DE10308067B4

DE10308067B4 - Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels

Info

Publication number: DE10308067B4
Application number: DE2003108067
Authority: DE
Inventors: R. Alfred Engelmann; Ralf Kunze; Daniel Bader
Original assignee: EM Kunststofftechnik GmbH
Current assignee: EM Kunststofftechnik GmbH
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: DE10308067A1

Abstract

Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels, umfassend ein kugelkalottenförmiges feststehendes sowie ein bewegliches Gehäuseteil, wobei letzteres eine Spiegelglashalterung aufweist, mindestens zwei im feststehenden Gehäuseteil befindliche Elektromotoren mit je einem Untersetzungsgetriebe, Mittel zum Übertragen der Verstellkräfte auf das bewegliche Gehäuseteil, eine Kugelgelenkführung zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil sowie mit einer im Inneren des festen Gehäuseteiles eine die Motoren und die Getriebe schützenden Abdeckung
dadurch gekennzeichnet, dass
am beweglichen Gehäuseteil zwei im wesentlichen um 90° versetzte, die Kugelkalottenform des feststehenden Gehäuseteils aufnehmende, kreissegmentförmige Innenzahnradstangen angeformt sind, die in das Innere des feststehenden Gehäusesteiles zu den dort befindlichen Untersetzungsgetrieben hineinreichen, um mit jeweils einem Geradstirnzahnrad zu kämmen,
dass am beweglichen Gehäuseteil mehrere über den Gehäuseumfang im wesentlichen gleichverteilte federartige Fortsätze oder Laschen vorhanden sind, welche sich an Außenumfangsabschnitten des festen Gehäuseteiles bei Bewegung gleitend, abstützten, wobei die Zahnstangen einen U-förmigen Querschnitt besitzen und am feststehenden Gehäuseteil ein Fortsatz...

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels, umfassend ein kugelkalottenförmiges feststehendes sowie ein bewegliches Gehäuseteil, wobei letzteres eine Spiegelglashalterung aufweist, mindestens zwei im feststehenden Gehäuseteil befindliche Elektromotoren mit je einem Untersetzungsgetriebe, Mittel zum Übertragen der Verstellkräfte auf das bewegliche Gehäuseteil sowie eine Kugelgelenkführung zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 als Zusatz zur Patentanmeldung 101 52 813.2.
Aus der EP 1 063 125 A1 ist ein Stellantrieb für ein Kraftfahrzeug vorbekannt, wobei es dort darum geht, ein besonders hohes Verstellmoment und eine über die Lebensdauer möglichst konstante Reibkraft zu erreichen, wobei eine geringe Teileanzahl gegeben sein soll und auf eine einfache Montierbarkeit abgestellt wird. Gemäß der dortigen Lehre soll zumindest ein Reibelement mit einem Verstellelement ein einstöckiges Mittel bilden, welches als Verbindungselement wirkt. Durch die Anordnung von Reib-Verstellelementen an der Außenseite eines ersten Elements ist ein besonders hohes Verstellmoment möglich und es ergibt sich durch den großen Reibradius eine hohe Vibrationsdämpfung mit ebenfalls großer Haltekraft. Ein vorgesehenes Reib-Verstellelement besteht aus einem Metallband oder einem Verbundteil mit mindestens einem verzahnten Bereich, wobei die Verzahnung bevorzugt in das Metallband eingeprägt ist. Ebenso wird aufgezeigt, daß das Reib-Verstellelement auch als ein Kunststoffteil ausgebildet sein kann. In einer Alternative wird auf eine mehrgliedrige Kette verwiesen, die das Verstellelement und das Reibelement bildet, wobei die Kette auch zugbelastet ist. Ein Antrieb greift in oder zwischen die Kettenglieder ein, um Kräfte übertragen zu können, so daß eine gesonderte Verzahnung entfallen kann.
Um eine Verschwenkung um zwei zueinander senkrechte Achsen zu erreichen, sind jeweils zwei Reib-Verstellelemente oder zwei Ketten vorgesehen. Problematisch bei der vorgestellten Lösung ist, daß die Reibelemente nahezu ungeschützt im Außenbereich eines kugelkalottenförmigen Gehäuses angebracht sind und daß eine Handverstellung und damit ein Notbetrieb nur schwer möglich ist. In dem Fall, wenn der gezeigte Stellantrieb mit einer Memoryfunktion versehen sein soll, sind zusätzliche Positionsermittlungseinrichtungen erforderlich, die mit den Reib-Verstellelementen zu koppeln sind.
