WO2024208596A1 - STEUERANORDNUNG FÜR DEN BETRIEB EINES KRAFTFAHRZEUGSCHLIEßSYSTEMS - Google Patents

STEUERANORDNUNG FÜR DEN BETRIEB EINES KRAFTFAHRZEUGSCHLIEßSYSTEMS Download PDF

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WO2024208596A1
WO2024208596A1 PCT/EP2024/057551 EP2024057551W WO2024208596A1 WO 2024208596 A1 WO2024208596 A1 WO 2024208596A1 EP 2024057551 W EP2024057551 W EP 2024057551W WO 2024208596 A1 WO2024208596 A1 WO 2024208596A1
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WO
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motor vehicle
supply voltage
control
control arrangement
arrangement
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Florian Pohl
Alexander Müller
David Weinkamm
Rene Bekendam
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Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
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Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
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    • 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
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
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    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/80—Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation
    • E05B81/82—Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation using batteries other than the vehicle main battery

Definitions

  • the present invention relates to a control arrangement for the operation of a motor vehicle locking system according to the preamble of claim 1, a motor vehicle locking system according to claim 12 and a method for the operation of a motor vehicle locking system according to the preamble of claim 14.
  • the motor vehicle locking system in question is used for all types of motorized locking functions for locking elements of a motor vehicle. These include in particular locking elements such as side doors, rear doors, tailgates, rear lids, bonnets or the like. These locking elements can basically be designed as swing or sliding doors.
  • the motorized 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 known prior art (DE 10 2020 102 775 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 device, 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 a failure of a normal supply voltage.
  • the invention is based on the problem of designing and developing a control arrangement for the operation of a motor vehicle locking system in such a way that that the use of the vehicle locking system in emergency operation is further optimized.
  • the fundamental consideration is that other components of the vehicle locking system can also be operated using the energy storage device of the control arrangement for the vehicle locking system, which is provided for emergency power supply to the drive.
  • An operating element which for example has a sensor arrangement for detecting an actuation via a key query, is also supplied with electrical energy via the energy storage device in emergency operation.
  • control arrangement has a timer which, in emergency operation, switches a control element supply voltage from the energy storage device to the control element intermittently.
  • the energy storage device has at least one capacitor and a boost arrangement, whereby a high power density can be provided for the motor vehicle locking system.
  • the capacitor voltage itself can be made available to the control element, wherein the step-up arrangement is activated in particular only when required, for example when the drive is triggered.
  • the boost arrangement according to claims 4 to 6 can also serve to provide the control element supply voltage and can be activated in time segments.
  • the design with a secondary boost stage and a main boost stage according to claim 5 is particularly preferred, wherein in particular according to claim 6 the time segment activation of the secondary boost stage is used to supply voltage to the control element.
  • Preferred embodiments of the timer circuit are specified in claims 7 to 10.
  • the use of a voltage monitoring circuit according to claim 8 is particularly interesting, wherein a delay circuit of the voltage monitoring circuit is used to implement the time-segment-wise switching on. The timer circuit can therefore be implemented using particularly simple means.
  • a motor vehicle locking system having a drive with an electric drive motor for providing a motorized locking function for an adjustable locking element of a motor vehicle 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.
  • a particularly preferred embodiment of the motor vehicle locking system is one in which the control arrangement is integrated in the motor vehicle lock. Accordingly, the motor vehicle lock is designed to provide emergency power to the control element, which is provided in a door handle, for example.
  • a method for operating a motor vehicle locking system is claimed. It is essential that the control arrangement has a timer by means of which a control element supply voltage from the energy storage device is switched to the control element intermittently in emergency operation. All statements on the proposed Control arrangement and the proposed vehicle locking system may be referred to.
  • Fig. 1 is a schematic, perspective view of a motor vehicle with a proposed motor vehicle locking system and a motor vehicle lock with a proposed control arrangement in a partially dismantled side view,
  • the invention relates to a control arrangement 1 for operating a motor vehicle locking system 2.
  • the motor vehicle locking system 2 has a drive 3 with an electric drive motor 4.
  • the control arrangement 1 controls the drive 3 upon detection of an operating event by means of an operating element 5 in order to provide a motorized locking function for an adjustable locking element 6 of the motor vehicle 7.
  • the drive motor 4 is preferably a rotary electric motor, which is further preferably designed as a brushed DC motor or as a brushless DC motor.
  • the drive 3 can be fed by a normal supply voltage, here and preferably by a supply voltage of the on-board network 8 of the motor vehicle 7, which is provided by the central battery of the motor vehicle 7.
  • the central battery is preferably the battery that provides the electrical energy required for starting the motor vehicle 7 and/or for driving the motor vehicle 7.
  • a motorized closing function is to be understood as meaning that the adjustable closure element 6 of the motor vehicle 7 is directly or indirectly controlled by a the movement generated by the electric drive 3 is adjusted, opened or closed, and/or locked or unlocked.
  • the design of the locking element 6 reference may be made to the introductory statements, whereby in the present case Fig. 1 shows the functioning of the motor vehicle locking system 2 for a locking element 6 designed as a tailgate. However, all statements also apply to all other types of locking elements 6 of the motor vehicle 7.
  • the control arrangement 1 here has control electronics for implementing the control tasks associated with the motorized locking functions and is set up to control the electric drive 3.
  • the operating event is transmitted in particular as an operating signal from the operating element 5 of the control arrangement 1.
  • the operating element 5 is preferably designed as a door handle, as shown in Fig. 1, which is operated manually, for example, as part of the operating event.
  • the operating element 5 has a sensor device 9, which enables the detection of at least part of the operating event.
  • the sensor device 9 serves to detect an electronic key of the motor vehicle 7, which is carried out, for example, via wireless communication via radio, BLE, NFC or the like.
  • a query of the electronic key can be carried out in parallel with the detection of a manual actuation of an operating element 5.
  • the operating event is considered to be detected if both the door handle is manually operated, for example touched or pulled, and an electronic key is detected.
  • the sensor device 9 detects a manual action by the operator, such as a touch, approach or operator gesture, on the motor vehicle 7.
  • Examples of such sensor devices 9 have capacitive sensors, radar sensors and/or optical sensors, in particular on control elements 5 of the motor vehicle 7.
  • the control arrangement 1 has an electrical, preferably rechargeable, energy storage device 10.
  • the energy storage device 10 provides an electrical energy storage voltage for providing an electrical emergency supply voltage of the electric drive 3. Based on the emergency supply voltage, the motorized closing function can also be guaranteed in emergency operation.
  • control arrangement 1 has a timer 11 which, in emergency operation, switches a control element supply voltage from the energy storage device 10 to the control element 5 in time intervals.
  • the timer 11 causes a time-controlled connection of the control element supply voltage based on the energy storage device 10 and thus an emergency power supply to the control element 5.
  • the control element supply voltage is used in emergency operation to record the operating event. In particular, this makes it possible to use the control element 5 as in normal operation during the periods in which it is connected. However, a restricted use of the control element 5 is also conceivable, for example in an energy-saving mode of the control element 5.
  • the switching on takes place in time periods, whereby in emergency operation both time periods in which the control element supply voltage is switched on and time periods in which no voltage is supplied to the control element 5 by the energy storage device 10 are provided.
