CN1891969A - 具有电动防夹住装置的卷帘 - Google Patents

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Abstract

设有一个电动机的运行参数的监测装置作为在汽车的车窗卷帘中的防夹住装置，所述电动机驱动车窗卷帘。所述电机电流在超过一个限值时被切断。这作为信号解释为存在夹住位置或者夹紧位置。

Description

具有电动防夹住装置的卷帘
在汽车中使用了越来越多的电动操作的遮阳卷帘。该遮阳卷帘应用在后车门的侧窗、后窗玻璃或者玻璃车顶上。用于后窗玻璃的车窗卷帘例如由DE 103 51 040 A1已知。其中所述的后窗玻璃卷帘具有一个在帽架下边可转动地支承的卷绕轴，在该卷绕轴上固定卷帘幅面的一个棱边。所述卷帘幅面的自由端部与一个车篷弓形架或者拉杆相连。所述拉杆是管形的并且由两个导向段容纳颈部，所述导向段设置在车篷弓形架的每个端部上。所述导向段在导轨中移动，所述导轨在后窗玻璃侧旁设置在内部侧向饰件中。
车篷弓形架的驱动通过线形的推力构件完成，该推力构件在导轨中运行。所述推力构件本身形状配合连接地通过一个传动装置电机的输出齿轮驱动。
原理上，汽车侧面车窗的卷帘或者天窗的卷帘具有相同的结构。由于电动的驱动，所以存在一定的夹住危险。所述电机考虑到可使用的驱动力还可以具有更大的尺寸。所述电机的切断通常是按时间控制的，这意味着，在卷帘驶出时，所述车篷弓形架向着形状配合连接的挡块运行并且在那里以高的压力施压，直到通过时间继电器切断所述电机。
如果某人以躯体部分到达在运动的车篷弓形架和汽车中固定的挡块之间，所述操纵力相当高并且绝对存在一定的受伤危险。所述危险不仅在驶入时存在而且在驶出时存在。所述危险特别是对于侧窗向下行驶而言相当的大。类似的情况在打开的玻璃车顶中存在。
在车篷弓形架或者拉伸型材通过一个杠杆装置操作的后窗中，当卷帘驶入时也形成一定的夹住危险，因为此处拉伸型材没有被动地通过卷绕轴的发条驱动装置而是通过电动机来实现运动。
基于以上现有技术，本发明的任务是提供一种卷帘，其中因为夹住而导致的受伤危险被避免了。
按照本发明，该任务通过一种具有权利要求1中特征的车窗卷帘解决。
在新的车窗卷帘中设有一个可转动地支承的卷绕轴。一个卷帘幅面以一个棱边固定在卷绕轴上。远离卷绕轴的棱边与一个拉杆装置连接。
至少设有一个电动机，以便于在至少一个方向上驱动卷帘幅面。一个传感器配属于电动机，以便于测量电动机的运行参数。该运行参数根据安装位置和整个装置的适宜性可以是流过电机的电流、电机电流的电流变化dI/dt或者是电机的转速或者转速变化dn/dt。该运行参数取决于以下内容来改变，即是否电机只是驱动卷帘幅面，或者是否在拉伸型材的运动行程当中还存在任何物品并且引起堵塞。由此可以确定地避免导致受伤危险的夹住。同时，该装置使得在系统中以较小的张力最终切断。
当超过限值时，一个与传感器相连的控制电路分析由传感器输出的信号并且用于与电机电流的其他操作无关地强制切断。
通过该措施，在拉杆装置上生成的力保持在这样的界限中，使得排除实际中受伤的危险。
根据卷帘如何机械地实施，也就是是否所述拉杆装置由电动机操作离开牵拉缝隙或者在相反的方向上操作，所述限值对应于驶出时的运行参数或者对应于驶入时的运行参数。
当在两个方向上通过电动机驱动所述拉杆装置并且在两个方向上存在夹住危险时，重要的是在两个运行方向上设定运行参数的监控装置。
对于如今广泛使用的后窗卷帘而言，卷帘幅面借助于发条驱动装置卷绕到卷绕轴上。在这种情况下只是在驶出时监测电流就足够了。
另外，改进方案是从属权利要求的内容。
在以下的附图说明中，原理上说明了几个实施例，而没有涉及最终的细节。可以理解的是，该基本的实施方式是可以变型的，以便使其与相应的应用情形相匹配。
附图中描述了本发明主题的实施例。图中示出：
图1以一个向着右后内侧看去的透视图示出一个汽车的局部剖开的后部部分，
图2如在按照图1的汽车中所装入的那样示出侧窗玻璃卷帘的原理性机械结构，
图3示出用于电机电流检测的原理电路图，
图4示出按照图3的用于电机电流检测的流程图，
图5示出具有一个车顶窗帘的汽车的车顶范围，
图6以透视图示出具有一个用于使拉杆装置运动的杠杆装置的后窗卷帘。
图1描述了一辆汽车的后座区域的局部剖面图。该图的视线方向是右内侧，其与没有示出的左内侧镜面对称。该视图作了简化，例如没有示出车身的内部结构如加强件、固定工具，因为它们的描述对于理解本发明是不需要的。同样对车身的图示也简化了并且那里的空腔看不到。