Gemäß dem Stellantrieb zum Verschwenken eines Rückblickspiegels für Kraftfahrzeuge nach DE 199 09 233 A1 soll zur Verringerung des Bauraums anstelle von bekannten Flachankermotoren auf solche Antriebe zurückgegriffen werden, die eine geringe Drehzahl aufweisen und welche ohne mechanische Kommutierung betreibbar sind. Als Verstellelement wird eine Spindel, eine Zahnstange oder ein Zahnradsegment verwendet. Durch die geringe Drehzahl des gemäß DE 199 09 233 A1 einzusetzenden Antriebsmotors wird die Geräuschbelastung reduziert und es soll ein niedriges Untersetzungsverhältnis eines vorgesehenen Getriebes ermöglichen, den Spiegel manuell zu betätigen, ohne daß eine Rutsch- oder Rastkupplung vorzusehen ist. Bei dieser manuellen Betätigung wird der Rotor des Antriebsmotors zurückgedreht, wobei dieser als Generator wirkt, mit der Folge, daß Spannungsimpulse in die vorhandene Wicklung induziert werden, die wiederum über eine Elektronik ausgewertet werden können, um die Relativbewegung des Spiegels zu ermitteln und um diesen in die ursprüngliche Position zurückzuführen. Konkret wird für die Antriebsmotoren auf besonders geeignete Schrittmotoren oder Synchronmotoren verwiesen. Weiterhin zeigt die DE 199 09 233 A1 auf, daß es zweckmäßig sei, auf eine gesonderte Ansteuerung für den Schrittmotor direkt im Stellantrieb zu verzichten. Dies erfordert jedoch eine Verlagerung der Ansteuerelektronik hinein in das Fahrzeug.
Aus der DE 39 14 334 C2 ist eine Verstelleinrichtung für einen Kraftfahrzeug-Außenspiegel vorbekannt. Die dortige Verstelleinrichtung geht von einer spritzwasserdichten Kapselung von Elektromotoren und der notwendigen Untersetzungsgetriebe aus und verweist auf Innenzahnradstangen zum Verschwenken eines beweglichen Gehäuseteils. Die dortigen Zahnstangen sind jedoch nur in Verbindung mit einem Kegelgelenk funktionsfähig, da ansonsten ein Blockieren des Antriebs eintritt.
In der DE 100 46 482 A1 wird ebenfalls ein Stellantrieb für eine an einem Kraftfahrzeug einzustellende Spiegelscheibe mit einem Antriebsgehäuse offenbart, das gegenüber dem Kraftfahrzeug festlegbar ist und mindestens einen Elektro-Antrieb in einer Antriebskammer aufnimmt. Außerdem ist ein Träger-Element für die Spiegelscheiben vorgesehen, wobei das Träger-Element um zwei verschiedene Schwenkachsen gegenüber dem Antriebsgehäuse verschwenkbar gelagert und durch den mindestens einen Elektro-Antrieb antreibbar ist. Um einen Stellantrieb für eine einzustellende Spiegelscheibe zur Verfügung zu stellen, bei der elektronische Bauteile möglichst volumensparend integriert sind, ist das Antriebsgehäuse zweiteilig unter Bildung einer Bauteil-Kammer zur Aufnahme elektronischer Bauteile ausgebildet, wobei die Bauteil-Kammer von der Antriebs-Kammer getrennt ist. Das Antriebsgehäuse ist im Wesentlichen kugelkalottenförmig ausgebildet. Zur Verschwenkung des Träger-Elementes gegenüber dem Antriebsgehäuse sind zwei Verstellbänder vorgesehen, die gegenüber dem Träger-Element festgelegt und auf dem Antriebsgehäuse verschiebbar geführt sind.
Gemäß der Lehre nach EP 1 063 128 A2 ist unter anderem eine Steuerung für die Verstellmotoren eines Außenrückspiegels bekannt, wobei der Außenrückspiegel zunächst einen Träger zum Anbringen an einem Fahrzeugaufbau und ein Gehäuse umfasst.
Das Gehäuse ist an dem Träger zur Winkelbewegung um eine erste Achse drehbar befestigt. Außerdem ist ein Elektromotor mit einer Abtriebswelle, die zum Bewirken einer Winkelbewegung des Gehäuses um die erste Drehachse angeordnet ist, vorgesehen.
