DE102006023330A1

DE102006023330A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006023330A1
Application number: DE102006023330A
Authority: DE
Inventors: Alexander Höhn; Felix Heckmann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-05-12
Also published as: US8291645B2; US20090007493A1; DE102006023330B4

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe (2) eines Kraftfahrzeugs mittels eines motorisch betriebenen und von einer Steuereinrichtung (9) angesteuerten Fensterhebers (3) zum Verstellen der Fensterscheibe (2) zwischen einer Öffnungs- und einer Schließposition, in der die Fensterscheiben-Oberkante (22) in einer ihr zugeordneten und mit dem Kraftfahrzeugdach (4) verbundenen Fensterscheibendichtung (5) angeordnet ist, wird die Schließposition (SP) der Fensterscheibe (2) und/oder die Schließkraft (SK), mit der die Fensterscheibe (2) an der Fensterscheibendichtung (5) anliegt, in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheiben-Oberkante (22) verändert. Dadurch wird unabhängig von der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine im Wesentlichen gleichbleibende Verbindung der Fensterscheiben-Oberkante (22) mit der Fensterscheibendichtung (5) gewährleistet und sichergestellt, dass auch bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten keine Undichtigkeiten sowie stärkere Windgeräusche auftreten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 14.
Rahmenlose Fensterscheiben werden unter anderem in Cabriolets und Coupés, d. h. in Kraftfahrzeugen ohne B-Säule eingesetzt. Im Unterschied zu Fensterscheiben anderer Kraftfahrzeuge werden sie nicht an einem Türrahmen mit mindestens einer seitlichen Fensterscheibendichtung geführt und mit der Fensterscheiben-Oberkante bei geschlossener Fensterscheibe in einer oberen Fensterscheibendichtung aufgenommen, sondern in einer Führungseinrichtung des Fensterhebers zum Anheben und Absenken der Fensterscheibe geführt und bei geschlossener Fensterscheibe mit ihrer Fensterscheiben-Oberkante von einer mit dem Karosseriedach des Kraftfahrzeugs verbundenen oberen Fensterscheibendichtung aufgenommen. Dadurch ist die Fensterscheibe einerseits mit dem im Türschacht einer Kraftfahrzeugtür angeordneten Fensterheber und andererseits bei geschlossener Fensterscheibe mit dem Kraftfahrzeugdach verbunden, d. h. sie über brückt im geschlossenen Zustand zwei unterschiedliche Teile der Kraftfahrzeugkarosserie.
Dabei tritt bei Cabriolets, d. h. bei Kraftfahrzeugen mit flexiblem Karosseriedach, das Problem auf, dass sich bei höheren Geschwindigkeiten das Kraftfahrzeugdach aufgrund aerodynamischer Kräfte hebt. Durch das Anheben des flexiblen Kraftfahrzeugdaches wird die Fensterscheibendichtung von der Fensterscheiben-Oberkante entfernt, so dass Undichtigkeiten entstehen und störende Windgeräusche auftreten.
Dasselbe Problem, wenn auch in geringerem Ausmaße, tritt aber auch bei Coupés oder Cabriolets mit einem Hardtop oder einem faltbaren Metalldach auf, da bei erhöhter Fahrtgeschwindigkeit aufgrund des durch aerodynamische Strömungen auftretenden Unterdruckes an der Außenseite der Kraftfahrzeugkarosserie zusätzliche Kräfte in Richtung der Y-Achse auf die Fensterscheibe einwirken, die ebenfalls im Bereich der Fensterscheiben-Oberkante bei größeren Fahrtgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs zu Undichtigkeiten und Windgeräuschen führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fensterscheiben-Oberkante einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs in ihrer oberen Endstellung unabhängig von der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen gleich bleibend mit der Fensterscheibendichtung zu verbinden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet unabhängig von der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine im Wesentlichen gleich bleibende Verbindung der Fensterscheiben-Oberkante einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs in ihrer oberen Endstellung mit der Fensterscheibendichtung.
Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich für Kraftfahrzeuge ohne B-Säule, d. h. sowohl für Cabriolets mit flexiblem Stoffdach, faltbarem Metalldach, Hardtop oder für Coupés, und stellt sicher, dass auch bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten keine Undichtigkeiten im Bereich der Fensterscheiben-Oberkante sowie stärkere Windgeräusche auftreten und stellt somit einen Qualitätsgewinn für Kraftfahrzeuge ohne B-Säule sicher.
