WO2003035432A1 - Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen verstellen, insbesondere eines kraftfahrzeug-rückblickspiegels - Google Patents

Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen verstellen, insbesondere eines kraftfahrzeug-rückblickspiegels Download PDF

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WO2003035432A1
WO2003035432A1 PCT/EP2002/008790 EP0208790W WO03035432A1 WO 2003035432 A1 WO2003035432 A1 WO 2003035432A1 EP 0208790 W EP0208790 W EP 0208790W WO 03035432 A1 WO03035432 A1 WO 03035432A1
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housing part
drive arrangement
fixed
arrangement according
mirror
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PCT/EP2002/008790
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R. Alfred Engelmann
Ralf Kunze
Daniel Bader
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Em Kunststofftechnik Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/02—Rear-view mirror arrangements
    • B60R1/06—Rear-view mirror arrangements mounted on vehicle exterior
    • B60R1/062—Rear-view mirror arrangements mounted on vehicle exterior with remote control for adjusting position
    • B60R1/07—Rear-view mirror arrangements mounted on vehicle exterior with remote control for adjusting position by electrically powered actuators
    • B60R1/072—Rear-view mirror arrangements mounted on vehicle exterior with remote control for adjusting position by electrically powered actuators for adjusting the mirror relative to its housing

Definitions

  • the invention relates to a drive arrangement for controlled multi-axis adjustment, in particular a motor vehicle rear view mirror, comprising a spherical cap-shaped fixed and a movable housing part, the latter having a mirror glass holder, at least two electric motors located in the fixed housing part, each with a reduction gear, means for transmitting the adjusting forces the movable housing part and a ball joint guide between the fixed and movable housing part, according to the preamble of claim 1.
  • At least one friction element with an adjusting element should form an integral means, which acts as a connecting element.
  • a provided friction adjusting element consists of a metal strip or a composite part with at least one toothed area, the toothing preferably being stamped into the metal strip. It is also shown that the friction adjusting element can also be designed as a plastic part.
  • a multi-link chain which forms the adjusting element and the friction element, the chain also being subjected to tensile stress.
  • a drive engages in or between the chain links in order to be able to transmit forces, so that a separate toothing can be omitted.
  • a spindle, a rack or a gear segment is used as the adjusting element. Due to the low speed of the drive motor to be used in accordance with DE 199 09 233 AI, the noise level is reduced and a low reduction ratio of a gear provided is intended to enable the mirror to be operated manually without a slipping or locking clutch being provided. With this manual actuation, the rotor of the drive motor is turned back, whereby it acts as a generator, with the result that voltage pulses are induced in the existing winding, which in turn can be evaluated by electronics in order to determine the relative movement of the mirror and around it the original position. Specifically, for the drive motors on particularly suitable stepper motors or
  • the aim of the invention is to be able to work mechanically and constructively with low adjustment forces in order to achieve manual adjustment for emergency operation, but ultimately also to ensure adequate mirror damping, in particular at high vehicle speeds.
  • the damping achieved and the system's stability against undesired adjustment must not, however, limit the intended possibility of the aforementioned emergency operation or e.g. lead to damage to elements of the drive or the mirror glass during manual adjustment.
  • Reduction gear and means for transmitting the adjustment forces to the movable housing part are preferably held with one another with a ball joint guide and fixed in a pivotable manner.
  • two circular segment-shaped internal gear elements are formed on the movable housing part, substantially offset by 90 °, receiving the spherical cap shape of the fixed housing part, or are operatively connected to the mirror glass holder, the elements essentially corresponding to an arc-shaped toothed rack.
  • These arc-shaped racks extend into the interior of the fixed housing part and interact with the reduction gears located there. Specifically, combing takes place with one spur gear each for power transmission and for shifting the rack and ultimately the mirror glass holder or mirror holder.
  • a plurality of spring-like, downwardly directed projections or tabs which are essentially equally distributed over the housing periphery, are present on the movable housing part and are supported on outer circumferential sections of the fixed housing part in a sliding manner when moving.
  • the axes of the electric motors are arranged essentially parallel to one another and the motors themselves closely adjacent.
  • a 45 ° offset is achieved via a bevel gear pair and the power is transmitted to the spur gear drive wheels for the racks or the internal gear elements.
  • the spur gear drive wheels form an angle of preferably 90 °
  • the overall construction of the housing can be viewed as a split level, with the fixed housing part being divided into a lower, first level, a space for the control and evaluation electronics and a second room or second level for the motors and gearboxes located above.
  • the first level is kept accessible by an outer cover.
