JP2018511720A - 自動車の閉鎖エレメント用の駆動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の閉鎖エレメント（２）用の駆動装置であって、前記自動車は電気的な車載電源網（３）を有しており、前記閉鎖エレメント（２）をモータにより調節するための電気的な駆動部（４）が設けられており、該駆動部（４）には結合装置（７）が設けられており、該結合装置によって前記駆動部（４）は電気的に駆動制御可能である、自動車の閉鎖エレメント（２）用の駆動装置に関する。駆動部側の前記結合装置（７）によって、少なくとも１つのケーブルレスな伝送経路（８）が特に車載電源網側の結合装置（９）に対して形成可能であり、前記伝送経路（８）を介して前記駆動部（４）が駆動制御可能であることが提案される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の自動車の閉鎖エレメント用の駆動装置ならびに請求項１６に記載の形式の自動車の車載電源網に関する。

「閉鎖エレメント」という概念はこの明細書では広範囲の意味を持つ。この概念には、自動車のテールゲート、トランクリッド、ボンネット、サイドドア、トランクフロアパネル、窓ガラス、昇降ルーフ等が含まれる。以下では、自動車のテールゲートのモータによる調節についての使用範囲において主に説明する。

テールゲート等のモータによる調節は、近年特に、ステーションワゴンの分野で行われている。このためにテールゲート等には、電気的な駆動部を備えた駆動装置が設けられており、この駆動部は自動車の電気的な車載電源網を介して駆動制御可能である。

本発明の起点を成す公知の駆動装置（独国特許出願公開第１０２００７０４３３７２号明細書、DE 10 2007 043 372 A1）は、テールゲート等のモータによる調節に用いられる電気的な駆動部を備えている。この駆動部には、駆動部を電気的に駆動制御することができるケーブルベースの結合装置が設けられている。詳細に言うならば、この結合装置は、駆動部のエネルギ供給用の電気エネルギを伝送することができるケーブル接続部を提供する。このケーブル接続部は、制御信号を伝送するための制御線路を付加的に含む。

ケーブルベースの結合装置による電気的な駆動部の駆動制御は確かに高い堅牢性を提供する。しかしながらそのためには、駆動部の調節中にケーブル接続部の計画通りの曲げ運動を維持するために正確な機械的組み付けが前提である。正確な組み付けからずれている場合には、自動車の耐用期間中にケーブル損傷に到る恐れがある。組み付けにおけるこのような正確性は、一方では駆動部に対して、他方では自動車ボディに対して、ケーブル接続部の所要のシール性を保証するためにも必要である。したがって、近年は、ケーブル接続部のために、特にケーブル接続部におけるスリーブとコネクタプラグのために、新しい工具や製品がますます開発されている。その結果、駆動装置は、完全に規定された使用例に合わせて常に調整されなければならなくなり、駆動装置の使用における柔軟性は低くなっている。このような状況は、ケーブル接続部が常に、厳密に規定された接続点を有する、車両内に既に設けられているケーブルハーネスに接続されなければならないことにより、より厳しくなっている。この点に関しても、公知の駆動装置の使用における柔軟性は相応に制限されている。

本発明の課題は、公知の駆動装置を改良して、僅かな手間で使用における柔軟性を向上させるように設計することである。

上記課題は、請求項１の上位概念に記載の形式の駆動装置において、請求項１の特徴部に記載の特徴を備えた駆動装置により解決される。

重要であるのは、駆動装置の駆動部の駆動制御を少なくとも部分的にケーブルレスに行うことができるという基本的な考えである。「駆動制御」という概念はこの場合広い意味を持つ。この概念は、駆動部への電気エネルギの供給だけではなく、駆動部の動作を開始させるための、ならびに駆動部の監視および保守のための制御信号の伝送も含む。

詳細には、駆動部側の結合装置によって、少なくとも１つのケーブルレスな伝送経路が形成可能であり、この伝送経路を介して駆動部が上記の意味で駆動制御可能であることが提案される。ケーブルレスな伝送経路は好適には、駆動部と車載電源網側の結合装置との間に延在している。しかしながら基本的には、ケーブルレスな伝送経路は、さらに説明するように、別の結合装置に通じていてもよい。

