WO2022037738A1 - Kraftfahrzeugtürantrieb insbesondere kraftfahrzeugschiebetürantrieb - Google Patents

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WO2022037738A1
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Sebastian GOLDMANN
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Kiekert Aktiengesellschaft
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Definitions

  • Motor vehicle door drive in particular motor vehicle sliding door drive
  • the invention relates to a motor vehicle door drive, in particular a motor vehicle sliding door drive, with a door leaf that can be moved back and forth relative to a body, also with a drive unit and a holding device for the door leaf that interacts with the drive unit, and with a displacement sensor assigned to the drive unit.
  • the drive unit usually has an electric motor, a downstream gear and a deflection roller for at least one flexible transmission medium.
  • the door leaf is connected to the transmission means and can be moved back and forth in this way. With the aid of the holding device, the door leaf, which can be moved in relation to the body, can be locked or unlocked.
  • Motor vehicle door drives are used to typically open and close motor vehicle doors.
  • the motor vehicle doors in question can be pivoting or swiveling motor vehicle doors.
  • primarily sliding doors or motor vehicle sliding doors are considered which, with their door leaf, ensure the closure or release of a corresponding opening in the body of the motor vehicle.
  • An associated motor vehicle sliding door drive for the door leaf of a motor vehicle sliding door is usually arranged between a C-pillar and a D-pillar of the motor vehicle body and works on the door leaf in question via the flexible transmission medium.
  • This can regularly be a Bowden cable or a toothed belt.
  • the Bowden cable is wound and unwound on the deflection pulley.
  • the deflection roller may be designed as a winding roller. The winding roller or deflection roller is set in rotation with the help of the electric motor or the downstream gear as part of the drive unit. In this way, the desired movement of the door leaf can be made available.
  • a lever mechanism for actuating a brake is implemented as a kind of holding device.
  • the drive unit has an incremental encoder as a sensor that interacts with an associated motor shaft.
  • the lever mechanism interacts with a spindle drive. By turning the spindle to the right or left, a locking or unlocking process can be implemented and carried out via the lever mechanism.
  • EP 1 676 972 B1 does not go any further at this point.
  • a holding device is again implemented, which is equipped with a braking element.
  • the holding device has a wedge-shaped holding rubber which, for braking, can be inserted into a space between a roller supporting the sliding door and an inner wall of a guide rail associated with the roller. This results in relatively imprecise position information for the door leaf.
  • the invention is based on the technical problem of further developing such a motor vehicle door drive and in particular a motor vehicle sliding door drive in such a way that the indication of the position of the door leaf is improved overall.
  • the invention proposes in a generic motor vehicle door drive within the scope of the invention that the displacement sensor assigned to the drive unit is designed according to the invention as a combined displacement/direction sensor. That is, within the framework of Invention can be detected with the help of the path sensor, not only the path completed by the drive unit, which corresponds to a specific path of travel of the door leaf. Rather, the invention also makes it possible, at least additionally, to be able to detect the direction for the movement of the door leaf with the aid of the combined displacement/direction sensor.
  • Such information is essential, for example, against the background that the associated motor vehicle with the motor vehicle sliding door drive according to the invention is located on a downhill section or a slope.
  • the holding device can hold the door leaf in a half-open position, for example. If the holding device now releases the door leaf, the drive unit must be controlled precisely in order to ensure that the door leaf is closed, for example.
  • a control unit for the motor vehicle door drive may not only evaluate direction information from the combined displacement/direction sensor, but also one or more position sensors of the body, which provide information about the orientation of the body, for example such that the motor vehicle is parked on a slope in the direction of travel uphill or downhill is.
  • the configuration of the displacement sensor as a combined displacement/direction sensor makes comprehensive information available to the control unit that controls the drive unit and also the holding device, in order to avoid malfunctions and to provide the user with a targeted and needs-based control of the door leaf. This is where the main advantages can be seen.
  • the distance/direction sensor works without contact.
  • an inductive distance and direction detection has proven to be particularly favorable.
  • the displacement/direction sensor can also work optically.
  • the displacement/direction sensor can also be designed quite generally as a position sensor that detects the absolute position and transmits it to the control unit. In this case, not only is the relative path covered and the direction of travel recorded, but each movement of the drive unit and thus activation of the door leaf corresponds to a specially encoded position of the drive unit and thus of the door leaf relative to the body is known and available. As a rule, however, it is sufficient to use a displacement/direction sensor at this point.
  • the displacement/direction sensor is generally designed in two parts with at least one feeler element and one sensor element.
  • the probe element is usually connected to an output shaft of an electric motor as part of the drive unit.
  • the sensor element is designed to be stationary. In principle, the reverse procedure can also be used.
  • the sensor element is connected to the output shaft of the electric motor in question, whereas the feeler element has a stationary alignment and positioning.
  • a variant is particularly preferred such that the feeler element is arranged in or on a retaining ring of the retaining device.
  • this holding ring interacts with a holding rubber which can be placed on and removed from it and which is located at the end of a holding lever as part of the holding device.
  • the pushbutton element is integrated directly into components of the drive unit that are required anyway, and further structural adjustments are ultimately not required.
  • the feeler element and the retaining ring are made in one piece.
  • the retaining collar forms a magnetic component.
  • the retaining ring is designed as a plastic-based magnet component and consists of a plastic with magnetic particles, preferably ferrite particles.
