用于机动车门元件的开启设备的制作方法

本发明涉及一种用于机动车门元件的开启设备，所述开启设备具有电驱动装置和致动件，其中，致动件能借助于驱动装置和布置在致动件与驱动装置之间的传动机构移动，所述开启设备还具有用于检测门运动的传感器。

背景技术：

当今的机动车越来越多地设有舒适功能。例如，为了便于进入机动车并且能够采用提升美学效果和空气动力学效果的造型，机动车例如不配备外部的门把手。但也可以考虑设有车门外把手，但该车门外把手仅为了实现打开而将开关信号传递到机动车门锁。为了使上变得容易、自动化并且在例如无车门外把手的车辆中能实现上车，使用所谓的开启设备或保持车门位置器，其部分地也被称为车门打开装置。

由专利文献de102011015669a1已知一种用于机动车门或舱盖的打开装置，借助于该打开装置能使车门、舱盖或罩从关闭位置转移到打开位置中。如果打开装置例如涉及机动车侧门，那么可以借助于电脉冲打开车门。为此，首先必须优选电动地解锁门锁的锁定装置，使得门是可打开的。如果现在例如门密封压力不足以使门从关闭位置转移到打开位置中，则可以借助于打开装置使门转移到打开位置中。在此，打开位置限定为，使得机动车的操作者能够抓住门以便他能够完全打开门。在此，电驱动装置用作打开装置，该电驱动装置通过驱动爪以及内杆和外杆以杆的摆动运动的形式机械地作用到机动车门上。

专利文献de102016105760a1公开了一种用于机动车门的开启设，该开启设备具有底板、支承在底板上的驱动元件和驱动装置，其中，设有被分配给驱动元件的第一传感器，该第一传感器至少在开启过程与手动的打开过程之间进行区分。在此，开启设备包括驱动装置，该驱动装置可通过传感器和控制单元驱动。于是，柔性的连接件能实现传递杆的摆动，该传递杆又通过驱动杆和驱动滑动件实现开启运动。为了能够使门运动，驱动滑动件直线移动并且例如从车身的开口中移出，从而能使脱开的和解锁的门至少局部地打开。驱动滑动件的终点位置能借助于位置固定的第二传感器检测，从而又能切断驱动。

由申请人的未公开的专利申请de102017124282.1已知一种用于机动车门元件的开启设备，所述开启设备具有电驱动装置和致动件，其中，致动件能借助于驱动装置和布置在致动件与驱动装置之间的传动机构而被移动。借助于开启设备能够实现门的运动，其中，滑动元件布置在致动件上，其与开关件共同作用，从而能检测门运动。致动件基本上由被驱动的具有集成的滑动元件的齿条、开关件和电引线构成。在此，借助于在滑动元件与车身之间的开关件可以控制被驱动的齿条的运动。

由现有技术已知的用于在机动车锁解锁之后开启机动车门的设备能实现车门的至少局部的打开，从而机动车的操作者能够穿过间隙抓住并完全打开车门。已知的开启设备已在原理上得到验证，然而当电操纵的门例如在斜坡道路上被电动打开时，达到其极限。本发明由此出发。

技术实现要素：

本发明的目的是，提供一种用于机动车门元件的改进的开启设备。此外，本发明的目的是，提供这样一种开启设备：该开启设备能实现可靠且快速地检测门元件的运动。此外，本发明的目的是，提供一种结构简单且成本有利的解决方案。

所述目的通过独立权利要求1的特征来实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。要指出的是，下面描述的实施例不是限制性的，更确切地说，在说明书和从属权利要求中描述的特征的任意的变型可能性都是可能的。

