DE102018107133A1

DE102018107133A1 - Kraftfahrzeugtüranordnung

Info

Publication number: DE102018107133A1
Application number: DE102018107133.7A
Authority: DE
Inventors: Heino Schalyo; Markus Wunder
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugtüranordnung mit einer Kraftfahrzeugtür (2) und einem Türfeststeller (3), wobei der Türfeststeller (3) einen Stator (4) und einen Rotor (5) aufweist, die zur Erzeugung einer Feststellkraft miteinander wechselwirken, und wobei der Türfeststeller (3) mit der Kraftfahrzeugtür (2) zur Einleitung der Feststellkraft in die Kraftfahrzeugtür (2) gekoppelt ist. Es wird vorgeschlagen, dass eines der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine Erregeranordnung (6) zur Erzeugung eines magnetischen Erregerfelds mit einer Permanentmagnetanordnung (7) aufweist und das andere der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine weichmagnetische Wechselwirkungsanordnung (8) aufweist und wobei zumindest ein Teil des Erregerfelds über eine Luftspaltanordnung (9) und die Wechselwirkungsanordnung (8) verläuft und je nach Rotorstellung eine die Feststellkraft bereitstellende Reluktanzkraft erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugtüranordnung mit einer Kraftfahrzeugtür und einem Türfeststeller gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Verwendung eines solchen Türfeststellers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13 sowie ein Verfahren zum Feststellen einer Kraftfahrzeugtür einer Kraftfahrzeugtüranordnung mittels eines solchen Türfeststellers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 14.
Die in Rede stehende Kraftfahrzeugtüranordnung ist mit einem Türfeststeller ausgestattet, der dafür sorgt, dass die Kraftfahrzeugtür über einen vorbestimmten Verstellbereich in jedweder Stellung gehalten wird. Eine Anforderung an den Türfeststeller ist zunächst die Erzeugung einer Feststellkraft, die in die Kraftfahrzeugtür eingeleitet wird. Der Begriff „Feststellkraft“ ist vorliegend stets weit auszulegen und umfasst nicht nur eine Kraft im engeren Sinne, sondern auch ein Drehmoment auf eine schwenkbewegliche Komponente.
Die bekannte Kraftfahrzeugtüranordnung ( DE 20 2008 011 513 U1 ), von der die Erfindung ausgeht, weist einen reibungsbasierten Türfeststeller auf. Die Feststellkraft geht hier auf die Wechselwirkung zweier Reibbeläge zurück, die mechanisch aufeinander vorgespannt sind. Um aus dem Feststellzustand heraus für eine manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugtür ein vorbestimmtes Losbrechverhalten sicherzustellen, ist eine separate Lösemechanik vorgesehen.
Herausforderungen ergeben sich bei der bekannten Kraftfahrzeugtüranordnung ganz allgemein im Hinblick auf das Feststellverhalten des Türfeststellers. Dies zunächst einmal im Hinblick auf die reproduzierbare Erzeugung der Feststellkraft auch bei sich verändernden Umgebungsbedingungen wie der Umgebungstemperatur, der Umgebungsluftfeuchte o.dgl. Eine weitere Herausforderung besteht darin, den vergleichsweise aufwändigen mechanischen Aufbau kostengünstig umzusetzen.
Aus anderen Anwendungsbereichen sind die unterschiedlichsten Bremsprinzipien bekannt. Darunter fallen beispielweise die Wirbelstrombremsung ( DE 20 2008 007 907 U1 ), die Reluktanzbremsung ( DE 10 2016 113 188 A1 ), o.dgl.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, die bekannte Kraftfahrzeugtüranordnung derart auszugestalten und weiter zu bilden, dass das Feststellverhalten des Türfeststellers mit geringem Aufwand verbessert wird.
Wesentlich ist die grundsätzliche Erkenntnis, dass sich aus der Vielzahl bekannter Feststellprinzipien das Prinzip einer Reluktanzbremse im Hinblick auf die Reproduzierbarkeit der Feststellwirkung einerseits und im Hinblick auf die kostengünstige Realisierbarkeit besonders gut eignet. Hinzu kommt, dass sich die Feststellwirkung, also die Feststellkraft, auf besonders einfache Weise durch steuerungstechnische Maßnahmen variieren lässt.
Bei der vorschlagsgemäßen Lösung wird zunächst einmal davon ausgegangen, dass der der Kraftfahrzeugtür zugeordnete Türfeststeller einen Stator und einen Rotor aufweist, die zur Erzeugung einer Feststellkraft miteinander wechselwirken, wobei der Türfeststeller mit der Kraftfahrzeugtür zur Einleitung der Feststellkraft in die Kraftfahrzeugtür gekoppelt ist. Auf die weiter oben angesprochene, weite Auslegung des Begriffs „Feststellkraft“ darf verwiesen werden.
