DE102007039102A1

DE102007039102A1 - Verfahren zur Steuerung eines Verstellantriebs für ein Fahrzeug und zugehörige Fensterhebervorrichtung

Info

Publication number: DE102007039102A1
Application number: DE102007039102A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schwantner
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2007-08-18
Filing date: 2007-08-18
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2027-08-19
Also published as: DE102007039102B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verstellantriebs für ein bewegliches Fahrzeugbauteil, der einen über ein Relais (22) ansteuerbaren Antriebsmotor (24) umfasst, wobei das Relais (22) zur Ansteuerung des Antriebsmotors (24) bestromt wird, wobei der Antriebsmotor (24) das Fahrzeugbauteil (10) zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage (12, 14) antreibt, und eine zugehörige Fensterhebervorrichtung. Erfindungsgemäß weist die erste und/oder zweite Endlage (12, 14) einen mechanischen Anschlag (16) auf, gegen den das bewegliche Fahrzeugbauteil (10) mit einer vorgebbaren Kraft gefahren wird, wobei während eines Bewegungsvorgangs des Fahrzeugbauteils (10) der Zeitpunkt des Auftreffens des Fahrzeugbauteils (10) am mechanischen Anschlag (14) ermittelt wird und wobei das Relais (22) im Wesentlichen zeitgleich zum Auftreffzeitpunkt des Fahrzeugbauteils (10) am mechanischen Anschlag (14) abgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Verstellantriebs für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine zugehörige Fensterhebervorrichtung.
Aus dem Stand der Technik sind Fensterhebervorrichtungen bekannt, die eine Fensterscheibe, einen mechanischen Anschlag und einen Verstellantrieb mit einem Antriebsmotor und einem Relais umfassen. Beim Schließen der Fensterscheibe entsteht ein lautes Geräusch, wenn die durch den Verstellantrieb angetriebene Fensterscheibe gegen den oberen mechanischen Anschlag gefahren wird. Um ein vollständiges Schließen der Fensterscheibe sicherzustellen, wird das Relais in der Regel weiter bestromt und erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne abgeschaltet, in der die Fensterscheibe weiter gegen den mechanischen Anschlag gedrückt wird. Somit entstehen bei der Beendigung des Schließvorgangs aufgrund der mechanischen Verspannung im oberen Anschlag und beim Abschalten des Relais mehrere unangenehme Geräusche, die durch das Auftreffen der Fensterscheibe am mechanischen Anschlag, durch ein mechanisches Entspannen des oberen Anschlags, wenn der Verstellantrieb abgeschaltet wird, und durch das Relaisabschaltklicken erzeugt werden.
In der Offenlegungsschrift DE 100 07 690 A1 wird ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Antriebsmotors eines Kraftfahrzeugverstellantriebs beschrieben. Das beschriebene Verfahren steuert den elektrischen Antriebsmotor mit einer variablen Spannung an, wobei ein steuerbarer Widerstand verwendet wird, der die an den Antriebsmotor angelegte Spannung bereitstellt. Das beschriebene Verfahren ermöglicht ein langsames Anlaufen des Antriebsmotors und verringert daher die mechanische Belastungen der Bauteile des Verstellantriebs als auch die beim Anlaufen entstehenden Geräusche. Die Geräusche entstehen beispielsweise durch das Spiel zwischen allen an der Kraftübertragung beteiligten Bauteilen. Zum Abstoppen des Antriebsmotors wird eine Spannung angelegt, die kontrolliert von einer Nennspannung bis auf Null absinkt. So kann beispielsweise die Position eines vom Antriebsmotor angetriebenen Bauteils überwacht werden und der Antriebsmotor gestoppt werden, wenn das angetriebene Bauteil gegen einen Anschlag fährt. Zudem kann der Antriebsmotor rechtzeitig abgeschaltet werden, bevor das Bauteil einen zugeordneten Anschlag