DE19539753A1 - Kraftfahrzeugtürverschluß mit Zentralverriegelungseinrichtung - Google Patents
Kraftfahrzeugtürverschluß mit ZentralverriegelungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürverschluß mit
einer Schließelementen-Baugruppe, einer Verriegelungsele
menten-Baugruppe, einer Betätigungselementen-Baugruppe, die
Öffnungsbetätigungselemente sowie Sicherungsbetätigungs
elemente aufweist und mit einer Zentralverriegelungs
einrichtung zur ferngesteuerten Betätigung der
Sicherungsbetätigungselemente, die durch einen Elektromotor
angetrieben ist, sowie einer Positionsüberwachungs
einrichtung. - Die Zentralverriegelungseinrichtung wird mit
einem mechanischen oder elektronischen Schlüssel oder mit
Hilfe von Schaltern gesteuert. Der Elektromotor ist an die
Kraftfahrzeugbatterie angeschlossen. Positionsüberwachung
meint, daß die verschiedenen Stellungen der
Sicherungsbetätigungselemente abgefragt und überwacht
werden. Die Elemente, die zu den beschriebenen Baugruppen
gehören, werden weiter unten im Zusammenhang mit der
Zeichnung beispielhaft erläutert.
Bei den bekannten Kraftfahrzeugtürverschlüssen, von denen
die Erfindung ausgeht (vgl. DE 35 26 501 C1, DE 39 02 776
C2, DE 43 07 523 A1), sind die Elektromotoren Gleich
strommotoren, insbesondere reversible Elektromotoren. Sie
werden nach Maßgabe der verschiedenen Funktionsstellungen
des Kraftfahrzeugtürverschlusses, z. B. verriegelt/entrie
gelt, aber auch diebstahlgesichert/nichtdiebstahlgesichert,
bestromt und bewegen entsprechend die Elemente der
zugeordneten Baugruppen. Dazu sind Signalgeber, z. B. in
Form von Endschaltern oder Sensoren, erforderlich, die
einem elektronischen Rechner die erreichte Position der
Elemente melden. Der Rechner steuert die Bestromung. Die
Betriebssicherheit hängt von den Signalgebern ab, die einer
entsprechenden Auslegung bedürfen. Das ist aufwendig. Die
Signalgebung kann im Rahmen der bekannten Maßnahmen auch
dadurch erfolgen, daß die Elemente der zugeordneten
Baugruppen gegen einen mechanischen Anschlag im
Kraftfahrzeugschloß fahren. Daraus resultiert bei Einsatz
von Gleichstrommotoren ein Blockfahrt-Stromstoß, der als
Positionssignal ausgewertet werden kann. Andererseits sind
die Blockfahrt-Stromstöße elektromagnetische Belastungen
des Elektromotors, die bei der Auswahl bzw. Auslegung
berücksichtigt werden müssen. Grundsätzlich ist es bekannt,
bei Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen mit einem
rechnergesteuerten elektrischen Schrittmotor zu arbeiten
(DE 43 38 748 A1). Hier sind Maßnahmen verwirklicht, die
nach Maßgabe vorgegebener Sollwerte eine sehr genaue
Positionierung der Verstelleinrichtungen zulassen. Die
Nennleistung des Schrittmotors entspricht offenbar der
Leistung, die ihm in der Schaltung maximal abverlangt wird.
Ein Überschreiten der Nennleistung wird nicht durchgeführt.
