DE212019000497U1

DE212019000497U1 - Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln und/oder Entriegeln eines beweglichen Verschlusselements in einem verschließbaren Objekt, insbesondere einer Tür, eines Deckels usw.

Info

Publication number: DE212019000497U1
Application number: DE212019000497.0U
Authority: DE
Original assignee: Inteva France SAS
Current assignee: Inteva France SAS
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2019-04-30
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2029-05-01
Also published as: US20220120118A1; WO2020222023A1; EP3963157A1; CN115943239A

Abstract

Verriegelungsvorrichtung 1 zum Verriegeln und/oder Entriegeln eines beweglichen Verschlusselementes wie einer Tür oder eines Deckels in einem verschließbaren Objekt wie einem Gebäude, einem Schiff, einem Fahrzeug oder einem Zug, wobei die Verriegelungsvorrichtung 1 eine elektrische Steuereinheit 3 und eine Antriebseinheit 4 zum Steuern und Antreiben einer Bewegung des beweglichen Verschlusselementes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Superkondensator 6 zum Speichern von Energie für den Betrieb der Verriegelungsvorrichtung 1 in einem Notfall vorgesehen ist, und der mindestens eine Superkondensator 6 als Stromversorgung für die elektrische Steuereinheit 3 und die Antriebseinheit 4 in dem Notfall angeschlossen ist, und wobei, wenn die Stromquelle fehlt, die Steuereinheit 3 in einen Modus mit sehr geringem Stromverbrauch eintritt, der es dem mindestens einen Superkondensator 6 ermöglicht, den größten Teil der Ladung für ein großes Zeitintervall verfügbar zu halten.

