EP4100601B1 - Control arrangement for operating a motor vehicle locking system - Google Patents

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EP4100601B1
EP4100601B1 EP21703202.8A EP21703202A EP4100601B1 EP 4100601 B1 EP4100601 B1 EP 4100601B1 EP 21703202 A EP21703202 A EP 21703202A EP 4100601 B1 EP4100601 B1 EP 4100601B1
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EP
European Patent Office
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stage
motor vehicle
boost
supply voltage
energy storage
Prior art date
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EP21703202.8A
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German (de)
French (fr)
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EP4100601A1 (en
Inventor
Rene Bekendam
Alexander Müller
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Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/80—Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation
    • E05B81/86—Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation using capacitors

Definitions

  • the invention relates to a control arrangement for operating a motor vehicle locking system according to the preamble of claim 1, a motor vehicle locking system with such a control arrangement according to claim 10 and a method for operating a motor vehicle locking system according to the preamble of claim 12.
  • the motor vehicle locking system in question is used for all types of motor locking functions for locking elements of a motor vehicle. These include in particular locking elements such as side doors, rear doors, tailgates, boot lids, bonnets or the like. These locking elements can basically be designed as swing or sliding doors.
  • the motor locking function relates in particular to a motor vehicle lock assigned to the motor vehicle locking system. Further examples of the relevant locking functions of a motor vehicle are drive arrangements which provide a motorized adjustment of the aforementioned locking elements.
  • the well-known tax arrangement ( US 2015/0330116 A1 ), from which the invention is based, relates to the operation of a motor vehicle locking system with a motor vehicle lock that has a lock latch and a pawl as locking elements.
  • the lock latch can be brought into a closed position in which it is in holding engagement with the locking part and in which it is fixed by the pawl.
  • the motor vehicle lock is also equipped with an electric drive with which the pawl can be lifted out so that the lock latch can be adjusted to its open position, releasing the locking part.
  • the known control arrangement has a rechargeable energy storage arrangement, whereby the electrical energy supply of the motor vehicle locking system is ensured via an emergency supply voltage even in emergency operation, in particular in the event of failure of the normal supply voltage.
  • the energy storage arrangement of the known control arrangement is formed by capacitors. Since individual capacitors are limited in terms of the voltage they provide, several capacitors are electrically connected in series to provide emergency voltage. In addition, the known control arrangement provides a step-up stage for the energy storage arrangement in order to achieve the required emergency supply voltage.
  • the problem here is that the capacitors connected in series have a negative impact on both the installation space requirements and the manufacturing costs of the control arrangement.
  • the capacitors connected in series also generally require a compensation circuit to ensure that the capacitors are charged evenly, which also leads to a more complex structure of the control arrangement.
  • the invention is based on the problem of designing and developing the known control arrangement for the operation of a motor vehicle locking system in such a way that an emergency supply voltage is provided in a particularly simple manner.
  • the proposed control arrangement is intended for the operation of a motor vehicle locking system, wherein the motor vehicle locking system has an electric drive with an electric drive motor, wherein in normal operation the electric drive is fed by a normal supply voltage in order to provide a motorized locking function for an adjustable locking element of the motor vehicle.
  • the term "drive motor” here includes all types of electric actuators, in particular rotary and linear actuators.
  • the drive motor is preferably a rotary electric motor, which is further preferably designed as a brushed DC motor or as a brushless DC motor.
  • the control arrangement has an energy storage arrangement with at least one, preferably exactly one, energy storage device designed as a capacitor, wherein the energy storage arrangement provides an electrical emergency supply voltage for the electric drive in an emergency operation, in particular in the event of failure of the normal supply voltage.
  • the energy storage arrangement has at least one step-up stage which is connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage, wherein the step-up stage steps up an electrical input voltage at an input of the step-up stage into an electrical output voltage at an output of the step-up stage.
  • the proposed solution represents a departure from the prior art concept of equipping the energy storage arrangement with several capacitors connected in series.
  • the proposed solution is based on the idea of developing the step-up stage of the control arrangement instead of adapting the energy storage device.
  • the energy storage arrangement for generating the emergency supply voltage has a first boost stage connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage and a second boost stage connected downstream of the first boost stage.
  • the capacitor voltage of a single capacitor can be sufficient to provide the emergency supply voltage.
  • the efficiency of boosting the voltage can be increased by using the circuit provided for at least two boost stages one after the other.
  • simply constructed and inexpensive boost stages can be used.
  • the first step-up stage is identical to the second step-up stage, particularly with regard to the step-up factor. If more than two If step-up stages are provided, all step-up stages can be constructed identically. Alternatively, the first step-up stage can be different from the second step-up stage, particularly with regard to the step-up factor, which can further improve the efficiency in particular.
  • the capacitor is designed as a double-layer capacitor in order to achieve a high electrical power density.
  • the design-related limitation of the maximum capacitor voltage that occurs with double-layer capacitors is unproblematic with the proposed solution due to the design of the boost stages.
  • the proposed control arrangement allows the use of an energy storage arrangement with only a single capacitor, in particular a single double-layer capacitor, which represents a preferred embodiment according to claim 4.
  • the energy storage arrangement has at least two capacitors, in particular at least two double-layer capacitors, which are connected in parallel to one another.
  • the available capacity can be increased by connecting the capacitors in parallel, for which purpose the capacitors are permanently connected in parallel to one another in the further embodiment according to claim 6.
  • a redundancy for the energy storage arrangement can be created with several capacitors, in particular capacitors connected in parallel, whereby the emergency voltage supply can still be made available in the event of a capacitor failure.
  • a switching device is provided by which it is possible to switch between two capacitors of the energy storage arrangement in order to generate the emergency supply voltage.
  • Claim 8 relates to a preferred embodiment of the energy storage arrangement with a step-down stage which is connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device by the normal supply voltage.
  • the concept previously proposed for the emergency supply voltage is also adopted for the step-down stage, wherein the energy storage arrangement has a first step-down stage connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device and a second step-down stage connected downstream of the first step-down stage.
  • a motor vehicle locking system which has an electric drive with an electric drive motor and a control arrangement according to the proposal. Reference may be made to all statements on the control arrangement according to the proposal.
  • a motor vehicle lock is also provided for the locking element of the motor vehicle, wherein the electric drive is provided for the motorized lifting of the pawl of the motor vehicle lock.
  • the invention relates to a control arrangement 1 for the operation of a motor vehicle locking system 2.
  • the motor vehicle locking system 2 has an electric drive 3 with an electric drive motor 4, wherein in normal operation the electric drive 3 is fed by a normal supply voltage in order to provide a motorized locking function for an adjustable locking element 5 of the motor vehicle 6.
  • the normal supply voltage used in normal operation is a supply voltage of the on-board network of the motor vehicle 6, which is preferably provided by the central battery of the motor vehicle 6.
  • the central battery is preferably the battery that provides the electrical energy required for starting the motor vehicle 6 and/or for driving the motor vehicle 6.
  • a motorized closing function is understood to mean that the adjustable locking element 5 of the motor vehicle 6 is adjusted, opened or closed, and/or locked or unlocked directly or indirectly by a movement generated by the electric drive 2.
  • Fig. 2a ) and b) show representations of the control arrangement 1, whereby for the sake of simplicity only components for the provision of an emergency supply voltage U N, as explained below, are shown.
  • the control arrangement 1 preferably has control electronics (not shown) for implementing the control tasks arising in connection with the motorized closing functions.
  • the control arrangement 1 is set up to control the electric drive 3.
  • the control arrangement 1 has an energy storage arrangement 7 with at least one energy storage device designed as a capacitor 8, wherein the energy storage arrangement 7 provides an electrical emergency supply voltage U N for the electric drive 3 in an emergency operation, in particular in the event of failure of the normal supply voltage.
  • the emergency supply voltage U N is provided based on the capacitor voltage U K of the at least one capacitor 8, as will be explained below.
