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DE102024103403A1 - Kraftfahrzeugschließsystem für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Kraftfahrzeugschließsystem für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number
DE102024103403A1
DE102024103403A1 DE102024103403.3A DE102024103403A DE102024103403A1 DE 102024103403 A1 DE102024103403 A1 DE 102024103403A1 DE 102024103403 A DE102024103403 A DE 102024103403A DE 102024103403 A1 DE102024103403 A1 DE 102024103403A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor vehicle
drive
energy storage
locking system
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024103403.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Markus Kothe
Dirk Leve
Mohamed Haji
Peter Horn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG filed Critical Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Priority to DE102024103403.3A priority Critical patent/DE102024103403A1/de
Publication of DE102024103403A1 publication Critical patent/DE102024103403A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/12Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators
    • E05B81/14Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators operating on bolt detents, e.g. for unlatching the bolt
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54Electrical circuits
    • E05B81/80Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B81/00Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54Electrical circuits
    • E05B81/80Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation
    • E05B81/86Electrical circuits characterised by the power supply; Emergency power operation using capacitors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
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    • E05B2047/0048Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0057Feeding
    • E05B2047/0059Feeding by transfer between frame and wing
    • E05B2047/0061Feeding by transfer between frame and wing using induction
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05BLOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
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    • E05B77/02Vehicle locks characterised by special functions or purposes for accident situations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugschließsystem für ein Verschlusselement (2) eines Kraftfahrzeugs (3), wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (1) einen Antrieb (4) mit einem elektrischen Antriebsmotor (5) sowie eine Steueranordnung (6) aufweist, welche den Antrieb (4) zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für das Verschlusselement (2) ansteuert, wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (1) einen Energiespeicher (8) zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Antrieb (4) in einem Notbetrieb aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass der Energiespeicher (8) in einer Energiespeichereinheit (9) angeordnet ist, welche ein elektronisches Kopplungselement (10) aufweist, welches dem Antrieb (4) die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung zu einem dem Antrieb (4) zugeordneten elektronischen Kopplungselement (11) bereitstellt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugschließsystem für ein Verschlusselement eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.
  • Das in Rede stehende Kraftfahrzeugschließsystem findet Anwendung bei allen Arten von motorischen Verschlusselementen eines Kraftfahrzeugs. Dazu gehören insbesondere Verschlusselemente wie Seitentüren, Hecktüren, Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben oder dergleichen. Diese Verschlusselemente können grundsätzlich als Schwenk- oder Schiebetüren ausgestaltet sein.
  • Der bekannte Stand der Technik ( DE 10 2014 105 873 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, betrifft ein Kraftfahrzeugschließsystem 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 einem Schließteil steht und in der sie von der Sperrklinke fixiert wird. Das Kraftfahrzeugschloss ist ferner mit einem elektrischen Öffnungsantrieb ausgestattet, mit dem die Sperrklinke aushebbar ist, sodass die Schlossfalle, das Schließteil freigebend, in ihre Offenstellung verstellbar ist. Das Ansteuern des Öffnungsantriebs wird durch eine Steueranordnung übernommen.
  • Um den Anforderungen an die Sicherheit der Spannungsversorgung solcher Kraftfahrzeugschlösser Rechnung zu tragen, weist die bekannte Steueranordnung einen Energiespeicher auf, wodurch auch in einem Notbetrieb, insbesondere bei Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs, die elektrische Energieversorgung des Kraftfahrzeugschließsystems sichergestellt wird.
  • Um eine für die gesicherte Versorgung im Notbetrieb ausreichende Energiemenge bereitzustellen, kann der Energiespeicher des bekannten Kraftfahrzeugschließsystems einen oder mehrere Doppelschichtkondensatoren aufweisen, die jedoch einen hohen Bauraumbedarf bedeuten.
  • Es ist dabei eine Herausforderung, insbesondere bei einer Zuordnung des Energiespeichers zum Kraftfahrzeugschloss die Abmessungen des Kraftfahrzeugschlosses weiterhin gering zu halten, um auch eine Verwendung für unterschiedliche Verschlusselemente zu ermöglichen. Ebenfalls ist es eine Herausforderung, dass bei einem Defekt des Energiespeichers ein möglichst einfacher Austausch stattfinden soll. Grundsätzlich besteht auch ein Bedarf, den Energiespeicher als optionales Bauteil vorzusehen, sodass beispielsweise baugleiche Kraftfahrzeugschlösser mit und ohne Energiespeicher eingesetzt werden können.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Kraftfahrzeugschließsystem derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der Anordnung des Energiespeichers im Kraftfahrzeugschließsystem eine weitere Optimierung erreicht wird.
