DE102006022676A1

DE102006022676A1 - Kraftfahrzeugfensterheber

Info

Publication number: DE102006022676A1
Application number: DE200610022676
Authority: DE
Inventors: Hans Hohenner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2007-11-22
Also published as: EP2021568A1; EP2021568B1; WO2007131598A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeugfensterheber mit einer Antriebseinrichtung, mit einer Kraftübertragungseinrichtung zum Übertragen einer Kraft von der Antriebseinrichtung auf eine Fensterscheibe, mit einer Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebseinrichtung und/oder der Kraftübertragungseinrichtung, die derart eingerichtet ist, dass auf die Fensterscheibe automatisch abwechselnd eine nach oben gerichtete Kraft und eine nach unten gerichtete Kraft übertragen wird, wenn sich die Fensterscheibe in einem blockierten Zustand befindet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugfensterheber mit einer Antriebseinrichtung.
Nahezu alle modernen Kraftfahrzeuge sind mittlerweile mit elektrischen Kraftfahrzeugfensterhebern ausgestattet. Der Wunsch, beispielsweise eine Seitenscheibe zu öffnen oder zu schließen, wird dabei in der Regel über einen Bedienschalter an ein Steuergerät gemeldet. Dieses Steuergerät aktiviert einen Elektromotor in der Fahrzugtüre, der die Seitenscheibe öffnet (Elektromotor dreht in eine erste Richtung) oder schließt (Elektromotor dreht in eine zweite Richtung). Ein Sensor in der Türe überwacht die Bewegung der Scheibe. Sollte diese blockiert sein, dann schaltet der Motor aus Sicherheitsgründen ab (automatischer Einklemmschutz).
Ein solcher Kraftfahrzeugfensterheber mit einem elektrischen Antrieb und einem Zugmittel, das einerseits mit dem Antrieb und andererseits mit der zu verstellenden Fensterscheibe gekoppelt ist, und das die von dem Antrieb erzeugte Verstellkraft auf die Fensterscheibe überträgt, ist beispielsweise aus der DE 199 30 541 B4 bekannt.
In den Wintermonaten kommt es bei Fahrzeugen, die im Freien stehen, häufig zu blockierten Seitenscheiben aufgrund von Frost. In diesem Fall registriert das Steuergerät bei durch den Fahrer aktiviertem Elektromotor den blockierten Zustand der Seitenscheiben und schaltet den Elektromotor automatisch ab. Eine nicht zu öffnende Seitenscheibe führt regelmäßig zu Unannehmlichkeiten, beispielsweise bei der Einfahrt in ein Parkhaus. Die Seitenscheiben können erst geöffnet werden, wenn das die Blockade verursachende Eis getaut ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Kraftfahrzeugfensterheber anzugeben, der, insbesondere auch bei unter dem Gefrierpunkt liegenden Temperaturen, zuverlässig funktioniert.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, eine blockierte Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugfensterhebers mittels der Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugfensterhebers frei zu rütteln.
Dazu verfügt ein Kraftfahrzeugfensterheber vorzugsweise über eine – insbesondere einen Elektromotor umfassende – Antriebseinrichtung, die zum Heben und Senken einer Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges ohnehin schon verwendet wird. Mittels einer Kraftübertragungseinrichtung, wie beispielsweise einer Stange, einem Band, einem Gurt oder einem Riemen, wird die von der Antriebseinrichtung gelieferte Kraft auf die Fensterscheibe übertragen. Eine Steuereinrichtung, beispielsweise eine programmgesteuerte Prozessoreinrichtung oder eine anwendungsspezifische Schaltungseinrichtung, zum Steuern der Antriebseinrichtung und/oder der Kraftübertragungseinrichtung ist derart eingerichtet ist, dass auf die Fensterscheibe automatisch abwechselnd eine nach oben gerichtete Kraft und eine nach unten gerichtete Kraft überfragen wird, wenn sich die Fensterscheibe in einem blockierten Zustand befindet.
