisch ein mögliches Ausführungsbeispiel in Form eines elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugschlosses,
- 2 schematisch ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugschlosses und
- 3 ein mögliches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuges.
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Die 1 beschreibt ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrisch betreibbaren Vorrichtung eines Fahrzeugzugangssystems für ein bewegliches Teil eines Fahrzeugs, wobei die elektrisch betreibbare Vorrichtung in 1 als elektrisch betreibbares Kraftfahrzeugschloss ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeugschloss 10 kann beispielsweise ein Seitentürschloss oder ein Heckklappenschloß oder ein Haubenschloß eines Kraftfahrzeugs sein. Das abgebildete elektrisch betreibbare Kraftfahrzeugschloss 10 weist eine Betätigungsmechanik 11 auf, wobei die Betätigungsmechanik 11 zum einen mit einem Betätigungsantrieb 20 und einem Gesperre 12 gekoppelt ist. Das Gesperre 12 besteht zumindest aus einer Drehfalle 13 und einer Sperrklinke 14, wobei die Sperrklinke 14 die Drehfalle 13 zumindest in einer Rastposition halten kann. Die Betätigungsmechanik 11 ist dabei zum elektromechanischen betätigen mittels des Antriebsstranges 23 wirkverbunden. Beispielsweise kann die Betätigungsmechanik 11 ein Hebelmechanismus oder dergleichen sein, welcher zum Auslenken der Sperrklinke 14 ausgebildet ist. Der Betätigungsantrieb 20 umfasst in der 1 zwei Motoren. Nämlich zum einen den Normalspannungsmotor 21, welcher an einen Antriebsstrang 23 zum elektromechanischen betätigen der Betätigungsmechanik angebunden ist. Und zum anderen einen Niedrigspannungsmotor 22, welcher ebenfalls antriebstechnisch mit dem Antriebsstrang 23 verbunden ist. Somit beweist das elektrisch betreibbare Kraftfahrzeugschloss 10 einen Niedrigspannungsmotor 22 und einen Normalspannungsmotor 21 auf, wobei beide Motoren 21, 22 mit dem Antriebsstrang 23 und mit dem Betätigungsmechanismus 11 zusammenwirken können oder zusammenwirken.
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Vorzugsweise dienen der Niedrigspannungsmotor 22 und/oder der Normalspannungsmotor 21 zum elektrischen Öffnen des Gesperres 12. Darüber hinaus ist es denkbar, dass zumindest einer der Motoren 21, 22 auch zum Zuziehen und oder Verriegeln des Kraftfahrzeugschlosses vorgesehen ist.
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Im Detail ist der Niedrigspannungsmotor 22 als auch der Normalspannungsmotor 21 in einem Gehäuse des Kraftfahrzeugschlosses 10 angeordnet. Beide Motoren 21, 22 sind über eine Schnecke mit einem Schneckenrad des Antriebsstranges 23 antriebstechnisch verbunden. Das Schneckenrad und die Schnecken der Motoren 21,22 bilden zusammen ein Getriebe 24, welches wiederum mit der Betätigungsmechanik 11 verbunden ist, sodass das Getriebe 24 eine Kraft von den Motoren 21,22 auf die Betätigungsmechanik 11 übertragen kann. Wie bereits beschrieben, kann die Betätigungsmechanik 11 zum elektrischen Öffnen des Gesperres 12 vorgesehen sein, sodass über das Getriebe 24 des Antriebsstranges 23 eine entsprechende Betätigungskraft vom Normalspannungsmotor 21 und/oder Niedrigspannungsmotor 22 über die Betätigungsmechanik 11 und das Getriebe 24 auf das Gesperre 12, insbesondere auf die Sperrklinke 14 übertragen werden kann.
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Darüber hinaus ist das Kraftfahrzeugschlos 10 in der 1 mit einer Steuereinheit 40 in Signalverbindung. Die Steuereinheit 40 dient unter anderem dazu, die Schlossfunktionen, beispielsweise das elektrische Öffnen, zu steuern. Die Steuereinheit 40 ist darüber hinaus mit einer Erkennungseinheit 50 des Fahrzeugs in Signalverbindung. Darüber hinaus ist das Kraftfahrzeugschloss mit einer Energiequelle 30 verbunden, wobei die Energiequelle zur elektrischen Versorgung des zumindest Normalspannungsmotors 21 und/oder Niedrigspannungsmotors 22 elektrisch verbunden ist. Es ist darüber hinaus denkbar, dass die Steuereinheit 40 und/oder die Erkennungseinheit 50 ebenfalls von der Energiequelle 30 gespeist werden.
