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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstellung einer Ist-Geschwindigkeit
der Hubbewegung einer Fensterscheibe, insbesondere einer Fensterscheibe
an einer Fahrzeugtür
eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Elektromotorisch
betätigte
Fensterheber für Kraftfahrzeugscheiben
sind beispielsweise aus der
DE 197 04 593 A1 bekannt. Bei diesen motorischen Antrieben
für Fensterheber
erfolgt das Anheben und Absenken der Scheibe mit der maximal möglichen Ist-Geschwindigkeit
der Hubbewegung, wobei diese maximal mögliche Ist-Geschwindigkeit
lediglich durch die lastabhängige
Maximaldrehzahl des Antriebsmotors begrenzt wird. Der vorzugsweise
als Gleichstrommotor ausgebildete elektromotorische Antrieb wird
bei Betätigung
des Fensterhebers mit der beispielsweise im Fahrzeug vorhandenen
Bordspannung beaufschlagt und setzt den Fensterheber beziehungsweise
die Fensterscheibe in Bewegung. Die Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung hängt nunmehr
lediglich von der Höhe
der Bordspannung sowie dem sich der Fensterscheibenbewegung entgegenstellenden
Bremsmoment ab. Dies bedingt jedoch beispielsweise, daß die Fensterscheibe
während
der wärmeren
Jahreszeiten in einer wesentlich kürzeren Zeit geschlossen wird
und somit eine höhere
Ist- Geschwindigkeit
aufweist als beispielsweise im Winter, wenn aufgrund der tieferen
Temperaturen beispielsweise die Gummidichtungen von Türrahmen und
Türschacht
steif und weniger elastisch sind, woraus ein höherer Reibungswiderstand für die Fensterscheibe
während
der Hubbewegung resultiert. Auch ist die Ist-Geschwindigkeit der
Hubbewegung einer Fensterscheibe eine Funktion des Verschleißes oder
des Alters, so daß diese
Ist-Geschwindigkeit im normalen Alltagsbetrieb des Kraftfahrzeuges
unter Umständen
recht starken, insbesondere langzeitigen Schwankungen unterliegt.
Im Hinblick auf die Temperaturabhängigkeit der Ist-Geschwindigkeit
können sich
auch recht kurzfristige Schwankungen gerade in der Übergangszeit
zwischen Winter und Sommer ergeben, wenn nämlich am frühen Morgen noch tiefe Minusgerade
herrschen und gegen Mittag aufgrund der Sonneneinstrahlung gelegentlich
bereits wärmeren
Temperaturen erreicht werden.
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Die
unterschiedlichen Ist-Geschwindigkeiten der Hubbewegung der Fensterscheibe
erschweren auch eine sichere Funktion des sogenannten Einklemmschutzes,
der dafür
sorgt, daß bei
der Schließbewegung
der Scheibe ein Hindernis, beispielsweise eine Hand oder gar ein
Kopf eines Kindes, erkannt und eine Reversierung der Hubbewegung
der Fensterscheibe eingeleitet wird. Dieser Einklemmschutz ist auf
ein recht empfindliches Ansprechverhalten der entsprechenden Steuerung
ausgelegt, so daß Abbremsungen
der Fensterscheibe durch im Verfahrweg befindliche Gegenstände rasch
erkannt werden können
und die Gegenstände
einer nur geringen Belastung aufgrund einer raschen Reversierung
der Hubbewegung der Fensterscheibe ausgesetzt werden. Allerdings
darf dieses empfindlich ausgelegte Ansprechverhalten der Einklemmschutzsteuerung nicht
dazu führen,
daß eine
beispielsweise temperaturbedingte Schwergängigkeit der Scheibe bei zum Beispiel
sehr niedrigen Temperaturen aufgrund eines höheren Bewegungswiderstandes
in Verbindung mit einem Abfall der Motordrehzahl des elektromotorischen
Antriebes als Einklemmfall detektiert und demzufolge eine Reversierung
der Scheibe ausgelöst wird.
Dies könnte
zur Folge haben, daß die
Fensterscheibe bei tiefen Temperaturen nicht geschlossen werden
kann, da die normale Hubbewegung der Fensterscheibe während des
Schließvorganges
aufgrund des bei tiefen Temperaturen ansteigenden Reibungswiderstandes
bereits als Einklemm-Störfall
interpretiert und die Hubbewegung der Fensterscheibe unmittelbar
nach dem Hochfahren sofort reversiert wird.
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Des
weiteren wird auch durch die unterschiedlichen Ist-Geschwindigkeiten
der Hubbewegung der Fensterscheibe der Komfort- und Qualitätseindruck
bei dem Kunden getrübt,
der in der Regel große
Unterschiede in der Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung der Fensterscheibe
als qualitätsmindernd
ansieht.