  • the mentioned extensions or tabs on the upper, movable housing part are preferably formed in pairs opposite each other and have a length which corresponds essentially to half the height of the spherical cap of the fixed housing part.
  • the stationary housing part is designed so that it has a groove guide or is part of such a guide.
  • the toothed rack has an essentially U-shaped cross section, with an extension being present on the fixed housing part and engaging in the open area of the U for the purpose of the aforementioned sliding guide.
  • the internal gear elements are in the form of a segment of a circle and virtually form a quarter circle.
  • semicircular segments can be used, which then extend quasi diagonally across the housing or the housing base.
  • These semicircular racks can then each have an attachment point for the mirror glass holder at their ends, with the result that greater forces can be absorbed, which is particularly advantageous in manual or emergency operation.
  • the three-stage gear used is not self-locking on the one hand, but on the other hand provides sufficient resistance against undesired adjustment forces, eg at high speeds, so that the desired damping can be achieved according to the task.
  • stepper motors or piezo actuators used in accordance with the invention can be subjected to a defined voltage, for example as a function of the driving speed, so that there is resistance to undesired adjustment, which is quasi as braking force from the arrangement due to the electronic locking of the engine can be called.
  • the concept of the present invention provides for electronics to be integrated which allow the mirror to be designed as a module as independently as possible from the rest of a motor vehicle, so that it constitutes an independent complete sub-element.
  • a controller is provided that is LIN bus capable. This control can be connected to a subnetwork, for example, which is located in the motor vehicle door.
  • the integrated controller has the
  • control can also activate a folding device or a folding motor or switch it off when the stop position is reached.
  • Other functions that can be performed by the electronics include activating the mirror heater and switching it off after a specified heating time, switching on and off an outside door light, activating an electrochromatic glass coating to change the mirror reflectance and much more.
  • the electronics For communication with a higher-level bus system, the electronics have a LIN transceiver as well as a microcontroller, which is used for communication and which controls the power actuators, which in turn activate the stepper motors for the mirror glass adjustment and / or the drive motor for the folding mechanism.
  • the also integrable circuit for which e.g.
  • the DC drive of the folding motor has a device for detecting the increase in current consumption, which usually occurs when the motor runs against resistance or has reached its folding or end position.
  • the figure shows a side view of the drive arrangement with a fixed and movable housing part and the mirror glass holder, an interior view with the stepper motors and reduction gears and a section along the line A-A according to the figure, center figure.
  • the drive arrangement has a fixed housing part 1 with e.g. cylindrical fastening bolts, which are provided distributed over the circumference.
  • a movable housing part 2 has spring tab-like extensions 10, which
  • a ball joint guide 3 is located between the fixed housing part 1 and the movable housing part 2.
  • the movable housing 2 can comprise the actual mirror glass holder 11 as an integral but also as an extra component.
  • the stepper motors 4 are closely adjacent with a parallel axis position in the interior of the housing and have bevel gears on the output side, which form a corresponding pairing with a further bevel gear 5 of the transmission 6.
  • Each two racks 7 mesh with a spur gear of the transmission, with the result that the racks having a circular segment shape can move up or down, in order to ensure the desired multi-axis adjustment of the mirror glass holder 11 or a mirror attached there.
  • the arc-shaped toothed racks 7 are designed with a U-shaped cross section.
  • the corresponding recess 12 of the rack 7 cooperates with a housing extension, forming a guide.
  • the resulting tongue and groove guide is shown in the figure, section A-A with reference number 13.
  • a protective cover 8 is located inside the stationary housing part. This cover 8 encapsulates the motors and the gears and part of the arc-shaped racks 7. This results in double protection characterized in that on the one hand the racks run inside the housing and in addition the gear and engine compartment is encapsulated by means of cover 8.
  • the required control and evaluation electronics (not shown) are located in a lower space 9 of the fixed housing part 1.
  • the necessary interfaces for the power supply or the LIN bus connection are also available there.
  • a three-stage gear is assumed, which is matched to the speeds of commercially available stepper motors.
