Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürverschluss, mit einer Schaltungsanordnung mit wenigstens einem Sensor und einer angeschlossenen Steuer- einheit, wobei der Sensor zumindest zwei Schaltzustände aufweist, die zu variierender Stromstärke an seinem Ausgang korrespondieren und von der Steuereinheit erfasst werden.

Ein solcher Kraftfahrzeugtürverschluss wird beispielhaft in der DE 196 43 947 A1 beschrieben. Hier kommt als Sensor ein sogenannter Hallsensor-Chip zum Einsatz, also ein Elektronikbaustein, der ausgangsseitig unterschiedliche Strompegel abgibt, und zwar je nachdem, ob die Annäherung eines zugehörigen Magneten erkannt wird oder nicht. Solche Hallsensor-Chips kommen vielfältig zum Einsatz, wenn beispielsweise die Stellung einer Drehfalle im Innern eines zugehörigen Kraftfahrzeugtürschlosses abgefragt werden soll. Tatsächlich setzt sich ein solcher Kraftfahrzeugtürverschluss aus den beiden wesentlichen Bestandteilen Kraftfahrzeugtürschloss und zugehörigem Schließbolzen zusammen.

Sofern der Schließbolzen in ein Gesperre aus Drehfalle und Sperrklinke im Innern des Kraftfahrzeugtürschlosses beim Schließen einer zugehörigen Kraftfahrzeugtür einfährt, wird die Drehfalle bewegt: Sie gelangt zunächst in ihre Vorschließstellung und dann in die Hauptschließstellüng. Die jeweiligen Positionen können mit Hilfe des Hallsensor-Chips oder mehrerer solcher Hallsensor- Chips abgefragt und eindeutig in der Steuereinheit erfasst werden. Das gelingt durch Zuordnung der variierenden Stromstärken ausgangsseitig des Sensors bzw. Hallsensor-Chips zu den jeweils abzufragenden Stellungen der Drehfalle im Beispielfall. Derartige Hallsensor-Chips sind mit gewissen Nachteilen verbunden. So weisen sie ein Einschwingverhalten auf, welches sich darauf zurückführen lässt, dass die Versorgungsspannung des Hallsensor-Chips in der Regel getaktet wird. Durch das Einschwingverhalten kann das vom Sensor bzw. Hallsensor abge- gebene Stromsignal erst mit Verzögerung von der Steuereinheit zuverlässig ausgewertet werden. Das ist in Anbetracht der heutzutage geforderten schnellen Reaktionszeiten nachteilig. Hinzu kommt, dass Hallsensor-Chips relativ kostenaufwendig sind und Funktionsstörungen aufweisen können. Diese lassen sich beispielhaft darauf zurückführen, dass die magnetische Flussdichte des zugehörigen Magneten durch äußere Einflüsse oder alterungsbedingt, in Folge von mechanischer Beschädigung etc. abnimmt und folglich die wenigstens zwei zu registrierenden Schaltzustände nicht mehr einwandfrei vorliegen oder voneinander unterschieden werden können.

Zwar gibt es im Stand der Technik und aus anderem Zusammenhang vielfältige Ansätze dahingehend, mit Schaltern und Widerständen bei einer Verriegelungseinrichtung zu arbeiten (vgl. GB 2 309 481 ). Darüber hinaus ist es durch die JP 2001049952 bekannt, eine Antriebskontrolle für einen Motor zum Öffnen oder Schließen einer Kraftfahrzeugtür mit Schaltern und Widerständen zu ar- beiten. Überzeugende Vorschläge zur Lösung der vorgenannten Probleme ergeben sich hieraus aber nicht.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen gattungsgemäßen Kraftfahrzeugtürverschluss so weiter zu entwickeln, dass bei verbessertem Re- aktionsverhalten der bauliche und folglich finanzielle Aufwand gegenüber bisherigen Ausführungsformen verringert ist.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einem gattungsgemäßen

Kraftfahrzeugtürverschluss erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden bzw. mindestens zwei Schaltzustände des Sensors zu unterschiedlichen Strom- pfaden eines Leitungsnetzwerkes und/oder unterschiedlichen Spannungszu- ständen einer Ausgangsleitung gehören.