  • the electric drive 3 is matched to the normal supply voltage and in particular to the voltage of the central battery of the motor vehicle 6 with regard to the required drive voltage.
  • the capacitor voltage U K of the capacitor 8 is lower than the normal supply voltage.
  • the energy storage arrangement 7 has at least one step-up stage 9, 10 which is connected downstream of the energy storage device to generate the emergency supply voltage U N.
  • the step-up stage 9, 10 steps up an electrical input voltage at an input of the step-up stage 9, 10 into an electrical output voltage at an output of the step-up stage 9, 10, so that the output voltage is higher than the electrical input voltage.
  • the energy storage arrangement 7 for generating the emergency supply voltage U N has a first boost stage 9 connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage U N and a second boost stage 10 connected downstream of the first boost stage 9.
  • the first and second boost stages 9, 10 are preferably connected in series in such a way that in particular the boost factors of the first and second boost stages 9, 10 are multiplied by one another.
  • the boost factor is understood to be the ratio between the electrical output voltage and the electrical input voltage of a boost stage 9, 10. Since, according to the proposal, at least two boost stages 9, 10 are provided for generating the emergency supply voltage on the basis of the capacitor voltage U K , a large voltage difference between the capacitor voltage U K and the required emergency supply voltage U N can be overcome. On the other hand, less stringent requirements are placed on the respective design of the step-up stages 9 and 10.
  • boost stages 9, 10 can be connected in series, for example, a third boost stage being connected downstream of the second boost stage 10 to generate the emergency supply voltage U N.
  • a third boost stage being connected downstream of the second boost stage 10 to generate the emergency supply voltage U N.
  • the boost stages 9, 10 can be designed as electrical components that are designed independently of one another and are interconnected in the control arrangement 1. This design is advantageous in that existing electrical components can be used in the control arrangement 1 and individual boost stages 9, 10 can be retrofitted. Alternatively, it can also be provided that the boost stages 9, 10 are integrated together in an electrical component, for example in an integrated circuit.
  • the first step-up stage 9 is identical to the second step-up stage 10, particularly with regard to the step-up factor, which results in a particularly simple structure of the control arrangement 1.
  • the step-up stages 9, 10 each consist of electrical components that are identical with regard to their electrical nominal sizes and are interconnected in the same way to form the respective step-up stage 9, 10.
  • the first boost stage 9 can be different from the second boost stage 10, particularly with regard to the boost factor.
  • the efficiency of the boost can be improved by selecting a combination of different boost stages 9, 10.
  • a starting voltage can be provided for the respective boost stages 9, 10, which is understood to be a minimum electrical voltage that is required for normal operation of the boost stage 9, 10.
  • the first boost stage 9 has a lower starting voltage than the second boost stage 10.
  • the starting voltage of the second boost stage 10 must be at least twice as large as the starting voltage of the first boost stage 9.
  • the boost stages 9, 10 can each be constructed in different ways known per se.
  • at least one of the boost stages 9, 10 is designed as a boost converter.
  • the boost stages 9, 10 can also be designed as a charge pump.
  • the boost stages 9, 10 can be designed with a discrete boosting of the voltage based on an alternating voltage, whereby, for example, Delon and/or Villard circuits can be provided.
  • the respective boost stage 9, 10 has an arrangement for generating an alternating voltage from the input voltage, for example a chopper.
  • different types of boost stages 9, 10 can be connected in succession, for example, one boost stage 9, 10 is a boost converter and another boost stage 9, 10 is a charge pump or carries out a discrete boost.
  • the capacitor 8 is designed as a double-layer capacitor.
  • a double-layer capacitor is an electrochemical energy storage device. The energy is stored in an electrochemical double layer, which is also known as a "Helmholtz layer" ("Lexicon - Current technical terms from information technology and telecommunications", 9th edition, 2007, VDF Hochschulverlag AG, page 86). Such a double-layer capacitor is also referred to as a "supercapacitor”, “supercap”, “ultracap” or the like.
  • a double-layer capacitor can provide a high power density for the motor vehicle locking system 2.
  • the maximum voltage provided by the capacitor for the capacitor voltage U K is in particular a maximum of 3 V, in particular a maximum of 2.7 V.
  • the emergency supply voltage U N can in particular be an order of magnitude higher than the maximum voltage for the capacitor voltage U K.
  • the emergency supply voltage is at least 10 V.
  • the entire The boost factor of the successively connected boost stages 9, 10 is preferably at least 2, preferably at least 5.
  • the energy storage arrangement 7 has a single capacitor 8, in particular a single double-layer capacitor.
  • the provision of the emergency supply voltage U N can be ensured even with the correspondingly low capacitor voltage U K.
  • the energy storage arrangement 7 has at least two capacitors 8, in particular at least two double-layer capacitors, which are connected in parallel to one another. Consequently, increased capacity can be provided compared to one capacitor 8.
  • the capacitors 8 are permanently connected in parallel to one another, so that the full capacity is always made available in emergency operation.
  • a switching device 11 is provided, by means of which it is possible to switch between two capacitors 8 of the energy storage arrangement 7 in order to generate the emergency supply voltage U N.
  • the switching device 11 can in particular switch the capacitors 8 based on the charge state of the capacitors 8 and, for example, switch the capacitor 8 with the higher charge state to generate the emergency supply voltage U N. It is also conceivable that a second capacitor 8 is switched to generate the emergency supply voltage U N when the charge state of a first capacitor 8 falls below a minimum value.
  • the control arrangement 1 is designed to charge the energy storage device.
  • the energy storage arrangement 7 preferably has at least one step-down stage 12, 13, which is connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device by the normal supply voltage, which in Fig. 2b ) as charging voltage U L.
  • the step-down stage 12, 13 steps down an electrical input voltage at an input of the step-down stage 12, 13 into an electrical output voltage at an output of the step-down stage 12, 13.
  • the energy storage arrangement 7 has a first step-down stage 12 connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device and a second step-down stage 13 connected downstream of the first step-down stage 12.
  • the step-down stages 12, 13 can be designed identically or differently, for example. Reference is made to the above statements on the step-up stages 9, 10, which also apply accordingly to the step-down stages 12, 13.
  • a motor vehicle lock 14 is provided for the locking element 5 of the motor vehicle 6, wherein the motor vehicle lock 14 in Fig.1 shown in a partially disassembled side view.
  • the motor vehicle lock 14 is equipped with a lock latch 15 that can be pivoted about a lock latch axis 15a for the holding engagement with a locking part 16 and a locking pawl 17 assigned to the lock latch 15 and pivoted about a pawl axis 17a.
  • the locking part 16 can be a striker, a locking bolt or the like.
  • the motor vehicle lock 14 is arranged on a locking element 5, while the locking part 16 is arranged fixed to the body of the motor vehicle 6.
  • the pawl 17 can be moved into a Fig.1 shown, in which it holds the lock latch 15 in the shown closed position by means of a pawl pin 18. Furthermore, the pawl 17 can be lifted by motor using the electric drive 3.
  • the drive motor 4 is preferably connected to the pawl 17 by a drive cable 19.
  • the Motorized lifting of the pawl 17 is in Fig.1 a pivoting of the pawl 17 in a clockwise direction about the pawl axis 17a.
  • the pawl 17 can also be part of a pawl system consisting of two or more sequentially arranged pawls assigned to the lock latch 15.
  • the motor-driven lifting of the locking pawl 17 is triggered, for example, by actuating a door handle 20.
  • the door handle 20 is equipped with a sensor or the like, which detects actuation of the door handle 20 and forwards the detection via a control connection to the control arrangement 1, which causes the electric drive 3 to be activated.
  • the motor vehicle locking system 2 can also have a drive arrangement for motorized adjustment of an aforementioned locking element 5 of the motor vehicle, wherein the drive arrangement serves for motorized adjustment, in particular opening and/or closing, of the locking element 5.
  • Further examples of locking functions are motorized adjustment of control elements such as control levers, door handles as well as interior and exterior elements of the motor vehicle such as fan elements, interior mirrors, side mirrors, lighting or the like.
  • a method for operating a motor vehicle locking system 2 by means of a proposed control arrangement 1 as such is claimed.
  • the energy storage arrangement 7 has a first step-up stage 9 and a second step-up stage 10 and that the emergency supply voltage U N is generated by the first step-up stage 9 connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage U N and the second step-up stage 10 connected downstream of the first step-up stage 9.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Kraftfahrzeugschließsystem mit einer solchen Steueranordnung gemäß Anspruch 10 und ein Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 12.The invention relates to a control arrangement for operating a motor vehicle locking system according to the preamble of claim 1, a motor vehicle locking system with such a control arrangement according to claim 10 and a method for operating a motor vehicle locking system according to the preamble of claim 12.