Im Einzelnen wird nun vorgeschlagen, dass eines der Elemente aus Stator und Rotor eine Erregeranordnung zur Erzeugung eines magnetischen Erregerfelds mit einer Permanentmagnetanordnung aufweist und das andere der Elemente aus Stator und Rotor eine weichmagnetische Wechselwirkungsanordnung aufweist. Dabei verläuft zumindest ein Teil des Erregerfelds über eine Luftspaltanordnung und die Wechselwirkungsanordnung und erzeugt je nach Rotorstellung eine die Feststellkraft bereitstellende Reluktanzkraft. Der Türfeststeller arbeitet also grundsätzlich nach Art einer Reluktanzbremse, die darauf basiert, dass die Komponenten eines magnetischen Kreises stets nach der Minimierung des magnetischen Widerstands, also der Reluktanz, streben. Die Reluktanzkraft lässt sich einfach dadurch erzeugen, dass sich die Luftspaltanordnung und damit die Reluktanz des betreffenden Magnetkreises mit einer Rotorverstellung ändert, wie noch gezeigt wird.
Mit der vorschlagsgemäßen Lösung lässt sich eine auf die Reluktanzkraft zurückgehende Feststellkraft erzeugen, die weitgehend unabhängig von Umgebungsbedingungen wie Außentemperatur und Außenluftfeuchtigkeit ist. Ferner lässt sich durch eine gezielte Verstärkung oder Abschwächung des Erregerfelds eine entsprechend gezielte Verstärkung oder Abschwächung der Feststellkraft erzeugen, und zwar allein mit steuerungstechnischen Maßnahmen, wie noch gezeigt wird. Die Erzeugung der Haltekraft ist allerdings komplett stromlos möglich, was insbesondere im Hinblick auf einen eventuellen Ausfall der Bordnetzspannung vorteilhaft ist.
Schließlich darf darauf hingewiesen werden, dass sich die vorschlagsgemäße Lösung durch einen besonders einfachen mechanischen Aufbau mit wenigen sich bewegenden Teilen zusammensetzt, woraus sich eine kostengünstige Realisierung ergibt.
Der Türfeststeller ist vorzugsweise so auf die konstruktiven Gegebenheiten angepasst, dass er die Kraftfahrzeugtür in mindestens einer Zwischenstellung, vorzugsweise in einer Vielzahl von Zwischenstellungen, hält (Anspruch 2). Hier ist insbesondere eine Abstimmung mit der auf die Kraftfahrzeugtür wirkende Gravitationskraft und mit eventuell auf die Kraftfahrzeugtür wirkenden Federelementen erforderlich.
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist der Türfeststeller Bestandteil einer Antriebsanordnung. In einer dortigen Variante ist der Rotor des Türfeststellers mit der Antriebswelle des Antriebsmotors verbunden. Dadurch wirkt der Türfeststeller auf die niedrigste Getriebestufe der Antriebsanordnung, so dass eine vergleichsweise geringe Feststellkraft für das Feststellen der Kraftfahrzeugtür erforderlich ist.
Eine einfache Einstellung der Feststellkraft ergibt sich gemäß Anspruch 4 dadurch, dass das die Erregeranordnung aufweisende Element aus Stator und Rotor eine Spulenanordnung aufweist. Durch das resultierende, magnetische Spulenfeld lässt sich das magnetische Erregerfeld, insbesondere stufenlos, abschwächen oder verstärken. Dadurch ergibt sich eine besondere Flexibilität im Hinblick auf die Einstellung der Feststellkraft, indem die Spulenanordnung entsprechend angesteuert wird. Dies kann ausschließlich steuerungstechnisch vorgesehen sein, ohne dass eine irgendwie geartete, mechanische Verstellung erforderlich ist.
Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 erlaubt eine konstruktiv leicht umzusetzende Erzeugung der Reluktanzkraft, nämlich, indem sich die Luftspaltanordnung in Abhängigkeit von der Rotorstellung ändert. Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 6 bis 8 zeigen mögliche konstruktive Ausgestaltungen derart, dass die Erregeranordnung und/die Wechselwirkungsanordnung eine Polanordnung ausbilden, die bei geeigneter Auslegung eine entsprechend veränderliche Luftspaltanordnung erzeugen. Dadurch ergibt sich vorzugsweise bei einer Rotordrehung ein periodischer, hier und vorzugsweise sinusförmiger, Verlauf der Feststellkraft. Insbesondere der sinusförmige Verlauf erlaubt ein stetig kontinuierliches und damit für den Bediener angenehmes Lösen des Türfeststellers, ohne dass es zu sprungartigen Kraftverläufen kommt.