  • the switching on in time periods takes place in the manner of polling the control element 5, whereby the control element supply voltage is preferably switched on cyclically.
  • Preferred cycle times are between 100 ms and 1000 ms, preferably 400 ms to 600 ms.
  • a connection can preferably take place for a switch-on time of 10 ms to 100 ms, more preferably 40 ms to 60 ms.
  • the type and manner of switching on in time segments can be constant or dependent on further boundary conditions.
  • a diagnosis of the operating element 5 is carried out by means of the control arrangement 1, whereby in particular a "hanging" position of the operating element 5 is detected. If, for example, continuous operation for a predetermined minimum period of time is detected, it can be assumed that the operating signal is faulty. The In response to this, switching on in certain periods of time can be carried out with a shorter cycle time and/or duty cycle or deactivated altogether.
  • Fig. 2 and 3 show schematic representations of embodiments of the control arrangement 1.
  • the energy storage device 10 has at least one capacitor 12.
  • the energy storage device 10 can, as shown, have exactly one capacitor 12.
  • several capacitors are provided, which are basically electrically connected in parallel and/or in series.
  • the several capacitors are at least partially connected in series to provide the capacitor voltage.
  • a double-layer capacitor is an electrochemical energy storage device 10.
  • the energy is stored in an electrochemical double layer, which is also known as a "Helmholtz layer”.
  • Such a double-layer capacitor is also referred to as a "supercapacitor”, “supercap”, “ultracap” or the like.
  • a step-up arrangement 13 is provided downstream of the at least one capacitor 12, which increases the capacitor voltage of the at least one capacitor 12 to the emergency supply voltage in emergency operation.
  • the emergency supply voltage can therefore be higher than the capacitor voltage and in particular can be selected to correspond to the normal supply voltage.
  • the capacitor voltage is preferably present at an input of the step-up arrangement 13, which is increased to the emergency supply voltage at an output of the step-up arrangement 13.
  • the timer 11 can connect the capacitor voltage to the control element 5 as a control element supply voltage in time segments during emergency operation. Activation of the boost arrangement 13 is therefore not absolutely necessary for supplying voltage to the control element 5 and can be omitted.
  • control element 5 can also have a boost converter to increase the capacitor voltage connected as the control element supply voltage.
  • a further preferred embodiment provides that the control arrangement 1 activates the boost arrangement 13 to provide the emergency supply voltage when the operating event is detected.
  • the boost arrangement 13 is therefore activated when required when the drive 3 is to be controlled.
  • a self-holding device 14 can be provided for the boost arrangement 13, which keeps the boost arrangement 13 active at least for the duration of the control of the drive 3.
  • a control unit for controlling the drive for example a microcontroller, is also supplied with the emergency supply voltage.
  • the timer 11 activates the boost arrangement 13 in time segments during emergency operation and that the boost arrangement 13, when activated, makes the control element supply voltage available to the control element 5.
  • control element 5 can also be provided with a control element supply voltage that is higher than the capacitor voltage, with the boost arrangement 13 having a dual function.
  • the self-holding 14 of the boost arrangement 13 for providing the control element supply voltage is activated or deactivated in time segments via the timer 11. If the operating event is detected by means of the control element 5, the self-holding 14 for supplying voltage to the drive 3 can in turn remain activated.
  • Fig. 3 shows preferred embodiments of the control arrangement 1, wherein the boost arrangement 13 has a secondary boost stage 15 and a main boost stage 16.
  • the secondary boost stage 15 can be connected upstream of the main boost stage 16 in such a way that the secondary boost stage 15 boosts the capacitor voltage to at least one threshold voltage of the main boost stage 16 provided for starting the main boost stage 16.
  • the threshold voltage provided for starting is understood to mean a minimum electrical voltage that is required for starting the normal operation of the main boost stage 16. is required.
  • the threshold voltage provided for starting the main boost stage 16 is provided in particular for the operation of a switching element (not shown), such as a MOSFET, of the main boost stage 16.
  • a self-holding device 14 can be provided here for the main boost stage 16 and/or the secondary boost stage 15.
  • the main boost stage 16 increases the capacitor voltage to the emergency supply voltage.
  • the auxiliary boost stage 15, which can be connected upstream of the main boost stage 16, can be used additionally and specifically when the main boost stage 16 starts up in order to ensure the operation of the main boost stage 16.
  • the actual stepping up of the energy storage voltage to the emergency supply voltage takes place here, preferably exclusively, via the main boost stage 16.
  • control arrangement 1 upon detection of the operating event, connects the secondary step-up stage 15 upstream of the main step-up stage 16 to activate the main step-up stage 16. Accordingly, the emergency supply voltage can be supplied to the drive 3 by means of the main step-up stage 16 to carry out the motorized closing function.
  • the capacitor voltage can be supplied to the control element 5 in time segments.
  • the timer 11 in emergency operation, the auxiliary boost stage 15 provides the control element supply voltage to the control element 5.
  • the auxiliary boost stage 11 can be operated continuously for this purpose and in particular supply a microcontroller of the control arrangement 1 in emergency operation. It is also conceivable to activate the auxiliary boost stage 15 only in time segments in order to provide the control element supply voltage to the control element 5.
  • the auxiliary boost stage 15 therefore serves not only to provide the threshold voltage of the main boost stage 16 but also to provide emergency power to the control element 5. It is particularly advantageous here that the main boost stage 16 can initially remain deactivated to supply the control element 5.
  • the timer 11 comprises a clock generator and a control element time-controlled by the clock generator.
  • Supply voltage switching element in particular a logic gate, for switching on the control element supply voltage in time intervals.
  • the clock generator can be constructed as an integrated and/or discrete circuit.
  • the timing circuit 11 can be designed with a, in particular astable, flip-flop in order to implement the time control mentioned.
  • a flip-flop can also be provided, for example an RC circuit being connected to a Schmitt trigger.
  • the output signal of the Schmitt trigger can be fed to the switching element, in particular the logic gate.
  • an RC circuit can be combined with a comparator or an operational amplifier in the timing circuit 11.
  • An integrated component such as the NE555 can also be used as a clock generator.
  • the timer circuit 11 is preferably designed with at least one, in particular discrete, RC circuit.
  • RC circuit By using a discrete RC circuit, switching frequencies of the timer circuit 11 and thus cycle time and cycle duration of the connection can be parameterized.
  • the timer circuit 11 has a voltage monitoring circuit with a delay circuit and the voltage monitoring circuit is connected for switching on the control element supply voltage in time segments.
  • the functionality of a delay circuit provided in components for voltage monitoring is used here as the timer circuit 11.
  • the time circuit 11 can have a delay circuit which causes the control element supply voltage to be switched on in time segments.
  • the delay circuit here has at least one RC element and in particular a switching element.
  • the delay circuit can be used to control the self-holding 14 already mentioned.
  • the delay circuit has a delay element for activating a self-holding 14 of the boost arrangement 13 and a further delay element for Deactivation of the self-holding 14.
  • the first delay element for activation can be used to define the cycle time. If the self-holding 14 is activated and the control element supply voltage is switched on, a cycle duration is defined via the further delay element, after which the self-holding 14 is deactivated again and thus the voltage supply to the control element 5 is terminated. The first delay element for activation can then become effective again.