Das in Rede stehende Kraftfahrzeugschließsystem findet Anwendung bei allen Arten von motorischen Schließfunktionen für Verschlusselemente eines Kraftfahrzeugs. Dazu gehören insbesondere Verschlusselemente wie Seitentüren, Hecktüren, Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben oder dergleichen. Diese Verschlusselemente können grundsätzlich als Schwenk- oder Schiebetüren ausgestaltet sein. Die motorische Schließfunktion betrifft insbesondere ein dem Kraftfahrzeugschließsystem zugeordnetes Kraftfahrzeugschloss. Weitere Beispiele der betreffenden Schließfunktionen eines Kraftfahrzeugs sind Antriebsanordnungen, welche eine motorische Verstellung der vorgenannten Verschlusselemente bereitstellen.The motor vehicle locking system in question is used for all types of motor locking functions for locking elements of a motor vehicle. These include in particular locking elements such as side doors, rear doors, tailgates, boot lids, bonnets or the like. These locking elements can basically be designed as swing or sliding doors. The motor locking function relates in particular to a motor vehicle lock assigned to the motor vehicle locking system. Further examples of the relevant locking functions of a motor vehicle are drive arrangements which provide a motorized adjustment of the aforementioned locking elements.

Die bekannte Steueranordnung ( US 2015/0330116 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, betrifft den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems mit einem Kraftfahrzeugschloss, das als Schließelemente eine Schlossfalle und eine Sperrklinke aufweist. Die Schlossfalle lässt sich in eine Schließstellung bringen, in der sie in haltendem Eingriff mit dem Schließteil steht und in der sie von der Sperrklinke fixiert wird. Das Kraftfahrzeugschloss ist ferner mit einem elektrischen Antrieb ausgestattet, mit dem die Sperrklinke aushebbar ist, sodass die Schlossfalle, das Schließteil freigebend, in ihre Offenstellung verstellbar ist.The well-known tax arrangement ( US 2015/0330116 A1 ), from which the invention is based, relates to the operation of a motor vehicle locking system with a motor vehicle lock that has a lock latch and a pawl as locking elements. The lock latch can be brought into a closed position in which it is in holding engagement with the locking part and in which it is fixed by the pawl. The motor vehicle lock is also equipped with an electric drive with which the pawl can be lifted out so that the lock latch can be adjusted to its open position, releasing the locking part.

Um den Anforderungen an die Sicherheit der Spannungsversorgung solcher Kraftfahrzeugschlösser Rechnung tragen zu können, weist die bekannte Steueranordnung eine aufladbare Energiespeicheranordnung auf, wodurch auch in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall der Normal-Versorgungsspannung, die elektrische Energieversorgung des Kraftfahrzeugschließsystems über eine Not-Versorgungsspannung sichergestellt wird.In order to be able to take into account the requirements for the safety of the power supply of such motor vehicle locks, the known control arrangement has a rechargeable energy storage arrangement, whereby the electrical energy supply of the motor vehicle locking system is ensured via an emergency supply voltage even in emergency operation, in particular in the event of failure of the normal supply voltage.

Die Energiespeicheranordnung der bekannten Steueranordnung wird durch Kondensatoren gebildet. Da einzelne Kondensatoren hinsichtlich ihrer bereitgestellten Spannung begrenzt sind, werden zur Not-Spannungsversorgung mehrere Kondensatoren elektrisch in Reihe geschaltet. Zudem ist bei der bekannten Steueranordnung eine Hochsetzstufe für die Energiespeicheranordnung vorgesehen, um die benötigte Not-Versorgungsspannung zu erzielen.The energy storage arrangement of the known control arrangement is formed by capacitors. Since individual capacitors are limited in terms of the voltage they provide, several capacitors are electrically connected in series to provide emergency voltage. In addition, the known control arrangement provides a step-up stage for the energy storage arrangement in order to achieve the required emergency supply voltage.

Problematisch hierbei ist jedoch, dass sich die in Reihe geschalteten Kondensatoren sowohl auf die Anforderungen an den Bauraum als auch auf die Herstellungskosten der Steueranordnung nachteilig auswirken. Die in Reihe geschalteten Kondensatoren erfordern zudem in der Regel eine Ausgleichsschaltung zur Gewährleistung eines gleichmäßigen Aufladens der Kondensatoren, was ebenfalls zu einem komplexeren Aufbau der Steueranordnung führt.The problem here, however, is that the capacitors connected in series have a negative impact on both the installation space requirements and the manufacturing costs of the control arrangement. The capacitors connected in series also generally require a compensation circuit to ensure that the capacitors are charged evenly, which also leads to a more complex structure of the control arrangement.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Steueranordnung für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine Not-Versorgungsspannung auf besonders einfache Weise bereitgestellt wird.The invention is based on the problem of designing and developing the known control arrangement for the operation of a motor vehicle locking system in such a way that an emergency supply voltage is provided in a particularly simple manner.

Das obige Problem wird bei einer Steueranordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The above problem is solved in a control arrangement according to the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1.

Die vorschlagsgemäße Steueranordnung ist für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems vorgesehen, wobei das Kraftfahrzeugschließsystem einen elektrischen Antrieb mit einem elektrischen Antriebsmotor aufweist, wobei im Normalbetrieb der elektrische Antrieb von einer Normal-Versorgungsspannung gespeist wird, um eine motorische Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Der Begriff "Antriebsmotor" umfasst vorliegend alle Arten von elektrischen Aktuatoren, insbesondere rotatorische und lineare Aktuatoren. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Antriebsmotor um einen rotatorischen elektrischen Motor, der weiter vorzugsweise als bürstenbehafteter Gleichstrommotor oder als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet ist.The proposed control arrangement is intended for the operation of a motor vehicle locking system, wherein the motor vehicle locking system has an electric drive with an electric drive motor, wherein in normal operation the electric drive is fed by a normal supply voltage in order to provide a motorized locking function for an adjustable locking element of the motor vehicle. The term "drive motor" here includes all types of electric actuators, in particular rotary and linear actuators. The drive motor is preferably a rotary electric motor, which is further preferably designed as a brushed DC motor or as a brushless DC motor.

Die Steueranordnung weist eine Energiespeicheranordnung mit mindestens einem, vorzugsweise genau einem, als Kondensator ausgestalteten Energiespeicher auf, wobei die Energiespeicheranordnung in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall der Normal-Versorgungsspannung, eine elektrische Not-Versorgungsspannung für den elektrischen Antrieb bereitstellt.The control arrangement has an energy storage arrangement with at least one, preferably exactly one, energy storage device designed as a capacitor, wherein the energy storage arrangement provides an electrical emergency supply voltage for the electric drive in an emergency operation, in particular in the event of failure of the normal supply voltage.

Die Energiespeicheranordnung weist mindestens eine Hochsetzstufe auf, die dem Energiespeicher zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung nachgeschaltet ist, wobei die Hochsetzstufe eine elektrische Eingangsspannung an einem Eingang der Hochsetzstufe in eine elektrische Ausgangsspannung an einem Ausgang der Hochsetzstufe hochsetzt.The energy storage arrangement has at least one step-up stage which is connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage, wherein the step-up stage steps up an electrical input voltage at an input of the step-up stage into an electrical output voltage at an output of the step-up stage.

Die vorschlagsgemäße Lösung stellt nun einer Abkehr von dem aus dem Stand der Technik bekannten Konzept dar, die Energiespeicheranordnung zwingend mit mehreren In Reihe geschalteten Kondensatoren auszustatten. Der vorschlagsgemäßen Lösung liegt hierbei die Überlegung zugrunde, anstelle einer Anpassung des Energiespeichers die Hochsetzstufe der Steueranordnung weiterzubilden.The proposed solution represents a departure from the prior art concept of equipping the energy storage arrangement with several capacitors connected in series. The proposed solution is based on the idea of developing the step-up stage of the control arrangement instead of adapting the energy storage device.

Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Energiespeicheranordnung zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung eine dem Energiespeicher zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung nachgeschaltete, erste Hochsetzstufe und eine der ersten Hochsetzstufe nachgeschaltete, zweite Hochsetzstufe aufweist.In detail, it is proposed that the energy storage arrangement for generating the emergency supply voltage has a first boost stage connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage and a second boost stage connected downstream of the first boost stage.

Durch die Verwendung von mindestens zwei Hochsetzstufen kann bereits die Kondensatorspannung eines einzelnen Kondensators ausreichen, um die Not-Versorgungsspannung bereitzustellen. Im Gegensatz zur Verwendung einer einzigen Hochsetzstufe mit vergleichsweise hohem Hochsetzfaktor kann über die vorgesehene Schaltung von mindestens zwei Hochsetzstufen nacheinander der Wirkungsgrad bei der Hochsetzung der Spannung erhöht werden. Gleichzeitig können einfach aufgebaute und kostengünstige Hochsetzstufen zum Einsatz kommen.By using at least two boost stages, the capacitor voltage of a single capacitor can be sufficient to provide the emergency supply voltage. In contrast to using a single boost stage with a comparatively high boost factor, the efficiency of boosting the voltage can be increased by using the circuit provided for at least two boost stages one after the other. At the same time, simply constructed and inexpensive boost stages can be used.

In der bevorzugten, besonders einfach umzusetzenden Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist die erste Hochsetzstufe, insbesondere im Hinblick auf den Hochsetzfaktor, identisch zu der zweiten Hochsetzstufe. Sind mehr als zwei Hochsetzstufen vorgesehen, können alle Hochsetzstufen identisch aufgebaut sein. Alternativ kann die erste Hochsetzstufe, insbesondere im Hinblick auf den Hochsetzfaktor, unterschiedlich zu der zweiten Hochsetzstufe sein, wodurch insbesondere der Wirkungsgrad weiter verbessert werden kann.In the preferred, particularly simple to implement embodiment according to claim 2, the first step-up stage is identical to the second step-up stage, particularly with regard to the step-up factor. If more than two If step-up stages are provided, all step-up stages can be constructed identically. Alternatively, the first step-up stage can be different from the second step-up stage, particularly with regard to the step-up factor, which can further improve the efficiency in particular.

Besonders bevorzugt ist gemäß Anspruch 3, dass der Kondensator als Doppelschichtkondensator ausgestaltet ist, um eine hohe elektrische Leistungsdichte zu erreichen. Die bei Doppelschichtkondensatoren auftretende, bauartbedingte Begrenzung der maximalen Kondensatorspannung ist mit der vorschlagsgemäßen Lösung aufgrund der Ausgestaltung der Hochsetzstufen unproblematisch.According to claim 3, it is particularly preferred that the capacitor is designed as a double-layer capacitor in order to achieve a high electrical power density. The design-related limitation of the maximum capacitor voltage that occurs with double-layer capacitors is unproblematic with the proposed solution due to the design of the boost stages.

Wie bereits angesprochen, erlaubt die vorschlagsgemäße Steueranordnung die Verwendung einer Energiespeicheranordnung mit lediglich einem einzigen Kondensator, insbesondere einem einzigen Doppelschichtkondensator, was gemäß Anspruch 4 eine bevorzugte Ausgestaltung darstellt.As already mentioned, the proposed control arrangement allows the use of an energy storage arrangement with only a single capacitor, in particular a single double-layer capacitor, which represents a preferred embodiment according to claim 4.

In der ebenfalls bevorzugten, alternativen Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 weist die Energiespeicheranordnung mindestens zwei Kondensatoren, insbesondere mindestens zwei Doppelschichtkondensatoren, auf, die parallel zueinander geschaltet sind. Über die Parallelschaltung der Kondensatoren kann die verfügbare Kapazität erhöht werden, wozu in der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 die Kondensatoren permanent parallel zueinander geschaltet sind.In the alternative embodiment according to claim 5, which is also preferred, the energy storage arrangement has at least two capacitors, in particular at least two double-layer capacitors, which are connected in parallel to one another. The available capacity can be increased by connecting the capacitors in parallel, for which purpose the capacitors are permanently connected in parallel to one another in the further embodiment according to claim 6.

Zudem kann mit mehreren Kondensatoren, insbesondere parallel geschalteten Kondensatoren, eine Redundanz für die Energiespeicheranordnung geschaffen werden, wobei im Falle eines Versagens eines Kondensators weiterhin die Not-Spannungsversorgung zur Verfügung gestellt werden kann. Gemäß Anspruch 7 ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, durch die zwischen zwei Kondensatoren der Energiespeicheranordnung zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung schaltbar ist.In addition, a redundancy for the energy storage arrangement can be created with several capacitors, in particular capacitors connected in parallel, whereby the emergency voltage supply can still be made available in the event of a capacitor failure. According to claim 7, a switching device is provided by which it is possible to switch between two capacitors of the energy storage arrangement in order to generate the emergency supply voltage.

Anspruch 8 betrifft eine bevorzugte Ausgestaltung der Energiespeicheranordnung mit einer Tiefsetzstufe, die dem Energiespeicher zum Aufladen des Energiespeichers durch die Normal-Versorgungsspannung vorgeschaltet ist. In Anspruch 9 wird das zuvor für die Not-Versorgungsspannung vorgeschlagene Konzept auch für die Tiefsetzstufe aufgegriffen, wobei die Energiespeicheranordnung eine dem Energiespeicher zum Aufladen des Energiespeichers vorgeschaltete, erste Tiefsetzstufe und eine der ersten Tiefsetzstufe nachgeschaltete, zweite Tiefsetzstufe aufweist.Claim 8 relates to a preferred embodiment of the energy storage arrangement with a step-down stage which is connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device by the normal supply voltage. In claim 9, the concept previously proposed for the emergency supply voltage is also adopted for the step-down stage, wherein the energy storage arrangement has a first step-down stage connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device and a second step-down stage connected downstream of the first step-down stage.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 10, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeugschließsystem, das einen elektrischen Antrieb mit einem elektrischen Antriebsmotor sowie eine vorschlagsgemäße Steueranordnung aufweist, als solches beansprucht. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Steueranordnung darf verwiesen werden.According to a further teaching according to claim 10, which has independent significance, a motor vehicle locking system is claimed which has an electric drive with an electric drive motor and a control arrangement according to the proposal. Reference may be made to all statements on the control arrangement according to the proposal.

In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 11 ist weiter ein Kraftfahrzeugschloss für das Verschlusselement des Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei der elektrische Antrieb für das motorische Ausheben der Sperrklinke des Kraftfahrzeugschlosses vorgesehen ist. Die vorschlagsgemäße Lösung kann hierbei den besonderen Sicheranforderungen bei Kraftfahrzeugschlössern Rechnung tragen.In the preferred embodiment according to claim 11, a motor vehicle lock is also provided for the locking element of the motor vehicle, wherein the electric drive is provided for the motorized lifting of the pawl of the motor vehicle lock. The proposed solution can take into account the special security requirements for motor vehicle locks.

Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems mittels einer vorschlagsgemäßen Steueranordnung als solches beansprucht. Insoweit darf auch auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Steueranordnung verwiesen werden.According to a further teaching according to claim 12, which also has independent significance, a method for operating a motor vehicle locking system by means of a control arrangement according to the proposal is claimed as such. In this respect, reference may also be made to all statements on the control arrangement according to the proposal.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1
eine schematische, perspektivische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschließsystemen, die Kraftfahrzeugschlösser aufweisen und ein Kraftfahrzeugschloss in einer teilweise demontierten Seitenansicht, und
Fig. 2
eine schematische Darstellung der vorschlagsgemäßen Steueranordnung a) gemäß einer ersten Ausgestaltung und b) gemäß einer zweiten Ausgestaltung.
In the following, the invention is explained in more detail with reference to a drawing which merely represents an exemplary embodiment. In the drawing,
Fig.1
a schematic, perspective representation of a motor vehicle with proposed motor vehicle locking systems, which have motor vehicle locks and a motor vehicle lock in a partially dismantled side view, and
Fig.2
a schematic representation of the proposed control arrangement a) according to a first embodiment and b) according to a second embodiment.

