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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Kurzhubverstellung einer Kraftfahrzeugscheibe.
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Obwohl
auf beliebige Fahrzeuge und Kraftfahrzeugscheiben anwendbar, werden
die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik
in Bezug auf eine Seitenscheibe einer Tür eines Kraftfahrzeugs näher erläutert.
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Verstellvorrichtungen
für Seitenscheiben
von Kraftfahrzeugtüren,
zum Beispiel mit elektrischen Getriebemotoren, Positionsgebern und
Einklemmschutz, sind seit langem bekannt.
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Für rahmenlose
Seitenscheiben werden so genannte Kurzhubabsenkungen bzw. -anhebungen eingesetzt.
Ziel einer solchen Kurzhubverstellung ist es, bei geschlossener
Tür eine
mechanische „Verkrallung" der Seitenscheibe
mit einer in erster Näherung
U-förmig
ausgeführten
Dachrahmendichtung herbeizuführen.
Diese Verkrallung soll bei Fahrt mit höheren Geschwindigkeiten verhindern,
dass die Seitenscheibe aufgrund herrschender Unterdrücke am umströmten Fahrzeug
nach außen
gezogen wird und somit aufgrund mangelhafter Dichtungsanlage der
Scheibe störende
Windgeräusche
erzeugt werden. Da mit verkrallten Seitenscheiben ein Öffnen der Tür nur erschwert
möglich
ist, wird die Seitenscheibe nach Betätigung des inneren und äußeren Türöffners ca.
10 bis 15 mm abgesenkt. Beim Schließen der Tür fährt die Seitenscheibe automatisch
wieder in die verkrallte Ausgangsposition nach oben.
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Bei
diesen Lösungen
haben aeroakustische Untersuchungen an Fahrzeugen, die mit rahmenlosen
Seitenscheiben und Kurzhubabsenkung ausgerüstet sind, gezeigt, dass es
im Bereich der Dachrahmenabdichtungen trotzdem noch Geräuschoptimierungspotenziale
gibt. Diese Potenziale entstehen zum Teil dadurch, dass die Seitenscheiben
aus Gründen
von Toleranzen und des Bedienungskomforts (die Scheibe muss bei
Betätigung
des Türöffners in sehr
kurzer Zeit die Verkrallung lösen,
was in Anbetracht einer endlichen Scheibenhebergeschwindigkeit nur
einen begrenzten Hub ermöglicht)
nicht maximal tief in die Dachrahmendichtung einfahren.
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Somit
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte
Kurzhubverstellung zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile
beseitigt und insbesondere gegenüber
vorbekannten Strukturen eine verbesserte Abdichtung und Aeroakustik
eines Fahrzeugs bei hohen Geschwindigkeiten schafft.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
1 und durch die Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
6 gelöst.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
dass eine mehrstufige Kurzhubverstellung ge schaffen wird, die von
der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig
ist.
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Die
vorliegende Erfindung weist gegenüber den oben genannten Ansätzen den
Vorteil auf, dass die notwendig Verkrallung auch bei hohen bis höchsten Fahrzeuggeschwindigkeiten
vorhanden ist, wobei gleichzeitig ein Öffnen der Türen nicht beeinträchtigt ist.
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Bei
Fahrt aus dem Stillstand bis zu mittleren Geschwindigkeiten, zum
Beispiel 120 km/h ändert sich
nichts gegenüber
dem bekannten Prinzip. Erst bei Überschreiten
eines Schwellwertes durch die erfasste Istgeschwindigkeit wird die
Kraftfahrzeugscheibe innerhalb einer Dachrahmendichtung automatisch
noch ein weiteres Stück
angehoben, um die mechanische Verkrallung im oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich
zu erhöhen,
um vorteilhaft Windgeräusche
zu reduzieren. Bei Verringerung der Fahrgeschwindigkeit wird diese
Kurzhubanhebung wieder zurück
genommen, das heißt
es erfolgt eine Kurzhubabsenkung.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des
im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrens und der im Patentanspruch
6 angegebenen Vorrichtung.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist vorgesehen, dass ein automatisches Anheben der Kraftfahrzeugscheibe
aus einer ersten Kurzhubposition in eine zweite Kurzhubposition
bei Überschreiten
eines ersten vorbestimmten Schwellwertes durch die erfasste Istgeschwindigkeit
durch die Steuereinrichtung eingeleitet wird. Dadurch wird eine
stärkere
Verkrallung der Seitenscheibe in der Dachrahmendichtung erreicht,
da die Scheibe tiefer in eine Aufnahme der Dichtung eingefahren
werden kann. Dieses erfolgt aber erst bei einer bestimmten Geschwindigkeit.
