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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Betrieb eines elektrisch betätigbaren
Fahrzeugtürschlosses
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 40 26 217 A1 ist ein
elektrisch betätigbares
Türschloß bekannt,
das in einer Schloßaufnahmesäule einer
Kraftfahrzeugtür
angeordnet ist. An dem elektrisch betätigbaren Türschloß sind Betätigungshebel angeordnet, die
mit am Türinnenblech
der Kraftfahrzeugtür
verlaufenden Gestängen als
Betätigungselemente
für eine
Zentralverriegelungseinrichtung verbunden sind.
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Bei einem Ausfall der Spannungsversorgung des
Fahrzeugs, insbesondere nach einem Crash, ist die Zentralverriegelung
nicht mehr automatisch betätigbar.
Es sind daher bei elektrisch betätigbaren
Türschlössern dieser
Gattung entweder Notstromaggregate oder zusätzliche, mechanisch bedienbare
Betätigungselemente
vorgesehen, um die Türschlösser auch
bei Ausfall der Spannungsversorgung öffnen zu können. Darüber hinaus sind mechanische
Mittel zur Notbetätigung
einsetzbar.
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Ein großer Nachteil der oben beschriebenen Vorrichtung
zur Notöffnung
eines elektrisch betätigbaren
Türschlosses
ist die aufwendige und kostenintensive Herstellung und Montage.
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Im Crashfall können Ersthelfer am Unfallort geschlossene
Kraftfahrzeugtüren
mit verriegelten Türschlössern vielfach
nicht öffnen,
da die Notbetätigung
nicht im Eingriff ist. Die Kraftfahrzeugtüren müssen dann aufgebrochen werden,
wozu Spezialgeräte notwendig
sind, die erst an den Unfallort transportiert werden müssen. Dies
kostet Zeit, in der ein schwerverletzter Fahrzeuginsasse seinen
Verletzungen erlegen könnte.
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Aus der
DE-OS-29 49 319 ist eine
Einrichtung zum Betätigen
von Fahrzeugteilen bekannt, bei der jedes Teil ein Schloß aufweist,
das sich unter Zuhilfenahme eines elektrisch gesteuerten Organes öffnen läßt. Über mehrere
Steuerkreise können
die elektrischen Organe mittels Schalter angesteuert werden, wobei
neben einer Hauptbatterie eine parallel geschaltete Zusatzbatterie
vorgesehen ist, die für den
Fall des Versagens der Hauptbatterie eine Stromversorgung der elektrischen
Organe gewährleistet.
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Aus der
DE-A-30 02 619 ist eine automatische
Entriegelungseinrichtung für
Kraftfahrzeugtüren bekannt,
die nach Überschreiten
eines ermittelten Beschleunigungsgrenzwertes und nach Ablauf einer Karenzzeit
eine Kraftfahrzeugtür
entriegelt und ggf. reibschlüssig
geschlossen hält.
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Aus der
DE-A-42 33 887 ist eine Einrichtung zur
Zentralverriegelung und Diebstahlsicherung von Kraftfahrzeugen bekannt,
bei der die Einstellung der Funktion der Diebstahlsicherung dann
verhindert wird, wenn ein Signal eines Signalgebers vorliegt, das
die Anwesenheit einer Person im Kraftfahrzeug anzeigt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb
eines elektrisch betätigbaren
Fahrzeugtürschlosses
mit einer sicheren und kostengünstigen Öffnungsfunktion
bei einem drohenden Ausfall der Spannungsversorgung des Fahrzeugs
anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die lösungsgemäße Vorrichtung geht von der
Erkenntnis aus, dass eine sichere und automatische Öffnung eines
Türschlosses
dadurch erzielt wird, dass die Versorgungsspannung des Fahrzeugs überwacht
und bei einem Abfall der Versorgungsspannung unter einem vorggebbaren
Spannungswert sowie bei Feststellung eines Crashfalles sofort die
automatische Öffnung
des Türschlosses
initiiert wird bzw. erfolgt. Der Spannungswert ist dabei derart bemessen,
dass die Versorgungsspannung noch für die automatische Öffnung des
Türschlosses
ausreicht.
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Es wird unter "Türschloß" stets ein elektrisch betätigbares
Fahrzeugtürschloß verstanden.
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Mit dieser Vorrichtung ist eine sichere
und automatische Öffnung
des Türschlosses
bei einem drohenden Ausfall der Spannungsversorgung gewährleistet.
Besonders von Vorteil ist, dass eine mechanische Vorrichtung zur
Notöffnung
nicht mehr notwendig ist. Dies spart Herstellungs- und Montagekosten.
