WO2014117961A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung des versatzes einer elektrischen fensterheberanlage - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung des versatzes einer elektrischen fensterheberanlage Download PDF

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WO2014117961A1 PCT/EP2014/050001 EP2014050001W WO2014117961A1 WO 2014117961 A1 WO2014117961 A1 WO 2014117961A1 EP 2014050001 W EP2014050001 W EP 2014050001W WO 2014117961 A1 WO2014117961 A1 WO 2014117961A1
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Holger Pruessel
Kumar Saurabh
Scott Averitt
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to power windows for motor vehicles
  • window lift systems for frameless driver's doors.
  • the rubber seal is not part of the door structure, but attached to the vehicle roof.
  • the window glass needs to be lowered slightly to accommodate the
  • Window pane is located below the seal, but not more than 4 mm.
  • the anti-jamming protection can not be activated when the engine carrying the
  • Window glass drives does not have a certain stable speed, and thus there is a risk that the safety requirements can not be met during start-up or closing, if the window is moved by more than 4 mm below the lower edge of the seal.
  • the gasket may be damaged when opening and closing the vehicle door.
  • Power window systems usually have a DC motor as a drive motor, which is mechanically coupled to the window pane.
  • the mechanical coupling includes u. a. a rod and a wire rope.
  • the position of the drive motor is determined by means of a Hall sensor, which detects the number of revolutions of the drive motor. Due to the mechanical coupling of the drive motor with the window, the number of revolutions corresponds to a travel of the window. Therefore, an estimate of the position of the windowpane may be made based on the engine revolutions sensed by the Hall sensor.
  • the number of measured revolutions of the drive motor does not always correspond to the exact position of the windowpane, since the windowpane, at least from its upper stop, does not immediately move with the beginning of the movement of the drive motor.
  • this is because the mechanical connection between the drive motor and the window pane has play and also includes the wire rope, which can not be fully tensioned at the time of starting the drive motor.
  • the extent of the wire rope is strongly related to the temperature and the aging, so that the position determination using the Hall sensor is not sufficient to pre-determine the actual path for lowering the window pane with a sufficient accuracy.
  • a power window device for a vehicle door according to claim 1 and solved by the device, the power window system, the vehicle and the computer program product according to the independent claims.
  • a method for operating a power window system for electrically moving a window pane for a vehicle door comprising the following steps:
  • Stopping the drive motor at a stop position which depends on a predetermined change in position and on a position indication of the drive motor via the change in the position of the drive motor since the start; wherein an offset is determined which indicates the position change of the drive motor between the start of the drive motor and an occurrence of a load change after a start of the drive motor, wherein the stop position further depends on the determined offset.
  • the above method provides to determine the offset, which occurs due to the play of a mechanical connection between the drive motor and the window pane and / or due to the use of the wire rope in the coupling between the drive motor and window, and this in the control of the Drive motor for moving the window to a specific
  • the offset is determined depending on a load change after starting the drive motor, assuming that the load change occurs after overcoming the backlash in the mechanical connection between the drive motor and the window glass.
  • the status signal indicates that the vehicle door should be opened.
  • the predetermined change in position may indicate a change in position of the drive motor that corresponds to a change in position of the window pane starting from a stop of the window pane.
  • the stop position may correspond to a sum of the offset and the predetermined position change.
  • the drive motor is only started when it is determined that the window pane is located at a stop.
  • the load change can be determined by means of a speed change of the drive motor.
  • an apparatus for operating a power window system for electrically moving a windowpane for a vehicle door the apparatus being configured to:
  • a power window assembly comprising a drive motor, a windowpane coupled to the drive motor via a mechanical connection, and the above apparatus.
  • Window lift system have a wire rope.
  • a vehicle is provided with a vehicle door and a window lift system provided in the vehicle door, wherein the vehicle door is frameless, so that the window pane is closed
  • a computer program product which contains a program code which, when executed on a data processing device, in particular the above device, performs the above method.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a window lift system in a vehicle door
  • FIG. a flowchart for illustrating a method for operating the power window system when opening the vehicle door
  • Figures 3a to 3c are diagrams showing the offset at different ambient temperatures of the power window system.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a power window system 1 in a vehicle door 2.
  • the vehicle door 2 is frameless and includes a window 3, which is movable by means of the power window system 1.
  • the window pane 3 is coupled via a mechanism 4 (mechanical connection) to a drive motor 5, so that when the drive motor 5 is operated, the window pane 3 can be moved upwards or downwards.
