机动车驱动装置的制作方法

本发明涉及一种机动车驱动装置，特别是应用在机动车门锁中并且与该机动车门锁相关联地应用的机动车驱动装置。该机动车驱动装置具有：驱动件和支座；在驱动件与支座之间的至少一个弹簧；至少一个驱动件传感器，其根据由驱动件抵抗弹簧力而施加的力以及相关联的在驱动件与支座之间的相对运动而将传感器信号传输给控制单元。

背景技术：

机动车驱动装置典型地被实施和应用于例如操纵作为特殊的执行机构的机动车执行机构，如机动车舱盖、车窗玻璃升降器、座椅调节器等。目前这通常以电动方式进行。出于该原因，这种机动车驱动装置通常配备有驱动件，其作为机动车鲍登拉索装置借助于例如机动车把手和/或在动用电动机的情况下被加载。因此，与电动机所提供的驱动相比，相关的机动车执行机构或驱动单元的运动通常可以与相关的机动车执行机构的远程组件那样容易地实现。

这样的机动车驱动装置和特别是机动车鲍登拉索装置以多种方式使用在机动车中。其应用场合的例子有油箱盖解锁装置、前舱盖和后舱盖解锁装置、座椅调节器、车窗玻璃升降器和滑动门调节器(仅列举了少数例子)。特别优选地，在此涉及用于应用在机动车门锁中并且与机动车门锁相结合地使用的机动车鲍登拉索装置。实际上，机动车门锁通常通过这种鲍登拉索装置联接到车门内把手、车门外把手或自动关闭装置。

特别是在被称作自动关闭装置或关闭驱动装置的装置中，通过鲍登拉索装置将较大的力从驱动装置传递到例如作为在对应的机动车门锁内部的锁定装置的组成部分的转动锁叉上。这对于例如使位于预锁定位置中的机动车门或门扇克服门橡胶力或一般的关闭力而转移到主锁定位置中是必要的。一旦相关的门扇在所述过程中位于主锁定位置或主锁定状态中，通常就切断对应的关闭驱动装置。然而在此可能出现力峰值，例如当在冬天必须克服冻结的橡胶密封件的反作用力时，则观察到该力峰值。此外，还可能出现在门缝中的夹紧。出于这个原因，在此通常以最小牵引力工作，该最小牵引力确保在所有能设想到的温度和功能状态下都能可靠地占据主锁定位置或主锁定状态。

在例如机动车门锁机械地通过车门内把手或车门外把手打开时，也会观察到类似的力峰值。在此，特别在老式车辆中和不利的天气条件、例如被冰冻住的门的情况下，操作者通常施加较大的力。虽然在此情况下已经有纯电动地打开相关的机动车门锁的方法。然而，这种解决方案是昂贵的。

然而迄今为止在纯机械式工作的机动车门锁中缺少令人信服的解决方案，即缺少能够吸收与这样的鲍登拉索装置相关联的力峰值并且特别避免参与的元件如车门内把手、车门外把手或关闭驱动装置的损坏的解决方案。虽然在此类的现有技术中根据文献us6104454已经存在如下的方法，即，通过鲍登拉索、弹簧和作为传感器的开关操纵机动车门锁。在此情况下，作为传感器的开关用于检测杆的打开状态。与此相对地，弹簧确保鲍登拉索装置的外套在操作之后被无差错地复位。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是进一步改进这种机动车驱动装置，特别是机动车鲍登拉索装置，优选为了应用在机动车门锁中并且与机动车门锁相关联地使用，以使得以在机械方面简单的方式可靠地避免所涉及的元件、特别是所连接的执行机构的损坏和/或避免夹住事故。

为了解决该技术问题，本发明在优选应用在机动车门锁中并且与机动车门锁相关联地应用的此类的机动车驱动装置和特别是机动车鲍登拉索装置中提出：驱动件传感器根据由驱动件施加的力分别产生与力相关的、平滑的、不同的传感器信号，所述传感器信号由控制单元评估，例如用于操控执行机构。

在本发明中使用特殊的驱动件传感器。这是由于该驱动件传感器产生与力相关的传感器信号，也就是说产生根据由驱动件施加的力而相应地变化的传感器信号。因此，传感器信号根据所施加的力而不同。此外，该传感器信号是平滑的数字传感器信号或模拟传感器信号，其可以无级地取在最小值与最大值之间的任意值。因此，有关的传感器信号也可以被称为“值连续的”。