  • the interaction between the groove guidance of the arc-shaped toothed racks and the gripping or clasping of the spring-like extensions or tabs is also function-determining, since these elements each correspond to the inner Stand on the outside of the spherical cap of the fixed housing part in a sliding connection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels, umfassend ein kugelkalottenförmiges feststehendes sowie ein bewegliches Gehäuseteil (1, 2), wobei letzteres eine Spiegelglashalterung (11) aufweist, mindestens zwei im feststehenden Gehäuseteil befindliche Elektromotoren mit je einem Untersetzungsgetriebe, Mittel zum Übertragen der Verstellkräfte auf das bewegliche Gehäuseteil (2) sowie eine Kugelgelenkführung (3) zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil (1, 2). Erfindungsgemäss sind am beweglichen Gehäuseteil (2) zwei im wesentlichen um 90 versetzte, die Kugelkalottenform des feststehenden Gehäuseteils (1) aufnehmende, kreissegmentförmige Innenzahnradelemente angeformt oder mit dem beweglichen Gehäuseteil (2) in Wirkverbindung stehend, die einer bogenförmigen Zahnstange (7) gleichen. Diese Zahnstangen reichen in das Innere des feststehenden Gehäuseteils (1) hinein, um dort mit einem Geradstirnzahnrad eines vorhandenen Untersetzungsgetriebes zu kämmen. Am beweglichen Gehäuseteil (2) sind mehrere über den Gehäuseumfang im wesentlichen gleich verteilte federartige Fortsätze oder Laschen vorhanden, welche sich an Aussenumfangsabschnitten des feststehenden Gehäuseteils, bei Bewegung gleitend abstützen. Im Inneren des feststehenden Gehäuseteils (1), bei Bewegung gleitend abstützen. Im Inneren des feststehenden Gehäuseteils (1) ist eine zusätzliche, die Motoren und die Getriebe schützende Abdeckung vorgesehen.

Description

Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines
Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels, umfassend ein kugelkalottenförmiges feststehendes sowie ein bewegliches Gehäuseteil, wobei letzteres eine Spiegelglashalterung aufweist, mindestens zwei im feststehenden Gehäuseteil befindliche Elektromotoren mit je einem Untersetzungsgetriebe, Mittel zum Übertragen der Verstellkr fte auf das bewegliche Gehäuseteil sowie eine Kugelgelenkführung zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der EP 1 063 125 AI ist ein Stellantrieb für ein Kraftfahrzeug vorbekannt, wobei es dort darum geht, ein besonders hohes Verstellmoment und eine über die Lebensdauer möglichst konstante Reibkraft zu erreichen, wobei eine geringe Teileanzahl gegeben sein soll und auf eine einfache Montierbarkeit abgestellt wird. Gemäß der dortigen Lehre soll zumindest ein Reibelement mit einem Verstellelement ein einstückiges Mittel bilden, welches als Verbindungselement wirkt. Durch die
Anordnung von Reib-Verstellelementen an der Außenseite eines ersten Elements ist ein besonders hohes Verstellmoment möglich und es ergibt sich durch den großen Reibradius eine hohe Vibrationsdämpfung mit ebenfalls großer Haltekraft. Ein vorgesehenes Reib-Verstellelement besteht aus einem Metallband oder einem Verbundteil mit mindestens einem verzahnten Bereich, wobei die Verzahnung bevorzugt in das Metallband eingeprägt ist. Ebenso wird aufgezeigt, daß das Reib- Verstellelement auch als ein Kunststoffteil ausgebildet sein kann. In einer Alternative wird auf eine mehrgliedrige Kette verwiesen, die das Verstellelement und das Reibelement bildet, wobei die Kette auch zugbelastet ist. Ein Antrieb greift in oder zwischen die Kettenglieder ein, um Kräfte übertragen zu können, so daß eine gesonderte Verzahnung entfallen kann.
Um eine Verschwenkung um zwei zueinander senkrechte Achsen zu erreichen, sind jeweils zwei Reib-Verstellelemente oder zwei Ketten vorgesehen. Problematisch bei der vorgestellten Lösung ist, daß die Reibelemente nahezu ungeschützt im Außenbereich eines kugelkalottenförmigen Gehäuses angebracht sind und daß eine Handverstellung und damit ein Notbetrieb nur schwer möglich ist. In dem Fall, wenn der gezeigte Stellantrieb mit einer Memoryfunktion versehen sein soll, sind zusätzliche Positionsermittlungseinrichtungen erforderlich, die mit den Reib-Verstellelementen zu koppeln sind. Gemäß dem Stellantrieb zum Verschwenken eines Rückblickspiegels für Kraftfahrzeuge nach DE 199 09 233 AI soll zur Verringerung des Bauraums anstelle von bekannten Flachankermotoren auf solche Antriebe zurückgegriffen werden, die eine geringe Drehzahl aufweisen und welche ohne mechanische Kommutierung betreibbar sind. Als Verstellelement wird eine Spindel, eine Zahnstange oder ein Zahnradsegment verwendet. Durch die geringe Drehzahl des gemäß DE 199 09 233 AI einzusetzenden Antriebsmotors wird die Geräuschbelastung reduziert und es soll ein niedriges Untersetzungsverhältnis eines vorgesehenen Getriebes ermöglichen, den Spiegel manuell zu betätigen, ohne daß eine Rutsch- oder Rastkupplung vorzu- sehen ist. Bei dieser manuellen Betätigung wird der Rotor des Antriebsmotors zurückgedreht, wobei dieser als Generator wirkt, mit der Folge, daß Spannungsimpulse in die vorhandene Wicklung induziert werden, die wiederum über eine Elektronik ausgewertet werden können, um die Relativbewegung des Spiegels zu ermitteln und um diesen in die ursprüngliche Position zurückzuführen. Konkret wird für die Antriebsmotoren auf besonders geeignete Schrittmotoren oder
Synchronmotoren verwiesen. Weiterhin zeigt die DE 199 09 233 AI auf, daß es zweckmäßig sei, auf eine gesonderte Ansteuerung für den Schrittmotor direkt im Stellantrieb zu verzichten. Dies erfordert jedoch eine Verlagerung der Ansteuerelektronik hinein in das Fahrzeug.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels anzugeben, wobei diese als intelligente Einrichtung zu gestalten ist mit dem Ziel einer höchstmöglichen Integration elektrischer bzw. elektronischer Funktionen.
