B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft einen Fensterheber, eine Kraftfahrzeugtür, ein Fenster für eine Kraftfahrzeugtür, ein Steuerungsgerät für einen Fensterheber sowie ein Verfahren zur Sicherung eines Kraftfahrzeugs gegen Einbruch.

Im Stand der Technik übliche Seilfensterheber mit einfacher oder doppelter Führung haben eine relativ große Anzahl mechanischer Komponenten für die Kraftübertra¬ gung zwischen dem Antriebsmotor und dem Fenster. Beispielsweise wird die An¬ triebskraft über verschiedene Federn, Spulen, Rollen, Umlenkstücke und Seile auf das Fenster übertragen. Diese mechanische Übertragungskette ist aufgrund der vie- len mechanischen Komponenten und den damit verbundenen Reibungsverlusten nachteilig. Diese Reibungsverluste betragen bei konventionellen Fensterheber etwa 50% der aufzubringenden Verfahrkraft

Aus der US 2003 / 0 196 383 A1 ist ein Fensterhebermechanismus bekannt, bei dem der übliche Seilantrieb durch einen Zahnstangenantrieb ersetzt ist. Hierzu sind im Mittelbereich einer Kraftfahrzeugtür zwei gegenüberliegende in vertikaler Richtung verlaufende Zahnstangen angeordnet. Dieser Antriebsmechanismus hat den Nach¬ teil, dass er relativ schwer ist, einen relativ großen Bauraum beansprucht und damit den Stauraum der Seitenfächer der Tür begrenzt. Besonders nachteilig ist hierbei, dass der Motor bei diesem vorbekannten Fensterhebermechanismus mit verfahren wird.

Aus der DE 19846 658 A1 ist ferner eine Vorrichtung zum Führen und Dichten einer Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs bekannt. Hierin ist jeder geführten Seitenkante der verfahrbaren Scheibe je mindestens ein Antriebselement zugeordnet, wodurch die Scheibe beidseitig im Bereich der geführten Seitenkante angetrieben werden kann. Jeder der geführten Seitenkanten ist ein Elektromotor zugeordnet und die Sei¬ tenkanten werden durch die miteinander synchronisierten Elektromotoren gleichzeitig bewegt, sodass ein Verkippen oder Verkanten der Scheibe effektiv ausgeschlossen wird.

Die Druckschrift 197 03 720 A1 beschreibt eine Fensterscheibe aus Kunststoff für Kraftfahrzeugtüren und die Integration von Elementen eines Fensterhebers in die Kunststoffscheibe. Die Kunststoffscheibe mit einem vertikal, entlang der Scheiben¬ kante angeformten Zahnstangenprofil ausgebildet sein. In dieses Zahnstangenprofil greift ein Antriebsritzel eines Antriebsmotors ein, der an der Kraftfahrzeugtür ortsfest angeordnet ist. Bei Absenken der Scheibe in der Kraftfahrzeugtür erfolgt dadurch direkt über das in das Zahnstangenprofil eingreifende Antriebsritzel.

Ferner offenbart die DE 39 41 651 A1 betrifft eine Antriebsvorrichtung, die eine so genannte aktive Selbsthemmung erhält, das heißt, den Bewegungsendstand einer angetriebenen Baueinheit überwacht und sich selbsttätig einschaltet, wenn dieser Bewegungsendzustand durch äußere Einwirkungen verändert wird, um durch eine entsprechende Antriebskraft den Bewegungsendzustand wiederherzustellen.

Die DE101 41 859 A1 beschreibt ein Fensterpositions-Detektions- und Einklemm¬ schutz-System für eine Fahrzeugtüreinrichtung mit einer Fensterscheibe, die durch einen drehrichtungs-umkehrbaren Motor einstellbar positionierbar ist. Dieses System weist eine Füllvorrichtung auf, die benachbart zur Fensterscheibe angeordnet ist und die zum Detektieren der Position der Fensterscheibe relativ zum Fensterrahmen ausgebildet ist. Ferner weist dieses System einen Controller auf, der Fensterpositi- onssignale mit vorbestimmten Werten vergleicht, um zu ermitteln, ob zwischen einer Fensterscheibe und dem Fensterrahmen ein Hindernis vorliegt.