  • the drive motor 5 is controlled by means of a control unit 6, to which an operating signal for moving the window pane 3 or a status signal can be provided externally, which indicates whether the vehicle door 2 is to be opened.
  • the operating signal can be provided, for example, by a control element.
  • the control unit 6 is further coupled to a rotation sensor 7 (position sensor) on the drive motor 5.
  • the rotation sensor 7 may be formed as a sensor which emits sensor signals in the form of pulses for each further rotation of the shaft by a certain angular range during rotation of a shaft of the drive motor 5.
  • the rotation sensor 7 can provide a sensor signal every time the shaft of the drive motor 5 rotates.
  • the rotation sensor 7 may be formed as a magnetic or optical sensor, such as. As a Hall sensor, GMR sensor or the like.
  • the window pane 3 when completely closed, retracts into a seal not connected to the vehicle door 2, provided the top of the relevant vehicle is closed. Therefore, when opening the vehicle door 2, it is necessary to first drive the window pane 3 out of the gasket before the vehicle door 2 can be pivoted for opening, since otherwise damage to the gasket can not be ruled out.
  • the control unit 6 upon receiving the corresponding state signal indicating that the vehicle door 2 is to be opened, controls the drive motor 5 to move the window pane 3 downward by a predetermined travel distance so that the window glass 3 is off the seal passes.
  • the process of the window pane 3 from the seal takes place such that, according to the method, the distance between the lower edge of the seal and the upper edge of the window pane 3 is not more than a predetermined distance, e.g. , B. 4 mm.
  • a predetermined distance e.g. , B. 4 mm.
  • the game mentioned above and the mechanical coupling via the wire must be taken into account.
  • the travel path of the window pane 3, knowing the transmission behavior of the mechanical coupling between the drive motor 5 and the window pane 3, can be determined on the basis of the revolutions of the drive motor 5.
  • a method for operating a window lift system 1 for a frameless vehicle door 2 will be described in more detail below with reference to the flowchart of FIG.
  • step S1 it is first checked whether a status signal has been received indicating that the vehicle door 2 should be opened. If this is the case (alternative: yes), the method is continued with step S2. Otherwise (alternative: no), jump back to step S1.
  • step S2 it is then checked whether the position of the window pane 3 is in the region of the seal. In other words, it should be determined whether the window pane 3 is open or completely closed. If it is determined in step S2 that the window pane 3 is retracted into the seal and is completely closed (alternative: Yes), the process continues with step S3. Otherwise (alternative: no), jump back to step S1.
  • step S3 the drive motor 5 is started to move the window glass 3 to open.
  • the drive motor 5 is constantly driven to a certain, the opening of the window associated with the direction.
  • a constant supply voltage can be applied to the DC motor.
  • an offset V between the starting of the drive motor 5 and the start of a resulting movement of the window pane 3 is determined, for. B. in the form of the number of sensor signals or other absolute position information of the rotor of the drive motor 5.
  • the offset V can be determined, for example, by the occurrence of a speed change after the start of the drive motor 5 is detected. As long as the window pane 3 is not entrained by the rotation of the drive motor 5, the speed increases rapidly to a relatively high idle speed n L , since the load acting against the drive torque of the drive motor 5 is negligible or very low.
  • An increased load torque can be detected by a significant reduction in the speed.
  • a speed monitoring is performed in the control unit, which determines a speed of the drive motor 5 based on the sensor signals per unit time or the time between two successive sensor signals. Occurs after starting the drive motor 5 and after the end of its start, which takes place in the no-load case after less than one or a few revolutions, a significant decrease in the thus determined speed, which can be determined for example by a threshold comparison, so the overcoming of the game in the coupling between the drive motor 5 and the window pane 3 is detected.
  • the control unit 6 the number of revolutions of the drive motor 5 is detected from the start of the drive motor 5 to the time of the speed drop of an immediately after starting the drive motor 5 assumed idle speed n L to the lower operating speed n A. In this way, the position change of the rotor of the drive motor 5 or the number of revolutions is determined, which make up the offset V.
  • the offset V corresponds to the number of 8.5 revolutions at -20 ° C, 7.5 revolutions at 27 ° C and 6 revolutions at + 85 ° C.
  • step S5 the displacement indicative of a change in position, determined in rotation in the illustrated embodiment, offset V is deducted from the actual number of revolutions since starting the drive motor 5 (step S5) and it is checked in step S6 whether the number of revolutions thus determined the number corresponds to revolutions corresponding to the predetermined, lowered travel path of the window pane 3.