  • the retaining collar has been produced in an injection molding process, with the magnetic particles being magnetized during or after the injection molding. Due to the one-piece design of the feeler element and the retaining rim, the retaining rim assumes two functions, a holding function and a position determination of the motor vehicle door, at the same time.
  • the retaining collar can be coupled to the output shaft of the electric motor particularly advantageously in a rotationally fixed manner and usually also in a form-fitting manner.
  • the output shaft usually has a flattening or the retaining ring and the output shaft together describe one Circle, whereas the output shaft and a recess for the output shaft are each designed semi-circular in cross section.
  • the magnetic field of the scanning element can be picked up and registered by the stationary sensor element without any problems.
  • two sensor elements are provided for determining the path and direction of the feeler element.
  • the two sensor elements can be placed on a circuit board, which is a printed circuit board that is also equipped with a protective cover as a seal to protect the two sensor elements from environmental influences.
  • the two sensor elements With the help of the two sensor elements, it is not only possible to undertake and carry out a distance measurement of the output shaft of the electric motor or of the drive unit that carries the retaining ring. Because with each revolution of the output shaft, a signal is generated in the associated sensor element by the probe element moving past. Instead, the recourse to the two sensor elements also opens up the further possibility of also being able to determine the direction of the rotational movement of the output shaft with the aid of the control unit evaluating the signals from the displacement/direction sensor.
  • the two sensor elements are arranged in a common plane defined by the circuit board already mentioned. This plane is mostly oriented tangentially to the output shaft carrying the retaining collar.
  • a clockwise rotation of the retaining ring and consequently of the output shaft causes the sensor or the right sensor element on the right in the cross section to record an increasing signal, whereas the left sensor element registers a decreasing signal of the magnetic field strength.
  • the right sensor element perceives a decreasing signal strength, whereas the signal strength at the left sensor element increases.
  • a number of rising and falling signals during a complete rotation of the output shaft depends on a number of poles of the probe element. If the probe element has three poles, for example, then a total of six signals are detected by the sensor elements, and four signals in the case of a two-pole probe element.
  • Fig. 1 The motor vehicle door drive or motor vehicle sliding door drive according to the invention schematically and
  • FIG. 2 shows the motor vehicle sliding door drive in a perspective detailed view
  • FIG. 3 shows the position sensor schematically.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle door drive or motor vehicle sliding door drive in a schematic and simplified manner.
  • an assembly unit 1 to be described in more detail below is provided, which, by way of example and not by way of limitation, combines a drive unit 4 to be described in more detail below and a holding device 5 .
  • a reciprocating door panel 3 can thus be reciprocated in the longitudinal direction relative to a body 6 of the motor vehicle. This is indicated by a double arrow in FIG.
  • the drive unit 4 works via a flexible transmission means 2 on the door leaf 3.
  • the drive unit 4 applies a pull to the flexible transmission means 2 as shown in Fig. 1, as indicated by an additional arrow in said Fig. 1 hints.
  • Two transmission means 2 can also be realized at this point, which is not shown in detail in FIG.
  • FIG. 2 now shows the detailed structure of the assembly unit 1 already mentioned above.
  • This may take place, for example and not restrictively, in the area of a C pillar or also a D pillar inside the body 6 .
  • this is not shown in detail.
  • the drive unit 4 has an electric motor 7 and a transmission 8 , 9 that follows and is connected downstream of the electric motor 7 .
  • a deflection roller or winding roller 10 can be rotated clockwise and counterclockwise, so that in this way the flexible transmission medium 2 accommodated on the winding roller or deflection roller 10 is wound up and unwound. Since the door leaf 3 is connected to the flexible transmission means 2, the door leaf 3 is moved back and forth in this way.
  • the exemplary embodiment shows that two cables 2 are taken up as flexible transmission means 2 with the aid of the winding roller 10 . If, for example, the electric motor 7 now causes the deflection roller or winding roller 10 to move in a clockwise direction, the left rope 2 is wound up and the right rope 2 is unwound. When the deflection roller or winding roller 10 moves counterclockwise, the reverse process takes place. Since the two ends of the cables 2 are connected to the door leaf 3, the door leaf 3 can be moved back and forth in the direction indicated by the double arrow in FIG. 1, specifically in relation to the body 6.
  • the winding roller or deflection roller 10 is driven with the aid of the electric motor 7 in such a way that the electric motor 7 has an output shaft which carries an output worm 8 .
  • the output worm 8 on the output shaft meshes with an external toothing 9 on the winding roller or deflection roller 10.
  • the gear 8, 9 is realized as a result.
  • the basic structure also includes the previously mentioned holding device 5 for the door leaf 3 which interacts with the drive device 4 . With the help of the holding lever 12, the door leaf 3 can be fixed in a desired position relative to the body 6 and, as it were, blocked. For this purpose, the holding lever 12 can be brought into engagement with the output shaft of the electric motor 7 with the aid of its own drive 11 and block it.
  • the holding lever 12 has a two-legged shape, one leg of the holding lever 12 being provided for interaction with the drive 11 and another leg for interaction with the output shaft of the electric motor 7 .
  • the interaction between the holding device 5 and the drive unit 4 now takes place in such a way that the output shaft of the electric motor 7 of the drive unit 4 carrying the output worm 8 has a holding collar 13 interacting with the holding lever 12 at the end.