Gemäß einer ersten Lehre betrifft die Erfindung eine Steueranordnung 1 für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems 2. Das Kraftfahrzeugschließsystem 2 weist einen elektrischen Antrieb 3 mit einem elektrischen Antriebsmotor 4 auf, wobei im Normalbetrieb der elektrische Antrieb 3 von einer Normal-Versorgungsspannung gespeist wird, um eine motorische Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement 5 des Kraftfahrzeugs 6 bereitzustellen.According to a first teaching, the invention relates to a control arrangement 1 for the operation of a motor vehicle locking system 2. The motor vehicle locking system 2 has an electric drive 3 with an electric drive motor 4, wherein in normal operation the electric drive 3 is fed by a normal supply voltage in order to provide a motorized locking function for an adjustable locking element 5 of the motor vehicle 6.

Die im Normalbetrieb verwendete Normal-Versorgungspannung ist hierbei eine Versorgungsspannung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs 6, welche vorzugsweise von der Zentralbatterie des Kraftfahrzeugs 6 bereitgestellt wird. Bei der Zentralbatterie handelt es sich vorzugsweise um die Batterie, die die für das Anlassen des Kraftfahrzeugs 6 und/oder für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 6 erforderliche elektrische Energie bereitstellt.The normal supply voltage used in normal operation is a supply voltage of the on-board network of the motor vehicle 6, which is preferably provided by the central battery of the motor vehicle 6. The central battery is preferably the battery that provides the electrical energy required for starting the motor vehicle 6 and/or for driving the motor vehicle 6.

Unter einer motorischen Schließfunktion ist zu verstehen, dass das verstellbare Verschlusselement 5 des Kraftfahrzeugs 6 direkt oder indirekt durch eine durch den elektrischen Antrieb 2 erzeugte Bewegung verstellt wird, geöffnet oder geschlossen wird, und/oder, verriegelt oder entriegelt wird.A motorized closing function is understood to mean that the adjustable locking element 5 of the motor vehicle 6 is adjusted, opened or closed, and/or locked or unlocked directly or indirectly by a movement generated by the electric drive 2.

Hinsichtlich der Ausgestaltung des Verschlusselements 5 darf auf die einleitenden Ausführungen verwiesen werden, wobei vorliegend in Fig. 1 die Funktionsweise des Kraftfahrzeugschließsystems 2 für ein als Heckklappe ausgestaltetes Verschlusselement 5 dargestellt ist. Sämtliche Ausführungen gelten jedoch ebenfalls für alle anderen Arten von Verschlusselementen 5 des Kraftfahrzeugs 6.With regard to the design of the closure element 5, reference may be made to the introductory statements, whereby in the present case Fig.1 the functioning of the motor vehicle locking system 2 for a locking element 5 designed as a tailgate is shown. However, all statements also apply to all other types of locking elements 5 of the motor vehicle 6.

Fig. 2a) und b) zeigen Darstellungen der Steueranordnung 1, wobei zur Vereinfachung lediglich Komponenten für eine untenstehend erläuterte Bereitstellung einer Not-Versorgungsspannung UN wiedergegeben sind. Darüber hinaus weist die Steueranordnung 1 vorzugsweise eine nicht dargestellte Steuerelektronik zur Umsetzung der in Verbindung mit der motorischen Schließfunktionen anfallenden Steuerungsaufgaben auf. Insbesondere ist die Steueranordnung 1 hierbei für eine Ansteuerung des elektrischen Antriebs 3 eingerichtet. Fig. 2a ) and b) show representations of the control arrangement 1, whereby for the sake of simplicity only components for the provision of an emergency supply voltage U N, as explained below, are shown. In addition, the control arrangement 1 preferably has control electronics (not shown) for implementing the control tasks arising in connection with the motorized closing functions. In particular, the control arrangement 1 is set up to control the electric drive 3.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Steueranordnung 1 eine Energiespeicheranordnung 7 mit mindestens einem als Kondensator 8 ausgestalteten Energiespeicher auf, wobei die Energiespeicheranordnung 7 in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall der Normal-Versorgungsspannung, eine elektrische Not-Versorgungsspannung UN für den elektrischen Antrieb 3 bereitstellt. Die Not-Versorgungsspannung UN wird hierbei anhand der Kondensatorspannung UK des mindestens einen Kondensators 8 bereitgestellt, wie nachfolgend noch erläutert wird.As from Fig.2 As can be seen, the control arrangement 1 has an energy storage arrangement 7 with at least one energy storage device designed as a capacitor 8, wherein the energy storage arrangement 7 provides an electrical emergency supply voltage U N for the electric drive 3 in an emergency operation, in particular in the event of failure of the normal supply voltage. The emergency supply voltage U N is provided based on the capacitor voltage U K of the at least one capacitor 8, as will be explained below.

In der Regel ist der elektrische Antrieb 3 hinsichtlich der benötigten Antriebspannung auf die Normal-Versorgungsspannung und insbesondere auf die Spannung der Zentralbatterie des Kraftfahrzeugs 6 abgestimmt. Die Kondensatorspannung UK des Kondensators 8 ist hierbei geringer als die Normal-Versorgungsspannung. Die Energiespeicheranordnung 7 weist mindestens eine Hochsetzstufe 9, 10 auf, die dem Energiespeicher zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN nachgeschaltet ist. Die Hochsetzstufe 9, 10 setzt hierbei eine elektrische Eingangsspannung an einem Eingang der Hochsetzstufe 9, 10 in eine elektrische Ausgangsspannung an einem Ausgang der Hochsetzstufe 9, 10 hoch, sodass die Ausgangsspannung höher ist als die elektrische Eingangsspannung.As a rule, the electric drive 3 is matched to the normal supply voltage and in particular to the voltage of the central battery of the motor vehicle 6 with regard to the required drive voltage. The capacitor voltage U K of the capacitor 8 is lower than the normal supply voltage. The energy storage arrangement 7 has at least one step-up stage 9, 10 which is connected downstream of the energy storage device to generate the emergency supply voltage U N. The step-up stage 9, 10 steps up an electrical input voltage at an input of the step-up stage 9, 10 into an electrical output voltage at an output of the step-up stage 9, 10, so that the output voltage is higher than the electrical input voltage.

Wesentlich ist nun, dass die Energiespeicheranordnung 7 zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN eine dem Energiespeicher zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN nachgeschaltete, erste Hochsetzstufe 9 und eine der ersten Hochsetzstufe 9 nachgeschaltete, zweite Hochsetzstufe 10 aufweist.It is now essential that the energy storage arrangement 7 for generating the emergency supply voltage U N has a first boost stage 9 connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage U N and a second boost stage 10 connected downstream of the first boost stage 9.

Die erste und zweite Hochsetzstufe 9, 10 sind vorzugsweise derart nacheinander geschaltet, dass sich insbesondere die Hochsetzfaktoren der ersten und zweiten Hochsetzstufe 9, 10 miteinander multiplizieren. Unter dem Hochsetzfaktor wird das Verhältnis zwischen elektrischer Ausgangsspannung und elektrischer Eingangsspannung einer Hochsetzstufe 9, 10 verstanden. Da vorschlagsgemäß mindestens zwei Hochsetzstufen 9, 10 für die Erzeugung der Not-Versorgungsspannung auf Grundlage der Kondensatorspannung UK vorgesehen sind, kann einerseits ein großer Spannungsunterschied zwischen Kondensatorspannung UK und benötigter Not-Versorgungsspannung UN überwunden werden. Andererseits sind an die jeweilige Ausgestaltung der Hochsetzstufen 9, 10 geringere Anforderungen zu stellen.The first and second boost stages 9, 10 are preferably connected in series in such a way that in particular the boost factors of the first and second boost stages 9, 10 are multiplied by one another. The boost factor is understood to be the ratio between the electrical output voltage and the electrical input voltage of a boost stage 9, 10. Since, according to the proposal, at least two boost stages 9, 10 are provided for generating the emergency supply voltage on the basis of the capacitor voltage U K , a large voltage difference between the capacitor voltage U K and the required emergency supply voltage U N can be overcome. On the other hand, less stringent requirements are placed on the respective design of the step-up stages 9 and 10.