Weiterhin geht es erfindungsgemäß darum, mechanisch-konstruktiv mit geringen Verstellkräften arbeiten zu können, um eine Handverstellung für den Notbetrieb zu erreichen, letztendlich aber auch für eine ausreichende Spiegeldämpfung, insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten Sorge zu tragen. Die erreichte Dämpfung und systemeigene Stabilität gegen unerwünschtes Verstellen darf jedoch hierbei nicht die gewollte Möglichkeit des vorerwähnten Notbetriebs einschränken oder z.B. zur Beschädigung von Elementen des Antriebs oder des Spiegelglases bei Handverstellung führen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Antriebsanordnung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen. Bei der erfindungsgemäßen Lehre einer Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels, wird auf an sich bekannte kugelkalottenförmige Gehäuseteile zurückgegriffen, wobei ein bewegliches Gehäuseteil die Spiegelglashalterung aufweist. Im feststehenden Gehäuseteil befinden sich Antriebsmotoren mit einem entsprechenden
Untersetzungsgetriebe sowie Mittel zum Übertragen der Verstell kräfte auf das bewegliche Gehäuseteil. Die Gehäuseteile sind untereinander bevorzugt mit einer Kugelgelenkführung gehalten und schwenkbeweglich fixiert.
Erfindungsgemäß sind am beweglichen Gehäuseteil zwei im wesentlichen um 90° versetzte, die Kugelkalottenform des feststehenden Gehäusesteils aufnehmende kreissegmentförmige Innenzahnradelemente angeformt oder in Wirkverbindung mit der Spiegelglashalterung stehend, wobei die Elemente im wesentlichen einer bogenförmigen Zahnstange entsprechen. Diese bogenförmigen Zahnstangen reichen in das Innere des feststehenden Gehäuseteils hinein und wirken mit den dort befindlichen Untersetzungsgetrieben zusammen. Konkret erfolgt ein Kämmen mit jeweils einem Geradstirnzahnrad zur Kraftübertragung sowie zur Verschiebung der Zahnstange und letztendlich der Spiegelglashalterung bzw. Spiegelaufnahme.
Weiterhin sind erfindungsgemäß am beweglichen Gehäuseteil mehrere über den Gehäuseumfang im wesentlichen gleich verteilte federartige, nach unten gerichtete Fortsätze oder Laschen vorhanden, welche sich an Außenumfangsabschnitten des feststehenden Gehäuseteils, bei Bewegung gleitend, abstützen. Über diese federartigen Fortsätze, die quasi das feststehende Gehäuseteil klammerartig umgreifen, wird eine Führung der Gehäuseteile untereinander mit gewünschter
Stabilität, aber auch mit positiven Einflüssen auf die Dämpfung des Gesamtsystems erreicht.
Letztendlich befindet sich im Inneren des feststehenden Gehäuseteils noch eine zusätzliche, die vorzugsweise Schrittmotoren und die dort befindlichen Getriebe schützende Abdeckung.
Mit den vorstehend genannten Merkmalen gelingt es, alle für die Verstellbewegung relevanten mechanischen Elemente geschützt in einem einzigen Gehäusekörper unterzubringen, so daß sich eine besonders hohe Zuverlässigkeit auch unter extremen Einsatzbedingungen ergibt.