  • the number of revolutions can be specified with knowledge of the transmission behavior of the mechanical coupling between the drive motor 5 and the window pane 3.
  • step S6 If it is determined in step S6 that the window pane 3 has been moved by the desired travel path (alternative: yes), then the method with
  • Step S7 continues. Otherwise (alternative: no), the program jumps back to step S5.
  • step S7 the drive motor 5 is stopped in step S7.
  • a caster of the drive motor 5 can be considered.
  • the amount of caster depends on the kinetic Energy and is usually 0.5 to 2 revolutions. Therefore, the drive motor 5 should be stopped before the number of revolutions corresponding to the desired travel, or be disconnected from the electrical power supply.
  • the tracking can be determined depending on an applied motor voltage and a current speed.
  • a correction of the determined caster can be made after each stop of the movement of the drive motor 5 in the context of the above method. It can be calculated to a correction offset that adjusts the specific caster to the actual caster.
  • the correction offset may vary by a fixed amount, i.e., depending on whether the particular tail is greater or less than the actual tail. incrementally increased or decreased. The fixed amount may be limited to the real resolution of the rotation sensor.

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Abstract

Ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Fensterheberanlage zum elektrischen Bewegen einer Fensterscheibe für eine Fahrzeugtür mittels eines Drahtseils, wobei aufgrund der Längenänderung des Drahtseils ein Versatz der Bewegung des Fensters derart ermittelt wird, indem die Laständerung des Elektromotors überwacht wird und der Versatz zur genauen Positionierung (Öffnung, Schließung) der Fensterscheibe verwendet wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR ERMITTLUNG DES VERSATZES EINER ELEKTRISCHEN
FENSTERHEBERANLAGE
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Fensterheber für Kraftfahrzeuge,
insbesondere Fensterheberanlagen für rahmenlose Fahrertüren.
Stand der Technik
Insbesondere in Cabrios werden rahmenlose Fahrzeugtüren eingesetzt, bei denen sich die Fensterscheibe aus dem Türkörper heraus elektrisch verfahren
lässt. Bei rahmenlosen Fahrzeugtüren ist die Gummidichtung nicht Teil der Türstruktur, sondern an dem Fahrzeugdach angebracht. Wenn die Fahrzeugtür geöffnet wird, muss das Fensterglas automatisch etwas gesenkt werden, um die
Dichtung vor Schaden zu bewahren, wenn das Glas seitlich auf die Dichtung
drückt. Beim Schließen der Fahrzeugtür wird dann die Fensterscheibe automatisch bis zum Anschlag in die Gummidichtung hinein nach oben verfahren.
Jedoch besteht eine Anforderung darin, dass der Verfahrweg, um den die Fensterscheibe abgesenkt wird, ausreichend groß ist, so dass sich die Oberkante der
Fensterscheibe unterhalb der Dichtung befindet, jedoch nicht um mehr als 4 mm.
Diese Anforderungen sind Bestandteil von Sicherheitsregeln, die vorsehen, dass ein Einklemmschutz beim Schließen des Fensters realisiert werden muss, wenn die Oberkante der Fensterscheibe mehr als 4 mm Abstand von der Unterkante
der Dichtung aufweist.
Jedoch kann der Einklemmschutz nicht aktiviert werden, wenn der Motor, der die
Fensterscheibe antreibt, nicht eine bestimmte stabile Geschwindigkeit angenommen hat und somit die Gefahr besteht, dass die Sicherheitsanforderungen beim Hochfahren bzw. das Schließen nicht erfüllt werden können, wenn die Fensterscheibe um etwas mehr als 4 mm unter die Unterkante der Dichtung verfahren wird. Wenn andererseits die Oberkante der Fensterscheibe nicht ausreichend unter die Unterkante der Dichtung abgesenkt wird, kann die Dichtung beim Öffnen und Schließen der Fahrzeugtür beschädigt werden.
Darüber hinaus sollen diese Anforderungen über einen Temperaturbereich von - 40°C bis 80°C eingehalten werden. Elektrische Fensterheberanlagen weisen üblicherweise einen Gleichstrommotor als Antriebsmotor auf, der mechanisch mit der Fensterscheibe gekoppelt ist. Die mechanische Kopplung umfasst u. a. ein Gestänge und ein Drahtseil.