Eine im Hinblick auf die manuelle Verstellbarkeit der Kraftfahrzeugtür aus dem Feststellzustand heraus besonders komfortable Ausgestaltung besteht gemäß Anspruch 10 in einer Variante darin, dass eine Steuerungsanordnung bei der Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür die obige Spulenanordnung zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert. Sobald der Bediener also eine erste Verstellung der Kraftfahrzeugtür gegen die Feststellkraft vorgenommen hat, reagiert die Steuerungsanordnung durch eine entsprechende Ansteuerung der Spulenanordnung, so dass die Feststellkraft abgeschwächt und/oder aufgehoben wird.
Die obige Spulenanordnung kann aber auch im Rahmen einer motorischen Verstellung der Kraftfahrzeugtür genutzt werden, indem die Steuerungsanordnung während einer motorischen Verstellung der Kraftfahrzeugtür die Spulenanordnung zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert (Anspruch 11). Dadurch wird vermieden, dass der Türfeststeller einer motorischen Verstellung der Kraftfahrzeugtür entgegenwirkt oder die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür durch den oben angesprochenen, periodischen Verlauf der Feststellkraft stört.
Die Ermittlung der manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür kann gemäß Anspruch 12 sensorlos, beispielsweise basierend auf der Motorspannung und/oder dem Motorstrom des Antriebsmotors ermittelt werden, oder eben sensorbasiert, beispielsweise mittels eines mit der Kraftfahrzeugtür gekoppelten Drehgebers. Andere Varianten für die Ausgestaltung der Ermittlungsanordnung sind denkbar.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 13, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Verwendung eines Türfeststellers zum Feststellen einer Kraftfahrzeugtür einer Kraftfahrzeugtüranordnung als solche beansprucht. Bei dem Türfeststeller handelt es sich um den Türfeststeller der Kraftfahrzeugtüranordnung gemäß der erstgenannten Lehre, so dass insoweit auf die Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugtüranordnung verwiesen werden darf.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Feststellen einer Kraftfahrzeugtür einer Kraftfahrzeugtüranordnung mittels eines Türfeststellers als solches beansprucht. Auch hier entspricht die Erzeugung der Feststellkraft der Funktionsweise des Türfeststellers der Kraftfahrzeugtüranordnung gemäß der erstgenannten Lehre, so dass auch insoweit auf die Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugtüranordnung verwiesen werden darf.
Interessant bei den besonders bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 15 und 16 ist die Tatsache, dass die Spulenanordnung eine Einstellung, aber auch eine Aufhebung der Feststellkraft durch rein steuerungstechnische Maßnahmen ermöglicht, wie dies im Zusammenhang mit den Ansprüchen 4 und 10 bis 12 erläutert worden ist. Auch insoweit darf insbesondere auf diese Erläuterungen verwiesen werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugtüranordnung zur Durchführung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens,
2 die Antriebsanordnung gemäß 1 in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II a) ohne manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugtür und b) bei geringfügiger manueller Verstellung der Kraftfahrzeugtür und
3 den Verlauf der zwischen Stator und Rotor des Türfeststellers wirkenden Feststellkraft über eine halbe Rotordrehung a) ohne Ansteuerung der Spulenanordnung, b) bei das Erregerfeld abschwächender Ansteuerung der Spulenanordnung und c) bei das Erregerfeld verstärkender Ansteuerung der Spulenanordnung.

Die vorschlagsgemäße Kraftfahrzeugtüranordnung weist eine Kraftfahrzeugtür 2 und einen der Kraftfahrzeugtür 2 zugeordneten Türfeststeller 3 auf.
Der Begriff „Kraftfahrzeugtür“ ist vorliegend weit auszulegen. Er umfasst sowohl eine Schwenktür als auch eine Schiebetür. Ferner umfasst dieser Begriff eine Seitentür, eine Hecktür, eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Fronthaube o.dgl. eines Kraftfahrzeugs.
Der Türfeststeller 3 dient zumindest in einem vorbestimmten Verstellbereich der Fixierung der Kraftfahrzeugtür 2 derart, dass die manuell unbetätigte Kraftfahrzeugtür 2 ihre jeweilige Stellung beibehält.