  • Das obige Problem wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, die Position des Energiespeichers im Kraftfahrzeugschließsystem möglichst flexibel zu gestalten, sodass der Energiespeicher auch unter engen Bauraumbedingungen im Verschlusselement untergebracht werden kann. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass die Energieübertragung zwischen Energiespeicher und Antrieb drahtlos vorgenommen wird.
  • Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass der Energiespeicher in einer Energiespeichereinheit angeordnet ist, welche ein elektronisches Kopplungselement aufweist, welches dem Antrieb die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung zu einem dem Antrieb zugeordneten elektronischen Kopplungselement bereitstellt.
  • Einerseits kann es für die Platzierung des Energiespeichers ausreichend sein, auf eine bestimmte Anordnung der Kopplungselemente im Kraftfahrzeugschließsystem zurückzugreifen. Andererseits ist der Energiespeicher über die Nutzung der drahtlosen Energieübertragung und der Energiespeichereinheit auf einfache Weise austauschbar oder nachrüstbar.
  • Besonders bevorzugt umfasst das Kraftfahrzeugschließsystem, wie bereits angesprochen, ein Kraftfahrzeugschloss gemäß Anspruch 2. Der Energiespeicher kann hierbei den Sicherheitsanforderungen für den Notbetrieb des Kraftfahrzeugschlosses gerecht werden. Besonders bevorzugt ist zudem eine Integration der Steueranordnung in einem Schlossgehäuse des Kraftfahrzeugschlosses gemäß Anspruch 3, wobei die Energiespeichereinheit an das Schlossgehäuse angekoppelt werden kann.
  • Die Energiespeichereinheit weist in einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ein abgedichtetes Energiespeichergehäuse auf, womit die Energiespeichereinheit als eigenständige, separate Komponente ausgestaltet sein kann. Die Energiespeichereinheit lässt sich hierbei auf einfache Weise auf ein weiteres Gehäuse wie das Schlossgehäuse aufsetzen und insbesondere lösbar hierauf fixieren, um eine Austauschbarkeit zu erreichen (Anspruch 5).
  • Insbesondere weist der Energiespeicher mindestens einen Doppelschichtkondensator nach den Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 6 und 7 auf. Die vergleichsweise großen Abmessungen von Doppelschichtkondensatoren sind mit der vorschlagsgemäßen Lösung unproblematisch, da insbesondere die Ausrichtung der Kondensatoren zu den weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugschließsystems weitgehend frei wählbar ist.
  • Die Energiespeichereinheit kann vorteilhafterweise weitere elektronische Komponenten für den Betrieb des Energiespeichers aufweisen, insbesondere eine Ladeschaltung und/oder Diagnoseschaltung, was Gegenstand der Ansprüche 9 und 10 ist.
  • Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 11, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems beansprucht. Bei dem Verfahren ist wesentlich, dass dem Antrieb die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung vom Energiespeicher bereitgestellt wird.
  • Hierbei können gemäß Anspruch 12 die beschriebene Energiespeichereinheit und die Kopplungselemente verwendet werden. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschließsystem darf verwiesen werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
    • 1 eine Kraftfahrzeugtür mit einem Kraftfahrzeugschließsystem aufweisend ein Kraftfahrzeugschloss mit Energiespeichereinheit in jeweiliger perspektivischer Darstellung.
  • Das in den Figuren dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft ein Kraftfahrzeugschließsystem 1 für ein Verschlusselement 2 eines Kraftfahrzeugs 3. Für das Kraftfahrzeugschließsystem 1 kommen insbesondere die in der Einleitung genannten Ausgestaltungen des Verschlusselements 2 in Frage, wobei 1 beispielhaft ein in der Seitentür des Kraftfahrzeugs 3 vorgesehenes Kraftfahrzeugschließsystem 1 zeigt.
  • Das Kraftfahrzeugschließsystem 1 weist einen Antrieb 4 mit einem elektrischen Antriebsmotor 5 sowie eine Steueranordnung 6 auf, welche den Antrieb 4 zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für das Verschlusselement 2 ansteuert.