Zur Minimierung des notwendigen Bauraums sind die Achsen der Elektromotoren im wesentlichen parallel verlaufend zueinander angeordnet und die Motoren selbst dicht benachbart. Über eine Kegelradpaarung wird ein 45°-Versatz erreicht und es erfolgt die Kraftübertragung auf die Geradstirnrad-Antriebsräder für die Zahnstangen bzw. die Innenzahnradelemente. Die Geradstirnrad-Antriebsräder schließen einen Winkel von bevorzugt 90° ein,
Die Gesamtkonstruktion des Gehäuses läßt sich als Split-Level betrachten, wobei das feststehende Gehäuseteil in einer unteren, ersten Ebene einen Freiraum für die Ansteuer- und Auswerteelektronik sowie in einen darüber befindlichen zweiten Raum bzw. zweite Ebene für die Motoren und Getriebe unterteilt ist. Die erste Ebene ist durch einen äußeren Abschlußdeckel zugänglich gehalten.
Ausgestaltend befinden sich am feststehenden Gehäuseteil säulenartige oder zylindrische Befestigungsbolzen, die gleichzeitig die Gehäusekalotte stabilisieren.
Die erwähnten Fortsätze oder Laschen am oberen, beweglichen Gehäuseteil sind bevorzugt jeweils paarweise gegenüberliegend ausgebildet und besitzen eine Länge, die im wesentlichen der Hälfte der Höhe der Kugelkalotte des feststehenden Gehäuseteils entspricht.
Im Gleitbereich der Zahnstangen ist das feststehende Gehäuseteil so ausgebildet, daß dieses eine Nutführung aufweist oder einen Teil einer solchen Führung darstellt. In einer Ausführungsform besitzt die Zahnstange einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei am feststehenden Gehäuseteil ein Fortsatz vorhanden ist, der in den offenen Bereich des U eingreift zum Zweck der erwähnten Gleitführung.
Bei der beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Innenzahnradelemente kreissegmentförmig und bilden quasi einen Viertelkreis. Alternativ können Halbkreis- Segmente zum Einsatz kommen, welche dann quasi diagonal sich über das Gehäuse bzw. den Gehäuseboden erstrecken. Diese halbkreisförmigen Zahnstangen können dann an ihren Enden jeweils einen Befestigungspunkt für die Spiegelglashalterung besitzen mit der Folge, daß größere Kräfte aufgenommen werden können, was insbesondere beim Hand- oder Notbetrieb von Vorteil ist.
Das zum Einsatz kommende dreistufige Getriebe ist einerseits nicht selbsthemmend, setzt aber andererseits unerwünschten Verstellkräften, z.B. bei hohen Geschwindigkeiten, einen ausreichenden Widerstand entgegen, so daß die gewünschte Dämpfung gemäß Aufgabenstellung erreichbar ist. In einer Ausführungsform erfindungsgemäß eingesetzter Schrittmotoren oder Piezo- Stellelemente können diese, z.B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, mit einer definierten Spannung beaufschlagt werden, so daß sich ein Widerstand gegenüber unerwünschtem Verstellen ergibt, der quasi als Bremskraft aus der Anordnung heraus bedingt durch die elektronische Arretierung des Motors bezeichnet werden kann.
Das Konzept vorliegender Erfindung sieht vor, eine Elektronik zu integrieren, die es gestattet, den Spiegel als Modul möglichst unabhängig vom Rest eines Kraftfahr- zeugs auszuführen, so daß dieser ein eigenständiges komplettes Teilelement darstellt. Hierfür ist eine Steuerung vorgesehen, die LIN-busfähig ist. Diese Steuerung kann beispielsweise an ein Subnetzwerk angeschlossen werden, welches sich in der Kraftfahrzeugtür befindet.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Steuerung die
Möglichkeit, zum unmittelbaren Antreiben der Schrittmotoren über Leistungstreiber, eines Softwareanschlags der Schrittmotoren vor dem Hardwareanschlag dieser, des Erkennens einer manuellen Verstellung des Spiegelglases und selbsttätiger Referenzierung dieses auf den vorherigen Wert sowie eine Speicherfunktion für eine bevorzugte oder mehrere Spiegeleinstellungen auf. Ergänzend kann die Steuerung auch eine Anklappeinrichtung respektive einen Anklappmotor aktivieren bzw. diesen mit Erreichen der Anschlagposition abschalten.
Weitere Funktionen, die von der Elektronik erfüllt werden können, sind das Aktivieren der Spiegelheizung sowie das Abschalten dieser nach einer vorgegebenen Heizzeit, das Ein- und Ausschalten eines Türaußenlichts, das Aktivieren einer elektrochromatischen Glasbeschichtung zur Veränderung des Spiegelreflexionsgrads und vieles mehr.