根据有利的设计方案，由相关的驱动件传感器输出的传感器信号被设计为所施加的力的函数。例如传感器信号所施加的力线性相关。也就是说，随着力的增大，传感器信号也有规律地上升。传感器信号一般而言可以是能够电地或电子地评估的信号、例如从驱动件传感器输出的电压。但是，作为对此的替代方案，驱动件传感器也可以根据所施加的力产生不同的电阻值，所述电阻值可以作为传感器信号被检测。原则上也可以考虑不同的电流强度，所述不同的电流强度是由驱动件传感器根据所施加的力而产生的。

驱动件传感器能以无接触的方式或接触的方式工作。此外，驱动件传感器经常两件式地被设计为具有位置固定的基础部件和相对于基础部件可运动的以及连接到驱动件上的运动部件。

具体地，驱动件传感器可以是霍尔传感器。在这种情况下，位置固定的基础部件被设计为例如霍尔传感器芯片或通常被设计为半导体晶片，该霍尔传感器芯片或半导体晶片被电流流过并且被放置在与其垂直地延伸的磁场中。磁场通常由永磁体提供，该永磁体是连接到驱动件上的所述运动部件。

如果在磁体与霍尔传感器芯片之间发生运动，则从霍尔传感器芯片提供输出电压，根据霍尔效应，该输出电压与磁通量密度和流动电流的乘积成比例。在电流保持恒定并且永磁体的磁通量密度随着所施加的力的增大而增加时，可期待在驱动件所施加的力与相关联的传感器信号之间为绝大部分的线性关系。无论如何以这种方式都可以产生电压，该电压取决于驱动件所施加的力以及进而取决于运动部件(永磁体)相对于霍尔传感器芯片的线性的路程，更确切地说通常是线性的。

在另一个替代的实施方式中，驱动件传感器原则上也可以被设计为光传感器。在这种情况下，位置固定的基础部件例如被设计为led或激光二极管，运动部件根据驱动件所施加的力相对于该led或激光二极管运动。运动部件可以配备有与路程相关的几何结构、例如线宽度增加的横线，以使得从其反射的并且借助于光传感器接收的信号继而也(线性地)取决于运动部件相对于位置固定的基础部件的所完成的路程。霍尔传感器和光传感器通常无接触地工作，也就是说，无需维护并且没有磨损。

但是原则上在此也可以使用接触地工作的驱动件传感器，例如以滑动电阻器和特别是线性电位器的形式。这种滑动电阻器或线性电位器具有与路程有关的电阻。在这种情况下，驱动件的所施加的力导致由滑动电阻器产生的电阻示例性地线性地上升。该线性地上升的电阻同样可以作为传感器信号而被评估。

无论如何，本发明都采用了平滑的传感器信号、即那些无级地在最小值与最大值之间连续地变化的传感器信号。通常在此这样设计，即，驱动件传感器的传感器信号随着驱动件所施加的力的增加而同样线性地增大。通过这种方式可以很简单地采取多种多样的调整和校准措施，也就是说不是以机械方式，而是通过合适的软件校正。

如果要借助于例如作为机动车执行机构的关闭驱动装置来关闭和锁住全部的机动车舱盖，则需要提供在分别借助于关闭驱动装置或机动车执行机构产生的门缝隙与相应的传感器信号之间的关联。如果还以线性相关性或已知的相关性为基础并且考虑到如下事实，即，通常在休止状态中或在正常情况下并且在没有力施加到驱动件的情况下驱动件传感器的传感器信号为零，那么由此可以得出具有相应的门缝隙或作用在驱动件上的相关联的力的传感器信号的每个值。

相应的传感器特性可以在控制单元中存储并映射/描绘。如果现在控制单元还评估附加的传感器信号，则可以调整传感器特性。附加的且待由控制单元评估的传感器信号例如可以是作为附加信号的倾斜传感器、执行机构传感器、转动锁叉、特别是自动关闭装置等的传感器信号。借助于倾斜传感器例如确定所属的机动车车身的倾斜。