Das macht leistungsmäßig entsprechend aufwendige
Schrittmotoren erforderlich.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen
Kraftfahrzeugtürverschluß des eingangs beschriebenen
Aufbaus mit einer besonders einfach angetriebenen
Zentralverriegelungseinrichtung auszurüsten, die nichts
destoweniger betriebssicher ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein
Kraftfahrzeugtürverschluß mit einer Schließelemen
ten-Baugruppe, einer Verriegelungselementen-Baugruppe,
einer Betätigungselementen-Baugruppe, die Öffnungsbetäti
gungselemente sowie Sicherungsbetätigungselemente aufweist,
mit einer Zentralverriegelungseinrichtung zur fernge
steuerten Betätigung der Sicherungsbetätigungseinrichtung,
die durch einen Elektromotor angetrieben ist, und einer
Positionsüberwachungseinrichtung sowie mit den Merkmalen:
- 1.1) als Elektromotor für den Antrieb der Zentral verriegelungseinrichtung ist ein reversierbarer Mehr phasen-Schrittmotor verwendet, der phasenkonforme Statorwicklungen aufweist und über ein Getriebe auf die Zentralverriegelungseinrichtung arbeitet,
- 1.2) der Mehrphasen-Schrittmotor ist für eine auf permanente Einschaltung bezogene Nennleistung LN am Abtrieb ausgelegt,
- 1.3) die Zentralverriegelungseinrichtung ist für eine Antriebsleistung LANZ ausgelegt, die größer ist als die Nennleistung LN des Mehrphasen-Schrittmotors (LN kleiner LANZ),
- 1.4) der eingeschaltete, auf die Zentralverriegelungs einrichtung wirkende Mehrphasen-Schrittmotor wird mit einer Arbeitsspannung UAR betrieben, die größer ist als die Auslegungsspannung UAU (UAR größer UAU) und der Antriebsleistung der Zentralverriegelungs einrichtung entspricht,
- 1.5) für die Positionsüberwachung ist eine Schritt überwachungseinrichtung installiert,
wobei der Mehrphasen-Schrittmotor, einschließlich der
Schrittüberwachungseinrichtung, mit Hilfe eines Rechners
gesteuert ist.
Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß der
Elektromotor für den Antrieb der Zentralverriegelungs
einrichtung eines Kraftfahrzeugtürverschlusses des eingangs
beschriebenen Aufbaus nicht im Dauerbetrieb arbeitet. Die
Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Verwendung
eines elektrischen Schrittmotors, dessen Nennleistung LN
gegenüber der Antriebsleistung LANZ der Zentralverrie
gelungseinrichtung beachtlich reduziert werden kann
(Merkmale 1.1), 1.2) und 1.3)), wenn ein sogenanntes
Überpowern entsprechend dem Merkmal 1.4) durchgeführt wird.
Da der erfindungsgemäß verwendete Mehrphasen-Schrittmotor,
einschließlich der Schrittüberwachungseinrichtung, mit
Hilfe eines Rechners gesteuert wird, treten auch die bei
Einsatz von Gleichstrommotoren und sogenannter Bockfahrt
störenden Blockfahrt-Stromstöße nicht auf. Der Rechner
steuert den Schrittmotor und kann dabei ohne weiteres so
eingerichtet werden, daß der Schrittmotor durch das
Überpowern keinen Schaden nimmt. Der Rechner kann dazu den
Schrittmotor auch für eine Zwangspause ausschalten. Das ist
eine Sicherheitsmaßnahme, die bei üblichem, bestimmungs
gemäßen Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtür
verschlusses nicht wirksam wird. Nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung ist der Mehr
phasen-Schrittmotor mit einer Betriebstemperatur-Über
wachungseinrichtung ausgerüstet, die den Mehr
phasen-Schrittmotor ausschaltet, wenn die Temperatur des
arbeitenden Mehrphasen-Schrittmotors eine vorgegebene, eine
Überhitzung vermeidende Grenztemperatur überschreitet
(Überhitzungsschutz).
Zweckmäßigerweise wird im Rahmen der Erfindung als
Mehrphasen-Schrittmotor ein Permanentmagnet-Motor nach dem
Klauenprinzip eingesetzt. Entsprechende Permanent
magnet-Motoren sind an sich bekannt (vgl. Firmen
druckschrift SAIA AG, CH-3820 Murten, Ausgabe 17/21 Dl, vor
1995, und EP 0 654 892 A1). Alle bekannten Maßnahmen zur
Erzielung hoher Positionsgenauigkeiten sowie zur Vermeidung
von Schrittverlusten können ohne weiteres eingesetzt
werden. Jede Position kann ohne Endschalter oder Sensor
sehr genau angefahren werden. Ist das mit dem Schrittmotor
verbundene Getriebe ein Reduktionsgetriebe, wie es üblich
ist so kann mit sehr niedrigen Strömen gearbeitet werden.
Die Rückmeldung der erreichten Position ist eine dem
Mehrphasen-Schrittmotor immanente Maßnahme. Es versteht
sich, daß der Mehrphasen-Schrittmotor eines
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtürverschlusses mit den
weiteren mit Schrittmotor ausgerüsteten Zentralverriege
lungsantrieben im Muliplex-Betrieb (vgl. DE 44 27 253.7 A1)
kommunizieren kann. Auch die Integration in eine zentrale
Steuerungsdiagnose bei der Wartung des Kraftfahrzeuges ist
ohne weiteres möglich. Von besonderem Vorteil ist die
Tatsache, daß ein solcher Mehrphasen-Schrittmotor, im
gesamten Voltbereich (z. B. 6 bis 16 Volt) die gleichen
Betätigungszeiten aufweist und am Ende einer einzufahrenden
Position ein sanftes Bremsen erfolgt.
Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere
Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So
kann die Antriebsleistung LANZ der Zentralverriegelungsein
richtung beachtlich größer sein als die Nennleistung LN des
Mehrphasen-Schrittmotors. Nach bevorzugter Ausführungsform
der Erfindung weist die Temperaturüberwachungseinrichtung
einen Zähler für den Stromfluß zum Mehrphasen-Schrittmotor
auf, der bei fließendem Strom "aufwärts" und bei
nichtfließendem Strom "abwärts" zählt sowie erforder
lichenfalls eine Zwangspause einrichtet. Die Schritt
überwachung kann auf verschiedene, an sich bekannte Art und
Weise erfolgen, insbesondere kann die Schrittüber
wachungseinrichtung mit Strommessung des Antriebsstromes
für den Mehrphasen-Schrittmotor und Abfragen der nicht
bestromten Statorwicklungen arbeiten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher
erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 auseinandergezogen die Türschloßelemente 1, 2 und 3
eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtürver
schlusses,
Fig. 2 eine Ansicht des Türverschlußelementes 1 aus dem
Gegenstand der Fig. 1 mit weiteren Bauelementen,
Fig. 3 eine Ansicht des Türverschlußelementes 2 aus dem
Gegenstand der Fig. 1 mit weiteren Bauteilen,
Fig. 4 eine Ansicht des Türverschlußelementes 3 aus
Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 mit weiteren
Bauteilen und
Fig. 5 ein Funktionsschema zu dem erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeugtürverschluß.
Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Kraftfahrzeug
türverschluß gehört der sogenannten geschlossenen Bauweise
(DE 35 26 501 C2) an. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
Kraftfahrzeugtürverschlüsse dieser Bauweise beschränkt. Der
Türverschlußbaustein 1 trägt die Schließelemen
ten-Baugruppe. Man erkennt die Drehfalle 11 und die
Sperrklinke 12 sowie zugeordnete Bauteile. Das
Türverschlußbauteil 2 trägt die Verriegelungs
elementen-Baugruppe 21 und die Betätigungselemen
ten-Baugruppe 22 und 23, welche Öffnungsbetätigungselemente
22 sowie Sicherungsbetätigungselemente 23 aufweist.
Außerdem erkennt man hier den Zentralverriegelungsantrieb
24. Auf die Fig. 3 wird zusätzlich verwiesen. Die
Verriegelungselemente 21 sind differenziert in das
Öffnungshebelsystem, welches das Öffnen des
Kraftfahrzeugtürverschlusses bewirkt, und das Sicherungs
hebelsystem, welches das Sichern des Kraftfahrzeugtürver
schlusses bewirkt. Analog lassen sich die Betätigungs
elemente in die Untergruppen/Öffnungsbetätigungselemente
und Sicherungsbetätigungselemente differenzieren. Das alles
entspricht dem Stand der Technik und bedarf im einzelnen
nicht der Erläuterung.
Die grundsätzliche Funktion eines solchen Kraftfahrzeug
türverschlusses, der erfindungsgemäß mit einem Mehr
phasen-Schrittmotor für den Antrieb der Zentralverriegelung
ausgerüstet ist, ist die folgende: Wird die Kraft
fahrzeugtür geschlossen, so bewirkt der Kraftfahrzeugtür
verschluß eine formschlüssige Verbindung der Schließ
elemente 11, 12 mit dem Schließbolzen 3, den man in Fig. 2
erkennt. Zum Öffnen der Kraftfahrzeugtür wird diese
formschlüssige Verbindung durch Betätigung eines Bauteils
der Betätigungselementen-Baugruppe 21 wieder aufgehoben.
Die Öffnungsbetätigungselemente 21 dienen letztendlich
dazu, die Sperrklinke 12 aus der Rast der Gabelfalle 11
durch manuelle Betätigung eines Außen- oder Innen
öffnungsdrückers, oder Hebels auszuheben. Im Beispiel
weisen die Öffnungsbetätigungselemente 21 die Bauteile
Innenbetätigungsstellstange 21.1 und Außenbetätigungshebel
21.2 auf, wozu auf die Fig. 3 und 4 verwiesen wird. Zur
Auslösung der Sperrklinke 12 und zum Öffnen des
Kraftfahrzeugtürverschlusses ist damit eine Hebelmechanik
eingerichtet, die einerseits mit einem Außenbe
tätigungshebel 21.2 sowie der Innenbetätigungsstange 21.1
verbunden ist und die andererseits über einen Auslösehebel
4 auf die Sperrklinke 12 wirkt. Zu dieser Hebelmechanik
gehört auch der Betätigungshebel 5, der in Fig. 3 erkennbar
ist. Der Betätigungshebel 5 bildet das wesentliche Element
des Öffnungshebelsystems.
