CN106795734B - 包括具有桥式电路的控制单元的调节设备 - Google Patents

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Abstract

本发明尤其涉及一种用于车辆上的封闭元件的调节设备，所述封闭元件例如是窗玻璃、活顶或者敞篷遮蔽盖，其中可借助于调节设备在打开的位置和关闭的位置之间调节封闭元件，并且其中调节设备具有驱动马达(M)以调节封闭元件以及具有电子控制单元，并且控制单元包括桥式电路(B)，以便给驱动马达(M)供给电流并且控制驱动马达(M)的待与封闭元件耦联的驱动元件的转速以及转动方向。桥式电路(B)与车辆的至少一个附加的电的消耗器(S)例如窗玻璃加热装置连接并且构成和设置用于控制对至少一个附加的电子消耗器(S)的通电。

Description

包括具有桥式电路的控制单元的调节设备
技术领域
本发明尤其涉及一种用于车辆上的封闭元件的调节设备。
背景技术
这种封闭元件例如可以包括窗玻璃、活顶或者敞篷遮蔽盖。通常，这种封闭元件目前可以以经由调节设备的驱动马达外力操作的方式在最大打开的位置和最大关闭的位置之间进行调节。为了控制调节运动，设有电子控制单元，该电子控制单元用于控制驱动马达的与封闭元件耦联的驱动元件的转速以及转动方向。这种驱动元件、尤其呈驱动马达的驱动轴形式的驱动元件，因此经由调节设备的调节机构与封闭元件耦联，以便将调节力传递给封闭元件。
尤其是，在呈车窗玻璃升降器形式的调节设备中，已知的是，用于控制驱动马达的电子控制单元包括桥式电路，以便给驱动马达供给电流并且控制驱动元件的转速和转动方向。在此，典型的桥式电路包括四个晶体管、优选四个压控场效应晶体管。
除此之外，在车辆上设有其它消耗器，可以经由附加的控制设备和电路与封闭元件的调节运动分开地控制对消耗器的通电。关于其的一个实例是车辆的后窗玻璃和/或侧窗玻璃的或者后视镜的窗加热装置。在实践中，例如借助于至少一个附加的晶体管控制对独立的窗玻璃加热装置的通电。
发明内容
此时，本发明的目的是，提供如下可能性：降低在待设置在车辆内的电子装置方面的成本和安装开销，并且在此情况下尤其在用于以外力操作的方式调节封闭元件的调节设备的领域中进行扩展。
该目的通过根据本发明的实施例的控制单元来实现。
在此，根据本发明提出：将电子控制单元的桥式电路同样与车辆的至少一个附加的消耗器连接并且同样用于控制对这些附加的消耗器的通电，所述桥式电路设置用于给调节设备的驱动马达供给电流并且控制驱动马达的待与封闭元件耦联的驱动元件的转速以及转动方向。
如此，经由控制封闭元件的调节运动的桥式电路(并且经由同一电压源)在需要时有针对性地给车辆的至少一个附加的消耗器供给电流。附加的消耗器因此可以经由同样的桥式电路主动地或者非主动地开关。借助于用于封闭元件的桥式电路因此也可控制附加的消耗器的开关和/或电压状态，所述附加的消耗器例如是后视镜加热装置和/或窗加热装置和/或电致变色玻璃。
通过将本来就要设置用于封闭元件的调节设备的桥式电路用于控制对至少一个附加的电消耗器的通电，可以取消附加的电路元件，例如半导体器件，要不然必须设置所述半导体器件来控制对消耗器的通电。通常也与之相关联的是引线的线路横截面更小以及干扰性的电效应和电磁效应降低。