Die Erfassung der relativen Lage zwischen Fensterscheibe und Fensterscheibendichtung kann durch Ermittlung der Position der Fensterscheibendichtung und/oder Ausrichtung der Fensterscheibe zur Fensterscheibendichtung erfolgen, die als Istwert der Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Fensterhebers zugeführt wird.
Zur Erfassung der relativen Lage zwischen Fensterscheibe und Fensterscheibendichtung können opto-elektronische Systeme, kapazitive oder induktive Systeme oder dergleichen eingesetzt werden, mit denen beispielsweise die Veränderung eines Spalts zwischen der Oberkante der Fensterscheibe und der Fensterscheibendichtung auf kapazitivem, induktivem oder opto-elektronischem Wege erfasst wird. Weitere, in der Praxis besonders vorteilhaft umsetzbare Erfassungssysteme werden nachstehend angegeben.
Die Erfassung der Position der Fensterscheibendichtung eignet sich insbesondere für Cabriolets mit flexiblem Stoffdach, das sich aufgrund aerodynamischer Kräfte bei höheren Geschwindigkeiten anhebt, während sich die Ermittlung der Ausrichtung der Fensterscheibe zur Fensterscheibendichtung für Cabriolets mit faltbarem Metalldach oder Hardtop sowie für Coupés eignet, bei denen die Fensterscheiben-Oberkante aufgrund aerodynamischer Kräfte bei fehlender seitlicher Fensterscheibenführung nach außen, d. h. vom Innenraum des Kraftfahrzeugs weggedrückt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die Schließkraft, mit der die Fensterscheibe gegen die Fensterscheibendichtung drückt, ermittelt und als Istwert der Steuereinrichtung zur Ansteuerung des Fensterhebers zum Anheben und Absenken der Fensterscheibe zugeführt werden.
Diese Lösung eignet sich insbesondere für Cabriolets mit flexiblem Stoffdach, da sich bei einem aufgrund aerodynamischer Kräfte anhebendem Stoffdach die Schließkraft abnimmt. Bei Cabriolets und Coupés mit festem Fahrzeugdach führt eine Veränderung der relativen Lage zwischen der Fensterscheibendichtung und der Fensterscheiben-Oberkante ebenfalls zu einer Veränderung der Schließkraft bei aufgrund aerodynamischer Kräfte sich verändernder Ausrichtung der Fensterscheibe in Bezug auf die Fensterscheibendichtung, so dass auch in diesem Fall aus der Veränderung der Schließkraft der Fensterscheibe auf eine Veränderung der Position der Fensterscheibendichtung bzw. der Ausrichtung der Fensterscheibe zur Fensterscheibendichtung geschlossen werden kann.
Vorzugsweise oder in Ergänzung zu den vorstehenden Istwerterfassungen wird die Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt und als Istwert der Steuereinrichtung des die Fensterscheibe anhebenden und absenkenden Fensterhebers zugeführt. Durch die bekannte Wechselwirkung zwischen der Fahrtgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs und der Wirkung aerodynamischer Kräfte auf die Fensterscheibe bzw. auf ein flexibles Stoffdach eines Cabriolets kann von der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs auf die Position der Fensterscheibendichtung bzw. die Ausrichtung der Fensterscheibe auf die Fensterscheibendichtung geschlossen werden. Da die Fahrtgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs ohnehin zur Geschwindigkeitsanzeige sowie für eine Vielzahl anderer Steuer- und Regelvorgänge im Kraftfahrzeug erfasst wird, ergibt sich hieraus die Möglichkeit, von der Fahrtgeschwindigkeit auf die Verbindung der Fensterscheiben-Oberkante mit der Fensterscheibendichtung ohne größeren Erfassungsaufwand zu schließen.
Vorzugweise wird die Schließposition und/oder Schließkraft der Fensterscheibe mit ansteigender Fahrtgeschwindigkeit angehoben und mit absinkender Fahrtgeschwindigkeit, insbesondere ausgehend von einer vorgegebenen Position und/oder Schließkraft bei einer vorgegebenen Fahrtgeschwindigkeit mit ansteigender Fahrtgeschwindigkeit angehoben und mit absinkender Fahrtgeschwindigkeit abgesenkt.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht es, bei Kraftfahrzeugen, deren Fensterheber über eine Elektronik gesteuert wird, die über einen CAN-Bus oder eine entsprechende Datenverbindung verfügt, ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Signal über diese Datenverbindung an die Elektronik zu senden, so dass kein zusätzlicher Installationsaufwand betrieben werden muss.