如果例如配备有待关闭的机动车舱盖的机动车处于倾斜路段上并且由此沿打开方向附加地加载机动车舱盖，则控制单元可以将此考虑在内，即通过对与用于机动车舱盖的缝隙或门缝隙的相应值相关联的、并且作用在驱动件上的力进行再校准。这种再校准考虑到由于斜坡坡度对相关的机动车舱盖所施加的附加的力。也就是说，控制单元可以根据附加信号重新校准传感器信号。替代地或附加地，这种再校准也可以根据外部输入的数据来实现。在这种情况下，再校准例如在维护或停留到车间时进行，例如当由于使用而出现磨损现象并且因此在该示例情况下在驱动单元中或在用于例如机动车舱盖的执行机构的驱动中出现随之而来的较大的公差时。优选地，该另一信号是转动锁叉信号。在此特别地探测到转动锁叉的位置。为此例如可以使用传递转动锁叉的位置的半开-信号(ajar-signal)。

从由驱动件传感器传输到控制单元上的传感器信号中可以导出不同的暴露信号(exponiertesignale)，例如所谓的夹住信号或过载信号。

在此，通常设计成使得在由驱动件抵抗弹簧力而施加的力超过确定的第一力阈值起观察到夹住信号。如果由驱动件施加的力持续，那么会超过第二力阈值，该第二力阈值对应于驱动件所施加的增大的力。该第二力阈值属于不同的传感器信号，因此属于过载信号。

这两个不同的信号——在此为夹住信号和过载信号——现在可以借助于控制单元来检测并且彼此区分。此外可以设想的是，控制单元还附加地被设置为用于评估来自补充的执行机构传感器的信号。通常借助于这种执行机构传感器检测执行机构的运动。因此，例如，在执行机构处于不(再)可能夹住的位置中时控制单元可忽略来自于驱动件传感器的相应的夹住信号并且仍然确保相关的执行机构被不变地加载。只有当驱动件传感器在所描述的示例中将过载信号传输给控制单元时，控制单元才可以确保执行机构或相关联的对机动车执行机构加载的驱动单元不(再)被继续加载，以便防止相应的驱动单元的过载和损坏。以这种方式可以在防夹保护与过载保护之间进行简单的以及通过传感技术的区分。这种通过传感技术的区分可以简单且低成本地被集成到机动车驱动装置中并且特别地被集成到机动车鲍登拉索装置中。

这是由于控制单元可以根据执行机构传感器的信号以及根据驱动件传感器的信号相应地控制和/或调节执行机构。因此例如可以设想当且仅当执行机构传感器的信号表明不会再发生“夹住”时，才可忽略来自驱动件传感器的夹住信号。执行机构传感器的这种信号例如在机动车摆动门中属于在相关的摆动门与机动车车身之间所剩的缝隙过小以至于不能夹住衣服、手指等的区域。只有在这种情况下，控制单元才会忽略相应的夹住信号，这种夹住信号例如是由如下原因引起的，即，所属的摆动门必须抵抗例如冻结的门橡胶密封件而被关闭。

因为在这种情况下最终也观察到驱动件中的力上升，所述力上升导致弹簧在驱动件与支座之间被压缩。驱动件的抵抗弹簧力所施加的力和与此关联的在驱动件与支座之间的相对运动如此大而使得来自于驱动件传感器的相应的传感器信号被传输給控制单元。该传感器信号通常属于夹住信号。然而，如果执行机构或者说机动车执行机构——具体而言是作为机动车舱盖的机动车摆动门——与机动车车身仅围住不再可能导致夹住的较小的缝隙，则出于上面所描述的原因而忽略相关的夹住信号。

驱动件在任何情况下都通过弹簧支撑在支座上。因此，一旦作用在驱动件上的力大于由弹簧建立的反作用力，弹簧就被压缩。从弹簧的特定的压缩开始，驱动件传感器被触发并且产生相应的传感器信号。这明确地表示出超过了预先借助于弹簧所预设的最大的特定的力。这是由于弹簧最终确保驱动件相对于支座被预紧。

以这种方式可以实现对于相应的驱动件传感器的不同的触发特性。这是由于驱动件传感器在其触发特性方面被设计成根据弹簧的设计和/或在驱动件上的对传感器进行作用的轮廓的设计而可变化。如果例如要提高力阈值——从该力阈值起对相应的驱动件传感器进行作用，则这例如可以通过使用具有较大弹簧常数的弹簧来实现。替代地或附加地，也可以使用多个并联的弹簧。