2 zeigt, dass der Türfeststeller 3 einen Stator 4 und einen Rotor 5 aufweist, die zur Erzeugung einer Feststellkraft miteinander wechselwirken. Dabei ist der Türfeststeller 3 mit der Kraftfahrzeugtür 2 in noch zu erläuternder Weise zur Einleitung der Feststellkraft in die Kraftfahrzeugtür 2 gekoppelt.
Auch der Begriff „Feststellkraft“ ist wie weiter oben erläutert weit auszulegen. Hier und vorzugsweise repräsentiert die Feststellkraft das zwischen dem Stator 4 und dem Rotor 5 wirkende Drehmoment, das über einen Antriebsstrang in die Kraftfahrzeugtür 2 eingeleitet wird.
Wesentlich ist nun ganz allgemein, dass der Türfeststeller 3 nach Art einer Reluktanzbremse ausgestaltet ist. Hierfür weist eines der Elemente aus Stator 4 und Rotor 5, hier der Stator 4, eine Erregeranordnung 6 zur Erzeugung eines magnetischen Erregerfelds mit einer Permanentmagnetanordnung 7 auf. Das andere der Elemente aus Stator 4 und Rotor 5, hier der Rotor 5, weist eine weichmagnetische Wechselwirkungsanordnung 8 auf. Zumindest ein Teil des Erregerfelds verläuft über eine Luftspaltanordnung 9 und über die Wechselwirkungsanordnung 8 und erzeugt je nach Rotorstellung eine die Feststellkraft bereitstellende Reluktanzkraft. Auch der Begriff „Reluktanzkraft“ ist in obigem Sinne weit zu verstehen. Bei der in 2 gezeigten Anordnung handelt es sich genau genommen um ein Reluktanzmoment.
2a) zeigt den Türfeststeller 3 in einer Schnittansicht ohne manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2. Bei der Darstellung gemäß 2b) hat eine geringfügige, manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 stattgefunden, was zu einer Veränderung der Luftspaltanordnung 9 und damit zu einer entsprechenden Veränderung der Reluktanzkraft führt. Dies ist der Darstellung gemäß 3 zu entnehmen.
Ganz allgemein ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Türfeststeller 3 die Kraftfahrzeugtür 2 durch die Feststellkraft in mindestens einer Zwischenstellung, vorzugsweise in einer Vielzahl von Zwischenstellungen, hält. Dies bedeutet, dass die Kraftfahrzeugtür 2 die jeweilige Zwischenstellung aufgrund der Feststellkraft nicht verlassen kann, ohne dass eine erhöhte manuelle Betätigungskraft auf die Kraftfahrzeugtür 3 einwirkt.
Grundsätzlich kann es sich bei der Kraftfahrzeugtür 2 um eine rein manuell verstellbare Kraftfahrzeugtür handeln. Hier ist eine Antriebsanordnung an der Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 nicht beteiligt.
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist allerdings eine Antriebsanordnung 10 mit einem Antriebsmotor 11 für die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 vorgesehen. Dabei ist es weiter vorzugsweise so, dass der Türfeststeller 3 Bestandteil der Antriebsanordnung 10 ist. Der Darstellung gemäß 1 ist ferner zu entnehmen, dass der Antriebsmotor 11 eine Antriebswelle 12 aufweist, und dass die Antriebswelle 12 mit den Rotor 5 des Türfeststellers 3 verbunden ist. Eine Maßnahme dafür, dass der Türfeststeller 3 die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 dennoch nicht stört, wird weiter unten erläutert.
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Rotor 5 in Verlängerung zu der Antriebswelle 12 des Antriebsmotors 11 angeordnet. Damit lässt sich der vorschlagsgemäße Türfeststeller 3 in ein Antriebskonzept integrieren, ohne die Antriebskomponenten grundlegend ändern zu müssen.
Die Antriebsanordnung 10 weist ein Vorschubgetriebe 13 zur Erzeugung linearer Antriebsbewegungen auf, bei dem es sich vorzugsweise um ein Spindel-Spindelmutter-Getriebe mit einer Antriebsspindel 14 und einer Spindelmutter 15 handelt.
Der gesamte Antriebsstrang der Antriebsanordnung 10 ist nicht-selbsthemmend ausgestaltet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bedeutet dies, dass das Vorschubgetriebe 13 sowie der Antriebsmotor 11 und ein zwischen den Antriebsmotor 11 und das Vorschubgetriebe 13 geschaltetes Zwischengetriebe 16 rücktreibbar ausgestaltet sind.