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So
ist bspw. aus der
DE
197 51 861 A1 bekannt, zur Steuerung der Drehzahl eines
Elektromotors einen Mikrocomputer vorzusehen, der mittels Sensoren
charakteristische Messwerte bzgl. des Elektromotors erfasst und
insbesondere Ist-Werte mit Soll-Werten vergleicht. Aufgrund eines
Vergleichsergebnisses kann eine Steuerung und/oder Regelung, insbesondere
der Drehzahl, vorgenommen werden.
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Auch
nach der
DE 43 04 960
A1 ist bekannt, dass eine momentane tatsächliche
Drehzahl eines Stellmotors überwacht
und mit einer festgelegten Mindestdrehzahl verglichen werden kann.
Sollte die tatsächliche
Motordrehzahl unter einem Referenzwert liegen, kann über eine
stufenweise Pulsweitenmodulation eines Steuersignals eine Leistungsendstufe
so lange angesteuert werden, bis die tatsächliche Motordrehzahl mit der
festgelegten Mindestdrehzahl übereinstimmt.
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Aus
der
DE 196 32 910
C1 ist ferner ein Verfahren zum berührungslosen Anfahren einer
fremdkraftbetätigten
Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei welchem wegabhängige Sensorsignale generiert
werden, die in einer ersten Phase einer Kompensation der Systemlosen
der Fensterhebermechanik und in einer zweiten Phase einer Stellbewegung
des Antriebes zugeordnet werden. Hierbei müssen zu Beginn einer jeden
Ansteuerung des Antriebes Messwerte erfasst werden, um bestimmen
zu können,
ob die erste oder die zweite Phase der Steilbewegung aktuell vorliegt.
Dies führt
letztlich zur Bestimmung eines Zeitintervalls, in welchem die Steilbewegung
der Kompensation einer Systemlosen der Fensterhebermechanik entspricht
und welches jeweils individuell und bei jedem Verstellen des Antriebes
von neuem bestimmt werden muß.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Einstellung einer Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung einer Fensterscheibe
mit den eingangs genannten Merkmalen dahingehend weiterzubilden,
daß der
Einklemmschutz sicher funktioniert und der nach dem Verfahren betätigte Fensterheber
einen hohen Komfort- und Qualitätseindruck
bei dem Kunden hervorruft. Desweiteren hat die Erfindung eine einfach
zu realisierende und leicht zu implementierende Kompensation des
Leerhubs zur Beginn der Hubbewegung einer Fensterscheibe zum Ziel.
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Diese
Aufgabe durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Aufgrund
dieser Maßnahmen
ist dafür
gesorgt, daß die
Einklemmschutzfunktion auch bei empfindlich ausgelegtem Ansprechverhalten
störungsfrei
zum Einsatz kommt. Im übrigen
wird durch diese Maßnahme
der Kunde in seiner Ansicht bestärkt,
daß es
sich bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren betriebenen Fensterheber
um ein qualitativ äußerst hochwertiges
Funktionsbauteil handelt. Dies ist dadurch bedingt, daß aufgrund
des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Ist-Geschwindigkeit der Fensterscheibe während einer Hubbewegung über lange
Zeitdauern, beispielsweise von Jahren oder Monaten im wesentlich
stabil ist, obwohl die gesamte Fenstermechanik großen Temperaturschwankungen,
Verschleißerscheinungen
oder auch sonstigen altersbedingten Einflüssen ausgesetzt ist. Ändert sich
beispielsweise in Folge von Temperaturschwankungen die auf den Antriebsmotor
wirkende Last bei der Hubbewegung der Fensterscheibe, so wird unter
Heranziehung der Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl des Antriebes diese
Lastschwankung erkannt und mittels der Steuerung dem Antrieb eine entsprechend
geänderte
elektrische Leistung zugeführt,
so daß die
Ist-Geschwindigkeit der Fensterscheibe auch unter Berücksichtigung äußerer Einflüsse langzeitstabil
und im wesentlichen während
einer Hubbewegung konstant ist. Wenn beispielsweise während der
wärmeren
Jahreszeit die Fensterscheibe beim Schließvorgang eine geringere Reibungskraft
erfährt,
wird über
die Steuerung eine entsprechend verringerte Zufuhr elektrischer
Leistung zum Antrieb bewerkstelligt, so daß die Fensterscheibe mit in
etwa der gleichen Ist-Geschwindigkeit verfahren wird, wie beispielsweise
bei kälteren
Temperaturen in der Winterzeit, bei denen mittels der Steuerung
ein entsprechend erhöhte
elektrische Leistung dem Antrieb zugeführt wird, um wiederum in etwa
die gleiche Ist-Geschwindigkeit während der Hubbewegung der Fensterscheibe
zu gewährleisten.