Die Änderung der Schließposition und/oder Schließkraft der Fensterscheibe bei einer Änderung der relativen Lage zwischen der Fensterscheiben-Oberkante und der Fensterscheibendichtung kann weg-gesteuert über eine vorgebbare Wegstrecke, durch einen vorgebbaren Betrag der Schließkraft, zeitgesteuert über eine vorgebbare Zeitspanne oder mittels eines Kennlinienfeldes erfolgen, in dem die Schließposition und/oder Schließkraft der Fensterscheibe in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit und/oder der relativen Lage zwischen der Fensterscheiben-Oberkante und der Fensterscheibendichtung abgelegt ist.
Um zu verhindern, dass der Fahrer eines Kraftfahrzeugs abgelenkt wird, wenn sich der Fensterheber bzw. die Fensterscheibe scheinbar willkürlich ohne entsprechenden Eingabebefehl des Fahrers während der Fahrt bewegt, ist nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, die Schließposition der Fensterscheibe mit minimaler, insbesondere mit nicht wahrnehmbarer Verstellgeschwindigkeit zu verändern.
Zusätzlich oder alternativ kann die Veränderung der Schließposition der Fensterscheibe mit einer vom Fahrer des Kraftfahrzeugs zu betätigenden Schalteinrichtung verknüpft werden, um eine Ablenkung des Fahrers durch eine vermeintlich willkürliche Veränderung der Fensterscheibenposition auszuschließen.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in vorteilhafter Weise mit einer Einklemmschutzregelung verbinden, indem die Schließposition der Fensterscheibe kraftgesteuert durch Vorgabe einer Verstellkraft eingestellt bzw. verändert wird, wobei die Verstellkraft vorzugsweise gleich der Summe einer zum Verstellen der Fensterscheibe notwendigen Kraft und einer veränderbaren Überschusskraft ist und im Fensterscheibendichtungsbereich die Verstellung der Fensterscheibe bei einem vorgebbaren Schwellwert der Verstellkraft oder Überschusskraft gestoppt wird.
Die Verknüpfung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Einklemmschutzregelung, insbesondere einer Einklemmschutzregelung mit Überschusskraftbegrenzung, ermöglicht es, für die Einklemmschutzregelung vorhandene Erfassungselemente zu verwenden und für die Regelung der Schließkraft der Fensterscheibe dieselben Regelalgorithmen wie bei der Einklemmschutzregelung anzuwenden.
Weiterhin kann die Schließposition und/oder die Schließkraft der Fensterscheibe adaptiv verändert werden, indem eine Veränderung der Schließposition und/oder der Schließkraft beispielsweise als Zusammenhang zwischen der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und einer Soll-Schließposition gelernt wird.
Eine weitere Möglichkeit zur Regelung der Schließposition besteht darin, dass die Schließposition und/oder die Schließkraft der Fensterscheibe als Ausgangswert eines Ausgangsneurons eines neuronalen Netzes abgegeben wird, das mehrere Eingangsneuronen einer Eingangsschicht, die mit mindestens einem Istwert der Fahrtgeschwindigkeit, der Schließkraft, Verstellkraft und/oder der Überschusskraft beaufschlagt werden, sowie mindestens eine verborgene Neuronen aufweisende Schicht enthält.
Der Einsatz einer Recheneinheit mit Anwendung des Prinzips eines neuronalen Netzes ermöglicht es, die unterschiedlichen Einflussgrößen auf die Schließposition bzw. Schließkraft einer Fensterscheibe zu berücksichtigen, an eine Veränderung dieser Einflussgrößen automatisch anzupassen und eine hohe Flexibilität bei der Berücksichtigung der Einflussgrößen auf die Schließposition bzw. die Schließkraft der Fensterscheibe zu gewährleisten. Dabei wird die Fähigkeit eines neuronalen Netzes genutzt, aus gegebenen Daten selbständig zu lernen, ohne dafür explizit programmiert werden zu müssen und gespeicherte Muster auch dann zu erkennen, wenn das Eingabemuster in einer Lernphase unvollständig oder teilweise fehlerhaft ist oder wenn von gelernten auf nicht gelernte Probleme geschlossen werden soll.