Ein gemeinsamer Nachteil von aus dem Stand der Technik bekannten Fensterhebern ist ein relativ hoher mechanischer Reibungsverlust und ein hoher Montageaufwand bedingt durch eine Vielzahl verwendeter mechanischer Komponenten. Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Fensterheber so¬ wie eine verbesserte Kraftfahrzeugtür und ein verbessertes Fenster für eine Kraft¬ fahrzeugtür zu schaffen.

Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Fensterheber sowie eine verbesserte Kraftfahrzeugtür, ein Fenster für eine Kraftfahr¬ zeugtür, ein Steuerungsgerät für einen Fensterheber sowie ein Verfahren zur Siche¬ rung eines Kraftfahrzeugs gegen Einbruch und ein entsprechendes Computerpro- grammprodukt zu schaffen.

Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfin¬ dung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird ein Fensterheber geschaffen, der zumindest zwei Antriebe aufweist, die zur Einleitung eine Antriebskraft über Zanhprofile seitlicher Randberei¬ che eines Fensters ausgebildet sind. Die beiden Antriebe werden von einem Steue¬ rungsgerät angesteuert und die Zahnprofile bilden zusammen mit einer Dichtlippe eine bauliche Einheit. Das Steuerungsgerät kann zugleich auch Regelungsfunktionen wahrnehmen. Das Steuerungsgerät kann beispielsweise für eine verbesserte Ge¬ schwindigkeitsregelung der Verfahrgeschwindigkeit des Fensters vor den Endstel¬ lungen sorgen. Beispielsweise wird vor Erreichung einer Endstellung die Verfahrge¬ schwindigkeit reduziert, damit wird die Anschlagskraft verringert. Dies schont die Me- chanik und insbesondere die Dichtungen; ferner wird dem Kunden hierdurch eine höhere Wertigkeit des Kraftfahrzeugs vermittelt. Die Erfindung erlaubt es, einen Fensterheber zu schaffen, der eine im Vergleich zum Stand der Technik hohe Federsteifigkeit in der mechanischen Kette zwischen den Antrieben und dem Fenster aufweist. Insbesondere können die beiden Antriebe als Direktantriebe ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass verschiedene Fensterhe- berfunktionen softwaretechnisch realisiert werden können, da über die Antriebe eine unmittelbare Kontrolle der Fensterposition ausgeübt werden kann. Insbesondere ist so ein verbesserter Einbruchsschutz realisierbar.

Wird bei einem Einbruchsversuch das Fenster geringfügig von außen her nach unten gedrückt, so wird die entsprechende Positionsveränderung sensiert. Das Steuerun¬ gsgerät steuert daraufhin die beiden Antriebe zur Einleitung einer Antriebskraft in das Fenster entgegen der sensierten Positionsveränderung an. Aufgrund der hohen Fe¬ dersteifigkeit des mechanischen Systems kann dies mit einer sehr hohen Reaktion¬ sgeschwindigkeit erfolgen, was einen Einbruch durch Herunterdrücken des Fensters praktisch unmöglich macht.

Ein Beispiel für eine weitere softwaretechnisch zu realisierende Funktion ist ein Ein¬ klemmschutz für den Fensterheber.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fensterhebers ist, dass dieser mit deut¬ lich geringerem Aufwand montierbar ist. Aufgrund der reduzierten Anzahl der me¬ chanischen Komponenten, sinkt entsprechend die Anzahl der Montageschritte und damit die Montagekosten und die für die Montage erforderliche Zeit.

Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der Einleitung der Antriebskraft über die seitli¬ chen Randbereiche des Fensters der als Stauraum in der Tür zur Verfügung stehen¬ de Platz vergrößert werden kann. Insbesondere aufgrund der Verlagerung der An¬ triebselemente in die Randbereiche der Tür, kann an der Innenseite der Tür ein In- nenverkleidungsteil mit einem größeren Stauraum angeordnet werden.