  • the end of the holding lever 12 has a holding rubber 14 which, depending on whether the holding lever 12 is acted upon by the electric motor 11, can be applied to the holding ring 13 at the end of the output shaft of the electric motor 7 and removed from it again.
  • the retaining ring 13 is designed as a knurled wheel according to the exemplary embodiment or has a corrugated surface in order to provide a particularly effective frictional connection between the retaining ring 13 and the retaining rubber 14 at the end of the retaining lever 12 .
  • the holding lever 12 is equipped with teeth 15 on one leg, which meshes with a worm on the output shaft of the electric motor 11 and in this way ensures that the L-shaped holding lever 12 performs the necessary pivoting movements so that in this way the Retaining rubber 14 drive against the retaining collar 13 and can set or release it.
  • the basic structure of the invention also includes a displacement sensor 16, 17 assigned to the drive unit 4.
  • the displacement sensor 16, 17 is designed according to the exemplary embodiment and according to the invention as a combined displacement/direction sensor 17 trained and consequently able to not only to detect the path covered by the output shaft of the electric motor 7 and to transmit it to an indicated control unit 18, but can also determine the direction of the output shaft of the electric motor 7 with the aid of the control unit 18, as will be explained in more detail below.
  • the travel/direction sensor 16, 17 works without contact, inductively.
  • the distance/direction sensor 16, 17 is designed in two parts with at least one feeler element 16 and one sensor element 17.
  • a rotating probe element 16 is implemented, whereas two stationary sensor elements 17 are provided, which are arranged together on or on a printed circuit board 19 that can be seen in FIG.
  • the feeler element 16 is connected to the output shaft of the electric motor 7 .
  • the pushbutton element 16 is designed in one piece with the retaining collar 13 in the preferred embodiment.
  • the retaining ring 13 is a plastic-based magnetic component and consists of a plastic with embedded magnetic particles, preferably ferrite particles.
  • the retaining ring 13 has been produced by means of an injection molding process, with the magnetic particles being magnetized during or after the injection molding.
  • the retaining ring is preferably designed as a three-pole magnet.
  • alternative configurations of the holding ring 13 with the button element 16 are possible, for example the button element 16, in this case a permanent magnet, can be embedded inside the holding ring 13 made of plastic.
  • the holding ring 13 is generally non-rotatable and plugged onto the output shaft of the electric motor 7 in a form-fitting manner.
  • the output shaft of the electric motor 7 may have a D-shaped cross section.
  • a recess of the retaining ring 13 accommodating the output shaft of the electric motor 7 in the interior can be designed in order to provide the desired rotationally and positively locking plug-in connection between the output shaft and the retaining ring 13 .
  • the mode of operation of the two sensor elements 17 for the combined path and direction determination of the feeler element 16 is shown.
  • the two sensor elements 17 are arranged together on the printed circuit board 19 .
  • the circuit board 19 is found predominantly oriented tangentially in comparison to the holding ring 13 with the feeler element 16.
  • the left-hand sensor element 17 is identified in the figure by the designation 17.1 and the right-hand sensor element 17 by the designation 17.2.
  • the control unit 18 evaluates both signals or the combined signal of strength S shown in FIG. A counter-clockwise movement of the holding ring 13, on the other hand, corresponds to a reverse signal sequence.
  • the signal sequence of the two feeler elements 17 or 17.1 and 17.2 can be evaluated with the aid of the control unit 18. From this, the control unit 18 can deduce the direction of the output shaft of the electric motor 7, in the exemplary embodiment the rotational movement of the output shaft of the electric motor 7 in the clockwise direction.
  • the schematic representation shows the signal curve for a single-pole probe element 16.

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeugtürantrieb, insbesondere Kraftfahrzeugschiebetürantrieb, der mit einem gegenüber einer Karosserie (6) hin- und herbewegbaren Türflügel (3) ausgerüstet ist. Ferner ist eine Antriebseinheit (4) sowie eine mit der Antriebseinheit (4) wechselwirkende Haltevorrichtung (5) für den Türflügel (3) realisiert. Außerdem ein der Antriebseinheit (4) zugeordneter Wegsensor (16, 17). Erfindungsgemäß ist der Wegsensor (16, 17) als kombinierter Weg-/Richtungssensor (16, 17) ausgebildet.

Description

Beschreibung
Kraftfahrzeugtürantrieb insbesondere Kraftfahrzeugschiebetürantrieb
Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürantrieb, insbesondere Kraftfahrzeugschiebetürantrieb, mit einem gegenüber einer Karosserie hin- und herbewegbaren Türflügel, ferner mit einer Antriebseinheit sowie einer mit der Antriebseinheit wechselwirkenden Haltevorrichtung für den Türflügel, und mit einem der Antriebseinheit zugeordneten Wegsensor.
Die Antriebseinheit verfügt in der Regel über einen Elektromotor, ein nachgeschaltetes Getriebe sowie eine Umlenkrolle für wenigstens ein flexibles Übertragungsmittel. Der Türflügel ist dabei an das Übertragungsmittel angeschlossen und lässt sich auf diese Weise hin- und herbewegen. Mit Hilfe der Haltevorrichtung kann der gegenüber der Karosserie verfahrbare Türflügel verriegelt bzw. entriegelt werden.