Die Sicherungsbetätigungselemente 23 dienen dazu, die
beschriebenen Betätigungselemente der Untergruppe Öffnungs
betätigungselemente 21 wirkungslos zu schalten, wenn der
Kraftfahrzeugtürverschluß gesichert werden soll. Im
Beispiel weisen die Sicherungsbetätigungselemente 23 einen
Schließzylinder-Anschlußhebel 23.1 und eine Innen
sicherungsstellstange 23.2 auf, vgl. die Fig. 3 und 4. Zum
Wirkungslosschalten der Öffnungsbetätigungselemente 21 ist
eine Hebelmechanik eingerichtet, die einerseits mit dem
Schießzylinder-Anschlußhebel 23.1 sowie der Innensiche
rungsstellstange 23.2 verbunden ist und die andererseits
den Kraftschluß zwischen dem Außenbetätigungshebel 21.2 und
dem Betätigungshebel 5 aufhebt. Im Beispiel ist dies der
Hebel 6, welcher sowohl in kraftschlüssiger Verbindung mit
dem Schließzylinder-Anschlußhebel 23.1 als auch in
kraftschlüssiger Verbindung mit einem der Innensicherungs
stellstange 23.2 zugeordneten zweiten Kupplungselement 7
steht, wozu auf die Fig. 3, 4 verwiesen wird. Der Hebel 6
bildet das zentrale Element des Sicherungshebelsystems. -
Es versteht sich, daß Hecktüren eines Kraftfahrzeuges im
allgemeinen nicht mit einem Schließzylinder ausgerüstet
sind und folglich ein Kraftfahrzeugtürverschluß für
Hintertüren einen Schließzylinder-Anschlußhebel nicht
aufweist. - Die Zentralverriegelungseinrichtung dient der
ferngesteuerten elektrischen Betätigung der Sicherungs
betätigungselemente 23. Hierzu sind ein Elektromotor 8 und
ein geeignetes Getriebe 9 vorgesehen, wobei ein Abtriebs
element des Getriebes 9 zum Verschwenken des Hebels 6
eingerichtet ist. Die Sicherungsbetätigungselemente 23
werden dabei in die Sicherungsstellung oder in die
Endsicherungsstellung mitgenommen, vgl. Fig. 4.
Erfindungsgemäß ist der Elektromotor für die Zentralver
riegelungseinrichtung ein reversierbarer Mehrpha
sen-Schrittmotor 8. Er weist phasenkonforme Statorwick
lungen auf. Der Mehrphasen-Schrittmotor 8 ist für eine auf
permanente Einschaltung bezogene Nennleistung LN an seinem
Abtrieb ausgelegt. Demgegenüber verlangt die Zentralver
riegelungseinrichtung eine Antriebsleistung LANZ, die
größer ist als die Nennleistung des Mehr
phasen-Schrittmotors (LN kleiner LANZ). Der eingeschaltete,
auf die Zentralverriegelungseinrichtung wirkende Mehr
phasen-Schrittmotor 8 wird mit einer Arbeitsspannung UAR
betrieben, die größer ist als die Auslegungsspannung UAU
und der Antriebsleistung der Zentralverriegelungsein
richtung entspricht (UAR größer UAU). Der Mehr
phasen-Schrittmotor 8 ist im Ausführungsbeispiel mit einer
Betriebstemperaturüberwachungseinrichtung 10 ausgerüstet,
die den Mehrphasen-Schrittmotor 8 ausschaltet, wenn die
Temperatur des arbeitenden Mehrphasen-Schrittmotors 8 eine
vorgegebene, eine Überhitzung vermeidende Grenztemperatur
überschreitet. Dadurch wird ein Überhitzungsschutz
erreicht. Für die Positionsüberwachung ist eine an sich
bekannte, nicht gezeichnete Schrittüberwachungseinrichtung
installiert. Im übrigen ist ein Rechner 13 zugeordnet.