所示的车身部分1具有一个车顶2，从该车顶出发，一个B立柱3侧向向下延伸到达一个没有示出的底板组件。可以想像，在汽车的剖切掉的一侧也有对应的B立柱。B立柱倾斜使得它的上端部向着汽车尾部偏移。
所述车顶2在它的底部棱边上过渡到一个后窗玻璃。该后窗侧面中止于一个C立柱5，该C立柱与B立柱3间隔距离。所述C立柱5支承一个内饰件6。
在B立柱3和C立柱5之间以已知的方式在B立柱上铰接一个右后侧门7。
在右后侧门7的高度位置处有一个后座长排座椅8，该座椅有一个座面9以及一个靠背11。后座面9位于底座面12上，该底座面属于底板组件并且在脚部空间13前形成。
在靠背11的上棱边的高度上有一个帽架15一直延伸到后窗玻璃4的下棱边处。
右后侧门7以对于三厢轿车来说普遍的方式设有一个侧窗15。所述侧窗15通过一个大致垂直延伸的支柱16划分为一个基本上四角形的车窗区域17以及一个大致三角形的车窗区域18。在下端部上，所述两个车窗区域17和18被一个车窗栏杆19限定。所述车窗栏杆19以小于90度的角度向着车窗棱边20延伸。
在车窗区域17内的玻璃以已知的方式上下运动，为此，该玻璃还以已知的方式在垂直的支柱16中导向。
所述车窗区域17通过一个所属的卷帘幅面21有选择地遮暗，所述卷帘幅面通过一个槽在车窗栏杆19中可从车门7的内腔中拉出。所述用于卷帘幅面21的驱动机构在车窗栏杆19下位于车门7的内腔中。
图2示出了为了驱动、导引或者在不需要的状态时保存卷帘幅面21而设置的主要组件。
所述卷帘幅面21的外形大致对应于车窗区域17的表面并且通过基本直的棱边来近似。所述卷帘幅面21以它的下棱边固定在卷绕轴22上，所述卷绕轴可旋转地并且可轴向移动地支承在卷绕轴轴承机构23和24之间。
所述远离卷绕轴22的卷帘幅面21的棱边形成一个软管形的环，一个拉杆装置穿过该环导向。只能看到拉杆装置位于外面的导向臂26。所述导向臂26在端部侧有一个导向体28。两个导向臂在一个固定的中间段中可伸缩式地移动。
为了在驶出运动中引导卷帘幅面21，在拉出的卷帘幅面21的侧旁分布有两个导轨29。每个导轨29包括一个在纵向上贯通的槽室30，所述槽室通过一个槽缝31在向着卷帘幅面21的方向上敞开并且其横截面是圆形的。
在两个导轨29的两个槽室30中轴向可移动地分布着所属的并且螺纹形制齿的推力构件32。每个推力构件32由一个圆柱形的型芯33构成，围绕着该型芯螺旋形环绕着一根凸出的螺旋线34。所述螺旋线34形成了螺旋形围绕型芯33分布的齿。所述推力构件32因此具有倾斜制齿的、具有圆形横截面的柔性齿轨。
所述推力构件32以其上端部与所述的导向体28不可拉并且不可压地相连。
所述推力构件32本身只有非常小的弯曲刚度，因此它在槽室30中不可纵向弯曲地导向。
在每个导轨29的下端部上连接着一个导管35，所述导管把所述导轨29的槽室30和传动装置电机36连接起来。
所述传动装置电机36包括一个永久磁铁激励的直流电机37，其驱动一个位于变速箱38中的传动机构。在输出轴39上有一个输出齿轮40，其结构使其可以形状配合连接地啮入两个推力构件32的齿中。由于推力构件32不能侧向偏移，因此推力构件插入孔41中，所述孔在输出齿轮40旁边切向经过。在该孔41上连接着导向管35。
在孔41的延长部分中还有存储管，以便有序地引导推力构件的不活动的部分。
所描述的装置的工作方式如下：
在驶入状态下，所述环直接与卷绕轴22相邻地靠置，也就是说，所述卷绕轴在侧窗17的栏杆19下边拉回。当使用者从该位置开始想要在车窗17前面张紧所述卷帘幅面21，他起动传动装置电机36。由此，所述两个推力构件32在所属的导轨29中被同步地前推。在此，所述推力构件在卷帘幅面21的两侧将所述导向体28向上推，也就是说，所述推力构件将导向体向前推。一个发条驱动装置42与该前推运动的作用相反，如其在图2中示意示出的那样。所述发条驱动装置42的力始终致力于使得卷帘幅面21卷绕到卷绕轴22上，也就是回拉或者固定。
为了使得卷帘幅面21驶入，所述传动装置电机36以相反的转向起动。由此，所述推力构件32由导轨29向下沿着向卷绕轴22的方向拉回并且在此带动耦连的拉杆装置25一起向下。所述包含在卷绕轴22中的发条驱动装置42对应于卷帘幅面21卷绕到卷绕轴22上。
