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Die Erfindung betrifft ein Fensterheber-System nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
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Stand der Technik
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Es sind Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen in der Fahrertür ein Fensterheberantrieb mit einer aufwändigeren, leistungsstärkeren Elektronik verbaut ist und in den Hintertüren Fensterhaberantriebe mit einer einfacheren Elektronik- beispielsweise ohne Einklemmschutzfunktion. Bei unterschiedlichen Ausstattungsvarianten des Fahrzeugs müssen daher gegebenenfalls alle Fensterheberantriebe entsprechend ihrer geforderten Funktionalität für die einzelnen Fahrzeugtüren neu konzipiert und entsprechend ausgetauscht werden. Dadurch ist eine solche Änderung der Ausstattung relativ aufwändig und erfordert einen Vorhalt von vielen verschiedenen Typen von Fensterheberantrieben mit unterschiedlichen Elektronikfunktionen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Fensterheber-System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Ausbildung eines ersten Fensterheberantriebs, der die komplette Elektronik für einen zweiten oder weitere Fensterheberantriebe enthält, bei einer Änderung der Elektronikfunktionen nur der erste Fensterheberantrieb geändert werden muss. Der zweite oder weitere Fensterheberantriebe können hingegen unverändert in den anderen Türen belassen werden. Dadurch kann der zweite Fensterheberantrieb ohne eigene Elektronikeinheit als einfache, normierte Standard-Baueinheit hergestellt werden, wobei lediglich die Steuereinheit des ersten Fensterheberantriebs entsprechend angepasst wird. Dadurch kann das Fensterheber-System auch auf zukünftige, noch nicht bekannte Anforderungen hin ausgelegt werden.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Ausführungen möglich. Besonders vorteilhaft kann ein Fensterheber-System konfiguriert werden, bei dem ein erster Fensterheberantrieb mit einem EC-Motor ausgestattet ist, zu dessen Betreib eine aufwändigere Ansteuerelektronik notwendig ist. Dadurch kann mit wenig Mehraufwand auch eine Ansteuerelektronik für den zweiten Elektromotor in der ersten Steuerelektronik des ersten Antriebs integriert werden. Wenn der zweite Elektromotor als DC-Motor ausgebildet ist, ist für diesen eine deutlich einfachere Elektronik ausreichend, die sehr kostengünstig in die Steuereinheit des ersten Antriebs eingefügt werden kann.
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In einer alternativen Ausführung sind die Elektromotoren des ersten und des zweiten Fensterheberantriebs als DC-Motoren ausgebildet, wobei auch hier die Elektronik-Funktionen dieser beiden DC-Motoren unterschiedlich sein kann. Auch hierbei ist es kostengünstiger beide Ansteuerelektroniken in der ersten Steuereinheit des ersten Antriebs anzuordnen, so dass der zweite Fensterheberantrieb für dessen DC-Motor keine eigene Elektronikplatine benötigt.
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Als besonders vorteilhaft ist ein solches Fensterheber-System bei der Verwendung einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung (PWM), da auch hier der Elektronikaufwand für den zweiten oder weitere Antriebe entfällt, und die PWM vollständig in die ersten Steuerelektronik integriert werden kann. Durch die PWM können die Motoren mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsprofilen entlang des Verstellweges betrieben werden und dadurch Komfort-Merkmale wie Sanft-Stopp oder Sanft-Start realisiert werden. Diese Funktionen können hierbei für die verschiedenen Türen sehr einfach variiert werden.
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Die Elektromotoren können baulich sehr einfach ausgebildet werden, wenn keine signalgebende Rotorlageerkennung verwendet wird. Somit kann auf einen Ringmagnet und Hall-Sensoren und deren elektrische Versorgung verzichtet werden. Hingegen kann die Rotorlage ohne Signalgeber-Bauteil in der Steuerelektronik realisiert werden. Hierzu wird bevorzugt der Motorstrom der einzelnen Motoren ausgewertet und aus den Stromschwankungen auf den Drehwinkel des Rotors geschlossen.