Insgesamt bleibt die Schließzeit
der Scheibe beim Verfahren von einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung
und umgekehrt somit im wesentlichen konstant, unabhängig von
temperatur-, verschleiß-
oder altersbedingten Einflüssen.
Da die Ist-Geschwindigkeit
der Fensterscheibe unter allen Betriebsbedingungen im wesentlichen
gleichbleibt, ergibt sich ein hochwertiger Qualitätseindruck
bei dem Kunden. Weiterhin läßt sich der
Einklemmfall eindeutig erkennen, wobei der Algorithmus zur Erkennung
des Einklemmzustandes, der auf einer Analyse des zeitlichen Verlaufs
der Ist-Drehzahl des Antriebes basiert, vereinfacht werden kann.
Es besteht auch die Möglichkeit,
das Verfahren nachträglich
in bereits bestehende Systeme einfach zu integrieren oder diesen
vorzuschalten. Dadurch, daß die
Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung in aller Regel unterhalb der
vom Antrieb maximal bereitstellbaren Geschwindigkeit liegt, weist
der Antrieb eine geringere Rotationsenergie auf, so daß ein schnelleres
Ansprechen beziehungsweise Reversieren der Fensterscheibe im Einklemmfall
ermöglicht
ist. Dies gilt insbesondere während
der wärmeren
Jahreszeiten, in denen die Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung aufgrund
des erheblich geringeren Reibungswiderstandes für die Fensterscheibe unter
Umständen
erheblich unterhalb der maximalen, vom Antrieb zu bewerkstelligenden
Geschwindigkeit liegt. Auch wird für diesen Fall die Möglichkeit
ausgeschlossen, daß die
von dem Kraftfahrzeug geforderte Minimalzeit für die Hubbewegung der Fensterscheibe
zwischen einer Schließstellung
und einer Öffnungsstellung
beziehungsweise umgekehrt nicht unterschritten wird. Auch wird die Überschußkraft des Antriebes
in aller Regel begrenzt, sie ist auch nicht mehr abhängig von
der Streuung der Leistungsdaten des jeweils eingesetzten Antriebes.
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Insoweit
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Ist-Drehzahl beim Anfahren der Fensterscheibe
zu Beginn des Hubvorganges während
eines Leerhubes nicht erfaßt
oder nicht ausgewertet wird. Würde
eine Detektion beziehungsweise Auswertung der Ist-Drehzahl bereits
innerhalb dieser Zeitspanne des Leerhubes beim Anfahren der Fensterscheibe
zu Beginn des Hubvorganges erfolgen, käme es unter Umständen zu
einem Absenken der Zufuhr elektrischer Leistung zum Antrieb, so
dass dann, wenn die eigentliche für die Hubbewegung der Fensterscheibe aufzubringende
Last am Antrieb anliegt, der Antrieb zu langsam laufen würde. Insoweit
ist eine Ist-Drehzahl-Erfassung
beziehungsweise -Auswertung während
eines Zeitintervalls tm unterdrückt, wobei
dieses Zeitintervall tm größer gewählt ist,
als dasjenige Zeitintervall, in dem der Leerhub der Fensterscheibe beim
Anfahren der Fensterscheibe zu Beginn der Hubbewegung ausgeführt wird.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Zufuhr
der Leistung zum Antrieb während
einer Hubbewegung der Fensterscheibe nach Übereinstimmung von Soll-Drehzahl
und Ist-Drehzahl
des Antriebes mittels der Steuerung auf einem im wesentlichen konstanten
Wert gehalten. Insoweit wird unabhängig von den gerade vorliegenden
Reibungswiderständen
für die
Fensterscheibe dafür
gesorgt, daß die
Ist-Geschwindigkeit
der Fensterscheibe über
große
Abschnitte einer einzigen Hubbewegung wie auch über sukzessiv aufeinander folgende
Hubbewegungen im wesentlichen konstant und langzeitstabil ist. Ausgenommen
hiervon ist allenfalls der Bereich der Hubbewegung beim Anfahren
der Fensterscheibe zu Beginn des Hubvorganges, da beim Anlaufen
des Antriebs ein sogenannter Leerhub der Fensterscheibe auftritt,
welcher sich beispielsweise aufgrund von Seillosen oder sonstigem Spiel
des Seilzug-Fensterhebers ergibt. Insbesondere beim Einsatz von Seilzug-Fensterhebern
werden beim Anlaufen des Antriebs die zum Herausnehmen der Seillose
in den Seilsträngen üblicherweise
vorgesehenen Federn wechselseitig gespannt und entspannt, wobei
eine Scheibenbewegung der Fensterscheibe während dieser Zeitspanne noch
nicht erfolgt. Erst anschließend
nach Herausnahme der Seillose oder sonstigen Toleranzen wird die
Hubbewegung der Fensterscheibe eingeleitet, und es wirkt auf den
Antrieb eine entsprechende Last.
