DE10118982A1 - Fensterhebersystem sowie Verfahren zum Steuern mehrerer Fensterheber - Google Patents
Fensterhebersystem sowie Verfahren zum Steuern mehrerer FensterheberInfo
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Abstract
Es wird ein Fensterhebersystem beschrieben mit einem ersten Fensterhebermotor (12), einem Master-Steuergerät (10) für den ersten Fensterhebermotor (10), wobei das Master-Steuergerät die Position einer vom ersten Fensterhebermotor angetriebenen Fensterscheibe erkennen und den Fensterhebermotor (12) mit einer variablen Geschwindigkeit antreiben kann, mindestens einem zweiten Fensterhebermotor (24), einem Slave-Steuergerät (22) für den zweiten Fensterhebermotor, wobei das Slave-Steuergerät die Position einer vom zweiten Fensterhebermotor angetriebenen Fensterscheibe erkennen und den Fensterhebermotor mit einer variablen Geschwindigkeit antreiben kann, und einem Bussystem (30), mittels dem die Steuergeräte miteinander kommunizieren können. Es wird auch ein Verfahren zum Steuern mehrerer Fensterhebermotoren beschrieben.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fensterhebersystem sowie ein Verfahren
zum Steuern mehrerer Fensterhebermotoren.
Bei vielen Kraftfahrzeugen, die mit elektrischen Fensterhebern
ausgestattet sind, ist eine Komfortfunktion verwirklicht, mit der alle
Fensterscheiben gleichzeitig geschlossen werden können. Aufgrund der
Tatsache, daß beim Verfahren der Fensterscheiben unterschiedliche Bedin
gungen an den verschiedenen Fahrzeugtüren ein und desselben Fahrzeugs
vorliegen können, beispielsweise andere Reibungsverhältnisse, andere
Länge des Verfahrweges und auch anderes Gewicht der Fensterscheibe, kann
das Phänomen auftreten, daß die Scheiben, wenn sie gleichzeitig
geschlossen werden sollen, trotz gleicher Startposition zu unterschied
lichen Zeitpunkten geschlossen sind. Dieses Phänomen kann auch dadurch
hervorgerufen werden, daß der Fahrzeughersteller unterschiedliche
Varianten des Fensterhebermotors von unterschiedlichen Zulieferern in
einem Fahrzeug kombiniert. Die verschiedenen Varianten des Fensterheber
motors sind in ihren Kennlinien nicht identisch und führen somit zu
verschiedenen Verfahrgeschwindigkeiten der Fensterscheibe. Ein unter
schiedliches Schließen der Fensterscheiben trotz gleicher Startposition
wird vom Endkunden vielfach als störend empfunden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Fensterheber
system sowie ein Verfahren zum Steuern mehrerer Fensterhebermotoren zu
schaffen, mit dem unabhängig von den Randbedingungen, die bei den
einzelnen Fensterscheiben vorliegen, ein gleichzeitiges Schließen der
Fensterscheiben gewährleistet ist.
Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein Fensterhebersystem mit
einem ersten Fensterhebermotor vorgesehen, einem Master-Steuergerät für
den ersten Fensterhebermotor, wobei das Master-Steuergerät die Position
einer vom ersten Fensterhebermotor angetriebenen Fensterscheibe erkennen
und den Fensterhebermotor mit einer variablen Geschwindigkeit antreiben
kann, mindestens einem zweiten Fensterhebermotor, einem Slave-Steuer
gerät für den zweiten Fensterhebermotor, wobei das Slave-Steuergerät die
Position einer vom zweiten Fensterhebermotor angetriebenen Fenster
scheibe erkennen und den Fensterhebermotor mit einer variablen Geschwin
digkeit antreiben kann, und einem Bussystem, mittels dem die Steuer
geräte miteinander kommunizieren können. Bei diesem System gibt das
Master-Steuergerät die Geschwindigkeit vor, mit der die ihm zugeordnete
Fensterscheibe geschlossen wird. Diese Geschwindigkeit wird jedem Slave-
Steuergerät mitgeteilt, das dann seinerseits dafür sorgt, die ihm zuge