提案される解決手段により、駆動装置の部分的にまたは完全にケーブルレスな組み付けが可能である。先行技術により公知のケーブル接続部をなくすことにより、ケーブル接続部に必要な機械的な措置も省かれるので、駆動部の使用における柔軟性は向上する。駆動部の駆動制御のために必要な調整は、ケーブルレスな伝送経路のパラメータ化に限定され、これは制御技術的、特にソフトウェア技術的に実現することができる。

結果として、駆動部は、その都度の使用例に機械的に適合させる必要なしに、多様な形式で使用することができる。工具コストの削減のほか、これにより組み付けが簡単になり、これにより製造時のサイクル時間の短縮が得られる。ケーブル接続部の廃止により必然的に得られるさらなる利点は、それに伴う駆動部の重量削減である。さらに、ケーブル開口を介する一方では駆動部への、他方では車両ボディへの水の浸入がもはや生じ得ないので、全般的に機械的堅牢性が高められる。このことは、ケーブル破損等がなくなることに関してもあてはまる。

請求項４記載の好適な構成では、１つの同じ伝送経路がエネルギの伝送のために、かつ制御信号の伝送のために使用される。このことは例えば、各制御信号が変調されて、本来はケーブルレスのエネルギ伝送に用いられる交流電圧に重畳されることにより実現される。伝送経路のこのような二重利用は、単純なハードウエアにより実現できる。

しかしながら制御技術的な周辺条件に応じて、駆動部側の結合装置によって２つの伝送経路が形成可能であり、第１のケーブルレスな伝送経路をエネルギの伝送のために使用し、かつ第２のケーブルレスな伝送経路を制御信号の伝送のために使用する（請求項５）ことも好適であると考えられる。このことは、非常に多くの情報量を含む制御信号が伝送されるべき場合に特に好適であると考えられる。

請求項８および９記載の別の好適な構成では、ケーブルレスな伝送経路は、エネルギおよび／または制御信号の誘導性の伝送を含む。このような誘導性の伝送は基本的に公知であり、送信機側での磁界の発生に基づくものであって、この磁界は受信機側のインダクタを貫流する。送信機側の磁界の変化は、受信機側のインダクタに電圧を誘導する。受信機側では相応に電気エネルギおよび／または制御信号が受け取られる。基本的にはこの場合も、誘導性のエネルギ伝送は同時に誘導性の制御信号伝送でもあるので、ケーブルレスな伝送経路は上述したように二重に利用されることが想定されてよい。このような誘導性の伝送は簡単に双方向に設計することができる。

選択的に請求項１０および１１によれば、エネルギおよび／または制御信号の容量性の伝送が実現されることが想定されてよい。容量性の伝送の場合、両結合装置の間の伝送距離が、結合コンデンサの誘電体を形成する。したがって、結合コンデンサは、送信機側の電極と受信機側の電極とを有している。結合コンデンサの電極における電荷が量的に同様に変化することにより、結合コンデンサを介してエネルギも制御信号も伝送可能である。

特に、エネルギ伝送が信号伝送とは別個に行われる場合には、請求項１２のように、制御信号伝送が電磁波によって実現されると有利である。この場合、比較的大きな到達距離と、このような信号伝送に関しては、所属のハードウエアと共に使用することができる多くの無線通信規格が既に存在しているという事実とが有利である。これには、工業規格「ブルートゥース」や、好適には、工業規格ＩＥＥＥ−８０２．１１として使用されている無線ＬＡＮの一種（ＷＬＡＮ）が挙げられる。

請求項１３に記載の特に好適な構成では、事前に車載電源網側の結合装置により伝送されたエネルギを蓄積（バッファ）するための駆動部側のエネルギ蓄積部が設けられている。自動車のテールゲート等のモータによる調節には通常、高い始動電流が必要であることにより、エネルギ蓄積部はコンデンサ、特に電気二重層コンデンサとして構成されている。