Die Position des Antriebsmotors wird mithilfe eines Hall-Sensors ermittelt, der die Anzahl der Umdrehungen des Antriebsmotors erfasst. Aufgrund der mechanischen Kopplung des Antriebsmotors mit der Fensterscheibe entspricht die Anzahl der Umdrehungen einem Verfahrweg der Fensterscheibe. Es kann daher eine Schätzung der Position der Fensterscheibe basierend auf den durch den Hall- Sensor erfassten Motorumdrehungen vorgenommen werden.
Jedoch entspricht die Anzahl der gemessenen Umdrehungen des Antriebsmotors nicht immer der exakten Position der Fensterscheibe, da sich die Fensterscheibe zumindest von ihrem oberen Anschlag ausgehend nicht unmittelbar mit Beginn der Bewegung des Antriebsmotors ebenfalls bewegt. Dies liegt unter anderem daran, dass die mechanische Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Fensterscheibe Spiel aufweist und zudem das Drahtseil beinhaltet, das zum Zeitpunkt des Startens des Antriebsmotors nicht vollständig gespannt sein kann. Weiterhin hängt die Ausdehnung des Drahtseils stark mit der Temperatur und der Alterung zusammen, so dass die Positionsbestimmung mithilfe des Hall-Sensors nicht ausreichend ist, um den tatsächlichen Verfahrweg zum Absenken der Fensterscheibe mit einer ausreichenden Genauigkeit vorab zu bestimmen.
Aus der Druckschrift DE 100 15 856 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Restlaufzeit eines Antriebs bis zum Erreichen eines Anschlags bekannt, wobei jeweils die Position der Fensterscheibe relativ zu einem mechanischen Anschlag erfasst, die Zeitdifferenz zwischen zwei Inkrementalgeberimpulsen in der Nähe des mechanischen Anschlags ermittelt und die verbleibende Restlaufzeit des elektrischen Antriebs bis zum Erreichen des mechanischen Anschlags berechnet wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem eine Fensterscheibe beim Öffnen einer Fahrzeugtür so verfahren werden kann, dass sich deren Oberkante in einem Bereich mit einem vorgegebenen Abstand, z. B. von weniger als 4 mm, unterhalb der Dichtung befindet.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum Betreiben einer
Fensterheberanlage für eine Fahrzeugtür gemäß Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung, die Fensterheberanlage, das Fahrzeug und das Computerprogrammprodukt gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Fensterheberanlage zum elektrischen Bewegen einer Fensterscheibe für eine Fahrzeugtür vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst:
- bei Erhalten eines Zustandssignals, Starten eines Antriebsmotors, der über eine mechanische Verbindung mit der Fensterscheibe gekoppelt ist; und
- Stoppen des Antriebsmotors an einer Stoppposition, die von einer vorgegebenen Positionsänderung und von einer Positionsangabe des Antriebsmotors über die Änderung der Position des Antriebsmotors seit dem Starten abhängt; wobei ein Versatz ermittelt wird, der die Positionsänderung des Antriebsmotors zwischen dem Starten des Antriebsmotors und einem Auftreten einer Laständerung nach einem Anlauf des Antriebsmotors angibt, wobei die Stoppposition weiterhin von dem ermittelten Versatz abhängt.
Das obige Verfahren sieht vor, den Versatz zu ermitteln, der aufgrund des Spiels einer mechanischen Verbindung zwischen Antriebsmotor und Fensterscheibe und/oder aufgrund der Verwendung des Drahtseils bei der Kopplung zwischen Antriebsmotor und Fensterscheibe auftritt, und diesen bei der Ansteuerung des Antriebsmotors zum Verfahren der Fensterscheibe um einen bestimmten
Verfahrweg zu berücksichtigen.
Der Versatz wird abhängig von einer Laständerung nach einem Anlaufen des Antriebsmotors ermittelt, wobei angenommen wird, dass die Laständerung nach Überwinden des Spiels in der mechanischen Verbindung zwischen Antriebsmotor und Fensterscheibe auftritt.
Da dieser Versatz bei jedem Öffnen der Fahrzeugtür erneut bestimmt wird, können Schwankungen, die aufgrund von Temperatur oder Veränderungen der Mechanik und der Alterung auftreten, laufend berücksichtigt werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Zustandssignal angibt, dass die Fahrzeugtür geöffnet werden soll.
Gemäß einer Ausführungsform kann die vorgegebene Positionsänderung eine Positionsänderung des Antriebsmotors angeben, die einer Positionsänderung der Fensterscheibe ausgehend von einem Anschlag der Fensterscheibe entspricht.