Eine bevorzugte Maßnahme dafür, dass der Türfeststeller 3 die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 nicht stört, besteht darin, dass das die Erregeranordnung 6 aufweisende Element aus Stator 4 und Rotor 5, hier der Stator 4, eine Spulenanordnung 17 aufweist, wobei durch eine Bestromung der Spulenanordnung 17 ein magnetisches Spulenfeld erzeugbar ist, das in Abhängigkeit von seiner Richtung das magnetische Erregerfeld und dadurch die Feststellkraft abschwächt, insbesondere aufhebt, oder verstärkt.
Damit ist es grundsätzlich möglich, den Türfeststeller 3 während der motorischen Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 gewissermaßen zu deaktivieren. Die Spulenanordnung 17 kann auch dafür genutzt werden, das magnetische Erregerfeld zu verstärken, indem die Bestromung der Spulenanordnung 17 entsprechend umgekehrt wird.
Bei dem in 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Permanentmagnetanordnung 7 zwei sich bezogen auf die geometrische Rotorachse 5a gegenüberliegende Permanentmagneten 7a, 7b auf, die jeweils zylinderabschnittsförmig ausgestaltet sind. Die Magnetisierung der Permanentmagnete 7a, 7b ist jeweils bezogen auf die geometrische Rotorachse 5a radial ausgerichtet. Entsprechend weist die Spulenanordnung zwei Spulen 17a, 17b auf, deren magnetisches Spulenfeld jeweils bezogen auf die geometrische Rotorachse 5a radial ausgerichtet ist.
Ein Vergleich der Darstellung gemäß 2a) mit der Darstellung gemäß 2b) zeigt, dass die Erregeranordnung 6 und die Wechselwirkungsanordnung 8 in Abhängigkeit von der Rotorstellung eine unterschiedliche Luftspaltanordnung 9 aus zwei Luftspalten 9a, 9b ausbilden. Wenn man davon ausgeht, dass das Erregerfeld des in 2 oberen Permanentmagneten 7a über den Luftspalt 9a, die Wechselwirkungsanordnung 8 und den dortigen Poltopf 18 verläuft, wird klar, dass der magnetische Widerstand dieses Magnetkreises in 2a) geringer ist als in 2b). Aus dem in 2b) gezeigten Zustand heraus bedeutet dies, dass die Reluktanzkaft eine Rückstellung des Rotors 5 in die in 2a) gezeigte Stellung bewirkt. Dasselbe gilt für das von dem Permanentmagneten 7b erzeugten Erregerfeld.
Ganz allgemein kann die Erregeranordnung 6 eine Polanordnung 19 mit mindestens einem Pol 19a, 19b zum Aus- bzw. Einleiten des Erregerfelds ausgebildet aufweisen. Dabei ist es vorzugsweise so, dass die Polanordnung 19 den ständerseitigen Teil der Luftspaltanordnung 9 bereitstellt. Die Pole 19a, 19b der Polanordnung sind vorzugsweise als zu der geometrischen Rotorachse 5a hin vorspringende, vorzugsweise weichmagnetische Elemente ausgestaltet. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Pole 19a, 19b der Erregeranordnung 6 von den Permanentmagneten 7a, 7b selbst bereitgestellt.
Hier und vorzugsweise weist die Polanordnung 10 der Erregeranordnung 6 zwei, hier und vorzugsweise genau zwei, Pole 19a, 19b auf, die bezogen auf die geometrische Rotorachse 5a um 180° zueinander versetzt angeordnet sind.
Alternativ oder zusätzlich kann die Wechselwirkungsanordnung 8 mit einer Polanordnung 20 ausgestattet sein, die mindestens einen Pol 20a, 20b zum Aus- bzw. Einleiten des Erregerfelds ausbildet. Die Polanordnung 20 der Wechselwirkungsanordnung 8 bildet entsprechend den rotorseitigen Teil der Luftspaltanordnung 9.
Die Pole 20a, 20b der Wechselwirkungsanordnung 8 sind bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als vorspringende, weichmagnetische Elemente ausgestaltet, die weiter vorzugsweise, bezogen auf die geometrische Rotorachse 5a, um 180° versetzt angeordnet sind.
Vorzugsweise ist es so, dass die Polanordnung 19 und/oder die Polanordnung 20 ausgeprägte, d.h. sich bezogen auf die Rotorachse 5a radial erstreckende Pole 19a, 19b, 20a, 20b, aufweist bzw. aufweisen. Diese Ausprägung der Pole führt zu einer ausgeprägten Änderung des magnetischen Widerstands im betreffenden Magnetkreis bei einer Auslenkung des Rotors 5 aus einer jeweiligen Raststellung, was die Reluktanzkraft und damit die Feststellkraft ansteigen lässt.