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Die Steuereinheit 40 dient zur Steuerung der Motoren 21,22, wobei die Steuereinheit 40 in Abhängigkeit zumindest einer Zustandsinformation, insbesondere einer Zustandsinformation des Kraftfahrzeugschlosses 10 und/oder des Kraftfahrzeuges, den Normalspannungsmotor 21 und/oder den Niedrigspannungsmotor 22 ansteuert. Bei dieser Zustandsinformation kann es sich beispielsweise um eine Versorgungsspannung für den Normalspannungsmotor 21 und/oder das Kraftfahrzeugschloss 10 bzw. des Kraftfahrzeuges handeln. Erkennt die Steuereinheit 40 somit einen Abfall der Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugschlosses 10 und/oder des Fahrzeugs, so kann die Steuereinheit 40 den Niedrigspannungsmotor 22 ansteuern. Dabei ist es, vorzugsweise vorgesehen, dass bei einem Abfall der Versorgungsspannung des Fahrzeugs und/oder des Kraftfahrzeugschlosses 10 die Energiequelle 30 zur Versorgung des zumindest Niedrigspannungsmotors 22 vorgesehen ist.
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Besonders bevorzugt arbeitet die Steuereinheit 40 mit der Erkennungseinheit 50 zusammen, sodass im Falle eines vordefinierten Ereignisses, welches durch die Erkennungseinheit 50 erkannt werden kann, der Niedrigspannungsmotor 22 aktivierbar ist. Das bedeutet im Detail, dass bei einem erkannten Ereignis durch die Erkennungseinheit 50 die Information von der Steuereinheit 40 verarbeitet wird und somit der Niedrigspannungsmotor 22 aktivierbar ist, wobei der Niedrigspannungsmotor 22 vorzugsweise durch die Energiequelle 30 gespeist wird, sodass auch bei Abfall einer Spannungsversorgung oder Ausfall einer Spannungsversorgung, das Kraftfahrzeugschloss 10 mithilfe der Energiequelle 30 und des Niedrigspannungsmotors 22 elektrisch entriegelt und/oder geöffnet werden kann. Somit ist es möglich, auf eine mechanische Redundanz zum Öffnen eines elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugschlosses zu verzichten. Die üblicherweise notwendige mechanische Redundanz zum mechanischen entriegeln und/oder Öffnen des Kraftfahrzeugschlosses im Falle einer Spannungsversorgungsabfalls oder -ausfalls kann aufgrund des Niedrigspannungsmotors 22 eingespart werden.
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In der 2 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer elektrisch betreibbaren Vorrichtung 10 gezeigt, wobei es sich in 2 ebenfalls um ein elektrisch betreibbares Kraftfahrzeugschloss 10 geht. Das Kraftfahrzeugschloss 10 der 2 weist ebenfalls ein Gesperre 12 mit zumindest einer Sperrklinke 14 und einer Drehfalle 13 auf, wie es bereits in der 1 gezeigt ist. Darüber hinaus ist eine Betätigungsmechanik 11 vorgesehen, wobei die Betätigungsmechanik 11 mit dem Betätigungsantrieb, dem Antriebsstrang, 23 dem Getriebe 24 und den Motoren 21, 22 miteinander verbunden ist. Das Ausführungsbeispiel aus der 2 weist einen Normalspannungsmotor 21 und einen Niedrigspannungsmotor 22 auf, wobei die Normalspannungsmotor 21 und der Niedrigspannungsmotor 22 über einen Antriebsstrang 23 mit dem Gesperre wirkverbunden sind. Dafür ist ein Getriebe 24 vorgesehen, wobei das Getriebe 24 als Schneckenrad bzw. Zahnrad ausgebildet ist und mit der Schnecke des Normalspannungsmotors 21 und der Schnecke des Niedrigspannungsmotors 22 wirkverbunden ist. Das Getriebe 24 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Übersetzungsstufen I und II auf. Die erste Übersetzungsstufe I ist mit dem Normalspannungsmotor 21 wirkverbunden. D. h., dass der Normalspannungsmotor 21 mit seiner Schnecke mit der 1. Übersetzungsstufe I an dem Schneckenrad bzw. Zahnrad angreift. Analog dazu ist der Niedrigspannungsmotor 22 mit der 2. Übersetzungsstufe II wirkverbunden, wobei die Schnecke des Niedrigspannungsmotors 22 in das Zahnrad bzw. Schneckenrad der 2. Übersetzungsstufe II eingreift. Die 1. Übersetzungsstufe I weist erfindungsgemäß eine geringere Übersetzung auf als die 2. Übersetzungsstufe II. Das Getriebe mit den zwei Übersetzungsstufen I und II kann dabei entsprechend mittels der 1. Übersetzungsstufe I ein schnelles betätigen, insbesondere schnelles Öffnen des Gesperres ermöglichen, wobei gleichzeitig die 2. Übersetzungsstufe II mittels des Niedrigspannungsmotors 22 ein langsames Öffnen jedoch mit einer höheren Kraft erzielen kann. Dementsprechend kann auch der Niedrigspannungsmotor 22 ein elektrisches Öffnen des Gesperres 12 ermöglichen. Vorzugsweise sind die 1. Stufe und die 2. Stufe einteilig, insbesondere materialeinheitlich, mit dem Schneckenrad ausgebildet. Bspw. kann zumindest das Schneckenrad als Kunststoffspritzgussteil, insbesondere Mehrkomponenten-Spritzgussteil ausgebildet sein.