Durch diese abwechselnd nach oben und unten gerichtete Krafteinwirkung wird dann die blockierte, beispielsweise festgefrorene, Fensterscheibe in der Regel frei gerüttelt. Der Betrieb des Kraftfahrzeugfensterhebers wird dadurch insgesamt zuverlässiger.
Vorzugsweise wird auf die Fensterscheibe solange automatisch abwechselnd eine nach oben gerichtete Kraft und eine nach unten gerichtete Kraft übertragen bis sich die Fensterscheibe nicht mehr in einem blockierten Zustand befindet. Darauf kann die Fensterscheibe in eine vom Fahrer gewünschte und/oder über ein Betätigungselement eingegebene Richtung bewegt werden.
Besonders bevorzugt ist ein Kraftfahrzeugfensterheber, bei dem ein blockierter Zustand dadurch definiert ist, dass die auf die Fensterscheibe übertragene Kraft oder eine damit korrelierende Größe, wie beispielsweise die der Antriebseinrichtung zugeführte Spannung oder Stromstärke, einen vorgegeben Schwellwert überschreitet. Im Rahmen der Erfindung liegen selbstverständlich alternativ oder ergänzend dazu weitere äquivalente Kriterien zur Definition des blockierten Zustandes.
Ergänzend oder alternativ dazu ist ein blockierter Zustand im Rahmen der Erfindung vorteilhafterweise dadurch definiert, dass die Fensterscheibe sich in der oberen Endposition befindet. Denn das "Freirütteln" ist mit hoher Wahrscheinlichkeit nur dann zielführend oder sinnvoll einsetzbar, wenn sich die Fensterscheibe in der oberen Endposition befindet, also wenn das Fenster geschlossen ist. In der Regel ist das Fenster geschlossen, wenn die Blockadeursache in einer festgefrorenen Fensterscheibe liegt.
Ergänzend oder alternativ dazu ist ein blockierter Zustand im Rahmen der Erfindung vorteilhafterweise dadurch definiert, dass die Temperatur unter einem vorgegebenen Schwellwert, beispielsweise unter 5 Grad Celsius, liegt. Denn das "Freirütteln" ist mit hoher Wahrscheinlichkeit nur dann zielführend oder sinnvoll einsetzbar, wenn die Fensterscheibe festgefroren ist.
Durch diese einschränkenden Definitionen kann der erfindungsgemäße Fensterheber auch konfliktreduziert zusammen mit einem automatischen Einklemmschutz in die Praxis umgesetzt werden.
Zur Erfassung des blockierten Zustandes können Erfassungsmittel vorgesehen sein, die ganz oder teilweise durch die Steuereinrichtung und/oder durch separate Sensoreinrichtungen oder Messgeräte realisiert sein können. Beispielsweise kann die auf die Fensterscheibe übertragene Kraft oder eine damit korrelierende Größe durch ein Kraft-, Strom- oder Spannungsmessgerät gemessen werden, die Temperatur durch ein elektronisches Thermometer gemessen werden und/oder die obere Endposition durch einen Sensor, einen Schalter und/oder ein Kraft-, Strom- oder Spannungsmessgerät erfasst werden.
Vorzugsweise wird das erläuterte bedingte (wenn blockierter Zustand vorliegt) "Freirütteln" durch den Fahrer über die Betätigung eines entsprechenden Betätigungselementes (Fensteröffnen-Schalter) ausgelöst.
Der Wechsel zwischen der Übertragung einer nach oben gerichteten Kraft und der Übertragung einer nach unten gerichteten Kraft auf die Fensterscheibe erfolgt vorteilhafterweise mit einer vorgegeben Frequenz, die beispielsweise im Bereich der Resonanzfrequenz der Fensterscheibe (mit oder ohne damit verbundener Komponenten) liegt oder darauf basiert.
