DE102010010354B3

DE102010010354B3 - Fensterheberanordnung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102010010354B3
Application number: DE102010010354A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schwantner; Gerhard Schneider; Andreas STÜBER
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2030-03-06

Abstract

Fensterheberanordnung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere durch ein Steuergerät (3) mittels Pulsdauermodulation mit variabler Geschwindigkeit separat ansteuerbare Fensterhebermotoren (2), denen jeweils ein Sensor (5, 6) zur Erfassung der Position des von dem Fensterhebermotor (2) angetriebenen Fensters (4) zugeordnet ist, wobei die Steuergeräte (3) über einen Datenbus (7) miteinander verbunden sind und die Fensterheberanordnung (1) so ausgebildet ist, dass in einem Normierungslauf die niedrigste Geschwindigkeit der Fensterhebermotoren (2) erfasst und als Sollgeschwindigkeit für alle Fensterhebermotoren (2) festgelegt wird, wobei die Steuergeräte (3) so ausgebildet sind, dass die Sollgeschwindigkeit verringert wird, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation wenigstens eines Fensterhebermotors (2) 100% beträgt und die Sollgeschwindigkeit erhöht wird, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation aller Fensterhebermotoren (2) einen festgelegten Grenzwert unterschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fensterheberanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere durch ein Steuergerät mittels Pulsdauermodulation mit Variabler Geschwindigkeit separat ansteuerbare Fensterhebermotoren, denen jeweils ein Sensor zur Erfassung der Position des von dem Fensterhebermotor angetriebenen Fensters zugeordnet ist, wobei die Steuergeräte über einen Datenbus miteinander verbunden sind und die Fensterheberanordnung so ausgebildet ist, dass in einem Normierungslauf die niedrigste Geschwindigkeit der Fensterhebermotoren erfasst und als Sollgeschwindigkeit für alle Fensterhebermotoren festgelegt wird.
Die Ansteuerung von Fensterhebermotoren erfolgt üblicherweise über Relais, gegebenenfalls auch mikrocomputergesteuert. Es sind auch Fahrzeuge mit Fensterhebern bekannt, bei denen eine Komfortfunktion implementiert ist, bei der durch eine einzige Betätigung alle Fenster des Kraftfahrzeugs synchron geöffnet oder geschlossen werden. In der Praxis ist allerdings das Problem aufgetreten, dass die Fenster wegen der vorhandenen Toleranzen der Fensterhebermotoren mit geringfügig unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen, so dass die vollständig geöffnete beziehungsweise geschlossene Position nicht gleichzeitig erreicht wird. Ebenso tragen Schwergängigkeiten in der Antriebsmechanik dazu bei, dass die Bewegung der Fenster nicht synchron erfolgt.
In der DE 101 18 982 A1 ist ein Fensterhebersystem sowie ein Steuerverfahren für mehrere Fensterheber beschrieben, bei dem vorgesehen ist, dass die Fensterhebermotoren von Steuergeräten mit variabler Geschwindigkeit angetrieben werden können, um Unterschiede zwischen einzelnen Fensterhebern auszugleichen, so dass ein synchrones Öffnen oder Schließen möglich ist. Die Ansteuerung der einzelnen Fensterhebermotoren erfolgt durch ein Steuergerät mittels Pulsdauermodulation. Im Rahmen eines Normierungslaufs wird die niedrigste Geschwindigkeit der Fensterhebermotoren erfasst und als Sollgeschwindigkeit für alle Fensterhebermotoren festgelegt.