  • control arrangement 1 has a microcontroller for implementing the control of the drive 3. It is conceivable that the microcontroller provides the timer 11. Alternatively, it can be provided that the control arrangement
  • the microcontroller in emergency operation provides the microcontroller with the emergency supply voltage upon detection of the operating event.
  • the microcontroller is therefore preferably only used when required to control the drive 3 in emergency operation.
  • control arrangement 1 separates the boost arrangement 13, in particular the secondary boost stage 15, from the control element 5 if the control element supply voltage fails.
  • a switching element is provided which is controlled by means of the timer 11 in order to prevent further discharging of the energy storage device 10.
  • the motor vehicle locking system 2 further comprises the operating element 5 for detecting the operating event, in particular with a sensor arrangement.
  • the sensor device 9 preferably serves to detect an electronic key of the motor vehicle 7, which, as mentioned, is carried out for example via wireless communication via radio, BLE, NFC or the like.
  • the sensor device 9 can have a subsystem, for example a sensor control with a processor, which requires a start-up time.
  • the switch-on time of the control element supply voltage can correspond to at least a time period specified for the sensor device 9 and required to provide an operating signal.
  • the start-up time can also be taken into account for energy saving, whereby the microcontroller provided for receiving the operating signal is only woken up by the control arrangement 1 after a start-up time specified for the sensor device 9 has elapsed or only then is it supplied with the emergency supply voltage.
  • the operating signal is transmitted via a supply line between the control arrangement 1 and the operating element 5, which also serves to supply the operating element supply voltage.
  • the operating signal is transmitted using a current modulation in the supply line.
  • a motor vehicle lock 17 is preferably provided for the locking element 6 of the motor vehicle 7.
  • the motor vehicle lock 17 is shown in Fig. 1 in a partially disassembled side view and is equipped with a lock latch 19 that can be pivoted about a lock latch axis 18 for the holding engagement with a locking part 20 and a locking pawl 22 assigned to the lock latch 19 and pivoted about a pawl axis 21.
  • the locking part 20 can be a striker, a locking bolt or the like.
  • the motor vehicle lock 17 is arranged on a locking element 6, while the locking part 20 is arranged fixed to the body of the motor vehicle 7.
  • the pawl 22 can be brought into a retracted position shown in Fig. 1, in which it holds the lock latch 19 in the closed position shown. Furthermore, the pawl 22 can be raised by motor using the electric drive 3.
  • the drive motor 4 is preferably connected to the pawl 22 by a drive cable 23.
  • the motor lifting of the pawl 22 corresponds in Fig. 1 to a pivoting of the pawl 22 clockwise about the pawl axis 21.
  • the pawl 22 can also be part of a pawl system consisting of two or more sequentially arranged pawls assigned to the lock latch 19. The motor lifting of the pawl 22 is based on the operating event, such as a manual operation of the control element 5 in conjunction with the electronic key query.
  • control arrangement 1 is integrated in the motor vehicle lock 17.
  • the energy storage device 10 can be integrated in the motor vehicle lock 17 and in particular arranged together with the mechanical lock components in a common housing.
  • the connection between the motor vehicle lock 17 and the control element 5 can be set up not only for signal transmission but also for supplying energy to the control element 5 in emergency operation.
  • the motor vehicle locking system 2 can also have a drive arrangement for motor-driven adjustment of an aforementioned locking element 6 of the motor vehicle 7, wherein the drive arrangement serves for motor-driven adjustment, in particular opening and/or closing, of the locking element 6.
  • Further examples of locking functions are motor-driven adjustment of control elements 5 as well as interior elements and exterior elements of the motor vehicle 7 such as fan elements, interior mirrors, side mirrors, lighting or the like.
  • a method for operating a motor vehicle locking system 2, wherein the motor vehicle locking system 2 has a drive 3 with an electric drive motor 4, wherein the drive 3 is controlled by means of a control arrangement 1 upon detection of an operating event by means of an operating element 5 to provide a motorized locking function for an adjustable locking element 6 of the motor vehicle 7, wherein the control arrangement 1 has an electrical energy store 10, wherein by means of the energy store 10 in an emergency operation, in particular in the event of failure of a normal supply voltage of the motor vehicle 7, an electrical energy storage voltage is made available to provide an electrical emergency supply voltage of the electrical drive 3.
  • control arrangement 1 has a timer 11, by means of which a control element supply voltage from the energy storage device 10 is connected to the control element 5 in emergency operation intermittently.
  • a control element supply voltage from the energy storage device 10 is connected to the control element 5 in emergency operation intermittently.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems (2), wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (2) einen Antrieb (3) mit einem elektrischen Antriebsmotor (4) aufweist, wobei die Steueranordnung (1) auf Erfassen eines Bedienereignisses mittels eines Bedienelements (5) den Antrieb (3) zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement (6) des Kraftfahrzeugs (7) ansteuert, wobei die Steueranordnung (1) einen elektrischen Energiespeicher (10) aufweist, wobei der Energiespeicher (10) in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs (7), eine elektrische Energiespeicherspannung zur Bereitstellung einer elektrischen Not-Versorgungsspannung des elektrischen Antriebs (3) zur Verfügung stellt. Es wird vorgeschlagen, dass die Steueranordnung (1) eine Zeitschaltung (11) aufweist, welche im Notbetrieb dem Bedienelement (5) zeitabschnittsweise eine Bedienelement-Versorgungsspan- nung aus dem Energiespeicher (10) zuschaltet.

Description

Steueranordnung für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steueranordnung für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 , ein Kraftfahrzeugschließsystem gemäß Anspruch 12 sowie ein Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.
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.
Der bekannte Stand der Technik (DE 10 2020 102 775 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.
Um den Anforderungen an die Sicherheit der Spannungsversorgung solcher Kraftfahrzeugschlosser Rechnung zu tragen, weist die bekannte Steueranordnung einen aufladbaren Energiespeicher auf, wodurch auch in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung, die elektrische Energieversorgung des Kraftfahrzeugschließsystems über eine Not-Versor- gungsspannung sichergestellt wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Steueranordnung für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der Einsatz des Kraftfahrzeugschließsystems im Notbetrieb weiter optimiert wird.
Das obige Problem wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass anhand des Energiespeichers der Steueranordnung für das Kraftfahrzeugschließsystem, der zur Notversorgung des Antriebs vorgesehen ist, auch weitere Komponenten des Kraftfahrzeugschließsystems betrieben werden können. Ein Bedienelement, welches beispielsweise eine Sensoranordnung zum Erfassen einer Betätigung über eine Schlüsselabfrage aufweist, wird hier im Notbetrieb ebenfalls über den Energiespeicher elektrische Energie zugeführt.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Steueranordnung eine Zeitschaltung aufweist, welche im Notbetrieb dem Bedienelement zeitabschnittsweise eine Bedienelement-Versorgungsspannung aus dem Energiespeicher zuschaltet.
Besondere Bedeutung kommt hierbei dem zeitabschnittsweisen Zuschalten der Bedienelement-Versorgungsspannung zu, womit ein vorzeitiges Entladen des Energiespeichers über das Bedienelement bei gleichzeitiger Erhaltung der Funktionalität des Bedienelements vermieden wird.
In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 weist der Energiespeicher mindestens einen Kondensator und eine Hochsetzanordnung auf, wodurch eine hohe Leistungsdichte für das Kraftfahrzeugschließsystem bereitgestellt werden kann.