erreicht. Da durch eine Normierung die absolute Position des zu bewegenden Bauteils bekannt ist, werden die Geräusche vermieden, die entstehen, wenn das Bauteil vom Antriebsmotor gegen den Anschlag gefahren wird. Alternativ kann das vom Antriebsmotor bereitgestellte Drehmoment überwacht und der Antriebsmotor abgeschaltet werden, wenn ein bestimmtes Drehmoment überschritten ist, das einen vorgegebenen Anschlag des angetriebenen Bauelements repräsentiert. Durch das rechtzeitige Abschalten des Antriebsmotors, d. h. bevor die Fensterscheibe den mechanischen Anschlag erreicht hat, bzw. durch Reduzieren der Kraft, mit der die Fensterscheibe gegen den mechanischen Anschlag fährt, werden die beim Einfahren der Fensterscheibe entstehenden Geräusche reduziert. Durch die reduzierte Einfahrkraft bzw. durch das Abschalten des Antriebsmotors kann der Fall auftreten, dass die Fensterscheibe nicht bis zum Endanschlag gefahren wird und daher nicht vollständig dichtend geschlossen wird, so dass während der Fahrt Windgeräusche entstehen können bzw. Feuchtigkeit und Kälte in den Fahrzeuginnenraum eindringen können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung eines Verstellantriebs für ein Fahrzeug und eine zugehörige Fensterhebervorrichtung anzugeben, die geräuschoptimiert und einfach und kostengünstig zu implementieren sind.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Steuerung eines Verstellantriebs für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Fensterhebervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß weist eine erste und/oder zweite Endlage eines beweglichen Fahrzeugbauteils einen mechanischen Anschlag auf, gegen den das bewegliche Fahrzeugbauteil mit einer vorgebbaren Kraft gefahren wird. Während eines Bewegungsvorgangs des Fahrzeugbauteils wird der Zeitpunkt des Auftreffens des Fahrzeugbauteils am mechanischen Anschlag ermittelt und ein Relais, über das ein Antriebsmotor ansteuerbar ist, im Wesentlichen zeitgleich zum Auftreffzeitpunkt des Fahrzeugbauteils am mechanischen Anschlag abgeschaltet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das Einfahrgeräusch des beweglichen Fahrzeugbauteils in den mechanischen Anschlag optimiert, da ein zugehöriges Relaisklicken im Wesentlichen zeitgleich mit dem Auftreffen des beweglichen Fahrzeugbauteils am mechanischen Anschlag erfolgt, so dass in vorteilhafter Weise die Anzahl der störenden Geräusche reduziert wird.
Gleichzeitig kann die Kraft, mit welcher das bewegliche Fahrzeugbauteil gegen den mechanischen Anschlag fährt so vorgegeben werden, dass die zugehörige Endlage sicher erreicht wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Dichtigkeit der geschlossenen Fensterscheibe sichergestellt und Windgeräusche werden vermieden, die entstehen, wenn die Fahrzeugscheibe nicht vollständig geschlossen ist. Durch das zeitgleiche Auftreten der beiden störenden Geräusche wird das störende Geräusch mit der geringeren Lautstärke, z. B. das Relaisabschaltgeräusch, durch das störende Geräusch mit der höheren Lautstärke übertönt und dadurch quasi unhörbar.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Auftreffzeitpunkt des beweglichen Fahrzeugbauteils beispielsweise durch eine Messung des Stroms des Antriebmotors ermittelt, wobei durch die Strommessung ein Stromschwellwert ermittelt wird, der den Auftreffzeitpunkt des beweglichen Fahrzeugbauteils am mechanischen Anschlag repräsentiert. Zusätzlich oder alternativ kann eine Position des beweglichen Fahrzeugbauteils ermittelt werden, wobei der mechanische Anschlag einem festen Positionswert zugeordnet wird und der Auftreffzeitpunkt bestimmt wird, wenn das bewegliche Fahrzeugbauteil eine Position erreicht, die dem zugeordneten Positionswert entspricht.