Darüber
hinaus ermöglicht
die lösungsgemäße Vorrichtung
ein leichtes Öffnen
der Fahrzeugtür nach
einem Crash. Eine geschlossene Fahrzeugtür mit einem verriegelten Türschloß muß nicht
mehr von außen
aufgebrochen werden, es sei denn, dass die Fahrzeugtür sich beim
Crash verklemmt hat.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung
wird die Lage, die Geschwindigkeit und/oder die Bewegung des Fahrzeugs
erfaßt.
Bei Feststellung eines Crashfalles wird die automatische Öffnung des
Türschlosses
vorbereitet, das heißt,
dass alle Schritte eingeleitet werden, um die automatische Öffnung des Türschlosses
zu initiieren bzw. durchzuführen.
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Diese Öffnungsfunktion ist allerdings
nur dann aktiv, wenn das Türschloß entriegelt
ist. Falls die Türschlösser des
Kraftfahrzeugs aber vollständig verriegelt
sein sollten und sich das Kraftfahrzeug in einer Parkposition befindet,
dann werden die Türschlösser nicht
geöffnet.
Auf diese Weise wird verhindert, dass Unbefugte Zugang zu dem Fahrzeug
erhalten.
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Zur Steuerung und Überwachung
des Türschlosses
ist vorzugsweise eine Steuerungs- und Überwachungseinheit in der das
Türschloß aufweisenden
Fahrzeugtür
angeordnet. Dadurch sind das Türschloß und die
Steuerungs- und Überwachungseinheit
nah beieinander angeordnet, so dass Platz eingespart wird.
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Darüber hinaus verkürzen sich
alle Leitungswege, was wiederum Platz einspart sowie zu einer Verringerung
des Montageaufwands führt.
Bei dieser Ausführungsform
ist für
jedes Türschloß eine eigene Steuer-
und Überwachungseinheit
vorgesehen. Alternativ dazu ist auch eine einzelne, zentrale Steuer- und Überwachungseinheit
für sämtliche
Türschlösser der
Fahrzeugtüren
denkbar.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Vorrichtung ist mindestens ein Beschleunigungssensor und/oder mindestens
ein Geschwindigkeitssensor vorgesehen. Mit diesen Sensoren ist es
möglich,
die Beschleunigung bzw. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen.
Diese erfaßten
Größen werden für die Steuerung
der Öffnung
des Türschlosses
herangezogen, wie weiter oben beschrieben.
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Neben dem Beschleunigungssensor bzw. dem
Geschwindigkeitssensor weist die Vorrichtung mindestens einen Neigungssensor
zur Ermittlung der Neigung des Fahrzeugs in Richtung der Fahrzeugtür auf. Darüber hinaus
ist mindestens ein Sitzbelegungssensor zur Ermittlung der Sitzbelegung
durch Fahrzeuginsassen vorgesehen. Die ermittelten Größen werden
ebenfalls zur Steuerung der Öffnung
des Türschlosses
herangezogen.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden.
Es zeigen
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1 – ein schematisches
Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für den Betrieb
elektrisch betätigbarer
Türschlösser von
Kraftfahrzeugtüren;
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2 – ein schematisches
Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach 1;
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3 – ein Flußdiagramm
zum Betrieb der elektrisch betätigbaren
Türschlösser des
Kraftfahrzeugs.
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Die 1 und 2 zeigen Blockschaltbilder
von Ausführungsformen
der lösungsgemäßen Vorrichtung.
Dabei wird unter "Türschloß" stets ein elektrisch betätigbares
Türschloß verstanden,
das durch ferngesteuerte und elektrische Betätigungselemente automatisch
geöffnet
und geschlossen wird.
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1 zeigt
das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der lösungsgemäßen Vorrichtung für die in
den Kraftfahrzeugtüren 1 und 2 angeordneten
Türschlösser 10 und 20.
Die Türschlösser 10 und 20 sind
mit einer gemeinsamen Versorgungseinheit 3 verbunden, die
sowohl die beiden Türschlösser 10 und 20 als
auch weitere, hier nicht dargestellte Einheiten des Kraftfahrzeugs
mit einer Versorgungsspannung versorgt.
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Die Kraftfahrzeugtüren 1 und 2 weisen
jeweils eine Steuer- und Überwachungseinheit 11 und 21 auf,
die mit dem jeweiligen Türschloß 10 bzw. 20 der
Kraftfahrzeugtüren 1 bzw. 2 verbunden
sind. Die Steuer- und Überwachungseinheiten 11 und 21 steuern
das Öffnen
und Schließen
der Türschlösser 10 und 20.
Des weiteren dienen sie als Überwachungseinheit
für die
Versorgungsspannung der beiden Türschlösser 10 und 20.
Dazu sind die Steuer- und Überwachungseinheiten 11 und 21 mit
der Versorgungseinheit 3 verbunden.