Dem Bedienelement kann gemäß Anspruch 3 die Kondensatorspannung selbst zur Verfügung gestellt werden, wobei die Hochsetzanordnung insbesondere nur bei Bedarf, etwa mit einem Auslösen des Antriebs, aktiviert wird.
Ebenfalls kann die Hochsetzanordnung gemäß den Ansprüchen 4 bis 6 weiter der Bereitstellung der Bedienelement-Versorgungsspannung dienen und zeitabschnittsweise aktiviert werden. Besonders bevorzugt ist hierbei die Ausgestaltung mit einer Neben-Hochsetzstufe und einer Haupt-Hochsetzstufe gemäß Anspruch 5, wobei insbesondere gemäß Anspruch 6 die zeitabschnittsweise Aktivierung der Neben-Hochsetzstufe zur Spannungsversorgung des Bedienelements herangezogen wird. Bevorzugte Ausgestaltungen der Zeitschaltung sind in den Ansprüchen 7 bis 10 angegeben. Besonders interessant ist die Verwendung einer Spannungsüberwa- chungsschaltung gemäß Anspruch 8, wobei eine Verzögerungsschaltung der Spannungsüberwachungsschaltung zur Umsetzung des zeitabschnittsweisen Zuschaltens genutzt wird. Die Zeitschaltung kann demnach mit besonders einfachen Mitteln umgesetzt werden.
Ebenfalls bevorzugt ist ein Trennen der Hochsetzanordnung von dem Bedienelement gemäß Anspruch 11 , womit ein vorzeitiges Entladen des Energiespeichers vermieden wird.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeugschließsystem aufweisend einen Antrieb mit einem elektrischen Antriebsmotor zum Bereitstellen einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs und eine vorschlagsgemäße Steueranordnung beansprucht. Auf alle Ausführungen zur vorschlagsgemäßen Steueranordnung darf verwiesen werden.
In der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 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 Sicherheitsanforderungen bei Kraftfahrzeugschlossern Rechnung tragen.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des Kraftfahrzeugschließsystems, wobei die Steueranordnung im Kraftfahrzeugschloss integriert ist. Demnach ist das Kraftfahrzeugschloss zur Notenergieversorgung des Bedienelements eingerichtet, welches beispielsweise in einem Türgriff vorgesehen ist.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems beansprucht. Dabei ist wesentlich, dass die Steueranordnung eine Zeitschaltung aufweist, mittels welcher im Notbetrieb dem Bedienelement zeitabschnittsweise eine Bedienelement-Versorgungsspannung aus dem Energiespeicher zugeschaltet wird. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Steueranordnung und dem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschließsystem darf verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschließsystem sowie ein Kraftfahrzeugschloss mit einer vorschlagsgemäßen Steueranordnung in einer teilweise demontierten Seitenansicht,
Fig. 2 a), b) schematische Darstellungen von Ausgestaltungen der vorschlagsgemäßen Steueranordnung und
Fig. 3 a), b) schematische Darstellungen von Ausgestaltungen der vorschlagsgemäßen Steueranordnung.
Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung 1 für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems 2. Das Kraftfahrzeugschließsystem 2 weist einen Antrieb 3 mit einem elektrischen Antriebsmotor 4 auf. Die Steueranordnung 1 steuert auf Erfassen eines Bedienereignisses mittels eines Bedienelements 5 den Antrieb 3 zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement 6 des Kraftfahrzeugs 7 an.
Der Begriff „Antriebsmotor“ 4 umfasst vorliegend alle Arten von elektrischen Aktuatoren, insbesondere rotatorische und lineare Aktuatoren. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Antriebsmotor 4 um einen rotatorischen elektrischen Motor, der weiter vorzugsweise als bürstenbehafteter Gleichstrommotor oder als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet ist. Im Normalbetrieb kann der Antrieb 3 von einer Normal-Versorgungsspannung gespeist werden, hier und vorzugsweise von einer Versorgungsspannung des Bordnetzes 8 des Kraftfahrzeugs 7, welche von der Zentralbatterie des Kraftfahrzeugs 7 bereitgestellt wird. Bei der Zentralbatterie handelt es sich vorzugsweise um die Batterie, die die für das Anlassen des Kraftfahrzeugs 7 und/oder für den Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs 7 erforderliche elektrische Energie bereitstellt.
Unter einer motorischen Schließfunktion ist zu verstehen, dass das verstellbare Verschlusselement 6 des Kraftfahrzeugs 7 direkt oder indirekt durch eine durch den elektrischen Antrieb 3 erzeugte Bewegung verstellt wird, geöffnet oder geschlossen wird, und/oder, verriegelt oder entriegelt wird. Hinsichtlich der Ausgestaltung des Verschlusselements 6 darf auf die einleitenden Ausführungen verwiesen werden, wobei vorliegend in Fig. 1 die Funktionsweise des Kraftfahrzeugschließsystems 2 für ein als Heckklappe ausgestaltetes Verschlusselement 6 dargestellt ist. Sämtliche Ausführungen gelten jedoch ebenfalls für alle anderen Arten von Verschlusselementen 6 des Kraftfahrzeugs 7.
Die Steueranordnung 1 weist hier eine Steuerelektronik zur Umsetzung der in Verbindung mit der motorischen Schließfunktionen anfallenden Steuerungsaufgaben auf und ist für eine Ansteuerung des elektrischen Antriebs 3 eingerichtet. Das Bedienereignis wird insbesondere als Bediensignal von dem Bedienelement 5 der Steueranordnung 1 übermittelt. Vorzugsweise ist das Bedienelement 5, wie in Fig. 1 dargestellt, als Türgriff ausgestaltet, welcher beispielsweise im Rahmen des Bedienereignisses manuell betätigt wird.
Hier und vorzugsweise weist das Bedienelement 5 eine Sensoreinrichtung 9 auf, welche das Erfassen zumindest eines Teils des Bedienereignisses ermöglicht. Vorzugsweise dient die Sensoreinrichtung 9 der Erfassung eines elektronischen Schlüssels des Kraftfahrzeugs 7, welche beispielsweise über eine drahtlose Kommunikation über Funk, BLE, NFC oder dergleichen vorgenommen wird. Eine Abfrage des elektronischen Schlüssels kann parallel zum Erfassen einer manuellen Betätigung eines Bedienelements 5 vorgenommen werden. Beispielsweise gilt das Bedienereignis als erfasst, wenn sowohl der Türgriff manuell betätigt, etwa berührt oder gezogen, als auch ein elektronischer Schlüssel erkannt wird.
Ebenfalls denkbar ist, dass die Sensoreinrichtung 9 eine manuelle Einwirkung durch den Bediener, etwa eine Berührung, Annäherung oder Bedienergeste, auf das Kraftfahrzeug 7 erfasst. Beispiele solcher Sensoreinrichtungen 9 weisen kapazitive Sensoren, Radarsensoren und/oder optische Sensoren auf, insbesondere an Bedienelementen 5 des Kraftfahrzeugs 7.