ordnete Fensterscheibe mit derselben Geschwindigkeit zu schließen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum gleichzeitigen Schließen aller
Fensterscheiben ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Zunächst verfährt das Master-Steuergerät die von ihm angetriebene
Fensterscheibe mit einer Geschwindigkeit, die unter einer erzielbaren
Maximalgeschwindigkeit liegt, aus der vollständig geöffneten Stellung in
die vollständig geschlossene Stellung. Dabei wird die Zeit gemessen, die
für das vollständige Schließen der Fensterscheibe benötigt wird. Die
gemessene Zeit wird als Soll-Zeit an das Slave-Steuergerät übermittelt
und dort gespeichert. Das Slave-Steuergerät vergleicht die Soll-Zeit mit
der Ist-Zeit des letzten Schließens der von ihm angetriebenen Fenster
scheibe und korrigiert die Antriebsgeschwindigkeit entsprechend. Die
korrigierte Antriebsgeschwindigkeit wird abgespeichert und für das
nächste Schließen der Fensterscheibe verwendet. Bei diesem Verfahren
wird immer dann, wenn die dem Master-Steuergerät zugeordnete Fenster
scheibe aus der vollständig geöffneten Stellung in die vollständig
geschlossene Stellung gebracht wird, die Verfahrgeschwindigkeit der den
Slave-Steuergeräten zugeordneten Fensterscheiben aktualisiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgese
hen, daß das Steuergerät des Fensterhebersystems eine Halbleiterbrücke
aufweist, um den zugehörigen Fensterheber pulsdauermoduliert zu
bestromen. Dies ermöglicht dem Steuergerät, den Fensterhebermotor mit
einer variablen Geschwindigkeit antreiben zu können. Vorzugsweise treibt
das Master-Steuergerät den Fensterhebermotor mit einem Ein-/Ausschalt
verhältnis von etwa 80% an. Dies stellt einen guten Kompromiß dar
zwischen der einerseits angestrebten hohen Verfahrgeschwindigkeit für
die Fensterscheibe und andererseits der Notwendigkeit, daß für die
Slave-Steuergeräte noch genügend Spielraum hin zu einem höheren Ein-
/Ausschaltverhältnis bleiben muß, um dieselbe Verfahrgeschwindigkeit wie
bei der Fensterscheibe des Master-Steuergerätes zu erzielen, wenn der
Verfahrwiderstand der einem Slave-Steuergerät zugeordneten Fenster
scheibe höher ist als der Verfahrwiderstand der dem Master-Steuergerät
zugeordneten Fensterscheibe.
Als Bussystem kann ein CAN-Bussystem verwendet werden oder ein
Bussystem, das auf der Bluetooth-Technik basiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorge
sehen, daß der Fensterhebermotor eine Halleffekt-Sensor enthält, mittels
dem das zugehörige Steuergerät die absolute Position der angetriebenen
Fensterscheibe erkennen kann. Dies ermöglicht dem Steuergerät, die Ver
fahrgeschwindigkeit der vom zugehörigen Fensterheber angetriebenen Fen
sterscheibe zu überwachen und das Ein-/Ausschaltverhältnis für den Fen
sterhebermotor so anzupassen, daß eine gleichmäßige Verfahrgeschwindig
keit erzielt wird. Auf diese Weise kann trotz beispielsweise einer er
höhten Reibung in einem bestimmten Verfahrbereich der Fensterscheibe
eine gleichmäßige Verfahrgeschwindigkeit erzielt werden, indem das Ein-
/Ausschaltverhältnis des Fensterhebermotors, wenn sich die Fenster
scheibe in dem Bereich mit erhöhter Reibung befindet, erhöht wird.
Gemäß einer alternativen, einfacheren Ausführungsform kann
vorgesehen sein, daß das Steuergerät anhand der Stromaufnahme des
Fensterhebermotors das Erreichen der vollständig geöffneten und der
vollständig geschlossenen Stellung der zugehörigen Fensterscheibe
erkennen kann. Auch bei dieser Ausführungsform ist gewährleistet, daß
die Zeit, die jede Fensterscheibe aus der vollständig geöffneten
Stellung in die vollständig geschlossene Stellung braucht, gleich ist.
