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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schließsystem für eine Tür, insbesondere eine Seitentür eines Kraftfahrzeugs, mit einem Türschloss, einem Türinnengriff zur Öffnung des Türschlosses, einem Türaußengriff zur Öffnung des Türschlosses und einer Aktuatoreinheit.
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Derartige Schließsysteme sind grundsätzlich bekannt und weisen üblicherweise mindestens zwei Aktuatoreinheiten auf, nämlich eine zum Ein- und Ausfahren des Türaußengriffs, eine weitere zum Servoöffnen des Türschlosses bei Türinnengriff- und Türaußengriffbetätigung sowie gegebenenfalls noch weitere zum Herstellen unterschiedlicher Schließzustände, wie z.B. eines sogenannten Safezustands, in welchem sowohl der Türaußengriff als auch der Türinnengriff mechanisch vom Türschloss getrennt sind, eines Zentralverriegelungszustands oder eines Kindersicherungszustands. Derartige Schließsysteme sind aufgrund ihrer zahlreichen Aktuatoreinheiten nicht nur teuer, sondern auch störanfällig.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schließsystem zu schaffen, welches sich durch eine erhöhte Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit auszeichnet.
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Die Aufgabe wird durch ein Schließsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass ein durch die Aktuatoreinheit angetriebener Steuermechanismus zur Realisierung unterschiedlicher Schließzustände des Schließsystems und wenigstens ein induktiver Sensor zur Erfassung der Position eines beweglichen Elements des Steuermechanismus vorgesehen sind.
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Der Erfindung liegt zum einen der Gedanke zugrunde, durch den Steuermechanismus gewissermaßen eine Schaltlogik vorzusehen, welche es erlaubt mittels einer einzigen Aktuatoreinheit eine Vielzahl von unterschiedlichen Schaltzuständen zu schalten, genauer gesagt eine Vielzahl von verschiedenen Schließzuständen des Schließsystems einzustellen. Da aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen Steuermechanismus nur noch eine einzige Aktuatoreinheit zur Einstellung aller Schließzustände des Schließsystems benötigt wird, kann auf zusätzliche Aktuatoreinheiten verzichtet werden. Insbesondere wird in dem Türschloss selbst keine Aktuatoreinheit mehr benötigt. Folglich kann das Schließsystem insgesamt nicht nur kostengünstiger hergestellt und angeboten werden, sondern es ist auch weniger störanfällig, da es nur noch eine Aktuatoreinheit umfasst, welche potentiell einen Defekt erleiden kann.
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Da der Steuermechanismus zur Realisierung der gewünschten Schaltzustände über eine Vielzahl von beweglichen Elementen verfügt, deren Lage bzw. Stellung für eine zuverlässige Funktion der Schaltlogik idealerweise zu jedem Zeitpunkt bekannt sein sollten, liegt der Erfindung zum anderen der Gedanke zugrunde, die Position wenigstens eines beweglichen Elements des Steuermechanismus mittels eines induktiven Sensors zu erfassen.
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Grundsätzlich misst ein induktiver Sensor die Änderung einer Induktivität durch Veränderung des Gehalts eines elektrisch leitenden Materials, zum Beispiel Metall, im Detektionsbereich des Sensors. Hierfür bildet der induktive Sensor einen Schwingkreis aus, dessen Frequenz sich ändert, wenn sich der Gehalt des elektrisch leitenden Materials im Detektionsbereich des Sensors verändert, beispielsweise der Metallgehalt im Detektionsbereich zu- oder abnimmt. Einen Hauptbestandteil des induktiven Sensors bildet insofern eine im Bereich des elektrisch leitenden Materials angeordnete Spule, beispielsweise eine sich in einer Ebene erstreckende spiralförmige Flachspule.
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Induktive Sensoren weisen insbesondere gegenüber Mikroschaltern den Vorteil auf, dass sie berührungsfrei und somit quasi verschleißfrei detektieren und außerdem unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen sind, wie beispielsweise Vibrationen, Feuchtigkeit oder Staub. Beides trägt letztlich zu einer dauerhaft zuverlässigen Funktion der Sensoren bei. Darüber hinaus benötigen induktive Sensoren gegenüber Mikroschaltern einen deutlich geringeren Bauraum. Im Vergleich zu Hallsensoren weisen induktive Sensoren außerdem den Vorteil auf, dass sie für die Detektion kein magnetisches Material benötigen, sondern elektrisch leitendes Material, insbesondere ein einfaches Metall, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium, ausreicht.
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Ferner lässt sich - anders als bei Mikroschaltern - durch einen einzigen induktiven Sensor nicht nur erfassen, ob das bewegliche Element eine, beispielsweise durch die Position des Mikroschalters definierte, vorbestimmte Lage einnimmt oder nicht, sondern es können beliebige Zwischenpositionen ermittelt werden, so dass nicht nur in definierten Schaltpositionen, sondern prinzipiell auch in jeglichen Zwischenstadien eine exakte Positionsbestimmung des beweglichen Elements möglich ist.
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Im Ergebnis ermöglicht der Einsatz eines induktiven Sensors also nicht nur eine kompaktere Bauform, sondern auch eine genauere Positionserfassung bei gleichzeitig kostengünstigerer Herstellung des Schließsystems, was alles zu einer höheren Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit des Schließsystems beiträgt.
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Weiterer Gegenstand der Erfindung ist der Steuermechanismus selbst, insbesondere ein Steuermechanismus für ein Schließsystem, welches eine Aktuatoreinheit, ein Türschloss, einen Türinnengriff und einen Türaußengriff umfasst. Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Kupplung für ein Schließsystem, welches eine Aktuatoreinheit, ein Türschloss, einen Türinnengriff und einen Türaußengriff umfasst.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
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Gemäß einer besonders einfachen und wirtschaftlichen Ausführungsform ist zur Erfassung der Positionen des beweglichen Elements ein einzelner induktiver Sensor vorgesehen. Zur Erhöhung der Detektionsgenauigkeit und/oder zur Kompensation von unerwünschten Varianzen, die aufgrund von mechanischen oder Temperaturtoleranzen auftreten können, ist es jedoch auch vorstellbar, mehrere induktive Sensoren entlang einer Bewegungsbahn des beweglichen Elements vorzusehen.