Die Steueranordnung 1 weist einen elektrischen, vorzugsweise aufladbaren, Energiespeicher 10 auf. Der Energiespeicher 10 stellt in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs 7, eine elektrische Energiespeicherspannung zur Bereitstellung einer elektrischen Not-Versorgungsspannung des elektrischen Antriebs 3 zur Verfügung. Auf Grundlage der Not-Versorgungsspannung kann vorliegend auch im Notbetrieb die motorische Schließfunktion gewährleistet werden.
Wesentlich ist nun, dass die Steueranordnung 1 eine Zeitschaltung 11 aufweist, welche im Notbetrieb dem Bedienelement 5 zeitabschnittsweise eine Bedienelement-Versorgungsspannung aus dem Energiespeicher 10 zuschaltet.
Die Zeitschaltung 11 bewirkt ein zeitgesteuertes Zuschalten der Bedienelement- Versorgungsspannung auf Grundlage des Energiespeichers 10 und damit eine Notenergieversorgung des Bedienelements 5. Die Bedienelement-Versorgungsspannung wird im Notbetrieb zum Erfassen des Bedienereignisses herangezogen. Insbesondere ist hiermit in den Zeitabschnitten, in welchen ein Zuschalten erfolgt, eine Nutzung des Bedienelements 5 wie im Normalbetrieb möglich. Denkbar ist allerdings auch eine eingeschränkte Nutzung des Bedienelements 5, beispielsweise in einem Energiesparmodus des Bedienelements 5.
Das Zuschalten erfolgt hierbei zeitabschnittsweise, womit im Notbetrieb sowohl Zeitabschnitte, in denen die Bedienelement-Versorgungsspannung zugeschaltet wird, als auch Zeitabschnitte, in denen für das Bedienelement 5 keine Spannungsversorgung durch den Energiespeicher 10 bewirkt wird, vorgesehen sind. Das zeitabschnittsweise Zuschalten erfolgt nach Art eines Polling des Bedienelements 5, wobei die Bedienelement-Versorgungsspannung vorzugsweise zyklisch zugeschaltet wird.
Bevorzugte Zykluszeiten (die Zeitdauer zwischen dem Beginn eines Zuschaltens bis zum Beginn des nächsten Zuschaltens) betragen hierbei zwischen 100 ms und 1000 ms, vorzugsweise 400 ms bis 600 ms. Ein Zuschalten kann vorzugsweise jeweils für eine Einschaltdauer von 10 ms bis 100 ms, weiter vorzugsweise 40 ms bis 60 ms erfolgen.
Die Art und Weise des zeitabschnittsweisen Zuschaltens, insbesondere die Zykluszeit und/oder Einschaltdauer, kann konstant oder von weiteren Randbedingungen abhängig sein. In einer Ausgestaltung wird mittels der Steueranordnung 1 eine Diagnose des Bedienelements 5 vorgenommen, wobei insbesondere eine „hängende“ Stellung des Bedienelements 5 detektiert wird. Wird beispielsweise eine durchgehende Betätigung für eine vorgegebene Mindestzeitdauer festgestellt, kann von einem fehlerhaften Bediensignal ausgegangen werden. Das zeitabschnittsweise Zuschalten kann in Reaktion hierauf mit geringerer Zykluszeit und/oder Einschaltdauer vorgenommen oder insgesamt deaktiviert werden.
In Fig. 2 und 3 sind schematische Darstellungen von Ausgestaltungen der Steueranordnung 1 gezeigt. Hier und vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Energiespeicher 10 mindestens einen Kondensator 12 aufweist. Der Energiespeicher 10 kann, wie dargestellt, genau einen Kondensator 12 aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere Kondensatoren vorgesehen, welche grundsätzlich elektrisch parallel und/oder in Reihe geschaltet sind. Vorzugsweise sind die mehreren Kondensatoren zur Bereitstellung der Kondensatorspannung zumindest teilweise in Reihe geschaltet.
Vorzugsweise ist mindestens ein Doppelschichtkondensator vorgesehen. Bei einem Doppelschichtkondensator handelt es sich um einen elektrochemischen Energiespeicher 10. Die Energiespeicherung erfolgt in einer elektrochemischen Doppelschicht, die auch als „Helmholtz-Schicht“ bekannt ist. Ein solcher Doppelschichtkondensator wird auch als „Superkondensator“, „Supercap“, „Ultracap“ oder dergleichen bezeichnet.
Hier und vorzugsweise ist eine dem mindestens einen Kondensator 12 nachgeschaltete Hochsetzanordnung 13 vorgesehen, welche im Notbetrieb die Kondensatorspannung des mindestens einen Kondensators 12 auf die Not-Versorgungs- spannung hochsetzt. Die Not-Versorgungsspannung kann folglich höher als die Kondensatorspannung und insbesondere der Normal-Versorgungsspannung entsprechend gewählt sein. An einem Eingang der Hochsetzanordnung 13 liegt im Notbetrieb vorzugsweise die Kondensatorspannung an, welche auf die Not- Versorgungsspannung an einem Ausgang der Hochsetzanordnung 13 hochgesetzt wird.
Wie in Fig. 2a) und Fig. 3a) dargestellt und in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, kann die Zeitschaltung 11 im Notbetrieb dem Bedienelement 5 die Kondensatorspannung als Bedienelement-Versorgungsspannung zeitabschnittsweise zuschalten. Eine Aktivierung der Hochsetzanordnung 13 ist zur Spannungsversorgung des Bedienelements 5 somit nicht zwingend notwendig und kann ausbleiben.
Dabei ist auch denkbar, auf eine Hochsetzanordnung 13 des Energiespeichers 10 zu verzichten, vorzugsweise im Zusammenhang mit einer Reihenschaltung mehrerer Kondensatoren, deren Kondensatorspannung für die Versorgung des Bedienelements 5 ausreicht. Grundsätzlich kann auch das Bedienelement 5 über einen Hochsetzsteller verfügen, um die als Bedienelement-Versorgungsspannung zugeschaltete Kondensatorspannung hochzusetzen.
Bei Nutzung der Hochsetzanordnung 13 ist in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Steueranordnung 1 auf Erfassen des Bedienereignisses die Hochsetzanordnung 13 zur Bereitstellung der Not -Versorgungsspannung aktiviert. Die Hochsetzanordnung 13 wird folglich bei Bedarf aktiviert, wenn eine Ansteuerung des Antriebs 3 vorgenommen werden soll. Wie in Fig. 2a) gezeigt, kann eine Selbsthaltung 14 für die Hochsetzanordnung 13 vorgesehen sein, welche zumindest über die Zeitdauer des Ansteuerns des Antriebs 3 die Hochsetzanordnung 13 aktiv hält. Beispielsweise wird mit der Aktivierung der Hochsetzanordnung 13 auch eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Antriebs 3, beispielsweise ein Mikrocontroller, mit der Not-Versorgungsspannung versorgt.
In der in Fig. 2b) dargestellten, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Zeitschaltung 11 im Notbetrieb die Hochsetzanordnung 13 zeitabschnittsweise aktiviert und dass die Hochsetzanordnung 13 bei Aktivierung dem Bedienelement 5 die Bedienelement-Versorgungsspannung zur Verfügung stellt.