Die Stoppposition kann einer Summe des Versatzes und der vorgegebenen Positionsänderung entsprechen.
Es kann vorgesehen sein, dass der Antriebsmotor nur gestartet wird, wenn festgestellt wird, dass sich die Fensterscheibe an einem Anschlag befindet.
Insbesondere kann die Laständerung anhand einer Drehzahländerung des Antriebsmotors festgestellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Fensterheberanlage zum elektrischen Bewegen einer Fensterscheibe für eine Fahrzeugtür vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- bei Erhalten eines Zustandssignals einen Antriebsmotor zu starten, der über eine mechanische Verbindung mit der Fensterscheibe gekoppelt ist;
- den Antriebsmotors an einer Stoppposition zu stoppen, die von einer vorgegebenen Positionsänderung und von einer Positionsangabe des Antriebsmotors über die Änderung der Position des Antriebsmotors seit dem Starten abhängt; - einen Versatz zu ermitteln, der die Positionsänderung des Antriebsmotors zwischen dem Starten des Antriebsmotors und einem Auftreten einer Laständerung nach einem Anlauf des Antriebsmotors angibt, wobei der Antriebsmotor abhängig von dem ermittelten Versatz gestoppt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Fensterheberanlage vorgesehen, die einen Antriebsmotor, eine Fensterscheibe, die mit dem Antriebsmotor über eine mechanische Verbindung gekoppelt ist, und die obige Vorrichtung umfasst. In einer Ausführungsform kann die mechanische Verbindung der
Fensterheberanlage ein Drahtseil aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugtür und einer in der Fahrzeugtür vorgesehen Fensterheberanlage vorgesehen, wobei die Fahr- zeugtür rahmenlos ausgebildet ist, so dass die Fensterscheibe im geschlossenen
Zustand und bei geschlossener Fahrzeugtür in einer nicht mit der Fahrzeugtür verbundenen Dichtung aufgenommen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung, insbesondere der obigen Vorrichtung, ausgeführt wird, das obige Verfahren durchführt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: eine schematische Darstellung einer Fensterheberanlage in einer Fahrzeugtür; ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben der Fensterheberanlage bei einem Öffnen der Fahrzeugtür; und Figuren 3a bis 3c Diagramme zur Darstellung des Versatzes bei verschiedenen Umgebungstemperaturen der Fensterheberanlage.
Beschreibung von Ausführungsformen
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fensterheberanlage 1 in einer Fahrzeugtür 2. Die Fahrzeugtür 2 ist rahmenlos und beinhaltet eine Fensterscheibe 3, die mithilfe der Fensterheberanlage 1 verfahrbar ist. Dazu ist die Fensterscheibe 3 über eine Mechanik 4 (mechanische Verbindung) mit einem Antriebsmotor 5 gekoppelt, so dass bei Betreiben des Antriebsmotors 5 die Fensterscheibe 3 nach oben oder nach unten verfahren werden kann.
Der Antriebsmotor 5 wird mithilfe einer Steuereinheit 6 angesteuert, der von extern ein Bediensignal zum Verfahren der Fensterscheibe 3 oder ein Zustandssig- nal bereitgestellt werden kann, das angibt, ob die Fahrzeugtür 2 geöffnet werden soll. Das Bediensignal kann beispielsweise von einem Bedienelement bereitgestellt werden.
Die Steuereinheit 6 ist weiterhin mit einem Drehungssensor 7 (Lagesensor) an dem Antriebsmotor 5 gekoppelt. Der Drehungssensor 7 kann als Sensor ausgebildet sein, der bei einer Drehung einer Welle des Antriebsmotors 5, Sensorsignale in Form von Impulsen für jede Weiterdrehung der Welle um einen bestimmten Winkelbereich abgibt. So kann der Drehungssensor 7 beispielsweise bei jeder vollendeten Drehung der Welle des Antriebsmotors 5 ein Sensorsignal bereitstellen. Der Drehungssensor 7 kann als magnetischer oder optischer Sensor ausgebildet sein, wie z. B. als Hall-Sensor, GMR-Sensor oder dergleichen.