Selbstverständlich können mit Hilfe des Sensors auch mehr als zwei Schaltzu- stände bei Bedarf abgefragt werden. In der Regel reicht es jedoch aus, lediglich zwei Schaltzustände sicher zu erkennen, die zu jeweils unterschiedlicher Stromstärke ausgangsseitig des Sensors korrespondieren und so von der Steuereinheit sicher erfasst und jeweils abzufragenden Betriebszuständen zugeordnet werden können. Bei diesen Betriebszuständen bzw. Schaltzu- ständen mag es sich im Beispielfall der Abfrage einer Drehfalle um die Positionen "Vorschließstellung erreicht" und "Vorschließstellung nicht erreicht" handeln. Selbstverständlich ist dies nur beispielhaft zu verstehen.

Erfindungsgemäß kommt nun vorteilhaft als Sensor ein simpler Ein-/Ausschalter respektive Mikroschalter zum Einsatz. Mit Hilfe dieses Ein-/Ausschalters oder Mikroschalters werden nun unterschiedliche Strompfade eines Leitungsnetzwerkes definiert. An das Leitungsnetzwerk ist eine Versorgungsspannung angeschlossen. Je nachdem welcher Strompfad des Leitungsnetzwerkes aktiv ist (vorgegeben durch den Sensor respektive Ein-/Ausschalter) ändert sich die von der Steuereinheit erfasste und durch das Leitungsnetzwerk fließende Stromstärke.

Grundsätzlich können die beiden Schaltzustände des Sensors aber auch zu unterschiedlichen Spannungszuständen einer Ausgangsleitung gehören. Diese unterschiedlichen Spannungszustände der Ausgangsleitung lassen sich durch eine Spannungswandlung realisieren, die sensorbetätigt erfolgt. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Sensor respektive Ein-/Ausschalter auf einen (DCYDC-)Spannungswandler arbeitet bzw. diesen betätigt und als Folge hiervon durch die Ausgangsleitung erneut unterschiedliche Stromstärken fließen, die von der Steuereinheit erfasst und den jeweiligen Schaltzuständen zugeordnet werden. Das heißt, in diesem Fall sind lediglich der Spannungswandler, der Sensor und eine (einzige) Ausgangsleitung ausreichend.

Im Regelfall korrespondieren die beiden Schaltzustände des Sensors jedoch zu unterschiedlichen Strompfaden des Leitungsnetzwerkes, die je nach Vorgabe des Sensors respektive Ein-/Ausschalters aktiv sind. In diesem Zusammenhang hat es sich bewährt, wenn die Strompfade des Leitungsnetzwerkes unterschiedliche elektrische Widerstände aufweisen. Sofern mit im Wesentlichen konstanter Versorgungsspannung gearbeitet wird, führen diese unterschied- liehen Widerstände automatisch dazu, dass ausgangsseitig des Leitungsnetzwerkes variierende Stromstärken verursacht werden, die wiederum in der Steuereinheit eine Erfassung und Zuordnung zu den Schaltzuständen erfahren.

Das heißt, der Sensor arbeitet in entsprechendem Sinne auf das Leitungsnetz- werk, welches je nach Schaltzustand des Sensors unterschiedliche Strompfade zur Verfügung stellt. Über diese Strompfade fließt der Strom von einem Pol der Versorgungsspannung über das Leitungsnetzwerk bzw. den betreffenden Strompfad durch die Steuereinheit zum anderen Pol der Versorgungsspannung zurück. Denn als Versorgungsspannung kommt üblicherweise eine Gleich- Spannung, insbesondere Niedervoltgleichspannung im Bereich von ca. 9 Volt bis 15 Volt zum Einsatz, wie sie im Allgemeinen im Kraftfahrzeug vorliegt. Grundsätzlich sind aber auch höhere Versorgungsspannungen bis zu ca. 30 Volt bis 40 Volt denkbar.