Prinzipiell können auch mehr als zwei Hochsetzstufen 9, 10 nacheinander geschaltet werden, wobei beispielsweise zusätzlich eine dritte Hochsetzstufe der zweiten Hochsetzstufe 10 zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN nachgeschaltet ist. Gemäß einer bevorzugten und in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung sind jedoch genau zwei Hochsetzstufen 9, 10 vorgesehen.In principle, more than two boost stages 9, 10 can be connected in series, for example, a third boost stage being connected downstream of the second boost stage 10 to generate the emergency supply voltage U N. According to a preferred and in Fig.2 However, in the embodiment shown, exactly two step-up stages 9, 10 are provided.

Die Hochsetzstufen 9, 10 können als voneinander unabhängig ausgestaltete elektrische Bauelemente ausgestaltet sein, welche in der Steueranordnung 1 miteinander verschaltet sind. Diese Ausgestaltung ist dahingehend vorteilhaft, dass bereits bestehende elektrische Bauelemente in der Steueranordnung 1 verwendet und einzelne Hochsetzstufen 9, 10 nachgerüstet werden können. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass die Hochsetzstufen 9, 10 in einem elektrischen Bauelement, beispielsweise in einer integrierten Schaltung, gemeinsam integriert sind.The boost stages 9, 10 can be designed as electrical components that are designed independently of one another and are interconnected in the control arrangement 1. This design is advantageous in that existing electrical components can be used in the control arrangement 1 and individual boost stages 9, 10 can be retrofitted. Alternatively, it can also be provided that the boost stages 9, 10 are integrated together in an electrical component, for example in an integrated circuit.

Bevorzugt ist die erste Hochsetzstufe 9, insbesondere im Hinblick auf den Hochsetzfaktor, identisch zu der zweiten Hochsetzstufe 10, wodurch sich ein besonders einfacher Aufbau der Steueranordnung 1 ergibt. Insbesondere bestehen die Hochsetzstufen 9, 10 jeweils aus im Hinblick auf deren elektrische Nenngrößen identischen elektrischen Bauteilen, welche auf gleiche Weise zur Ausbildung der jeweiligen Hochsetzstufe 9, 10 miteinander verschaltet sind.Preferably, the first step-up stage 9 is identical to the second step-up stage 10, particularly with regard to the step-up factor, which results in a particularly simple structure of the control arrangement 1. In particular, the step-up stages 9, 10 each consist of electrical components that are identical with regard to their electrical nominal sizes and are interconnected in the same way to form the respective step-up stage 9, 10.

Alternativ kann die erste Hochsetzstufe 9, insbesondere im Hinblick auf den Hochsetzfaktor, unterschiedlich zu der zweiten Hochsetzstufe 10 sein. Durch eine entsprechende Wahl einer Kombination unterschiedlicher Hochsetzstufen 9, 10 kann der Wirkungsgrad des Hochsetzens verbessert werden. Weiter kann eine Startspannung für die jeweiligen Hochsetzstufen 9, 10 vorgesehen sein, worunter eine elektrische Mindestspannung verstanden wird, die für den Normalbetrieb der Hochsetzstufe 9, 10 erforderlich ist. Vorzugweise ist es im Falle unterschiedlich ausgestalteter Hochsetzstufen 9, 10 hierbei so, dass die erste Hochsetzstufe 9 eine niedrigere Startspannung aufweist als die zweite Hochsetzstufe 10. Beispielsweise kann die Startspannung der zweiten Hochsetzstufe 10 mindestens doppelt so groß sein wie die Startspannung der ersten Hochsetzstufe 9.Alternatively, the first boost stage 9 can be different from the second boost stage 10, particularly with regard to the boost factor. The efficiency of the boost can be improved by selecting a combination of different boost stages 9, 10. Furthermore, a starting voltage can be provided for the respective boost stages 9, 10, which is understood to be a minimum electrical voltage that is required for normal operation of the boost stage 9, 10. In the case of differently designed boost stages 9, 10, it is preferably the case that the first boost stage 9 has a lower starting voltage than the second boost stage 10. For example, the starting voltage of the second boost stage 10 must be at least twice as large as the starting voltage of the first boost stage 9.

Die Hochsetzstufen 9, 10 können jeweils auf verschiedene, an sich bekannte Weise aufgebaut sein. Vorzugsweise ist mindestens eine der Hochsetzstufen 9, 10 als Aufwärtswandler (Boost-Converter) ausgestaltet. Die Hochsetzstufen 9, 10 können ebenfalls als Ladungspumpe ausgestaltet sein. Weiter denkbar ist eine Ausgestaltung der Hochsetzstufen 9, 10 mit einem diskreten Hochsetzen der Spannung auf Grundlage einer Wechselspannung, wobei beispielsweise Delon- und/oder Villard-Schaltungen vorgesehen sein können. Im Falle eines diskreten Hochsetzens weist die jeweilige Hochsetzstufe 9, 10 eine Anordnung zum Erzeugen einer Wechselspannung aus der Eingangsspannung auf, beispielsweise einen Zerhacker. In der oben angesprochenen Variante mit unterschiedlich ausgestalteten ersten und zweiten Hochsetzstufen 9, 10 können entsprechend unterschiedliche Arten von Hochsetzstufen 9, 10 nacheinander geschaltet werden, beispielsweise ist eine Hochsetzstufe 9, 10 ein Aufwärtswandler und eine weitere Hochsetzstufe 9, 10 eine Ladungspumpe oder führt ein diskretes Hochsetzen durch.The boost stages 9, 10 can each be constructed in different ways known per se. Preferably, at least one of the boost stages 9, 10 is designed as a boost converter. The boost stages 9, 10 can also be designed as a charge pump. It is also conceivable for the boost stages 9, 10 to be designed with a discrete boosting of the voltage based on an alternating voltage, whereby, for example, Delon and/or Villard circuits can be provided. In the case of a discrete boost, the respective boost stage 9, 10 has an arrangement for generating an alternating voltage from the input voltage, for example a chopper. In the variant mentioned above with differently designed first and second boost stages 9, 10, different types of boost stages 9, 10 can be connected in succession, for example, one boost stage 9, 10 is a boost converter and another boost stage 9, 10 is a charge pump or carries out a discrete boost.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Kondensator 8 als Doppelschichtkondensator ausgestaltet. Bei einem Doppelschichtkondensator handelt es sich um einen elektrochemischen Energiespeicher. Die Energiespeicherung erfolgt in einer elektrochemischen Doppelschicht, die auch als "Helmholtz-Schicht" bekannt ist ("Lexikon - Aktuelle Fachbegriffe aus Informatik und Telekommunikation", 9. Auflage, 2007, VDF Hochschulverlag AG, Seite 86). Ein solcher Doppelschichtkondensator wird auch als "Superkondensator", "Supercap", "Ultracap" oder dergleichen bezeichnet. Ein Doppelschichtkondensator kann eine hohe Leistungsdichte für das Kraftfahrzeugschließsystem 2 bereitstellen.In a particularly preferred embodiment, the capacitor 8 is designed as a double-layer capacitor. A double-layer capacitor is an electrochemical energy storage device. The energy is stored in an electrochemical double layer, which is also known as a "Helmholtz layer" ("Lexicon - Current technical terms from information technology and telecommunications", 9th edition, 2007, VDF Hochschulverlag AG, page 86). Such a double-layer capacitor is also referred to as a "supercapacitor", "supercap", "ultracap" or the like. A double-layer capacitor can provide a high power density for the motor vehicle locking system 2.

Die von dem Kondensator bereitgestellte Maximalspannung für die Kondensatorspannung UK beträgt insbesondere maximal 3 V, insbesondere maximal 2,7 V. Die Not-Versorgungsspannung UN kann insbesondere eine Größenordnung über der Maximalspannung für die Kondensatorspannung UK liegen. Insbesondere beträgt die Not-Versorgungsspannung mindestens 10 V. Der gesamte Hochsetzfaktor der nacheinander geschalteten Hochsetzstufen 9, 10 beträgt vorzugsweise mindestens 2, vorzugsweise mindestens 5.The maximum voltage provided by the capacitor for the capacitor voltage U K is in particular a maximum of 3 V, in particular a maximum of 2.7 V. The emergency supply voltage U N can in particular be an order of magnitude higher than the maximum voltage for the capacitor voltage U K. In particular, the emergency supply voltage is at least 10 V. The entire The boost factor of the successively connected boost stages 9, 10 is preferably at least 2, preferably at least 5.