Description

In den Schließsystemen für Türen in abschließbaren Objekten wie Autos, Gebäuden usw. werden üblicherweise die Berechtigung zum Betreten und Bedienen der Türsender und - empfänger verwendet, um einen schlüssellosen Zugang und Betrieb zu ermöglichen. Für die notwendigen Bewegungen der mechanischen Verriegelungskomponenten werden elektromotorische Komponenten eingesetzt.
Diese Systeme erhöhen den Komfort während des regulären Betriebs des Objekts. Dennoch müssen sie auch im Notfall funktionieren, d.h. wenn die Stromversorgung für das Schließsystem z.B. durch einen Unfall oder einen Defekt der Stromversorgung beschädigt ist. Aus diesem Grund ist in dem Verriegelungssystem für einen Autoschlüssel aus der WO 2016/177767 A1 eine Notbatterie vorgesehen.
Obwohl die Ver- und/oder Entriegelung automatisch erfolgt, wird die Fahrkorbtür manuell durch Ziehen eines Griffs o.ä. bewegt. Die Stromversorgung einer solchen Notstrombatterie ist nicht in der Lage, Öffnungssysteme mit einem erhöhten Stromverbrauch wie automatische Öffnungsantriebe zu versorgen.
Die Unterdrückung der Möglichkeit, Verschlusselemente wie eine Tür mit einem herkömmlichen mechanischen Griff in Kombination mit einem Schlüssel und einem Zylinder zu öffnen, führt dazu, dass das System nicht funktioniert, wenn die Stromquelle, z. B. die Autobatterie, von der Verriegelungsvorrichtung abgeklemmt wird, da eine Notstrombatterie nicht die erforderliche Energie für eine automatische Öffnungsbewegung solcher Verschlusselemente wie Türen liefern kann. Dies wird insbesondere bei den kommenden E-Autos erforderlich sein, die aus Sicherheitsgründen im Crashfall die große Stromquelle abschalten müssen. Auch herkömmliche Autos hatten manchmal eine entladene oder defekte 12V-Batterie. Ein Fahrzeug sollte bei einem Crash geschlossen bleiben, aber es ist nicht möglich, die. E-Verriegelung, wenn die Stromquelle ausgeschaltet ist. Auch in anderen Objekten wie Gebäuden, Zügen, etc. sind oder werden die Verschlusselemente aus funktionalen oder konstruktiven Gründen ohne Griffe ausgeführt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verriegelungsvorrichtung bereitzustellen, die in Anwendungen ohne einen solchen Handgriff für manuelle Bewegungen einsetzbar ist und mit abgeschalteter regulärer Stromversorgung arbeitet.
Ausgehend von einer Schließvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
Dementsprechend ist mindestens ein Superkondensator zur Speicherung von Energie für den Betrieb der Verriegelungsvorrichtung in einem Notfall vorgesehen. Ein oder mehrere Superkondensatoren sind in der Lage, eine hohe Energiemenge zu speichern, um ein bewegliches Verschlusselement, wie z.B. eine Tür in einem verschließbaren Objekt, wie z.B. einem Gebäude, einem Zug, einem Schiff, einem Auto, etc. während eines Zeitfensters von bis zu einer Stunde zu entriegeln, freizugeben und/oder zu bewegen. Der Vorteil eines Superkondensators ist, dass er eine hohe Energiemenge speichern kann, in den Ladezyklen nicht eingeschränkt ist und einen hohen Strom liefern kann. So kann neben der Ver- oder Entriegelungsfunktion ein zusätzlicher Antrieb für eine Öffnungsbewegung des Verschlusselementes bereitgestellt werden.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Superkondensator als Stromversorgung an die elektrische Steuereinheit und/oder die Antriebseinheit im Notfall angeschlossen, um den gesteuerten und angetriebenen Notbetrieb der Verriegelungseinrichtung zu ermöglichen.
Vorzugsweise befindet sich der mindestens eine Superkondensator auf einer Leiterplatte und/oder innerhalb eines Gehäuses der elektrischen Steuereinheit und/oder der Antriebseinheit. Diese Anordnung ermöglicht kurze leitende Verbindungen zwischen dem oder den Superkondensatoren und der entsprechenden Steuereinheit und/oder Antriebseinheit. Dadurch wird das Risiko einer Beschädigung dieser Verbindung, d.h. eines Unfalls, minimiert. Zusätzlich reduziert eine kurze Leiterbahn den elektrischen Widerstand und eine entsprechende Verlustleistung.
Aus denselben Gründen ist es von Vorteil, wenn sich der Superkondensator und die Steuer- und Antriebseinheit auf derselben Leiterplatte und/oder im selben Gehäuse befinden.