3a) zeigt, dass sich bei einer Rotordrehung der Anordnung gemäß 2 ein periodischer, hier und vorzugsweise sinusförmiger, Verlauf der Feststellkraft Ff mit einer Amplitude Fo einstellt, wobei mechanisch stabile Feststellpositionen der Kraftfahrzeugtür 2 in mindestens einem Maximum und mindestens einem Minimum der Ableitung der Feststellkraft Ff nach der Rotorstellung liegen. Hier bedeutet dies, dass sich magnetisch stabile Feststellpositionen der Kraftfahrzeugtür 2 bei der Rotorstellung α=0° und bei der Rotorstellung α=180° ergeben. Der Begriff „magnetisch stabil“ bedeutet hier, dass die Reluktanzkraft in einer magnetisch stabilen Feststellposition bei einer Auslenkung des Rotors 5 unabhängig von der Auslenkrichtung dafür sorgt, dass der Rotor 5 in die Ausgangsposition zurückgedrängt wird.
Die Darstellung gemäß 3a) zeigt den Zustand bei unbestromter Spulenanordnung 17. Die Darstellung gemäß 3b) zeigt den Zustand bei in einer ersten Bestromungsrichtung bestromter Spulenanordnung 17, die eine Reduzierung der Feststellkraft Ff bewirkt. In 3b) ergibt sich eine reduzierte Amplitude F- der Feststellkraft Ff. Die Darstellung gemäß 3c) dagegen zeigt den Zustand bei in einer zweiten, entgegengesetzten Bestromungsrichtung bestromter Spulenanordnung 17, die eine Verstärkung der Feststellkraft Ff bewirkt. in 3c) ergibt sich entsprechend eine erhöhte Amplitude F+ der Feststellkraft Ff.
In 1 angedeutet ist, dass die Kraftfahrzeugtüranordnung 1 eine Steuerungsanordnung 21 zur Ansteuerung zumindest der Spulenanordnung 17, hier und vorzugsweise aber auch der Antriebsanordnung 10, aufweist. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kraftfahrzeugtüranordnung 1 eine Ermittlungsanordnung 22 für die Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür der Kraftfahrzeugtür 2 aufweist, wobei die Steuerungsanordnung 21 bei Ermittlung einer vorbestimmten manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür die Spulenanordnung 17 zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert. Dies bedeutet, dass die Steuerungsanordnung 21 auf die Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür, die gegen die Feststellkraft erfolgt, eine zumindest teilweise Deaktivierung des Türfeststellers 3 bewirkt. Dies ist insoweit vorteilhaft, als die weitere manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 von dem Türfeststeller 3 nicht behindert wird, was zu einem besonders hohen Bedienkomfort führt.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Steuerungsanordnung 21 während einer motorischen Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 die Spulenanordnung 17 zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert. Dies ist vorteilhaft, da die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2, insbesondere bei einem oben angesprochenen, periodischen Verlauf der Feststellkraft, durch den Türfeststeller 3 nicht gestört wird. Für den ebenfalls oben angesprochenen Fall, dass die Steuerungsanordnung 21 auch der Ansteuerung der Antriebsanordnung 10 dient, lässt sich die Ansteuerung der Antriebsanordnung 10 auf einfache Weise mit der Ansteuerung der Spulenanordnung 17 synchronisieren.
Für die Gestaltung der oben angesprochenen Ermittlungsanordnung 22 zur Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 sind verschiedene vorteilhafte Varianten denkbar. Vorzugweise arbeitet die Ermittlungsanordnung 22 basierend auf einer Ermittlung der Motorspannung und/oder des Motorstroms des Antriebsmotors 11 der Antriebsanordnung 10. Dies ist besonders einfach möglich, wenn es sich bei dem Antriebsmotor 11 um einen Gleichstrommotor handelt, der bei der Kommutierung sogenannte Spannungsripple bzw. Stromripple erzeugt, die sich steuerungstechnisch erfassen lassen.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Ermittlungsanordnung 22 einen mit der Kraftfahrzeugtür 2 gekoppelten, hier nicht dargestellten Drehgeber für die Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 aufweist. Andere Varianten für die Ermittlung der manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 sind denkbar.
Es darf noch darauf hingewiesen werden, dass die Wechselwirkungsanordnung 28 selbst zusätzlich eine hier nicht dargestellte Permanentmagnetanordnung aufweisen kann, um die Wechselwirkung zwischen dem Stator 4 und dem Rotor 5 bei der Erzeugung der Feststellkraft zu unterstützen.