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Während also der Normalspannungsmotor 21 mit der 1. Übersetzungsstufe I ein schnelles und komfortables Öffnen des Kraftfahrzeugschlosses 10 ermöglicht, kann auf der anderen Seite der Niedrigspannungsmotor 22 mit der 2. Übersetzungsstufe II, ein langsames aber im Notfall ein elektrisches Öffnen des Gesperres 12 ermöglichen, wobei die Versorgungsspannung der Energiequelle 30 ausreicht, um den Niedrigspannungsmotor 22 zu versorgen und eine notwendige Betätigungskraft für das Gesperre aufzubringen.
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Wie bereits im Zusammenhang des Ausführungsbeispiels aus 1 erläutert, weist auch das Kraftfahrzeugschloss der 2 eine Steuereinheit 40 auf, die zur Steuerung der Motoren 21 und 22 vorgesehen ist, wobei die Steuereinheit 40 in Abhängigkeit von Zustandsinformation den Normalspannungsmotor 21 und/oder den Niedrigspannungsmotor 22 ansteuern kann. Steuereinheit 40 ist dafür mit einer Erkennungseinheit 50 signalverbunden, sodass im Falle eines definierten Ereignisses durch die Erkennungseinheit 50 der Normalspannungsmotor 21, insbesondere aber der Niedrigspannungsmotor 22 aktivierbar ist. Weiterhin weist das Kraftfahrzeugschloss 10 eine Energiequelle 30 auf, wobei die Energiequelle erfindungsgemäß vorzugsweise als eine Batterie oder ein Superkondensator ausgebildet ist und zumindest zur Energieversorgung des Niedrigspannungsmotors 22 dient. Die Energiequelle 30 kann gemäß der Erfindung beispielsweise eine Spannung zwischen 1,5 und 4,5 V aufweisen, und mit dem Niedrigspannungsmotor 22 elektrisch verbunden sein. Die Spannung, welche vorzugsweise zwischen 1,5 V und 4,5 V aufweist, ist ausreichend für den Betrieb des Niedrigspannungsmotors 22. Dementsprechend kann die Energiequelle beispielsweise als eine kostengünstige Batterie ausgebildet sein. Eine derartige Batterie mit einer kleinen Versorgungsspannung benötigt. Dabei zum einen nur geringem Bauraum und ist zudem kostengünstig.
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In der 3 ist ein Kraftfahrzeug 100 mit zumindest einem beweglichen Teil 110 in Form einer Seitentür, einer Heckklappe und einer Frontklappe 110 gezeigt. Das Kraftfahrzeug 100 weist dabei ein Fahrzeugzugangssystem für die beweglichen Teile auf, wobei dem Fahrzeugzugangssystem insbesondere jeweils eine erfindungsgemäße elektrisch betreibbare Vorrichtung zugeordnet ist. Bei der erfindungsgemäßen elektrisch betreibbaren Vorrichtung 10 kann es sich beispielsweise um ein elektrisch betreibbares Kraftfahrzeugschloss handeln. Das Kraftfahrzeugschloss 10 kann dabei wie in der 3 gezeigt, beispielsweise als ein Seitentürschloss, ein Heckklappenschloß oder ein Haubenschloß 10 ausgebildet sein. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß denkbar, dass die elektrisch betreibbare Vorrichtung 10 als ein Türantrieb 10 oder Türpräsenter 10 ausgebildet ist, wie es ebenfalls in der 3 an der Seitentür des Kraftfahrzeugs 100 gezeigt ist. Die vordere Kraftfahrzeugseitentür 110 der 3 weist dabei neben einem elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugschlosses 10 ebenfalls einen elektrisch betreibbaren Türantrieb 10 auf. Auch ein erfindungsgemäßer elektrischer Türantrieb 10 kann gemäß der Erfindung ausgebildet sein und mit einem Normalspannungsmotor als auch einem Niedrigspannungsmotor ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 11
- Betätigungsmechanik
- 12
- Gesperre
- 13
- Drehfalle
- 14
- Sperrklinke
- 20
- Betätigungsantrieb
- 21
- Normalspannungsmotor
- 22
- Niedrigspannungsmotor
- 23
- Antriebsstrang
- 24
- Getriebe
- 30
- Energiequelle
- 40
- Steuereinheit
- 50
- Erkennungseinheit
- 100
- Fahrzeug
- 110
- bewegliches Teil
- I
- erste Übersetzungsstufe
- II
- zweite Übersetzungsstufe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013111039 A1 [0003]