Nach einer bevorzugen Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Antriebe je¬ weils als Elektromotoren ausgebildet. Vorzugsweise haben die Elektromotoren je- weils einen Hall-Sensor zur Sensierung der Fensterposition. Alternativ werden Schrittmotoren verwendet; diese haben den Vorteil, dass keine Positionssensoren erforderlich sind.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ansteue¬ rung der Antriebe des Fensterhebers basierend auf der sensierten Fensterposition und basierend auf einer Nutzer-Eingabe. Die Nutzer-Eingabe kann über übliche Fen¬ sterheber-Bedienelemente, wie zum Beispiel ein- oder mehrstufige Rast- oder Wip¬ pschalter erfolgen. Bei einer Nutzer-Eingabe "Fenster schließen" werden die Antriebe solange angesteuert, bis die geschlossene Position des Fensters sensiert wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung des Fensterhebers mit einem Kommunikationsnetz verknüpft. Bei dem Kommunikati¬ onsnetz kann es sich beispielsweise um ein LIN- oder ein CAN-Netz handeln. Bei- spielsweise kann die Nutzer-Eingabe über ein solches Kommunikationsnetz an die Steuerung des Fensterhebers übertragen werden. Ferner können aufgrund der Ver¬ netzung Teil-Funktionen der Fensterhebersteuerung von anderen Steuerungsgerä¬ ten, sogenannten Electronic Control Units (ECU), wahrgenommen werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird durch die Steuerung der Fensterhebers ein Einbruchsschutz realisiert. Hierzu wird bei verrie¬ geltem Kraftfahrzeug ständig die Fensterposition überwacht. Wenn zum Beispiel auf¬ grund der von den Hall-Sensoren der Antriebe abgegebenen Positionssignale eine Veränderung der Fensterposition detektiert wird, so werden die Antriebe entgegen der Positionsveränderung angesteuert, um das Fenster wieder vollständig zu schlie¬ ßen. Aufgrund der hohen mechanischen Federsteifigkeit des mechanischen Systems kann dies mit einer sehr kurzen Reaktionszeit erfolgen. Dieser Einbruchsschutz kann auch bei nicht verriegeltem Fahrzeug aktiviert sein, z.B. wenn das Fahrzeug an einer Kreuzung steht, um zu verhindern, dass jemand in das stehende Fahrzeug eindringt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Antriebskraft for¬ mschlüssig übertragen. Hierzu hat das Fenster an seinen seitlichen Randbereichen jeweils ein Zahnprofil, in welches ein entsprechendes Antriebselement, beispielswei¬ se ein Zahnrad, eines der Antriebe eingreifen können.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Zahnprofi¬ le aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyurethan (PU) oder aus Polyoxymethylen (POM).

Beispielsweise kann ein Zahnprofil aus PU an die seitlichen Randbereiche des Fens¬ ters angegossen werden. Das entsprechende Verfahren ist aus dem Stand der Te¬ chnik an sich bekannt und wird als PU-Gussverfahren oder auch als PU-Bonding be¬ zeichnet.

Alternativ kann das Zahnprofil durch Kunststoffspritzgießen hergestellt werden. Die so gewonnenen Zahnstangen werden an den seitlichen Randbereichen des Fensters zum Beispiel angeklebt oder mittels PU-Bonding befestigt. Beispielsweise wird das Zahnprofil an der Fensterkante oder an einer der Fensteroberflächen angebracht.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an den seitli¬ chen Randbereichen des Fensters jeweils Dichtlippen befestigt. Diese sind vorzu¬ gsweise ebenfalls aus Kunststoff und können eine bauliche Einheit mit den Zahnpro¬ filen darstellen. Vorzugsweise verlaufen die Dichtlippen in einem U-förmigen Kanal. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich die zur Endmontage eines Kraftfa- hrzeugs erforderlichen Montageschritte weiter reduzieren lassen. Vorzugsweise wird das Fenster mit den angegossenen oder angeklebten Zahnprofilen und Dichtlippen sowie dem U-förmigen Kanal, in dem die Dichtlippen verlaufen, an die Fertigungs¬ straße geliefert, um dort in eine Kraftfahrzeugtür eingesetzt zu werden.

Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Kraftfahrzeugtür mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fensterhebers,

Figur 2 eine Detailansicht eines seitlichen Randbereichs eines erfindungs- gemäßen Fensters,

Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines erfin¬ dungsgemäßen Fensters mit formschlüssigen Antriebselementen,

Figur 4 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Sicherung gegen Einbruch.

Die Figur 1 zeigt in schematischer Ansicht eine fordere Kraftfahrzeugtür 100 mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fensterhebers. Unterhalb der Türbrüstung 102 sind beispielsweise nahe der sogenannten A- und B -Säulen des Kraftfahrzeugs Antriebe 104 und 106 angeordnet. Im Falle einer hinteren Fahrzeugtür ist die Anord¬ nung entsprechend nahe den C und B-Säulen.