Eine Fensterhebervorrichtung umfasst eine bewegliche Fahrzeugscheibe und einen Verstellantrieb, die einen über ein Relais ansteuerbaren Antriebsmotor und eine Auswerte- und Steuereinheit umfasst, wobei die Auswerte- und Steuereinheit das Relais zur Ansteuerung des Antriebsmotors bestromt, der die Fahrzeugscheibe zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage antreibt. Erfindungsgemäß weist die erste und/oder zweite Endlage einen mechanischen Anschlag auf, gegen den der Antriebsmotor die bewegliche Fahrzeugscheibe mit einer vorgebbaren Kraft fährt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit während eines Bewegungsvorgangs der Fahrzeugscheibe den Zeitpunkt des Auftreffens der Fahrzeugscheibe am mechanischen Anschlag ermittelt und das Relais im Wesentlichen zeitgleich zum Auftreffzeitpunkt der Fahrzeugscheibe am mechanischen Anschlag abschaltet. Der Antriebsmotor wird bei Erreichen des mechanischen Anschlags abgeschaltet, so dass das Einlaufgeräusch der Fensterscheibe, das mechanische Entspannen und das eigentliche Relaisabschaltgeräusch in vorteilhafter Weise akustisch zusammenfallen.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fensterhebervorrichtung ist eine Sensoreinheit vorhanden, deren Signale die Auswerte- und Steuereinheit zur Ermittlung des Auftreffzeitpunkts der beweglichen Fahrzeugscheibe am mechanischen Anschlag auswertet. Die Sensoreinheit ist beispielsweise als Stromsensor ausgeführt, über den die Auswerte- und Steuereinheit den Strom des Antriebmotors misst, wobei die Auswerte- und Steuereinheit durch die Strommessung einen Stromschwellwert ermittelt, der den Auftreffzeitpunkt der beweglichen Fahrzeugscheibe am mechanischen Anschlag repräsentiert. Zusätzlich oder alternativ kann die Sensoreinheit als Positionssensor ausgeführt werden, über den die Auswerte- und Steuereinheit die Position der beweglichen Fahrzeugscheibe ermittelt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit dem mechanischen Anschlag einen festen Positionswert zuordnet. Die Auswerte- und Steuereinheit erkennt den Auftreffzeitpunkt, wenn die bewegliche Fahrzeugscheibe eine Position erreicht, die dem zugeordneten Positionswert entspricht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigt:
1 ein schematisches Blockdiagramm einer Fensterhebervorrichtung für ein Fahrzeug.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Verstellantriebs für ein bewegliches Fahrzeugbauteil 10, der einen über ein Relais 22 ansteuerbaren Antriebsmotor 24 umfasst, unter Bezugnahme auf die einzige 1 am Beispiel einer Fensterhebervorrichtung 1 beschrieben, wobei das geräuschoptimierte erfindungsgemäße Verfahren auch für Verstellantriebe von anderen beweglichen Fahrzeugbauteilen, wie Fahrzeugsitze, Schiebedächer usw., verwendet werden kann, die zwischen zwei Endlagen 12, 14 bewegt werden können, wobei wenigstens eine der Endlagen 12, 14 einen mechanischen Anschlag 16 aufweist, gegen den das bewegliche Fahrzeugbauteil 10 mit einer vorgebbaren Kraft gefahren wird.