Eine Vorrichtung zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs mittels eines motorisch betriebenen und von einer Steuereinrichtung angesteuerten Fensterhebers zum Verstellen der Fensterscheibe zwischen einer Öffnungs- und einer Schließposition, in der die Fensterscheiben-Oberkante in einer ihr zugeordneten und mit dem Kraftfahrzeugdach verbundenen Fensterscheibendichtung angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Steuerelektronik zur Änderung der Schließposition der Fensterscheibe und/oder der Schließkraft, mit der die Fensterscheibe an der Fensterscheibendichtung anliegt, in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung zur Fensterscheiben-Oberkante aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet unabhängig von der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine im Wesentlichen gleich bleibende Verbindung der Fensterscheiben-Oberkante einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs in ihrer oberen Endstellung mit der Fensterscheibendichtung und stellt sicher, dass auch bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten keine Undichtigkeiten im Bereich der Fensterscheiben-Oberkante sowie stärkere Windgeräusche auftreten, was für Kraftfahrzeuge ohne B-Säule, d. h. sowohl für Cabriolets mit flexiblem Stoffdach, faltbarem Metalldach, Hardtop oder für Coupés mit einem wesentlichen Qualitätsgewinn verbunden ist.
Vorzugsweise ist die Steuerelektronik mit mindestens einem Istwertgeber zur Erfassung eines die relative Position der Fensterscheibendichtung zur Fensterscheibe repräsentierenden Wertes und mit einem die Schließposition und/oder die Schließkraft der Fensterscheibe in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung zur Fensterscheibe bestimmenden Sollwertgeber verbunden, wobei die Steuereinrichtung eine Schnittstelle zu mindestens einem Istwertgeber aufweist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle zur Übertragung eines von der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs abhängigen Geschwindigkeitssignals ausgebildet ist.
Alternativ oder zusätzlich kann über die Schnittstelle ein von der Schließkraft der Fensterscheibe abhängiges Schließkraftsignal übertragen werden.
Die Schnittstelle kann leitungs- bzw. kabelgebunden ausgebildet werden oder aus einem Daten- bzw. Steuerbus, insbesondere einem CAN-(Controller Area Network) oder LIN-(Local Interconnect Newtwork) Bus bestehen. Dabei kann ein Türsteuergerät eingesetzt werden, das die Fensterheber der betreffenden Tür ansteuert. Bei einem derartigen Steuersystem kann das Türsteuergerät für die Vordertüren seine Signale über einen CAN-Bus erhalten und dann selbständig über einen separaten Bus, beispielsweise über einen LIN-Bus die Fensterheber der hinteren Türen ansteuern.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Schnittstelle besteht aus einer Funkübertragungs-Schnittstelle.
Obwohl eine mögliche Ablenkung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs in Folge einer Veränderung der Scheibenposition insbesondere bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, bei denen verstärkt Motor- und Fahrgeräusche auftreten, durchaus als akzeptabel eingestuft werden kann, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Ablenkung des Fahrers eines Kraftfahrzeugs durch eine vermeintlich willkürliche Veränderung der Fensterscheibenposition dadurch ausgeschlossen werden, dass eine vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbare Schalteinrichtung zur Auslösung einer Veränderung der Schließposition der Fensterscheibe in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung zur Fensterscheiben-Oberkante vorgesehen wird.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sollen der Gegenstand der Erfindung und der der Erfindung zu Grunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs mit einem Fensterheber, einer Antriebseinrichtung und einer Steuereinrichtung und
2 eine Darstellung der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Schließposition der rahmenlosen Fensterscheibe über der Zeit.
Das in 1 schematisch dargestellte System zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe 2 in einer Kraftfahrzeugtür 1 mit einer Türbrüstung 10 weist eine die Unterkante 21 der Fensterscheibe 2 einfassende Hebeschiene eines Fensterhebers 3 auf, der mit einem Antriebsmotor 6 zum Anheben und Absenken der Fensterscheibe 2 verbunden ist. Der Antriebsmotor 6 wird aus einer Spannungsquelle 8, beispielsweise einer Kraftfahrzeugbatterie, über eine elektronische Schalteinrichtung 7 gespeist, die sowohl die Drehzahl als auch die Drehrichtung des Antriebsmotors 6 bestimmt.
In 1 ist als Fensterheber 3 ein Zweiarm- oder Kreuzarm-Fensterheber symbolisch dargestellt. Die Erfindung ist aber selbstverständlich auch auf andere Arten von Fensterhebern wie ein- oder doppelsträngigen Seil- oder Bowdenzug-Fensterhebern, bahngesteuerten Fensterhebern, Zahnstangen-Fensterhebern oder dergleichen anwendbar.
Eine Steuer- und Regelelektronik 9 in Form eines Mikrocomputers versorgt die elektronische Schalteinrichtung 7 mit Steuer- und Regelsignalen S und ist mit einer Bedienungseinheit 11, beispielsweise mit Tasten oder Schaltern zur Bedienung des Fensterhebersystems, verbunden. Sie enthält neben einem Prozessor einen oder mehrere Speicher sowie Ein- und Ausgabemodule.