Der Elektromotor wird so gesteuert, dass das Gehäuse um die erste Drehachse wahlweise mit einer ersten Geschwindigkeit oder einer zweiten Geschwindigkeit dreht. Die Steuerung enthält hierzu eine Messeinrichtung zum Ermitteln des Winkels, um den das Gehäuse bewegt wurde, wobei die Messeinrichtung einen Zähler zum Zählen der Anzahl von Umdrehungen der Abtriebswelle umfasst.
Zur Höheneinstellung des Spiegelelements relativ zum Gehäuse ist eine zweite Drehachse mit einem zweiten Elektromotor mit Abtriebswelle vorgesehen. Auch in diesem Fall umfasst die Steuerung eine Messeinrichtung zum Ermitteln des Winkels, um den das Spiegelelement bewegt wurde.
Die Steuerung des zweiten Elektromotors ist mit einem Fahrzeuggangwähler derart verbunden, dass das Spiegelelement nach unten geneigt wird, wenn der Rückwärtsgang eingelegt wird.
Aus der DE 198 52 873 A1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Einstellung wenigstens einer optischen Einrichtung eines Fahrzeugs bekannt, wonach bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung Werte für die gewünschte Beobachtungsrichtung eines Spiegels und/oder Werte für die gewünschte Lage einer Anzeigeeinrichtung und/oder Werte für optische Eigenschaften einer Anzeigeeinrichtung in einer Auswerte- und Steuereinheit gespeichert sind.
Diese Sollwerte können dann von der Auswerte- und Ansteuereinheit bei Bedarf abgerufen und die optischen Einrichtungen unter Berücksichtigung der ermittelten Augenposition so eingestellt werden, dass die gewünschten Sollwerte erreicht werden.
Derartige Sollwerte können entweder fest vorgegeben sein oder aber in einem Kalibriervorgang von der Bedienperson festgelegt werden.
Der Kalibriervorgang kann bspw. von der Bedienperson ausgelöst werden, wobei das Eingeben der gewünschten Sollwerte in einfacher Weise durch ein Teach-In-Verfahren erfolgt. Dabei ermöglicht die Auswerte- und Steuereinheit das manuelle Einstellen der einen oder mehreren optischen Einrichtungen, beispielsweise mittels eines mit der Auswerte- und Steuereinheit verbundenen Steuergliedes. Nach dem Erreichen der gewünschten Sollposition wird diese von der Auswerte- und Steuereinheit erfasst. Hierfür kann in der betreffenden Einstelleinrichtung der optischen Einrichtung ein geeigneter Sensor vorgesehen sein, dessen Signal der Auswerte- und Steuereinheit zugeführt wird.
Bei dem verstellbaren Rückspiegel nach DE 199 08 888 A1 ist eine spezielle Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die aus einem Federstahlblechring besteht, welcher mehrere nach innen ragende Vorsprünge aufweist, die wiederum als bogenförmige Federarme ausgebildet sind.
Der Stellantrieb für einen Spiegel nach DE 199 12 761 A1 verweist auf eine mögliche parallele Anordnung der Motoren in Verbindung mit Winkelgetrieben.
Bei der Offenlegungsschrift DE 100 06 220 A1 geht es um eine technische Lösung, die sich auf eine motorische Verschwenkeinrichtung für Kraftfahrzeug-Spiegel bezieht, wobei dort erläutert ist, daß das Gehäuse einen Abschnitt besitzt, welcher eine Leiterplatte aufnehmen kann.
Die DE 44 26 338 A1 offenbart in sehr allgemeiner Weise die Ausbildung eines Schnittstellengeräts, das in der Nähe eines seitlichen Außenspiegels einer Kraftfahrzeug-Tür montierbar ist, um die Ansteuerung verschiedener Funktionalitäten zu ermöglichen. Einzelheiten zum Aufbau einer Spiegelantriebsanordnung sind diesem Dokument nicht zu entnehmen.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels anzugeben, wobei diese als intelligente Einrichtung zu gestalten ist mit dem Ziel einer höchstmöglichen Integration elektrischer bzw. elektronischer Funktionen bei gleichzeitig vermindertem Verschleiß der notwendigen mechanischen Elemente.
Weiterhin geht es darum, mechanisch-konstruktiv mit geringen Verstellkräften arbeiten zu können, um eine Handverstellung für den Notbetrieb zu erreichen, letztendlich aber auch für eine ausreichende Spiegeldämpfung, insbesondere bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten Sorge zu tragen. Die erreichte Dämpfung und systemeigene Stabilität gegen unerwünschtes Verstellen darf jedoch hierbei nicht die gewollte Möglichkeit des vorerwähnten Notbetriebs einschränken oder z. B. zur Beschädigung von Elementen des Antriebs oder des Spiegelglases bei Handverstellung führen.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Antriebsanordnung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1.