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Grundsätzlich kann der Sensor an dem beweglichen Bauteil angebracht sein und dessen Bewegung relativ zu einem feststehenden, beispielsweise an einem Gehäuse angebrachten, elektrisch leitenden Detektionselement erfassen. In den meisten Fällen ist es konstruktionsbedingt jedoch günstiger, wenn der Sensor ortsfest montiert ist, zum Beispiel an einem Gehäuse des Steuermechanismus, und der Sensor die Lage eines beweglichen elektrisch leitenden Detektionselements erfasst. Dabei kann das elektrisch leitende Detektionselement direkt an oder in dem beweglichen Element angeordnet sein.
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Grundsätzlich ist eine Ausführungsform vorstellbar, bei welcher die Relativbewegung zwischen dem Detektionselement und dem Sensor eine lineare Bewegung ist. So kann das Detektionselement beispielsweise eine lineare Bewegung durch den Detektionsbereich des Sensors vollführen.
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In vielen Fällen ist es aufgrund von Bauraumbeschränkungen jedoch günstiger, wenn die Relativbewegung zwischen dem Detektionselement und dem Sensor eine nichtlineare, beispielsweise eine kreisförmige, Bewegung ist. Beispielsweise kann das Detektionselement eine nichtlineare, insbesondere kreisförmige, Bewegung durch den Detektionsbereich vollführen. Hierzu kann das Detektionselement an oder in einem durch die Aktuatoreinheit antreibbaren Steuerelement vorgesehen sein, beispielsweise an oder in einer drehbar gelagerten Steuerscheibe des Steuermechanismus. Das Steuerelement sorgt für eine Drehbewegung des Detektionselements und ermöglicht somit auf besonders einfache Weise eine für die Positionserfassung ausreichende Änderung des Gehalts elektrischen Materials im Detektionsbereich des Sensors, und dies bei gleichzeitig kompakter Bauform, da sich das Detektionselement um eine Drehachse des Steuerelements herum erstrecken kann.
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Unabhängig davon, ob sich das Detektionselement gerade erstreckt oder gekrümmt ist, kann sich das Detektionselement in einer Bewegungsrichtung kontinuierlich aufweiten oder wenigstens einmal aufweiten und wieder verengen. Alternativ oder zusätzlich kann sich das Detektionselement in einer Bewegungsrichtung kontinuierlich erhöhen oder wenigstens einmal höher und wieder niedriger werden.
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Des Weiteren ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher das Detektionselement durch eine Reihe von diskreten, zueinander beanstandeten Einzelelementen gebildet ist. Der Abstand und/oder eine Höhe und/oder eine Breite der Einzelelemente kann dabei in einer Bewegungsrichtung gesehen kontinuierlich zu- oder abnehmen. Jede dieser Maßnahmen sorgt dafür, dass sich der durch den Sensor erfasste Gehalt elektrisch leitenden Materials verändert, wenn sich das Detektionselement in dem Detektionsbereich des Sensors bewegt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können mittels Aktuatoreinheit und Steuermechanismus mindestens drei, bevorzugt mindestens vier und besonders bevorzugt mindestens fünf verschiedene Schließzustände hergestellt werden, darunter die Zustände „Türaußengriff ein-/ausgefahren“, „Safe“, „Verriegelt“, „Entriegelt“, „Türschloss geöffnet“ und „Kindersicherung“.
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Insbesondere lässt sich mithilfe des durch die Aktuatoreinheit angetriebenen Steuermechanismus der Türinnengriff und der Türaußengriff mechanisch von dem Türschloss entkoppeln, um einen sogenannten Safezustand zu realisieren; und/oder nur der Türaußengriff von dem Türschloss mechanisch entkoppeln, um einen Verriegelungszustand zu realisieren; und/oder nur der Türinnengriff von dem Türschloss mechanisch entkoppeln, um eine Kindersicherungsfunktion zu realisieren; und/oder das Türschloss öffnen, d.h. eine Servoöffnungsfunktion realisieren; und/oder der Türinnengriff und/oder der Türaußengriff mechanisch an das Türschloss ankoppeln, um eine Öffnung des Türschlosses durch manuelle Betätigung des Türinnengriffs bzw. Türaußengriffs zu ermöglichen und dadurch mechanische Redundanz zu schaffen; und/oder der Türaußengriff für eine Betätigung durch einen Fahrzeugnutzer ausfahren, beispielsweise wenn der Türaußengriff im Safezustand und/oder ein Verriegelungszustand des Schließsystems eingefahren ist und zum Beispiel bündig mit einem Außenblech der Tür abschließt; und/oder eine in das Türschloss integrierte Zuziehhilfe aktivieren.
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Die Aktuatoreinheit kann beispielsweise eine elektrische Aktuatoreinheit und insbesondere einen Elektromotor umfassen.
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Wie erwähnt kann das Türschloss durch manuelle Betätigung des Türinnengriffs und/oder Türaußengriffs mechanisch geöffnet werden, wenn der Türinnengriff bzw. der Türaußengriff an das Türschloss angekoppelt ist. Es kann also nicht nur eine Servoöffnung des Türschlosses vorgesehen, sondern auch eine mechanische Öffnung des Türschlosses möglich sein, um mechanische Redundanz zu schaffen.