Im Leitungsnetzwerk sind in der Regel zwei Strompfade realisiert, zwischen denen der Sensor umschaltet. Dabei gehört der erste Schaltzustand des Sensors zum ersten Strompfad, während der zweite Schaltzustand des Sensors den zweiten Strompfad vorgibt. Im Detail hat es sich als günstig erwiesen, wenn das Leitungsnetzwerk über eine Ausgangsleitung mit einem ersten Widerstand für den ersten Strompfad verfügt, zu welcher ein zweiter Widerstand als Nebenschlusswiderstand hinzugeschaltet wird. Kommt der Nebenschlusswiderstand bzw. der zweite Widerstand zum Einsatz, so werden zwei parallele Leitungen im Leitungsnetzwerk gebildet und stellen den zweiten Strompfad (bestehend aus den beiden Leitungen) zur Verfügung. Dabei sorgt der Sensor dafür, dass der zweite Widerstand bzw. Nebenschlusswiderstand zu der Ausgangsleitung mit dem ersten Widerstand hinzugeschaltet wird. Die Funktionsweise bzw. Unterscheidung zwischen dem ersten Strompfad mit dem ersten Widerstand und dem zweiten Strompfad mit dem ersten und dem zweiten Widerstand ist ähnlich aufgebaut und funktioniert vergleichbar wie bei einem Strommessgerät, bei welchem über einzelne Nebenschlusswiderstände (Shunts) die einzelnen Messbereiche vorgewählt werden.

Jedenfalls fließt im ersten Schaltzustand des Sensors der Strom lediglich durch den ersten Widerstand (erster Strompfad). Wird dagegen beim zweiten Schaltzustand des Sensors der zweite Widerstand als Nebenschlusswiderstand unter Bildung der beiden parallelen Leitungen hinzugeschaltet, so fließt der Strom über den ersten Widerstand und den zweiten Widerstand, was zu einer Verringerung des Gesamtwiderstands und einer Erhöhung der Stromstärke (bei im Wesentlichen gleichbleibender Versorgungsspannung) korrespondiert (zweiter Strompfad).

Um insgesamt den Ruhestrom durch das Leitungsnetzwerk zu reduzieren und eventuelle Überhitzungen zu vermeiden, wird im Allgemeinen mit einer getakteten Versorgungsspannung gearbeitet. Dabei mag die Versorgungsspannung beispielhaft mit einem Tastverhältnis von 0,5 bzw. 50 % arbeiten. Das heißt, die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit nehmen in etwa jeweils die Hälfte der gesamten Periodendauer der Versorgungsspannung ein. Dabei wird regelmäßig mit einer Rechteckspannung gearbeitet, wenngleich natürlich auch andere Spannungsverläufe von der Erfindung umfasst werden.

Um die Kosten möglichst gering zu halten und den Einbau zu vereinfachen, hat es sich bewährt, wenn der Sensor und das Leitungsnetzwerk eine Baueinheit bilden. Das heißt der Sensor und im Wesentlichen die beiden Widerstände werden im Allgemeinen als ein Bauteil zur Verfügung gestellt, welches unmittelbar an der gewünschten Stelle im Innern des Kraftfahrzeugtürschlosses für die erforderliche Abfrage der Betriebszustände und damit der Schaltzustände sorgt. Bei den beiden Widerständen mag es sich um herkömmliche Kohleschichtwiderstände handeln, wobei selbstverständlich aber auch solche auf Halbleiterbasis von der Erfindung umfasst werden. Grundsätzlich kann es sich auch um kapazitive Widerstände handeln.

Im Übrigen trägt die Erfindung dem speziellen Einsatzgebiet innerhalb eines Kraftfahrzeuges dadurch Rechnung, dass je nach anliegender Versorgungsspannung der jeweilige Schaltzustand des Sensors zu einem Stromstärkebereich vorgegebener Ausdehnung gehört. Das heißt, von der Steuereinheit wird ein bestimmter Stromstärkebereich als zu einem Schaltzustand gehörig akzeptiert und interpretiert. Dabei wird die Auslegung natürlich so getroffen, dass sich die zu den beiden Schaltzuständen gehörigen jeweiligen Stromstärkebereiche nicht überlappen, sondern vielmehr durch einen Stromstärkefreibereich voneinander separiert sind. Dieser Stromstärkefreibereich mag von seiner Ausdehnung her dem jeweiligen Stromstärkebereich entsprechen,