Die schematische Darstellung der 1 zeigt die Fensterscheibe 2 in einem nahezu vollständig angehobenen Zustand, in der sich die Fensterscheiben-Oberkante 22 kurz vor dem Einlaufen in eine mit einem flexiblen Kraftfahrzeugdach 4 verbundene Fensterscheibendichtung 5 befindet. Bei vollständig angehobener Fensterscheibe 2 befindet sich die Fensterscheiben-Oberkante 22 innerhalb der Fensterscheibendichtung 5, so dass ein feuchtigkeitsdichter Abschluss gebildet wird und kein Spalt zwischen der Fensterschei ben-Oberkante 22 und der Fensterscheibendichtung 5 verbleibt, der im Fahrbetrieb störende Windgeräusche verursachen könnte.
Bei höheren Fahrtgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs hebt sich das flexible Kraftfahrzeugdach 4 aufgrund aerodynamischer Kräfte an, wobei von einer bestimmten Fahrtgeschwindigkeit v₀ an die Fensterscheibendichtung 5 zumindest teilweise so weit von der Fensterscheiben-Oberkante 22 entfernt wird, dass kein feuchtigkeitsdichter Abschluss mehr gewährleistet ist und ein Spalt gebildet wird, der zu starken Windgeräuschen in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs führt.
Die Steuer- und Regelelektronik 9 wird eingangseitig neben den von der Bedienungseinheit 11 abgegebenen Ansteuersignalen A mit weiteren Eingangssignalen beaufschlagt, wobei in der schematischen Darstellung der 1 mehrere mögliche Eingangssignale dargestellt sind. So wird in der schematischen Darstellung der 1 der Steuer- und Regelelektronik 9 die Antriebsmotorspannung U, der Antriebsmotorstrom I sowie die Drehzahl n des Antriebsmotors 6 zugeführt. Weiterhin wird die Steuer- und Regelelektronik 9 mit einem der momentanen Schließ- oder Verstellkraft SK proportionalen Istwert beaufschlagt, der der jeweiligen Verstellkraft, mit der die Fensterscheibe 2 bewegt wird, bzw. der Schließkraft SK, mit der die Fensterscheibe 2 in die Fensterscheibendichtung 5 eingefahren wird und an dem flexiblen Kraftfahrzeugdach 4 anliegt, entspricht.
Weiterhin kann der Steuer- und Regelelektronik 9 ein die Position der Fensterscheibendichtung 5 bzw. des flexiblen Kraftfahrzeugdaches 4 in Bezug auf die Fensterscheiben-Oberkante 22 der vollständig angehobenen Fensterscheibe angebendes Positionssignal P zugeführt werden.
Als weiteres Eingangssignal enthält die Steuer- und Regelelektronik 9 ein der Fahrtgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs entsprechendes Eingangssignal und ist zu diesem Zweck mit einem kraftfahrzeuginternen digitalen Bus-System 12 verbunden, bei dem es sich bevorzugt um einen so genannten CAN-(Controller Area Network)Bus handelt, über den auf einer Zwei-Drahtleitung seriell Daten übertragen werden. Alternativ kann ein LIN-Bus vorgesehen werden.
Zusätzlich kann die Steuer- und Regelelektronik 9 mit einem direkten Ansteuersignal AD beaufschlagt werden, das beispielsweise von der Bedienungseinheit 11 abgegeben wird, die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs bedient wird.
In 1 sind mehrere mögliche Eingangssignale dargestellt, von denen jedoch ein Teil entfallen bzw. durch andere Eingangssignale ersetzt werden kann. Beispielsweise kann auf eine gesonderte Erfassung der Schließ- und Verstellkraft SK der Fensterscheibe 2 verzichtet und stattdessen aus der Erfassung des Antriebsmotorstromes I auf die jeweilige Verstellkraft, mit der die Fensterscheibe 2 bewegt wird, oder auf die Schließkraft, mit der die Fensterscheibe 2 gegen die Fensterscheibendichtung 5 drückt, geschlossen werden.
Eine Erfassung der jeweiligen Position der Fensterscheiben-Oberkante 22 kann über einen entsprechenden Stellungsgeber oder durch Auswertung der Umdrehungen des Antriebsmotors 6 erfasst werden.