Bei der Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels, wird auf an sich bekannte kugelkalottenförmige Gehäuseteile zurückgegriffen, wobei ein bewegliches Gehäuseteil die Spiegelglashalterung aufweist. Im feststehenden Gehäuseteil befinden sich Antriebsmotoren mit einem entsprechenden Untersetzungsgetriebe sowie Mittel zum Übertragen der Verstellkräfte auf das bewegliche Gehäuseteil. Die Gehäuseteile sind untereinander bevorzugt mit einer Kugelgelenkführung gehalten und schwenkbeweglich fixiert.
Am beweglichen Gehäuseteil sind zwei im wesentlichen um 90° versetzte, die Kugelkalottenform des feststehenden Gehäusesteils aufnehmende kreissegmentförmige Innenzahnradelemente angeformt oder in Wirkverbindung mit der Spiegelglashalterung stehend, wobei die Elemente im wesentlichen einer bogenförmigen Zahnstange entsprechen. Diese bogenförmigen Zahnstangen reichen in das Innere des feststehenden Gehäuseteils hinein und wirken mit den dort befindlichen Untersetzungsgetrieben zusammen. Konkret erfolgt ein Kämmen mit jeweils einem Geradstirnzahnrad zur Kraftübertragung sowie zur Verschiebung der Zahnstange und letztendlich der Spiegelglashalterung bzw. Spiegelaufnahme.
Weiterhin sind am beweglichen Gehäuseteil mehrere über den Gehäuseumfang im wesentlichen gleich verteilte federartige, nach unten gerichtete Fortsätze oder Laschen vorhanden, welche sich an Außenumfangsabschnitten des feststehenden Gehäuseteils, bei Bewegung gleitend, abstützen. Über diese federartigen Fortsätze, die quasi das feststehende Gehäuseteil klammerartig umgreifen, wird eine Führung der Gehäuseteile untereinander mit gewünschter Stabilität, aber auch mit positiven Einflüssen auf die Dämpfung des Gesamtsystems erreicht.
Des Weiteren besitzen die Zahnstangen einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei am feststehenden Gehäuseteil ein Fortsatz vorhanden ist, der in den offenen Bereich des U eingreift zum Zweck der erwähnten Gleitführung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Ansteuer- und Auswerteelektronik, welche einen Speicher umfaßt, beim ersten Aktivieren nach Einbau, Montage oder Reparatur durch Anlegen der Betriebsspannung einen Referenzlauf der Motoren veranlaßt, wobei die Endlagen der Verstellung selbsttätig erkannt und abgespeichert werden. Dies kann über geeignete Software-Algorithmen erfolgen, und zwar im Sinne eines Teach-in-Verfahrens.
Letztendlich kann sich im Inneren des feststehenden Gehäuseteils noch eine zusätzliche, die vorzugsweise Schrittmotoren und die dort befindlichen Getriebe schützende Abdeckung befinden.
Mit den vorstehend genannten Merkmalen gelingt es, alle für die Verstellbewegung relevanten mechanischen Elemente geschützt in einem einzigen Gehäusekörper unterzubringen, so daß sich eine besonders hohe Zuverlässigkeit auch unter extremen Einsatzbedingungen ergibt.
Zur Minimierung des notwendigen Bauraums sind die Achsen der Elektromotoren im wesentlichen parallel verlaufend zueinander angeordnet und die Motoren selbst dicht benachbart. Über eine Kegelradpaarung wird ein 45° Versatz erreicht und es erfolgt die Kraftübertragung auf die Geradstirnrad-Antriebsräder für die Zahnstangen bzw. die Innenzahnradelemente. Die Geradstirnrad-Antriebsräder schließen einen Winkel von bevorzugt 90° ein.
Die Gesamtkonstruktion des Gehäuses läßt sich als Split-Level betrachten, wobei das feststehende Gehäuseteil in einer unteren, ersten Ebene einen Freiraum für die Ansteuer- und Auswerteelektronik sowie in einen darüber befindlichen zweiten Raum bzw. zweite Ebene für die Motoren und Getriebe unterteilt ist.
Die erste Ebene ist durch einen äußeren Abschlußdeckel zugänglich gehalten.