Wie auf 1 ersichtlich ist, umfasst eine erfindungsgemäße Fensterhebervorrichtung 1 eine bewegliche Fahrzeugscheibe 10 und einen Verstellantrieb 20, der einen über ein Relais 22 ansteuerbaren Antriebsmotor 24 und eine Auswerte- und Steuereinheit 21 umfasst. Zur Ansteuerung des Antriebsmotors 24 bestromt die Auswerte- und Steuereinheit 21 das Relais 22, wobei der Antriebsmotor 24 die Fahrzeugscheibe 10 über eine korrespondierende Wirkverbindung 28 zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage 12, 14 antreibt, wobei die beiden möglichen Bewegungsrichtungen der Fahrzeugscheibe 10 durch einen Doppelpfeil 18 angezeigt werden. Die erste Endlage 12 entspricht einer Position, in welcher die Fahrzeugscheibe 10 in eine obere Dichtung 17 eingefahren und vollständig geschlossen ist. Die zweite Endlage 14 entspricht einer Position, in welcher die Fahrzeugscheibe 10 vollständig geöffnet ist. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, weist sowohl die erste Endlage 12 als auch die zweite Endlage 14 einen mechanischen Anschlag 16 auf, gegen den der Antriebsmotor 24 die bewegliche Fahrzeugscheibe 10 mit einer vorgebbaren Kraft fährt. Während eines Bewegungsvorgangs der Fahrzeugscheibe 10 ermittelt die Auswerte- und Steuereinheit 21 den Zeitpunkt des Auftreffens der Fahrzeugscheibe 10 an einem der mechanischen Anschläge 16 und schaltet das Relais 22 im Wesentlichen zeitgleich zum Auftreffzeitpunkt der Fahrzeugscheibe 10 am korrespondierenden mechanischen Anschlag 16 ab. Die erfindungsgemäße Fensterhebervorrichtung 1 stellt in vorteilhafter Weise die Dichtigkeit der geschlossenen Fensterscheibe sicher, vermeidet Windgeräusche, die entstehen, wenn die Fahrzeugscheibe 10 nicht vollständig geschlossen ist, und reduziert durch das zeitgleiche Auftreten der beiden störenden Geräusche die Anzahl der störenden Geräusche, da das störende Geräusch mit der geringeren Lautstärke, z. B. das Relaisabschaltgeräusch, durch das störende Geräusch mit höheren Lautstärke übertönt und dadurch quasi unhörbar wird.
Die Auswerte- und Steuereinheit 21 misst über eine als Stromsensor ausgeführte Sensoreinheit 26 den Strom des Antriebmotors 24 und ermittelt durch die Strommessung einen Stromschwellwert, der den Auftreffzeitpunkt der beweglichen Fahrzeugscheibe 10 am mechanischen Anschlag 16 repräsentiert. Der ermittelte Stromschwellwert wird gespeichert und beim nächsten Einfahren der Fensterscheibe 10 in den zugehörigen mechanischen Anschlag 16 wird dann das Relais 22 exakt bei diesem Stromschwellwert abgeschaltet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die mechanischen Anschläge 16 zusätzlich jeweils einen Berührungs- und/oder Näherungssensor auf, deren Signale von der Auswerte- und Steuereinheit 21 zur besseren Erkennung des Auftreffzeitpunktes ausgewertet werden können. Bei einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fensterhebervorrichtung 1 kann die Auswerte- und Steuereinheit 21 zur Ermittlung des Auftreffzeitpunkt nur die Signale der Sensoreinheit 26 auswerten oder alternativ eine als Positionssensor ausgeführte Sensoreinheit verwenden, um die Position der beweglichen Fahrzeugscheibe 10 zu ermitteln. Die Auswerte- und Steuereinheit 21 ordnet beispielsweise den mechanischen Anschlägen 16 jeweils einen festen Positionswert zu, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 21 den zugehörigen Auftreffzeitpunkt erkennt, wenn die bewegliche Fahrzeugscheibe 10 eine Position erreicht, die einem zugeordneten Positionswert entspricht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Fensterhebervorrichtung wird das Einfahrgeräusch des beweglichen Fahrzeugbauteils in den mechanischen Anschlag optimiert, da ein zugehöriges Relaisklicken im Wesentlichen zeitgleich mit dem Auftreffen des beweglichen Fahrzeugbauteils am mechanischen Anschlag erfolgt, so dass in vorteilhafter Weise die Anzahl der störenden Geräusche reduziert werden kann. Gleichzeitig kann die Kraft, mit welcher das bewegliche Fahrzeugbauteil gegen den mechanischen Anschlag fährt so vorgegeben werden, dass die zugehörige Endlage sicher erreicht wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Dichtigkeit der geschlossenen Fensterscheibe sichergestellt und Windgeräusche werden vermieden, die entstehen, wenn die Fahrzeugscheibe nicht vollständig geschlossen ist.