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Hierbei kann die Auswertung der Rotorlage der unterschiedlichen Motoren vorteilhaft in der einer einzigen Steuerelektronik des ersten Fensterheberantriebs vorgenommen werden. Dadurch ist man mit der Realisierung von Rotorlageerfassungen der einzelnen Fensterheberantriebe sehr flexibel.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Fahrertür die höchsten Anforderungen an die Elektronikfunktionen auf. Daher ist der erste Fensterheberantrieb mit der Steuerelektronik bevorzugt in der Fahrertür angeordnet und die zweiten Fensterheberantriebe in den Hecktüren weisen keine eigene Elektronikeinheiten auf.
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Des Weiteren kann auch in die Fahrer- und Beifahrertür jeweils der erste und der zweite Fensterheberantrieb verbaut werden, da beispielsweise für die Betätigung von Mautsystemen, die Fahrerscheibe weit öfter betätigt wird, als die anderen Scheiben und daher mit zusätzlichen elektronischen Schutzfunktionen, wie Soft-Stopp, ausgestattet sein kann.
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Das Signal der Rotorlageerfassung wird besonders günstig auch für die Realisierung einer Schließkraftbegrenzung verwendet, die dann keine zusätzlichen Einklemm-Sensoren benötigt. Dabei kann die Einklemmschutzfunktion vollständig in der Steuerelektronik des ersten Fensterheberantriebs angeordnet werden, unabhängig davon, ob der Einklemmschutz nur für den ersten oder auch für den zweiten und gegebenenfalls weiterer Fensterheberantriebe realisiert werden soll. An den Elektromotoren ist hierbei keine bauliche Änderung notwendig, da lediglich das Motorstromsignal ausgewertet wird, das mittels der elektrischen Leitung der Stromversorgung zwischen den Fensterheberantrieben in der einzigen Steuerelektronik bereits zur Verfügung steht.
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Besonders kostengünstig und kompakt ist die Steuerelektronik im Gehäuse des ersten Fensterheberantriebs angeordnet. Dabei kann je nach Ausführung der Steuerelektronik das Elektronikgehäuse integrativer Bestandteil des Gehäuses sein oder als separat gefertigtes Elektronik-Gehäuseteil mit dem Gehäuse verbunden werden. Dadurch entfällt die Verwendung eines separaten zentralen Steuergeräts für die verschiedenen Antriebe.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung in der nachfolgenden im Einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen
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1 eine Fensterheber-System eines Kraftfahrzeugs
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Die 1 zeigt ein Fensterheber-System 10, bei dem ein erster Fensterheberantrieb 12 in einer ersten Tür 22 und ein zweiter Fensterheberantrieb 14 in einer zweiten Tür 24 eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die erste Fahrzeugtür 22 ist beispielsweise als Fahrertür 23, und die zweite Tür 24 als hintere Seitentür 26 oder alternativ als Beifahrertür 25 ausgebildet. Die beiden Fensterheberantriebe 12, 14 weisen jeweils einen Elektromotor 30 auf, der ein Antriebsmoment an eine daran gekoppelte Getriebeeinheit 32 überträgt. Die Getriebeeinheit 32 weist ein Abtriebselement auf, das mit einer Fensterhebermechanik 34 verbunden ist, die die Scheibe 36 in einer Scheibenführung 40 des Türrahmens 38 entlang der Schließ- und Öffnen-Richtung 40 bewegt. Die Fensterhebermechanik 34 ist beispielsweise mit einer Seiltrommel 35 oder mit Scherenarmen ausgebildet, die jeweils mit der Scheibe 36 verbunden sind.