Ausgestaltend befinden sich am feststehenden Gehäuseteil säulenartige oder zylindrische Befestigungsbolzen, die gleichzeitig die Gehäusekalotte stabilisieren.
Die erwähnten Fortsätze oder Laschen am oberen, beweglichen Gehäuseteil sind bevorzugt jeweils paarweise gegenüberliegend ausgebildet und besitzen eine Länge, die im Wesentlichen der Hälfte der Höhe der Kugelkalotte des feststehenden Gehäuseteils entspricht.
Im Gleitbereich der Zahnstangen ist das feststehende Gehäuseteil so ausgebildet, daß dieses eine Nutführung aufweist oder einen Teil einer solchen Führung darstellt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Innenzahnradelemente kreissegmentförmig und bilden quasi einen Viertelkreis. Alternativ können Halbkreis-Segmente zum Einsatz kommen, welche dann quasi diagonal sich über das Gehäuse bzw. den Gehäuseboden erstrecken. Diese halbkreisförmigen Zahnstangen können dann an ihren Enden jeweils einen Befestigungspunkt für die Spiegelglashalterung besitzen mit der Folge, daß größere Kräfte aufgenommen werden können, was insbesondere beim Hand- oder Notbetrieb von Vorteil ist.
Das zum Einsatz kommende dreistufige Getriebe ist einerseits nicht selbsthemmend, setzt aber andererseits unerwünschten Verstellkräften, z. B. bei hohen Geschwindigkeiten, einen ausreichenden Widerstand entgegen, so daß die gewünschte Dämpfung gemäß Aufgabenstellung erreichbar ist.
In einer Ausführungsform mit eingesetzten Schrittmotoren oder Piezo-Stellelementen können diese, z. B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, mit einer definierten Spannung beaufschlagt werden, so daß sich ein Widerstand gegenüber unerwünschtem Verstellen ergibt, der quasi als Bremskraft aus der Anordnung heraus bedingt durch die elektronische Arretierung des Motors bezeichnet werden kann.
Das Konzept vorliegender Erfindung sieht vor, eine Elektronik zu integrieren, die es gestattet, den Spiegel als Modul möglichst unabhängig vom Rest eines Kraftfahrzeugs auszuführen, so daß dieser ein eigenständiges komplettes Teilelement darstellt. Hierfür ist eine Steuerung vorgesehen, die LIN-busfähig ist. Diese Steuerung kann beispielsweise an ein Subnetzwerk angeschlossen werden, welches sich in der Kraftfahrzeugtür befindet.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die integrierte Steuerung die Möglichkeit, zum unmittelbaren Antreiben der Schrittmotoren über Leistungstreiber, eines Softwareanschlags der Schrittmotoren vor dem Hardwareanschlag dieser, des Erkennens einer manuellen Verstellung des Spiegelglases und selbsttätiger Referenzierung dieses auf den vorherigen Wert sowie eine Speicherfunktion für eine bevorzugte oder mehrere Spiegeleinstellungen auf. Ergänzend kann die Steuerung auch eine Anklappeinrichtung respektive einen Anklappmotor aktivieren bzw. diesen mit Erreichen der Anschlagposition abschalten.
Weitere Funktionen, die von der Elektronik erfüllt werden können, sind das Aktivieren der Spiegelheizung sowie das Abschalten dieser nach einer vorgegebenen Heizzeit, das Ein- und Ausschalten eines Türaußenlichts, das Aktivieren einer elektrochromatischen Glasbeschichtung zur Veränderung des Spiegelreflexionsgrads und vieles mehr.
Zum Zweck der angestrebten Universalität der Antriebsanordnung einschließlich integierter Elektronik sowohl für z. B. links- als auch rechtsseitige Außenspiegel werden durch ihre Form kodierte Anschlußstecker oder Steckverbinder eingesetzt. Hierdurch gelingt es in Verbindung mit der übergeordneten, zentralen Steuerung des Kraftfahrzeugs zum einen Informationen über die Einsatzlage als auch z. B. über den Typ des jeweiligen Fahrzeugs zu gewinnen, so daß hiernach über eine vorhandene Software eine Grundkalibrierung des Spiegelantriebs erfolgt, und zwar ohne daß es aufwendiger Manipulationen beim Fahrzeughersteller bedarf.
Die Elektronik besitzt zur Kommunikation mit einem übergeordneten Bussystem einen erwähnten LIN-Transceiver sowie einen Mikrocontroller, welcher zur Kommunikation dient und der die Ansteuerung der Leistungsstellglieder bewirkt, welche wiederum die Schrittmotoren für die Spiegelglasverstellung und/oder den Antriebsmotor für den Anklappmechanismus aktivieren.