驱动件本身可以与电动机或者一般来说与驱动单元和/或机动车把手联接。

由此，借助于驱动件加载的执行机构或用于机动车执行机构的驱动单元能够手动地借助于机动车把手加载并且也能够以电动方式加载。驱动件本身可以被设计为机动车鲍登拉索，因此其整体上在所描述的机动车驱动装置中优选地涉及机动车鲍登拉索装置，如已经描述和说明的那样。

由此提供了一种供使用的机动车驱动装置，其中整体上进行了力的限制。这是由于驱动件通过至少一个弹簧支撑在支座上。一旦作用在驱动件上的力超过了由弹簧建立的反作用力，则弹簧被压缩。根据弹簧的压缩，这导致观察到在驱动件与支座之间的或多或少地显著的相对运动。相应的相对运动可以借助于驱动件传感器而被利用，以便将相应的传感器信号传输给控制单元。一旦超过确定的并且能可变化地调节的力阈值，则控制单元例如可以使由其加载和操控的执行机构直接停止或沿反方向运动。在机动车舱盖作为机动车执行机构的机动车舱盖情况下也可以采取这样的措施：使相关的机动车舱盖沿反方向反转。这可以视为本发明的主要优点。

附图说明

下面根据示出仅一个实施例的附图详细说明本发明，图中示出：

图1示出根据本发明的机动车驱动装置，其用于与所示出的机动车门锁相结合地使用，

图2a示出在未被操纵的状态下的根据图1的驱动件连同支座，

图2b示出在被操纵的状态下的根据图2a的对象，

图3示意性地示出基于作用在驱动件上的力的传感器信号，

图4示出在应用本发明时以可相对于机动车车身运动的机动车舱盖的形式的机动车执行机构。

具体实施方式

在图1、图2a和图2b以及图4中分别示出了机动车驱动装置。在上面指明的根据图1、图2a、图2b和图4的变形中，机动车驱动装置相应地为机动车鲍登拉索装置。机动车驱动装置、尤其是图1所示的机动车鲍登拉索装置作为执行机构或机动车执行机构不限于与在那里示出的机动车门锁1相关联地使用并且被设计为用于驱动该机动车门锁。而根据图2a和图2b的机动车鲍登拉索装置被使用在如下的机动车执行机构中并且与如下的机动车执行机构相关联地使用，该机动车执行机构不是根据图1的机动车门锁1，而是在图4的示例情况中为机动车舱盖并且具体而言是机动车摆动门14。

原则上，当然也可以借助于下面还要详细描述的机动车驱动装置来加载其它机动车执行机构，然而这未被示出。相关的机动车执行机构可以是车窗玻璃升降器、座椅调节器、机动车滑动门、机动车滑动天窗、机动车油箱盖、机动车后舱盖等(仅列举了几个示例)。

相应于图1示出的机动车驱动装置特别是机动车鲍登拉索装置首先配备有驱动件2、3。驱动件2、3在该实施例中被设计为鲍登拉索或者说机动车鲍登拉索2、3。为此目的，设有缆芯2和接纳缆芯2的外套3。如常见的那样，缆芯2可以被设计为钢拉索或塑料拉索。外套3可以是钢外套或塑料外套。缆芯2可以相对于位置固定的外套3轴向地往复运动，例如在图2a和图2b中所示的那样。在此，外套3整体上用作经由缆芯2的力传递的支座。

具体而言并且根据图1中的实施例，缆芯2连接到关闭驱动装置4、5的可移动的滑块或线性执行机构5上。线性执行机构5借助于电动机4驱动并且根据本发明提供一种对于机动车执行机构、具体为机动车门锁1的驱动单元4、5、即关闭驱动装置4、5。