Folglich kann auch dem Bedienelement 5 eine im Vergleich zur Kondensatorspannung erhöhte Bedienelement-Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt werden, wobei der Hochsetzanordnung 13 eine Doppelfunktion zukommt. Hier und vorzugsweise wird über die Zeitschaltung 11 die Selbsthaltung 14 der Hochsetzanordnung 13 zur Bereitstellung der Bedienelement-Versorgungsspannung zeitabschnittsweise aktiviert bzw. deaktiviert. Wird das Bedienereignis mittels des Bedienelements 5 erfasst, kann wiederum die Selbsthaltung 14 zur Spannungsversorgung des Antriebs 3 aktiviert bleiben.
Fig. 3 zeigt bevorzugte Ausgestaltungen der Steueranordnung 1 , wobei die Hochsetzanordnung 13 eine Neben-Hochsetzstufe 15 und eine Haupt-Hochsetz- stufe 16 aufweist. Die Neben-Hochsetzstufe 15 ist der Haupt-Hochsetzstufe 16 derart vorschaltbar, dass die Neben-Hochsetzstufe 15 die Kondensatorspannung auf mindestens eine zum Anlaufen der Haupt-Hochsetzstufe 16 vorgesehene Schwellspannung der Haupt-Hochsetzstufe 16 hochsetzt. Unter der zum Anlaufen vorgesehenen Schwellspannung wird eine elektrische Mindestspannung verstanden, die für den Start des Normalbetriebs der Haupt-Hochsetzstufe 16 erforderlich ist. Die zum Anlaufen der Haupt-Hochsetzstufe 16 vorgesehene Schwellspannung ist insbesondere für den Betrieb eines nicht dargestellten Schaltelements, etwa eines MOSFET, der Haupt-Hochsetzstufe 16 vorgesehen. Eine Selbsthaltung 14 kann hier für die Haupt-Hochsetzstufe 16 und/oder die Ne- ben-Hochsetzstufe 15 vorgesehen sein.
Die Haupt-Hochsetzstufe 16 setzt die Kondensatorspannung auf die Not-Versor- gungsspannung hoch. Die der Haupt-Hochsetzstufe 16 vorschaltbare Neben- Hochsetzstufe 15 kann hier beim Anlaufen der Haupt-Hochsetzstufe 16 zusätzlich und gezielt verwendet werden, um den Betrieb der Haupt-Hochsetzstufe 16 zu gewährleisten. Das eigentliche Hochsetzen der Energiespeicherspannung auf die Not-Versorgungsspannung erfolgt allerdings hier, vorzugsweise ausschließlich, über die Haupt-Hochsetzstufe 16.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steueranordnung 1 auf Erfassen des Bedienereignisses die Neben-Hochsetzstufe 15 der Haupt-Hochsetzstufe 16 zum Aktivieren der Haupt-Hochsetzstufe 16 vorschaltet. Entsprechend kann dem Antrieb 3 mittels der Haupt-Hochsetzstufe 16 zur Durchführung der motorischen Schließfunktion die Not-Versorgungsspannung zugeführt werden.
Grundsätzlich kann, wie in Fig. 3a) dargestellt, dem Bedienelement 5 zeitabschnittsweise die Kondensatorspannung zugeführt werden. In der weiteren, in Fig. 3b) dargestellten Ausgestaltung, ist vorgesehen, dass die Zeitschaltung 11 im Notbetrieb die Neben-Hochsetzstufe 15 dem Bedienelement 5 die Bedienelement-Versorgungsspannung zur Verfügung stellt. Die Neben-Hochsetzstufe 11 kann hierzu kontinuierlich betrieben werden und insbesondere einen Mikrocontroller der Steueranordnung 1 im Notbetrieb versorgen. Ebenfalls denkbar ist, die Neben-Hochsetzstufe 15 nur zeitabschnittsweise zu aktivieren, um dem Bedienelement 5 die Bedienelement-Versorgungsspannung zur Verfügung zu stellen.
Die Neben-Hochsetzstufe 15 dient folglich neben dem Bereitstellen der Schwellspannung der Haupt-Hochsetzstufe 16 zusätzlich der Notenergieversorgung des Bedienelements 5. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die Haupt- Hochsetzstufe 16 zur Versorgung des Bedienelements 5 zunächst deaktiviert bleiben kann.
In bevorzugten Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass die Zeitschaltung 11 einen Taktgeber sowie ein durch den Taktgeber zeitgesteuertes, die Bedienelement- Versorgungsspannung zuschaltendes Schaltelement, insbesondere ein Logikgatter, zum zeitabschnittsweisen Zuschalten der Bedienelement-Versorgungsspannung aufweist.
Grundsätzlich kann der Taktgeber als integrierte und/oder diskrete Schaltung aufgebaut sein. Die Zeitschaltung 11 kann mit einer, insbesondere astabilen, Kippstufe ausgeführt sein, um die angesprochene Zeitsteuerung umzusetzen. Ebenfalls kann ein Kippschwinger vorgesehen sein, wobei beispielsweise eine RC-Schaltung mit einem Schmitt-Trigger verschaltet ist. Das Ausgangssignal des Schmitt-Triggers kann hierbei dem Schaltelement, insbesondere dem Logikgatter, zugeführt werden. Weiter kann in der Zeitschaltung 11 eine RC-Schaltung mit einem Komparator bzw. einem Operationsverstärker kombiniert werden. Als Taktgeber kann auch ein integrierter Baustein wie beispielsweise der NE555 verwendet werden.
Hier ist die Zeitschaltung 11 vorzugsweise mit mindestens einer, insbesondere diskreten, RC-Schaltung ausgestaltet. Mit dem Einsatz einer diskreten RC-Schaltung können Schaltfrequenzen der Zeitschaltung 11 und damit Zykluszeit und Zyklusdauer des Zuschaltens parametriert werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Zeitschaltung 11 eine Spannungsüberwachungsschaltung mit Verzögerungsschaltung aufweist und dass die Spannungsüberwachungsschaltung zum zeitabschnittsweisen Zuschalten der Bedienelement-Versorgungsspannung verschaltet ist. Hierbei wird die in Bauteilen zur Spannungsüberwachung vorgesehene Funktionalität einer Verzögerungsschaltung vorliegend als Zeitschaltung 11 genutzt.
Insbesondere für einen weitgehenden oder vollständigen diskreten Aufbau der Zeitschaltung 11 kann die Zeitschaltung 11 eine Verzögerungsschaltung aufweisen, welche das zeitabschnittsweise Zuschalten der Bedienelement-Versorgungsspannung bewirkt. Die Verzögerungsschaltung weist hier mindestens ein RC-Glied und insbesondere ein Schaltelement auf.
Die Verzögerungsschaltung kann zum Ansteuern der bereits angesprochenen Selbsthaltung 14 eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Verzögerungsschaltung ein Verzögerungsglied zum Aktivieren einer Selbsthaltung 14 der Hochsetzanordnung 13 und ein weiteres Verzögerungsglied zum Deaktivieren der Selbsthaltung 14 auf. Das erste Verzögerungsglied zum Aktivieren kann zur Definition der Zykluszeit genutzt werden. Ist die Selbsthaltung 14 aktiviert und die Bedienelement-Versorgungspannung zugeschaltet, wird über das weitere Verzögerungsglied eine Zyklusdauer definiert, nach welcher die Selbsthaltung 14 wieder deaktiviert und damit die Spannungsversorgung des Bedienelements 5 beendet wird. Anschließend kann wiederum das erste Verzögerungsglied zum Aktivieren wirksam werden.