Bei einer rahmenlosen Fahrzeugtür 2 fährt die Fensterscheibe 3 beim vollständigen Schließen in eine nicht mit der Fahrzeugtür 2 verbundene Dichtung ein, vorausgesetzt, das Verdeck des betreffenden Fahrzeugs ist geschlossen. Daher ist es notwendig, beim Öffnen der Fahrzeugtür 2 die Fensterscheibe 3 zunächst aus der Dichtung herauszufahren, bevor die Fahrzeugtür 2 zum Öffnen verschwenkt werden kann, da ansonsten eine Beschädigung der Dichtung nicht ausgeschlossen werden kann. Um dies zu gewährleisten, steuert die Steuereinheit 6 bei Empfangen des entsprechenden Zustandssignals, das angibt, dass die Fahrzeugtür 2 geöffnet werden soll, den Antriebsmotor 5 an, um die Fensterscheibe 3 um einen bestimmten Verfahrweg nach unten zu verfahren, so dass die Fensterscheibe 3 aus der Dichtung gelangt. Jedoch muss aufgrund von Sicherheitsvorschriften gewährleistet werden, dass die Fensterscheibe 3 nicht so weit aus der Dichtung verfahren wird, dass der Abstand zwischen der Unterkante der Dichtung und der Oberkante der Fensterscheibe 3 mehr als 4 mm beträgt, da ansonsten Maßnahmen zum Realisieren eines Einklemmschutzes aktiviert sein müssten.
Um das Aktivieren des Einklemmschutzes zu umgehen, soll nun sichergestellt werden, dass das Verfahren der Fensterscheibe 3 aus der Dichtung so erfolgt, dass nach dem Verfahren der Abstand zwischen der Unterkante der Dichtung und der Oberkante der Fensterscheibe 3 nicht mehr als einen vorgegebenen Abstand, z. B. 4 mm, beträgt. Dabei müssen jedoch das eingangs erwähnte Spiel und die mechanische Kopplung über das Drahtseil berücksichtigt werden. Dies führt in der Regel dazu, dass sich der Antriebsmotor 5 um einige Umdrehungen drehen muss, bevor sich die Fensterscheibe 3 in Bewegung setzt. Sobald sich die Fensterscheibe 3 in Bewegung setzt, kann der Verfahrweg der Fensterscheibe 3 in Kenntnis des Getriebeverhaltens der mechanischen Kopplung zwischen dem Antriebsmotor 5 und der Fensterscheibe 3 anhand der Umdrehungen des Antriebsmotors 5 bestimmt werden.
Anhand des Flussdiagramms der Figur 2 wird im Folgenden ein Verfahren zum Betreiben einer Fensterheberanlage 1 für eine rahmenlose Fahrzeugtür 2 näher beschrieben.
In einem Schritt S1 wird zunächst überprüft, ob ein Zustandssignal empfangen wurde, das anzeigt, dass die Fahrzeugtür 2 geöffnet werden soll. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S2 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
In Schritt S2 wird anschließend überprüft, ob sich die Position der Fensterscheibe 3 im Bereich der Dichtung befindet. Mit anderen Worten soll festgestellt werden, ob die Fensterscheibe 3 geöffnet oder vollständig geschlossen ist. Wird in Schritt S2 festgestellt, dass die Fensterscheibe 3 in die Dichtung eingefahren und vollständig geschlossen ist (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S3 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.
In Schritt S3 wird der Antriebsmotor 5 gestartet, um die Fensterscheibe 3 zu ei- nem Öffnen zu bewegen. Der Antriebsmotor 5 wird dazu gleichbleibend in eine bestimmte, der Öffnung der Fensterscheibe zugeordnete Richtung angesteuert. Im Falle eines Gleichstrommotors als Antriebsmotor 5 kann beispielsweise eine konstante Versorgungsspannung an den Gleichstrommotor angelegt werden.
In einem nachfolgenden Schritt S4 wird ein Versatz V zwischen dem Starten des Antriebsmotors 5 und dem Start einer resultierenden Bewegung der Fensterscheibe 3 ermittelt, z. B. in Form der Anzahl von Sensorsignalen bzw. einer sonstigen absoluten Positionsangabe des Läufers des Antriebsmotors 5. Der Versatz V kann beispielsweise bestimmt werden, indem das Auftreten einer Drehzahländerung nach dem Anlauf des Antriebsmotors 5 erkannt wird. Solange die Fensterscheibe 3 nicht durch die Drehung des Antriebsmotors 5 mitgeschleppt wird, steigt die Drehzahl schnell auf eine relativ hohe Leerlaufdrehzahl nL an, da die gegen das Antriebsmoment des Antriebsmotors 5 wirkende Last vernachlässigbar oder sehr gering ist. Sobald die Mechanik 4 das Spiel überwunden hat und/oder das Drahtseil gespannt ist und dadurch eine unmittelbare Kopplung der Bewegung des Antriebsmotors 5 und der Fensterscheibe 3 besteht, wirkt ein erhöhtes Lastmoment auf den Antriebsmotor 5, das sich in einer Reduzierung der Leerlaufdrehzahl nL auf eine Arbeitsdrehzahl nA auswirkt. Das erhöhte Lastmoment ergibt sich vor allem dadurch, dass sich die Fensterscheibe 3 in der Dichtung befindet und gegen den Anpressdruck von Dichtungslamellen aus dieser herausbewegt werden muss.