2 zeigt in einer zeitlichen Darstellung den Verlauf der Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs sowie die Schließposition SP der Fensterscheibe 2 beispielsweise in Bezug auf die mit dem flexiblen Kraftfahrzeugdach 4 verbundene Fensterscheibendichtung 5 oder als Maß des Anhebens der Fensterscheibe 2 mittels des Fensterhebers 3. Unter der Annahme, dass bis zu einer Fahrtgeschwindigkeit v₀ von beispielsweise 150 km/h kein signifikantes Anheben des flexiblen Kraftfahrzeugdaches 4 in der Weise erfolgt, dass die Fensterscheibendichtung 5 so weit von der Fensterscheiben-Oberkante 22 entfernt wird, dass ein Spalt zwischen der Fensterscheiben-Oberkante 22 und der Fensterscheibendichtung 5 entsteht, wird die Schließposition der Fensterscheibe 2 durch die beim Stillstand des Kraftfahrzeugs vorgegebene Position der Fensterscheibendichtung 5 bestimmt. Übersteigt die Fahrtgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs die vorgegebene Fahrtgeschwindigkeit v₀ von beispielsweise 150 km/h, so wird die Fensterscheibe 2 um einen Betrag x angehoben, so dass die durch die aerodynamischen Kräfte bewirkte Anhebung des flexiblen Kraftfahrzeugdaches 4 und damit Entfernung der Fensterscheibendichtung 5 von der Fensterscheiben-Oberkante 22 ausgeglichen wird. Sinkt die Fahrtgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs wieder unter die vorgegebene Fahrtgeschwindigkeit v₀ von beispielsweise 150 km/h, so wird die Fensterscheibe 2 wieder um den Betrag x abgesenkt, da mit den nachlassenden aerodynamischen Kräften das Kraftfahrzeugdach 4 und die mit dem Kraftfahrzeugdach 4 verbundene Fensterscheibendichtung 5 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückkehrt.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Verstellung der Fensterscheibe 2 beim Über- und Unterschreiten einer einzelnen, vorgegebenen Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann das Anheben und Absenken der Fensterscheibe 2 bei unterschiedlichen Fahrtgeschwindigkeiten erfolgen. So kann beispielsweise das Anheben der Fensterscheibe 2 wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bei einer Fahrtgeschwindigkeit v₀ von > 150 km/h initiiert werden, während das Absenken der Fensterscheibe 2 erst beim Erreichen einer Fahrtgeschwindigkeit von beispielsweise 140 km/h erfolgt, um einen hinreichenden Kontakt der Fensterscheibe-Oberkante 22 mit der Fensterscheibendichtung 5 sicherzustellen.
Anstelle eines Anhebens oder Absenkens der Fensterscheibe 2 um einen vorgebbaren Betrag x kann der Fensterheber 3 über eine vorgebbare Zeitspanne t₁ betätigt werden, wenn die Fahrtgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs die vorgegebene Fahrtgeschwindigkeit v₀ übersteigt bzw. unter die vorgegebene Fahrtgeschwindigkeit v₀ abfällt.
Anstelle einer Verknüpfung der Verstellung der rahmenlosen Fensterscheibe 2 mit der Fahrtgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs kann die Verstellung der Fensterscheibe 2 mit einer Veränderung der Istwerte anderer Parameter verknüpft werden. So kann beispielsweise mittels eines entsprechenden Sensors die jeweilige Position des flexiblen Kraftfahrzeugdaches 4 und damit der mit dem flexiblen Kraftfahrzeugdach 4 verbundenen Fensterscheibendichtung 5 erfasst und als Eingangssignal P der Steuer- und Regelelektronik 9 zugeführt werden. Ein entsprechender Sensor zur Erfassung der Position des Kraftfahrzeugdaches 4 kann aus einem opto-elektronischen Sensor, der auf die Unterkante der Fensterscheibendichtung 5 im Bereich der rahmenlosen Fensterscheibe 2 ausgerichtet ist, einem Spannungssensor, mit dem die auf das flexible Kraftfahrzeugdach 4 aufgrund der aerodynamischen Kräfte einwirkende Zugspannung erfasst wird, und dergleichen bestehen.
Die Erfassung der Schließkraft SK kann unmittelbar am Fensterheber 3 bzw. an der Verbindung der Hebeschiene des Fensterhebers 3 mit der Fensterscheibenunterkante 21 beispielsweise mittels eines Piezoelements erfolgen.