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Ferner kann ein Schließzylinder vorgesehen sein, durch welchen der Türaußengriff an den Steuermechanismus ankoppelbar oder von dem Steuermechanismus entkoppelbar ist. Hierdurch wird in vorteilhafterweise eine mechanische Redundanz für den Fall geschaffen, dass die Aktuatoreinheit versagen sollte.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Schließsystem eine Kupplung, durch welche der Türinnengriff mechanisch an das Türschloss ankoppelbar oder von diesem entkoppelbar ist. Die Kupplung eignet sich in vorteilhafterweise zur Realisierung einer Kindersicherungsfunktion sowie einer Safefunktion und bildet einen eigenen Gegenstand der Erfindung.
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Die Kupplung kann im Bereich des Türschlosses angeordnet oder für eine besonders kompakte Bauform in das Türschloss integriert sein.
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Vorteilhafterweise ist die Kupplung durch den Steuermechanismus steuerbar.
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Bevorzugt sind der Steuermechanismus und die Kupplung durch ein erstes mechanisches Betätigungsmittel, insbesondere einen Bowdenzug, verbunden.
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Außerdem können der Türinnengriff und die Kupplung durch ein zweites mechanisches Betätigungsmittel, insbesondere einen Bowdenzug, verbunden sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Steuereinheit zur Steuerung des Steuermechanismus vorgesehen. Die Steuereinheit kann im Bereich der Aktuatoreinheit angeordnet oder in diese integriert sein. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, die Steuereinheit von der Aktuatoreinheit entfernt anzuordnen und/oder in eine Fahrzeugsteuerung zu integrieren.
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Vorteilhafterweise verfügt die Steuereinheit über eine Schnittstelle für eine drahtlose Kommunikation mit einem mobilen Endgerät, insbesondere einem Smartphone. Zum Beispiel kann die Steuereinheit mittels einer, insbesondere auf einem mobilen Endgerät, wie beispielsweise einem Smartphone, installierten App steuerbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit durch einen Funkschlüssel steuerbar sein, sei es unmittelbar oder mittelbar über eine Fahrzeugsteuerung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet der Steuermechanismus eine erste Antriebskette zum Betätigen des Türschlosses, d.h. zum Einstellen unterschiedlicher Schlosszustände des Türschlosses, und eine zweite Antriebskette zum Ein-/Ausfahren und Ein-/Auskuppeln des Türaußengriffs aus.
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Beispielsweise kann der Steuermechanismus ein durch die Aktuatoreinheit antreibbares erstes Steuerelement und ein durch die Aktuatoreinheit antreibbares zweites Steuerelement aufweisen. Das erste und zweite Steuerelement sind bevorzugt synchron antreibbar.
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Gemäß einer Ausführungsform wirkt das erste Steuerelement mit einem Außenbetätigungselement, insbesondere einem Außenbetätigungshebel, zusammen, welcher über ein Betätigungsmittel, insbesondere einen Bowdenzug, mit der Kupplung verbunden ist. Beispielsweise kann das erste Steuerelement eine Steuerscheibe sein, welche insbesondere über einen ersten Schieber mit dem Außenbetätigungselement zusammenwirkt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Außenbetätigungselement durch das erste Steuerelement in drei definierte Stellungen gebracht werden, insbesondere eine Safestellung, in welcher sowohl der Türaußengriff als auch der Türinnengriff von dem Türschloss mechanisch entkoppelt sind, eine Bereitschaftsstellung und eine Öffnungsstellung, in welcher eine Sperrklinke des Türschlosses ausgehoben ist.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform wirkt das zweite Steuerelement mit einem an den Türaußengriff angebundenen Übertragungselement, insbesondere einem Türaußengriffhebel, zusammen. Auch bei dem zweiten Steuerelement kann es sich um eine Steuerscheibe handeln, welche insbesondere über einen zweiten Schieber mit dem Übertragungselement zusammenwirkt.
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Bevorzugt ist das Übertragungselement durch das zweite Steuerelement aus einer ersten Position, in welcher der Türaußengriff eingefahren ist, in eine zweite Position verdrehbar, in welcher der Türaußengriff ausgefahren ist. Der Türaußengriff selbst kann drehbar, verschwenkbar und/oder translatorisch ein- bzw. ausfahrbar sein.
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Dabei kann die Verdrehung des Übertragungselements in die zweite Position erfolgen, während sich das Außenbetätigungselement in seiner Bereitschaftsstellung befindet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wirkt das zweite Steuerelement mit einem Entriegelungselement zusammen, insbesondere einem Entriegelungshebel, welches seinerseits mit dem Übertragungselement zusammenwirkt. Das Übertragungselement kann durch das Entriegelungselement aus einer Verriegelungslage, in welcher eine Verdrehung des Außenbetätigungselements durch das Übertragungselement unmöglich ist, in eine Entriegelungslage gebracht werden, in welcher das Außenbetätigungselement durch das Übertragungselement verdreht werden kann.
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Vorteilhafterweise nimmt das Übertragungselement seine Entriegelungslage ein, wenn er in seine zweite Position verdreht ist. Eine Verdrehung von Übertragungselement und Entriegelungselement erfolgt bevorzugt synchron.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Kupplung ein Auslöserad, welches durch Verdrehung in einer Öffnungsrichtung mittelbar, z.B. über einen Auslösehebel, oder unmittelbar mit einer Sperrklinke des Türschlosses in Eingriff bringbar ist, um die Sperrklinke auszuheben.
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Vorteilhafterweise ist ein die Kupplung und den Steuermechanismus verbindendes erstes Betätigungsmittel derart am Auslöserad angebracht, dass ein durch den Steuermechanismus ausgeübter Zug am ersten Betätigungsmittel eine Verdrehung des Auslöserads in der Öffnungsrichtung bewirkt.
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Zur Realisierung einer optionalen Kindersicherungsfunktion ist ein die Kupplung und den Türinnengriff verbindendes zweites Betätigungsmittel bevorzugt mit Freilauf am Auslöserad angebracht.