  • Der Begriff „Antriebsmotor“ 5 umfasst vorliegend alle Arten von elektrischen Aktuatoren, insbesondere rotatorische und lineare Aktuatoren. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Antriebsmotor 5 um einen rotatorischen elektrischen Motor, der weiter vorzugsweise als bürstenbehafteter Gleichstrommotor oder als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet ist.
  • Unter einer motorischen Schließfunktion ist zu verstehen, dass das verstellbare Verschlusselement 2 des Kraftfahrzeugs 3 direkt oder indirekt durch eine durch den elektrischen Antrieb 4 erzeugte Bewegung fixiert oder freigegeben, etwa verriegelt oder entriegelt wird, und/oder, dass das Verstellelement verstellt wird, etwa geöffnet oder geschlossen wird.
  • Das Ansteuern des Antriebs 4 und insbesondere des Antriebsmotors 5 wird über die Steueranordnung 6 vorgenommen, welche eine Steuerelektronik zum Wahrnehmen der anfallenden steuerungstechnischen Aufgaben aufweist. Die Steueranordnung 6 kann mit einem nicht näher dargestellten Mikrocontroller ausgeführt sein, welcher eine Treibereinheit für den Antriebsmotor 5 ansteuert, um die motorische Schließfunktion umzusetzen. Die Steueranordnung 6 kann Teil eines Steuergeräts 7 für das Verschlusselement 2 sein, etwa eines Türsteuergeräts oder Klappensteuergeräts. Das Steuergerät 7 kann hierbei noch weitere Steuerungsfunktionen für das Verschlusselement 2 wie das Ansteuern eines Fensterantriebs, eines Türantriebs und/oder Seitenspiegelantriebs wahrnehmen.
  • Das Ansteuern des Antriebs 4 kann in einem Normalbetrieb auf Grundlage einer Normal-Versorgungsspannung erfolgen, welche hier und vorzugsweise durch eine Versorgungsspannung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs 3 gebildet ist, die beispielsweise von der Zentralbatterie des Kraftfahrzeugs 3 bereitgestellt wird. Bei der Zentralbatterie handelt es sich vorzugsweise um die Batterie, die die für das Anlassen des Kraftfahrzeugs 3 und/oder für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 3 erforderliche elektrische Energie bereitstellt.
  • In einem Notbetrieb, etwa im Crashfall oder bei weitgehend entladener Zentralbatterie, steht die Normal-Versorgungsspannung dagegen nicht gesichert zur Verfügung. Das Kraftfahrzeugschließsystem 1 weist einen Energiespeicher 8 zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Antrieb 4 in einem Notbetrieb auf, insbesondere bei einem Ausfall der Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs 3. Im Notbetrieb kann demnach mittels der Steueranordnung 6 auf ein Entladen des Energiespeichers 8 zurückgegriffen werden, um dem Antrieb 4 eine elektrische Antriebsspannung zuzuführen, wodurch die motorische Schließfunktion auch im Notbetrieb zur Verfügung steht.
  • Wesentlich ist nun, dass der Energiespeicher 8 in einer Energiespeichereinheit 9 angeordnet ist, welche ein elektronisches Kopplungselement 10 aufweist, welches dem Antrieb 4 die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung zu einem dem Antrieb 4 zugeordneten elektronischen Kopplungselement 11 bereitstellt.
  • Die Energiespeichereinheit 9 ist als bauliche Einheit ausgestaltet, mit welcher zumindest der Energiespeicher 8 und das Kopplungselement 10 strukturell verbunden sind. Die Kopplungselemente 10, 11 sind für eine drahtlose Energieübertragung, insbesondere anhand einer induktiven Kopplung, ausgestaltet. Damit erfolgt die Energieübertragung zwischen Energiespeicher 8 und Antrieb 4 insbesondere ohne berührende elektrische Kontakte. Vorzugsweise ist die drahtlose Energieübertragung die einzige Form der Energieübertragung zwischen Energiespeicher 8 und Antrieb 4, sodass auf eine drahtgebundene Energieübertragung zwischen Energiespeicher 8 und Antrieb 4 verzichtet wird.