Kraftfahrzeugtürantriebe dienen dazu, Kraftfahrzeugtüren typischerweise zu öffnen und zu schließen. Bei den fraglichen Kraftfahrzeugtüren kann es sich grundsätzlich um Schwenk- bzw. Kraftfahrzeugschwenktüren handeln. Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden primär Schiebetüren bzw. Kraftfahrzeugschiebetüren betrachtet, die mit ihrem Türflügel für den Verschluss oder die Freigabe einer entsprechenden Öffnung in der Karosserie des Kraftfahrzeuges sorgen.
Ein zugehöriger Kraftfahrzeugschiebetürantrieb für den Türflügel einer Kraftfahrzeugschiebetür ist meistens zwischen einer C-Säule und einer D-Säule der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet und arbeitet auf den fraglichen Türflügel über das flexible Übertragungsmittel. Hierbei kann es sich regelmäßig um einen Bowdenzug oder auch einen Zahnriemen handeln. Der Bowdenzug wird zu diesem Zweck auf der Umlenkrolle auf- und abgewickelt. Dazu mag die Umlenkrolle als Wickelrolle ausgeführt sein. Die Wickelrolle bzw. Umlenkrolle wird ihrerseits mit Hilfe des Elektromotors bzw. des nachgeschalteten Getriebes als Bestandteil der Antriebseinheit in Rotationen versetzt. Auf diese Weise kann die gewünschte Bewegung des Türflügels zur Verfügung gestellt werden. Bei einem Kraftfahrzeugtürantrieb entsprechend der Gattung, wie er in der DE 10 2014 101 036 B4 beschrieben wird, ist eine Hebelmechanik zur Betätigung einer Bremse als gleichsam Haltevorrichtung realisiert. Außerdem verfügt die Antriebseinheit über einen Inkrementalgeber als Sensor, der mit einer zugehörigen Motorwelle zusammenwirkt. Die Hebelmechanik wirkt mit einem Spindeltrieb zusammen. Durch Rechtsdrehung bzw. Linksdrehung der Spindel kann über die Hebelmechanik ein Verriegelungsvorgang bzw. Entriegelungsvorgang realisiert und vorgenommen werden.
Für die zielgenaue Ansteuerung des Türflügels seitens der Antriebseinheit oder auch durch die Haltevorrichtung ist die exakte Position des Türflügels wesentlich. An dieser Stelle liefert der bei der DE 10 2014 101 036 B4 realisierte Inkrementalgeber erste Ansätze, was den mit Hilfe der Antriebseinheit absolvierten Weg angeht. Allerdings lassen sich hieraus weder absolute Stellwerte noch etwaige Richtungsangaben ableiten.
Der weitere Stand der Technik nach der EP 1 676 972 B1 geht an dieser Stelle nicht weiter. Tatsächlich wird hier ein Öffnungs- und Schließsystem für eine Kraftfahrzeugschiebetür beschrieben. Neben einem Antriebsmechanismus ist erneut eine Haltevorrichtung realisiert, welche mit einem Bremselement ausgerüstet ist. Die Haltevorrichtung verfügt über einen keilförmig ausgebildeten Haltegummi, welcher zum Bremsen in einen Zwischenraum zwischen einer die Schiebetür abstützenden Rolle und einer Innenwand einer der Rolle zugeordneten Führungsschiene eingeführt werden kann. Daraus resultieren relativ ungenaue Positionsangaben für den Türflügel.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen derartigen Kraftfahrzeugtürantrieb und insbesondere Kraftfahrzeugschiebetürantrieb so weiterzuentwickeln, dass die Positionsangabe hinsichtlich des Türflügels insgesamt verbessert ist.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeugtürantrieb im Rahmen der Erfindung vor, dass der der Antriebseinheit zugeordnete Wegsensor erfindungsgemäß als kombinierter Weg-/Richtungssensor ausgebildet ist. Das heißt, im Rahmen der Erfindung kann mit Hilfe des Wegsensors nicht nur der von der Antriebseinheit absolvierte Weg erfasst werden, welcher zu einem bestimmten Verfahrweg des Türflügels korrespondiert. Sondern die Erfindung ermöglicht darüber hinaus, zumindest zusätzlich noch die Richtung für die Bewegung des Türflügels mit Hilfe des kombinierten Weg-/Richtungssensors erfassen zu können.
Eine solche Information ist beispielsweise vor dem Hintergrund wesentlich, dass sich das zugehörige Kraftfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschiebetürantrieb an einer Gefällestrecke oder einem Hang befindet. Je nach Ausrichtung und Orientierung der Karosserie kann die Haltevorrichtung den Türflügel beispielsweise in halbgeöffneter Position halten. Wenn nun die Haltevorrichtung den Türflügel freigibt, muss die Antriebseinheit zielgenau angesteuert werden, um sicherzustellen, dass der Türflügel beispielsweise geschlossen wird. Dazu mag eine Steuereinheit für den Kraftfahrzeugtürantrieb nicht nur Richtungsinformationen des kombinierten Weg-/Richtungssensors auswerten, sondern auch einen oder mehrere Lagesensoren der Karosserie, welche über die Orientierung der Karosserie Auskunft geben, beispielsweise dergestalt, dass das Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung bergan oder bergab am Hang abgestellt ist.