上記の蓄積部（バッファ）は特に、選択的な構成である、ケーブルレスな伝送経路がもっぱら少なくとも１つの所定の結合位置で形成可能である請求項１４における構成にとって有利である。このことは、結合位置の外側ではエネルギ伝送が不可能であることを意味している。したがって、エネルギ蓄積部が橋絡のために用いられ、駆動部には調節経路全体にわたってエネルギが供給される。もっぱら１つの所定の結合位置で行われるエネルギ伝送では、適切な設計のもとでは伝送距離を極めて短くすることができ、これにより結合装置の構造が単純になるという事実が有利である。

独立請求項となる請求項１６に記載のさらなる教示によれば、提案による駆動部の結合装置に対してケーブルレスな伝送経路を形成するための結合装置を備えた自動車の車載電源網が特許請求される。自動車の車載電源網の結合装置を説明するのに適した提案による駆動部についての全ての説明を参照することができる。

以下に、１つの実施例のみを示した図面につき本発明を詳しく説明する。

提案される駆動装置を備えた自動車のリヤ領域を示す図である。 図１の駆動装置の駆動部を示す縦断面図である。

図１に示された駆動装置１は、自動車の閉鎖エレメント２をモータにより調節するために使用される。この場合、閉鎖エレメント２は自動車のテールゲートである。図１に示したテールゲート２についての全ての説明は、別の種類の全ての閉鎖エレメントに該当するものである。

自動車は、電気的な車載電源網３を有している。この車載電源網３は、自動車バッテリのほか、エネルギや制御信号等を伝送するために制御装置と電気的な接続部とを含む。駆動装置１は電気的な駆動部４を有し、この電気的な駆動部４は駆動技術的に一方ではテールゲート２に、他方では自動車ボディ５に結合されている。図１に示されており、その限りにおいて好適な実施例では、駆動装置１は好適には２つの駆動部４を有していて、これらの駆動部はそれぞれ、テールゲート開口部６の対向する側縁に配置されている。以下では、わかり易く示すために主として１つの駆動部４についてしか言及しない。これに関する全ての説明は、場合によっては設けられている別の駆動部４についてもあてはまる。

図２には、この駆動部４に、駆動部４を電気的に駆動制御することができる結合装置７が設けられていることが示されている。

重要であるのは、駆動部側の結合装置７によって、特に車載電源網側の結合装置９との少なくとも１つのケーブルレスな伝送経路８を形成できるということである。この伝送経路８を介して駆動部４を駆動制御することができる。「駆動部の駆動制御」の概念の広い解釈に関しては、この明細書の概論部分における説明を参照されたい。

図２にはさらに、この場合、駆動部４の駆動制御全体がケーブルレスに行われるので、駆動部４と車載電源網３との間には何らかの形式のケーブル接続部は設けられていないことが示されている。これにより、駆動部４の特に簡単な組み付けが実現され、しかも、上述したケーブル接続部に伴う問題とは関係なく実現される。

上述したように、ここでは、また好適には、ケーブルレスな伝送経路８を介して駆動部４のエネルギ供給のためにエネルギを伝送可能である。付加的に好適には、ケーブルレスな伝送経路８を介して制御信号を伝送可能である。この制御信号は、前進、後退、駆動部停止等の所定の駆動部の動作を開始させるために車載電源網から駆動部４に伝送されるような信号であってもよい。しかしながらこの制御信号は、駆動部４から車載電源網３等に伝送されるような信号であってもよい。このような制御信号は例えば、センサ信号、ステータス信号等を含む。伝送経路８は、ここでは、また好適には、少なくとも制御信号の伝送に関する限り、双方向に設計されていることを補足することができる。駆動部４のエネルギ供給用のエネルギの伝送は勿論一方向に行われる。

したがって、図示されており、またその限りにおいて好適な実施例では、同じ伝送経路８を介して、エネルギも制御信号も伝送可能である。しかしながら、駆動部側の結合装置７によって、エネルギ伝送用の第１のケーブルレスな伝送経路と、制御信号伝送用の別個の第２のケーブルレスな伝送経路と、が形成可能であることも想定される。