例如，根据图1中的实施例，驱动单元4、5或关闭驱动装置4、5在机动车门锁1的内部的锁定装置被拉动关闭的过程中确保缆芯2被加载图1所示的拉力f。以这种方式产生的拉力f可以借助于缆芯2传递直至机动车门锁1的内部中，因为缆芯2可以相对于作为支座的外套3支撑并且相对于外套3往复运动。在所示的实施例中，缆芯2的牵拉运动确保了：使机动车门锁1内部的作为锁定装置的组成部分的转动锁叉从其之前占据的预锁定位置转移到主锁定位置中。在本申请人的文献de102015100750a1中可以找到具有通过鲍登拉索2、3加载的转动锁叉的相应构造的关闭驱动装置的细节。当然，这仅是示例性的应用，而决不是限制性的。鲍登拉索2、3可以优选地通过自动关闭装置或手动地通过机动车把手15加载。

可以看出还附加地设置有弹簧6。根据该实施例，弹簧6位于外套3与支座7之间。以这种方式，由缆芯2和外套3组成的驱动件2、3整体上通过弹簧6支撑在支座7上。根据图1中的图示，支座7被设计为在支撑件8中或在支撑件8上的基座。如图1所示，支撑件8能固定地连接到机动车门锁1的壳体上。

作为其替代方案，也可以使支撑件8并且由此使支座7悬伸地/活动地支承在外套3上，如在根据图2a和图2b的实施例中可见的那样。支撑件8配备有接纳缆芯2或其外套3的延伸部9。由此，支撑件8连同延伸部9无缺陷地并且悬伸地/活动地支承在外套3上。因为支撑件8连同延伸部9能够相对于外套3并且进而相对于驱动件2、3沿轴向方向执行相对运动。

在此，支撑件8整体上设计为包围弹簧6。实际上，支撑件8被设计为空心筒体。除了空心筒体的几何形状之外，还可以考虑椭圆形的、角状的或其它多边形的几何形状。延伸部9同样被设计为筒状。对于在支撑件8的内部中包围外套3的凸缘/套箍10也是如此。为此，支撑件8首先配备有开口11，以便能将外套3连同在其中被引导的缆芯2引入到支撑件8的空心筒形的壳体中并且在其中轴向地往复移动。

凸缘10具有轴向长度l，该轴向长度规定出并且允许驱动件2、3在空心筒形的支撑件8的内部中的余隙。实际上，凸缘10以及与该凸缘一起的外套3在考虑弹簧6的对准/取向的情况下允许实现在凸缘10作为整体避免超行程之前驱动件2、3能够相对于支座7所完成的最大总路程s，这在图2b中示出。

附加地，还设有集成到支撑件8中的驱动件传感器12、13。根据图2a和图2b中的图示，驱动件传感器12、13具有位置固定的基础部件12和相对于基础部件可运动的并且连接到驱动件2、3的运动部件13。驱动件传感器12、13在该实施例中被设计为霍尔传感器或滑动电阻器或线性电位器。一旦在位置固定的基础部件12与运动部件13之间出现相对运动，驱动件传感器12就确保产生相应的传感器信号，该传感器信号取决于作用在驱动件2、3上的力，更确切地说与其线性地相关，如在图3中示意性地示出的并且接下来还将详细说明的那样。

首先考虑在图2a中示出的未被操纵的状态，由在外套3内部的缆芯2施加的力使得借助于驱动件2、3将所示出的力f传递到借助于驱动件2、3所作用的机动车执行机构上。这在之前所描述的在图1所示的实施例中的关闭驱动装置4、5的情况下为在机动车门锁1的内部中的、在那里已经提到的转动锁叉。在根据图2a和图2b的变型方案中，借助于驱动件2、3对在图4中示出的机动车摆动门14进行作用，如下文还将详细说明的那样。

只要在借助于力f加载相应的机动车执行机构时观察到“正常的”操纵力，那么在驱动件2、3与支座7之间就不会出现显著的相对运动，并且因此在作为驱动件传感器12、13的组成部分的位置固定的基础部件12与运动部件13之间也不会出现显著的相对运动。相应地，由驱动件传感器12、13发出的信号在该情况下为零或近似为零。因为在这种情况下，由弹簧6建立的反作用力确保使弹簧6不被显著地压缩。

然而，如果为了加载机动车执行机构所需的力f超过确定的力阈值，那么这引起弹簧6被压缩到使得观察到如图2b所示在驱动件传感器12的运动部件13与基础部件12之间的相对运动，并且因此将相应的传感器信号传输和输出到控制单元16。与此相应的是弹簧6的压缩以及与之伴随的对之前已经提及的第一力阈值的超过。相关联的传感器信号随后被解释为夹住信号并且在图3中示出并且相应地被标明。