Ein erhöhtes Lastmoment kann durch eine deutliche Reduzierung der Drehzahl erkannt werden. Es wird also in der Steuereinheit eine Drehzahlüberwachung durchgeführt, die eine Drehzahl des Antriebsmotors 5 anhand der Sensorsignale pro Zeiteinheit oder der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sensorsignalen ermittelt. Tritt nach dem Starten des Antriebsmotors 5 und nach Ende seines Anlaufs, der im lastlosen Fall bereits nach weniger als einer oder wenigen Umdrehungen erfolgt, eine deutliche Abnahme der so ermittelten Drehzahl auf, die beispielsweise durch einen Schwellenwertvergleich bestimmt werden kann, so wird das Uberwinden des Spiels bei der Kopplung zwischen dem Antriebsmotor 5 und der Fensterscheibe 3 erkannt.
Durch die Steuereinheit 6 wird die Anzahl der Umdrehungen des Antriebsmotors 5 von dem Start des Antriebsmotors 5 bis zu dem Zeitpunkt des Drehzahlabfalls von einer unmittelbar nach dem Starten des Antriebsmotors 5 angenommenen Leerlaufdrehzahl nL zu der geringeren Arbeitsdrehzahl nA erkannt. Auf diese Weise wird die Positionsänderung des Läufers des Antriebsmotors 5 bzw. die Anzahl der Umdrehungen bestimmt, die den Versatz V ausmachen.
In den Drehzahl-Zeit-Diagrammen der Figuren 3a bis 3c ist zu erkennen, dass der Versatz V, d. h. die Anzahl der Umdrehungen bis zum Überwinden des Spiels und/oder zum Spannen des Drahtseils, abhängig von der Umgebungstemperatur erheblich schwankt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der Versatz V der Anzahl von 8,5 Umdrehungen bei -20°C, 7,5 Umdrehungen bei 27°C und 6 Umdrehungen bei +85°C.
Nun wird der eine Positionsänderung angebende, im dargestellten Ausführungsbeispiel in Umdrehungen bestimmte, Versatz V von der tatsächlichen Anzahl der Umdrehungen seit dem Starten des Antriebsmotors 5 abgezogen (Schritt S5) und es wird in Schritt S6 überprüft, ob die Anzahl der so ermittelten Umdrehungen der Anzahl an Umdrehungen entspricht, die dem vorgegebenen, abzusenkenden Verfahrweg der Fensterscheibe 3 entspricht. Die Anzahl der Umdrehungen kann in Kenntnis des Übertragungsverhaltens der mechanischen Kopplung zwischen dem Antriebsmotor 5 und der Fensterscheibe 3 vorgegeben werden.
Wird in Schritt S6 festgestellt, dass die Fensterscheibe 3 um den gewünschten Verfahrweg verfahren wurde (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit
Schritt S7 fortgesetzt. Andernfalls (Alternative: Nein) wird zu Schritt S5 zurückgesprungen.
Sobald die Fensterscheibe 3 den gewünschten Verfahrweg zurückgelegt hat, wird der Antriebsmotor 5 in Schritt S7 gestoppt.
Für den gewünschten Verfahrweg kann ein Nachlauf des Antriebsmotors 5 berücksichtigt werden. Die Höhe des Nachlaufs ist abhängig von der kinetischen Energie und beträgt üblicherweise 0,5 bis 2 Umdrehungen. Daher sollte der Antriebsmotor 5 bereits vor Erreichen der Anzahl der Umdrehungen, die dem gewünschten Verfahrweg entsprechen, gestoppt werden bzw. von der elektrischen Energiezufuhr getrennt werden. Insbesondere kann der Nachlauf abhängig von einer anliegenden Motorspannung und einer momentanen Drehzahl bestimmt werden.