Das Schema der Fig. 5 macht deutlich, wie die
Positionsüberwachung erfolgt. Sie geht von den Schritten
aus, die der Mehrphasen-Schrittmotor 8 durchgeführt hat. In
dem Kraftfahrzeugtürverschluß sind daher Endschalter oder
entsprechende Sensoren und der damit verbundene Aufwand
nicht erforderlich.
In dem Schema erkennt man den Mehrphasen-Schrittmotor 8 mit
Reduktionsgetriebe 14 und Abtrieb 15. Der Schrittmotor 8
und der Abtrieb 15 sind auch in der Fig. 3 erkennbar. Der
Abtrieb 15 arbeitet wie erläutert auf die zugeordneten
Bauteile des Kraftfahrzeugtürverschlusses. Die Steuerung
erfolgt mit Hilfe eines Schlüssels oder Schalters über das
Bauteil 16 mit dem Logikteil 17. Die Schrittüberwachung
erfolgt über den Rechner 13. Die Verbindungspfeile im
Schema sprechen für sich.
Claims (6)
1. Kraftfahrzeugtürverschluß mit einer Schließelemen
ten-Baugruppe, einer Verriegelungselementen-Baugruppe,
einer Betätigungselementen-Baugruppe, die Öffnungsbetäti
gungselemente sowie Sicherungsbetätigungselemente aufweist,
mit einer Zentralverriegelungseinrichtung zur fernge
steuerten Betätigung der Sicherungsbetätigungseinrichtung,
die durch einen Elektromotor angetrieben ist, und einer
Positionsüberwachungseinrichtung sowie mit den Merkmalen:
- 1.1) als Elektromotor für den Antrieb der Zentralverriegelungseinrichtung ist ein reversier barer Mehrphasen-Schrittmotor verwendet, der phasen konforme Statorwicklungen aufweist und über ein Getriebe auf die Zentralverriegelungseinrichtung arbeitet,
- 1.2) der Mehrphasen-Schrittmotor ist für eine auf permanente Einschaltung bezogene Nennleistung (LN) am Abtrieb ausgelegt,
- 1.3) die Zentralverriegelungseinrichtung ist für eine Antriebsleistung (LANZ) ausgelegt, die größer ist als die Nennleistung (LN) des Mehrphasen-Schritt motors (LN kleiner LANZ),
- 1.4) der eingeschaltete, auf die Zentralverriegelungsein richtung wirkende Mehrphasen-Schrittmotor wird mit einer Arbeitsspannung (UAR) betrieben, die größer ist als die Auslegungsspannung (UAU) (UAR größer UAU) und der Antriebsleistung der Zentralverriege lungseinrichtung entspricht,
- 1.5) für die Positionsüberwachung ist eine Schritt überwachungseinrichtung installiert,
wobei der Mehrphasen-Schrittmotor mit Hilfe einer Rechners
gesteuert ist.
2. Kraftfahrzeugtürverschluß nach Anspruch 1, wobei der
Mehrphasen-Schrittmotor mit einer Betriebstempera
tur-Überwachungseinrichtung ausgerüstet ist, die den
Mehrphasen-Schrittmotor ausschaltet, wenn die Temperatur
des arbeitenden Mehrphasen-Schrittmotors eine vorgegebene,
eine Überhitzung vermeidende Grenztemperatur überschreitet
(Überhitzungsschutz).
3. Kraftfahrzeugtürverschluß nach einem der Ansprüche 1
oder 2, wobei die Antriebsleistung LANZ der Zentralverrie
gelungseinrichtung um zumindest 50% größer ist als die
Nennleistung LN des Mehrphasenschrittmotors.
4. Kraftfahrzeugtürverschluß nach einem der Ansprüche 2
oder 3, wobei die Temperaturüberwachungseinrichtung einen
Zähler für den Stromfluß zum Mehrphasen-Schrittmotor
aufweist, der bei fließendem Strom "aufwärts" und bei
nichtfließendem Strom "abwärts" zählt und erforder
lichenfalls eine Zwangspause einrichtet.
5. Kraftfahrzeugtürverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis
4, wobei die Schrittüberwachungseinrichtung mit Strom
messung des Antriebsstromes für den Mehrphasen-Schrittmotor
und Abfragen der nichtbestromten Statorwicklungen arbeitet.
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JP22982596A JPH09170368A (ja) | 1995-10-26 | 1996-08-30 | 中央ロック装置を具備する自動車ドアロック装置 |
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Family Applications (1)
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