In einer weiteren, ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steueranordnung 1 einen Mikrocontroller zur Umsetzung der Ansteuerung des Antriebs 3 aufweist. Denkbar ist, dass der Mikrocontroller hierbei die Zeitschaltung 11 bereitstellt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Steueranordnung
1 im Notbetrieb dem Mikrocontroller auf Erfassen des Bedienereignisses die Not- Versorgungsspannung zur Verfügung stellt. Der Mikrocontroller wird demnach im Notbetrieb zur Energieeinsparung vorzugsweise nur bei Bedarf zum Ansteuern des Antriebs 3 genutzt.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Steueranordnung 1 bei Ausbleiben der Bedienelement-Versorgungsspannung die Hochsetzanordnung 13, insbesondere die Neben-Hochsetzstufe 15, von dem Bedienelement 5 trennt. Vorzugsweise ist ein Schaltelement vorgesehen, welches mittels der Zeitschaltung 11 angesteuert wird, um ein weiteres Entladen des Energiespeichers 10 zu vermeiden.
Vorgeschlagen wird gemäß einerweiteren Lehre ein Kraftfahrzeugschließsystem
2 aufweisend einen Antrieb 3 mit einem elektrischen Antriebsmotor 4 zum Bereitstellen einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement 6 eines Kraftfahrzeugs 7 und eine vorschlagsgemäße Steueranordnung 1 .
Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Steueranordnung 1 darf verwiesen werden. Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeugschließsystem 2 weiter das Bedienelement 5 zum Erfassen des Bedienereignisses, insbesondere mit einer Sensoranordnung, auf.
Die Sensoreinrichtung 9 dient vorzugsweise der Erfassung eines elektronischen Schlüssels des Kraftfahrzeugs 7, welche wie angesprochen beispielsweise über eine drahtlose Kommunikation über Funk, BLE, NFC oder dergleichen vorgenommen wird. Die Sensoreinrichtung 9 kann hierbei ein Subsystem aufweisen, beispielsweise eine Sensorsteuerung mit einem Prozessor, welches eine Anlaufzeit bedarf. Die Einschaltdauer der Bedienelement-Versorgungsspannung kann mindestens einer für die Sensoreinrichtung 9 vorgegebenen, zum Bereitstellen eines Bediensignals erforderlichen Zeitdauer entsprechen. Die Anlaufzeit kann weiter zur Energieeinsparung berücksichtigt werden, wobei der zum Empfangen des Bediensignals vorgesehene Mikrocontroller seitens der Steueranordnung 1 erst nach Verstreichen einer für die Sensoreinrichtung 9 vorgegebenen Anlaufzeit aufgeweckt oder erst dann mit der Not-Versorgungsspannung versorgt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt die Übermittlung des Bediensignals über eine Versorgungsleitung zwischen Steueranordnung 1 und Bedienelement 5, welche auch der Zuführung der Bedienelement-Versorgungsspannung dient. Beispielsweise erfolgt die Übermittlung des Bediensignals anhand einer Strommodulation in der Versorgungsleitung.
Weiter ist vorzugsweise ein Kraftfahrzeugschloss 17 für das Verschlusselement 6 des Kraftfahrzeugs 7 vorgesehen. Das Kraftfahrzeugschloss 17 ist in Fig. 1 in einer teilweise demontierten Seitenansicht dargestellt und mit einer um eine Schlossfallenachse 18 schwenkbaren Schlossfalle 19 für den haltenden Eingriff mit einem Schließteil 20 und einer der Schlossfalle 19 zugeordneten, um eine Sperrklinkenachse 21 schwenkbaren Sperrklinke 22 ausgestattet. Bei dem Schließteil 20 kann es sich um einen Schließbügel, einen Schließbolzen oder dergleichen handeln. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeugschloss 17 an einem Verschlusselement 6 angeordnet, während das Schließteil 20 karosseriefest am Kraftfahrzeug 7 angeordnet ist.
Die Sperrklinke 22 lässt sich in eine in Fig. 1 dargestellte, eingefallene Stellung bringen, in der sie die Schlossfalle 19 in der dargestellten Schließstellung hält. Ferner lässt sich die Sperrklinke 22 mittels des elektrischen Antriebs 3 motorisch ausheben. Hierfür ist der Antriebsmotor 4 vorzugsweise mit einem Antriebsseil 23 mit der Sperrklinke 22 verbunden. Das motorische Ausheben der Sperrklinke 22 entspricht in Fig. 1 einem Verschwenken der Sperrklinke 22 im Uhrzeigersinn um die Sperrklinkenachse 21. Grundsätzlich kann die Sperrklinke 22 auch Bestandteil eines aus zwei oder mehreren sequentiell angeordneten Sperrklinken bestehenden, der Schlossfalle 19 zugeordneten Sperrklinkensystems sein. Das motorische Ausheben der Sperrklinke 22 wird auf das Bedienereignis, etwa ein manuelles Betätigen des Bedienelements 5 in Verbindung mit der elektronischen Schlüsselabfrage, ausgelöst.
Vorzugsweise ist die Steueranordnung 1 im Kraftfahrzeugschloss 17 integriert. Der Energiespeicher 10 kann hierbei im Kraftfahrzeugschloss 17 integriert und insbesondere gemeinsam mit den mechanischen Schlosskomponenten in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Die Verbindung zwischen Kraftfahrzeugschloss 17 und Bedienelement 5 kann neben einer Signalübermittlung auch für die Energieversorgung des Bedienelements 5 im Notbetrieb eingerichtet sein.
Neben oder anstelle der hier näher erläuterten Schließfunktion des Kraftfahrzeugschlosses 17 kann das Kraftfahrzeugschließsystem 2 ebenfalls eine Antriebsanordnung zum motorischen Verstellen eines vorgenannten Verschlusselements 6 des Kraftfahrzeugs 7 aufweisen, wobei die Antriebsanordnung einem motorischen Verstellen, insbesondere einem Öffnen und/oder Schließen, des Verschlusselements 6 dient. Weitere Beispiele für Schließfunktionen sind eine motorische Verstellung von Bedienelementen 5 sowie von Innenraumelementen und Außenraumelementen des Kraftfahrzeugs 7 wie Lüfterelementen, Innenspiegeln, Seitenspiegel, Beleuchtung oder dergleichen.
Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre ein Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems 2, wobei das Kraftfahrzeugschließsystem 2 einen Antrieb 3 mit einem elektrischen Antriebsmotor 4 aufweist, wobei mittels einer Steueranordnung 1 auf Erfassen eines Bedienereignisses mittels eines Bedienelements 5 der Antrieb 3 zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement 6 des Kraftfahrzeugs 7 angesteuert wird, wobei die Steueranordnung 1 einen elektrischen Energiespeicher 10 aufweist, wobei mittels des Energiespeichers 10 in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs 7, eine elektrische Energiespeicherspannung zur Bereitstellung einer elektrischen Not-Ver- sorgungsspannung des elektrischen Antriebs 3 zur Verfügung gestellt wird.