Eine Korrektur des ermittelten Nachlaufs kann nach jedem Stoppen der Bewegung des Antriebsmotors 5 im Rahmen des obigen Verfahrens vorgenommen werden. Es kann dazu ein Korrektur-Offset berechnet werden, der den bestimmten Nachlauf an den tatsächlichen Nachlauf anpasst. Der Korrektur-Offset kann je nachdem, ob der bestimmte Nachlauf größer oder kleiner als der tatsächliche Nachlauf ist um einen festgelegten Betrag d.h. inkrementell vergrößert oder verringert werden. Der festgelegte Betrag kann auf die reale Auflösung des Drehungssensors begrenzt sein.
Mit dem obigen Verfahren zum Betreiben einer Fensterheberanlage ist es daher möglich, das mechanische Spiel und/oder die Eigenschaften eines koppelnden Drahtseils zwischen Antriebsmotor 5 und Fensterscheibe 3 abhängig von der Umgebungstemperatur, der Alterung und sonstigen Einflüssen bei jedem Aktivieren des Absenkens der Fensterscheibe 3 erneut zu ermitteln und so jederzeit den gleichen Verfahrweg beim Absenken der Fensterscheibe 3 zu erreichen.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Fensterheberanlage (1 ) zum elektrischen Bewegen einer Fensterscheibe (3) für eine Fahrzeugtür (2), umfassend die folgenden Schritte:
- bei Erhalten eines Zustandssignals, Starten eines Antriebsmotors (5), der über eine mechanische Verbindung (4) mit der Fensterscheibe (3) gekoppelt ist; und
- Stoppen des Antriebsmotors (5) an einer Stoppposition, die von einer vorgegebenen Positionsänderung und von einer Positionsangabe des Antriebsmotors über die Änderung der Position des Antriebsmotors (5) seit dem Starten abhängt;
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Versatz ermittelt wird, der die Positionsänderung des Antriebsmotors (5) zwischen dem Starten des Antriebsmotors (5) und einem Auftreten einer Laständerung nach einem Anlauf des Antriebsmotors (5) angibt, wobei die Stoppposition weiterhin von dem ermittelten Versatz abhängt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Zustandssignal angibt, dass die Fahrzeugtür (2) geöffnet werden soll.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorgegebene Positionsänderung eine Positionsänderung des Antriebsmotors angibt, die einer Positionsänderung der Fensterscheibe (3) ausgehend von einem Anschlag der Fensterscheibe (3) entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stoppposition einer Summe des Versatzes und der vorgegebenen Positionsänderung entspricht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Antriebsmotor (5) nur gestartet wird, wenn festgestellt wird, dass sich die Fensterscheibe (3) an einem Anschlag befindet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Laständerung anhand einer Drehzahländerung des Antriebsmotors (5) festgestellt wird.
7. Vorrichtung zum Betreiben einer elektrischen Fensterheberanlage (1 ) zum elektrischen Bewegen einer Fensterscheibe (3) für eine Fahrzeugtür (2), wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um:
- bei Erhalten eines Zustandssignals einen Antriebsmotor (5) zu starten, der über eine mechanische Verbindung (4) mit der Fensterscheibe (3) gekoppelt ist;
- den Antriebsmotors (5) an einer Stoppposition zu stoppen, die von einer vorgegebenen Positionsänderung und von einer Positionsangabe des Antriebsmotors (5) über die Änderung der Position des Antriebsmotors (5) seit dem Starten abhängt; und
- einen Versatz zu ermitteln, der die Positionsänderung des Antriebsmotors (5) zwischen dem Starten des Antriebsmotors (5) und einem Auftreten einer Laständerung nach einem Anlauf des Antriebsmotors (5) angibt, wobei der Antriebsmotor (5) abhängig von dem ermittelten Versatz gestoppt wird.
8. Fensterheberanlage (1 ) umfassend:
- einen Antriebsmotor (5);
- eine Fensterscheibe (3), die über eine mechanische Verbindung (4) mit dem Antriebsmotor (5) gekoppelt ist; und
- eine Vorrichtung nach Anspruch 6.
9. Fensterheberanlage (1 ) nach Anspruch 7, wobei die mechanische Verbindung (4) ein Drahtseil aufweist.
10. Fahrzeug mit einer Fahrzeugtür (2) und einer in der Fahrzeugtür (2) vorgesehenen Fensterheberanlage (1 ), wobei die Fahrzeugtür (2) rahmenlos ausgebildet ist, so dass die Fensterscheibe (3) im geschlossenen Zu- stand und bei geschlossener Fahrzeugtür (2) in einer nicht mit der Fahrzeugtür (2) verbundenen Dichtung aufgenommen ist. Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode enthält, der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchführt.
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