  • Besonders bevorzugt und in 1 dargestellt ist eine Ausgestaltung des Kraftfahrzeugschließsystems 1, bei welcher ein Kraftfahrzeugschloss 12 für das Verschlusselement 2 des Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen ist. Das Kraftfahrzeugschloss 12 ist mit einer Schlossfalle 13 für den haltenden Eingriff mit einem Schließteil und mit einer der Schlossfalle 13 zugeordneten Sperrklinke 14 ausgestattet. Das Kraftfahrzeugschloss 12 ist in 1 in einer teilweise demontierten perspektivischen Ansicht dargestellt und mit einer schwenkbaren Schlossfalle 13 für den haltenden Eingriff mit einem nicht gezeigten Schließteil ausgestaltet. Bei dem Schließteil kann es sich um einen Schließbügel, einen Schließbolzen oder dergleichen handeln. Beispielsweise ist das Kraftfahrzeugschloss 12 an dem Verschlusselement 2 angeordnet, während das Schließteil karosseriefest am Kraftfahrzeug 3 angeordnet ist.
  • Die Sperrklinke 14 ist insbesondere Teil eines Sperrklinkensystems mit mehreren Sperrklinken und lässt sich in einen nicht dargestellten Sperrzustand bringen, in der die Sperrklinke 14 die Schlossfalle 13 in einer Schließstellung hält. Grundsätzlich können mehrere Schließstellungen, etwa eine Vorschließstellung und eine Hauptschließstellung, vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise ist der Antrieb 4 für das motorische Ausheben der Sperrklinke 14 vorgesehen. Hier lässt sich die Sperrklinke 14 mittels des elektrischen Antriebsmotors 5 in einen Öffnungszustand bringen, womit die Sperrklinke 14 die Schlossfalle 13 freigibt. Hierfür ist der Antriebsmotor 5 über einen Antriebsstrang 15 des Antriebs 4 mit der Sperrklinke 14 verbunden. Im Notbetrieb wird die Funktion des als Öffnungsantriebs genutzten Antriebs 4 mittels des Energiespeichers 8 sichergestellt.
  • Grundsätzlich ist denkbar, dass der Antrieb 4 alternative oder zusätzliche Schließfunktionen des Kraftfahrzeugschlosses 12 wahrnimmt, beispielsweise ein Entriegeln und/oder Verriegeln einer mechanischen Betätigungskette des Kraftfahrzeugschlosses 12.
  • Neben oder anstelle der hier näher erläuterten Schließfunktion des Kraftfahrzeugschlosses 12 kann das Kraftfahrzeugschließsystem 1 ebenfalls eine Antriebsanordnung zum motorischen Verstellen eines vorgenannten Verschlusselements 2 des Kraftfahrzeugs 3 aufweisen, wobei die Antriebsanordnung einem motorischen Verstellen, insbesondere einem Öffnen und/oder Schließen, des Verschlusselements 2 dient. Weitere Beispiele für Schließfunktionen sind eine motorische Verstellung von Bedienelementen sowie von Innenraumelementen und Außenraumelementen des Kraftfahrzeugs 3 wie Lüfterelementen, Innenspiegeln, Seitenspiegel, Beleuchtung oder dergleichen.
  • Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeugschloss 12 ein Schlossgehäuse 16 aufweist, in welchem die Steueranordnung 6 und dass dem Antrieb 4 zugeordnete Kopplungselement 10 vorgesehen sind. In dem Schlossgehäuse 16 können zudem weitere Schlosskomponenten wie die Schlossfalle 13 und die Sperrklinke 14 vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise sind die Steueranordnung 6 und das dem Antrieb 4 zugeordnete Kopplungselement 11 auf einer gemeinsamen Platine im Schlossgehäuse 16 angeordnet. Das Kopplungselement 11 kann auf der Platine derart vorgesehen sein, dass eine extern zum Schlossgehäuse 16 vorgesehene Energiespeichereinheit 9 auf einfache Weise zum Bereitstellen der drahtlosen Energieübertragung am Kraftfahrzeugschloss 12 angeordnet werden kann, wobei das Kopplungselement 10 eine Wechselwirkung zum Kopplungselement 11 eingehen kann.