根据权利要求1，本发明的目的通过如下方式实现，即，提供一种用于机动车门元件的开启设备，所述开启设备具有电驱动装置和致动件，其中，致动件能借助于驱动装置和布置在致动件与驱动装置之间的传动机构移动，从而能够实现门的运动，所述开启设备还具有用于检测门运动的传感器，其中，至少一个传动机构组成部分以能摆动的方式被接纳在开启设备中，其中，所述至少一个传动机构组成部分的摆动运动能借助于传感器来检测。通过根据本发明的开启设备的构造，现在可以直接在驱动链中实现门元件的运动的检测。传感器在此检测运动，优选检测传动机构组成部分的摆动角度，从而可以推断出在电驱动装置的驱动运动与门元件的运动之间的相对运动。电驱动装置借助于输出轴直接作用到传动机构上，其中，在门元件的通常的、未受干扰的驱动时，传动机构保持在其初始位置中。如果现在门运动受到阻碍，例如通过手动地抓住门元件，则引起以能摆动的方式支承的传动机构组成部分的摆动。这种摆动能借助于传感器检测，由此能实现推断出门元件的运动。由于检测直接在门元件的驱动链中进行，因此能实现安全且快速的检测并且因此能实现致动件的控制。

通过至少一个传动机构组成部分的可摆动的支承可以实现过载保护。特别是在门元件承受过大负载的情况下，借助于可摆动的传动机构组成部分可以实现过载保护。例如当门元件由于天气影响而不能打开时，也就是说例如当门密封装置存在结冰情况时，例如可能出现过高的负载。另一方面，也可能出现这样的情况，即，例如通过在外部阻塞门元件或者在到达门元件的终点位置之前借助于开启设备实现手动操纵门元件。在该过高的负载的情况下，可摆动的传动机构组成部分可以防止开启设备的损坏并补偿运动。

在一个实施方式中，力测量装置、优选传感器和更优选霍尔传感器被这样接纳在开启设备中，使得能检测传动机构支架的运动。传动机构直接与电驱动装置共同作用。在此，例如蜗杆可以布置在电驱动装置的输出轴上，其中，蜗杆与蜗轮接合。蜗轮被接纳在传动机构支架中，该传动机构支架一方面被位置固定地接纳在开启设备中，但另一方面也能实现传动机构的至少一个组成部分的摆动运动。现在，如果在门元件的驱动期间引起门元件的制动，则力从门元件被导入到驱动链中。从门元件出发的力反作用于电驱动装置的驱动力。相反的力引起传动机构支架的摆动，其中，该摆动能借助于传感器检测。霍尔传感器被证明是特别有利的，因为由此能实现非常高的分辨率并且也仅能检测传动机构支架的小的摆动角。传动机构支架以优选的方式相对于位置固定的传感器运动，其中，当然也可以考虑相反的布置。优选地，霍尔传感器与磁体共同作用。

通过传动机构支架上的力测量装置可以探测传动机构支架的运动，由此能检测开启设备上的过高的负载。霍尔传感器以如下所述的方式是适合的，因为由此能检测运动的无接触的检测并且特别也能检测传动机构支架的较小行程。力测量装置在此与开启设备的驱动装置以及与机动车中的控制装置耦合，从而在探测到在开启设备上的过高的负载时，借助于通过传动机构支架的力测量装置检测运动可以开始开启设备的驱动电机的换向或停止。同时，控制信号也可以被输送到锁定件，以便例如停止、禁止或取消锁定。力测量装置因此用作控制元件并且预防开启设备上的损坏。

通过与磁体组合地使用传感器和优选霍尔传感器，借助于力测量装置能检测小于5°、优选小于3°和更优选小于或等于1°的角度。检测这些小的角度是有利的，因为实现了传动机构支架的运动。传动机构支架使传动机构组成部分至少在门元件的通常操纵期间保持位置固定，从而在极端情况下也提供足够的力以用于使门元件运动。例如当车辆停在倾斜的平面中并且需要用于开启门元件的提高的力时，出现极端情况。在任何情况下，传动机构支架都必须可靠地并且至少对于门元件的通常操纵位置固定地支承传动机构组成部分。在门元件制动的情况下，当超过驱动链中的力阈值时，在致动元件与电驱动装置之间发生前述的相对运动。在这种情况下，传动机构支架略微摆动。传感器即使在非常小的摆动角度的情况下也检测到这种摆动。