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Verwendung eines erläuterten Türfeststellers 3 zum Feststellen einer Kraftfahrzeugtür 2 einer Kraftfahrzeugtüranordnung 1 als solche beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der Verwendung des oben angesprochenen Türfeststellers 3 darf verwiesen werden.
Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Feststellen einer Kraftfahrzeugtür 2 einer Kraftfahrzeugtüranordnung 1 mittels eines oben angesprochenen Türfeststellers 3 als solches beansprucht. Auch insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem Türfeststeller 3 verwiesen werden.
Vorzugsweise ist es bei dem vorschlagsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass das die Erregeranordnung 6 aufweisende Element aus Stator 4 und Rotor 5, hier der Stator 4, eine Spulenanordnung 17 aufweist, wobei mittels einer Bestromung der Spulenanordnung 17 ein magnetisches Spulenfeld erzeugt wird, das in Abhängigkeit von seiner Richtung das magnetische Erregerfeld und dadurch die Feststellkraft abschwächt, insbesondere aufhebt, oder verstärkt.
Weiter vorzugsweise weist die Kraftfahrzeugtüranordnung 1 eine Steuerungsanordnung 21 zur Ansteuerung zumindest der Spulenanordnung 17 auf, wobei, vorzugsweise, die Kraftfahrzeugtüranordnung 1 eine Ermittlungsanordnung 22 für die Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür der Kraftfahrzeugtür 2 aufweist und wobei die Steuerungsanordnung 21 bei Ermittlung einer vorbestimmten, manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür 2 die Spulenanordnung 17 zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert.
Hinsichtlich der oben angesprochenen, bevorzugten Ausgestaltungen des vorschlagsgemäßen Verfahrens darf auf die Erläuterungen zu den entsprechenden, bevorzugten Ausgestaltungen der Kraftfahrzeugtüranordnung 1 verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202008011513 U1 [0003]
DE 202008007907 U1 [0005]
DE 102016113188 A1 [0005]

Claims

Kraftfahrzeugtüranordnung mit einer Kraftfahrzeugtür (2) und einem Türfeststeller (3), wobei der Türfeststeller (3) einen Stator (4) und einen Rotor (5) aufweist, die zur Erzeugung einer Feststellkraft miteinander wechselwirken, und wobei der Türfeststeller (3) mit der Kraftfahrzeugtür (2) zur Einleitung der Feststellkraft in die Kraftfahrzeugtür (2) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine Erregeranordnung (6) zur Erzeugung eines magnetischen Erregerfelds mit einer Permanentmagnetanordnung (7) aufweist und das andere der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine weichmagnetische Wechselwirkungsanordnung (8) aufweist und wobei zumindest ein Teil des Erregerfelds über eine Luftspaltanordnung (9) und die Wechselwirkungsanordnung (8) verläuft und je nach Rotorstellung eine die Feststellkraft bereitstellende Reluktanzkraft erzeugt.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Türfeststeller (3) die Kraftfahrzeugtür (2) durch die Feststellkraft in mindestens einer Zwischenstellung, vorzugsweise in einer Vielzahl von Zwischenstellungen, hält.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Türfeststeller (3) Bestandteil einer Antriebsanordnung (10) mit einem Antriebsmotor (11) für die motorische Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) ist, vorzugsweise, dass der Antriebsmotor (11) eine Antriebswelle (12) aufweist und dass die Antriebswelle (12) mit dem Rotor (5) des Türfeststellers (3) verbunden ist.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Erregeranordnung (6) aufweisende Element aus Stator (4) und Rotor (5) eine Spulenanordnung (17) aufweist, dass durch eine Bestromung der Spulenanordnung (17) ein magnetisches Spulenfeld erzeugbar ist, das in Abhängigkeit von seiner Richtung das magnetische Erregerfeld und dadurch die Feststellkraft abschwächt, insbesondere aufhebt, oder verstärkt.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregeranordnung (6) und die Wechselwirkungsanordnung (8) in Abhängigkeit von der Rotorstellung eine unterschiedliche Luftspaltanordnung (9) ausbilden.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregeranordnung (6) eine Polanordnung (19) mit mindestens einem Pol (19a, 19b) zum Aus- bzw. Einleiten des Erregerfelds ausbildet, vorzugsweise, dass die Polanordnung (19) den ständerseitigen Teil der Luftspaltanordnung (9) bereitstellt.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polanordnung (19) der Erregeranordnung (6) zwei, vorzugsweise genau zwei, Pole (19a, 19b) aufweist, vorzugsweise, dass die zwei Pole (19a, 19b) bezogen auf die geometrische Rotorachse (5a) um 180° zueinander versetzt angeordnet sind.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselwirkungsanordnung (8) eine Polanordnung (20) mit mindestens einem Pol (20a, 20b) zum Aus- bzw. Einleiten des Erregerfelds ausbildet, vorzugsweise, dass die Polanordnung (20) den rotorseitigen Teil der Luftspaltanordnung (9) bereitstellt.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei einer Rotordrehung ein periodischer, insbesondere sinusförmiger, Verlauf der Feststellkraft einstellt, vorzugsweise, dass magnetisch stabile Feststellpositionen der Kraftfahrzeugtür (2) in mindestens einem Maximum und mindestens einem Minimum der Ableitung der Feststellkraft nach der Rotorstellung liegen.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugtüranordnung (1) eine Steuerungsanordnung (21) zur Ansteuerung zumindest der Spulenanordnung (17) aufweist, vorzugsweise, dass die Kraftfahrzeugtüranordnung (1) eine Ermittlungsanordnung (22) für die Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) aufweist und dass die Steuerungsanordnung (21) bei Ermittlung einer vorbestimmten manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) die Spulenanordnung (17) zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsanordnung (21) während einer motorischen Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) die Spulenanordnung (17) zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert.