在一个实施例中，调节设备的驱动马达连接在桥式电路的电桥支路中，并且附加的消耗器连接到所述电桥支路上。尤其是，在桥式电路的这构造的情况下，此外优选地提出：桥式电路包括四个晶体管，经由所述晶体管根据控制尤其可以控制驱动马达的驱动元件沿着一个转动方向或者沿另一转动方向的转动。具有四个相同的晶体管的用于控制驱动马达的这种桥式电路例如在本文中在用于呈侧窗玻璃形式的待调节的封闭元件的车窗升降器中已广为人知。在此，优选使用压控晶体管，因此即所谓的场效应晶体管。在利用根据本发明的解决方案的实施例中，此时提出：桥式电路的晶体管中的一个晶体管也可被控制用于对附加的消耗器的通电。附加的消耗器因此与具有四个晶体管的桥式电路连接为，使得通过接通晶体管中的仅一个晶体管实现对附加的消耗器的通电。因此例如经由对该晶体管的相应控制在需要时也给附加的消耗器供给电流并且激活所述消耗器。
在此，可控制来对附加的消耗器的通电的晶体管与桥式电路的其余晶体管相比可以针对更大的功率消耗来设计。换言之，可控制来对附加的消耗器的通电的晶体管因此与其余的晶体管相比具有更大的载流容量。具有三个相同的晶体管和一个“更强”的晶体管的桥式电路的这种设计方案例如在车窗升降器中是适合的，所述“更强”的晶体管设计为对由附加的消耗器引起的更高的功率消耗是耐久的。按照根据本发明的解决方案，在此窗升降器-桥式电路的四个晶体管中的一个晶体管设计用于更大的功率消耗并且用于侧窗玻璃加热装置的控制和通电。在此，用于控制车辆侧窗玻璃的调节运动的桥式电路由此同样用于实现对待调节的侧窗玻璃的窗玻璃加热装置的控制。
在一个实施例中，桥式电路构成和设置为，当驱动马达的驱动元件被驱动以沿着一个特定的转动方向转动时，对附加的消耗器通电。桥式电路因此构成为并且与附加的消耗器连接为，使得当驱动元件以马达方式沿着一个特定的转动方向转动时，自动地对附加的消耗器进行通电。附加的消耗器在这个实施例中优选与桥式电路连接并且连接到桥式电路的电桥支路上，使得在对驱动马达通电以沿着(两个可能的调节方向中的)一个特定的调节方向调节封闭元件时，附加的消耗器与驱动马达串联连接。由于省去用于控制对至少一个附加的消耗器的通电的附加的电路元件，在此需容忍的是，对消耗器的通电直接与用于调节封闭元件的驱动马达的控制耦联。这样，在此例如桥式电路的同一个晶体管不仅被控制用于沿着两个可能的调节方向中的一个(第一)方向来调节封闭元件而且用于对附加的消耗器的通电。
作为替选方案或者补充，桥式电路可以构成和设置为，只要驱动马达的驱动元件被驱动以沿着一个特定的转动方向转动，那么中断对附加的消耗器的通电。桥式电路在这种情况下构造为，使得在如下时间段内中断对消耗器的通电，在所述时间段中经由驱动马达沿着一个特定的调节方向调节封闭元件。例如，如果附加的消耗器经由桥式电路通电和接通，那么其通电在封闭元件沿着(这两个可能的)调节方向中的一个(第二)调节方向调节期间被中断，因为对于沿着该(第二)调节方向进行调节而言桥式电路的如下晶体管是非激活的/是未切换的或者不被控制的，对所述晶体管的控制对于附加的晶体管的通电而言是必需的。
在一个基于此的实施方案变型形式中，桥式电路例如构成为并且与附加的消耗器连接为，使得当驱动马达沿着第一调节方向调节封闭元件时，经由桥式电路通电或接通的消耗器虽然继续保持通电或接通，然而当经由驱动马达沿着另一个、第二调节方向调节封闭元件时，中断对消耗器的通电或者切断消耗器。
如已经在开始所阐述的那样，封闭元件例如可以包括车辆的窗玻璃、活顶或者敞篷遮蔽盖。在一个实施方案变型形式中，封闭元件包括以马达方式调节的行李舱盖，其中桥式电路优选设置用于控制至少一个用于调节行李舱盖的主轴驱动器。
附加的消耗器例如可以包括加热元件、尤其后视镜加热装置和/或窗玻璃加热装置和/或电致变色玻璃(优选车辆的侧窗玻璃或者后窗玻璃的和/或后视镜的电致变色玻璃)。