如果传动机构具有至少两个传动级，那么可以实现本发明的一个有利的实施方式。第一传动级例如可以由布置在输出轴上的蜗杆和蜗轮构成。在此也可以有利的是，第一传动级被位置固定地接纳在传动机构支架中，其中，第一传动级与电驱动装置共同作用。在此，蜗轮被接纳在位置固定的支承件中，其中，该支承件同时可以用作传动机构支架的位置固定的支承件和摆动轴。因此，第一传动级形成用于致动件的驱动装置和用于传动机构支架的支承部位。

如果第二传动级以能围绕第一传动级的轴摆动的方式被接纳在传动机构支架中，则得到本发明的另一个设计方案变型。第二传动级例如可以是圆柱齿轮级，该圆柱齿轮级一方面与第一传动级接合并且另一方面驱动致动件。为此，致动件例如可以具有齿条，其中，第二传动级接合到齿条中并且操纵致动件。第一和第二传动级于是形成用于驱动致动件的传动机构。

在一个设计方案变型中，传动机构支架与弹簧元件共同作用，其中，借助于弹簧元件，传动机构支架的摆动运动能被弹性缓冲。传动机构支架在弹簧元件上的连接使得能够确保传动机构支架的中间位置。传动机构支架的居中的定位如下所述是重要的，因为一方面在致动件上会出现拉力负载以及压力负载。在此，在开启设备打开门元件期间，例如操作者可以在锁定件被松开或例如门元件关紧之前将门元件拉开。在这两种情况下，传动机构支架可以借助于弹簧元件弹性地偏移。在此，传动机构支架可以被以能摆动的方式接纳在开启设备中并且围绕摆动轴从居中的初始位置中在两个运动方向上摆动出来。以有利的方式，力测量装置这样布置在传动机构支架上，使得借助于力测量装置能检测传动机构支架在两个运动方向上的运动。

以有利的方式，弹簧元件是板簧。借助于板簧一方面可以提供用于固定传动机构支架的中间位置的足够大的力，并且另一方面可以为传动机构支架提供足够的无间隙性。通过根据本发明的开启设备结构，在与直接检测门元件制动组合的情况下，能够实现对门元件的可靠保持，其中，可以同时确保高运行安全性。

在另一个设计方案变型中，弹簧元件在第一端部上与传动机构支架固定地并且在第二端部上位置固定地被接纳在开启设备中。弹簧元件和特别是板簧使传动机构支架的初始位置稳定并且能够实现通过驱动链、也就是说电机、传动机构和齿条可靠且持久稳定地驱动致动件。在此，板簧一方面固定地与传动机构支架连接，其中，板簧例如能借助于力锁合/摩擦锁合、形锁合和/或材料锁合与传动机构支架连接。在板簧的与传动机构支架对置的端部上，板簧被接纳在开启设备中，优选固定在开启设备的壳体中。在此，板簧可以被位置固定地、但以能摆动的方式接纳在壳体中，使得板簧在扭曲或翘曲时可以跟随传动机构支架的运动。

在另一个实施方案变型中，门元件能借助于致动件保持。通过根据本发明的开启设备结构并且特别是由用于检测门运动的传感器和能保持门元件的致动件的组合，能够为操作者实现门的打开、保持并因此作好准备。通过根据本发明的结构，可以为操作者提供门元件，其中，同时能提供防止门元件自主打开的保护。车辆也可以位于斜坡道路上，其中，借助于致动件能保持门元件。如果借助于机动车锁电动地放开门元件并且激活开启设备，则门元件自主打开，但是仅仅打开到这样的程度，即，操作者可以抓住并且手动地打开门元件。在此，开启设备仅仅打开门元件到这样的程度，使得能够实现通过操作者抓住门元件，但同时不会借助于开启无意地打开超出打开位置。因此，存在最大程度的安全性，即，既不会危害人员，门元件本身也不会打开到危险区域中。