Auch wenn durch dieses Fensterhebersystem bereits eine gewisse Verbesserung erzielt worden ist, wäre es wünschenswert, dass Schwergängigkeiten von dem Fensterhebersystem noch besser ausgeglichen werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fensterheberanordnung anzugeben, bei der Schwergängigkeiten besser ausgeglichen werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Fensterheberanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuergeräte so ausgebildet sind, dass die Sollgeschwindigkeit verringert wird, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation wenigstens eines Fensterhebermotors 100% beträgt und die Sollgeschwindigkeit erhöht wird, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation aller Fensterhebermotoren einen festgelegten Grenzwert unterschreitet.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass unterschiedliche Antriebsgeschwindigkeiten der Fensterhebermotoren, die durch Toleranzen oder Schwergängigkeiten der Mechanik oder unterschiedliche Versorgungsspannungen verursacht werden können, durch die individuelle Beeinflussung des Taktverhältnisses der Pulsdauermodulation kompensiert werden können. Auf diese Weise kann das Tastverhältnis jedes einzelnen Fensterhebermotors individuell angepasst werden, um ein synchrones Öffnen beziehungsweise Schließen sicherzustellen. Anders als im Stand der Technik wird das Tastverhältnis permanent überwacht und gegebenenfalls angepasst, sofern dies zur Sicherstellung eines synchronen Verhaltens erforderlich ist. Dabei wird die für alle Fensterhebermotoren geltende Sollgeschwindigkeit verringert, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation wenigstens eines Fensterhebermotors 100% beträgt. Ein Tastverhältnis von 100% bedeutet, dass der Motor permanent eingeschaltet ist, damit die Sollgeschwindigkeit für das Öffnen oder Schließen des Fensters erreicht wird. Nachfolgend wird das Tastverhältnis verringert, so dass der entsprechende Fensterhebermotor unterhalb seiner Leistungsgrenze betrieben werden kann. Andererseits kann die Sollgeschwindigkeit, die für alle Fensterhebermotoren gilt, erhöht werden, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation aller Fensterhebermotoren einen festgelegten Grenzwert unterschreitet. Die Unterschreitung des Grenzwerts durch alle Fensterhebermotoren bedeutet, dass deren Leistungsvermögen nicht ausgenutzt wird, so dass die Sollgeschwindigkeit erhöht werden kann. Die Erhöhung der Sollgeschwindigkeit führt zu einem höheren Tastverhältnis, wodurch die Fensterhebermotoren mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der festgelegte Grenzwert für das Tastverhältnis 85% bis 95% beträgt, vorzugsweise beträgt der Grenzwert 90%. Ein Tastverhältnis von 90% bedeutet, dass der Fensterhebermotor während 90% eines Zeitraums eingeschaltet ist und angetrieben wird und während 10% des Zeitraums nicht angetrieben wird. Bei diesem festgelegten Grenzwert handelt es sich um einen unteren Grenzwert, der obere Grenzwert für das Tastverhältnis beträgt 100%.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Steuergeräte so ausgebildet sind, dass die Sollgeschwindigkeit nur geändert wird, wenn sie innerhalb eines festgelegten Wertebereichs liegt, der von einer minimalen und einer maximalen Geschwindigkeit begrenzt wird. Die minimale und die maximale Geschwindigkeit bilden dabei Schranken für die Geschwindigkeit, die in keinem Fall überschritten werden.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fensterheberanordnung sieht vor, dass die Steuergeräte so ausgebildet sind, dass die Sollgeschwindigkeit in Schritten von 1 mm/s geändert wird. Diese Geschwindigkeitsänderungen sind so klein, dass sie vom Benutzer nicht wahrgenommen werden.
Damit eine besonders gute Anpassung an unterschiedliche Fensterhebermotoren erfolgen kann, kann es bei der erfindungsgemäßen Fensterheberanordnung vorgesehen sein, dass die Anpassung der Sollgeschwindigkeit nach jedem Öffnung- oder Schließvorgang der Fenster durchgeführt wird.
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Steuergeräte so ausgebildet sind, dass die Anpassung der Sollgeschwindigkeit nach jedem n-ten Öffnungs- oder Schließvorgang der Fenster durchgeführt wird, wobei n eine ganze Zahl ist, vorzugsweise 2, 5 oder 10.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fensterheberanordnung sieht vor, dass die Steuergeräte so ausgebildet sind, dass die Fensterhebermotoren bei einer Benutzerbetätigung so gesteuert werden, dass die Fenster ihre Endposition in geschlossenem oder geöffneten Zustand gleichzeitig erreichen.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Fensterheberanordnung der beschriebenen Art auf.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und zeigt eine erfindungsgemäße Fensterheberanordnung.