Eine Bewegung eines angetriebenen Verschlusselementes eines verschließbaren Objektes wie einer Tür eines Gebäudes, eines Zuges, eines Schiffes, eines Autos, etc. ermöglicht die Einstellung dieses Verschlusselementes in eine Betriebsstellung, in der z.B. ein Bediener neben oder hinter das Verschlusselement greifen kann, um es aufzuziehen. Eine automatisch gesteuerte und angetriebene Schließbewegung kann auch im Notfall sinnvoll sein, um den Fahrkorb aus Sicherheitsgründen zu schließen. So steuert vorzugsweise die Steuereinheit einen Verriegelungsvorgang und/oder einen Entriegelungsvorgang und/oder eine Öffnungsbewegung und/oder eine Schließbewegung des Verschlusselements und die Antriebseinheit treibt diese an.
Um sicherzustellen, dass der Superkondensator in jeder erforderlichen Situation ausreichend geladen und betriebsbereit ist, ist der mindestens eine Superkondensator mit einem Ladekontakt eines DC/DC-Wandlers und/oder eines AC/DC-Wandlers verbunden, der an eine reguläre Stromversorgung des verschließbaren Objekts angeschlossen ist, vorzugsweise an eine reguläre Batterie oder Stromleitung des verschließbaren Objekts, die für den regulären Betrieb des Verschlusselements und/oder des verschließbaren Objekts verwendet wird.
Verfügt das abschließbare Objekt, z.B. ein Zug, ein Schiff, ein Auto, etc. über eine Zündbatterie zum Starten eines Motors, wird diese vorteilhafterweise als reguläre Batterie zum Aufladen des mindestens einen Superkondensators verwendet, da normalerweise die Zündbatterie durch den Motor während des Betriebs aufgeladen wird und den mindestens einen Superkondensator die Zündbatterie des abschließbaren Objekts laden kann.
Für eine Kontrolle des Ladevorgangs ist vorzugsweise ein Voltmeter vorgesehen, um die Spannung am Ladekontakt des Superkondensators zu messen.
Ein guter Ladezustand des mindestens einen Superkondensators kann dadurch sichergestellt werden, dass die Steuereinheit dazu veranlasst wird, bei Unterschreiten eines definierten Schwellenwertes der Spannung am Ladekontakt einen stromsparenden Modus für die Verriegelungseinrichtung zu aktivieren. Dieser Stromsparmodus verlängert die Betriebszeit, in der die Notfunktion nach einer Unterbrechung der Ladestromversorgung arbeitet.
Diese Betriebszeit kann zusätzlich verlängert werden, wenn eine separate Notbatterie für einen Ladeanschluss an den Superkondensator vorgesehen ist.
Die Funktionssicherheit wird weiter erhöht, wenn sich die Notstrombatterie auf einer Leiterplatte und/oder innerhalb eines Gehäuses der Steuereinheit und/oder der Antriebseinheit befindet, vorzugsweise auf der Leiterplatte und/oder dem Gehäuse der Steuereinheit und/oder der Antriebseinheit nach Anspruch 3 oder 4. Kurze Verbindungsleitungen zur Steuereinheit, zur Antriebseinheit und zum Superkondensator vermindern das Risiko von Defekten und sichern die Notfunktion der Verriegelungsvorrichtung.
Eine weitere Verbesserung wird erreicht, wenn die Steuereinheit und/oder die Antriebseinheit und/oder die Verriegelungseinrichtung insgesamt an oder in dem Verschlusselement, vorzugsweise einer Tür des verschließbaren Objekts, angeordnet ist. Diese Anordnung erleichtert den Zugriff auf die Verriegelungseinrichtung, z.B. zu Reparaturzwecken.
Vorteilhafterweise ist eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Status der Notstrombatterie und/oder ein manueller Zugang zum Wechsel der Notstrombatterie vorgesehen. So wird nicht nur der Ladezustand des mindestens einen Superkondensators, sondern zusätzlich der Zustand der Notbatterie überwacht und eine Warnung bei einer möglichen Fehlfunktion ermöglicht.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung ist möglich, wenn das Steuergerät den mindestens einen Superkondensator automatisch mit der Notstrombatterie verbindet, wenn der Niedrigverbrauchsmodus aktiviert ist. So bleibt die Notstrombatterie während des regulären Betriebs des Fahrzeugs erhalten, wird aber aktiviert, wenn die Energieversorgung der Superkondensatoren gestört ist.
Vorzugsweise wird die Steuereinheit zur Steuerung eines Lademodus für den mindestens einen Superkondensator eingesetzt. So können die Überwachungsdaten der Steuereinheit unmittelbar für die Ladesteuerung verwendet werden.
Ein Verfahren zur Steuerung des Ladevorgangs des mindestens einen Superkondensators besteht darin, in der Steuereinheit zwei Spannungsschwellen für den Lademodus festzulegen, wobei die Steuereinheit so eingestellt ist, dass sie den Ladevorgang startet, wenn die Spannung am Superkondensator unter eine untere Schwelle fällt, und stoppt, wenn die Spannung des Superkondensators eine obere Schwelle überschreitet.
Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in den folgenden Zeichnungen dargestellt.
Figurenliste