Kraftfahrzeugtüranordnung nach Anspruch 3 und ggf. nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlungsanordnung (22) eine manuelle Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) aus der Motorspannung und/oder aus dem Motorstrom des Antriebsmotors (11) der Antriebsanordnung (10) ermittelt, und/oder, dass die Ermittlungsanordnung (22) einen mit der Kraftfahrzeugtür (2) gekoppelten Drehgeber für die Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) aufweist.
Verwendung eines Türfeststellers (3) zum Feststellen einer Kraftfahrzeugtür (2) einer Kraftfahrzeugtüranordnung (1), wobei der Türfeststeller (3) einen Stator (4) und einen Rotor (5) aufweist, die zur Erzeugung einer Feststellkraft miteinander wechselwirken, und wobei der Türfeststeller (3) mit der Kraftfahrzeugtür (2) zur Einleitung der Feststellkraft in die Kraftfahrzeugtür (2) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine Erregeranordnung (6) zur Erzeugung eines magnetischen Erregerfelds mit einer Permanentmagnetanordnung (7) aufweist und das andere der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine weichmagnetische Wechselwirkungsanordnung (8) aufweist und wobei zumindest ein Teil des Erregerfelds über eine Luftspaltanordnung (9) und die Wechselwirkungsanordnung (8) verläuft und je nach Rotorstellung ein die Feststellkraft bereitstellen der Reluktanzkraft erzeugt.
Verfahren zum Feststellen einer Kraftfahrzeugtür (2) einer Kraftfahrzeugtüranordnung (1) mittels eines Türfeststellers (3), wobei der Türfeststeller (3) einen Stator (4) und einen Rotor (5) aufweist, die zur Erzeugung einer Feststellkraft miteinander wechselwirken, und wobei der Türfeststeller (3) mit der Kraftfahrzeugtür (2) zur Einleitung der Feststellkraft in die Kraftfahrzeugtür (2) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine Erregeranordnung (6) zur Erzeugung eines magnetischen Erregerfelds mit einer Permanentmagnetanordnung (7) aufweist und das andere der Elemente aus Stator (4) und Rotor (5) eine weichmagnetische Wechselwirkungsanordnung (8) aufweist und wobei zumindest ein Teil des Erregerfelds über eine Luftspaltanordnung (9) und die Wechselwirkungsanordnung (8) verläuft und je nach Rotorstellung eine die Feststellkraft bereitstellende Reluktanzkraft erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das die Erregeranordnung (6) aufweisende Element aus Stator (4) und Rotor (5) eine Spulenanordnung (17) aufweist, dass mittels einer Bestromung der Spulenanordnung (17) ein magnetisches Spulenfeld erzeugt wird, das in Abhängigkeit von seiner Richtung das magnetische Erregerfeld und dadurch die Feststellkraft abschwächt, insbesondere aufhebt, oder verstärkt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugtüranordnung (1) eine Steuerungsanordnung (21) zur Ansteuerung zumindest der Spulenanordnung (17) aufweist, vorzugsweise, dass die Kraftfahrzeugtüranordnung (1) eine Ermittlungsanordnung (22) für die Ermittlung einer manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) aufweist und dass die Steuerungsanordnung (21) bei Ermittlung einer vorbestimmten manuellen Verstellung der Kraftfahrzeugtür (2) die Spulenanordnung (17) zur Abschwächung, insbesondere Aufhebung, der Feststellkraft ansteuert.