DE10338789A1

DE10338789A1 - Türschließsystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10338789A1
Application number: DE10338789A
Authority: DE
Inventors: Richard Baur; Gerald Bergmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-08-23
Filing date: 2003-08-23
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-08-24
Also published as: US20060138866A1; DE502004004206D1; EP1658409A1; DE10338789B4; WO2005021903A1; CN100593067C; US7521818B2; CN1836083A; EP1658409B1; JP2007503538A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Türschließsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem über einen Aktuator öffnungs- oder schließbetätigbaren Verriegelungselement und einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Aktuators. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist mindestens einem Verriegelungselement ein Positionsüberwachungsmittel zur Erfassung der Verriegelungsposition zugeordnet. Ferner ist jedes Positionsüberwachungsmittel mit einem Kontrollmittel zur Überprüfung, ob ein ordnungsgemäßer Verriegelungszustand vorliegt, wirkverbunden, derart, dass Soll- und Istzustand des Verriegelungselementes vergleichbar sind, so dass bei nicht übereinstimmenden Zuständen ein Rückmeldesignal erzeugbar ist. Hierdurch kann auf einfache Weise die ordnungsgemäße Verriegelung aller Türen und Klappen eines Fahrzeugs nach einem erfolgten Schließvorgang überprüft werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Türschließsystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Türschließsyteme für Kraftfahrzeuge mit Zentralverriegelungsfunktion und ohne Zentralverriegelungsfunktion bekannt. Zur Überprüfung, ob ein Fahrzeug mit allen Türen und Klappen nach einem Schließvorgang auch tatsächlich ordnungsgemäß verriegelt ist, muss der Benutzer sich entweder auf die Position der Verriegelungsstifte an den Türen verlassen und die Verriegelung der Kofferraumklappe manuell prüfen oder er muss gar alle Türen und Klappen auf einem Kontrollgang rund um das Fahrzeug manuell prüfen. Problematisch ist die manuelle Überprüfung durch den Benutzer insbesondere bei Systemen mit einem sogenannten elektronischen Schlüssel. Derartige Systeme funktionieren automatisch und leiten sobald der Benutzer (beziehungsweise der Schlüssel) sich in einem vorgegebenen Abstand zum Fahrzeug befindet automatisch einen Öffnungsvorgang ein, so dass entweder das Fahrzeug vollautomatisch entriegelt wird oder ein Entriegelungsvorgang vorbereitet wird und das Fahrzeug automatisch entriegelt, sobald der Benutzer eine Öffnungshandhabe betätigt ( DE 199 42 485 A1 ). Umgekehrt wird das Fahrzeug automatisch verriegelt, sobald der Schlüssel den vorgegebenen Abstands-Bereich zum Fahrzeug verlässt. Eine manuelle Überprüfung der Verriegelungsposition durch den Benutzer, wäre somit nur sehr umständlich, nämlich nur wenn der Benutzer den Fahrzeugschlüssel nicht mitführt möglich.

Ferner ist aus der DE 101 55 836 A1 ein Türverschluss für ein Kraftfahrzeug bekannt bei dem die Öffnungsstellung des Verriegelungselements überwacht wird. Hierfür ist ein Taster vorgesehen, der die Öffnungsposition des Verriegelungselementes detektiert und sobald diese erreicht ist ein Signal generiert, welches durch eine Steuereinheit dazu verwendet wird, den Versorgungsstrom für den Antriebsmotor des Verriegelungselements zu unterbrechen. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Antriebsmotor auf Block läuft und unnötig belastet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere im Hinblick auf Komfort und Sicherheit verbessertes Türschließsystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein derartiges Türschließsystem umfasst einen Aktuator in Form eines Elektro- oder Hydraulikantriebs oder dergleichen zum Öffnen beziehungsweise zum Schließen eines Verriegelungselements, eine Steuereinheit (z.B. separates Türsteuergerät oder zentrales Motorsteuergerät) zur Ansteuerung des Aktuators sowie Positionsüberwachungsmittel (z.B. Lichtschranke, Näherungssensor oder Grenztaster) zur Positionsüberwachung des Verriegelungselements. Das System umfasst ferner Kontrollmittel zur Überprüfung, ob ein ordnungsgemäßer Verriegelungszustand vorliegt. Hierdurch werden Soll- und Istzustand der Verriegelungselemente verglichen derart, dass bei nicht übereinstimmenden Zuständen ein Rückmeldesignal erzeugt wird. Dieses Rückmeldesignal kann entweder unmittelbar zur Ansteuerung eines Signalgebers, wie Hupe oder Scheinwerfer oder dergleichen verwendet werden oder aber als Zwischensignal zur Generierung eines Ansteuersignals für einen Signalgeber dienen.