Die Verarbeitung der der Steuer- und Regelelektronik 9 zugeführten Istwerte kann in üblicher Weise mittels eines PI-Reglers unter Beaufschlagung zusätzlicher Störgrößen oder mittels eines als Fenster-Diskriminator ausgebildeten Komparators erfolgen, an den als erstes Vergleichssignal die Fahrtgeschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs und an dessen anderen Eingang ein der vorgegebenen Geschwindigkeit v₀ entsprechender Vergleichswert angelegt werden und der beim Überschreiten des Vergleichswertes ein Ausgangssignal an die Schalteinrichtung 7 abgibt, die den Antriebsmotor 6 in Anhebe- oder Absenkrichtung zum Anheben oder Absenken der Fensterscheibe 22 um den vorgegebenen Betrag x verstellt bzw. den Antriebsmotor 6 über die vorgegebene Zeitspanne t₁ in der einen oder anderen Richtung ansteuert.
Eine weitere Alternative zur Ausbildung der Steuer- und Regelelektronik 9 besteht aus dem Einsatz eines neuronalen Netzes, dem verschiedene Eingangsgrößen, wie beispielsweise der Antriebsmotorstrom I, die Antriebsmotorspannung U, die Drehzahl n des Antriebsmotors 6 und die Fahrtgeschwindigkeit v zugeführt werden, und das mehrere in einer Eingangsschicht zur Aufnahme der Eingangssignale, in einer oder mehreren verborgenen Schichten und einer Ausgangsschicht zur Abgabe des Steuersignals S angeordnete Neuronen und gewichtete Verbindungen mit der Struktur eines gerichteten Graphen aufweist. Das neuronale Netz ist in der Lage, durch unterschiedlich starke Gewichtung der Eingänge der einzelnen Neuronen zu lernen und sich damit an geänderte Bedingungen anzupassen.
Die Anwendung eines neuronalen Netzes in einem Verfahren zum Überwachen der Verstellbewegung einer Fensterscheibe in einem Kraftfahrzeug ist beispielsweise in der DE 10 2004 011 015 A beschrieben.
Auch bei Verwendung anderer Elektronikbausteine in der Steuer- und Regelelektronik 9 kann eine adaptive Veränderung der Schließposition und/oder der Schließkraft der Fensterscheibe 2 vorgesehen werden, wobei insbesondere die Zusammenhänge zwischen der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und Soll-Schließpositionen der Fensterscheibe 2 gelernt bzw. adaptiv verändert werden.
Die als Antriebmotor 6 und Fensterheber 3 gebildete Antriebseinheit kann selbsthemmend ausgebildet sein, so dass eine einmal eingestellte Position der Fensterscheibe 2 mechanisch selbsthemmend gehalten wird. Alternativ kann anstelle einer mechanischen eine elektronische Selbsthemmung vorgesehen werden, bei der die aktuelle Position der Fensterscheibe 2 mit Hilfe des Antriebsmotors 6 gehalten wird, indem der Antriebsmotor 6 beispielsweise bei Schlechtwegstrecke mit entsprechenden Rüttelerscheinungen an der Fensterscheibe 2 angesteuert wird, um Istwertverschiebungen der Fensterscheibe 2 auszugleichen. Durch eine entsprechende Sollwertverstellung kann diese elektronische Selbsthemmung die durch eine Veränderung der Position der Fensterscheibendichtung 5 verursachte Änderung der relativen Lage zwischen der Fensterscheiben-Oberkante 22 und der Fensterscheibendichtung 5 durch eine Veränderung der Sollposition bei der Einstellung des Fensterscheibenhubes ausgleichen.