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Wird
diese bestimmte Geschwindigkeit unterschritten, ist bevorzugt vorgesehen,
dass ein automatisches Absenken der Kraftfahrzeugscheibe aus der
zweiten Kurzhubposition in die erste Kurzhubposition bei Unterschreiten
eines zweiten vorbestimmten Schwellwertes durch die erfasste Istgeschwindigkeit
durch die Steuereinrichtung eingeleitet wird, wobei der zweite vorbestimmte
Schwellwert mit einem kleineren Wert als der erste vorbestimmte
Schwellwert ausgebildet wird. Es ist hierbei vorteilhaft, dass der
zweite vorbestimmte Schwellwert kleiner ist als der erste, da so
eine Hysterese gebildet wird, mit der verhindert wird, dass beim
Fahren mit kleinen Geschwindigkeitsänderungen im Bereich des korrespondierenden
Schwellwertes ein ständiges
Anheben und Absenken der Scheibe erfolgt. Diese Hysterese kann derart
angepasst sein, dass eine Kurzhubanhebung bei einem ersten Schwellwert
von zum Beispiel 120 km/h erfolgt und eine Kurzhubabsenkung erst
bei einer Reduzierung der Geschwindigkeit auf einen zweiten Schwellwert
von beispielsweise 80 km/h ausgeführt wird.
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In
einer alternativen Ausführung
ist dazu vorgesehen, dass das automatische Absenken der Kraftfahrzeugscheibe
aus der zweiten Kurzhubposition in die erste Kurzhubposition nach
Unterschreiten des ersten vorbestimmten Schwellwertes durch die erfasste
Istgeschwindigkeit nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit durch die Steuereinrichtung eingeleitet
wird. Somit sind keine zwei Schwellwerte zu bestimmen, sondern zum
Beispiel nur eine Zeitverzögerung
bei Unterschreiten des ersten Schwellwertes zu programmieren.
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Eine
weitere Ausführung
sieht vor, dass die automatische Kurzhubverstellung zum Anheben
und Absenken der Kraftfahrzeugscheibe aus der einen Kurzhubposition
in die weitere Kurzhubposition mehrstufig durchgeführt wird.
So kann die Verkrallung der Seitenscheibe an die Fahrgeschwindigkeit noch
besser angepasst werden, wodurch eine Dämpfung der Strömungsgeräusche vorteilhaft
verbessert ist.
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In
einer weiteren Ausführung
ist vorgesehen, dass eine Sicherheitsabschaltung des Scheibenverstellantriebes
zwischen der einen Kurzhubposition und der weiteren Kurzhubposition
ausschaltbar ist. Damit wird ein möglicher Einklemmschutz, der
in dem Bereich innerhalb der Dichtung nicht notwendig ist, da eine
Einklemmgefahr hier nicht mehr besteht, ausgeschaltet, so dass ein
Scheibenheberantrieb nicht durch den Einklemmschutz ausgeschaltet
wird, bevor die Seitenscheibe in der Dachrahmendichtung korrekt
geschwindigkeitsabhängig
verkrallt ist.