  • Alternativ zu der Integration der Steueranordnung 6 in das Kraftfahrzeugschloss 12 ist ebenfalls denkbar, dass die Steueranordnung 6 Teil eines separaten Steuergeräts 7 für das Kraftfahrzeugschloss 12 ist. Beispiele für ein solches Steuergerät 7 sind, wie bereits angesprochen, ein Klappensteuergerät und ein Türsteuergerät. Die Steueranordnung 6 kann hierbei in einem Steuergerätgehäuse 17 angeordnet sein. Der Antrieb 4 zum Ausheben der Sperrklinke 14 ist beispielsweise in dem Schlossgehäuse 16 angeordnet. Im Notbetrieb kann dem Steuergerät 7 drahtlos die Energie des Energiespeichers 8 bereitgestellt werden. Beispielsweise steuert die Steueranordnung 6 den Antrieb 4 über eine kabelgebundene Energieübertragung zwischen Steuergerät 7 und Kraftfahrzeugschloss 12 an. Grundsätzlich ist denkbar, dass die Steueranordnung 6 durch mehrere miteinander wechselwirkende Komponenten gebildet wird.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Energiespeichereinheit 9 ein Energiespeichergehäuse 18 aufweist, in welchem der Energiespeicher 8 und das Kopplungselement 10 angeordnet sind. Das Energiespeichergehäuse 18 ist separat von einem Gehäuse vorgesehen, welches das dem Antrieb 4 zugeordnete Kopplungselement 11 aufnimmt, hier und vorzugsweise dem Schlossgehäuse 16 oder dem Steuergerätgehäuse 17.
  • Die Energiespeichereinheit 9 weist mit dem Energiespeichergehäuse 18 demnach eine eigene Einhausung auf, welche auf die Anforderungen des Energiespeichers 8 angepasst sein kann, ohne dass Modifikationen des Schlossgehäuses 16 oder Steuergerätgehäuses 17 zwingend notwendig sind. Insbesondere ist das Energiespeichergehäuse 18 abdichtend für den Energiespeicher 8 und das Kopplungselement 10 ausgestaltet, etwa staubdicht und/oder feuchtigkeitsdicht, insbesondere nach einer Schutzart wie IP55 oder IP65. Das Energiespeichergehäuse 18 kann insbesondere mit den übrigen Komponenten der Energiespeichereinheit 9 vergossen sein oder durch einen Verguss gebildet werden.
  • Vorzugsweise ist das Energiespeichergehäuse 18 zur mechanischen Abstützung des Energiespeichers 8 ausgestaltet. Dies kann beispielsweise über einen elastischen Verguss, elastischen Kleber und/oder Stützelemente wie Schaumstoffelemente für den Energiespeicher 8 erreicht werden. Die mechanische Abstützung bezieht sich hierbei auf im Betrieb des Kraftfahrzeugs 3 sowie im Crashfall anfallende mechanische Belastungen wie Vibrationen und Stoßbelastungen.
  • Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Energiespeichergehäuse 18 auf ein den Antrieb 4 und/oder die Steuereinheit aufnehmendes Gehäuse, insbesondere das Schlossgehäuse 16 oder das Steuergerätgehäuse 17, zur drahtlosen Energieübertragung aufgesetzt ist. Unter einem „Aufsetzen“ ist hierbei ein Anbringen an der Außenseite des Gehäuses zu verstehen.
  • Vorzugsweise ist das Energiespeichergehäuse 18 über mindestens ein Verbindungselement mechanisch auf dem Gehäuse fixiert. Beispiele für Verbindungselemente sind Schnappelemente und Klebeelemente. Insbesondere ist das Energiespeichergehäuse 18 lösbar fixiert, womit sich das Energiespeichergehäuse 18 zerstörungsfrei, insbesondere ohne Werkzeug, von dem weiteren Gehäuse trennen lässt. Das Lösen der Energiespeichereinheit 9 ist vorzugsweise im Rahmen einer Reparatur oder Wartung vorgesehen. Insbesondere ist die Energiespeichereinheit 9 im Betrieb des Kraftfahrzeugs 3 nicht zugänglich und erfordert eine teilweise Demontage des Verschlusselements 2.