Jedenfalls wird durch die Ausbildung des Wegsensors als kombiniertem Weg- /Richtungssensor eine umfassende Information der die Antriebseinheit und auch die Haltevorrichtung ansteuernden Steuereinheit zur Verfügung gestellt, um Fehlfunktionen zu vermeiden und eine zielgenaue und bedarfsgerechte Ansteuerung des Türflügels für den Anwender zur Verfügung zu stellen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Im Rahmen einer bevorzugten Variante arbeitet der Weg-/Richtungssensor berührungslos. Dabei hat sich eine induktive Weg- und Richtungserfassung als besonders günstig erwiesen. Grundsätzlich kann der Weg-/Richtungssensor aber auch optisch arbeiten. Darüber hinaus kann der Weg-/Richtungssensor auch ganz generell als die Absolutposition erfassender und an die Steuereinheit weitergebender Positionssensor ausgebildet sein. In diesem Fall wird nicht nur der absolvierte relative Weg und die Wegrichtung erfasst, sondern korrespondiert jede Bewegung der Antriebseinheit und damit Ansteuerung des Türflügels dazu, dass hierzu eine speziell codierte Position der Antriebseinheit und damit des Türflügels gegenüber der Karosserie bekannt ist und zur Verfügung steht. In der Regel reicht es jedoch aus, an dieser Stelle auf einen Weg-/Richtungssensor zurückzugreifen.
Der Weg-/Richtungssensor ist im Allgemeinen zweiteilig mit wenigstens einem Tastelement und einem Sensorelement ausgebildet. Dabei wird das Tastelement in der Regel an eine Abtriebswelle eines Elektromotors als Bestandteil der Antriebseinheit angeschlossen. Demgegenüber ist das Sensorelement ortsfest ausgelegt. Grundsätzlich kann auch umgekehrt verfahren werden. In diesem Fall ist das Sensorelement mit der Abtriebswelle des fraglichen Elektromotors verbunden, wohingegen das Tastelement über eine ortsfeste Ausrichtung und Positionierung verfügt.
Besonders bevorzugt ist eine Variante dergestalt, dass das Tastelement in oder an einem Haltekranz der Haltevorrichtung angeordnet ist. Dieser Haltekranz wechselwirkt in der Regel mit einem hieran anlegbaren und wieder hiervon entfernbaren Haltegummi, welches sich endseitig eines Haltehebels als Bestandteil der Haltevorrichtung findet. Dadurch wird das Tastelement unmittelbar in ohnehin erforderliche Bauelemente der Antriebseinheit integriert und sind letztendlich weitere konstruktive Anpassungen nicht erforderlich.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind das Tastelement und der Haltekranz einstückig ausgeführt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Haltekranz ein Magnet-Bauteil bildet. Der Haltekranz ist in dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung als kunststoffbasiertes Magnet-Bauteil ausgeführt und besteht aus einem Kunststoff mit magnetischen Partikeln, bevorzugt Ferritpartikeln. Der Haltekranz ist dabei in einem Spritzgießverfahren hergestellt worden, wobei während oder nach dem Spritzgießen die magnetischen Partikel magnetisiert wurden. Durch die einstückige Ausführung von Tastelement und Haltekranz übernimmt der Haltekranz zwei Funktionen, eine Haltefunktion und eine Positionsbestimmung der Kraftfahrzeugtür, gleichzeitig.
Tatsächlich lässt sich der Haltekranz besonders vorteilhaft drehfest und meistens auch formschlüssig mit der Abtriebswelle des Elektromotors koppeln. Dazu verfügt die Abtriebswelle in der Regel über eine Abflachung bzw. beschreiben der Haltekranz und die Abtriebswelle zusammengenommen einen Kreis, wohingegen die Abtriebswelle und eine Ausnehmung für die Abtriebswelle jeweils im Querschnitt halbkreisförmig gestaltet sind. Dadurch wird automatisch die gewünschte drehfeste und formschlüssige Kopplung zwischen dem Haltekranz und der Abtriebswelle zur Verfügung gestellt. Der Haltekranz wird dann schlicht und ergreifend auf die Abtriebswelle aufgesteckt.
Dadurch, dass der Haltekranz aus Kunststoff gefertigt ist, kann das Magnetfeld des Tastelements problemlos von dem ortsfesten Sensorelement aufgenommen und registriert werden. Tatsächlich sind in der Regel zwei Sensorelemente zur Weg- und Richtungsermittlung des Tastelementes vorgesehen. Die beiden Sensorelemente können dabei auf einer Leiterplatte platziert sein, bei welcher sich um eine gedruckte Leiterplatte handelt, die darüber hinaus mit einer Schutzumhüllung als Versiegelung ausgerüstet ist, um die beiden Sensorelemente vor Umwelteinflüssen zu bewahren.
Mit Hilfe der beiden Sensorelemente kann nicht nur eine Wegmessung der den Haltekranz tragenden Abtriebswelle des Elektromotors bzw. der Antriebseinheit im Allgemeinen vorgenommen und durchgeführt werden. Denn bei jeder Umdrehung der Abtriebswelle wird ein Signal im zugehörigen Sensorelement durch das vorbeibewegte Tastelement erzeugt. Sondern der Rückgriff auf die beiden Sensorelemente eröffnet darüber hinaus die weitergehende Möglichkeit, auch die Richtung der Drehbewegung der Abtriebswelle mit Hilfe der die Signale des Weg-/Richtungsensors auswertenden Steuereinheit feststellen zu können. Zu diesem Zweck sind die beiden Sensorelemente in einer gemeinsamen und durch die zuvor bereits angesprochene Leiterplatte definierten Ebene angeordnet. Diese Ebene ist größtenteils tangential zur den Haltekranz tragenden Abtriebswelle orientiert.