Vorzugsweise wird die Frequenz während eines blockierten Zustandes variiert. Die Variation der Frequenz erfolgt beispielsweise kontinuierlich, quasikontinuierlich oder in diskreten Schritten von einem oberen Frequenzgrenzwert zu einem unteren Frequenzgrenzwert oder umgekehrt. Zwischen den Zeiten der entgegengesetzt gerichteten Kraftübertragungen kann eine Wartezeit liegen. Der Verlauf der Kraftübertragung über der Zeit kann beispielsweise rechteckförmig, dreieckförmig, pulsförmig, impulsförmig oder sinusförmig ausgeführt sein. Zwischen dem oberen Frequenzgrenzwert und dem unteren Frequenzgrenzwert liegt vorzugsweise die Resonanzfrequenz der Fensterscheibe.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:
1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines elektrischen Fensterhebers;
2 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Fensteröffnungsverfahrens;
3 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Deblockierungsverfahrens;
4 zeigt den zeitlichen Verlauf der auf eine Fensterscheibe übertragenen Kraft.
Der in 1 dargestellte elektrische Fensterheber umfasst ein Betätigungselement 1, wie einen Schalter, durch den ein Fahrer den Fensterheber richtungsselektiv aktivieren kann, um das Fenster zu öffnen oder zu schließen.
Durch ein Steuergerät 2 wird ein Elektromotor 3 angesteuert. Die von dem Elektromotor 3 gelieferte Kraft oder das Drehmoment werden über eine Kraftübertragungseinrichtung 7 auf die Fensterscheibe 4 übertragen.
Je nach Richtung der übertragenen Kraft wird die Fensterscheibe 4 nach oben oder unten bewegt und das Fenster somit geschlossen oder geöffnet.
Durch einen oberen bzw. unteren Endpositionsschalter 6, 5 wird erfasst, ob sich die Fensterscheibe in der oberen bzw. unteren Endposition befindet. Alternativ dazu kann die obere bzw. untere Endposition auch durch einen für die obere bzw. untere Endposition charakteristischen Zeitverlauf der durch den Elektromotor 3 gelieferten Kraft oder einer damit korrelierenden Größe erkannt werden.
Im Startzustand des Ablaufdiagramms in 2 befindet sich das Fenster im geschlossenen Zustand. Durch eine entsprechende Betätigung eines "Fenster Öffnen"-Betätigungselementes durch den Fahrer wird der Schritt "Elektromotor ansteuern" ausgelöst, worauf durch den Elektromotor über die Kraftübertragungseinrichtung eine Kraft nach unten auf die Fensterscheibe übertragen wird.
Es wird in einem weiteren Schritt überprüft, ob der von dem Elektromotor verbrauchte Strom über einem Schwellwert imax liegt (Strom i > imax?). Liegt der verbrauchte Strom über dem Schwellwert imax, so wird ein Deblockierungsverfahren ("Deblockierung") gestartet, das weiter unten anhand von 3 näher erläutert wird.
Nach dem Ablauf des Deblockierungsverfahrens wird überprüft, ob das Fenster die untere Endposition erreicht hat ("Endposition erreicht?"). Falls das Fenster die untere Endposition erreicht hat, wird das Verfahren wieder mit dem Startzustand fortgesetzt, wobei sich das Fenster aber im geöffneten Zustand befindet. Falls das Fenster die untere Endposition nicht erreicht hat, liegt weiter ein blockierter Zustand vor ("Scheibe blockiert") und das Verfahren wird wieder mit dem Startzustand fortgesetzt, wobei das Fenster entweder geschlossen oder halb offen ist.
Liegt der verbrauchte Strom nicht über dem Schwellwert imax, so wird überprüft, ob das Fenster die untere Endposition erreicht hat ("Endposition erreicht?"). Falls das Fenster die untere Endposition erreicht hat, wird das Verfahren wieder mit dem Startzustand fortgesetzt, wobei sich das Fenster aber im geöffneten Zustand befindet. Falls das Fenster die untere Endposition nicht erreicht hat, ist das Fenster teilweise offen und wird gegebenenfalls weiter durch den Elektromotor bewegt.