Vorzugsweise sind die Kontrollmittel als Teil eines Türsteuergerätes oder eines Zentralsteuergerätes ausgebildet. Ihnen werden sowohl die Schließ- und Öffnungsbefehle, über welche der entsprechende Sollzustand der Verriegelungselemente definiert wird, als auch der über die Positionsüberwachungsmittel erfasste Verriegelungszustand, über den der jeweilige Istzustand der Verriegelungselemente definiert ist, zugeführt. Die Kontrollmittel sind erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass sie aufgrund einer Abweichung von Ist- und Sollzustand einen nicht ordnungsgemäßen Verriegelungszustand (nicht verriegelt trotz erfolgtem Verriegelungsbefehl) detektieren und ein Rückmeldesignal erzeugen. Zur Erzeugung eines Rückmeldesignals können beispielsweise Lichtquellen (Scheinwerfer, Blinker, Rückleuchten, Innenraumbeleuchtung...) oder akustische Quellen (Hupe) des Fahrzeugs in geeigneter Weise durch ein bestimmtes Signalmuster angesteuert werden.

Die Positionsüberwachung kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. In einer ersten möglichen Ausführungsform ist vorgesehen, die Positionsüberwachung über Sensoren zu realisieren, wobei die Sensoren die tatsächliche Position der Verriegelungsmittel erfassen. In einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die Positionsüberwachung durch die Auswertung steuergeräteinterner Daten zu realisieren. Hierfür kann beispielsweise die steuergeräteinterne Eigendiagnose des die Aktuatoren ansteuernden Steuergerätes beziehungsweise des entsprechenden separat ausgebildeten oder in ein Steuergerät integrierten Kontrollmittels herangezogen werden. Insbesondere erfolgt eine Auswertung des typischen Stromverlaufes von Anfahrstrom und/oder Laufstrom und/oder Blockstrom des als Elektromotors ausgebildeten Aktuators. Hierdurch wird nicht die tatsächliche Position der Verriegelungselemente oder Aktuatoren erfasst. Es wird vielmehr mit aufgrund der Überprüfung von Rahmenbedingungen auf die vorliegende Position der Verriegelungselemente geschlossen.

Schließlich kann die Positions- und Funktionsüberwachung insbesondere auch durch eine Kombination von Sensor- und Softwareüberwachung erfolgen.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein als nicht ordnungsgemäß detektierter Verriegelungszustand auch in der Bordelektronik des Kraftfahrzeugs und/oder im Kraftfahrzeugschlüssel abgespeichert. Auf diese Weise kann der Benutzer zum einen beispielsweise auf dem Bordcomputer jederzeit abrufen welches Verriegelungselement nicht ordnungsgemäß geschlossen hat und daher ggf. defekt ist. Zum anderen kann der Benutzer, auch wenn er sich bereits vom Fahrzeug entfernt hat, jederzeit anhand einer Abfrage seines Schlüssels überprüfen, ob sein Fahrzeug tatsächlich (ordnungsgemäß) verriegelt wurde. Hierfür kann der Schlüssel beispielsweise durch Druck einer bestimmten Taste abgefragt und die Information beispielsweise durch Aufleuchten einer Leuchtdiode (grün = ordnungsgemäß verriegelt, rot = nicht ordnungsgemäß verriegelt) angezeigt werden.