该开启设备在机动车门元件中使用。但是在此，机动车门元件也可以例如是舱盖、罩或盖板，例如用于敞篷车顶。例如由于环境影响，例如在风的情况下，也可能需要保持可运动地布置在机动车上的构件，以便防止无意打开。因此，开启设备能在可运动地布置在机动车上的构件应被定位以便进一步打开的地方使用。以有利的方式，开启设备与可电操纵的关闭系统共同作用，从而在门元件的设计中能够实现高的结构自由度。例如，门元件可以省去门把手，由此在门元件的外部形状上得到几乎任意的造型。

通常，开启设备这样布置在门元件的区域中，使得能通过开启设备的操纵来定位门元件。开启设备在车身与门元件之间产生相对运动，其中，开启设备优选布置在门元件本身中。当然同样可以考虑在车身中用于使门元件运动的布置。也可以考虑，开启设备被集成到例如侧门的机动车锁中。这提供了如下优点，即，提供用于驱动装置的电压，和/或能通过驱动装置操纵机动车锁中的其它功能。

电驱动装置优选由直流电机构成，该直流电机与输出轴并且例如通过蜗轮蜗杆传动机构与致动件共同作用。在此，可以考虑单级的、两级的或多级的传动机构，其中，通过选择传动机构可以对在致动件上的可供使用的力施加影响。如果例如将开启设备这样布置在门元件中，使得开启设备例如与机动车的a柱和前门共同作用，则需要比当开启设备又布置在机动车的前门中并且在机动车中的b柱上起作用时高的用于开启门元件的力。在门开启并且开启设备布置在机动车锁的区域中的情况下，需要更小的力，从而能以较高的传动比工作。

电驱动装置在此能够实现致动件的运动。借助于电机便可以使致动件运动，更确切地说，能通过被驱动的致动件开启车门。在此，致动件相对于车身运动并且将压力施加到车门元件上，从而能使得脱开的和解锁的车门运动。

该开启设备优选地与机动车锁共同作用，该机动车锁具有转动锁叉和至少一个锁定爪，其中，包括转动锁叉和至少一个锁定爪的锁定机构能被电解锁。特别是在能被电解锁的关闭系统中，机动车的操作者仅需要电脉冲以使关闭系统转换到解锁的、即打开的位置中。然后，关闭系统打开，使得门或舱盖是可运动的。在此，用于机动车锁的电打开脉冲可以借助于传感器、钥匙或借助于例如传感的机构——例如接触传感器或具有集成的传感器的车门外把手——而产生。

一旦车门元件被解锁，则门元件能在铰链处自由地摆动。车门还可能具有能将车门保持在多个打开位置中的车门限制带。一旦车门被解锁，则可以借助于开启设备使车门运动，其中，能通过传感器检测车门元件的运动。在此检测整个开启过程。连续地进行检测，从而在车门元件的运动的每个时刻都能够借助于开启设备检测车门运动。一旦通过开启设备的运动手动地使车门运动出来，则车门断开传感器检测，从而可以使电驱动装置断电或者可以使电驱动装置换极，从而使得致动件可以返回到其初始位置中。下面详细地说明对车门元件的手动运动的识别。

附图说明

下面参照附图根据一个优选的实施例详细说明本发明。然而以下原则是适用的，即，实施例不限制本发明，而是仅示出一个设计形式。所示出的特征可以单独地或与说明书的其它特征以及权利要求组合地单独地或组合地实施。

图中示出：

图1示出根据本发明的具有移出的致动件的开启设备的三维视图，

图2示出具有收回的致动件的开启设备的侧视图，

图3从根据图2中的箭头iii的视图中示出开启设备的视图，其中，示出致动件处于移出的状态中并且具有处于接合状态中的锁定件，

图4示出根据图2中的箭头iii的具有放开的锁定杆的开启设备的视图，

图5示出根据图2中的箭头iii的具有从车身中移出的致动件的开启设备的视图，

图6从图1中的箭头ii的方向示出开启设备的视图，其中，示出开启设备的一个位置，在该位置中拉力负载作用于开启设备，和

图7示出在作用于开启设备的压力负载下、也就是在车身方向上的负载下，根据图1中的箭头ii的开启设备的视图。

具体实施方式

在图1中示出具有对于说明本发明来说重要的构件的开启设备1的三维视图。开启设备1布置在机动车门元件2中，其中，致动件3与车身4接合。就此而言示出致动件3的移出的位置，从而在这种状态中开启设备1使门元件2运动经过致动行程s并且开启。因此，在示出的位置中，能由操作者抓住并且进一步手动打开车门元件2。