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Insoweit
hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, daß die Steuerung der Zufuhr
von Leistung zum Antrieb zunächst
durch eine eingestellte beziehungsweise abgespeicherte Anlaufcharakteristik
und anschließend
in Abhängigkeit
des Vergleichs von Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl des Antriebs bestimmt
wird. Die Auflaufcharakteristik kann insoweit den individuell zum
Einsatz kommenden Antrieben, Fensterhebervorrichtungen oder dergleichen
angepaßt
und optimiert werden, so daß die
gewünschte, im
wesentlichen konstante Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung der Fensterscheibe
möglichst
rasch zu Beginn des Hubvorganges detektiert und beibehalten werden
kann.
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Weiterhin
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Steuerung der Zufuhr
von Leistung zum Antrieb so lange erfolgt, als die Ist-Drehzahl
ungleich der Soll-Drehzahl ist.
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Weiterhin
hat es sich als äußerst vorteilhaft erwiesen,
daß beim
Anfahren der Fensterscheibe zu Beginn der Hubbewegung die Zufuhr
von Leistung zum Antrieb mittels der Steuerung auf einen ersten oberen,
bevorzugt maximalen Wert oder einen unteren Wert eingestellt und
dann so lange vermindert oder erhöht wird, bis Soll-Drehzahl
und Ist-Drehzahl des Antriebs im wesentlichen übereinstimmen. Die dem Antrieb
zugeführte
Leistung wird hierbei, beispielsweise für die Zeitspanne tm auf
einen oberen, insbesondere einen Maximalwert eingestellt, so daß der Antrieb
zunächst
kurzzeitig, beispielsweise während
der Zeitspanne tm, von der Ist-Drehzahl
0 beim Einschalten auf eine obere, bevorzugt maximale Ist-Drehzahl
gefahren. Dementsprechend wird die Fensterscheibe nach Überwindung
des Leerhubes kurzzeitig mit einer maximalen Ist-Geschwindigkeit der
Hubbewegung verfahren. Da anschließend die dem Antrieb zugeführte Leistung
vermindert wird, verringert sich dementsprechend die Ist-Drehzahl des
Antriebs und die Ist-Geschwindigkeit
der Hubbewegung der Fensterscheibe entsprechend. Gleichzeitig wird
mit Beginn der Verminderung der zugeführten Leistung auch ein Vergleich
der Soll-Drehzahl mit der Ist-Drehzahl des Antriebs durchgeführt, wobei nach Übereinstimmung
zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl die dem Antrieb zugeführte Leistung auf
dem Wert gehalten wird, der bei Gleichheit von Soll-Drehzahl und
Ist-Drehzahl gerade dem Antrieb zugeführt wurde. Dabei ist die Zeitdauer
zur Verminderung der Ist-Drehzahl des Antriebes auf die Soll-Drehzahl unter anderem
davon abhängig,
welcher Reibungswiderstand sich der Fensterscheibe entgegengesetzt
beziehungsweise zwischen der Antriebskette Antrieb und Fensterscheibe
wirkt. Bei hohen Reibungswiderständen,
insbesondere in kalten Jahreszeiten, wird die Ist-Drehzahl des Antriebes
bei Verminderung der zugeführten
Leistung rascher auf die Soll-Drehzahl abfallen als beispielsweise
bei wärmeren
Temperaturen, bei denen sich der Fensterscheibe ein geringerer Reibungswiderstand
entgegensetzt. Insoweit wird die zugeführte Leistung bei Übereinstimmung
von Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl
des Antriebs bei kälteren
Temperaturen höhere Werte
annehmen als bei höheren
Temperaturen, bei dem die zugeführte
Leistung geringere Werte annimmt. Durch diese Maßnahme wird die dem Antrieb zugeführte Leistung
nach Übereinstimmung
von Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl sozusagen auf dem zu diesem Zeitpunkt
gerade vorliegenden Wert „festgeklemmt". Ein großer Vorteil
dieser Maßnahmen
besteht darin, daß die
dem Antrieb zugeführte
Leistung nach Übereinstimmung
von Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl des Antriebs dem gerade vorliegenden Reibungswiderstand
für die
Fensterscheibe insoweit angepaßt
ist, daß die
Fensterscheibe ab diesem Zeitpunkt über den restlichen Abschnitt
der Hubbewegung mit einer im wesentlichen konstanten Ist-Geschwindigkeit
verfahren wird. Lediglich während
des Zeitraums des Leerhubes und zu Beginn der Hubbewegung wird die
Fensterscheibe mit einer anderen Geschwindigkeit als der geforderten
Ist-Geschwindigkeit verfahren. Dieser Zeitraum ist jedoch kurz in Bezug
auf die gesamte Schließzeitdauer
und wirkt sich somit nur unwesentlich auf die durchschnittliche Verfahrzeit
für die
gesamte Schließbewegung
der Fensterscheibe aus. Im Gegenzug wird jedoch die Ist-Geschwindigkeit
der Hubbewegung der Fensterscheibe über den weitaus größeren Hubbereich
einer einzigen Hubbewegung wie auch entsprechend über nachfolgende
Hubbewegungen langfristig im wesentlichen konstant gehalten.