在经由同样设置用于控制驱动马达的桥式电路控制电致变色玻璃并且对其通电时，可以提出：在沿着一个特定的调节方向调节封闭元件期间，在电路方面可能必要的对消耗器的通电的中断对于使用者而言不影响或者至少以肉眼不可见地影响电致变色玻璃的透明度。为此，电致变色玻璃和/或其控制电子装置可以构成为，使得在如下时间段内中断通电几乎不引起对于使用者而言在视觉上可觉察的玻璃的透明度的改变，在所述时间段内，封闭元件在正常条件下从其最大关闭的位置被调节到其最大打开的位置中，或者相反。电致变色玻璃、桥式电路和封闭元件的经由驱动马达预设的(沿着至少一个调节方向的)调节速度在此彼此配合为，使得封闭元件到达相应要去往的最终位置，即其最大关闭位置或者最大打开位置，而与调节一起发生的对电致变色玻璃的通电的中断不会引起玻璃透明性的可见的改变。因此，在一个实施例中，电致变色玻璃例如对所施加的电压的中断反应迟缓，使得在最大可能地调节封闭元件期间几乎不出现对用户可看到的玻璃的透明性的改变。与之相应的，在呈车窗升降器形式的调节设备中，在完整窗玻璃行程期间对于使用者而言不会看到要调节的设有电致变色玻璃的侧窗玻璃的透明性的改变。
在一个变型形式中，作为替选方案或者补充，设有内部的定时器，在有用于使电致变色玻璃变暗的控制指令时启动所述定时器。仅在通过定时器预设的延迟时间段结束之后，才对电致变色玻璃进行控制，以便使该电致变色玻璃变暗。延迟时间段在此可以预先设置为，使得所述延迟时间段至少对应于将封闭元件调节到最终位置中所需的时间段，即用于最大行程的时间段。在所期望的变暗之前，因此在控制电致变色玻璃完全变暗之前在任何情况下都以外力操作的方式达到其相应的最终位置。延迟时间段在此也可以是变化的和/或可以改变的，尤其与封闭元件的当前的调节位置有关。由于电致变色玻璃的惯性，该延迟时间段(例如在关闭车辆窗玻璃时至多为3s)可以被接受，而不会明显降低使用者的舒适度。
在一个实施例中，可以基于根据本发明的解决方案提出：设置单个的控制设备来控制驱动马达并且控制对至少一个附加的消耗器的通电。通过使用用于这两种控制目的的单个桥式电路，可以容易地将控制功能组合到单个的控制设备中，以便降低成本和安装开销。
在本发明的范围中，此外提出一种用于以外力操作的方式调节车辆上的封闭元件的电子控制单元，例如呈控制设备形式的控制单元。
控制单元在此包括桥式电路，以便给驱动马达供给电流并且控制驱动马达的待与封闭元件耦联的驱动元件的转速以及转动方向。此外，桥式电路可与车辆的至少一个附加的电消耗器连接并且构成和设置用于控制对至少一个附加的电消耗器的通电。
根据本发明的电子控制单元由此尤其可以使用在根据本发明的调节设备中，使得关于此所提到的优点和特征也适用于根据本发明的电子控制单元，并且反之亦然。
与之相应地，在控制单元的一个实施方案变型形式中，桥式电路优选包括四个晶体管，经由所述晶体管根据控制尤其可以控制驱动马达的驱动元件沿着一个或另一个转动方向的转动。晶体管中的一个晶体管因此可以受到控制用于对附加的消耗器的通电并且在此与桥式电路的其余晶体管相比针对更大的功率消耗设计。
附图说明
此外，本发明的其它优点和特征在后续参照附图对实施例的描述中变得清楚。
在此示出：
图1示例性地示出呈车窗升降器形式的根据本发明的调节设备的桥式电路，其中桥式电路同样构成为控制对窗玻璃加热装置的通电；
图2示出图表，在所述图表中关于时间绘制在窗玻璃的不同的调节运动中窗升降器或者其驱动马达和窗玻璃加热装置的运行状态；