基本的に、駆動部側の結合装置７によって、車載電源網３から分離された結合装置１０へのケーブルレスな伝送経路８が設けられていることも好適である。このような車載電源網３から分離された結合装置１０は図１に示されている。この結合装置１０は、リモートコントロールキー１１の構成部分である。この関連で、駆動部４を相応に駆動制御するために、リモートコントロールキー１１を直接、ケーブルレスに駆動部４に制御技術的に接続させることが考えられる。

さらに、駆動部側の結合装置７によって、別の電気的な駆動部４の結合装置とのケーブルレスな伝送経路８を形成できることが考えられる。これにより例えば、２つの駆動部のケーブルレスな同期化が考えられる。

駆動部側の結合装置７を用いる提案した形式の伝送の可能性は誘導性の伝送である。誘導性の伝送の基本的な機能形式は、明細書の冒頭部分で説明されている。

好適には、ケーブルレスな伝送経路８では誘導性のエネルギ伝送が行われ、この場合、駆動部側の結合装置７は、誘導性のエネルギ伝送装置を有していて、これは車載電源網側の結合装置９の誘導性のエネルギ伝送装置と協働する。

選択的に、または付加的に、ケーブルレスな伝送経路８では誘導性の制御信号伝送が行われ、駆動部側の結合装置７は誘導性の制御信号伝送装置を有していて、これは車載電源網側の結合装置９の誘導性の制御信号伝送装置と協働する。

好適には、上述した誘導性のエネルギ伝送装置は同時に、上述した誘導性の制御信号伝送装置でもあるので、このために必要なハードウエアは二重に使用することができる。

しかしながら基本的には、ケーブルレスな伝送経路は容量性であってもよい。容量性の伝送の基本的な機能形式も、明細書の概論部分で説明されている。

好適には、ケーブルレスな伝送経路８では容量性のエネルギ伝送が行われ、この場合、駆動部側の結合装置７は、容量性のエネルギ伝送装置を有していて、これは車載電源網側の結合装置９の容量性のエネルギ伝送装置と協働する。

選択的に、または付加的に、ケーブルレスな伝送経路８では容量性の制御信号伝送が行われ、この場合、駆動部側の結合装置７は容量性の制御信号伝送装置を有していて、これは車載電源網側の結合装置９の容量性の制御信号伝送装置と協働する。

この場合も基本的には、容量性のエネルギ伝送装置は同時に、容量性の制御信号伝送装置であるので、これに関するハードウエアはやはり二重に使用することができる。

特に制御信号伝送のためには、電磁波による伝送が行われてよい。詳細にはこのために、ケーブルレスな伝送経路８では電磁波によるケーブルレスな制御信号伝送が行われ、駆動部側の結合装置７は、無線ベースの制御信号伝送装置を有していて、これは車載電源網側の結合装置９の無線ベースの制御信号伝送装置と協働する。好適にはケーブルレスな制御信号伝送のためには、ブルートゥース、ＷＬＡＮ等のような規格が使用される。

特に、ケーブルレスな伝送経路８が、駆動部４の調節範囲全体にわたっては提供されない場合には、好適には駆動部側のエネルギ蓄積部１２が、特に車載電源網側の結合装置９によって伝送されたエネルギを蓄積するために設けられている。エネルギ蓄積部１２の構成については、極めて様々な態様を使用することができる。基本的には、エネルギ蓄積部１２が蓄電池を有していることが考えられる。しかしながらここでは、また好適には、エネルギ蓄積部１２が少なくとも１つのコンデンサを有している。さらに好適には、このコンデンサは電気二重層コンデンサとして構成されている。電気二重層コンデンサは、電気化学的なエネルギ蓄積器である。エネルギの蓄積は、「ヘルムホルツ層」としても公知である電気化学的な二重層内で行われる（VDF Hochschulverlag株式会社から２００７年に出版された「Lexikon-Aktuelle Fachbegriffe aus Informatik- und Telekommunikation」の第９版８６頁）。このような電気二重層コンデンサは、「スーパーコンデンサ」、「スーパーキャパシタ」、「ウルトラキャパシタ」などとも呼ばれる。このような電気二重層コンデンサにおいて重要であるのは、短い充電時間のほか、駆動部４への少なくとも最初の電力供給のための高い電力密度である。これにより、中間位置からの駆動部４の始動も保証される。