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Gemäß einer
alternativen, bevorzugten Ausführungsform
wird das Tastverhältnis
beispielsweise mittels der Anlaufcharakteristik zu Beginn des Fensterhubes
wie folgt eingestellt. Im Anfangsmoment des Fensterhubes wird das
Tastverhältnis
von einem unteren, bevorzugt mittleren Wert bei ca. 60% linear auf
100% hochgefahren. Der Anfangswert von ca. 60% für das Tastverhältnis ist
der Wert bei dem der Motor und Hebersystem anfangen, sich zu bewegen. Die
Drehzahlerfassung wird erst nach einer Verzögerungszeit aktiviert, um bei
einem eventuell vorhanden Totgang, der beispielsweise durch die
Systemfeder des Hebers hervorgerufen werden kann, ein vorschnelles
Festklemmen der Drehzahl zu verhindern. Detektiert die Drehzahlerfassung
nach Ablauf der Verzögerungszeit
das Erreichen der Soll-Frequenz, so wird das Tastverhältnis zu
diesem Zeitpunkt auf dem momentanen Wert festgehalten beziehungsweise
festgeklemmt. Der Motor fährt
dann mit der sich nun einstellenden, im wesentlichen konstanten
Drehzahl weiter. Ändert
sich nun durch Temperatureinflüsse
oder sonstige äußere Umstände die
maximale Last, die auf den Motor wirkt, verändert sich bei gleicher Soll-Drehzahl
auch das Tastverhältnis
der Pulsweitenansteuerung. Wird beispielsweise die maximale Last
bei hohen Temperaturen kleiner, so stellt sich auch für die Motorsteuerung
ein kleineres Tastverhältnis
ein, um die Ist-Drehzahl auf die Soll-Drehzahl anzuheben. Die Ist-Drehzahl
des Antriebes bleibt ebenso wie auch die Zeitdauer eines Hubes der Fensterscheibe
damit im wesentlichen konstant, unabhängig von den sich dem Antrieb
entgegenstellenden Reibungswiderständen. Bei Betätigung des Fensterhebers
wird somit grundsätzlich
die Drehzahl des Antriebsmotors durch ein Tastverhältnis, beispielsweise
einer Pulsweiten-Ansteuerung über
einen Schalttransistor oder dergleichen elektronische Mittel auf
eine Soll-Drehzahl festgeklemmt. Diese Soll-Drehzahl ist dabei so
gewählt,
daß die
minimale Verstellgeschwindigkeit von beispielsweise 80 mm/sec. bei
20°C nicht
unterschritten wird.
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Dabei
erweist es sich als vorteilhaft, daß im zeitlichen Verlauf die
Anlaufcharakteristik für
die Zufuhr von Leistung ausgehend von einem ersten oberen, bevorzugt
maximalen Wert oder einem unteren, bevorzugt mittleren Wert kontinuierlich,
insbesondere in Form einer Geraden, auf einen unteren Wert, insbesondere
den Wert 0, abfällt
oder auf einem oberen Wert ansteigt. Dabei wird die Zufuhr von Leistung zum
Antrieb durch die Anlaufcharakteristik jedoch nur so lange beeinflußt, bis Übereinstimmung
zwischen Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl des Antriebes vorliegt.
Ab diesem Zeitpunkt wird die Zufuhr von Leistung zum Antrieb nicht
mehr durch den zeitlichen Verlauf der Anlaufcharakteristik, sondern
durch die Leistung bestimmt, die gerade beim Eintreten der Gleichheit
von Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl von der Anlaufcharakteristik
dem Antrieb zugeführt
wurde. Danach wird die zugeführte
Leistung auf dem jeweiligen konstanten Wert über den Rest der Hubbewegung
festgelegt und ist im wesentlichen konstant.