Die in der Zeichnung gezeigte Fensterheberanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug umfasst mehrere, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier, Fensterhebermotoren 2, denen jeweils ein Steuergerät 3 zugeordnet ist. Jeder Fensterhebermotor 2 ist in der Lage, ein Fenster 4 des Kraftfahrzeugs aufwärts oder abwärts zu bewegen. Im Bereich des Fensters 4 sind Sensoren 5, 6 angeordnet, mit denen die (vertikale) Position des Fensters 4 erfasst werden kann. Es ist auch möglich, dass mit den Sensoren 5, 6 lediglich die untere beziehungsweise obere Endlage des Fensters 4 erfasst werden kann, wenn sich dieses in der vollständig geöffneten beziehungsweise geschlossenen Position befindet. Sämtliche Steuergeräte 3 sind über einen Datenbus 7 miteinander verbunden.
Die Steuerung der Fensterhebermotoren 2 mittels der Steuergeräte 3 erfolgt über Halbleiterendstufen, so dass die Fensterhebermotoren 2 mittels Pulsdauermodulation mit variabler Geschwindigkeit gesteuert werden können. Die dazu vorgesehene Halbleiterendstufe ist an sich, beispielsweise aus der DE 101 18 982 A1 , bekannt, und wird daher an dieser Stelle nicht näher erläutert. Neben der Möglichkeit des Öffnens und Schließens einzelner Fenster verfügt die Fensterheberanordnung 1 über eine Komfortfunktion, bei der alle Fenster 4 durch eine einzige Betätigung vollständig geöffnet oder geschlossen werden. Diese Komfortfunktion kann entweder durch einen Benutzer manuell ausgelöst werden, alternativ kann sie – z. B. beim Absperren des Fahrzeugs – automatisch ausgelöst werden.
Bei der Fensterheberanordnung 1 wird ein Normierungslauf durchgeführt, bei dem die niedrigste Geschwindigkeit der einzelnen Fensterhebermotoren 2 erfasst wird. Dieser Normierungslauf kann während des Öffnens oder während des Schließens der Fenster 4 durchgeführt werden. Der Sinn des Normierungslaufs ist die Ermittlung desjenigen Fensterhebermotors 2, der die niedrigste Geschwindigkeit aufweist. Diese Geschwindigkeit wird als Sollgeschwindigkeit für alle Fensterhebermotoren 2 festgelegt. Die Sollgeschwindigkeit ist somit die Geschwindigkeit, mit der alle Fensterhebermotoren 2 problemlos betrieben werden können. Wenn der Benutzer das Öffnen oder das Schließen aller Fenster 4 mittels der Komfortfunktion auslöst, werden alle Fenster 4 synchron bewegt, so dass der Öffnungs- oder Schließvorgang gleichzeitig endet. Die Steuerung erfolgt dabei über die einzelnen Steuergeräte 3, die die Sollgeschwindigkeit und gegebenenfalls weitere Informationen über den Datenbus 7 ausgetauscht haben.
Jeder Fensterhebermotor 2 wird mittels Pulsdauermodulation gesteuert, wodurch eine präzise Steuerung der Geschwindigkeit ermöglicht wird. Bei der Pulsdauermodulation wird das Tastverhältnis, also das Verhältnis der Einschaltzeit zur Ausschaltzeit, gesteuert, um eine bestimmte Geschwindigkeit des angetriebenen Fensters 4 sicherzustellen. Um Toleranzen zwischen den einzelnen Fensterhebermotoren auszugleichen, können diese mit unterschiedlichen Tastverhältnissen angesteuert werden, so dass sich die gewünschte Verfahrgeschwindigkeit und ein synchrones Öffnen oder Schließen ergibt.
Während des Betriebs wird das Tastverhältnis der einzelnen Fensterhebermotoren 2 erfasst. Falls das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation wenigstens eines Fensterhebermotors 100% beträgt, wird die Sollgeschwindigkeit verringert. In diesem Zustand wird der zugehörige Fensterhebermotor 2 an seiner Leistungsgrenze betrieben, so dass er permanent eingeschaltet ist. Nachfolgend wird die Sollgeschwindigkeit verringert, diese Verringerung der Sollgeschwindigkeit wirkt sich auch auf alle anderen Fensterhebermotoren 2 aus.
Andererseits wird die Sollgeschwindigkeit erhöht, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation aller Fensterhebermotoren 2 einen festgelegten Grenzwert unterschreitet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt dieser Grenzwert bei einem Tastverhältnis von 90%, das heißt die Einschaltzeit und die Ausschaltzeit verhalten sich wie 9:1. Nachfolgend wird die Sollgeschwindigkeit erhöht, diese erhöhte Sollgeschwindigkeit dient zur Steuerung aller Fensterhebermotoren 2.