  • In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass der Energiespeicher 8 mindestens einen Kondensator, insbesondere Doppelschichtkondensator, aufweist. Bei einem Doppelschichtkondensator erfolgt die Energiespeicherung in einer elektrochemischen Doppelschicht, die auch als „Helmholtz-Schicht“ bekannt ist. Ein solcher Doppelschichtkondensator wird auch als „Superkondensator“, „Supercap“, „Ultracap“ oder dergleichen bezeichnet. Der Energiespeicher 8 kann neben dem mindestens einen Kondensator weitere Speicherelemente, etwa Primär- und/oder Sekundärzellen aufweisen. Bei Verwendung mehrerer Kondensatoren können die Kondensatoren grundsätzlich seriell und/oder parallel geschaltet sein. In der dargestellten und besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Energiespeicher 8 einen einzigen Kondensator, insbesondere einen einzigen Doppelschichtkondensator, auf.
  • Vorzugsweise ist ein Hochsetzsteller 19 zum Hochsetzen der über den Energiespeicher 8 bereitgestellten Energiespeicherspannung auf eine Antriebsspannung für den Antrieb 4 vorgesehen. Beispielsweise liegt die Kondensatorspannung des Kondensators als Eingangsspannung an einem Eingang des Hochsetzstellers 19 an. Der Hochsetzsteller 19 setzt die Kondensatorspannung auf eine im Vergleich hierzu höhere Antriebsspannung hoch. Der Hochsetzsteller 19 ist hier und vorzugsweise als Aufwärtswandler (Boost Converter) ausgestaltet. Die Energiespeichereinheit 9 kann hierbei den Hochsetzsteller 19 aufweisen, sodass die hochgesetzte Spannung der drahtlosen Energieübertragung zugeführt wird.
  • Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass eine Längsachse des Kondensators entlang einer Ebene einer Platine des dem Antrieb 4 zugeordneten Kopplungselement 11, insbesondere der gemeinsamen Platine von Steueranordnung 6 und dem Antrieb 4 zugeordneten Kopplungselement 11, ausgerichtet ist. Unter der Längsachse ist eine geometrische Vorzugsrichtung des Kondensators zu verstehen. Bei einem zylindrischen Kondensator handelt es sich bei der Längsachse um die Zylinderachse. In vielen Fällen weisen Doppelschichtkondensatoren eine große Bauhöhe entlang der Längsachse auf, welche eine Integration im Schlossgehäuse 16 erschwert. Mit der Energiespeichereinheit 9 sind jedoch in Bezug auf die Ausrichtung des Kondensators mehr Freiheitsgrade möglich. Insbesondere kann folglich das Kraftfahrzeugschließsystem 1 in Verschlusselementen mit schmalem Bauraum, etwa Schiebetüren oder dergleichen, genutzt werden.
  • Wie bereits angesprochen, können das Kopplungselement 10 der Energiespeichereinheit 9 und das dem Antrieb 4 zugeordnete Kopplungselement 11 zur drahtlosen Energieübertragung anhand einer induktiven Kopplung eingerichtet sein. Die Kopplungselemente 10, 11 können hierbei mit einem jeweiligen Stromrichter und einem induktiven Element ausgestaltet sein.
  • Alternativ oder zusätzlich können das Kopplungselement 10 der Energiespeichereinheit 9 und das dem Antrieb 4 zugeordnete Kopplungselement 11 zur drahtlosen Energieübertragung anhand einer kapazitiven Kopplung eingerichtet sein.
  • Besonders bevorzugt ist der Energiespeicher 8, beispielsweise über die Nutzung mindestens eines Kondensators, aufladbar ausgestaltet. Das Kraftfahrzeugschließsystem 1 kann eine Ladeschaltung 20 aufweisen, welche dafür eingerichtet ist, den Energiespeicher 8 aufzuladen, was beispielsweise im Normalbetrieb auf Grundlage der Normal-Versorgungsspannung vorgenommen wird. Die Ladeschaltung 20 kann einen Laderegler aufweisen, welcher beispielsweise einen vorgegebenen Ladestromverlauf und/oder Spannungsverlauf des Energiespeichers 8 beim Aufladen umsetzt.
  • Die drahtlose Energieübertragung kann hierbei neben dem angesprochenen Energiefluss vom Energiespeicher 8 zum Antrieb 4 auch einen umgekehrten Energiefluss erzeugen. Die Ladeschaltung 20 kann dafür eingerichtet sein, den Energiespeicher 8 mittels der drahtlosen Energieübertragung aufzuladen. Vorzugsweise ist die Ladeschaltung 20 in der Energiespeichereinheit 9 vorgesehen. Der Ladeschaltung 20 wird hier auf Grundlage der Normal-Versorgungsspannung mittels der drahtlosen Energieübertragung elektrische Energie bereitgestellt, die zum Aufladen genutzt wird.
  • Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Energiespeichereinheit 9 eine Diagnoseschaltung 21 aufweist, welche dafür eingerichtet ist, mindestens eine elektrische Kenngröße des Energiespeichers 8, insbesondere den Ladezustand, die Kapazität und/oder einen Widerstandswert, zu erfassen. Der Ladezustand wird beispielsweise anhand eines Spannungssensors für den Energiespeicher 8 überwacht. Die Kapazität und/oder der Widerstandswert, insbesondere ein ESR des mindestens einen Kondensators, kann bzw. können in einer Diagnoseroutine des Energiespeichers 8, beispielsweise über ein Laden und/oder Entladen mittels der Diagnoseschaltung 21, ermittelt werden.
  • Anhand der elektrischen Kenngröße kann beispielsweise die angesprochene Laderoutine überwacht und/oder ausgelöst werden. Ebenfalls kann anhand der elektrischen Kenngröße eine Fehlererkennung und/oder Lebensdauerbestimmung des Energiespeichers 8 vorgenommen werden. Denkbar ist, dass die Energiespeichereinheit 9 dafür eingerichtet ist, die elektrische Kenngröße oder einen hiervon abhängigen Wert auszugeben. Vorzugsweise ist die Diagnoseschaltung 21 dafür eingerichtet ist, die elektrische Kenngröße oder einen hiervon abhängigen Wert an die Steueranordnung 6 zu übermitteln, was insbesondere über das Kopplungselement 10 drahtlos erfolgt. Bei dem von der elektrischen Kenngröße abhängigen Wert kann es sich beispielsweise um einen Fehlerzustand oder auch ein Auslösesignal für die Laderoutine handeln.
  • Vorgeschlagen wird gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems 1 für ein Verschlusselement 2 eines Kraftfahrzeugs 3. Das Kraftfahrzeugschließsystem 1 weist einen Antrieb 4 mit einem elektrischen Antriebsmotor 5 sowie eine Steueranordnung 6 auf, welche den Antrieb 4 zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für das Verschlusselement 2 ansteuert, wobei das Kraftfahrzeugschließsystem 1 einen Energiespeicher 8 zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Antrieb 4 in einem Notbetrieb aufweist, insbesondere bei einem Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs 3.
  • Dabei ist vorgesehen, dass dem Antrieb 4 die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung vom Energiespeicher 8 bereitgestellt wird.
  • Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Energiespeicher 8 in einer Energiespeichereinheit 9 angeordnet ist, welche ein elektronisches Kopplungselement 10 aufweist, welches dem Antrieb 4 die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung zu einem dem Antrieb 4 zugeordneten elektronischen Kopplungselement 11 bereitstellt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10 2014 105 873 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Kraftfahrzeugschließsystem für ein Verschlusselement (2) eines Kraftfahrzeugs (3), wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (1) einen Antrieb (4) mit einem elektrischen Antriebsmotor (5) sowie eine Steueranordnung (6) aufweist, welche den Antrieb (4) zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für das Verschlusselement (2) ansteuert, wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (1) einen Energiespeicher (8) zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Antrieb (4) in einem Notbetrieb aufweist, insbesondere bei einem Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (8) in einer Energiespeichereinheit (9) angeordnet ist, welche ein elektronisches Kopplungselement (10) aufweist, welches dem Antrieb (4) die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung zu einem dem Antrieb (4) zugeordneten elektronischen Kopplungselement (11) bereitstellt.
  2. Kraftfahrzeugschließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftfahrzeugschloss (12) für das Verschlusselement (2) des Kraftfahrzeugs (3) vorgesehen ist, dass das Kraftfahrzeugschloss (12) mit einer Schlossfalle (13) für den haltenden Eingriff mit einem Schließteil und mit einer der Schlossfalle (13) zugeordneten Sperrklinke (14) ausgestattet ist, vorzugsweise, dass der Antrieb (4) für das motorische Ausheben der Sperrklinke (14) vorgesehen ist.
  3. Kraftfahrzeugschließsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeugschloss (12) ein Schlossgehäuse (16) aufweist, in welchem die Steueranordnung (6) und das dem Antrieb (4) zugeordnete Kopplungselement vorgesehen sind, vorzugsweise, dass die Steueranordnung (6) und das dem Antrieb (4) zugeordnete Kopplungselement auf einer gemeinsamen Platine im Schlossgehäuse (16) angeordnet sind.
  4. Kraftfahrzeugschließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (9) ein Energiespeichergehäuse (18) aufweist, in welchem der Energiespeicher (8) und das Kopplungselement (10), insbesondere abdichtend, angeordnet sind und welches separat von einem Gehäuse vorgesehen ist, welches das dem Antrieb (4) zugeordnete Kopplungselement (11) aufnimmt.
  5. Kraftfahrzeugschließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiespeichergehäuse (18) auf ein den Antrieb (4) und/oder die Steuereinheit aufnehmendes Gehäuse, insbesondere ein Schlossgehäuse (16) oder Steuergerätgehäuse (17), zur drahtlosen Energieübertragung aufgesetzt ist, vorzugsweise, dass das Energiespeichergehäuse (18) über mindestens ein Verbindungselement mechanisch auf dem Gehäuse fixiert, insbesondere lösbar fixiert, ist.
  6. Kraftfahrzeugschließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (8) mindestens einen Kondensator, insbesondere Doppelschichtkondensator, aufweist, vorzugsweise, dass ein Hochsetzsteller (19) zum Hochsetzen der über den Energiespeicher (8) bereitgestellten Energiespeicherspannung auf eine Antriebsspannung für den Antrieb (4) vorgehen ist, weiter vorzugsweise, dass die Energiespeicheranordnung den Hochsetzsteller (19) aufweist.
  7. Kraftfahrzeugschließsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse des Kondensators entlang einer Ebene einer Platine des dem Antrieb (4) zugeordneten Kopplungselements, insbesondere der gemeinsamen Platine von Steueranordnung (6) und dem Antrieb (4) zugeordneten Kopplungselement, ausgerichtet ist.
  8. Kraftfahrzeugschließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement der Energiespeichereinheit (9) und das dem Antrieb (4) zugeordnete Kopplungselement (11) zur drahtlosen Energieübertragung anhand einer induktiven Kopplung und/oder kapazitiven Kopplung eingerichtet sind.
  9. Kraftfahrzeugschließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (8) aufladbar ausgestaltet ist und dass eine Ladeschaltung (20) dafür eingerichtet ist, den Energiespeichers (8) mittels der drahtlosen Energieübertragung aufzuladen, vorzugsweise, dass die Ladeschaltung (20) in der Energiespeichereinheit (9) vorgesehen ist.
  10. Kraftfahrzeugschließsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (9) eine Diagnoseschaltung (21) aufweist, welche dafür eingerichtet ist, mindestens eine elektrische Kenngröße des Energiespeichers (8), insbesondere den Ladezustand, die Kapazität und/oder einen Widerstandswert, zu erfassen, vorzugsweise, dass die Diagnoseschaltung (21) dafür eingerichtet ist, die elektrische Kenngröße oder einen hiervon abhängigen Wert an die Steueranordnung (6) zu übermitteln.
  11. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugschließsystems (1) für ein Verschlusselement (2) eines Kraftfahrzeugs (3), wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (1) einen Antrieb (4) mit einem elektrischen Antriebsmotor (5) sowie eine Steueranordnung (6) aufweist, welche den Antrieb (4) zur Bereitstellung einer motorischen Schließfunktion für das Verschlusselement (2) ansteuert, wobei das Kraftfahrzeugschließsystem (1) einen Energiespeicher (8) zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Antrieb (4) in einem Notbetrieb aufweist, insbesondere bei einem Ausfall einer Normal-Versorgungsspannung des Kraftfahrzeugs (3), dadurch gekennzeichnet, dass dem Antrieb (4) die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung vom Energiespeicher (8) bereitgestellt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (8) in einer Energiespeichereinheit (9) angeordnet ist, welche ein elektronisches Kopplungselement (10) aufweist, welches dem Antrieb (4) die elektrische Energie über eine drahtlose Energieübertragung zu einem dem Antrieb (4) zugeordneten elektronischen Kopplungselement (11) bereitstellt.
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DE102019207755A1 (de) 2019-05-27 2020-12-03 Vitesco Technologies GmbH Entriegelungssystem und Schlossanordnung mit einem derartigen Entriegelungssystem
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