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Von
Vorteil wird die bei Übereinstimmung von
Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl des Antriebes gerade zugeführte Leistung
in einem Speicher oder dergleichen abgelegt.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist durch eine Anlaufcharakteristik das Tastverhältnis einer
Impulspaket- oder Pulsweitensteuerung zur Steuerung der Zufuhr von
Leistung zu einem Gleichstrommotor einstellbar. Diese Ausbildung
der Steuerung erweist sich insbesondere im Kraftfahrzeugbereich
als vorteilhaft, da dort in der Regel als Bordspannungen Gleichspannungen
zur Verfügung
stehen und eine Impulspaket- oder Pulsweitensteuerung für derartige
Anwendungszwecke recht einfach aufgebaut sein kann.
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Das
Verfahren zeichnet sich nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung
dadurch aus, daß die
zugeführte
Leistung bei Übereinstimmung
von Soll-Drehzahl und Ist-Drehzahl des Antriebes von einer Hubbewegung
der Fensterscheibe zur nachfolgenden Hubbewegung in Abhängigkeit
der Temperatur, des Verschleißes,
des Alters oder dergleichen Parameter, die auf die Last zur Durchführung der Hubbewegung
der Fensterscheibe ein Einfluß haben,
variiert. Insoweit wird der Einfluß dieser Parameter auf die
Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung der Fensterscheibe weitestgehend
eliminiert, so daß die
Ist-Geschwindigkeit
während
einer einzigen Hubbewegung der Fensterscheibe im wesentlichen konstant
und auch über
längere.
Zeitdauern und verschiedene, nachfolgende Hubbewegungen langzeitstabil
ist.
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Weitere
Ziele, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 den
zeitlichen Verlauf der dem Antrieb zugeführten Leistung sowie der Ist-Drehzahl
des Antriebs zu Beginn einer Hubbewegung der Fensterscheibe, wobei
auf der linken Abszisse die zugeführte Leistung in Form eines
Tastverhältnisses
T und auf der rechten Abszisse die Ist-Drehzahl n aufgetragen ist,
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2 ein
Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung
mit Antriebe und
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3 eine
bevorzugte Alternative zum Ausführungsbeispiel
der 1.
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Bei
dem vorgeschlagenen Verfahren zur Einstellung der Ist-Geschwindigkeit der
Hubbewegung einer Fensterscheibe wird einem elektromotorischen Antrieb 12,
beispielsweise einem Gleichstrommotor 14 oder einem Wechselstrommotor,
elektrische Leistung 18 zugeführt. Diese elektrische Leistung 18 wird beispielsweise
in Form von Impulspaketen, deren Tastverhältnis T veränderbar ist, bereitgestellt.
Die sich daraus ergebende Ist-Drehzahl 20 des Antriebs 12 ist
mit Ausnahme des Leerhubes zu Beginn der Hubbewegung im wesentlichen
proportional zu der Ist-Geschwindigkeit der Hubbewegung der Fensterscheibe,
wie dies in 1 dargestellt ist. Die zugeführte Leistung 18 wird über eine
Zeitspanne von 0, dem Einschaltzeitpunkt, bis tm im
wesentlichen konstant und bevorzugt auf einem maximalen Wert gehalten,
der bei einem Tastverhältnis
T von 100% liegt. Anschließend
wird das Tastverhältnis
T im Ausführungsbeispiel
im wesentlichen linear von 100% auf 0 abgesenkt. Während des
Zeitpunktes tm und dem Zeitpunkt der Übereinstimmung 46 von
Ist-Drehzahl 20 und Soll-Drehzahl 24 bestimmt
das abfallende Tastverhältnis
T weiterhin die dem Antrieb 12 zugeführte elektrische Leistung 18.
Bei Übereinstimmung von
Soll-Drehzahl 24 und Ist-Drehzahl 20 wird das Tastverhältnis T
für die
weitere Zeitdauer auf den Wert T1 festgelegt,
wobei dieses Tastverhältnis
T1 die Zufuhr elektrischer Leistung 18 zum
Antrieb 12 über den
Rest der Hubbewegung der Fensterscheibe bestimmt. Insoweit wird
die Fensterscheibe ab dem Zeitpunkt der Übereinstimmung 46 mit
einer konstanten Ist-Geschwindigkeit
verfahren, obwohl das durch die Anlaufcharakteristik 40 bereitgestellte
Tastverhältnis
weiter kontinuierlich abfällt.