图3A至图3B示出用于图解说明如下电流变化的电流时间图，所述电流变化是在窗玻璃的不同的调节运动中所接通的加热装置的电流变化；
图4A至图4B示出用于图解说明如下电流变化的电流时间图，所述电流变化是在沿着一个调节方向和另一调节方向调节窗玻璃时驱动马达的电流变化；
图5示出现有技术中已知的用于车窗升降器的桥式电路，所述桥式电路具有用于控制对窗玻璃加热装置的通电的独立的晶体管。
具体实施方式
图5示例性地示出现有技术中已知的用于电子控制单元的桥式电路B’以及与其独立的控制电路，所述控制单元用于控制车窗升降器的驱动马达M，所述控制电路具有用于控制对窗玻璃加热装置S的通电的晶体管T5。
桥式电路B’包括四个相同构成的晶体管T1、T2、T3和T4’，所述晶体管根据对相应的晶体管T1至T3和T4’的控制允许对通过驱动马达M驱动的驱动元件的转速和转动方向进行调控，所述驱动元件例如呈驱动轴的形式。驱动马达M的驱动元件在此经由在此未示出的调节机构与待调节的窗玻璃耦联，使得可以根据驱动元件的转动方向将窗玻璃沿着第一调节方向降低而将窗玻璃沿着与其相反的第二调节方向升高。这种调节机构例如可以包括至少一个与窗玻璃连接的同步件、导轨和绳索，同步件在所述导轨上可移动地引导，所述绳索与同步件连接并且由驱动马达M驱动。
附加的用于加热待调节的(或另一)窗玻璃的窗玻璃加热装置S经由呈晶体管T5形式的附加的半导体器件控制。该晶体管T5单独地被控制，以便调控对窗玻璃加热装置S的通电并且接通和关断窗玻璃加热装置S。
通过图1示出桥式电路B的一个实施例，经由所述桥式电路不仅对窗玻璃的调节运动进行控制，而且经由所述桥式电路同样可控制对窗玻璃加热装置S的通电。在此，图5的桥式电路B’的晶体管T4’通过该桥式电路中的“更强的”晶体管T4来替代。窗玻璃加热装置S在此此时与桥式电路B和其晶体管T1至T4连接为，使得经由对晶体管T4的控制同样能够控制对窗玻璃加热装置S的通电。为此，窗玻璃加热装置S与桥式电路1的设置有驱动马达M的电桥支路连接。
根据经由驱动马达M是否要升高或降低窗玻璃，控制晶体管T1至T4的不同的对。但是，同时也将对窗玻璃加热装置S的激活和/或通电与对晶体管T4的控制相关联。晶体管T1至T4在此是压控的，使得对于不同的功能而言得出在接下来插入的表格中所汇总的各个部件(晶体管T1至T4，窗玻璃加热装置S和驱动马达M)的电压状态：
T1 T2 T3 T4 S M
升高 1 0 1 0 0 1
降低 0 1 0 1 1 1
加热 0 0 0 1 1 0
从表格中例如可以看到，为了经由所设置的电压源对窗玻璃加热装置S进行通电和激活，仅控制晶体管T4并且与之相应地切换所述晶体管。为了升高窗玻璃并从而沿着第二调节方向对窗玻璃进行调节，控制晶体管T1和T3。相反，为了降低窗玻璃，控制两个另外的晶体管T2和T4，使得驱动马达M沿着相反的第一调节方向(向下)调节窗玻璃。通过为了降低窗玻璃而控制晶体管T2和T4的方式，窗玻璃加热装置S和驱动马达M串联连接。在此，窗玻璃加热装置S因此即使在窗玻璃降低时也始终借助于被切换的晶体管T4供给电流，经由所述晶体管也可单独地、即在不对驱动马达M通电的情况下控制对窗玻璃加热装置S的通电。