Das erfindungsgemäße Türschließsystem findet bevorzugt bei Systemen mit Zentralverriegelungsfunktion Abwendung.

Durch ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Türschließsystem erhält der Benutzer nach vollständig erfolgter Verriegelung beziehungsweise nach abgeschlossenem Verriegelungsvorgang eine Rückmeldung, ob das Fahrzeug auch tatsächlich ordnungsgemäß verschlossen und gesichert ist oder nicht. Ist das Fahrzeug trotz initiiertem Schließvorgang nicht ordnungsgemäß verriegelt, weil beispielsweise ein Aktuator in Form eines Elektromotors für den Antrieb eines Verriegelungsmittels defekt ist oder auch einfach nur verklemmt ist, wird auf diese Situation durch geeignete Maßnahmen wie Licht- und/oder Hupsignale hingewiesen. Auch ein Vibrationssignal am Schlüssel ist als Rückmeldesignal denkbar. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Benutzer trotz erfolgter Licht- oder Akustikwarnung davon ausgegangen ist, dass sein Fahrzeug ordnungsgemäß verriegelt wurde. Dieses Vibrationssignal kann vorteilhaft immer dann mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung initiiert werden, wenn es nach einem erfolgten Schießbefehl nicht durch eine Quittierung (z.B. durch Tastendruck) seitens des Benutzers unterdrückt wurde.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1: die schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der Erfindung,
2: das Zeitdiagramm für den Schließvorgang des erfindungsgemäßen Türschließsystems und
3: beispielhaft die unterschiedlichen Stromverläufe bei der Ansteuerung eines Aktuators für korrekte und nicht korrekte Schließvorgänge eines Verriegelungselements.
Das in 1 schematisch dargestellte Schaltbild zeigt eine Steuereinheit 2 zur Ansteuerung eines Aktuators 4 in Form eines Elektromotors für die Verriegelung einer Fahrzeugtür und/oder eines Kofferraumdeckels und/oder eines Schiebedachs und/oder anderer Klappen. Mittels dem Aktuator 4 ist ein Verriegelungselement 6 öffnungs- und schließbetätigbar. Jedem Verriegelungselement 6 sind Positionsüberwachungsmittel 8 zugeordnet. Die Positionsüberwachungsmittel 8 können als Sensoren in Form von Grenztastern 8a oder dergleichen oder als Softwaremittel 8b zur Auswertung steuergeräteinterner Daten oder in Form einer Kombination aus Sensoren und Softwaremitteln 8b ausgebildet sein. Die Positionsüberwachungsmittel 8 sind mit der Steuereinheit 2 verbunden, so dass dieser stets zumindest die Verriegelungsposition jedes Verriegelungselementes 6 übermittelt wird. Die erfassten Verriegelungspositionen, insbesondere im Falle einer detektierten nicht ordnungsgemäßen Verriegelungsposition sind mitsamt der Zuordnung zu dem entsprechenden Verriegelungselement 6, in Speichermitteln 2a abspeicherbar. Diese Speichermittel 2a können beispielsweise Bestandteil der Steuereinheit 2 oder eines Zentralsteuergerätes sein.
Des Weiteren ist ein an die Steuereinheit 2 gekoppelter Signalgeber 10 zur Signalisierung eines nicht ordnungsgemäßen Verriegelungszustandes mindestens eines Verriegelungselementes 6 vorhanden. Über einen Schlüssel 12 ist ein Verschließsignal S generierbar zur Initiierung eines Verschließvorgangs. Der Verschließvorgang kann wie dargestellt per Fernsignal oder auch manuell erfolgen. Ein System mit Steuereinheit 2, Aktuator 4 und Positionserfassungsmittel 8 ist vorzugsweise jedem Verriegelungselement 6 zugeordnet. Dabei sind die einzelnen Steuereinheiten 2 (Türsteuergeräte) über ein Bussystem mit weiteren Steuergeräten insbesondere einem Zentralsteuergerät verbunden. Alternativ können die Steuereinheiten 2 auch wegfallen und durch entsprechende Funktionen in einem Zentralsteuergerät ersetzt werden.
In 2 ist das zum Schaltbild gemäß 1 zugehörige Zeitdiagramm für einen Schließvorgang gezeigt. Durch Einleitung eines Verschließvorgangs wird im Zeitpunkt t1 für die Dauer td1 das Verschließsignal S generiert. Vorzugsweise wird, im wesentlichen zeitgleich hierzu, hierdurch ein Lesesignal L für die Zeitdauer td2 innerhalb der Steuereinheit 2 erzeugt. Mit der fallenden Flanke des Lesesignals L im Zeitpunkt t3 wird die Verriegelungsposition jedes Verriegelungselementes 6 abgefragt. Hierzu werden die einzelnen Verriegelungssignale VE der Verriegelungselemente 6 eingelesen.
Im Falle einer ordnungsgemäßen Verriegelung aller Verriegelungselemente 6 liefert jedes Positionsüberwachungsmittel 8 ein entsprechendes Verriegelungssignal VE1 (hier: high). Für diesen Fall wird die Steuereinheit 2 ein Signal R1 (hier: low) liefern, welches kein für einen Benutzer wahrnehmbares Rückmeldesignal initiiert.