Zum Zweck der angestrebten Universalität der Antriebsanordnung einschließlich integierter Elektronik sowohl für z.B. links- als auch rechtsseitige Außenspiegel werden durch ihre Form kodierte Anschlußstecker oder Steckverbinder eingesetzt. Hierdurch gelingt es in Verbindung mit der übergeordneten, zentralen Steuerung des Kraftfahrzeugs zum einen Informationen über die Einsatzlage als auch z.B. über den Typ des jeweiligen Fahrzeugs zu gewinnen, so daß hiernach über eine vorhandene Software eine Grundkalibrierung des Spiegelantriebs erfolgt, und zwar ohne daß es aufwendiger Manipulationen beim Fahrzeughersteller bedarf. Die Elektronik besitzt zur Kommunikation mit einem übergeordneten Bussystem einen erwähnten LIN-Transceiver sowie einen Mikrocontroller, welcher zur Kommunikation dient und der die Ansteuerung der Leistungsstellglieder bewirkt, welche wiederum die Schrittmotoren für die Spiegelglasverstellung und/oder den Antriebsmotor für den Anklappmechanismus aktivieren.
Die Leistungsendstufen zur Umwandlung der Controllersignale in die notwendigen Phasenströme für den Motor verarbeiten hier Taktbefehle, das Ein- und Ausschalten sowie die Vorgabe der Drehrichtung. Weiterhin ist eine Schaltung zur Schrittdetektion integriert, die dazu dient, beim manuellen Verstellen und generatorischem Motorbetrieb die momentane Position zu erfassen und gegebenenfalls zu korrigieren. Zum Zweck dieser Funktion ist es notwendig, die Elektronik mit Dauerstrom, sogenanntem Dauerplus, zu versorgen. Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, beim Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Stromwerts das System in einen stromlosen Zustand zu überführen, um beispielsweise bei Beschädigungen durch Vandalismus oder dergleichen ein unerwünschtes Entladen der Kraftfahrzeug-Batterie zu vermeiden.
Die ebenfalls integrierbare Schaltung, für den z.B. Gleichstromantrieb des Anklappmotors weist eine Einrichtung zur Erkennung des Stromaüfnahme-Anstiegs auf, der im Regelfall dann auftritt, wenn der Motor gegen einen Widerstand läuft respektive seine Anklapp- oder Endposition erreicht hat.
Zur optimalen Ausnutzung des Bauraums im kalottenförmigen Gehäuse können flexible Leiterplatten mit einer entsprechenden Bestückung Einsatz finden. Flexible Anschlußdrähte, die zu Kontaktpins führen, welche mit einer Spiegelglas- Heizbeschichtung in Verbindung stehen, dienen ebenso wie gehäuseseitig ausgeführte Snap-in-Verbindungen der Minimierung des Montageaufwands bzw. des Aufwands beim Komplettieren der Antriebsanordnung mit einem entsprechenden Spiegelglas und der Integration in ein Außengehäuse.
Dadurch, daß im Antrieb selbst alle wesentlichen elektronischen Steuerungsfunktionen integriert sind, besteht beispielsweise die Möglichkeit, am Spiegelaußengehäuse einen Taster oder eine ähnliche Schalteinrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe auch nach Verlassen des Fahrzeugs und Abschalten der Zündung z.B. ein Anklappen des Spiegels oder ein Aktivieren einer Momentanbeleuchtung erfolgen kann. Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.
Die Figur zeigt hierbei eine seitliche Darstellung der Antriebsanordnung mit feststehendem und beweglichem Gehäuseteil sowie der Spiegelglashalterung, eine Innenansicht mit den Schrittmotoren sowie Untersetzungsgetrieben und einen Schnitt längs der Linie A-A gemäß Figur, Abbildung Mitte.
Wie in der Figur erkennbar, besitzt die Antriebsanordnung ein feststehendes Gehäuseteil 1 mit z.B. zylindrischen Befestigungsbolzen, die über den Umfang verteilt vorgesehen sind.
Ein bewegliches Gehäuseteil 2 weist federlaschenartige Fortsätze 10, die die
Kugelkalottenform des feststehenden Gehäuseteils 1 teilumgreifen, um für eine zusätzliche Führung zu sorgen. Zwischen feststehendem Gehäuseteil 1 und dem beweglichen Gehäuseteil 2 befindet sich eine Kugelgelenkführung 3.
Das bewegliche Gehäuse 2 kann als integrales, aber auch als extra Bauteil die eigentliche Spiegelglashalterung 11 umfassen.
Die Schrittmotoren 4 sind eng benachbart mit paralleler Achsenlage im Gehäuseinneren befindlich und weisen abtriebsseitig Kegelräder auf, die mit einem weiteren Kegelrad 5 des Getriebes 6 eine entsprechende Paarung bilden.