开启设备具有电驱动装置5、传动机构6、力测量装置7、壳体8和致动件3。驱动装置5优选由具有输出轴9和位于输出轴9上的齿轮10的直流电机构成。在该实施例中，传动机构6多级地构造，其中，第一传动级11直接与电驱动装置5的输出部处于接合状态中。借助于第一传动级11驱动第二传动级12，其中，第二传动级12与致动件3上的齿条13处于接合状态中。因此能通过驱动装置5和两个传动级11、12在箭头p1的方向上移动致动件3。致动件3能在箭头p1的方向上从壳体8中移出并且移动到壳体中。

传动机构支架14形成用于第一传动级11的第一固定支承件，其中，第二传动级12以能摆动的方式借助于传动机构支架14接纳在开启设备1中。在该实施例中，板簧15被固定在传动机构支架14上，其中，板簧15在一侧与传动机构支架14固定地连接并且在与传动机构支架14对置的一侧布置在固定支承件16中。为了检测传动机构支架14的摆动运动，传感器17、特别是霍尔传感器位置固定地布置在开启设备1中并且借助于电触头18与未示出的控制装置连接。

导向件19在致动件3的与齿条13对置的一侧布置在开启设备1中，以便一方面能够实现致动件3的平稳的操纵并且同时为致动件3提供稳定的导向。导向件19例如可以是支承件或滚子或由支承件、滚子和/或减振件组成的组合。

致动件3具有电驱动装置20，在该实施例中，电驱动装置的输出轴21驱动螺杆22，其中，螺杆22伸入到锁定滑动件23中并且与锁定滑动件23共同作用。锁定滑动件23被可移动地接纳在致动件3中。锁定滑动件23与锁定杆24共同工作，对其作用将在下文中更详细地说明。

此外，在图1中可看到紧急操纵件25，所述紧急操纵件在该实施方式中被设计为轴轮廓，其中，借助于紧急操纵件25能手动地操纵锁定滑动件23，使得锁定杆24能手动地与车身4和特别是锁定轮廓26脱离接合。

驱动装置5、20以及传感器17的电接触没有明确示出，其中，电部件5、17、20与在开启设备1和/或机动车本身内的未示出的控制单元电连接。

在图2中示出根据图1中的箭头ii的开启设备1的侧视图，其中，示出致动件3处于收起的位置中。相同的部件设有相同的附图标记。可以清楚地看到第一传动级11的轴27，其中，轴27固定地布置在开启设备1中并且同时形成用于传动机构支架14的摆动轴27。传动机构支架14包含用于第二传动级12的支承部位28，其中，第二传动级12和特别是支承部位28在初始位置a中示出。传动机构支架14能通过轴27在箭头p2的方向上围绕初始位置a沿两个方向摆动。借助于板簧15将传动机构支架14保持并且弹簧加载地固定在初始位置a中。

致动件3的、在图2中示出的收回位置与关闭的门元件2相对应，其中，示出致动件在箭头p3的方向上移动到开启设备1中。门元件2例如借助于机动车锁保持在关闭的位置中。

在图3中从根据图2中的箭头iii的方向示出开启设备1的视图。在图3中示出致动件3处于最大移出位置中，在该最大移出位置中，开启设备1使门元件2运动经过移动行程或致动行程s。在此，锁定件29将门元件2固定在保持位置中。在该实施例中，锁定件29由驱动装置20、螺杆传动机构22、锁定滑动件23以及锁定杆24构成。锁定杆24围绕轴30以能摆动的方式被接纳在致动件3中。锁定杆24在此利用延长部31接合到锁定轮廓26的沉割部32中。在此，锁定杆24通过锁定滑动件23摆动到锁定轮廓26中，其中，锁定杆24执行围绕轴30的摆动运动。致动件3在端侧可以具有减振件33，以便实现在开启设备1与车身4之间的低噪声的相互作用。