Im Falle einer nicht ordnungsgemäßen Verriegelung eines oder mehrer Verriegelungselemente 6 liefert jedes Positionsüberwachungsmittel 8 eines nicht ordnungsgemäß verriegelten Verriegelungselementes 6 ein diesem Zustand entsprechendes Verriegelungssignal VE2 (hier: low). Aufgrund des Verriegelungssignals VE2 wird im Zeitpunkt der Abfrage (hier: abfallende Flanke des Lesesignals L) ein Rückmeldesignal R2 erzeugt. Die erläuterte Abfrage der Verriegelungszustände ist lediglich beispielhaft zu verstehen. So kann auch auf das zusätzliche Lesesignal L verzichtet werden und die Abfrage mit der fallenden Flanke des Verschließsignals S erfolgen. Auch ist denkbar die Abfrage gänzlich unabhängig vom Verschließungssignal S zu realisieren. Für diesen Fall würde lediglich mit einem separaten Prüfsignal der augenblicklich vorliegende Verriegelungszustand der Verriegelungselemente 6 abgefragt und überprüft, ob dieser mit dem zuletzt ergangenen (abgespeicherten) Befehl (Schließbefehl – Verriegelung aktiv/Öffnungsbefehl – Verriegelung inaktiv) übereinstimmt.
In 3 sind vier verschiedene Stromverläufe über der Zeit zur Ansteuerung eines Aktuators 4 in Form eines Elektromotors dargestellt.
Der erste Stromverlauf I₁(t) stellt den Ansteuerstrom für den Aktuator 4 bei einem korrekten fehlerlosen Schließvorgang des vom Aktuator 4 angesteuerten Verriegelungselementes 6 dar. Dabei ist der bei einem fehlerlosen Schließvorgang erzeugte Stromverlauf des Ansteuerstroms für den Aktuator 4 im wesentlichen in drei Phasen aufgeteilt. In einer ersten Phase I liegt bei der Inbetriebnahme des Motors kurzzeitig ein erhöhter Anfahrstrom vor, der sich dann auf einen bei Normalbetrieb des Motors einstellenden Laufstrom einstellt. In der zweiten Phase II liegt während der Arbeitsphase des Motors über die gesamte Zeit der eingestellte Laufstrom an. In der dritten Phase III hat der Motor seine Endstellung erreicht und wird dennoch unverändert mit Strom versorgt, so dass er aufgrund einer stark erhöhten Last (Motor läuft auf Block) einen stark erhöhten Strom zieht. Dieser Stromverlauf ist sehr charakteristisch und somit einfach zu überwachen. Entsprechende Abweichungen in diesem Verlauf lassen unmittelbar auf das Vorliegen eines Fehlers schließen. Die Steuermittel sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass aufgrund des erfassten Stromverlaufs auf die Art des vorliegenden Fehlers geschlossen werden kann.
Die Stromverläufe zwei, drei und vier stellen jeweils Stromverläufe bei nicht korrekten Schließvorgängen dar.
Der zweite Stromverlauf I₂(t) veranschaulicht einen Schließvorgang, bei dem beispielsweise das vom Motor anzutreibende Verriegelungselement 6 blockiert ist und daher von Beginn der Motoransteuerung an nicht bewegt werden kann und der Motor somit von Beginn an auf Block läuft und einen deutlich erhöhten Blockstrom über die gesamte Ansteuerzeit zieht.
Bei dem dritten Stromverlauf I₃(t) ist der Motor aufgrund eines Defektes vom Verriegelungselement 6 mechanisch entkoppelt. Der Motor läuft somit ohne Last und zieht über die gesamte Ansteuerzeit einen deutlich verringern Strom. Zudem läuft der Motor auch gegen Ende der Ansteuerzeit nicht auf Block, so dass auch der charakteristische Stromanstieg gegen Ende der Ansteuerzeit nicht vorhanden ist. Schließlich zeigt das letzte Diagramm noch den Stromverlauf I₄(t) bei elektrisch abgekoppeltem Motor und den Stromverlauf I₄'(t) bei elektrisch kurzgeschlossenem Motor. Alle fehlerhaften Stromverläufe unterscheiden sich deutlich vom Stromverlauf für einen korrekten Schließvorgang eines Verriegelungselements 6, so dass durch einfache Abfrage von Stromwerten zu zuvor definierten Zeitpunkten auf das Vorliegen eines fehlerhaften Schließvorganges und die Art des vorliegenden Fehlers geschlossen werden kann. Insbesondere kann durch eine Abfrage des Stromwerte für den Ansteuerstrom in den Scheitelpunkten des Anfahrstroms (Phase I) und des Blockstroms (Phase III) sowie eine Abfrage des Laufstroms vorzugsweise im mittleren Bereich der Phase II eine Aussage über das Vorliegen eines korrekten oder nicht korrekten Schließvorganges getroffen werden – bei Vorliegen eines nichtkorrekten Schließvorganges auch eine Aussage über die Art des vorliegenden Fehlers erfolgen.