Jeweils zwei Zahnstangen 7 kämmen mit einem Geradstirnzahnrad des Getriebes, mit der Folge, daß die eine Kreissegmentform aufweisenden Zahnstangen sich nach oben oder unten bewegen können, um auf diese Weise die gewünschte mehrachsige Verstellung der Spiegelglashalterung 11 respektive eines dort befestigten Spiegels zu gewährleisten.
Gemäß Ausführungsbeispiel sind die bogenförmigen Zahnstangen 7 mit einem U- förmigen Querschnitt gestaltet. Die entsprechende Ausnehmung 12 der Zahnstange 7 wirkt mit einem Gehäusefortsatz, eine Führung bildend, zusammen. Die entstandende Nut-Feder-Führung ist in der Figur, Schnitt A-A mit dem Bezugszeichen 13 dargestellt.
Eine schützende Abdeckung 8 befindet sich im Inneren des feststehenden Gehäuseteils. Diese Abdeckung 8 kapselt die Motoren sowie die Getriebe und einen Teil der bogenförmigen Zahnstangen 7. Hiernach ergibt sich ein doppelter Schutz dadurch, daß einerseits die Zahnstangen im Inneren des Gehäuses verlaufen und zusätzlich der Getriebe- und Motorenraum mittels Abdeckung 8 gekapselt ist.
In einem unteren Raum 9 des feststehenden Gehäuseteils 1 befindet sich die erforderliche Ansteuer- und Auswerteelektronik (nicht gezeigt). Dort sind auch die notwendigen Schnittstellen für die Stromversorgung bzw. die LIN-Busverbindung vorhanden.
Zur Lösung des Widerspruchs der gewünschten Leichtgängigkeit des Getriebes und geringer Verstellkräfte einerseits und der notwendigen Dämpfung bzw. Hemmung des Sytems gegen unerwünschtes Verstellen bei hohen Geschwindigkeiten andererseits ist vorgesehen, die elektronische Ansteuerschaltung für die Schrittmotoren mit einem solchen Modus zu versehen, daß ein elektrisches Blockieren der Motoren möglich ist, indem diese quasi Haltekräfte erzeugen. Eine solche Elektronik ist bei Schrittmotoren durch die notwendige mehrphasige Ansteu- erung leicht umzusetzen.
Gemäß Ausführungsbeispiel wird von einem dreistufigen Getriebe ausgegangen, welches auf die Drehzahlen handelsüblicher Schrittmotoren abgestimmt ist. Selbstverständlich liegt es im konstruktiven Ermessen des hier tätigen Fachmanns, auch ein Getriebe andersartiger Stufung vorzusehen, und zwar in Abstimmung mit den notwendigen Stellkräften einerseits und den Motoreigenschaften andererseits.
Es hat sich gezeigt, daß durch die Kugelkalottenform der Gehäuseteile mit im Bodenbereich zulaufender Befestigungsmöglichkeit über die z.B. vorerwähnten Bolzen oder Zylinderfortsätze eine kompakte Anordnung vorliegt, die besonders günstig in Luftwiderstandsbeiwert-optimierte Spiegelaußengehäuse einbaubar ist.
Bezüglich der Eigenstabilität des Systems beim Verstellen bzw. beim Erreichen der Verstellend- oder Sollage ist die Wechselwirkung zwischen der Nut-Führung der bogenförmigen Zahnstangen und das Umgreifen oder Klammern der federartigen Fortsätze oder Laschen mit funktionsbestimmend, da diese Elemente jeweils mit der Innen- bzw. Außenseite der Kugelkalotte des feststehenden Gehäuseteils in gleitbeweglicher Verbindung stehen.
Alles in allem gelingt es mit der Erfindung, eine mit Blick auf Funktionalität und Multivalenz wesentlich verbesserte Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels anzugeben, die sowohl von der mechanisch-konstruktiven Seite her über eine hohe Zuverlässigkeit verfügt und welche in der Lage ist, durch eine vorhandene intelligente Steuerung und unter Nutzung eines Bussystems Managementaufgaben zu übernehmen, die ansonsten von der Elektronik des Kraftfahrzeugs selbst zu bewältigen sind.