Im Ergebnis wird ein Kraftfahrzeugtürverschluss mit einer speziellen Schaltungsanordnung zur Verfügung gestellt, die auf einen zuverlässigen Sensor meistens in Gestalt eines Ein-/Ausschalters zurückgreift. Der Ein- /Ausschalter ist vorteilhaft mit einem Leitungsnetzwerk gekoppelt, das aus- gangsseitig wenigstens zwei verschiedene Stromstärken bzw. zwei ver- schiedene Stromstärkebereiche zur Verfügung stellt. Diese Stromstärken bzw. Stromstärkebereiche können unschwer von der Steuereinheit erfasst werden.

Als Folge hiervon unterscheidet sich die erfindungsgemäße Schaltungsanord- nung mit dem Sensor bzw. Mikroschalter von ihrem eingangsseitigen und aus- gangsseitigen Verhalten praktisch nicht von demjenigen, wie es bei einem Hallsensor-Chip beobachtet wird. Das heißt, die im Rahmen der Erfindung realisierte Schaltungsanordnung kann einen Hallsensor-Chip substituieren.

Das gelingt auf einfache und kostengünstige Art und Weise. Darüber hinaus hat die Taktung der Versorgungsspannung keinen Einfluss auf die Schalteigenschaften des Sensors bzw. Ein-/Ausschalters. Dieser weist nämlich kein Einschwingverhalten auf. Vielmehr liegen die unterschiedlichen Stromstärkebereiche je nach Schaltzustand vor, die sich lediglich aufgrund gegebenenfalls variierender Versorgungsspannung einstellen. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtürverschluss schematisch,

Fig. 2 das Leitungsnetzwerk in einer Übersicht,

Fig. 3 eine zeitliche Abfolge der Versorgungsspannung und die zugehörigen Schaltzustände des Sensors sowie schließlich

Fig. 4 die unterschiedlichen Schaltzustände unter Berücksichtigung jeweiliger

Stromstärkebereiche. In der Fig. 1 ist ein Kraftfahrzeugtürverschluss in seinen Grundzügen dargestellt. Dieser setzt sich aus einem Türschloss 1 , einer Drehfalle 2 und einer Sperrklinke 3 in dem Türschloss 1 zusammen. Ferner gehört zum grundsätzlichen Aufbau ein Schließbolzen 4, der lediglich angedeutet ist. Mit Hilfe eines Sensors 5 lassen sich nun verschiedene Stellungen der Drehfalle 2 abfragen.

Dazu ist der Sensor 5 über ein Leitungsnetzwerk 6 mit einer Steuereinheit 7 verbunden. Der Sensor 5 ist vorliegend als Ein-/Ausschalter 5 ausgebildet und weist zwei Schaltzustände auf, nämlich Schalter 5 "offen" und Schalter 5 "geschlossen", wie die Fig. 2 andeutet. Diese beiden Schaltzustände des Sensors 5 korrespondieren zu jeweils variierender Stromstärke h , I2 am Ausgang des Sensors 5 respektive am Ausgang des Leitungsnetzwerkes 6. Die Steuereinheit 7 kann nun diese unterschiedlichen Stromstärken h, I2 ausgangsseitig erfassen und Betriebszuständen der Drehfalle 2 zuordnen, beispielsweise "Vorschließ- stellung erreicht" oder "Vorschließstellung nicht erreicht".

Erfindungsgemäß gehören die beiden Schaltzustände des Sensors respektive Ein-/Ausschalters 5 im Rahmen des Ausführungsbeispiels zu unterschiedlichen Strompfaden 6a; 6a, 6b des Leitungsnetzwerkes 6. Dabei weisen die beiden Strompfade 6a; 6a, 6b des Leitungsnetzwerkes 6 unterschiedliche elektrische Widerstände Ri; Ri + R ₂ auf. Diese unterschiedlichen Widerstände R-i; Ri + R ₂ verursachen bei im Wesentlichen konstanter Versorgungsspannung U die jeweils variierenden und von der Steuereinheit 7 ausgewerteten Stromstärken l-| , I2.