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Der erste Fensterheberantrieb 12 weist eine Steuerelektronik 50 auf, die elektrisch mit einer Energiequelle, bevorzugt mit einer Autobatterie 52, verbunden ist. Die Steuerelektronik 50 ist beispielsweise in einem Gehäuse 54 des Fensterheberantriebs 12 integriert, das auch ein Motorgehäuse 56 und ein Getriebegehäuse 58 mit umfasst. Im ersten Ausführungsbeispiel ist der Elektromotor 30 des ersten Fensterheberantriebs 12 als elektronisch kommutierter EC-Motor 28 ausgebildet, der von einer EC-Motoransteuerung 51 der Steuerelektronik 50 angesteuert wird. Gleichzeitig umfasst die Steuerelektronik 50 auch eine DC-Motoransteuerung 49, die räumlich in dem ersten Fensterheberantrieb 12 angeordnet ist, jedoch über elektrische Leitungen 20 – insbesondere direkt – mit dem zweiten Fensterheberantrieb 14 verbunden ist und dessen als DC-Motor 29 ausgebildeten Elektromotor 30 ansteuert. Daher weist der zweite Fensterheberantrieb 14 keine Steuerelektronik – insbesondere auch keine Leiterplatte – auf, sondern wird vollständig von der Steuerelektronik 50 des ersten Fensterheberantriebs 12 versorgt. Bei dieser Ausführung wird der DC-Motor 29 des zweiten Fensterheberantriebs 14 mittels eines pulsweitenmodulierten Ansteuerverfahren PWM betrieben, wobei die DC-Motoransteuerung 49 als PWM-Ansteuerung 60 ausgebildet ist, die in der Steuerelektronik 50 der ersten Fensterheberantriebs 12 angeordnet ist. Der EC-Motor 28 des ersten Fensterheberantriebs 12 weist eine erste geberfreie Rotorlagenerfassung 62 auf, die einerseits zur Ansteuerung des EC-Motors 29 und andererseits zur Realisierung eines Einklemmschutzes herangezogen wird. Der DC-Motor 28 des zweiten Fensterheberantriebs 14 weist optional ebenfalls eine zweite geberfreie Rotorlagenerfassung 64 auf, die zur Positionserfassung der Scheibe 36 und gegebenenfalls ebenfalls zur Realisierung eines Einklemmschutzes herangezogen werden kann. Zur ersten und/oder zweiten Rotorlageerfassung 62, 64 wird bevorzugt das Motorstromsignal ausgewertet, wobei die Auswerteeinheiten der Rotorlageerfassungen 62, 64 beide in der Steuerelektronik 50 angeordnet sind. Durch die Rotorlageerfassung 64 des DC-Motors kann mittels der PWM-Ansteuerung 60 in Abhängigkeit der Position der Scheibe 36 bestimmte Geschwindigkeits- oder Kraftprofile für den Verstellweg der Scheibe 36 realisiert werden, beispielsweise ein Sanft-Start oder Sanft-Stopp, so dass auch unmittelbar vor dem Einlauf der Scheibe 36 in einen Dichtungsbereich 39 des Türrahmens 38 ein Einklemmschutz zuverlässig funktioniert und/oder den Aufprall der Scheibe 36 gegen einen oberen Anschlag 37 gedämpft wird.
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In einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Motor 30 des ersten und des zweiten Fensterheberantriebs 12, 14 jeweils als DC-Motor 29 ausgebildet, wobei beide DC-Motoransteuerungen 49 räumlich in der Steuerelektronik 50 des ersten Fensterheberantrieb 12 angeordnet sind. Bei dieser Ausführung können beide DC-Motoren 29 des ersten und zweiten Fensterheberantriebs 12, 14 mittels des pulsweitenmodulierten Ansteuerverfahren PWM betrieben werden, wobei die beiden DC-Motoransteuerungen 49 als – insbesondere identische – PWM-Ansteuerungen 60 ausgebildet sind, die beide in der einen, einzigen Steuerelektronik 50 des ersten Fensterheberantriebs 12 angeordnet sind. Wiederum sind hierbei die Auswerteeinheiten 66, 68 der geberfreien Rotorlageerfassung 62, 64 der beiden DC-Motoren 29 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel in der Steuerelektronik 50 angeordnet.