Claims

Türschließsystem für ein Kraftfahrzeug mit – einem über einen Aktuator (4) öffnungs- oder schließbetätigbaren Verriegelungselement (6) und – einer Steuereinheit (2) zur Ansteuerung des Aktuators (4) dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens einem Verriegelungselement (6) ein Positionsüberwachungsmittel (8) zur Erfassung der Verriegelungsposition des mindestens einen Verriegelungselementes (6) zugeordnet ist und – jedes Positionsüberwachungsmittel (8) mit einem Kontrollmittel zur Überprüfung, ob ein ordnungsgemäßer Verriegelungszustand vorliegt, zusammenwirkt derart, dass Soll- und Istzustand des Verriegelungselementes (6) vergleichbar sind und bei nicht übereinstimmenden Zuständen ein Rückmeldesignal (R2) erzeugbar ist.
Türschließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Positionsüberwachungsmittel (8) als Sensor ausgebildet ist.
Türschließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Positionsüberwachungsmittel (8) in Form von Software zur Auswertung steuergeräteinterner Daten ausgeführt ist.
Türschließsystem nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungsmittel (8) derart ausgebildet sind, dass sie eine Auswertung des Stromverlaufs – insbesondere des Anfahrstroms und/oder des Laufstroms und/oder des Blockstroms – für jeden anzusteuernden Aktuator (4) gewährleisten.
Türschließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch Speichermittel (2a) zur Abspeicherung des Verriegelungszustandes aller Verriegelungsmittel (6).
Türschließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen Schlüssel (12) mit Speichermitteln (12a) und Anzeigemitteln (12b) zur Abspeicherung und Anzeige des zumindest letzten Verriegelungszustands.