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In
einer anderen Ausführung
kann eine manuelle Betätigung
der Steuereinrichtung in Abhängigkeit
von der Position der Kraftfahrzeugscheibe und der erfassten Istgeschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs ein- oder ausschaltbar sein. Damit ist es möglich, die übliche Fensterheberbedienung
bei hohen Geschwindigkeiten und die damit verbundenen Gefahren einfach
zu verhindern. Außerdem
kann eine solche Schaltungsbeeinflussung eine manuelle Betätigung zulassen,
wenn durch einen eventuellen Fehler die Kurzhubverstellung ohne
Funktion ist. Dann kann die Kurzhubabsenkung zum Öffnen der
Tür von
Hand ausgelöst
werden, wodurch ein gewaltsames Öffnen der
Tür vermieden
wird. Weiterhin kann bei einer fehlerhaften Kurzanhebung die manuelle
Betätigung
die Verkrallung bewirken, falls dieses unter Umständen notwendig
ist.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von
den Figuren zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer rahmenlosen Kraftfahrzeugscheibe
in einer Tür;
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt
des Bereiches zwischen oberem Scheibenabschnitt und einem Dichtelement
in schematischer Ansicht;
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3 eine
schematische Schnittdarstellung der 2 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
schematische grafische Darstellung von Kurzhubpositionen über einer
Fahrzeuggeschwindigkeit; und
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5 eine
schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In
den Figuren der Zeichnung bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche
oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben
ist.
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Zur
Orientierung in den Figuren dienen Koordinatensysteme mit den Koordinaten
x, y, und z, wobei x die Fahrzeuglängsrichtung, y die Fahrzeugquerrichtung
und z die Fahrzeughochrichtung bezeichnen.
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1 stellt
eine rahmenlose Kraftfahrzeugscheibe 3 in einer Tür 2 eines
nur andeutungsweise gezeigten Kraftfahrzeugs 1 dar. Die
Kraftfahrzeugscheibe 3 ist hier als eine Seitenscheibe
in einer leicht geöffneten
Position gezeigt, so dass zwischen ihrer oberen Stirnseite 6 und
einem Dichtelement 5, zum Beispiel einer Dachrahmendichtung,
die an einem Dachabschnitt 4 des Kraftfahrzeug 1 befestigt ist, ein
Spalt vorhanden ist. In dieser Öffnungsweite kann
zum Beispiel ein Einklemmschutz wirksam sein.
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Es
wird nun im Zusammenhang mit 2 die Situation
betrachtet, in der dieser Spalt geschlossen wird. Das kann zum Beispiel
durch manuelles Betätigen
eines Scheibenverstellantriebes im Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.
Dabei wird die Kraftfahrzeugscheibe 3 angehoben und passiert
eine Position z0, in welcher der Spalt zwischen Stirnseite 6 und
Dichtelement 5 geschlossen ist. Nun wird die Scheibe 3 durch
eine Kurzhubanhebung in eine erste Kurzhubposition z1 automatisch
verstellt, aus der sie in die Position z0 automatisch abgesenkt
wird, wenn der Türöffner von
außen
oder innen betätigt
wird. In dieser Position z0 steht die Scheibe 3 mit dem
Dichtelement 5 nur leicht oder nicht mehr in Eingriff.
In diesem Zustand ist die Tür 2 leicht
zu öffnen
und zu schließen.
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Bei
erneutem Schließen
der Tür 2 nimmt
die Kraftfahrzeugscheibe 3 durch automatische Kurzhubanhebung
aus der Position z0 die Kurzhubposition z1 ein. Das geschieht im
Stillstand des Kraftfahrzeugs 1. Erreicht das Kraftfahrzeug 1 eine
vorbestimmte Geschwindigkeit, die einem ersten Schwellwert entspricht,
zum Beispiel 120 km/h, so wird wiederum eine Kurzhubanhebung der
Seitenscheibe 3 aus der erste Kurzhubposition z1 automatisch
vorgenommen. Dabei erreicht die Seitenscheibe 3 eine weitere
Kurzhubposition z2, die auch als zweite Kurzhubposition z2 bezeichnet
wird.
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3 zeigt
dazu eine schematische Schnittdarstellung der 2 in
der y-z-Ebene gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Dichtelement 5 ist schematisch mit einer Aufnahme 7 für einen
oberen Abschnitt 16 der Scheibe 3 dargestellt.