Tatsächlich sind vorliegend zwei Strompfade 6a; 6a, 6b realisiert, zwischen denen der Sensor respektive Ein-/Ausschalter 5 umschaltet. Bei diesen Strompfaden 6a; 6a, 6b handelt es sich um eine Ausgangsleitung 6a mit dem ersten Widerstand Ri für den ersten Strompfad 6a. Zu diesem ersten Strompfad 6a wird mit Hilfe des Sensors respektive Eirv/Ausschalters 5 der zweite Widerstand R ₂ als Nebenschlusswiderstand hinzugeschaltet. Dadurch fließt der Strom nicht nur durch die Ausgangsleitung 6a, sondern zusätzlich durch eine Parallelleitung 6b mit dem zweiten Widerstand R ₂ . Beide Leitungen 6a, 6b bilden den zweiten Strompfad 6a, 6b (vgl. Fig. 2).

Anhand der Fig. 3 oben erkennt man, dass die Versorgungsspannung U getaktet vorliegt. Im Ausführungsbeispiel verfügt die Versorgungsspannung U über ein Tastverhältnis von in etwa 0,5 bzw. 50 %. Das Tastverhältnis gibt da- bei den Quotienten der eingeschalteten Zeit ^ _n zur Periodendauer T, das heißt ton/T wieder. Gleiches gilt vorliegend für das Verhältnis der ausgeschalteten Zeit t _o ff zur Periodendauer T. In Folge der unterschiedlichen Stromstärken l-| , I2 ausgangsseitig des Leitungsnetzwerkes 6 stellen sich je nach dem, ob der Ein- /Ausschalter 5 geschlossen ist oder nicht, die in der Fig. 3 unten dargestellten Stromverläufe über die Zeit t ein. So ist im linken Teil der Fig. 3 unten der Ein- /Ausschalter 5 offen und gehört zur geringeren Stromstärke H. Im rechten Teil ist der Ein-/Ausschalter 5 geschlossen und bedingt die höhere Stromstärke I2.

In der Fig. 4 oben ist schließlich der zeitliche Verlauf der Versorgungsspannung U unter Berücksichtigung einer Variation der Versorgungsspannung dargestellt. Aufgrund dieser Variation der Versorgungsspannung U (schraffiert dargestellt) ergibt sich auch ein Stromstärkebereich, wie er in der darunter angeordneten Darstellung gezeigt ist. Dieser (ebenfalls schraffierte) Stromstärkebereich gehört zum jeweiligen Schaltzustand, einerseits Ein-/Ausschalter 5 "offen" (Strom- stärke h) und andererseits Ein-/Ausschalter 5 "geschlossen" (Stromstärke I2). Die Darstellung ist also vergleichbar zu derjenigen in der Fig. 3 unten mit dem einzigen Unterschied, dass nun aufgrund der variierenden Versorgungsspannung U ein jeweiliger Stromstärkebereich wiedergegeben ist, der insgesamt von der Steuereinheit 7 (noch) als zum jeweiligen Schaltzustand ge- hörig interpretiert wird. Zwischen den beiden Stromstärkebereichen l-|, I2, welche zu den Schaltzuständen "offen" und "geschlossen" gehören, erstreckt sich ein sogenannter Stromstärkefreibereich 8, welcher von seiner Ausdehnung her im Wesentlichen dem jeweiligen Stromstärkebereich entspricht und so eine definitive Unterscheidung zwischen den Schaltzuständen "offen" und "geschlossen" in der Steuereinheit 7 ermöglicht.

Vorliegend mag die Versorgungsspannung U im Bereich zwischen 9 Volt und 15 Volt angesiedelt sein. Die zum Ein-/Ausschalter 5 gehörige Stromstärke in dessen Zustand "geschlossen" mag zwischen ca. 14 mA und 23 mA liegen. Ist dagegen der Ein-/Ausschalter 5 "offen", so stellt sich ausgangsseitig des

Leitungsnetzwerkes 6 eine Stromstärke im Bereich zwischen ca. 3 mA und 5 mA ein. Folgerichtig erstreckt sich der Stromstärkefreibereich 8 im Bereich zwi- sehen ca. 5 mA und 14 mA. Hierbei handelt es sich selbstverständlich nur um

Beispielwerte.