Nicht gewährleistet werden kann jedoch, daß die Fensterscheiben sich
zwischen der vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen
Stellung immer mit derselben Geschwindigkeit bewegen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Steuergerät unmittelbar am
zugehörigen Fensterhebermotor angebracht ist. Es ergibt sich damit eine
kompakte Baugruppe. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Steuergerät
entfernt vom zugehörigen Fensterhebermotor angebracht ist. Dies bietet
sich insbesondere dann an, wenn das Steuergerät ein Slave-Steuergerät
ist und mehr als einen Fensterhebermotor steuert.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Master-Steuergerät der
Fensterscheibe der Fahrertür des Fahrzeugs zugeordnet ist. Dieses
Fenster wird überlicherweise am häufigsten betätigt, so daß hinsichtlich
der Fensterscheibe der Fahrertür die größte Wahrscheinlichkeit vorliegt,
einen aktuellen Wert für die Verfahrgeschwindigkeit aus der vollständig
geöffneten in die vollständig geschlossene Stellung zu bekommen. Da
dieser aktuelle Wert bei jeder Betätigung der Fensterscheibe der Fahrer
tür den Slave-Steuergeräten der anderen Fensterscheiben übermittelt
wird, liegt den Slave-Steuergeräten auch dann unmittelbar ein aktueller
Wert vor, wenn diese seit längerer Zeit nicht betätigt wurden.
Wenn dem Slave-Steuergerät keine Ist-Zeit vom letzten Schließen der
von ihm angetriebenen Fensterscheibe zur Verfügung steht, treibt es den
ihm zugeordneten Fensterhebermotor pulsdauermoduliert vorzugsweise eben
falls mit einem Ein-/Ausschaltverhältnis von etwa 80% an. Dies gewähr
leistet zum einen, daß bei der erstmaligen Betätigung aller Fenster
diese sich etwa mit derselben Geschwindigkeit bewegen. Zum anderen ist
eine Art "Notlaufeigenschaft" gewährleistet, bei der sich sämtliche
Fensterscheiben etwa mit derselben Geschwindigkeit schließen, wenn kein
aktueller Soll-Wert vom Master-Steuergerät vorgegeben wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten
Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt ist. In diesen zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen
Fensterhebersystems;
Fig. 2 das Schaltbild einer Halbleiterbrücke zur Bestromung
eines beim Fensterhebersystem verwendeten Fensterhebermotors;
Fig. 3 schematisch einen Sensor zur Positionserkennung der von
einem Fensterhebermotor angetriebenen Fensterscheibe; und
Fig. 4 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fensterhebersystem
gezeigt. Es enthält ein Master-Steuergerät 10 und einen dem Master-
Steuergerät zugeordneten Fensterhebermotor 12. Am Fensterhebermotor 12
ist ein Positionssensor 14 angebracht, der aus einem auf einer Leiter
platte 15 angebrachten Halleffekt-Sensor 16 und einem Magnetring 18
besteht, der auf einer Motorwelle 20 des Fensterhebermotors 12 ange
bracht ist. Das Master-Steuergerät 10 kann aufgrund des Positionssensors
14 die Absolutstellung einer von dem Fensterhebermotor 12 angetriebenen
Fensterscheibe erfassen.
Das Fensterhebersystem weist auch drei Slave-Steuergeräte 22 auf,
denen Fensterhebermotoren 24 mit Positionssensoren 26 zugeordnet sind.
Die Positionssensoren 26 haben denselben Aufbau wie der Positionssensor
14.
Vorzugsweise ist jedes der Steuergeräte 10, 22 in die entsprechende
Tür des Fahrzeugs eingebaut, wobei das Master-Steuergerät 10 in der
Fahrertür und die Slave-Steuergeräte in der Beifahrertür bzw. den
hinteren Türen des Fahrzeugs angeordnet sind.
Jedes Steuergerät 10, 22 steuert den ihm zugeordneten
Fensterhebermotor 12, 24 durch Pulsdauermodulation. Zu diesem Zweck
weist jedes Steuergerät eine Halbleiterbrücke 28 (siehe Fig. 2) auf, mit
welcher der zugeordnete Fensterhebermotor bestromt werden kann. Die
hierfür notwendigen, pulsdauermodulierten Eingangssignale für eine Heben
bzw. Senken der Fensterscheibe sind durch einen nach oben bzw. nach
unten weisenden Pfeil symbolisiert.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, kommunizieren die Steuergeräte 10, 22
durch ein Bussystem 30, das hier ein CAN-Bussystem ist.
Die Betriebsweise des beschriebenen Fensterhebersystems wird nun
anhand von Fig. 4 beschrieben, in der die im Master-Steuergerät 10
ablaufenden Verfahrensschritte sowie die Schritte gezeigt sind, die im
Slave-Steuergerät 22 ausgeführt werden, das mit dem Master-Steuergerät
10 über das CAN-Bussystem 30 kommuniziert.