Wesentlich ist hierbei, dass die Steueranordnung 1 eine Zeitschaltung 11 aufweist, mittels welcher im Notbetrieb dem Bedienelement 5 zeitabschnittsweise eine Bedienelement-Versorgungsspannung aus dem Energiespeicher 10 zugeschaltet wird. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Steueranordnung 1 und dem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschließsystem 2 darf verwiesen werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Steueranordnung für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems (2), wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (2) einen Antrieb (3) mit einem elektrischen Antriebsmotor (4) aufweist, wobei die Steueranordnung (1 ) auf Erfassen eines Bedienereignisses mittels eines Bedienelements (5) den Antrieb (3) zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement (6) des Kraftfahrzeugs (7) ansteuert, wobei die Steueranordnung (1 ) einen elektrischen Energiespeicher (10) aufweist, wobei der Energiespeicher (10) in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs (7), eine elektrische Energiespeicherspannung zur Bereitstellung einer elektrischen Not-Versor- gungsspannung des elektrischen Antriebs (3) zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung (1 ) eine Zeitschaltung (11 ) aufweist, welche im Notbetrieb dem Bedienelement (5) zeitabschnittsweise eine Bedienelement-Versorgungsspannung aus dem Energiespeicher (10) zuschaltet.
2. Steueranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (10) mindestens einen Kondensator (12), vorzugsweise mindestens einen Doppelschichtkondensator, und eine dem mindestens einen Kondensator (12) nachgeschaltete Hochsetzanordnung (13) aufweist, welche im Notbetrieb die Kondensatorspannung des mindestens einen Kondensators (12) auf die Not- Versorgungsspannung hochsetzt.
3. Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung (11 ) im Notbetrieb dem Bedienelement (5) die Kondensatorspannung als Bedienelement-Versorgungsspannung zeitabschnittsweise zuschaltet, vorzugsweise, dass die Steueranordnung (1 ) auf Erfassen des Bedienereignisses die Hochsetzanordnung (13) zur Bereitstellung der Not-Versorgungsspannung aktiviert.
4. Steueranordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung (11 ) im Notbetrieb die Hochsetzanordnung (13) zeitabschnittsweise aktiviert und dass die Hochsetzanordnung (13) bei Aktivierung dem Bedienelement (5) die Bedienelement-Versorgungsspannung zur Verfügung stellt.
5. Steueranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochsetzanordnung (13) eine Neben-Hochsetzstufe (15) und eine Haupt-Hochsetzstufe (16) aufweist, dass die Neben-Hochsetzstufe (15) der Haupt-Hochsetzstufe (16) derart vorschaltbar ist, dass die Neben-Hochsetzstufe
(15) die Kondensatorspannung auf mindestens eine zum Anlaufen der Haupt- Hochsetzstufe (16) vorgesehene Schwellspannung der Haupt-Hochsetzstufe
(16) hochsetzt, und dass die Haupt-Hochsetzstufe (16) die Kondensatorspannung auf die Not-Versorgungsspannung hochsetzt, vorzugsweise, dass die Steueranordnung (1 ) auf Erfassen des Bedienereignisses die Neben-Hochsetzstufe (15) der Haupt-Hochsetzstufe (16) zum Anlaufen der Haupt-Hochsetzstufe (16) vorschaltet.
6. Steueranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung (11 ) im Notbetrieb die Neben-Hochsetzstufe (15) zeitabschnittsweise aktiviert und dass die Neben-Hochsetzstufe (15) bei Aktivierung dem Bedienelement (5) die Bedienelement-Versorgungsspannung zur Verfügung stellt.
7. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung (11 ) einen Taktgeber sowie ein durch den Taktgeber zeitgesteuertes, die Bedienelement-Versorgungsspannung zuschaltendes Schaltelement, insbesondere ein Logikgatter, zum zeitabschnittsweisen Zuschalten der Bedienelement-Versorgungsspannung aufweist, vorzugsweise, dass der Taktgeber als integrierte und/oder diskrete Schaltung, insbesondere mit Kippstufe, Kippschwinger, Komparator, Operationsverstärker und/oder integrierter Baustein mit mindestens einer, insbesondere diskreten, RC-Schaltung ausgestaltet ist.
8. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung (11 ) eine Spannungsüberwachungsschal- tung mit Verzögerungsschaltung aufweist und dass die Spannungsüberwa- chungsschaltung zum zeitabschnittsweisen Zuschalten der Bedienelement-Versorgungsspannung verschaltet ist.
9. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitschaltung (11 ) eine Verzögerungsschaltung aufweist, welche das zeitabschnittsweise Zuschalten der Bedienelement-Versorgungsspannung bewirkt, vorzugsweise, dass die Verzögerungsschaltung ein Verzögerungsglied zum Aktivieren einer Selbsthaltung (14) der Hochsetzanordnung (13) und ein weiteres Verzögerungsglied zum Deaktivieren der Selbsthaltung (14) aufweist.
10. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung (1 ) einen Mikrocontroller zur Umsetzung der Ansteuerung des Antriebs (3) aufweist, vorzugsweise, dass der Mikrocontroller die Zeitschaltung (11 ) bereitstellt oder dass die Steueranordnung (1 ) im Notbetrieb dem Mikrocontroller auf Erfassen des Bedienereignisses die Not- Versorgungsspannung zur Verfügung stellt.
11. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung (1 ) bei Ausbleiben der Bedienelement- Versorgungsspannung die Hochsetzanordnung (13), insbesondere die Neben- Hochsetzstufe (15), von dem Bedienelement (5) trennt.
12. Kraftfahrzeugschließsystem aufweisend einen Antrieb (3) mit einem elektrischen Antriebsmotor (4) zum Bereitstellen einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement (6) eines Kraftfahrzeugs (7) und eine Steueranordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , vorzugsweise weiter aufweisend ein Bedienelement (5) zum Erfassen des Bedienereignisses.
13. Kraftfahrzeugschließsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftfahrzeugschloss (17) für das Verschlusselement (6) des Kraftfahrzeugs (7) vorgesehen ist, dass das Kraftfahrzeugschloss (17) mit einer Schlossfalle (19) für den haltenden Eingriff mit einem Schließteil (20) und einer der Schlossfalle (19) zugeordneten Sperrklinke (22) ausgestattet ist und dass der elektrische Antrieb (3) für das motorische Ausheben der Sperrklinke (22) vorgesehen ist, vorzugsweise, dass die Steueranordnung (1 ) im Kraftfahrzeugschloss (17) integriert ist.
14. Verfahren für den Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems (2), wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (2) einen Antrieb (3) mit einem elektrischen Antriebsmotor (4) aufweist, wobei mittels einer Steueranordnung (1 ) auf Erfassen eines Bedienereignisses mittels eines Bedienelements (5) der Antrieb (3) zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für ein verstellbares Verschlusselement (6) des Kraftfahrzeugs (7) angesteuert wird, wobei die Steueranordnung (1 ) einen elektrischen Energiespeicher (10) aufweist, wobei mittels des Energiespeichers (10) in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs (7), eine elektrische Energiespeicherspannung zur Bereitstellung einer elektrischen Not-Versor- gungsspannung des elektrischen Antriebs (3) zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung (1 ) eine Zeitschaltung (11 ) aufweist, mittels welcher im Notbetrieb dem Bedienelement (5) zeitabschnittsweise eine Bedienelement- Versorgungsspannung aus dem Energiespeicher (10) zugeschaltet wird.
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