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Den Kraftfahrzeugtüren 1 bzw. 2 ist
jeweils ein hier nicht dargestellter Kraftfahrzeugsitz zugeordnet,
an dem ein Sitzbelegungssensor 12 bzw. 22 angeordnet
ist. Mit Hilfe der Sitzbelegungssensoren 12 bzw. 22 ist
feststellbar, ob auf den den Kraftfahrzeugtüren 1 und 2 zugeordneten
Kraftfahrzeugsitzen Personen sitzen. Die durch die beiden Sitzbelegungssensoren 12 und 22 generierten
Signale werden an die mit den Sitzbelegungssensoren 12 und 22 verbundenen
Steuer- und Überwachungseinheiten 11 und 21 weitergeleitet,
worauf weiter unten noch näher
eingegangen wird.
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Die Steuer- und Überwachungseinheiten 11 und 21 sind
des weiteren mit einem für
beide Kraftfahrzeugtüren 1 und 2 vorgesehenen,
gemeinsamen Geschwindigkeitssensor 4 zur Ermittlung der
Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, mit einem gemeinsamen Neigungssensor 5 zur
Bestimmung der Neigung des Kraftfahrzeugs und mit einem gemeinsamen
Crashsensor 6 zur Sensierung eines Crashs verbunden. Alternativ
dazu ist vorgesehen, jeder Kraftfahrzeugtür 1 bzw. 2 einen
eigenen Geschwindigkeitssensor 4, einen Neigungssensor 5 und
einen Crashsensor 6 zuzuordnen. Jeder der hier genannten
Sensoren gibt Signale an die Steuer- und Überwachungseinheiten 11 und 21 weiter,
worauf weiter unten näher
eingegangen wird.
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Vorrichtung, die sich von der in 1 dargestellten
Vorrichtung nur dadurch unterscheidet, dass für die beiden in den Kraftfahrzeugtüren 1 und 2 angeordneten
Türschlösser 10 und 20 eine
gemeinsame Steuer- und Überwachungseinheit 100 vorgesehen ist,
die mit den Türschlössern 10 und 20,
der Versorgungseinheit 3 sowie den Sensoren (Sitzbelegungssensoren 12 und 22,
Geschwindigkeitssensor 4, Neigungssensor 5, Crashsensor 6)
verbunden ist. Auf diese Weise wird in den Kraftfahrzeugtüren 1 und 2 Montageplatz
eingespart sowie das Gewicht der Kraftfahrzeugtüren 1 und 2 reduziert.
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Die in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsformen
der Vorrichtung eignen sich zum Betrieb der Türschlösser 10 und 20 der
Kraftfahrzeugtüren 1 und 2.
Das Verfahren wird nachfolgend für
den Betrieb des Türschlosses 10 der
Kraftfahrzeugtür 1 anhand
der 3 für einen
Crashfall näher
erläutert.
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Es wird von dem Zustand 30 ausgegangen, in
dem die Kraftfahrzeugtür 1 bzw.
das Türschloß 10 verschlossen
ist, beispielsweise während
der Fahrt des Kraftfahrzeugs. In diesem Zustand 30 ist
das Türschloß noch automatisch
durch den Fahrzeuginsassen bedienbar. Im Crashfall generiert der
Crashsensor 6 ein Signal und sendet dies an die Steuer- und Überwachungseinheit 11 des
Türschlosses 10 (Schritt
31). Es wird dann die automatische Öffnung des Türschlosses 1 vorbereitet,
das heißt,
die automatische Öffnung
des Türschlosses 1 wird
initiiert bzw. durchgeführt.
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Dabei wird durch die Steuer- und Überwachungseinheit 11 zunächst überprüft, ob der
Crash einen Abfall der Versorgungsspannung UV des
Kraftfahrzeugs unter eine vorgegebene Grenzspannung UG verursacht
hat (Schritt 32). Sollte die Versorgungsspannung UV die
Grenzspannung UG überschreiten,
so ist die Versorgungsspannung UV noch derart
ausreichend groß,
dass die automatische Öffnung
des Türschlosses 10 je derzeit
von dem Fahrzeuginsassen initierbar ist. Eine sofortige Notöffnung ist
in diesem Fall nicht unbedingt notwendig. Der Betrieb kehrt daher
zum Schritt bzw. Zustand 30 zurück.
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Für
den Fall, dass die Versorgungsspannung UV aber
kleiner als die Grenzspannung UG ist, wird die
automatische Öffnung
des Türschlosses 1 weiter vorbereitet,
wie nachfolgend erläutert.