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Die erste Tür 22 ist im ersten Ausführungsbeispiel als Fahrertüre 23 eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und die zweite Türe 24 als hintere Seitentüre 26. Alternativ kann die zweite Türe 24 jedoch auch als Beifahrertüre 25 ausgebildet sein. Bei manchen Ausstattungen von Fahrzeugen werden an die Fahrertüre 23 höhere Anforderungen gestellt als an die hinteren Seitentüren 25 oder die Beifahrertür 25, so dass der Fensterheberantrieb 12 in der ersten Türe 22 mehr Funktionalitäten aufweist oder für eine höhere Anzahl von Schließzyklen ausgelegt ist, als die zweite Türen 24.
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In einer weiteren Ausführung weist das Fensterheber-System 10 beispielsweise vier Fensterheberantriebe 12, 14 auf, wobei nur in einem einzigen Fensterheberantrieb 12 eine Steuerelektronik 50 angeordnet ist, die alle vier Elektromotoren 30 ansteuert. Dabei ist die Steuerelektronik 50 über elektrische Leitungen 20 mit den anderen drei Fensterheberantrieben 14 verbunden, so dass diese keine eigene Steuerelektronik benötigen. Dabei können die einzelnen Fensterheberantriebe 12, 14 je nach Bedarf mit EC- oder DC-Motoren 28, 29 und optional mit geberfreien Rotorlagenerfassungen 62, 64 ausgestattet sein und gegebenenfalls mit einer PWM-Ansteuerung 60 betrieben werden.
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Das Gehäuse 54 des ersten Fensterheberantriebs 12 besteht aus mehreren Gehäuseteilen 56, 58, die bevorzugt separat gefertigt sind. So nimmt ein Poltopf 56 den Elektromotor 30 auf und das Getriebe 32 ist in einem Getriebegehäuse 58 aufgenommen. Die Steuerelektronik 50 ist in einem Elektronikgehäuse 59 angeordnet, das Bestandteil des Gehäuses 54 ist. Dabei kann je nach Ausführung der Steuerelektronik 50 das Elektronikgehäuse 59 integrativer Bestandteil des Getriebegehäuses 58 sein oder als separat gefertigtes Gehäuseteil in das Gehäuse 54 eingefügt werden. Das Gehäuse 54 weist Stecker für die Stromversorgung und die elektrische Verbindung 20 zu den anderen Fensterheberantrieben 14 auf.
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Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in der 1 und der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale unter einander möglich sind. So können beispielsweise konkrete Ausführung der Einklemmschutzfunktion und der PWM-Ansteuerung 60 nur auf die Fahrer- oder die beiden Vordertüren 23, 25 beschränkt sein, und in den Hintertüren 26 sehr einfache DC-Motoren 29 verbaut sein, die insbesondere keinen Einklemmschutz und keine PWM-Ansteuerung aufweisen. Insbesondere kann die Ausbildung der Rotorlageerkennung 62 variiert werden und beispielsweise zumindest in einem Fensterheberantrieb 12, 14 mittels eines – vorzugsweise magnetischen – Signalgebers realisiert werden, oder in den Hintertüren vollständig auf eine Rotorlagenerfassung verzichtet werden. Bevorzugt weist nur der erste Fensterheberantrieb 12 eine direkte elektrische Verbindung 20 mit der Batterie 52 auf, und der zweite Fensterheberantrieb 14 ist nur indirekt über den ersten Fensterheberantrieb 12 mit der Batterie 52 verbunden. Anstelle von Fensterscheiben 36 können auch andere bewegliche Teile mittels den „Fensterheberantrieben“ 12, 14 im Kraftfahrzeug verstellt werden, wie beispielsweise Rollos oder Schiebedachelemente. Ebenso kann das Fensterheber-System 10 auch drei oder mehr als vier Fensterheberantriebe 12, 14 aufweisen, um eine entsprechende Anzahl von Teilen zu verstellen.