Im Startzustand des Ablaufdiagramms in 3, welches das Deblockierungsverfahren ("Deblockierung" aus 2) beschreibt, befindet sich das Fenster im geschlossenen Zustand (n = 0, T = 0).
Es wird dann für eine Zeitdauer tauf eine nach unten wirkende Kraft auf die Fensterscheibe übertragen (Fenster "auf" für t = tauf).
Nach einer "Wartezeit tw1" wird für eine Zeitdauer tzu eine nach oben wirkende Kraft auf die Fensterscheibe übertragen (Fenster "zu" für t = tzu).
Nach einer "Wartezeit tw2" wird ein Zähler n um 1 erhöht (n = n + 1) und überprüft, ob n gleich nmax ist (n = namx?).
Falls n ungleich nmax ist, wird das Verfahren mit dem Startzustand fortgesetzt, wobei T gleich T ist und n gleich n ist.
Falls n gleich nmax ist, wird eine Periode T, welche die Zeit zwischen zwei Kraftübertragungen auf die Fensterscheibe nach oben beschreibt, und damit mittelbar auch die Zeit zwischen zwei entgegengesetzt wirkenden Kraftübertragungen beschreibt, um x erhöht (T = t + x). Darauf wird überprüft, ob T gleich Tmax ist (T = Tmax?).
Falls T gleich Tmax ist, wird durch eine länger andauernde Krafteinwirkung auf die Fensterscheibe nach unten überprüft, ob die Fensterscheibe deblockiert ist ("Erfolg reiche Deblockierung prüfen"). Dann wird mit dem Schritt "Endposition Erreicht?" nach dem Schritt "Deblockierung" in dem Verfahren nach 2 fortgesetzt.
Falls T ungleich Tmax ist, wird das Verfahren mit dem Startzustand fortgesetzt, wobei T gleich T ist und n gleich n ist.
nmax ist dabei vorzugsweise größer 2, größer 5, größer 10, größer 50 oder größer 100. Tmax ist dabei vorzugsweise kleiner als 1 Sekunde, kleiner als 10 Sekunden, kleiner als 1 Minute oder kleiner als 10 Minuten.
4 zeigt noch einmal den zeitlichen Verlauf der auf die Fensterscheibe durch den Elektromotor und/oder die Kraftübertragungseinrichtung überfragen Kraft und die verschiedenen bereits anhand von 3 erläuterten Zeiten tauf, tw1, tw2, tzu und die Periode T.

Claims

Kraftfahrzeugfensterheber – mit einer Antriebseinrichtung (3), – mit einer Kraftübertragungseinrichtung (7) zum Übertragen einer Kraft von der Antriebseinrichtung (3) auf eine Fensterscheibe (4), – mit einer Steuereinrichtung (2) zum Steuern der Antriebseinrichtung (3) und/oder der Kraftübertragungseinrichtung (7), die derart eingerichtet ist, dass auf die Fensterscheibe (4) automatisch abwechselnd eine nach oben gerichtete Kraft und eine nach unten gerichtete Kraft übertragen wird, wenn sich die Fensterscheibe (4) in einem blockierten Zustand befindet.
Kraftfahrzeugfensterheber nach Anspruch 1, bei dem auf die Fensterscheibe (4) solange automatisch abwechselnd eine nach oben gerichtete Kraft und eine nach unten gerichtete Kraft übertragen wird, bis sich die Fensterscheibe (4) nicht mehr in einem blockierten Zustand befindet.
Kraftfahrzeugfensterheber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein blockierter Zustand vorliegt, wenn die auf die Fensterscheibe (4) übertragene Kraft oder eine damit korrelierende Größe einen vorgegeben Schwellwert überschreitet und die Fensterscheibe (4) sich in der oberen Endposition befindet.
Kraftfahrzeugfensterheber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Wechsel zwischen der Übertragung einer nach oben gerichteten Kraft und der Übertragung einer nach unten gerichteten Kraft mit einer vorgegeben Frequenz erfolgt, die während eines blockierten Zustandes variiert wird.