Die Leistungsendstufen zur Umwandlung der Controllersignale in die notwendigen Phasenströme für den Motor verarbeiten hier Taktbefehle, das Ein- und Ausschalten sowie die Vorgabe der Drehrichtung. Weiterhin ist eine Schaltung zur Schrittdetektion integriert, die dazu dient, beim manuellen Verstellen und generatorischem Motorbetrieb die momentane Position zu erfassen und gegebenenfalls zu korrigieren. Zum Zweck dieser Funktion ist es notwendig, die Elektronik mit Dauerstrom, sogenanntem Dauerplus, zu versorgen.
Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, beim Überschreiten eines vorgegebenen maximalen Stromwerts das System in einen stromlosen Zustand zu überführen, um beispielsweise bei Beschädigungen durch Vandalismus oder dergleichen ein unerwünschtes Entladen der Kraftfahrzeug-Batterie zu vermeiden.
Die ebenfalls integrierbare Schaltung für den z. B. Gleichstromantrieb des Anklappmotors weist eine Einrichtung zur Erkennung des Stromaufnahme-Anstiegs auf, der im Regelfall dann auftritt, wenn der Motor gegen einen Widerstand läuft respektive seine Anklapp- oder Endposition erreicht hat.
Zur optimalen Ausnutzung des Bauraums im kalottenförmigen Gehäuse können flexible Leiterplatten mit einer entsprechenden Bestückung Einsatz finden. Flexible Anschlußdrähte, die zu Kontaktpins führen, welche mit einer Spiegelglas-Heizbeschichtung in Verbindung stehen, dienen ebenso wie gehäuseseitig ausgeführte Snap-in-Verbindungen der Minimierung des Montageaufwands bzw. des Aufwands beim Komplettieren der Antriebsanordnung mit einem entsprechenden Spiegelglas und der Integration in ein Außengehäuse.
Dadurch, daß im Antrieb selbst alle wesentlichen elektronischen Steuerungsfunktionen integriert sind, besteht beispielsweise die Möglichkeit, am Spiegelaußengehäuse einen Taster oder eine ähnliche Schalteinrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe auch nach Verlassen des Fahrzeugs und Abschalten der Zündung z. B. ein Anklappen des Spiegels oder ein Aktivieren einer Momentanbeleuchtung erfolgen kann.
Beim Einsatz von Schrittmotoren wird die Endlage-Positionsbestimmung der Verstellung durch Erfassung von Betriebsstrom und Phasenlage für die Motoren realisiert.
Beim Einsatz von Gleichstrommotoren kann die Endlage-Positionsbestimmung der Verstellung durch Erfassung des Blockierstroms der Motoren erfolgen. Bei einer Variante eines busfähigen elektronischen Verstellers mit Standard-Gleichstrommotoren und Potentiometern als Lagegeber kann die Endlageermittlung durch Blockierstromerfassung bzw. durch Erfassen der trotz Motoransteuerung sich nicht mehr ändernden Stellrückmeldewerte im Anschlagfall nach maximal möglicher Verstellzeit vorgenommen werden.
Aufgrund der Tatsache, daß die Blockierstromerfassung der Motoren stark temperatur- und betriebsspannungsabhängig ist, besteht ein weiterer erfindungsgemäßer Ansatz darin, insbesondere auch bei der Ansteuerung eines Spiegelanklappmotors und dort nicht gegebenem Endschalter zunächst während eines Normallaufs Strommittelwerte zu erfassen. Auch dies ist im Rahmen eines Teach-in-Verfahrens möglich. Bei einem plötzlichen starken Anstieg über den vorbestimmten Mittelwert kann das Verhalten di/dt als Erkennen eines Anschlags, d. h. einer Endlage bzw. einer Störung bewertet und für eine Stromunterbrechnung oder ein Abschalten gesorgt werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.
Die Figur zeigt hierbei eine seitliche Darstellung der Antriebsanordnung mit feststehendem und beweglichem Gehäuseteil sowie der Spiegelglashalterung, eine Innenansicht mit den Schrittmotoren sowie Untersetzungsgetrieben und einen Schnitt längs der Linie A-A gemäß Figur, Abbildung Mitte.
Wie in der Figur erkennbar, besitzt die Antriebsanordnung ein feststehendes Gehäuseteil 1 mit z. B. zylindrischen Befestigungsbolzen, die über den Umfang verteilt vorgesehen sind.