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Vorteilhafterweise ist eine Klinke am Auslöserad drehbar gelagert, durch welche der Freilauf des zweiten Betätigungsmittels aufgehoben werden kann.
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Eine Verdrehung der Klinke zur Aufhebung des Freilaufs wird bevorzugt durch eine durch das erste Betätigungsmittel ausgelöste Verdrehung des Auslöserads bewirkt, insbesondere indem die Klinke auf einen Steuernocken aufläuft, relativ zu welchem das Auslöserad verdreht wird. Zur Realisierung einer Kindersicherungsfunktion kann der Steuernocken relativ zum Auslöserad verstellbar sein. Die Kindersicherung kann sowohl mechanisch als auch elektronisch ausführbar sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand einer möglichen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schließsystems;
- 2A eine perspektivische Ansicht relevanter Komponenten des Schließsystems von 1 in einem Safezustand;
- 2B eine Draufsicht auf die Komponenten von 2A;
- 3A eine perspektivische Ansicht relevanter Komponenten des Schließsystems von 1 in einem Verriegelungszustand;
- 3B eine Draufsicht auf die Komponenten von 3A;
- 4A eine perspektivische Ansicht relevanter Komponenten des Schließsystems von 1 in einem Verriegelungszustand und bei betätigtem Türinnengriff;
- 4B eine Draufsicht auf die Komponenten von 4A;
- 5A eine perspektivische Ansicht relevanter Komponenten des Schließsystems von 1 in einem Verriegelungszustand und mit aktivierter Kindersicherung;
- 5B eine Draufsicht auf die Komponenten von 5A;
- 6A eine perspektivische Ansicht relevanter Komponenten des Schließsystems von 1 in einem Entriegelungszustand und mit ausgefahrenem Türaußengriff;
- 6B eine Draufsicht auf die Komponenten von 6A;
- 7A eine perspektivische Ansicht relevanter Komponenten des Schließsystems von 1 im Moment einer elektrischen Öffnung des Türschlosses;
- 7B eine Draufsicht auf die Komponenten von 7A;
- 8A eine perspektivische Ansicht relevanter Komponenten des Schließsystems von 1 in einem Entriegelungszustand und bei betätigtem Türaußengriff;
- 8B eine Draufsicht auf die Komponenten von 8A;
- 9A eine erste Variante einer induktiven Sensorik zur Erfassung der Winkelstellung einer Steuerscheibe des Schließsystems;
- 9B eine zweite Variante einer induktiven Sensorik zu Erfassung der Winkelstellung einer Steuerscheibe des Schließsystems.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Schließsystem für eine Tür 12, hier eine Seitentür eines Kraftfahrzeugs, schematisch dargestellt. Das Schließsystem umfasst ein Türschloss 14, einen Türinnengriff 16 zur Öffnung des Türschlosses 14 und einen Türaußengriff 18 zur Öffnung des Türschlosses 14. Der Türaußengriff 18 ist in an sich bekannter Weise an einem Lagerbügel 20 gelagert und zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher der Türaußengriff 18 nicht von außen zugänglich ist und beispielsweise mit einem Außenblech der Tür 12 bündig abschließt, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher der Türaußengriff 18 von einem Fahrzeugnutzer manuell betätigt werden kann, bewegbar.
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Der Lagerbügel 20 trägt ferner einen Steuermechanismus 22 sowie eine Aktuatoreinheit 24, hier in Form eines Elektromotors, zum Antreiben des Steuermechanismus 22. Zur Steuerung der Aktuatoreinheit 24 ist eine Steuereinheit 26 vorgesehen, welche mit wenigstens einem induktiven Sensor und gegebenenfalls weiteren Sensoren oder Schaltern des Schließsystems verbunden ist und außerdem über eine ebenfalls nicht dargestellte Schnittstelle für eine drahtlose Kommunikation mit einem mobilen Endgerät, insbesondere einem Smartphone, verfügt, wodurch die Steuereinheit 26 und somit letztlich das Schließsystem insgesamt drahtlos mittels des mobilen Endgeräts und insbesondere einer auf einem Smartphone installierten App steuerbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 26 unmittelbar oder mittelbar, z.B. über eine Fahrzeugsteuerung, mit einem Funkschlüssel kommunizieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 26 an dem Lagerbügel 20 angeordnet, sie könnte aber ebenso gut woanders angeordnet sein und/oder in eine Fahrzeugsteuerung integriert sein, solange eine Verbindung mit der Aktuatoreinheit 24 besteht.
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Der Steuermechanismus 22 ist durch einen ersten Bowdenzug 28 mit dem Türschloss 14 verbunden, genauer gesagt mit einer in dem Türschloss 14 angeordneten Kupplung 30. Der Türinnengriff 16 ist durch einen zweiten Bowdenzug 32 ebenfalls mit der Kupplung 30 des Türschlosses 14 verbunden. Durch entsprechende Betätigung der Kupplung 30 kann eine Sperrklinke 34 des Türschlosses 14 ausgehoben werden, um das Aufdrehen einer Drehfalle 36 des Türschlosses 14 und somit letztlich das Öffnen des Türschlosses 14 zu ermöglichen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel trägt der Lagerbügel 20 außerdem einen Schließzylinder 38, durch welchen der Türaußengriff 18 derart an den Steuermechanismus 22 ankoppelbar oder von dem Steuermechanismus entkoppelbar ist, dass bei einem Ausfall der Aktuatoreinheit 24 eine manuelle Betätigung des Türschlosses 14 möglich ist. Grundsätzlich kann auf den Schließzylinder 38 aber auch verzichtet werden.