Während
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
der konstante Wert der zugeführten
elektrischen Leistung 18, beispielsweise den Fall niedriger
Temperaturen und somit hoher Reibungswiderstände für die Fensterscheibe bestimmt,
kann es beispielsweise bei sommerlichen Temperaturen abweichend
von dem Ausführungsbeispiel
der 1 dazu führen,
daß eine Übereinstimmung 46 zwischen
Soll-Drehzahl 24 und Ist-Drehzahl 20 erst bei
unterhalb von T1 liegenden Tastverhältnissen
auftritt. In diesem Fall wird der Antrieb 12 zu einem geringfügig späteren Zeitpunkt
mit der konstanten Leistung 18, welche auf einem niederen
Niveau liegt, beaufschlagt. Es bleibt zu erwähnen, daß bis zu dem Zeitpunkt tm eine Erfassung beziehungsweise Auswertung
der Ist-Drehzahl des Antriebes 12 nicht erfolgt, um die
bereits geschilderten Probleme bezüglich des Leerhubes der Fensterscheibe
zu vermeiden.
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Bevorzugt
beginnt die Anlaufcharakteristik 40 bei dem oberen Wert 38,
verläuft
im wesentlichen konstant bis zum Zeitpunkt tm und
fällt dann
bevorzugt in Form einer Geraden 42 bis auf den unteren Wert 44 ab.
Es versteht sich, daß auch
andere zeitliche Verläufe
der Anlaufcharakteristik 40, beispielsweise in Form einer
Parabel oder dergleichen zur Anwendung gelangen können.
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Eine
alternative Ansteuerung nach einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist in 3 dargestellt, wobei vergleichbare Zeitabläufe in Bezug
auf das Diagramm der 1 mit gleichen Bezugsziffern
gekennzeichnet sind. Zu Beginn des Fensterhubes wird mittels der
Anlaufcharakteristik 40 das Tastverhältnis beispielsweise auf einen
mittleren Wert von ca. 60% eingestellt, der ausreichend ist, um den
Motor beziehungsweise das Hebersystem gegen die Wirkung der Reibungs-
beziehungsweise Widerstandskräfte
in Gang zu setzen. Ausgehend von diesem Wert für das Tastverhältnis wird
mittels der Anlaufcharakteristik das Tastverhältnis, beispielsweise in Form
einer Geraden 42 linear ansteigend erhöht. Es versteht sich, daß auch eine
funktionell andere Erhöhung,
beispielsweise in Form einer Parabel oder dergleichen möglich sind.
Der Verlauf der Ist-Drehzahl 20 des Antriebs 12 ist
wiederum mit der Bezugsziffer 20 wiedergegeben. Zu Beginn
des Fensterhubes kann die Ist-Drehzahl beispielsweise aufgrund eines
Leerhubes beziehungsweise der Systemfedern des Hebersystems eine
nicht lineare Funktion von Tastverhältnis sein. Im Diagramm der 3 ist
die Ist-Drehzahl unter Berücksichtigung
eines Totganges beziehungsweise Leerhubes mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet,
während
der mögliche
Verlauf der Ist-Drehzahl ohne Totgang mit der Bezugsziffer 52 wiedergegeben
ist. Um mögliche
Fehler des Systems aufgrund des Auftretens eines Leerhubes beziehungsweise
Totganges zu vermeiden, wird die Ist-Drehzahl während eines kurzen Zeitraums
zu Beginn des Fensterhubes, der im Diagramm der 3 zum
Zeitpunkt tm abgeschlossen ist, nicht erfaßt beziehungsweise
wird die Ist-Drehzahl nicht ausgewertet.
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Nach
dem Zeitpunkt tm, der entsprechend dem jeweiligen
Fensterhebersystem eingestellt und angepaßt ist, sind Defekte aufgrund
von Leerhüben beziehungsweise
Totgang des System auf den zeitlichen Verlauf der Ist-Drehzahl 20 des
Antriebes nicht mehr zu erwarten beziehungsweise ausgeblendet, so
daß dann
die Ist-Drehzahl 20 mit weiter linear ansteigendem Tastverhältnis im
wesentlichen monoton ansteigt, bis die Ist-Drehzahl 20 den
Wert der Soll-Drehzahl 24 erreicht hat. Bei Übereinstimmung von
Soll-Drehzahl 24 und Ist-Drehzahl 20 wird das Tastverhältnis T
für die
weitere Zeitdauer des Fensterhubes auf den Wert T1 festgelegt,
wobei dieses Tastverhältnis
T1 die Zufuhr elektrischer Leistung 18 zum
Antrieb 12 über
den Rest der Hubbewegung der Fensterscheibe bestimmt. Insoweit wird
die Fensterscheibe ab diesem Zeitpunkt der Übereinstimmung von Ist-Drehzahl 20 und
Soll-Drehzahl 24 mit einer konstanten Ist-Geschwindigkeit verfahren,
obwohl das durch die Anlaufcharakteristik 40 bereitgestellte Istverhältnis weiter
kontinuierlich ansteigt.