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Anordnung,
2 eine Darstellung der Ausführungsform gemäß 1 mit einer zusätzlichen Notstrombatterie,
eine Autotür, in der die Verriegelungsvorrichtung angebracht werden kann und
eine Autotür, in der die Verriegelungsvorrichtung angebracht werden kann.

1 zeigt eine Verriegelungsvorrichtung 1 mit einem Motor 2, einer Steuereinheit 3 mit einer Antriebseinheit 4 und einer Bank 5 von Superkondensatoren 6. Eine reguläre Stromversorgung 7 des verschließbaren Objekts, d. h. eine reguläre Batterie 7a oder eine reguläre Stromleitung 7b, ist über einen DC/DC- oder einen AC/DC-Wandler 8 mit der Bank 5 von Superkondensatoren 6 verbunden. Bei Bedarf können mehrere Motoren 2 für eine Türfreigabe und/oder einen Antrieb vorgesehen werden.
Über eine Eingangsleitung 9 ist das Steuergerät 3 mit einer Eingangsleitung 10 verbunden, die den DC/DC- oder AC/DC-Wandler 8 mit der regulären Betriebsenergie versorgt. Über eine Eingangsleitung 11 ist das Steuergerät 3 mit einer Leitung 12 zwischen dem DC/DC-Wandler und der Bank 5 der Superkondensatoren 6 verbunden.
Eine Antriebsleitung 13 verbindet die Antriebseinheit 4 mit dem Motor 2 und eine Busleitung 19 verbindet das Steuergerät 3 mit einem Fahrzeugbussystem, z. B. einem CAN-Bus. Eine Steuerleitung 14 verbindet das Steuergerät 3 mit dem DC/DC- oder AC/DC-Wandler 8. Im regulären Betriebsmodus werden die Superkondensatoren 6 durch die reguläre Stromversorgung 7 und den DC/DC- oder AC/DC-Wandler 8 geladen, der die entsprechende Ladespannung bereitstellt.
Über die Eingangsleitung 9 kann die Steuereinheit 3 die Spannung der Stromversorgung 7 überwachen. Der DC/DC- oder ACDC-Wandler 8 wird von der Steuereinheit 3 über die Steuerleitung 14 gesteuert. Die Ladespannung der Superkondensatoren 6 wird von der Steuereinheit 3 über die Eingangsleitung 11 überwacht.
Um die Kapazität der Superkondensatoren 6 optimal zu nutzen, hält das hier vorgeschlagene System die Spannung an der Batterie 5 der Kondensatoren 6 konstant. Selbst wenn die Stromquelle des Netzteils 7 ansteigt oder abfällt, bleibt die Ladung der Superkondensatoren immer gleich. Bei fehlender Stromquelle geht die Steuereinheit 3 in einen Modus mit sehr geringem Stromverbrauch über, der es den Superkondensatoren 6 ermöglicht, den größten Teil der Ladung über einen langen Zeitraum hinweg verfügbar zu halten.
Die Ladung reicht aus, um die Zugangserkennung, die Validierung und die Entriegelung durchzuführen und den Motor 2 mindestens zwei Mal anzutreiben.
Die Ausführungsform gemäß zeigt eine zusätzliche Notbatterie 15, die an den DC/DC- oder AC/DC-Wandler 8 angeschlossen ist und über die Eingangsleitung 16 von der Steuereinheit 3 überwacht wird. Diese Notbatterie 15 verlängert das Zeitintervall, in dem die Verriegelungsvorrichtung im Falle eines Absturzes oder einer Unterbrechung der regulären Stromversorgung 7 funktioniert, über einen langen Zeitraum, beispielsweise ein oder mehrere Jahre. Außerdem ist es möglich, diese Batterie rechtzeitig zu wechseln, da sie überwacht wird und die Steuereinheit 3 über die Busleitung 19 eine Meldung an den Betreiber senden kann.
Ein Batteriewechsel oder andere Service- oder Reparaturarbeiten sind einfach zu bewerkstelligen, wenn die komplette Verriegelungsvorrichtung oder zumindest der Batteriehalter manuell zugänglich platziert ist. So ist z.B. eine Unterbringung in einer Tür 17, wie in gezeigt, besonders in einem Gehäuse 18 an der Schmalseite einer Autotür sinnvoll.
In ist die gleiche Situation für ein Gebäude dargestellt. Es ist eine Hauswand 20 mit einer Tür 21 und einem Fenster 22 skizziert, in der ein Gehäuse für die komplette Verriegelungsvorrichtung oder zumindest der Batteriehalter manuell zugänglich ist.

1: die Verriegelungsvorrichtung
2: Motor
3: Steuergerät
4: Antriebseinheit
5: Bank
6: Superkondensator
7: Energieversorgung
7a: Normale Batterie
7b: Stromleitung
8: DC/DC- oder AC/DC-Wandler
9: Eingabezeile
10: Eingangsleitung
11: Eingangsleitung
12: Leitung
13: Antriebslinie
14: Kontrolllinie
15: Notbatterie
16: Überwachungslinie
17: Tür
18: Gehäuse
19: Buslinie
20: Hauswand
21: Haustür
22: Fenster
23: Gehäuse

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

WO 2016/177767 A1 [0002]