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Der Steuermechanismus 22 dient zur Realisierung unterschiedlicher Schließzustände des Schließsystems. So lässt sich durch den durch die Aktuatoreinheit 24 angetriebenen Steuermechanismus 22 nicht nur das Türschloss 14 elektrisch öffnen, sondern beispielsweise auch der eingefahrene Türaußengriff 18 für eine manuelle Öffnung des Türschlosses 14 ausfahren; der Türinnengriff 16 und der Türaußengriff 18 von dem Türschloss entkoppeln, um einen sogenannten Safezustand des Schließsystems herzustellen; zur Entriegelung des Türschlosses 14 der Türinnengriff 16 und der Türaußengriff 18 an das Türschloss 14 ankoppeln; zur Herstellung eines Verriegelungszustands nur der Türaußengriff 18 von dem Türschloss 14 entkoppeln; zur Realisierung einer Kindersicherung nur der Türinnengriff 16 von dem Türschloss 14 entkoppeln; und/oder eine Zuziehhilfe (nicht dargestellt) aktivieren.
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Wie in 2 bis 8 genauer dargestellt ist umfasst der Steuermechanismus 22 eine in den Figuren untere erste Steuerscheibe 40 und eine in den Figuren obere zweite Steuerscheibe 42. Die Steuerscheiben 40, 42 sind auf einer gemeinsamen Welle 44 axial zueinander beabstandet drehfest gelagert. Zwischen den Steuerscheiben 40, 42 sitzt ein Schneckenradgetriebe mit zwei Getrieberädern 46a, 46b. Das eine Getrieberad 46a steht mit einer Schnecke 48 in Eingriff, welche auf einer Ausgangswelle der Aktuatoreinheit 24 sitzt, während das andere Getrieberad 46b drehfest auf der Welle 44 angeordnet ist.
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Eine Steuerkontur 40' der ersten Steuerscheibe 40, hier eine Außenumfangsfläche der Steuerscheibe 40, steht mit dem einen Ende eines ersten Schiebers 50 in Eingriff, der in einer zu der Welle 44 orthogonalen Richtung verschiebbar gelagert ist. Im Bereich seines anderen Endes bildet der erste Schieber 50 einen ersten Mitnehmerzapfen 52 aus, welcher mit einem ersten Arm 54a eines Außenbetätigungshebels 54 zusammenwirkt. Der Außenbetätigungshebel 54 ist um eine zu der Welle 44 parallele Achse drehbar gelagert. An einem zweiten Arm 54b des Außenbetätigungshebels 54 ist ein erstes Ende des ersten Bowdenzugs 28 angebracht.
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Oberhalb des ersten Schiebers 50 liegt ein parallel zu dem ersten Schieber 50 verschiebbarer zweiter Schieber 56, dessen eines Ende mit einer Steuerkontur 42' der zweiten Steuerscheibe 42 in Eingriff steht, welche auch hier durch eine Außenfläche der zweiten Steuerscheibe 42 gebildet ist. Der zweite Schieber 56 bildet einen zweiten und dritten Mitnehmerzapfen aus. Der zweite Mitnehmerzapfen wirkt mit einem Entriegelungshebel 62 zusammen. Der dritte Mitnehmerzapfen wirkt mit einem ersten Arm 64a eines Türaußengriffhebels 64 zusammen, dessen zweiter Arm 64b über eine Schubstange 66 mit dem Türaußengriff 18 verbunden ist.
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Der Entriegelungshebel 62 und der Türaußengriffhebel 64 sind jeweils um eine Achse drehbar gelagert, welche sich parallel zu der Welle 44 erstreckt. Außerdem ist der Türaußengriffhebel 64 aus einer Passivebene, in welcher der Türaußengriffhebel 64 verdrehen kann, ohne mit dem Außenbetätigungshebel 54 in Kontakt zu geraten, in eine axial beabstandete Aktivebene verlagerbar, in welcher der erste Arm 64a des Türaußengriffhebels 64 mit dem ersten Arm 54a des Außenbetätigungshebels 54 in Eingriff bringbar ist, um den Außenbetätigungshebel 54 zu verdrehen und Zug auf den ersten Bowdenzug 28 auszuüben. Der Entriegelungshebei 62 ist oberhalb des Türaußengriffhebels 64 angeordnet und weist an seiner dem Türaußengriffhebel 64 zugewandten Unterseite eine Rampe 68 auf, welche bei einer Verdrehung des Entriegelungshebels 62 auf den Türaußengriffhebel 64 aufläuft und diesen aus der Passivebene in die Aktivebene und somit aus einer Verriegelungslage in eine Entriegelungslage verlagert.
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Wie bereits erwähnt ist ein zweites Ende des ersten Bowdenzugs 28 mit der im Türschloss 14 befindlichen Kupplung 30 verbunden. Die Kupplung 30 umfasst ein um eine Drehachse 70 verdrehbares Auslöserad 72, von dem ein Vorsprung 74 radial nach außen vorsteht, welcher durch Verdrehung des Auslöserads 72 in einer Öffnungsrichtung, in 2B im Uhrzeigersinn, mit einem Auslösehebel 75 in Eingriff bringbar ist, durch den sich die Sperrklinke 34 ausheben lässt, um das Türschloss 14 zu öffnen. Der erste Bowdenzug 28 ist derart am Auslöserad 72 festgelegt, dass ein durch den Außenbetätigungshebel 54 ausgeübter Zug am ersten Bowdenzug 28 eine Verdrehung des Auslöserads 72 in der Öffnungsrichtung bewirkt.
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Der zu dem Türinnengriff 16 führende zweite Bowdenzug 32 ist hingegen mit Freilauf am Auslöserad 72 angebracht. Das Auslöserad 72 bildet hierzu eine sich teilkreisförmig um die Drehachse 70 herum erstreckende Führungskulisse 76, in welcher ein am Ende des zweiten Bowdenzugs 32 befindlicher Bowdenzugkopf 78 beweglich geführt ist, so dass durch den Türinnengriff 16 Zug an dem zweiten Bowdenzug 32 ausgeübt werden kann, ohne dass das Auslöserad 72 verdreht wird.