Gemäß der in Fig. 2a) dargestellten und insoweit besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Energiespeicheranordnung 7 einen einzigen Kondensator 8, insbesondere einen einzigen Doppelschichtkondensator, auf. Wie bereits angesprochen, kann mit der vorschlagsgemäßen Lösung über die Hochsetzstufen 9, 10 auch bei der hierbei entsprechend geringen Kondensatorspannung UK die Bereitstellung der Not-Versorgungsspannung UN gewährleistet werden.According to the Fig. 2a ) and in this respect particularly preferred embodiment, the energy storage arrangement 7 has a single capacitor 8, in particular a single double-layer capacitor. As already mentioned, with the proposed solution via the step-up stages 9, 10, the provision of the emergency supply voltage U N can be ensured even with the correspondingly low capacitor voltage U K.

In der in Fig. 2b) dargestellten, alternativen und ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung weist die Energiespeicheranordnung 7 mindestens zwei Kondensatoren 8, insbesondere mindestens zwei Doppelschichtkondensatoren, auf, die parallel zueinander geschaltet sind. Folglich kann im Vergleich zu einem Kondensator 8 erhöhte Kapazität bereitgestellt werden.In the Fig. 2b ), the energy storage arrangement 7 has at least two capacitors 8, in particular at least two double-layer capacitors, which are connected in parallel to one another. Consequently, increased capacity can be provided compared to one capacitor 8.

In einer weiteren, besonders einfachen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kondensatoren 8 permanent parallel zueinander geschaltet sind, sodass im Notbetrieb stets die volle Kapazität zur Verfügung gestellt wird.In a further, particularly simple embodiment, it is provided that the capacitors 8 are permanently connected in parallel to one another, so that the full capacity is always made available in emergency operation.

Besonders bevorzugt ist jedoch wie in Fig. 2b) dargestellt eine Schaltvorrichtung 11 vorgesehen, durch die zwischen zwei Kondensatoren 8 der Energiespeicheranordnung 7 zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN schaltbar ist. Die Schaltvorrichtung 11 kann insbesondere das Schalten der Kondensatoren 8 anhand des Ladezustands der Kondensatoren 8 vornehmen und beispielsweise den Kondensator 8 mit dem höheren Ladezustand zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN schalten. Ebenso ist denkbar, dass ein zweiter Kondensator 8 zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN geschaltet wird, wenn der Ladezustand eines ersten Kondensators 8 einen Mindestwert unterschreitet.However, as in Fig. 2b ) a switching device 11 is provided, by means of which it is possible to switch between two capacitors 8 of the energy storage arrangement 7 in order to generate the emergency supply voltage U N. The switching device 11 can in particular switch the capacitors 8 based on the charge state of the capacitors 8 and, for example, switch the capacitor 8 with the higher charge state to generate the emergency supply voltage U N. It is also conceivable that a second capacitor 8 is switched to generate the emergency supply voltage U N when the charge state of a first capacitor 8 falls below a minimum value.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Steueranordnung 1 zum Aufladen des Energiespeichers eingerichtet. Wie in Fig. 2b) dargestellt, weist die Energiespeicheranordnung 7 vorzugsweise mindestens eine Tiefsetzstufe 12, 13 auf, die dem Energiespeicher zum Aufladen des Energiespeichers durch die Normal-Versorgungsspannung vorgeschaltet ist, welche in Fig. 2b) als Ladespannung UL gekennzeichnet ist. Die Tiefsetzstufe 12, 13 setzt eine elektrische Eingangsspannung an einem Eingang der Tiefsetzstufe 12, 13 in eine elektrische Ausgangsspannung an einem Ausgang der Tiefsetzstufe 12, 13 herunter.According to a further embodiment, the control arrangement 1 is designed to charge the energy storage device. As in Fig. 2b ), the energy storage arrangement 7 preferably has at least one step-down stage 12, 13, which is connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device by the normal supply voltage, which in Fig. 2b ) as charging voltage U L. The step-down stage 12, 13 steps down an electrical input voltage at an input of the step-down stage 12, 13 into an electrical output voltage at an output of the step-down stage 12, 13.

Besonders bevorzugt ist hierbei, dass die Energiespeicheranordnung 7 eine dem Energiespeicher zum Aufladen des Energiespeichers vorgeschaltete, erste Tiefsetzstufe 12 und eine der ersten Tiefsetzstufe 12 nachgeschaltete, zweite Tiefsetzstufe 13 aufweist. Auch hierbei können die Tiefsetzstufen 12, 13 beispielsweise identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein. Es darf auf die obigen Ausführungen zu den Hochsetzstufen 9, 10 verwiesen werden, welche entsprechend auch für die Tiefsetzstufen 12, 13 gelten.It is particularly preferred that the energy storage arrangement 7 has a first step-down stage 12 connected upstream of the energy storage device for charging the energy storage device and a second step-down stage 13 connected downstream of the first step-down stage 12. Here too, the step-down stages 12, 13 can be designed identically or differently, for example. Reference is made to the above statements on the step-up stages 9, 10, which also apply accordingly to the step-down stages 12, 13.

Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird das bereits angesprochene Kraftfahrzeugschließsystem 2, das einen elektrischen Antrieb 3 mit einem elektrischen Antriebsmotor 4 sowie eine vorschlagsgemäße Steueranordnung 1 aufweist, als solches beansprucht. Auf alle obigen Ausführungen darf insoweit verwiesen werden.According to a further teaching, which has independent significance, the motor vehicle locking system 2 already mentioned, which has an electric drive 3 with an electric drive motor 4 and a control arrangement 1 according to the proposal, is claimed as such. Reference may be made to all of the above statements in this regard.

Hier und gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Kraftfahrzeugschließsystems 2 ist ein Kraftfahrzeugschloss 14 für das Verschlusselement 5 des Kraftfahrzeugs 6 vorgesehen ist, wobei das Kraftfahrzeugschloss 14 in Fig. 1 in einer teilweise demontierten Seitenansicht dargestellt ist. Das Kraftfahrzeugschloss 14 ist mit einer um eine Schlossfallenachse 15a schwenkbaren Schlossfalle 15 für den haltenden Eingriff mit einem Schließteil 16 und einer der Schlossfalle 15 zugeordneten, um eine Sperrklinkenachse 17a schwenkbaren Sperrklinke 17 ausgestattet. Bei dem Schließteil 16 kann es sich um einen Schließbügel, einen Schließbolzen oder dergleichen handeln. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeugschloss 14 an einem Verschlusselement 5 angeordnet, während das Schließteil 16 karosseriefest am Kraftfahrzeug 6 angeordnet ist.Here and according to a particularly preferred embodiment of the motor vehicle locking system 2, a motor vehicle lock 14 is provided for the locking element 5 of the motor vehicle 6, wherein the motor vehicle lock 14 in Fig.1 shown in a partially disassembled side view. The motor vehicle lock 14 is equipped with a lock latch 15 that can be pivoted about a lock latch axis 15a for the holding engagement with a locking part 16 and a locking pawl 17 assigned to the lock latch 15 and pivoted about a pawl axis 17a. The locking part 16 can be a striker, a locking bolt or the like. For example, the motor vehicle lock 14 is arranged on a locking element 5, while the locking part 16 is arranged fixed to the body of the motor vehicle 6.

Die Sperrklinke 17 lässt sich in eine in Fig. 1 dargestellte, eingefallene Stellung bringen, in der sie die Schlossfalle 15 mittels eines Sperrklinkendorns 18 in der dargestellten Schließstellung hält. Ferner lässt sich die Sperrklinke 17 mittels des elektrischen Antriebs 3 motorisch ausheben. Hierfür ist der Antriebsmotor 4 vorzugsweise mit einem Antriebsseil 19 mit der Sperrklinke 17 verbunden. Das motorische Ausheben der Sperrklinke 17 ist in Fig. 1 ein Verschwenken der Sperrklinke 17 im Uhrzeigersinn um die Sperrklinkenachse 17a. Grundsätzlich kann die Sperrklinke 17 auch Bestandteil eines aus zwei oder mehreren sequentiell angeordneten Sperrklinken bestehenden, der Schlossfalle 15 zugeordneten Sperrklinkensystems sein.The pawl 17 can be moved into a Fig.1 shown, in which it holds the lock latch 15 in the shown closed position by means of a pawl pin 18. Furthermore, the pawl 17 can be lifted by motor using the electric drive 3. For this purpose, the drive motor 4 is preferably connected to the pawl 17 by a drive cable 19. The Motorized lifting of the pawl 17 is in Fig.1 a pivoting of the pawl 17 in a clockwise direction about the pawl axis 17a. In principle, the pawl 17 can also be part of a pawl system consisting of two or more sequentially arranged pawls assigned to the lock latch 15.