Das Master-Steuergerät 10 versucht bei jedem Schließen des
Fensters, einen Ist-Wert für die Verfahrdauer der Fensterscheibe aus der
vollständig geöffneten in die vollständig geschlossene Stellung zu
erfassen. Zu diesem Zweck wird zunächst abgefragt, ob sich das Fenster
in der vollständig geöffneten Stellung befindet. Wenn dies der Fall ist,
beginnt beim nächsten Heben eine Zeitmessung. Wenn die Fensterscheibe
vor Erreichen der vollständig geschlossenen Stellung gestoppt wird, wird
der Meßwert verworfen. Wird dagegen die vollständig geschlossene
Stellung erreicht, wird die gemessene Ist-Zeit für das vollständige
Schließen des Fensters als Soll-Zeit an die Slave-Steuergeräte 22 gesen
det.
Wenn die einem Slave-Steuergerät zugeordnete Fensterscheibe
geschlossen wird, versucht das Slave-Steuergerät zu überprüfen, ob die
Fensterscheibe mit der richtigen Geschwindigkeit geschlossen wird. Da
diese Überprüfung nur dann möglich ist, wenn die Fensterscheibe sich zu
Beginn des Schließens in der vollständig geöffneten Stellung befindet,
wird dies zunächst abgefragt. Wenn dies der Fall ist, wird die Zeit zum
vollständigen Schließen der Fensterscheibe gemessen. Falls das Schließen
des Fensters beendet wird, bevor die vollständig geschlossene Stellung
erreicht ist, wird der Meßwert verworfen. Anderenfalls wird der Meßwert
mit der vom Master-Steuergerät empfangenen Soll-Zeit verglichen. Wenn
eine Abweichung vorliegt, wird das Ein-/Ausschaltverhältnis so korrigiert,
daß beim nächsten Schließen des Fensters vermutlich der korrekte
Soll-Wert erreicht wird. Das justierte Ein-/Ausschaltverhältnis wird
gespeichert.
Wenn beim ersten Schließen einer einem Slave-Steuergerät
zugeordneten Fensterscheibe kein Soll-Wert für die Fensterschließzeit
vorliegt, bestromt das Slave-Steuergerät 22 den ihm zugeordneten
Fensterhebermotor 24 mit demselben Ein-/Ausschaltverhältnis wie das
Master-Steuergerät, also mit einem Ein-/Ausschaltverhältnis von 80%.
Der beschriebene Prozeß der Ermittlung der Ist-Werte für die
Fensterschließzeit durch das Master-Steuergerät und das Senden dieses
Werts als Soll-Wert an die Slave-Steuergeräte wird jedesmal dann durch
geführt, wenn die dem Master-Steuergerät 10 zugeordnete Fensterscheibe
aus der vollständig geöffneten Stellung in die vollständig geschlossene
Stellung verfahren wird. Auf diese Weise steht den Slave-Steuergeräten
22 jederzeit der aktuelle Soll-Wert zur Verfügung.
Da jedem Steuergerät 10, 22 aufgrund des Positionssensors 14 die
absolute Position der Fensterscheibe während des Schließens bekannt ist,
kann auch die Verfahrgeschwindigkeit der Fensterscheibe überwacht
werden. Um ein gleichmäßiges Verfahren der Fensterscheibe zu gewähr
leisten, paßt jedes Steuergerät das Ein-/Ausschaltverhältnis dynamisch
so an, daß eine gleichmäßige Verfahrgeschwindigkeit der Fensterscheibe
erzielt wird, die unabhängig von beispielsweise lokaler Schwergängigkeit
der Fensterscheibe ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß
die Slave-Steuergeräte dem Master-Steuergerät zurückmelden, wenn die vom
Master-Steuergerät vorgegebene Fensterschließzeit auch durch eine Erhö
hung des Ein-/Ausschaltverhältnisses für die Fensterhebermotoren 24
nicht erreicht werden kann. Dann wird das Master-Steuergerät beim näch
sten Schließen der ihm zugeordneten Fensterscheibe anstelle des als
Standardwert vorgesehenen Ein-/Ausschaltverhältnisses von beispielsweise
80% einen niedrigeren Wert nehmen.