Die Antriebe 104 und 106 dienen zur Einleitung einer resultierenden Antriebskraft 108 zum Öffnen oder Schließen des Fensters 110. Das Fenster 110 hat seitliche Randbereiche 112 und 114, über die die Antriebskraft 108 von den Antrieben 104 und 106 vorzugsweise formschlüssig eingeleitet wird.

Ebenfalls an den Randbereichen 112 und 114 sind Sensoren 116 bzw. 118 angeor- dnet, die jeweils ein von der Position des Fensters 110 abhängiges Signal abgeben. Beispielsweise handelt es sich bei den Sensoren 116 und 118 um Hall-Sensoren, die in die Antriebe 104 bzw. 106 integriert sind. Beispielsweise gibt ein Sensor bei einer Drehung der Antriebswelle des betreffenden Antriebs um einen bestimmten Winkel einen Puls ab. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine andere Sensorik zur Positi- onsbestimmung verwendet werden, wie z.B. die Auswertung der sog. back EMF der Elektromotoren, ein optischer Sensor oder dergleichen. Unterhalb der Türbrüstung 102 befindet sich ferner ein Steuerungsgerät 120 mit ei¬ nem Prozessor 122 zur Ausführung eines Computerprogramms 124. Vorzugsweise ist das Steuerungsgerät 120 mit einem Kommunikationsnetzwerk 126, beispielsweise einem LIN- oder CAN-Bus gekoppelt.

An der Kraftfahrzeugtür 100 befindet sich beispielsweise im Bereich der Armlehne ein Bedienfeld 128 mit verschiedenen Bedienelementen, über die ein Nutzer eine Nutzer-Eingabe zum Aufruf einer bestimmten Fensterheberfunktion tätigen kann. LJ- bliche Fensterheberfunktionen sind dabei "Fenster auf und "Fenster zu".

Das Bedienfeld 128 kann entweder unmittelbar mit dem Steuerungsgerät 120 ge¬ koppelt sein oder über das Netzwerk 126, wie in der Figur 1 mit gestrichelten Linien dargestellt.

Im Betrieb wertet das Programm 124 die von den Sensoren 116 und 118 gelieferten Informationen hinsichtlich der Position des Fensters 110 sowie die von dem Bedien¬ feld 128 gelieferten Nutzer-Eingaben aus und steuert die Antriebe 104 und 106 ent¬ sprechend an. Empfängt das Programm 124 beispielsweise die Nutzer-Eingabe "Fenster auf , so steuert es die Antriebe 104 und 106 solange in Öffnungsrichtung des Fensters 110 an, bis die Sensoren 116 und 118 anzeigen, dass das Fenster 110 vollständig geöffnet ist.

Bei verriegeltem Kraftfahrzeug kann das Programm 124 ferner einen Einbru¬ chsschutz realisieren. Hierzu überwacht das Programm 124 ständig die von den Sensoren 116 und 118 gelieferten Signale. Sobald eine Positionsveränderung des Fensters 110 erkannt wird, ohne dass eine entsprechende Nutzer-Eingabe vorliegt, steuert das Programm 124 die Antriebe 104 und / oder 106 in entgegengesetzter Richtung an, um das Fenster wieder vollständig zu schließen. Aufgrund der direkten Kraftübertragung von den Antrieben 104 und 106 auf das Fenster 110 kann dies mit einer sehr kurzen Reaktionszeit erfolgen. Die Figur 2 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Fensters. Elemente der Figur 2, die Elementen der Figur 1 entspre¬ chen, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

Das Fenster 110 hat in seinem Randbereich 114 ein Zahnprofil 130. Das Zahnprofil 130 ist an der Seitenkante des Fensters 110 angeklebt oder angegossen. Vorzu¬ gsweise ist das Zahnprofil 130 aus Kunststoff, vorzugsweise aus PU oder aus POM. Das Zahnprofil 130 dient zur formschlüssigen Einleitung eines Teils der Antriebskraft 108 durch den Antrieb 106 (vgl. Figur 1 ). Beispielsweise hat der Antrieb 106 ein Za- hnrad, welches in das Zahnprofil 130 eingreift, um die Antriebskraft des Antriebs 106 zu übertragen.