基本的には、ケーブルレスな伝送経路８は、閉鎖エレメント２の位置に関係なく形成可能であることが想定されてよい。しかしながらこれにより、設計によっては比較的大きな伝送距離を克服しなければならないので、結合装置７に特別な要求が課せられる。これに対して特に簡単な構成では、ケーブルレスな伝送経路８はもっぱら少なくとも１つの所定の結合位置で形成可能である。克服すべき伝送距離が特に短く、結合装置７のハードウエアを単純に構成することができるならば、特に有利である。

ケーブルレスな伝送経路８がもっぱら少なくとも１つの所定の結合位置で形成可能である場合には、エネルギの蓄積のために上述したエネルギ蓄積部１２の実現が特に有利である。伝送経路８が形成可能ではない中間位置では、エネルギ蓄積部１２が、駆動部４の給電に必要な電気エネルギを供給する。

駆動部側では様々な制御技術的構造が考えられる。図２に示した、その限りにおいて好適な実施例では、結合装置７と協働する駆動部制御装置１３が設けられている。駆動部制御装置１３は、駆動部４の駆動モータ４ａに駆動出力を接続するドライバモジュール１４に作用する。

基本的に提案される解決手段は、全ての形式の駆動部４に使用することができる。ここでは、また好適には、この駆動部４はスピンドル駆動部として構成されている。したがって、駆動部４の駆動モータ４ａに続いてスピンドル伝動装置１５が接続されている。

図示した、その限りにおいて好適な実施例では、駆動部側の結合装置７だけが駆動部４に配置されていて、車載電源網側の結合装置９は、自動車ボディ５上にまたは自動車ボディ５内に配置されている。これに対して選択的に、駆動部側の結合装置７と車載電源網側の結合装置９とがそれぞれ駆動部４に配置されていることを想定することができる。この場合、駆動部側の結合装置７と車載電源網側の結合装置９とは、自動車ボディ５にまたは閉鎖エレメント２に駆動部４を可動に機械的に接続するための接続ジョイントに組み込まれると好適である。最後に述べた構成は、駆動部４と車載電源網側の結合装置９とを互いに別個に組み付ける必要がないので、組み付け技術的に特に有利である。

独立請求項を成すさらなる教示により、駆動部４の結合装置７へのケーブルレスな伝送経路８を形成するための結合装置９を備えた自動車の車載電源網が、特許請求される。自動車の車載電源網３を説明するのに適した提案される駆動部４についての全ての説明を参照することができる。

最後にさらに補足できることは、誘導性の伝送、容量性の伝送、電磁波を介した伝送による上述した伝送手段のほかに、別の形式の伝送も使用できるということである。基本的には例えば、ケーブルレスな伝送経路８は少なくとも部分的に光学的な伝送により実現されることが考えられる。

Claims (16)