当窗玻璃加热装置S已经经由对一个晶体管T4的控制而被通电时，如此形成驱动马达M的或者具有驱动马达M的窗升降器和窗玻璃加热装置S的在图2中示出的运行状态。如果在这种情况下在时间点t1操作窗升降器以关闭窗玻璃，那么为此控制晶体管T1和T3。由此，窗升降器的运行状态从非激活的运行状态“Lo”变换为激活的运行状态“Hi”。同时，(由于对于升高窗玻璃而言不再可以维持晶体管T4的接通)，中断经由桥式电路B对窗玻璃加热装置S的通电。如果在时间点t2终止窗玻璃的升高，那么窗升降器再次是非激活的。恰好在该时间段t2-t1，因此中断对窗玻璃加热装置S的通电并且将窗玻璃加热装置S切换为非激活。
与其相对，如果在窗玻璃加热装置S接通时在时间点t3操作窗升降器以打开窗玻璃，那么窗玻璃加热装置S保持通电和接通。由此，在通过驱动马达M升高窗玻璃的持续时间中(时间段t4-t3)没有出现窗玻璃加热装置S的运行状态的改变。
所示出的实施方案变型形式的一个优点根据图3A至图3B和图4A至图4B变得清楚，在所述实施方案变型形式中在升高窗玻璃时窗玻璃加热装置S被切换为非激活。这样，在升高窗玻璃时，驱动马达M的功率消耗明显大于在降低窗玻璃时的功率消耗。在升高窗玻璃时，克服作用在窗玻璃上的重力进行调节运动。此外，在到达完全关闭的位置之前，必须施加更大的调节力，以便使窗玻璃的上边缘进入密封件中。这种相对于降低窗玻璃更高的调节力根据图4A可看到，在图4A中示出在升高窗玻璃时在完整的窗玻璃行程的时间段t2-t1中驱动马达M的与待施加的调节力成比例的马达电流I的变化。通过图4B将在降低窗玻璃时在同样用于完整窗玻璃行程的时间段t4-43中驱动马达M处的电流变化与该电流变化作对比。由此可以看到，在升高窗玻璃时驱动马达M上的功率消耗(在完整窗玻璃行程上)为降低窗玻璃时功率消耗数倍高。
在图3A和图3B中，此外示出在所提到的时间段t2-t1和t4-t3中对于升高和降低窗玻璃而言窗玻璃加热装置S上的电流变化。关于此再一次图解说明：一旦经由桥式电路B操作驱动马达M以升高窗玻璃，如何中断对窗玻璃加热装置S的通电。在加热装置S上可测量的电流强度从值I0下降到0。但是，由此现在实现：在驱动马达M的一个运行状态中，桥式电路B并且尤其晶体管T4并不附加地因激活的窗玻璃加热装置S而承受负荷，在所述运行状态中该驱动马达施加相对大的功率。此外，在实践中很少出现的是，在窗玻璃打开时窗玻璃加热装置S是激活的。明显通常是，当窗玻璃关闭时，窗玻璃加热装置S是激活的。
类似于对窗玻璃加热装置S的控制，可以基于根据本发明的解决方案使用车窗升降器的桥式电路B例如也用于控制窗玻璃的电致变色玻璃。在此，在一个变型形式中，电致变色玻璃迟缓地构成为和/或其控制电子装置构成为，使得在时间段(t2-t1)内中断通电几乎不引起对于使用者而言在视觉上可察觉到的玻璃的透明度的改变，在所述时间段中封闭元件在正常条件下从其最大打开的位置被调节到其最大关闭的位置中。
替代于调节窗玻璃，也可与经由桥式电路B的驱动马达M调节车辆的活顶、行李舱盖、(可翻开或者可移动的)侧门或滑动门或者敞篷遮蔽盖。
此外，可以经由桥式电路B替代于用于窗玻璃的窗玻璃加热装置S控制用于车辆的(经由驱动马达M不要调节的)后窗玻璃或者后视镜的窗玻璃加热装置。
附图标记列表
B、B’： 桥式电路
I0 电流强度
M 驱动马达
S 窗玻璃加热装置(附加的消耗器)
t1、t2、t3、t4 时间点
T1、T2、T3、T4、T4’ 晶体管

Claims (12)

1.一种用于车辆上的封闭元件的调节设备，其中借助于所述调节设备能够在打开的位置和关闭的位置之间调节所述封闭元件，并且其中所述调节设备具有驱动马达(M)以调节所述封闭元件以及具有电子的控制单元，并且所述控制单元包括桥式电路(B)，以便给所述驱动马达(M)供给电流并且控制所述驱动马达(M)的待与所述封闭元件耦联的驱动元件的转速以及转动方向，