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Zunächst wird in den Schritten
33 und 34 überprüft, ob der
der Kraftfahrzeugtür 1 zugeordnete Kraftfahrzeugsitz
von einem Fahrzeuginsassen besetzt ist. Sollte dies nicht der Fall
sein, so wird der Betrieb in Schritt 35 gestoppt, da das Türschloß 10 dieser
Kraftfahrzeugtür 1 nicht
notwendigerweise geöffnet
werden muß.
Somit wird gewährleistet,
dass die zur Verfügung
stehende Versorgungsspannung UV ausreicht,
um die Versorgung weiterer, im Fahrzeug angeordneter Sicherheitseinrichtungen
sicherzustellen.
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Falls der Kraftfahrzeugsitz von einem
Fahrzeuginsassen besetzt ist, so wird im Schritt 36 zunächst eine
mögliche
Neigung NF und die dazugehörige Neigungsrichtung
des Kraftfahrzeugs ermittelt. Danach wird überprüft, ob die Neigung NF des Kraftfahrzeugs in Richtung der Kraftfahrzeugtür 1 ausgehend
von der Kraftfahrzeugmitte einen vorgegebenen Wert NG von
30° nicht überschreitet.
Es ist aber auch ein anderer Wert durchaus vorgebbar.
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Sollte die Neigung NF den
vorgegebenen Wert NG überschreiten, so ist die Gefahr,
dass der auf dem Kraftfahrzeugsitz sitzende Fahrzeuginsasse nach
einer Öffnung
des Türschlos ses 10 bzw.
der Kraftfahrzeugtür 1 aus
dem Kraftfahrzeug herausfällt. Um
dieses zu vermeiden, wird das Türschloß 10 nicht geöffnet und
der Betrieb gestoppt (Schritt 38).
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Für
den Fall, dass die Neigung NF des Kraftfahrzeugs
den vorgegebenen Wert von 30° nicht überschreitet,
so wird in den Schritten 39 und 40 die Geschwindigkeit VF des Kraftfahrzeugs ermittelt und überprüft, ob die
Geschwindigkeit VF einen bestimmte, vorgegebene Grenzgeschwindigkeit
VG nicht überschreitet. Diese Grenzgeschwindigkeit
VG ist derart bemessen, dass selbst bei
einem Herausfallen des Fahrzeuginsassen aus dem Kraftfahrzeug bei
einem sich plötzlich öffnenden
Türschloß 10 bzw.
Kraftfahrzeugtür 1 die
Verletzungsgefahr für
den Fahrzeuginsassen recht niedrig ist. In diesem Fall beträgt die Grenzgeschwindigkeit
VG 10 km/h. Es ist aber auch eine Grenzgeschwindigkeit
VG von nahezu 0 km/h denkbar.
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Falls die Geschwindigkeit VF des Kraftfahrzeugs kleiner als die Grenzgeschwindigkeit
VG ist, so wird in Schritt 42 das Türschloß 10 automatisch
geöffnet.
Sollte die Geschwindigkeit VF größer als
die Grenzgeschwindigkeit VG sein, so wird
in Schritt 41 zunächst
abgewartet, bis die Geschwindigkeit VF unter
die Grenzgeschwindigkeit VG gesunken ist,
beispielsweise durch Abbremsen des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer.
Erst dann wird das Türschloß 10 der
Kraftfahrzeugtür 1 automatisch
geöffnet.
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Bei einer hier nicht dargestellten
Ausführungsform
ist vorgesehen, das Türschloß 1 nach
einer vorgegebenen Zeitspanne von 10 Sekunden nach dem Unterschreiten
der Grenzspannung UG sofort zu öffnen. Diese
Variante ist mit der in 3 dargestellten
Ausführungsform
durchaus auch kombinierbar.
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Der hier beschriebene Betrieb weist
zahlreiche Vorteile auf. Mittels der lösungsgemäßen Vorrichtung wird eine sichere,
automatische Öffnung
des Türschlosses 10 zur
Verfügung
gestellt, bevor der Abfall der Versorgungsspannung UV des
Kraftfahrzeugs derart groß ist,
dass ein automatisches Öffnen nicht
mehr möglich
wäre. Darüber hinaus
wird ein leichtes Öffnen
der Kraftfahrzeugtür 1 nach
einem Crash sichergestellt. Unfallhelfer müssen das Türschloß 10 bzw. die Kraftfahrzeugtür 1 nicht
mehr von außen
mit Gewalt aufbrechen, es sei denn, dass die Kraftfahrzeugtür 1 sich
beim Crash verklemmt hat.
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Die Vorrichtung ist aber nicht nur
für die
automatische Öffnung
des Türschlosses 1 bei
einem Crashfall geeignet. Sie eignet sich auch bei Abtrennung der
Fahrzeugbatterie von den elektrischen Systemen des Kraftfahrzeugs.
Auf diese Weise ist immer eine automatische Öffnung des Türschlosses 1 sichergestellt.