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Zur Aufhebung des Freilaufs ist eine Klinke 80 vorgesehen, welche derart drehbar an dem Auslöserad 72 gelagert ist, dass sie aus einer Ruhestellung, in welcher sie vollständig radial innerhalb der Führungskulisse 76 liegt, in eine Aktivstellung bringbar ist, in welcher sie sich zumindest teilweise über die Führungskulisse 76 erstreckt und den Bowdenzugkopf 78 des zweiten Bowdenzugs 32 an einer Bewegung entlang der Führungskulisse 76 hindert, so dass ein durch den Türinnengriff 16 an dem zweiten Bowdenzug 32 ausgeübter Zug über die Klinke 80 eine Verdrehung des Auslöserads 72 in der Öffnungsrichtung bewirkt.
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Zur Verdrehung der Klinke 80 aus der Ruhestellung in die Aktivstellung ist ein Steuernocken 82 vorgesehen, welcher in einer zentralen Bohrung des Auslöserads 72 angeordnet ist. Der Steuernocken 82 steht relativ zu dem Auslöserad 72 fest, so dass eine durch Zug am ersten Bowdenzug 28 bewirkte Verdrehung des Auslöserads 72 eine Verdrehung des Auslöserads 72 relativ zu dem Steuernocken 82 bewirkt, wodurch die Klinke 80 normalerweise auf den Steuernocken 82 aufläuft und in ihre Aktivstellung ausgelenkt wird. Zur Realisierung einer Kindersicherungsfunktion lässt sich der Steuernocken 82 derart relativ zu dem Auslöserad 72 verstellen, dass die Klinke 80 bei besagter Verdrehung des Auslöserads 72 nicht ausgelenkt wird und somit der Freilauf des zweiten Bowdenzugs 32 nicht aufgehoben wird, wodurch der Türinnengriff 16 von dem Türschloss 14 entkoppelt bleibt und das Türschloss 14 nicht durch den Türinnengriff 16 geöffnet werden kann.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise des Schließsystems beschrieben.
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Ausgegangen wird von einem sogenannten Safezustand des Schließsystems ( 2), in welchem sowohl der Türaußengriff 18 als auch der Türinnengriff 16 von dem Türschloss 14 mechanisch entkoppelt sind, nämlich indem sich der zum Türinnengriff 16 führende zweite Bowdenzug 32 im Freilauf an dem Auslöserad 72 der Kupplung 30 befindet und der Türaußengriff 18 nicht nur eingefahren ist, sondern zusätzlich der Türaußengriffhebel 64 in seiner Passivebene liegt und folglich nicht mit dem Außenbetätigungshebel 54 in Eingriff gebracht werden kann. Die Lage der Steuerscheiben 40, 42 definiert in diesem Safezustand einen Drehwinkel von 0°, und der erste Schieber 50 und der Außenbetätigungshebel 54 nehmen dementsprechend Safestellungen ein, während sich der zweite Schieber 56, der Entriegelungshebel 62 und der Türaußengriffhebel 64 jeweils in einer Verriegelungsstellung befinden.
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Während der Fahrt erfolgt üblicherweise eine automatische Verriegelung der Fahrzeugtür 12, welche zwar eine Öffnung des Türschlosses 14 von innen, d.h. durch eine Betätigung des Türinnengriffs 16 erlaubt, eine Öffnung des Türschlosses 14 von außen jedoch unmöglich macht. Dieser Zustand des Schließsystems wird hier als Verriegelungszustand bezeichnet. Die Steuerscheiben 40, 42 werden zur Herstellung des Verriegelungszustands durch entsprechende Aktivierung der Aktuatoreinheit 24 ausgehend von ihrer 0° Stellung um einen Winkel von 90° verdreht (3).
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Die Steuerkontur 42' der zweiten Steuerscheibe 42 ist dabei derart ausgebildet, dass der zweite Schieber 56 bei dieser Verdrehung von 0° bis 90° nicht bewegt wird, so dass der Entriegelungshebel 62 und der Türaußengriffhebel 64 jeweils in ihrer Verriegelungsstellung bleiben.
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Die Steuerkontur 40' der ersten Steuerscheibe 40 ist hingegen derart ausgebildet, dass der erste Schieber 50 durch die Verdrehung der ersten Steuerscheibe 40 von 0° bis 90° aus seiner Safestellung in seine Bereitschaftsstellung verlagert wird. Durch die Verlagerung des ersten Schiebers 50 in die Bereitschaftsstellung wird auch der Außenbetätigungshebel 54 in seine Bereitschaftsstellung verdreht. Die Verdrehung des Außenbetätigungshebels 54 wiederum bewirkt über den ersten Bowdenzug 28 eine Verdrehung des Auslöserads 72 der Kupplung 30 aus einer Ruhestellung (2) in eine Bereitschaftsstellung (3), in welcher der Vorsprung 74 des Auslöserads 72 im Bereich eines Auslösehebels 75 liegt und die Klinke 80 ausgehoben ist, um den Freilauf des zweiten Bowdenzugs 32 am Auslöserad 72 aufzuheben.
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Konkret bewirkt die Aushebung der Klinke 80, dass der Bowdenzugkopf 78 des zweiten Bowdenzugs 32 bei einer Betätigung des Türinnengriffs 16 an der Klinke 80 anschlägt, wodurch das Auslöserad 72 durch Zug am zweiten Bowdenzug 32 aus seiner Bereitschaftsstellung weiter in Öffnungsrichtung verdreht wird und der Vorsprung 74 des Auslöserads 72 mit dem Auslösehebel 75 in Eingriff gerät und die Sperrklinke 34 aushebt, so dass die Drehfalle 36 aufdrehen und das Türschloss 14 öffnen kann (4).