如果驱动件2、3持续不变地加载并且力f增大，那么这引起弹簧6从图2b中的功能位置起越来越多地被压缩。该增加的压缩被标识为第二传感器信号，该第二传感器信号根据实施例对应于过载信号并且同样在图3中示出。

根据该实施例，驱动件传感器12、13的过载信号导致通过图1所示的控制单元16使驱动单元4、5或关闭驱动装置停止并且在必要时反转。同样的情况可适用于根据图4的实施例中的驱动装置4、5。从图3可看出，驱动件传感器12、13的传感器信号被设计为由驱动件2、3所施加的力的函数。根据该实施例，传感器信号与所施加的力成线性关系，也就是说，传感器信号当前随着驱动件2、3上的力f的增大而线性地增长。

在图4中现在示出对于之前详细描述的机动车驱动装置的另一应用。实际上，在此情况下被使用的驱动装置4、5可以被设计为根据图1所示的关闭驱动装置4、5所适用的那样。但是原则上，驱动装置4、5也可以是未示出的变速器装置。在任何情况下在根据图4的图示中的驱动装置4、5都确保使得在那里示出的机动车摆动门14作为由驱动装置4、5加载的机动车执行机构而相对于机动车车身17关闭，如在图4中机动车摆动门14的不同位置所示出的那样。为此，驱动装置4、5借助于控制单元16加载。驱动装置4、5继而又作用于驱动件2、3，这更具体地如在图2a和图2b中所示出的那样。

通常，之前提到的夹住信号包括由驱动件2、3加载的、由驱动单元4、5产生的例如50n的拉力或者说力f。这可以包括第一力阈值。当驱动件2、3上的拉力或者说力f达到或超过例如250n的值时，那么达到第二力阈值。当然，这仅是示例性的，而绝不是限制性的。

因此，根据在图3中示出的在第一摆动角度范围α1中的阈值，当出现相关的夹住信号时，由控制单元16检测到的夹住信号导致控制单元16沿反转方向加载驱动装置4、5。因为在这个摆动角度范围α1中，控制单元16将夹住信号解释为：在机动车摆动门14与机动车车身17之间的门缝隙中夹住了操作人员的衣服或甚至手指，并且在此确保弹簧6被压缩。因此，由于在运动部件13与位置固定的基础部件12之间的由此产生的相对运动而产生驱动件传感器12、13的传感器信号。

然而，如果在出现夹住信号时机动车摆动门14位于图4所示的第二摆动角度范围α2中，则控制单元16确保尽管出现夹住信号仍不变地加载驱动单元4、5。因为为此目的，控制单元16评估来自于执行机构传感器18的附加信号。在示例情况下，借助于该执行机构传感器18可以检测转动角位置或者由机动车摆动门14相对于机动车车身17超出的摆动角度。如果机动车摆动门14占据属于摆动角度范围α2的摆动角度，则控制单元16将这种情况解释为不可能再发生夹住的情况。这通常可以归因于门缝隙确实(schlichtundergreifend)过于狭窄从而不会夹住手指。

出于这个原因，在所述摆动角度范围α2中，来自驱动件传感器12、13的夹住信号被控制单元16忽略。控制单元16在该摆动角度范围α2中不变地加载驱动单元4、5，以便在该示例情况下完全关闭机动车摆动门14。因为在这种情况下，夹住信号例如被解释为结冰等情况。关闭过程在此进行直到控制单元16检测到过载信号。接着，驱动单元4、5被停止。

作为在本发明的范围内的执行机构传感器18的替代方案，控制单元16还考虑例如来自转动锁叉传感器或在机动车车身17上或在机动车车身17中的倾斜传感器的附加信号。

附图标记列表：

1机动车门锁

2缆芯

3外套

2、3驱动件(机动车鲍登拉索)

4电动机

4、5关闭驱动装置(驱动单元)

5线性执行机构

6弹簧

7支座

8支撑件

9延伸部

10凸缘/套箍

11开口

12基础部件

13运动部件

12、13驱动件传感器

14机动车摆动门

15机动车把手

16控制单元

17机动车车身

f拉力