Als Folge hiervon führt eine Drehbewegung des Haltekranzes und folglich der Abtriebswelle beispielsweise im Uhrzeigersinn dazu, dass der im Querschnitt rechte Sensor bzw. das rechte Sensorelement ein anschwellendes Signal aufnimmt, wohingegen das linke Sensorelement ein abnehmendes Signal der Magnetfeldstärke registriert. Bei einer Bewegung im Gegenuhrzeigersinn nimmt dagegen das rechte Sensorelement eine abnehmende Signalstärke wahr, wohingegen die Signalstärke am linken Sensorelement ansteigt. Eine Anzahl von an- beziehungsweise abschwellenden Signalen während einer vollständigen Umdrehung der Abtriebswelle ist von einer Anzahl der Pole des Tastelements abhängt. Ist das Tastelement beispielsweise dreipolig, so werden insgesamt sechs Signale von den Sensorelementen detektiert, bei einem zweipoligen Tastelement vier Signale. Jedenfalls wird deutlich, dass aufgrund dieser zeitlichen Abfolgen der an den beiden Sensorelementen beobachteten Signalfolgen und deren Auswertung in der Steuereinheit auf die Richtung der den Haltekranz tragenden Abtriebswelle rückgeschlossen werden kann. Das ist aus den zuvor bereits geschilderten Gründen besonders wichtig, um den mit Hilfe der Antriebseinheit hin- und herbewegbaren Türflügel zielgenau und bedarfsgerecht bewegen zu können. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 Den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtürantrieb bzw. Kraftfahrzeugschiebetürantrieb schematisch und
Fig. 2 den Kraftfahrzeugschiebetürantrieb in einer perspektivischen Detailansicht, sowie Fig. 3 den Wegsensor schematisch.
In der Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeugtürantrieb bzw. Kraftfahrzeugschiebetürantrieb schematisch und vereinfacht dargestellt. Dazu ist eine nachfolgend noch näher zu beschreibende Montageeinheit 1 vorgesehen, die beispielhaft und nicht einschränkend eine nachfolgend noch näher zu beschreibende Antriebseinheit 4 und eine Haltevorrichtung 5 zusammenfasst. Ein hin- und herbewegbarer Türflügel 3 kann auf diese Weise gegenüber einer Karosserie 6 des Kraftfahrzeuges in Längsrichtung hin- und herbewegt werden. Das deutet ein Doppelpfeil in der Fig. 1 an. Hierzu arbeitet die Antriebseinheit 4 über ein flexibles Übertragungsmittel 2 auf den Türflügel 3. Insbesondere beaufschlagt die Antriebseinheit 4 zu diesem Zweck das flexible Übertragungsmittel 2 entsprechend der Darstellung in der Fig. 1 mit einem Zug, wie dies ein zusätzlicher Pfeil in der besagten Fig. 1 andeutet. - Grundsätzlich können an dieser Stelle auch zwei Übertragungsmittel 2 realisiert sein, was im Detail in der Fig. 1 jedoch nicht gezeigt ist.
In der Fig. 2 ist nun der Detailaufbau der zuvor bereits angesprochenen Montageeinheit 1 wiedergegeben. Hier erkennt man die Antriebseinheit 4 und die Haltevorrichtung 5, die zusammengenommen und als Baugruppe in oder an der Karosserie 6 befestigt werden. Das mag beispielsweise und nicht einschränkend im Bereich einer C-Säule oder auch einer D-Säule im Innern der Karosserie 6 erfolgen. Das ist im Detail jedoch nicht dargestellt.
Anhand der Fig. 2 erkennt man, dass die Antriebseinheit 4 über einen Elektromotor 7 und ein dem Elektromotor 7 folgendes und nachgeschaltetes Getriebe 8, 9 verfügt. Mit Hilfe des Getriebes 8, 9 kann eine Umlenkrolle bzw. Wickelrolle 10 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden, sodass auf diese Weise das auf der Wickelrolle bzw. Umlenkrolle 10 aufgenommene flexible Übertragungsmittel 2 auf- und abgewickelt wird. Da an das flexible Übertragungsmittel 2 der Türflügel 3 angeschlossen ist, wird auf diese Weise der Türflügel 3 hin- und herbewegt.
Anhand des Ausführungsbeispiels erkennt man, dass zwei Seile 2 als flexible Übertragungsmittel 2 mit Hilfe der Wickelrolle 10 aufgenommen werden. Sorgt nun beispielsweise der Elektromotor 7 für eine Bewegung der Umlenkrolle bzw. Wickelrolle 10 im Uhrzeigersinn, so wird hierbei das linke Seil 2 auf- und das rechte Seil 2 abgewickelt. Bei einer Gegenuhrzeigersinnbewegung der Umlenkrolle bzw. Wickelrolle 10 erfolgt der umgekehrte Vorgang. Da die beiden Enden der Seile 2 an den Türflügel 3 angeschlossen sind, lässt sich auf diese Weise der Türflügel 3 in der durch den Doppelpfeil in der Fig. 1 angedeuteten Richtung hin- und herbewegen, und zwar gegenüber der Karosserie 6.