Claims

Verriegelungsvorrichtung 1 zum Verriegeln und/oder Entriegeln eines beweglichen Verschlusselementes wie einer Tür oder eines Deckels in einem verschließbaren Objekt wie einem Gebäude, einem Schiff, einem Fahrzeug oder einem Zug, wobei die Verriegelungsvorrichtung 1 eine elektrische Steuereinheit 3 und eine Antriebseinheit 4 zum Steuern und Antreiben einer Bewegung des beweglichen Verschlusselementes aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Superkondensator 6 zum Speichern von Energie für den Betrieb der Verriegelungsvorrichtung 1 in einem Notfall vorgesehen ist, und der mindestens eine Superkondensator 6 als Stromversorgung für die elektrische Steuereinheit 3 und die Antriebseinheit 4 in dem Notfall angeschlossen ist, und wobei, wenn die Stromquelle fehlt, die Steuereinheit 3 in einen Modus mit sehr geringem Stromverbrauch eintritt, der es dem mindestens einen Superkondensator 6 ermöglicht, den größten Teil der Ladung für ein großes Zeitintervall verfügbar zu halten.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Superkondensator 6 auf einer Leiterplatte und/oder innerhalb eines Gehäuses 18 der elektrischen Steuereinheit 3 und/oder der Antriebseinheit 4 angeordnet ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Superkondensator 6 sowie die Steuereinheit 3 und die Antriebseinheit 4 auf derselben Leiterplatte und/oder im selben Gehäuse 18 angeordnet sind.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 3 einen Schließvorgang und/oder einen Entriegelungsvorgang und/oder eine Öffnungsbewegung und/oder eine Schließbewegung des beweglichen Verschlusselements steuert und die Antriebseinheit 4 antreibt.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Superkondensator 6 mit einem Ladekontakt eines DC/DC- und/oder AC/DC-Wandlers 8 verbunden ist, der mit einer regulären Stromversorgung des verschließbaren Objekts, vorzugsweise mit einer regulären Stromversorgung 7 des verschließbaren Objekts, verbunden ist, die für den regulären Betrieb des beweglichen Verschlusselements und/oder des verschließbaren Objekts verwendet wird.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reguläre Energieversorgung 7 eine Zündbatterie für einen Motor des verriegelbaren Objekts ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Voltmeter zur Messung der Spannung am Ladekontakt des Superkondensators 6 vorgesehen ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 3 dazu ausgebildet ist, einen Stromsparmodus für die Verriegelungsvorrichtung 1 zu aktivieren, wenn die Spannung am Ladekontakt unter einen definierten Schwellenwert fällt.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Notbatterie 15 für einen Ladeanschluss an den Superkondensator 6 vorgesehen ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Notstrombatterie 15 auf der Leiterplatte und/oder innerhalb des Gehäuses 18 der Steuereinheit 3 und/oder der Antriebseinheit 4 angeordnet ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 3 und/oder die Antriebseinheit 4 und/oder die Suchvorrichtung 1 an oder innerhalb des beweglichen Verschlusselements, vorzugsweise einer Tür 17, angeordnet ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Zustandes der Notstrombatterie 15 und/oder ein manueller Zugang zum Wechseln der Notstrombatterie 15 vorgesehen ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 3 dazu vorgesehen ist, den mindestens einen Superkondensator 6 automatisch mit der Notstrombatterie 15 zu verbinden, wenn der Modus mit geringem Stromverbrauch aktiviert ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit 3 zur Steuerung eines Lademodus für den mindestens einen Superkondensator 6 vorgesehen ist.
Verriegelungsvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinheit 3 zwei Spannungsschwellen für den Lademodus definiert sind, wobei die Steuereinheit 3 so eingestellt ist, dass sie den Ladevorgang startet, wenn die Spannung am Superkondensator 6 unter eine untere Schwelle fällt, und stoppt, wenn die Spannung des Superkondensators 6 eine obere Schwelle überschreitet.
Verschlusselement, insbesondere Tür 17 oder ein Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sichtvorrichtung 1 nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Verschließbarer Gegenstand, gekennzeichnet durch ein bewegliches Verschlusselement, insbesondere durch eine Tür 17 oder einen Deckel nach Anspruch 16.