Ein bewegliches Gehäuseteil 2 weist federlaschenartige Fortsätze 10, die die Kugelkalottenform des feststehenden Gehäuseteils 1 teilumgreifen, um für eine zusätzliche Führung zu sorgen.
Zwischen feststehendem Gehäuseteil 1 und dem beweglichen Gehäuseteil 2 befindet sich eine Kugelgelenkführung 3.
Das bewegliche Gehäuse 2 kann als integrales, aber auch als extra Bauteil die eigentliche Spiegelglashalterung 11 umfassen.
Die Schrittmotoren 4 sind eng benachbart mit paralleler Achsenlage im Gehäuseinneren befindlich und weisen abtriebsseitig Kegelräder auf, die mit einem weiteren Kegelrad 5 des Getriebes 6 eine entsprechende Paarung bilden.
Jeweils zwei Zahnstangen 7 kämmen mit einem Geradstirnzahnrad des Getriebes, mit der Folge, daß die eine Kreissegmentform aufweisenden Zahnstangen sich nach oben oder unten bewegen können, um auf diese Weise die gewünschte mehrachsige Verstellung der Spiegelglashalterung 11 respektive eines dort befestigten Spiegels zu gewährleisten.
Gemäß Ausführungsbeispiel sind die bogenförmigen Zahnstangen 7 mit einem U-förmigen Querschnitt gestaltet. Die entsprechende Ausnehmung 12 der Zahnstange 7 wirkt mit einem Gehäusefortsatz, eine Führung bildend, zusammen. Die entstandende Nut-Feder-Führung ist in der Figur, Schnitt A-A mit dem Bezugszeichen 13 dargestellt.
Eine schützende Abdeckung 8 befindet sich im Inneren des feststehenden Gehäuseteils. Diese Abdeckung 8 kapselt die Motoren sowie die Getriebe und einen Teil der bogenförmigen Zahnstangen 7. Hiernach ergibt sich ein doppelter Schutz dadurch, daß einerseits die Zahnstangen im Inneren des Gehäuses verlaufen und zusätzlich der Getriebe- und Motorenraum mittels Abdeckung 8 gekapselt ist.
In einem unteren Raum 9 des feststehenden Gehäuseteils 1 befindet sich die erforderliche Ansteuer- und Auswerteelektronik (nicht gezeigt). Dort sind auch die notwendigen Schnittstellen für die Stromversorgung bzw. die LIN-Busverbindung vorhanden.
Zur Lösung des Widerspruchs der gewünschten Leichtgängigkeit des Getriebes und geringer Verstellkräfte einerseits und der notwendigen Dämpfung bzw. Hemmung des Sytems gegen unerwünschtes Verstellen bei hohen Geschwindigkeiten andererseits ist vorgesehen, die elektronische Ansteuer schaltung für die Schrittmotoren mit einem solchen Modus zu versehen, daß ein elektrisches Blockieren der Motoren möglich ist, indem diese quasi Haltekräfte erzeugen. Eine solche Elektronik ist bei Schrittmotoren durch die notwendige mehrphasige Ansteuerung leicht umzusetzen.
Gemäß Ausführungsbeispiel wird von einem dreistufigen Getriebe ausgegangen, welches auf die Drehzahlen handelsüblicher Schrittmotoren abgestimmt ist. Selbstverständlich liegt es im konstruktiven Ermessen des hier tätigen Fachmanns, auch ein Getriebe andersartiger Stufung vorzusehen, und zwar in Abstimmung mit den notwendigen Stellkräften einerseits und den Motoreigenschaften andererseits.
Es hat sich gezeigt, daß durch die Kugelkalottenform der Gehäuseteile mit im Bodenbereich zulaufender Befestigungsmöglichkeit über die z. B. vorerwähnten Bolzen oder Zylinderfortsätze eine kompakte Anordnung vorliegt, die besonders günstig in Luftwiderstandsbeiwert-optimierte Spiegelaußengehäuse einbaubar ist.
Bezüglich der Eigenstabilität des Systems beim Verstellen bzw. beim Erreichen der Verstellend- oder Sollage ist die Wechselwirkung zwischen der Nut-Führung der bogenförmigen Zahnstangen und das Umgreifen oder Klammern der federartigen Fortsätze oder Laschen mit funktionsbestimmend, da diese Elemente jeweils mit der Innen- bzw. Außenseite der Kugelkalotte des feststehenden Gehäuseteils in gleitbeweglicher Verbindung stehen.