An dem Randbereich 114 des Fensters 110 befindet sich ferner eine Dichtlippe 132, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht und an den Randbereich 114 angegossen oder aufgeklebt ist. Vorzugsweise sind das Zahnprofil 130 und die Dichtlippe 132 eine bauliche Einheit und werden in einem PU-Angießvorgang bzw. als ein Kunst¬ stoffspritzgussteil hergestellt.

Der Randbereich 114 des Fensters 110 verläuft in einem U-Kanal 134, an dessen Innenseite die Dichtlippe 132 anliegt, um das Fenster abzudichten. Auf Höhe des Antriebs 106 ist der U-Kanal 134 unterbrochen, um ein Eingreifen des Zahnrads des Antriebs 106 in das Zahnprofil 130 zu ermöglichen.

Die Figur 3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fensters. Elemente der Figur 3, die Elementen der Figuren 1 und 2 entsprechen, sind wiederum mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Gemäß der Ausführungsform der Figur 3 sind an beiden Randbereichen 112 und 114 jeweils ein Zahnprofil 130 und eine Dichtlippe 132 angeordnet, die innerhalb eines U- Kanals 134 verlaufen. In die Zahnprofile 130 greifen Antriebselemente 136, 138 der Antriebe 104 bzw. 106 formschlüssig ein, um das Fenster 110 zu verstellen. Die Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Einbruchsicherung. In dem Schritt 200 wird das Fahrzeug verriegelt. Anschließend wird in dem Schritt 202 ständig die Fensterposition sensiert und über¬ wacht. Sobald in dem Schritt 204 festgestellt wird, dass sich die Fensterposition bei verriegeltem Fahrzeug verändert hat, wird in dem Schritt 206 das Fenster in entge¬ gengesetzter Richtung angetrieben, um es wieder vollständig zu schließen.

Die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfin- düng sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird ein Fensterheber geschaffen, der zumindest zwei Antriebe aufweist, die zur Einleitung eine Antriebskraft über Zanhprofile seitlicher Randberei¬ che eines Fensters ausgebildet sind. Die beiden Antriebe werden von einem Steue- rungsgerät angesteuert und die Zahnprofile bilden zusammen mit einer Dichtlippe eine bauliche Einheit. Das Steuerungsgerät kann zugleich auch Regelungsfunktionen wahrnehmen. Das Steuerungsgerät kann beispielsweise für eine verbesserte Ge¬ schwindigkeitsregelung der Verfahrgeschwindigkeit des Fensters vor den Endstel¬ lungen sorgen. Beispielsweise wird vor Erreichung einer Endstellung die Verfahrge- schwindigkeit reduziert, damit wird die Anschlagskraft verringert. Dies schont die Me¬ chanik und insbesondere die Dichtungen; ferner wird dem Kunden hierdurch eine höhere Wertigkeit des Kraftfahrzeugs vermittelt.

Die Erfindung erlaubt es, einen Fensterheber zu schaffen, der eine im Vergleich zum Stand der Technik hohe Federsteifigkeit in der mechanischen Kette zwischen den Antrieben und dem Fenster aufweist. Insbesondere können die beiden Antriebe als Direktantriebe ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass verschiedene Fensterhe¬ berfunktionen softwaretechnisch realisiert werden können, da über die Antriebe eine unmittelbare Kontrolle der Fensterposition ausgeübt werden kann. Insbesondere ist so ein verbesserter Einbruchsschutz realisierbar. Wird bei einem Einbruchsversuch das Fenster geringfügig von außen her nach unten gedrückt, so wird die entsprechende Positionsveränderung sensiert. Das Steuerun¬ gsgerät steuert daraufhin die beiden Antriebe zur Einleitung einer Antriebskraft in das Fenster entgegen der sensierten Positionsveränderung an. Aufgrund der hohen Fe- dersteifigkeit des mechanischen Systems kann dies mit einer sehr hohen Reaktion¬ sgeschwindigkeit erfolgen, was einen Einbruch durch Herunterdrücken des Fensters praktisch unmöglich macht. Bezugszeichenliste

100 Kraftfahrzeugtür 102 Türbrüstung 104 Antrieb 106 Antrieb 108 Antriebskraft 110 Fenster 112 Randbereich 114 Randbereich 116 Sensor 118 Sensor 120 Steuerungsgerät 122 Prozessor 124 Computerprogramm 126 Kommunikationsnetzwerk 128 Bedienfeld 130 Zahnprofil 132 Dichtlippe 134 U-Kanal 136 Antriebselement 138 Antriebselement