Das motorische Ausheben der Sperrklinke 17 wird beispielsweise durch eine Betätigung eines Türgriffs 20 ausgelöst. Hierfür ist der Türgriff 20 mit einem Sensor oder dergleichen ausgestattet, der eine Betätigung des Türgriffs 20 erfasst und die Erfassung über eine steuerungstechnische Verbindung an die Steueranordnung 1 weitergibt, welche eine Ansteuerung des elektrischen Antriebs 3 bewirkt.The motor-driven lifting of the locking pawl 17 is triggered, for example, by actuating a door handle 20. For this purpose, the door handle 20 is equipped with a sensor or the like, which detects actuation of the door handle 20 and forwards the detection via a control connection to the control arrangement 1, which causes the electric drive 3 to be activated.

Neben oder anstelle der hier näher erläuterten Schließfunktion des Kraftfahrzeugschlosses 14 kann das Kraftfahrzeugschließsystem 2 ebenfalls eine Antriebsanordnung zur motorischen Verstellung eines vorgenannten Verschlusselements 5 des Kraftfahrzeugs aufweisen, wobei die Antriebsanordnung einem motorischen Verstellen, insbesondere einem Öffnen und/oder Schließen, des Verschlusselements 5 dient. Weitere Beispiele für Schließfunktionen sind eine motorische Verstellung von Bedienelementen wie Bedienhebel, Türgriffe sowie von Innenraumelementen und Außenraumelementen des Kraftfahrzeugs wie Lüfterelementen, Innenspiegeln, Seitenspiegel, Beleuchtung oder dergleichen.In addition to or instead of the locking function of the motor vehicle lock 14 explained in more detail here, the motor vehicle locking system 2 can also have a drive arrangement for motorized adjustment of an aforementioned locking element 5 of the motor vehicle, wherein the drive arrangement serves for motorized adjustment, in particular opening and/or closing, of the locking element 5. Further examples of locking functions are motorized adjustment of control elements such as control levers, door handles as well as interior and exterior elements of the motor vehicle such as fan elements, interior mirrors, side mirrors, lighting or the like.

Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems 2 mittels einer vorschlagsgemäßen Steueranordnung 1 als solches beansprucht. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Steueranordnung 1 und zum vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschließsystem 2 darf verwiesen werden. Wesentlich ist, dass die Energiespeicheranordnung 7 eine erste Hochsetzstufe 9 und eine zweite Hochsetzstufe 10 aufweist und dass die Not-Versorgungsspannung UN durch die dem Energiespeicher zur Erzeugung der Not-Versorgungsspannung UN nachgeschaltete, erste Hochsetzstufe 9 und die der ersten Hochsetzstufe 9 nachgeschaltete, zweite Hochsetzstufe 10 erzeugt wird.According to a further teaching, which also has independent significance, a method for operating a motor vehicle locking system 2 by means of a proposed control arrangement 1 as such is claimed. Reference may be made to all statements on the proposed control arrangement 1 and the proposed motor vehicle locking system 2. It is essential that the energy storage arrangement 7 has a first step-up stage 9 and a second step-up stage 10 and that the emergency supply voltage U N is generated by the first step-up stage 9 connected downstream of the energy storage device for generating the emergency supply voltage U N and the second step-up stage 10 connected downstream of the first step-up stage 9.

Claims (12)

  1. Control arrangement for the operation of a motor vehicle locking system (2), wherein the motor vehicle locking system (2) has an electric drive (3) having an electric drive motor (4), wherein the electric drive (3) is fed, during normal operation, by a normal supply voltage in order to provide a motorized locking function for an adjustable closing element (5) of the motor vehicle (6),
    wherein the control arrangement has an energy storage arrangement (7) having at least one energy store in the form of a capacitor (8), wherein the energy storage arrangement (7) provides an electrical emergency supply voltage (UN) for the electric drive (3) in an emergency operating mode, in particular in the event of failure of the normal supply voltage,
    wherein the energy storage arrangement (7) has at least one boost stage (9, 10), which is connected downstream of the energy store to generate the emergency supply voltage (UN), wherein the boost stage (9, 10) boosts an electrical input voltage at an input of the boost stage (9, 10) into an electrical output voltage at an output of the boost stage (9, 10),
    characterized
    in that the energy storage arrangement (7), to generate the emergency supply voltage (UN), has a first boost stage (9) connected downstream of the energy store for generating the emergency supply voltage (UN) and a second boost stage (10) connected downstream of the first boost stage (9) .
  2. Control arrangement according to Claim 1, characterized in that the first boost stage (9) is identical to the second boost stage (10), in particular with regard to the boost factor, or in that the first boost stage (9) is different from the second boost stage (10), in particular with regard to the boost factor, preferably in that the first boost stage (9) has a lower starting voltage than the second boost stage (10).
  3. Control arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the capacitor (8) is in the form of a double-layer capacitor.
  4. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage arrangement (7) has a single capacitor (8), in particular a single double-layer capacitor.
  5. Control arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the energy storage arrangement (7) has at least two capacitors (8), in particular at least two double-layer capacitors, which are connected in parallel with one another.
  6. Control arrangement according to Claim 5, characterized in that the capacitors (8) are permanently connected in parallel with one another.
  7. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that provision is made for a switching device (11), by way of which it is possible to switch between two capacitors (8) of the energy storage arrangement (7) to generate the emergency supply voltage (UN) .
  8. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage arrangement (7) has at least one buck stage (12, 13) that is connected upstream of the energy store to charge the energy store with the normal supply voltage, and in that the buck stage (12, 13) steps down an electrical input voltage at an input of the buck stage (12, 13) into an electrical output voltage at an output of the buck stage (12, 13).
  9. Control arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage arrangement (7) has a first buck stage (12) connected upstream of the energy store for charging the energy store and a second buck stage (13) connected downstream of the first buck stage (12).
  10. Motor vehicle locking system that has an electric drive (3) having an electric drive motor (4) and a control arrangement (1) according to one of the preceding claims.
  11. Motor vehicle locking system according to Claim 10, characterized in that provision is made for a motor vehicle lock (14) for the closing element (5) of the motor vehicle (6), in that the motor vehicle lock (14) is equipped with a lock latch (15) for holding engagement with a locking part (16) and a pawl (17) assigned to the lock latch (15), and in that the electric drive (3) is intended for the motorized lifting of the pawl (17).
  12. Method for operating a motor vehicle locking system (2) by way of a control arrangement (1) according to one of Claims 1 to 9, wherein the motor vehicle locking system (2) has an electric drive (3) having an electric drive motor (4), wherein the electric drive (3) is fed, during normal operation, by a normal supply voltage in order to provide a motorized locking function for an adjustable closing element (5) of the motor vehicle (6),
    wherein the control arrangement (1) has an energy storage arrangement (7) having at least one energy store in the form of a capacitor (8), wherein the energy storage arrangement (7) is used to provide an electrical emergency supply voltage (UN) for the electric drive (3) in an emergency operating mode, in particular in the event of failure of the normal supply voltage,
    wherein the energy storage arrangement (7) has at least one boost stage (9, 10), which is connected downstream of the energy store to generate the emergency supply voltage (UN), wherein the boost stage (9, 10) is used to boost an electrical input voltage at an input of the boost stage (9, 10) into an electrical output voltage at an output of the boost stage (9, 10),
    characterized
    in that the energy storage arrangement (7) has a first boost stage (9) and a second boost stage (10) and in that the emergency supply voltage (UN) is generated by the first boost stage (9) connected downstream of the energy store for generating the emergency supply voltage (UN) and the second boost stage (10) connected downstream of the first boost stage (9).
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