其特征在于，
所述桥式电路(B)与所述车辆的至少一个附加的电的消耗器(S)连接并且构成和设置用于控制对至少一个附加的电的所述消耗器(S)的通电，其中所述桥式电路(B)包括四个晶体管(T1-T4)，经由所述晶体管根据控制能够控制所述驱动马达(M)的所述驱动元件沿着一个转动方向或另一转动方向的转动，其中所述晶体管(T1-T4)中的一个晶体管能够被控制用于对附加的所述消耗器(S)通电，并且能够被控制用于对附加的所述消耗器(S)通电的该晶体管(T4)与所述桥式电路(B)的其余的晶体管(T1-T3)相比针对更大的功率消耗设计。
2.根据权利要求1所述的调节设备，其特征在于，所述驱动马达(M)连接在所述桥式电路(B)的电桥支路中，并且附加的所述消耗器(S)连接到所述电桥支路上。
3.根据权利要求1所述的调节设备，其特征在于，所述桥式电路(B)构成和设置为：当所述驱动马达(M)的所述驱动元件被驱动以沿着一个特定的转动方向转动时，对附加的所述消耗器(S)通电。
4.根据权利要求1所述的调节设备，其特征在于，所述桥式电路(B)构成和设置为：只要所述驱动马达(M)的所述驱动元件被驱动以沿着一个特定的转动方向转动，就中断对附加的所述消耗器(S)的通电。
5.根据权利要求1所述的调节设备，其特征在于，所述封闭元件包括窗玻璃、活顶或者敞篷遮蔽盖。
6.根据权利要求1所述的调节设备，其特征在于，附加的所述消耗器包括加热元件。
7.根据权利要求4所述的调节设备，其特征在于，附加的所述消耗器包括呈电致变色玻璃形式的加热元件，其中所述电致变色玻璃和/或其控制电子装置构成为，使得在一个时间段内所述通电的中断不引起或几乎不引起对使用者而言在视觉上可察觉到的玻璃的透明度的改变，在所述时间段内，所述封闭元件在正常条件下从其关闭的位置被调节到其打开的位置中，或者相反。
8.根据权利要求1所述的调节设备，其特征在于，设有单个的控制设备，以控制所述驱动马达(M)并且控制对至少一个附加的所述消耗器(S)的通电。
9.根据权利要求6所述的调节设备，其特征在于，所述加热元件是后视镜加热装置和/或窗玻璃加热装置和/或电致变色玻璃。
10.根据权利要求7所述的调节设备，其特征在于，在所述时间段内，所述封闭元件在正常条件下从其最大关闭的位置被调节到其打开的位置中，或者相反。
11.根据权利要求10所述的调节设备，其特征在于，在所述时间段内，所述封闭元件在正常条件下从其最大关闭的位置被调节到最大打开的位置中，或者相反。
12.一种用于借助于驱动马达(M)以外力操作的方式调节车辆上的封闭元件的电子的控制单元，其中所述控制单元包括桥式电路(B)，以便给所述驱动马达(M)供给电流并且控制所述驱动马达(M)的待与所述封闭元件耦联的驱动元件的转速以及转动方向，
其特征在于，
所述桥式电路(B)能够与所述车辆的至少一个附加的电的消耗器(S)连接并且构成和设置为控制对至少一个附加的电的所述消耗器(S)的通电，其中所述桥式电路(B)包括四个晶体管(T1-T4)，经由所述晶体管根据控制能够控制所述驱动马达(M)的所述驱动元件沿着一个转动方向或者另一转动方向的转动，其中所述晶体管(T1-T4)中的一个晶体管能够被控制用于对附加的所述消耗器(S)通电，并且能够被控制用于对附加的所述消耗器(S)通电的该晶体管(T4)与所述桥式电路(B)的其余的晶体管(T1-T3)相比针对更大的功率消耗设计。
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