Die Wickelrolle bzw. Umlenkrolle 10 wird derart mit Hilfe des Elektromotors 7 angetrieben, dass der Elektromotor 7 eine Abtriebswelle aufweist, die eine Abtriebschnecke 8 trägt. Die Abtriebschnecke 8 auf der Abtriebswelle kämmt mit einer außenseitigen Verzahnung 9 an der Wickelrolle bzw. Umlenkrolle 10. Dadurch wird das Getriebe 8, 9 realisiert. Zum grundsätzlichen Aufbau gehört dann noch die zuvor bereits angesprochene und mit der Antriebseinrichtung 4 wechselwirkende Haltevorrichtung 5 für den Türflügel 3. Die Haltevorrichtung 5 setzt sich ihrerseits aus einem eigenen elektromotorischen Antrieb 11 und einem von dem Antrieb 11 beaufschlagten Haltehebel 12 zusammen. Mit Hilfe des Haltehebels 12 kann der Türflügel 3 in einer gewünschten Position gegenüber der Karosserie 6 festgelegt und gleichsam blockiert werden. Zu diesem Zweck kann mit Hilfe des eigenen Antriebes 11 der Haltehebel 12 in Eingriff mit der Abtriebswelle des Elektromotors 7 gebracht werden und diese blockieren. Zu diesem Zweck verfügt der Haltehebel 12 über eine zweischenklige Form, wobei ein Schenkel des Haltehebels 12 zur Zusammenwirkung mit dem Antrieb 11 und ein weiterer Schenkel zur Zusammenwirkung mit der Abtriebswelle des Elektromotors 7 vorgesehen ist. Die Wechselwirkung zwischen der Haltevorrichtung 5 und der Antriebseinheit 4 erfolgt nun dergestalt, dass die die Abtriebschnecke 8 tragende Abtriebswelle des Elektromotors 7 der Antriebseinheit 4 endseitig einen mit dem Haltehebel 12 wechselwirkenden Haltekranz 13 aufweist.
Tatsächlich verfügt der Haltehebel 12 endseitig über ein Haltegummi 14, welches sich je nach einer Beaufschlagung des Haltehebels 12 durch den Elektromotor 11 wahlweise an den Haltekranz 13 endseitig der Abtriebswelle des Elektromotors 7 anlegen und hiervon wieder entfernen lässt. Dazu ist der Haltekranz 13 nach dem Ausführungsbeispiel als Rändelrad ausgeführt bzw. verfügt über eine geriffelte Oberfläche, um einen besonders wirksamen Kraftschluss zwischen dem Haltekranz 13 und dem Haltegummi 14 endseitig des Haltehebels 12 zur Verfügung zu stellen. Außerdem ist der Haltehebel 12 mit einer Verzahnung 15 an seinem einen Schenkel ausgerüstet, die mit einer Schnecke auf der Abtriebswelle des Elektromotors 11 kämmt und auf diese Weise dafür sorgt, dass der L-förmige Haltehebel 12 die erforderlichen Schwenkbewegungen vollführt, damit auf diese Weise das Haltegummi 14 gegen den Haltekranz 13 fahren und diesen festlegen oder freigeben kann.
Zum grundsätzlichen Aufbau der Erfindung gehört neben der mit der Antriebseinheit 4 wechselwirkenden Haltevorrichtung 5 für den Türflügel 3 auch noch ein der Antriebseinheit 4 zugeordneter Wegsensor 16, 17. Der Wegsensor 16, 17 ist nach dem Ausführungsbeispiel und erfindungsgemäß als kombinierter Weg-/Richtungssensor 16, 17 ausgebildet und folglich in der Lage, nicht nur den von der Abtriebswelle des Elektromotors 7 absolvierten Weg zu erfassen und an eine angedeutete Steuereinheit 18 zu übermitteln, sondern kann auch die Richtung der Abtriebswelle des Elektromotors 7 mit Hilfe der Steuereinheit 18 feststellen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird.
Nach dem Ausführungsbeispiel arbeitet der Weg-/Richtungssensor 16, 17 berührungslos, und zwar induktiv. Tatsächlich ist der Weg-/Richtungssensor 16, 17 zweiteilig mit wenigstens einem Tastelement 16 und einem Sensorelement 17 ausgebildet. Nach dem Ausführungsbeispiel ist ein rotierendes Tastelement 16 realisiert, wohingegen zwei ortsfeste Sensorelemente 17 vorgesehen sind, die gemeinsam auf bzw. an einer in der Fig. 2 zu erkennenden Leiterplatte 19 angeordnet sind. Das Tastelement 16 ist dabei an die Abtriebswelle des Elektromotors 7 angeschlossen. Zu diesem Zweck ist in der bevorzugten Ausgestaltung das Tastelement 16 einstückig mit dem Haltekranz 13 ausgeführt. Der Haltekranz 13 ist in dieser bevorzugten Ausgestaltung ein kunststoffbasiertes Magnetbauteil und besteht aus einem Kunststoff mit eingelassenen magnetischen Partikeln, bevorzugt Ferritpartikeln. Der Haltekranz 13 ist in dieser Ausgestaltung mittels eines Spritzgießverfahrens erzeugt worden, wobei eine Magnetisierung der magnetischen Partikel während oder nach dem Spritzgießen vorgenommen wurde. Bevorzugt ist der Haltekranz als dreipoliger Magnet ausgeführt worden. Selbstverständlich sind alternative Ausgestaltungen des Haltekranzes 13 mit dem Tastelement 16 möglich, beispielsweise kann das Tastelement 16, in diesem Fall ein Permanentmagnet, im Innern des aus einem Kunststoff bestehenden Haltekranzes 13 eingelassen sein. Der Haltekranz 13 ist insgesamt drehfest und formschlüssig auf die Abtriebswelle des Elektromotors 7 aufgesteckt. Dazu mag die Abtriebswelle des Elektromotors 7 im Querschnitt über einen D-förmigen Charakter verfügen. Ebenso kann eine die Abtriebswelle des Elektromotors 7 im Innern aufnehmende Ausnehmung des Haltekranzes 13 gestaltet sein, um die gewünschte dreh- und formschlüssige Steckverbindung zwischen der Abtriebswelle und dem Haltekranz 13 zur Verfügung zu stellen.