现在，在图4中示出锁定滑动件23的位置，在该位置中，例如操作者已经手动地抓住门元件2并且在箭头p4的方向上对开启设备或门元件2加载力f。开启设备1或门元件2的这种操纵可以借助于传感器17来检测，如接下来还要详细说明的那样。开启设备1在箭头p4的方向上的运动使得电驱动装置20被操控，从而锁定滑动件23在箭头p5的方向上在致动件3内被收回。通过收回锁定滑动件23，锁定杆24脱开并且可以围绕轴30摆动。

现在，在图5中示出锁定杆24的如下位置，锁定杆24在门元件2的进一步的操纵或运动时到达所述位置中。锁定杆24在箭头p6的方向上围绕轴30在致动件3中摆动并且进而与锁定轮廓26脱离接合。门元件2现在可以自由运动并且使致动件3移动到开启设备1中。

在图6中，现在再次从图1中的箭头ii的方向示出开启设备1的侧视图。示出当拉力fz作用在致动件3上时传动机构支架14所占据的传动机构支架14位置。当锁定件29与锁定轮廓26处于接合状态中并且附加地例如通过手动地抓住和打开门元件2使在箭头p7的方向上到开启设备1中的运动开始时，该拉力fz起作用。传动机构支架14的这种摆动可以借助于位置固定的传感器17来检测。传动机构支架14围绕角度α1摆动，由此使得传动机构支架14围绕角度α1移动，其中，移动角度α1在围绕初始位置a的顺时针方向上。在此，可以将摆动角度α1调节为几度、优选小于2°并且更优选小于或等于1°。高分辨率传感器——其优选是霍尔传感器——可以检测该摆动角度α1并将其作为控制信号提供给未示出的控制单元。

也可以清楚地看到板簧15围绕静止位置r的拱形结构34。板簧16位置固定地但以能摆动的方式被接纳在固定支承件16中。因此，图6示出当开启设备已经使门元件2运动并且门元件2例如由操作者抓住和拉起时开启设备1所处的情况。传感器17探测到操作者的这个拉力fz并且以前面所述的形式使锁定件29的解锁开始。

现在，在图7中示出将压力fd导入到开启设备1中的情况。通过压力fd，传动机构支架14沿逆时针方向在角度α2的方向上围绕轴27摆动，这又可以借助于传感器17和在传感器17与传动机构支架14之间的相对运动来探测。板簧15又受到拱形结构35的影响。在这种情况下，致动件3的驱动装置5由控制装置操控并且致动件3运动到开启设备1中。这种情况例如随后可能在操作者希望直接在打开和开启之后再次手动关闭机动车时出现。在这种情况下，可以对手动关闭进行辅助，或者也可以借助于开启设备1开始自动关闭。开启设备1随后作为用于门元件2的拉紧装置起作用，其中，借助于电驱动装置5、传动机构10、12、致动件3和锁定件29将门元件2拉紧到关闭位置中。为了拉紧，锁定件29的延长部31从后面接合车身4上的锁定轮廓26。

附图标记列表：

1开启设备

2机动车门元件

3致动件

4车身

5、20驱动装置

6传动机构

7力测量装置

8壳体

9、21输出轴

10齿轮

11第一传动级

12第二传动级

13齿条

14传动机构支架

15板簧

16固定支承件

17传感器

18电触头

19导向件

22螺杆驱动机构

23锁定滑动件

24锁定杆

25紧急操纵件

26锁定轮廓

27、30轴

28支承部位

29锁定件

31延长部

32沉割部

33减振件

34、35拱形结构

s致动行程

p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7箭头

a初始位置

f力

fz拉力

fd压力

r静止位置

α1、α2角度