Die Kraftfahrzeugscheibe 3 befindet sich in der dargestellten
Position in der ersten Kurzhubposition z1. Die Aufnahme 7 ist
in diesem Beispiel nach oben in z-Richtung enger ausgebildet. Dichtflächen 8 der
Aufnahme 7 stehen mit dem oberen Abschnitt 16 der
Scheibe 3 in Eingriff, wobei durch die Gestaltung der Aufnahme 7 eine
Dichtwirkung der Dichtflächen 8 am
oberen Abschnitt 16 der Scheibe 3 in positiver
z-Richtung, das
heißt
von der ersten Kurzhubposition z1 zur zweiten Kurzhubposition z2 durch
erhöhte
Reibung zunimmt. Dadurch wird in diesem Beispiel die oben beschriebene „Verkrallung" der Scheibe 3 in
dem Dichtelement 5 erzeugt.
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Die 4 ist
eine schematische grafische Darstellung von Kurzhubpositionen z über einer Fahrzeuggeschwindigkeit
v. Bei der Fahrzeuggeschwindigkeit v0, das heißt im Stillstand des Kraftfahrzeugs 1 kann
die Scheibe 3 natürlich
auch in einer geöffneten
Position, hier zwischen z0 und der Abszisse liegen, ebenfalls während des
Fahrens. Es sollen hier aber nur die Kurzhubpositionen z0 bis z2 betrachtet
werden.
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Es
wird angenommen, dass die Tür 2 geöffnet wurde,
wobei die Scheibe 3 in der Position z0 steht. Wird die
Tür 2 geschlossen,
so wird die Scheibe 3 automatisch in die erste Kurzhubposition
z1 verstellt, wie auf der Ordinate zu sehen ist. Bei zunehmender
Geschwindigkeit v verbleibt die Scheibe 3 in der Kurzhubposition
z1, was durch den auf der Kurve nach rechts zeigenden Pfeil angedeutet
ist. Bei Erreichen eines ersten Schwellwertes v1, der beispielsweise
120 km/h entspricht, wird die Scheibe 3 automatisch in
die zweite Kurzhubposition z2 verstellt, wobei diese Position bei
zunehmender und auch abnehmender Geschwindigkeit v (siehe Pfeile
auf der Kurve) beibehalten wird. In dem Fall der abnehmenden Geschwindigkeit
v wird eine Absenkung der Scheibe 3 auf die erste Kurzhubposition
z1 erst dann vorgenommen, wenn ein zweiter Schwellwert v2 (zum Beispiel
80 km/h erreicht wird). Wird dann die Geschwindigkeit v wieder erhöht, so muss
erst die Hysterese Δt
durchlaufen werden, um den ersten Schwellwert v1 zu erreichen, bei
welchem wieder eine automatische Kurzhubanhebung der Scheibe 3 in
die Kurzhubposition z2 erfolgt. So kann bei häufigen verkehrsbedingten Geschwindigkeitsänderungen
im Bereich eines Schwellwertes v1, v2 ein ständiges Verstellen der Scheibe 3 vermieden
werden.
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Es
wird nun anhand der 5 eine schematische Vorrichtung 10 in
einem Ausführungsbeispiel erläutert.
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Die
Kraftfahrzeugscheibe 3 ist mit einem Scheibenverstellantrieb 9 verbunden,
der mit einem Positionsgeber 17 ausgerüstet ist. Der Scheibenverstellantrieb 9 ist
mit einer Steuereinrichtung 11 verbunden, die wiederum
mit einer Betätigungseinheit 12 und
einer Buseinrichtung 15, zum Bei spiel ein CAN-Bus, in Verbindung
steht. An der Buseinrichtung 15 ist weiterhin eine Hauptsteuergerät 13 und eine
Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 14, zum Beispiel
ein im Kraftfahrzeug 1 schon vorhandener Geschwindigkeitsgeber,
angeschlossen.