1. 自動車の閉鎖エレメント（２）用の駆動装置であって、前記自動車は、電気的な車載電源網（３）を有しており、前記駆動装置には前記閉鎖エレメント（２）をモータにより調節するための電気的な駆動部（４）が設けられており、前記駆動部（４）には前記駆動部（４）を電気的に駆動制御可能である結合装置（７）が設けられている駆動装置において、
   駆動部側の前記結合装置（７）によって、特に車載電源網側の結合装置（９）への少なくとも１つのケーブルレスな伝送経路（８）が形成可能であり、前記伝送経路（８）を介して前記駆動部（４）を駆動制御可能であることを特徴とする、
   駆動装置。
2. 前記ケーブルレスな伝送経路（８）を介して前記駆動部（４）のエネルギ供給のためのエネルギを伝送可能である、
   請求項１記載の駆動装置。
3. 前記ケーブルレスな伝送経路（８）を介して制御信号を伝送可能である、
   請求項１または２記載の駆動装置。
4. 同一のケーブルレスな伝送経路（８）を介して、エネルギも制御信号も伝送可能である、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動装置。
5. 前記駆動部側の結合装置（７）によって、エネルギを伝送するための第１のケーブルレスな伝送経路と、制御信号を伝送するための別個の第２のケーブルレスな伝送経路と、を形成可能である、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の駆動装置。
6. 前記駆動部側の結合装置（７）によって、前記車載電源網（３）とは分離された結合装置（１０）へのケーブルレスな伝送経路（８）を形成可能である、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の駆動装置。
7. 前記駆動部側の結合装置（７）によって、別の電気的な駆動部の結合装置とのケーブルレスな伝送経路（８）を形成可能である、
   請求項１から６までのいずれか１項記載の駆動装置。
8. 前記ケーブルレスな伝送経路（８）は、誘導性のエネルギ伝送を含み、前記駆動部側の結合装置（７）は、前記車載電源網側の結合装置（９）の誘導性のエネルギ伝送装置と協働する誘導性のエネルギ伝送装置を有している、
   請求項２から７までのいずれか１項記載の駆動装置。
9. 前記ケーブルレスな伝送経路（８）は、誘導性の制御信号伝送を含み、前記駆動部側の結合装置（７）は、前記車載電源網側の結合装置（９）の誘導性の制御信号伝送装置と協働する誘導性の制御信号伝送装置を有している、
   請求項３から８までのいずれか１項記載の駆動装置。
10. 前記ケーブルレスな伝送経路（８）は、容量性のエネルギ伝送を含み、前記駆動部側の結合装置（７）は、前記車載電源網側の結合装置（９）の容量性のエネルギ伝送装置と協働する容量性のエネルギ伝送装置を有している、
    請求項２から９までのいずれか１項記載の駆動装置。
11. 前記ケーブルレスな伝送経路（８）は、容量性の制御信号伝送を含み、前記駆動部側の結合装置（７）は、前記車載電源網側の結合装置（９）の容量性の制御信号伝送装置と協働する容量性の制御信号伝送装置を有している、
    請求項３から１０までのいずれか１項記載の駆動装置。
12. 前記ケーブルレスな伝送経路（８）は、電磁波によるケーブルレスな制御信号伝送を含み、前記駆動部側の結合装置（７）は、前記車載電源網側の結合装置（９）の無線ベースの制御信号伝送装置と協働する無線ベースの制御信号伝送装置を有していて、好適には前記ケーブルレスな制御信号伝送には、ブルートゥース、ＷＬＡＮ等による伝送が含まれる、
    請求項３から１１までのいずれか１項記載の駆動装置。
13. 特に前記車載電源網側の結合装置（９）によって伝送されたエネルギを蓄積するための駆動部側のエネルギ蓄積部（１２）が設けられており、好適には、前記エネルギ蓄積部（１２）は、少なくとも１つのコンデンサ、特に少なくとも１つの電気二重層コンデンサを有している、
    請求項２から１２までのいずれか１項記載の駆動装置。
14. 前記閉鎖エレメント（２）の位置に関係なく前記ケーブルレスな伝送経路（８）を形成可能であり、または、前記ケーブルレスな伝送経路（８）は、もっぱら、前記閉鎖エレメント（２）の少なくとも１つの所定の結合位置でのみ形成可能である、
    請求項１から１３までのいずれか１項記載の駆動装置。
15. 前記駆動部側の結合装置（７）と前記車載電源網側の結合装置（９）とが前記駆動部（４）に配置されており、好適には、前記駆動部側の結合装置（７）と前記車載電源網側の結合装置（９）とは、自動車ボディ（５）にまたは前記閉鎖エレメント（２）に前記駆動部（４）を可動に機械的に接続するための接続ジョイントに組み込まれている、
    請求項１から１４までのいずれか１項記載の駆動装置。
16. 請求項１から１５までのいずれか１項記載の駆動部（４）の前記結合装置（７）へのケーブルレスな伝送経路（８）を形成するための結合装置（９）を備えた自動車の車載電源網。

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