Neben der beschriebenen oberen und unteren Grenze für das Tastverhältnis ist gleichzeitig ein festgelegter Wertbereich für die Sollgeschwindigkeit zu beachten, der von einer minimalen und einer maximalen Geschwindigkeit begrenzt wird. Die Geschwindigkeit des angetriebenen Fensters 4 muss innerhalb dieses Wertebereichs liegen, ansonsten findet keine Anpassung der Sollgeschwindigkeit statt. Wenn die Sollgeschwindigkeit in den zuvor beschriebenen Fällen geändert wird, wird sie in Schritten von 1 mm/s geändert.
Dieser Vergleich der erfassten Tastverhältnisse mit den oberen und unteren Grenzwerten für das Tastverhältnis findet nach jedem Öffnungs- oder Schließvorgang statt, so dass permanent eine Anpassung an gegebenenfalls eingetretene Änderungen stattfindet. Es sind jedoch auch andere Ausführungen möglich, bei denen der Vergleich der Tastverhältnisse lediglich nach jedem fünften oder zehnten Öffnungs- oder Schließvorgang stattfindet. Die Fensterheberanordnung 1 weist den Vorteil auf, dass alle Fensterhebermotoren 2 mit derselben Geschwindigkeit betrieben werden, der absolut synchrone Lauf der Fensterheber wird vom Benutzer als sehr hochwertig wahrgenommen. Gegebenenfalls vorhandene Toleranzen oder Schwergängigkeiten in der Antriebsmechanik können durch die Ansteuerung mittels Pulsdauermodulation ausgeglichen werden. Ebenso führen gegebenenfalls auftretende Schwankungen der Versorgungsspannung nicht zu einer wahrnehmbaren Änderung des Laufs der Fensterheber.

Claims

Fensterheberanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere durch ein Steuergerät mittels Pulsdauermodulation mit variabler Geschwindigkeit separat ansteuerbare Fensterhebermotoren, denen jeweils ein Sensor zur Erfassung der Position des von dem Fensterhebermotor angetriebenen Fensters zugeordnet ist, wobei die Steuergeräte über einen Datenbus miteinander verbunden sind und die Fensterheberanordnung so ausgebildet ist, dass in einem Normierungslauf die niedrigste Geschwindigkeit der Fensterhebermotoren erfasst und als Sollgeschwindigkeit für alle Fensterhebermotoren festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte (3) so ausgebildet sind, dass die Sollgeschwindigkeit verringert wird, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation wenigstens eines Fensterhebermotors (2) 100% beträgt und die Sollgeschwindigkeit erhöht wird, wenn das Tastverhältnis der Pulsdauermodulation aller Fensterhebermotoren (2) einen festgelegten Grenzwert unterschreitet.
Fensterheberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der festgelegte Grenzwert für das Tastverhältnis 85% bis 95%, vorzugsweise 90%, beträgt.
Fensterheberanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte (3) so ausgebildet sind, dass die Sollgeschwindigkeit nur geändert wird, wenn sie innerhalb eines festgelegten Wertebereichs liegt, der von einer minimalen und einer maximalen Geschwindigkeit begrenzt wird.
Fensterheberanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte so ausgebildet sind, dass die Sollgeschwindigkeit in Schritten von 1 mm/s geändert wird.
Fensterheberanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte (3) so ausgebildet sind, dass die Anpassung der Sollgeschwindigkeit nach jedem Öffnungs- oder Schließvorgang der Fenster (4) durchgeführt wird.
Fensterheberanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte (3) so ausgebildet sind, dass die Anpassung der Sollgeschwindigkeit nach jedem n-ten Öffnungs- oder Schließvorgang der Fenster (4) durchgeführt wird, wobei n eine ganze Zahl ist, vorzugsweise 2, 5 oder 10.
Fensterheberanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergeräte (3) so ausgebildet sind, dass die Fensterhebermotoren (2) bei einer Benutzerbetätigung so gesteuert werden, dass sie die Endposition im geschlossenen oder geöffneten Zustand gleichzeitig erreichen.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Fensterheberanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 aufweist.