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Soll im Verriegelungszustand des Schließsystems eine Öffnung des Türschlosses 14 durch Betätigung des Türinnengriffs 16 verhindert werden, beispielsweise zur Realisierung einer Kindersicherungsfunktion, so wird der Steuernocken 82 derart relativ zu dem Auslöserad 42 verstellt, dass bei der Verdrehung des Auslöserads 72 in seine Bereitschaftsstellung die Klinke 80 nicht ausgehoben wird und folglich auch der Freilauf des zweiten Bowdenzugs 32 am Auslöserad 72 nicht aufgehoben wird, wodurch eine Betätigung des Türinnengriffs 16 keine Verdrehung des Auslöserads 72 bewirken kann, sondern ins Leere geht (5).
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Empfängt das im Safezustand befindliche Schließsystem ein Entriegelungssignal, beispielsweise von einem mobilen Endgerät, insbesondere einem Funkschlüssel oder einem Smartphone, so werden die Aktuatoreinheit 24 aktiviert und die Steuerscheiben 40, 42 ausgehend von ihrer 0° Stellung unter Durchlaufen des voranstehend beschriebenen Verriegelungszustands bei 90° um einen Winkel von insgesamt 180° verdreht (6). Das Schließsystem nimmt nun einen Entriegelungszustand ein.
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Dabei ist die Steuerkontur 40' der ersten Steuerscheibe 40 derart ausgebildet, dass bei ihrer Verdrehung von 90° nach 180° keine weitere Verlagerung des ersten Schiebers 50 erfolgt, so dass der erste Schieber 50 und der Außenbetätigungshebel 54 weiterhin in ihren Bereitschaftsstellungen bleiben.
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Die Steuerkontur 42' der zweiten Steuerscheibe 42 ist hingegen derart ausgebildet, dass der zweite Schieber 56 durch die Verdrehung der zweiten Steuerscheibe 42 von 90° nach 180° aus seiner Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung verlagert wird. Diese Verlagerung des zweiten Schiebers 56 bewirkt gleichzeitig eine Verdrehung des Entriegelungshebels 62 und des Türaußengriffhebels 64 in jeweilige Entriegelungsstellungen unter zusätzlicher Verlagerung des Türaußengriffhebels 64 aus der Passivebene in die Aktivebene. Durch die Verdrehung des Türaußengriffhebels 64 in seine Entriegelungsstellung wird über die Schubstange 66 auch der Türaußengriff 18 ausgefahren.
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Empfängt das im Entriegelungszustand befindliche Schließsystem nun ein Öffnungssignal, beispielsweise von einem am Türaußengriff 18 angeordneten Sensor, der die Anwesenheit einer Hand des Fahrzeugbenutzers detektiert, oder von einem mobilen Endgerät, wie zum Beispiel einem Smartphone, so werden die Steuerscheiben 40, 42 durch entsprechende Aktivierung der Aktuatoreinheit 24 um weitere 90° in eine 270° Stellung verdreht (7). Die Steuerkontur 42' der zweiten Steuerscheibe 42 ist dabei derart ausgebildet, dass der zweite Schieber 56 bei dieser Verdrehung von 180° bis 270° nicht weiter bewegt wird, so dass sowohl der Entriegelungshebel 62 als auch der Türaußengriffhebel 64 jeweils in ihrer Entriegelungsstellung bleiben.
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Die Steuerkontur 40' der ersten Steuerscheibe 40 ist hingegen derart ausgebildet, dass der erste Schieber 50 durch die Verdrehung der ersten Steuerscheibe 40 von 180° bis 270° aus seiner Verrriegelungsstellung in seine Öffnungsstellung verlagert wird. Durch die Verlagerung des ersten Schiebers 50 in die Öffnungsstellung wird auch der Außenbetätigungshebel 54 in seine Öffnungsstellung verdreht und somit Zug auf den ersten Bowdenzug 28 ausgeübt. Der Zug am ersten Bowdenzug 28 bewirkt eine weitere Verdrehung des bereits in Bereitschaftsstellung befindlichen Auslöserads 72 in Öffnungsrichtung, wodurch der Vorsprung 74 des Auslöserads 72 mit dem Auslösehebel des Türschlosses 14 in Eingriff gelangt und diesen verdreht, wodurch die Sperrklinke 34 ausgehoben wird, so dass die Drehfalle 36 des Türschlosses 14 aufdrehen kann. Das Türschloss 14 wird mit anderen Worten elektrisch geöffnet.
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Alternativ ist ausgehend von dem in 6 dargestellten Entriegelungszustand des Schließsystems mit in 180° Stellung befindlichen Steuerscheiben 40, 42 auch eine manuelle Öffnung des Türschlosses 14 möglich (8), indem ein Fahrzeugnutzer den Türaußengriff 14 betätigt und auf diese Weise über die Schubstange 66 für die Verdrehung des Außenbetätigungshebel als 54 in die Öffnungsstellung sorgt, welche erforderlich ist, um das Auslöserad 72 zum Ausheben der Sperrklinke 34 zu verdrehen.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen, durch die Aktuatoreinheit 24 über die Steuerscheiben 40, 42 und Schieber 50, 56 bewirkten Verdrehungen des Außenbetätigungshebels 54, des Entriegelungshebels 62 und des Türaußengriffhebels 64 jeweils entgegen einer Federkraft erfolgen, welche bei einer Umkehrung der Drehrichtung der Aktuatoreinheit 24 für eine Rückstellung des Schließsystems in den jeweils gewünschten Schließzustand sorgen. Entsprechend erfolgt auch die manuelle Betätigung des Türinnengriffs 16 und des Türaußengriffs 18 in an sich bekannter Weise entgegen einer rückstellenden Federkraft.
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Damit die Aktuatoreinheit 24 den Steuermechanismus 22 möglichst präzise steuern kann, d.h. also letztlich die Steuerscheiben 40, 42 präzise bewegen und stoppen kann, ist ein in 1 bis 8 nicht gezeigter induktiver Sensor vorgesehen, der mit der Steuereinheit 26 verbunden ist und dessen Ausgangssignale in der Steuereinheit 26 in einer für die Ansteuerung der Aktuatoreinheit 24 geeigneten Weise ausgewertet werden.