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Die
Steuereinrichtung 11 vergleicht nun eine Istgeschwindigkeit
vist, welche die Geschwindigkeitserfassungseinrichtung 14 zur
Verfügung
stellt, mit einem vorbestimmten Schwellwert v1, v2. Überschreitet
die Istgeschwindigkeit vist den ersten Schwellwert v1
beim Erhöhen
der Geschwindigkeit, was die Steuereinrichtung 11 entweder
selber oder zum Beispiel anhand eines auf der Buseinrichtung 15 vorhandenen
Signals feststellt, so veranlasst die Steuereinrichtung 11 den
Scheibenverstellantrieb 9 zu einer Kurzhubanhebung der
Scheibe 3 in die zweite Kurzhubposition z2 (siehe 2, 3, 4).
Eine Information über
die aktuelle Position der Scheibe 3 erhält die Steuereinrichtung 11 über den
Positionsgeber 17.
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Unterschreitet
nun zum Beispiel beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs 1 die
Istgeschwindigkeit vist den zweiten Schwellwert
v2, was die Steuereinrichtung 11 ebenfalls durch Vergleichen
des vom Geschwindigkeitsgeber gelieferten Signals mit der Istgeschwindigkeit
vist ermittelt, so veranlasst die Steuereinrichtung 11 den
Scheibenverstellantrieb 9 zur Kurzhubabsenkung der Scheibe 3 in
die erste Kurzhubposition z1 (siehe 2, 3, 4).
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Die
vorbestimmten Schwellwerte v1, v2 und die Hysterese Δt können der
Steuereinrichtung 11 eingegeben werden. Die Steuereinrichtung 11 kann natürlich auch
von der Betätigungseinheit 12 in übliche Weise
betätigt
werden. Es kann vorgesehen sein, dass diese Betätigung jedoch während eines Geschwindigkeitsbereiches über einem
vorbestimmten Schwellwert oder bei der zweiten Kurzhubposition z2
ausgeschaltet sind. Andererseits kann die Betätigungseinheit 12 im
Falle eines Fehlers in der Kurzhubverstellung für eine manuelle Steuerung des Scheibenverstellantriebs 9 einschaltbar
sein.
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Ein
Einklemmschutz, der in der Steuereinrichtung 11 vorgesehen
sein kann, kann zum Beispiel nach Passieren der Position z0 automatisch
ausgeschaltet werden, da er für
die Kurzhubverstellung nicht notwendig ist, denn es gibt in diesem
Bereich üblicherweise
keine Möglichkeit
zum Einklemmen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise
modifizierbar.
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Beispielweise
ist die Erfindung nicht auf eine Seitenscheibe einer Tür 2 beschränkt. Die
Erfindung kann auch bei andere Scheiben, zum Beispiel verstellbaren
Trennscheiben oder Heckscheiben angewendet werden.
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Es
ist auch denkbar, dass die Hysterese Δt durch eine Verzögerungszeit
gebildet wird, die bei Erreichen von nur einem Schwellwert, zum
Beispiel v1, bei Unterschreiten durch die Istgeschwindigkeit vist gestartet wird.
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Die
Steuereinrichtung 11 kann auch Bestandteil des Hauptsteuergerätes 13 sein.
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Eine
Kopplung der Steuereinrichtung 11 mit Sicherheitssystemen
des Kraftfahrzeugs 1 ist ebenfalls denkbar, wobei je nach
Sicherheitskonzept zum Beispiel eine Kurzhubverstellung forciert
oder aufgehoben werden kann.
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Es
ist weiterhin möglich,
die Steuereinrichtung 11 mit einem aktiven Dichtungssystem
zu koppeln, wobei zum Beispiel zusätzlich zur Kurzhubverstellung
die Verkrallung durch ein Zusammenpressen des Dichtelementes 5 erhöht wird.
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Außerdem ist
es denkbar, dass noch eine oder mehrere Kurzhubpositionen oberhalb
und/oder unterhalb der zweiten Kurzhubposition z2 verwendet werden,
zum Beispiel eine mehrstufige Kurzhubverstellung mit mehr als zwei
Schwellwerten v1, v2.