1: Fensterhebervorrichtung
10: Fensterscheibe
12: erste Endlage
14: zweite Endlage
16: mechanischer Anschlag
17: Dichtung
18: Bewegungsrichtung
20: Verstellantrieb
21: Auswerte- und Steuereinheit
22: Relais
24: Antriebsmotor
26: Sensoreinheit
28: Wirkverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10007690 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines Verstellantriebs für ein bewegliches Fahrzeugbauteil, der einen über ein Relais (22) ansteuerbaren Antriebsmotor (24) umfasst, wobei das Relais (22) zur Ansteuerung des Antriebsmotors (24) bestromt wird, wobei der Antriebsmotor (24) das Fahrzeugbauteil (10) zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage (12, 14) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Endlage (12, 14) einen mechanischen Anschlag (16) aufweist, gegen den das bewegliche Fahrzeugbauteil (10) mit einer vorgebbaren Kraft gefahren wird, wobei während eines Bewegungsvorgangs des Fahrzeugbauteils (10) der Zeitpunkt des Auftreffens des Fahrzeugbauteils (10) am mechanischen Anschlag (14) ermittelt wird, und wobei das Relais (22) im Wesentlichen zeitgleich zum Auftreffzeitpunkt des Fahrzeugbauteils (10) am mechanischen Anschlag (14) abgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auftreffzeitpunkt des beweglichen Fahrzeugbauteils (10) durch eine Messung des Stroms des Antriebmotors (24) ermittelt wird, wobei durch die Strommessung ein Stromschwellwert ermittelt wird, der den Auftreffzeitpunkt des beweglichen Fahrzeugbauteils (10) am mechanischen Anschlag (16) repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Position des beweglichen Fahrzeugbauteils (10) ermittelt wird, wobei der mechanische Anschlag (16) einem festen Positionswert zugeordnet wird und der Auftreffzeitpunkt bestimmt wird, wenn das bewegliche Fahrzeugbauteil (10) eine Position erreicht, die dem zugeordneten Positionswert entspricht.
Fensterhebervorrichtung mit einem Verstellantrieb (20) für eine bewegliche Fahrzeugscheibe (10), wobei der Verstellantrieb (20) einen über ein Relais (22) ansteuerbaren Antriebsmotor (24) und eine Auswerte- und Steuereinheit (21) umfasst, die das Relais (22) zur Ansteuerung des Antriebsmotors (24) bestromt, wobei der Antriebsmotor (24) die Fahrzeugscheibe (10) zwischen einer ersten und einer zweiten Endlage (12, 14) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Endlage (12, 14) einen mechanischen Anschlag (16) aufweist, gegen den der Antriebsmotor (24) die bewegliche Fahrzeugscheibe (10) mit einer vorgebbaren Kraft fährt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (21) während ei nes Bewegungsvorgangs der Fahrzeugscheibe (10) den Zeitpunkt des Auftreffens der Fahrzeugscheibe (10) am mechanischen Anschlag (16) ermittelt und das Relais (22) im Wesentlichen zeitgleich zum Auftreffzeitpunkt der Fahrzeugscheibe (10) am mechanischen Anschlag (16) abschaltet.
Fensterhebervorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit (26), deren Signale die Auswerte- und Steuereinheit (21) zur Ermittlung des Auftreffzeitpunkt der beweglichen Fahrzeugscheibe (10) am mechanischen Anschlag (16) auswertet.
Fensterhebervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (26) als Stromsensor ausgeführt ist, über den die Auswerte- und Steuereinheit (21) einen Strom des Antriebmotors (24) misst, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (21) durch die Strommessung einen Stromschwellwert ermittelt, der den Auftreffzeitpunkt der beweglichen Fahrzeugscheibe (10) am mechanischen Anschlag (16) repräsentiert.
Fensterhebervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (26) als Positionssensor ausgeführt ist, über den die Auswerte- und Steuereinheit (21) die Position der beweglichen Fahrzeugscheibe (10) ermittelt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (21) dem mechanischen Anschlag (16) einen festen Positionswert zuordnet, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (21) den Auftreffzeitpunkt erkennt, wenn die bewegliche Fahrzeugscheibe (10) eine Position erreicht, die dem zugeordneten Positionswert entspricht.