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Gemäß einem in 9A dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der induktive Sensor eine Flachspule 84, welche als Teil eines nicht gezeigten Schwingkreises derart benachbart zu der zweiten Steuerscheibe 42 angeordnet ist, hier oberhalb der oberen Flachseite der zweiten Steuerscheibe 42, dass sich ein an der zweiten Steuerscheibe 42 ausgebildetes elektrisch leitfähiges Detektionselement 86 bei einer Verdrehung der zweiten Steuerscheibe 42 an der Flachspule 84 vorbeibewegt.
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Genauer gesagt handelt es sich bei dem Detektionselement 86 um eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Material, insbesondere Metallmaterial, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, welche auf die obere Flachseite der zweiten Steuerscheibe 42 aufgebracht ist, sich in Rotationsrichtung um die Drehachse der zweiten Steuerscheibe 42 herum erstreckt und sich in Rotationsrichtung kontinuierlich aufweitet. Aufgrund dieser Form des Detektionselements 86 ändert sich bei einer Verdrehung der zweiten Steuerscheibe 42 kontinuierlich die Menge an Metallmaterial, die durch die Flachspule 84 erfasst wird, und somit auch die Frequenz des Schwingkreises des induktiven Sensors, wodurch in jedem Rotationsstadium der zweiten Steuerscheibe 42 eine exakte Erfassung des Drehwinkels der zweiten Steuerscheibe 42 möglich ist.
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Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Positionsbestimmung können auch mehrere induktive Sensoren benachbart zu der zweiten Steuerscheibe 42 vorgesehen sein, beispielsweise vier induktive Sensoren, in 9B dargestellt durch vier Flachspulen 84, welche gleich verteilt um die Drehachse der zweiten Steuerscheibe 42 herum im Bereich des Detektionselements 86 angeordnet sind. Aufgrund der erhöhten Anzahl von Detektionspunkten braucht sich das Detektionselement 86 in diesem Fall nicht kontinuierlich aufzuweiten, sondern es kann sich, beispielsweise über einen Winkelbereich von 180°, zunächst aufweiten und sich über einen anschließenden Winkelbereich von beispielsweise ebenfalls 180° wieder verjüngen, wie es in 9B gezeigt ist. Es versteht sich, dass die Ausgangssignale der vier induktiven Sensoren für eine eindeutige Bestimmung der Position der zweiten Steuerscheibe 42 in der Steuereinheit 26 abhängig voneinander ausgewertet werden.
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In Abhängigkeit von der jeweils erfassten Winkelstellung der zweiten Steuerscheibe 42 kann die Aktuatoreinheit 24 die Welle 44 antreiben bzw. stoppen und die Steuerscheiben 40,42 gezielt in diejenigen Winkelstellungen verdrehen, die zur Herstellung eines gewünschten Schließzustandes des Schließsystems zu erreichen ist.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass das Detektionselement 86 nicht notwendigerweise an der zweiten Steuerscheibe 42 angebracht sein muss, sondern alternativ an der ersten Steuerscheibe 40 vorgesehen sein kann. Es versteht sich, dass die Flachspule 84 des induktiven Sensors bzw. die Flachspulen 84 der induktiven Sensoren in diesem Fall idealerweise benachbart zu der ersten Steuerscheibe 40 angeordnet werden.
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Grundsätzlich ist auch vorstellbar, dass sowohl an der zweiten Steuerscheibe 42 als auch an der ersten Steuerscheibe 40 Detektionselemente 86 angeordnet und entsprechend zugeordnete induktive Sensoren vorgesehen sind.
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Ferner ist zu bemerken, dass mittels der voranstehend beschriebenen induktiven Sensorik nicht notwendigerweise die Position einer Steuerscheibe 40, 42 erfasst werden muss. Beispielsweise könnte auch wenigstens einer der Schieber 50, 56 mit einem Detektionselement 86 versehen und entsprechend wenigstens ein induktiver Sensor vorgesehen sein. Außerdem könnte in ähnlicher Weise auch die Kupplung 30 mit einer solchen induktiven Sensorik versehen sein, beispielsweise um die Position des Auslöserads 72 zu detektieren.
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Bezugszeichenliste
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- 12
- Tür
- 14
- Türschloss
- 16
- Türinnengriff
- 18
- Türaußengriff
- 20
- Lagerbügel
- 22
- Steuermechanismus
- 24
- Aktuatoreinheit
- 26
- Steuereinheit
- 28
- erster Bowdenzug
- 30
- Kupplung
- 32
- zweiter Bowdenzug
- 34
- Sperrklinke
- 36
- Drehfalle
- 38
- Schließzylinder
- 40
- erste Steuerscheibe
- 40'
- Steuerkontur
- 42
- zweite Steuerscheibe
- 42'
- Steuerkontur
- 44
- Welle
- 46a
- Getrieberad
- 46b
- Getrieberad
- 48
- Schnecke
- 50
- erster Schieber
- 52
- erster Mitnehmerzapfen
- 54
- Außenbetätigungshebel
- 54a
- erster Arm
- 54b
- zweiter Arm
- 56
- zweiter Schieber
- 62
- Entriegelungshebel
- 64
- Türaußengriffhebel
- 64a
- erster Arm
- 64b
- zweiter Arm
- 66
- Schubstange
- 68
- Rampe
- 70
- Drehachse
- 72
- Auslöserad
- 74
- Vorsprung
- 75
- Auslösehebel
- 76
- Führungskulisse
- 78
- Bowdenzugkopf
- 80
- Klinke
- 82
- Steuernocken
- 84
- Flachspule
- 86
- Detektionselement