Claims (15)
1. Fensterhebersystem mit einem ersten Fensterhebermotor (12),
einem Master-Steuergerät (10) für den ersten Fensterhebermotor (10),
wobei das Master-Steuergerät die Position einer vom ersten
Fensterhebermotor angetriebenen Fensterscheibe erkennen und den
Fensterhebermotor (12) mit einer variablen Geschwindigkeit antreiben
kann, mindestens einem zweiten Fensterhebermotor (24), einem Slave-
Steuergerät (22) für den zweiten Fensterhebermotor, wobei das Slave-
Steuergerät die Position einer vom zweiten Fensterhebermotor
angetriebenen Fensterscheibe erkennen und den Fensterhebermotor mit
einer variablen Geschwindigkeit antreiben kann, und einem Bussystem
(30), mittels dem die Steuergeräte miteinander kommunizieren können.
2. Fensterhebersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuergerät (10; 22) eine Halbleiterbrücke (28) aufweist, um den
zugehörigen Fensterhebermotor pulsdauermoduliert zu bestromen.
3. Fensterhebersystem nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Busystem ein CAN-Bussystem (30) ist.
4. Fensterhebersystem nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bussystem auf der Bluetooth-Technik basiert.
5. Fensterhebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterhebermotor (12; 24) einen
Halleffekt-Sensor (14) enthält, mittels dem das zugehörige Steuergerät
die absolute Position der angetriebenen Fensterscheibe erkennen kann.
6. Fensterhebersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergerät (10; 22) anhand der Stromaufnahme
des Fensterhebermotors das Erreichen der vollständig geöffneten und der
vollständig geschlossenen Stellung der zugehörigen Fensterscheibe
erkennen kann.
7. Fensterhebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (10; 22) unmittelbar am
zugehörigen Fensterhebermotor (12; 24) angebracht ist.
8. Fensterhebersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergerät entfernt vom zugehörigen
Fensterhebermotor angebracht ist.
9. Fensterhebersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuergerät ein Slave-Steuergerät (22) ist und mehr als einen
Fensterhebermotor steuert.
10. Fensterhebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Master-Steuergerät (10) der
Fensterscheibe der Fahrertür des Fahrzeugs zugeordnet ist.
11. Verfahren zum Steuern mehrerer Fensterhebermotoren, die ein
Fensterhebersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche bilden,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- - das Master-Steuergerät (10) verfährt die von ihm angetriebene Fensterscheibe mit einer Geschwindigkeit, die unter einer erzielbaren Maximalgeschwindigkeit liegt, aus der vollständig geöffneten Stellung in die vollständig geschlossene Stellung;
- - es wird die Zeit gemessen, die für das vollständige Schließen der Fensterscheibe benötigt wird;
- - die gemessene Zeit wird als Soll-Zeit an das Slave-Steuergerät (22) übermittelt und dort gespeichert;
- - das Slave-Steuergerät (22) vergleicht die Soll-Zeit mit der Ist- Zeit des letzten Schließens der von ihm angetriebenen Fensterscheibe und korrigiert die Antriebsgeschwindigkeit entsprechend;
- - die korrigierte Antriebsgeschwindigkeit wird abgespeichert und für das nächste Schließen der Fensterscheibe verwendet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Master-Steuergerät (10) den Fensterhebermotor (12) pulsdauermoduliert
mit einem Ein-/Ausschaltverhältnis von etwa 80% antreibt.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Slave-Steuergerät (22) den Fensterhebermotor
(24) pulsdauermoduliert mit einem Ein-/Ausschaltverhältnis von etwa 80%
antreibt, wenn keine Ist-Zeit vom letzten Schließen der von ihm
angetriebenen Fensterscheibe zur Verfügung steht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß als Ist-Wert des letzten Schließens der Wert des
Ein-/Ausschaltverhältnisses gespeichert wird, mit dem die vom Master-
Steuergerät (10) vorgegebene Soll-Zeit für das Schließen erreicht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das Steuergerät (10; 22) die Verfahrgeschwindkeit
der vom zugehörigen Fensterhebermotor (12; 24) angetriebenen
Fensterscheibe überwacht und das Ein-/Ausschaltverhältnis für den
Fensterhebermotor dynamisch so anpaßt, daß eine gleichmäßige
Verfahrgeschwindigkeit erzielt wird.
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