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Die
weiteren Überlegungen
und Erläuterungen
bezüglich
der Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels
der 3 sind vergleichbar mit dem des Ausführungsbeispiels
der 1 unter Berücksichtigung,
daß das
Tastverhältnis
mittels der Anlaufcharakteristik bei dem Ausführungsbeispiel der 3 von
einem mittleren Wert linear erhöht
und beim Ausführungsbeispiel
der 1 von einem oberen Wert linear reduziert wird.
Für sämtliche
Ausführungsbeispiele
sei angemerkt, daß die
spezielle Form der Erhöhung
beziehungsweise Erniedrigung des Tastverhältnisses mittels der Anlaufcharakteristik auch
nicht linear über
die Zeit erfolgen kann. Die spezielle Variation des Tastverhältnisses
mittels der Anlaufcharakteristik wird durch die Eigenschaften des individuellen
Fensterhebersystems bestimmt, bei dem die Vorrichtung zur Anwendung
kommen soll. Wesentlich für
die Funktionsweise der Vorrichtung beziehungsweise des Verfahrens
ist es, daß die Ist-Drehzahl 20 des
Antriebes nach Ingangsetzen des Fensterhebers rasch auf die Soll-Drehzahl 24 angehoben
beziehungsweise abgesenkt wird, wobei nicht durch Reibungswiderstände oder
dergleichen bedingte Variationen der Ist-Drehzahl zu Beginn des Fensterhubes
intelligent ausgeblendet werden, was über die Nichterfassung beziehungsweise
Nichtauswertung der Ist-Drehzahl 20 des Antriebes 12 im
Zeitintervall zwischen Einschalten des Fensterhebers und dem Zeitpunkt
tm erfolgt. Sobald die Ist-Drehzahl 20 mit
der Soll-Drehzahl 24 übereinstimmt,
wird das Tastverhältnis
auf dem momentanen Wert festgehalten beziehungsweise festgeklemmt,
so daß die Ist-Drehzahl 20 des
Antriebes 12 ab diesem Zeitpunkt über den Rest des Hubes der
Fensterscheibe im wesentlichen konstant ist.
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Die
als Blockdiagramm in 2 dargestellte Vorrichtung 10 weist
eine Steuereinrichtung 16 zur Steuerung des Antriebes 12.
Die Steuereinrichtung 16 umfaßt eine Vergleichsstufe 22,
in der eine Soll-Drehzahl 24 mit der Ist-Drehzahl 20 des Antriebs 12 verglichen
wird. Die Vergleichsstufe 22 gibt bei Gleichheit von Ist-Drehzahl 20 und
Soll-Drehzahl 24 ein Steuersignal 26 an eine Speicherstufe 28 ab.
Der Speicherstufe 28 werden die Ausgangssignale 32 einer
Anlaufcharakteristik-Stufe 30 zugeführt. Am
Ausgang der Speicherstufe 28 liegen als Ausgangssignal 36 die
Ausgangssignale 32 der Anlaufcharakteristik-Stufe 30 so
lange an, bis die Vergleichsstufe 22 ein Steuersignal 26 bei Übereinstimmung
von Ist-Drehzahl 26 und Soll-Drehzahl 24 abgibt.
Ab diesem Zeitpunkt wird das der Speicherstufe 28 zugeführte Ausgangssignal 32 der
Anlaufcharakteristik-Stufe 30 abgespeichert und von der
Speicherstufe 28 als konstantes Ausgangssignal 36 der
Impulspaket-Stufe 34 zugeführt. Die Impulspaket-Stufe 34 ist ihrerseits über eine
Leistungsstufe 48 an den Antrieb 12 angeschlossen.
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Antrieb
- 14
- Gleichstrommotor
- 16
- Steuereinrichtung
- 18
- elektrische
Leistung
- 20
- Ist-Drehzahl
- 22
- Vergleichsstufe
- 24
- Soll-Drehzahl
- 26
- Steuersignal
- 28
- Speicherstufe
- 30
- Anlaufcharakteristik-Stufe
- 32
- Ausgangssignal
(von 30)
- 34
- Impulspaket-Stufe
- 36
- Ausgangssignal
(von 28)
- 38
- oberer
Wert
- 40
- Anlaufcharakteristik
- 42
- Gerade
- 44
- unterer
Wert
- 46
- Übereinstimmung
(20, 24)
- 48
- Leistungsstufe
- 50
- Ist-Drehzahl
mit Totgang
- 52
- Ist-Drehazhl
ohne Totgang
- tm
- Zeitpunkt
- T
- Tastverhältnis