Bezugszeichenliste
1 feststehendes Gehäuseteil
2 bewegliches Gehäuseteil 3 Kugelgelenkführung zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil
4 Schrittmotoren
5 Kegelrad
6 Getriebe
7 bogenförmige Zahnstange 8 Deckel oder Kapselung für Motor/Getrieberaum
9 Freiraum für Ansteuer- und Auswertelektronik in der ersten, unteren Ebene des feststehenden Gehäuseteils 1
10 federartige Fortsätze oder Laschen
11 Spiegelglashalterung 12 Ausnehmung in der bogenförmigen Zahnstange 7
13 Führung zwischen bogenförmiger Zahnstange 7 und einem angeformten Fortsatz des Gehäuses

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-ückblickspiegels, umfassend ein kugelkalottenförmiges feststehendes sowie ein bewegliches
Gehäuseteil, wobei letzteres eine Spiegelglashalterung aufweist, mindestens zwei im feststehenden Gehäuseteil befindliche Elektromotoren mit je einem Untersetzungsgetriebe, Mittel zum Übertragen der Verstell kräfte auf das bewegliche Gehäuseteil sowie eine Kugelgelenkführung zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil da d u rch g eke n nzei ch net, daß am beweglichen Gehäuseteil zwei im wesentlichen um 90° versetzte, die Kugelkalottenform des feststehenden Gehäuseteils aufnehmende, kreissegmentförmige Innenzahnradstangen angeformt sind oder mit dem beweglichen Gehäuseteil in Wirkverbindung stehen, die in das Innere des feststehenden Gehäusesteiles zu den dort befindlichen Untersetzungsgetrieben hineinreichen, um mit jeweils einem Geradstirnzahnrad zu kämmen, daß am beweglichen Gehäuseteil mehrere über dem Gehäuseumfang im wesentlichen gleichverteilte federartige Fortsätze oder Laschen vorhanden sind, welche sich an Außenumfangsabschnitten des festen Gehäuseteiles bei Bewegung gleitend, abstützten und im Inneren des festen Gehäuseteiles eine die Motoren und die Getriebe schützende Abdeckung angebracht ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u rc h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Achsen der Elektromotoren im wesentlichen parallel verlaufen, wobei über eine im wesentlichen 45°-Kegelradpaarung eine im wesentlichen um 90° versetzte Ausbildung der Stirnradantriebszahnräder für die Innenzahnradstangen realisiert ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dad u rc h g e ken nzei ch net, daß das feststehende Gehäuseteil in einer ersten, unteren Ebene einen Freiraum für Ansteuer- und Auswerteelektronik sowie in einer darüber befindlichen zweiten Ebene den Raum für die Motoren und Getriebe aufweist.
4. Antriebsanordnung nach Anspruch 3, da d u rch g eken nzei ch net, daß die erste Ebene durch einen äußeren Abschlußdeckel zugängig ist.
5. Antriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d a d u rch g eken nzei ch net, daß am festen Gehäuseteil säulenartige oder zylindrische Befestigungbolzen angeformt sind.
6. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, da d u rch g eken nzei ch net, daß die Fortsätze oder Laschen jeweils paarweise gegenüberliegend ausgebildet sind und eine Länge aufweisen, die im wesentlichen der Hälfte der Höhe der Kugelkalotte des feststehenden Gehäuseteiles entspricht.
7. Antriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da d u rch g eken nzeich n et, daß im Gleitbereich der Zahnstangen das feststehende Gehäuseteil jeweils eine Nutführung aufweist.
8. Antriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d ad u rch g eke n nzeich n et, daß die Elektromotoren für die Spiegellage langsam drehende Schrittmotoren sind.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, d ad u rch geke n nzeich n et, daß die Elektronikbaugruppe eine Auswerteeinrichung für von den Motoren generierte oder induzierte Impulse aufweist, um bei Handverstellung die Lageposition der Spiegelglashalterung bzw. des Spiegels zu ermitteln und zu registrieren.
10. Antriebsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, d ad u rch g eken nzeich n et, daß die Elektronikbaugruppe Schaltungen zur Steuerung der Spiegelheizung, der elektrochromatischen Glasbeschichtung, des Antriebs zum Anklappen des
Spiegelgehäuses, einer Außenbeleuchtung und/oder zur Speicherung von Verstell- und Fahrbefehlen zum Zweck der Spiegeleinstellung bei mehreren Nutzern oder unterschiedlichen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs aufweist.
11. Antriebsanordnung nach Anspruch 10, da d u rch geken nzeich n et, daß die Elektronikbaugruppe einen Adapter zur Ansteuerung und Übertragung von Daten über ein Fahrzeugbussystem enthält.
12. Antriebsanordnung nach Anspruch 11, d ad u rch g eken nzeich n et, daß ein Buskoppler, ein Mikrocontroller sowie Leistungsstellglieder umfassende Baugruppen vorgesehen sind.
13. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, d ad u rch g e ken nzeich n et, daß die externen Anschlußelemente eine funktionsdefinierende Kodierung aufweisen.
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