Alles in allem gelingt es mit der Erfindung, eine mit Blick auf Funktionalität und Multivalenz wesentlich verbesserte Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels anzugeben, die sowohl von der mechanisch-konstruktiven Seite her über eine hohe Zuverlässigkeit verfügt und welche in der Lage ist, durch eine vorhandene intelligente Steuerung und unter Nutzung eines Bussystems Managementaufgaben zu übernehmen, die ansonsten von der Elektronik des Kraftfahrzeugs selbst zu bewältigen sind.

1: feststehendes Gehäuseteil
2: bewegliches Gehäuseteil
3: Kugelgelenkführung zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil
4: Schrittmotoren
5: Kegelrad
6: Getriebe
7: bogenförmige Zahnstange
8: Deckel oder Kapselung für Motor/Getrieberaum
9: Freiraum für Ansteuer- und Auswertelektronik in der ersten, unteren Ebene des feststehenden Gehäuseteils 1
10: federartige Fortsätze oder Laschen
11: Spiegelglashalterung
12: Ausnehmung in der bogenförmigen Zahnstange 7
13: Führung zwischen bogenförmiger Zahnstange 7 und einem angeformten Fortsatz des Gehäuses

Claims

Antriebsanordnung zum gesteuerten mehrachsigen Verstellen, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Rückblickspiegels, umfassend ein kugelkalottenförmiges feststehendes sowie ein bewegliches Gehäuseteil, wobei letzteres eine Spiegelglashalterung aufweist, mindestens zwei im feststehenden Gehäuseteil befindliche Elektromotoren mit je einem Untersetzungsgetriebe, Mittel zum Übertragen der Verstellkräfte auf das bewegliche Gehäuseteil, eine Kugelgelenkführung zwischen feststehendem und beweglichem Gehäuseteil sowie mit einer im Inneren des festen Gehäuseteiles eine die Motoren und die Getriebe schützenden Abdeckung dadurch gekennzeichnet, dass am beweglichen Gehäuseteil zwei im wesentlichen um 90° versetzte, die Kugelkalottenform des feststehenden Gehäuseteils aufnehmende, kreissegmentförmige Innenzahnradstangen angeformt sind, die in das Innere des feststehenden Gehäusesteiles zu den dort befindlichen Untersetzungsgetrieben hineinreichen, um mit jeweils einem Geradstirnzahnrad zu kämmen, dass am beweglichen Gehäuseteil mehrere über den Gehäuseumfang im wesentlichen gleichverteilte federartige Fortsätze oder Laschen vorhanden sind, welche sich an Außenumfangsabschnitten des festen Gehäuseteiles bei Bewegung gleitend, abstützten, wobei die Zahnstangen einen U-förmigen Querschnitt besitzen und am feststehenden Gehäuseteil ein Fortsatz vorhanden ist, der in den offenen Bereich der U-Form eingreift, um eine Gleitführung zu bilden, wobei weiterhin das feststehende Gehäuseteil in einer ersten, unteren Ebene einen Freiraum für die Ansteuer- und Auswerteelektronik sowie in einer darüber befindlichen zweiten Ebene den Raum für die Motoren und das Getriebe aufweist und die Ansteuer- und Auswerteelektronik beim ersten Aktivieren nach Einbau, Montage oder Reparatur durch Anlegen der Betriebsspannung einen Referenzlauf der Motoren veranlasst, wobei die Endlagen der Verstellung selbsttätig erkannt und abgespeichert werden.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsatz von Schrittmotoren die Endlage-Positionsbestimmung der Verstellung durch Erfassung von Betriebsstrom und Phasenlage für die Motoren erfolgt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsatz von Gleichstrommotoren die Endlage-Positionsbestimmung der Verstellung durch Erfassung des Blockierstroms der Motoren erfolgt.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Endlage-Positionsbestimmung zusätzlich die Rückmeldewerte eines Stellwertegebers erfasst werden.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strommittelwert bei Normalverstell-Lauf bestimmt und dieser als Bezugsgröße zum sicheren Erkennen der Endlagen abgespeichert wird.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erkennen eines plötzlichen Stromanstiegs, welcher über dem vorgegebenen Strommittelwert liegt, auf eine Endlage-Positionserkennung oder Störung geschlussfolgert und die Stromzufuhr beendet oder unterbrochen wird.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch deren Verwendung zur Steuerung einer Spiegel-Anklappvorrichtung.