In der Vergrößerung in der Fig. 3 ist nun die Funktionsweise der beiden Sensorelemente 17 zur kombinierten Weg- und Richtungsermittlung des Tastelementes 16 dargestellt. Dabei sind die beiden Sensorelemente 17 gemeinsam auf der Leiterplatte 19 angeordnet. Die Leiterplatte 19 findet sich überwiegend tangential orientiert im Vergleich zum Haltekranz 13 mit dem Tastelement 16. Das linke Sensorelement 17 ist in der Figur durch die Bezeichnung 17.1 und das rechte Sensorelement 17 durch die Bezeichnung 17.2 gekennzeichnet.
Man erkennt nun, dass bei einer angedeuteten Uhrzeigersinnbewegung des Haltekranzes 13 und folglich auch der Abtriebswelle des Elektromotors 7 das Signal am linken Sensorelement 17.1 wie schematisch dargestellt abfällt, wohingegen das Signal am rechten Sensorelement 17.2 ansteigt. Dazu wertet die Steuereinheit 18 beide Signale bzw. das in der Fig. 3 dargestellte kombinierte Signal der Stärke S gegenüber dem Winkel q> der Drehbewegung des Haltekranzes 13 aus. Eine Bewegung des Haltekranzes 13 im Gegenuhrzeigersinn korrespondiert demgegenüber zu einer umgekehrt sich darstellenden Signalfolge. Jedenfalls kann die Signalfolge der beiden Tastelementes 17 bzw. 17.1 und 17.2 mit Hilfe der Steuereinheit 18 ausgewertet werden. Die Steuereinheit 18 kann hieraus auf die Richtung der Abtriebswelle des Elektromotors 7 rückschließen, im Ausführungsbeispiel auf die Drehbewegung der Abtriebswelle des Elektromotors 7 im Uhrzeigersinn. Die schematische Darstellung zeigt zur Vereinfachung den Signalverlauf für ein einpoliges Tastelement 16.
Bezugszeichenliste
1 Montageeinheit
2 Übertragungsmittel, Seile
3 Türflügel
4 Antriebseinheit
5 Haltevorrichtung
6 Karosserie
7 Elektromotor
8 Abtriebsschnecke
9 Verzahnung
10 Umlenkrolle bzw. Wickelrolle
11 Antrieb 12 Haltehebel
13 Haltekranz
14 Haltegummi
15 Verzahnung
16 Tastelement
17 Sensorelement
17.1 linkes Sensorelement
17.2 rechtes Sensorelement
18 Steuereinheit
19 Leiterplatte

Claims

Patentansprüche
1. Kraftfahrzeugtürantrieb, insbesondere Kraftfahrzeugschiebetürantrieb, mit einem gegenüber einer Karosserie (6) hin- und herbewegbaren Türflügel (3), ferner mit einer Antriebseinheit (4) sowie einer mit der Antriebseinheit (4) wechselwirkenden Haltevorrichtung (5) für den Türflügel (3), und mit einem der Antriebseinheit (4) zugeordneten Wegsensor (16, 17), d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wegsensor (16, 17) als kombinierter Weg-/Richtungssensor (16, 17) ausgebildet ist.
2. Antrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Weg-
/Richtungssensor (16, 17) berührungslos arbeitet.
3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg-
/Richtungssensor (16, 17) induktiv oder optisch funktioniert.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg-/Richtungssensor (16, 17) 2-teilig mit wenigstens einem Tastelement (16) und einem Sensorelement (17) ausgebildet ist.
5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (16) an eine Abtriebswelle eines Elektromotors (7) der Antriebseinheit (4) angeschlossen ist.
6. Antrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (16) in oder an einem Haltekranz (13) der Haltevorrichtung (5) angeordnet ist.
7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Tastelement (16) und der Haltekranz (13) einstückig ausgeführt sind.
8. Antrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekranz (13) aus Kunststoff gefertigt ist.
9. Antrieb nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekranz (13) auf die Abtriebswelle des Elektromotors (7) drehtest und gegebenenfalls formschlüssig aufgesteckt ist.
10. Antrieb nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Sensorelemente (17; 17.1 , 17.2) zur Weg- und Richtungsermittlung des Tastelementes (16) vorgesehen sind.
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