1: Kraftfahrzeugtür
2: Fensterscheibe
3: Fensterheber
4: Kraftfahrzeugdach
5: Fensterscheibendichtung
6: Antriebsmotor
7: elektronische Schalteinrichtung
8: Spannungsquelle
9: Steuer- und Regelelektronik
10: Türbrüstung
11: Bedienungseinheit
12: digitales Bus-System
21: Fensterscheiben-Unterkante
22: Fensterscheiben-Oberkante
A: Ansteuersignale
AD: direktes Ansteuersignal
I: Antriebsmotorstrom
U: Antriebsmotorspannung
n: Drehzahl
S: Steuer- und Regelsignale
SK: Schließkraft
P: Positionssignal
v: Fahrtgeschwindigkeit
v₀: vorgegebene Fahrtgeschwindigkeit

Claims

Verfahren zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs mittels eines motorisch betriebenen und von einer Steuereinrichtung angesteuerten Fensterhebers zum Verstellen der Fensterscheibe zwischen einer Öffnungs- und einer Schließposition, in der die Fensterscheiben-Oberkante in einer ihr zugeordneten und mit dem Kraftfahrzeugdach verbundenen Fensterscheibendichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) der Fensterscheibe (2) und/oder die Schließkraft (SK), mit der die Fensterscheibe (2) an der Fensterscheibendichtung (5) anliegt, in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheiben-Oberkante (22) verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Fensterscheibendichtung (5) und/oder Ausrichtung der Fensterscheibe (2) zur Fensterscheibendichtung (5) ermittelt und als Istwert der Steuereinrichtung (9) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließkraft (SK), mit der die Fensterscheibe (2) gegen die Fensterscheibendichtung (5) drückt, ermittelt und als Istwert der Steuereinrichtung (9) zugeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtgeschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs ermittelt und als Istwert der Steuereinrichtung (9) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) mit ansteigender Fahrtgeschwindigkeit (v) angehoben und mit absinkender Fahrtgeschwindigkeit (v) abgesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) ausgehend von einer vorgegebenen Position und/oder Schließkraft bei einer vorgegebenen Fahrtgeschwindigkeit (v₀) mit ansteigender Fahrtgeschwindigkeit (v) angehoben und mit absinkender Fahrtgeschwindigkeit (v) abgesenkt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) um eine vorgebbare Wegstrecke (x) und/oder einen vorgegebenen Betrag der Schließkraft bei einer Änderung der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheibe (2) geändert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) zeitgesteuert über eine vorgebbare Zeitspanne (t₁) bei einer Änderung der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheibe (2) verändert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) anhand eines Kennlinienfeldes verändert wird, in dem die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) in Abhängigkeit von der Fahrtgeschwindigkeit (v) und/oder der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheibe (2) abgelegt ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) der Fensterscheibe (2) mit minimaler, insbesondere mit nicht wahrnehmbarer Verstellgeschwindigkeit verändert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Schließposition (SP) der Fensterscheibe (2) mit einer vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbaren Schalteinrichtung (11) initiiert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) der Fensterscheibe (2) kraftgesteuert durch Vorgabe einer Verstellkraft eingestellt bzw. verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellkraft gleich der Summe einer zum Verstellen der Fensterscheibe (2) notwendigen Kraft und einer veränderbaren Überschusskraft ist, und dass im Bereich der Fensterscheibendichtung (5) die Verstellung der Fensterscheibe (2) bei einem vorgebbaren Schwellwert der Verstellkraft oder der Überschusskraft gestoppt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) adaptiv verändert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) als Ausgangswert eines Ausgangsneurons eines neuronalen Netzes abgegeben wird, das mehrere Eingangsneuronen einer Eingangsschicht, die mit mindestens einem Istwert der Fahrtgeschwindigkeit, der Schließkraft (SK), Verstellkraft und/oder der Überschusskraft beaufschlagt werden, sowie mindestens eine verborgene Neuronen aufweisende Schicht enthält.
Vorrichtung zum Verstellen einer rahmenlosen Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs mittels eines motorisch betriebenen und von einer Steuereinrichtung angesteuerten Fensterhebers zum Verstellen der Fensterscheibe zwischen einer Öffnungs- und einer Schließposition, in der die Fensterscheiben-Oberkante in einer ihr zugeordneten und mit dem Kraftfahrzeugdach verbundenen Fensterscheibendichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Steuerelektronik zur Änderung der Schließposition (SP) der Fensterscheibe (2) und/oder der Schließkraft (SK), mit der die Fensterscheibe (2) an der Fensterscheibendichtung (5) anliegt, in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheiben-Oberkante (22) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (9) mit mindestens einem Istwertgeber zur Erfassung eines die relative Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheibe (2) repräsentierenden Wertes und mit einem die Schließposition (SP) und/oder die Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheibe (2) bestimmenden Sollwertgeber verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (9) eine Schnittstelle zu mindestens einem Istwertgeber aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schnittstelle ein von Fahrtgeschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs abhängiges Geschwindigkeitssignal übertragbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schnittstelle ein von der Schließkraft (SK) der Fensterscheibe (2) abhängiges Kraftsignal übertragbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle leitungsgebunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle aus einem CAN- oder LIN-Bus besteht.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch eine Funkschnittstelle.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine vom Fahrer des Kraftfahrzeugs betätigbare Schalteinrichtung zur Auslösung einer Veränderung der Schließposition (SP) der Fensterscheibe (2) in Abhängigkeit von der relativen Position der Fensterscheibendichtung (5) zur Fensterscheiben-Oberkante (22).