所述驶入在所述环与拉杆装置25到达缝隙时结束。
如在图中不难看出的那样，在侧窗卷帘驶出时存在一定的夹住危险。即例如在侧窗玻璃打开时，传动装置电机起动使卷帘幅面21驶出时，就可能在不可弯曲的拉杆装置25和车窗上棱边之间被夹住。由传动装置电机36提供的力完全可能高得使在车窗上棱边和拉杆装置25之间夹住时不能总是避免受伤。
为了排出这种情况设有一个在图3中示意示出的电动的防夹住装置45。所述防夹住装置具有一个电气上与直流电机37串连的电流传感器电阻46，该电流传感器电阻与继电器48的一个静触头47连接。在静触头47中存在通过连接导线50至汽车电路49的电连接。另外一根连接线52将直流电机37另一端同样与汽车电路49相连，所述汽车电路在此只是示意示出。实际中，此处涉及汽车的中央控制，借助于中央控制通过一个开关进行控制，通常用于侧窗卷帘的传动装置电机36可以有选择地在相应的运行方向上起动。在这里就不描述汽车电路49中的内部结构了，因为这不是本发明的主题。
为了测量直流电机37中的电流设有一个微型处理器或者微型控制器53，其以输入端54和55与电流传感器电阻46并行连接。另外一个输入端56连接到连接线52上，同时微型处理器的一个输入端57通向连接导线51。通过两个输出端58和59，所述继电器48的磁性绕组与微型处理器53相连。
只要所述静触头47闭合，所述装置以通常的方式工作。根据直流电机37的转向，或者导线51接地，同时另外的导线52接通整个的电池电压，或者在相反的转向时所述导线52接地，而在导线51上接上整个的电池电压。当或者两根导线52和52接地或者位于电池电压的电势上时，所述直流电机37被断开。
所述微型处理器53通过它的信号输入56和57分析这种情况。它按照图4所示的流程图控制所述防夹住装置45。
当按照在查询框61的检测，所述导线51的电压与在导线52上的电压相等，那么切断用于继电器48的电流并且因此闭合静触头47(指令框62)。当两个电压不等时，例如存在使卷帘驶出的运行，此时在导线52上的电压大于在导线51上的电压，这是在查询框63中检测的结果。在这种情况下在查询框64进行监测并且微型处理器53检查在电阻46上的电压降。该电压保持在一个预定数值之下多长时间，那么就闭合多长时间，拉杆装置26没有克服阻力而起动并且因此不存在夹住危险。所述流程图重新回到起点并且循环地执行所述检测。要使得在运行过程中所述拉杆装置25克服阻力而起动，那么提高在传感器电阻46上的电压降使其超过所述限值I。因此离开查询框64来到接下来的指令框65。在此，接通用于继电器48的电流，由此所述静触头47打开并且切断通过电机37的电流。
在接下来的查询框66中检测微型处理器53，看在导线51上的电压是否等于在导线52上的电压，这表明，使用者断开车窗卷帘，或者看所述在导线51和52上的电压相对于之前是否相反，这表明，使用者想要操纵卷帘使其驶入。当满足这两个条件中的一个时，所述流程图返回到起点，另外的情况下返回到指令框65的起点。由此，保持用于电机37的电流强制地通过电气的防夹住装置45切断，直到使用者任意地切断所述车窗卷帘，或者为打开而起动。
所示出的防夹住电路不仅适用于借助于图1和2所描述的侧窗卷帘，而且也适用于如在图5中所示的车顶窗帘，或者对于后窗玻璃卷帘，只要对应于在图2中的视图操作拉杆装置25。
当在图2中示出的卷帘的机构和基础结构用于后窗玻璃卷帘时，如由现有技术中同样已知的那样，例如由DE 100 57 760 A1中明确表示，在两个运动方向存在夹住危险。在驶出时在车顶蓬和拉杆装置25之间存在夹住危险。标准规定基于当缝隙小于200mm时产生夹住危险。这在所有规则中都设定了。
相反的，在驶入时也存在一种夹住危险。所述拉杆装置25以超过卷帘幅面19侧向伸出的导向臂26穿过在帽架中的缝隙。在此，所述缝隙边缘连同侧向越过卷帘幅面19伸出的导向臂26如一个剪刀一样作用。因此推荐在两个运动方向时强制切断所述电机电流。当然原来就根据运动方向区分由电机所施加的力。在驶出时，所述传动装置电机必须克服发条驱动装置42的作用而工作并且此外消除在导向管或者导轨29中的推力构件32的摩擦阻力。在驶入时，所述情况就相反，即发条驱动装置42起到帮助作用。此外，所述推力构件32受到拉力并且没有受到压力并且在此在导向管42中完全产生另外的摩擦系数。最后还要说明的是，在驶入时，所述夹住危险存在于下边的运动范围内，也就是，当推力构件32尽可能地从导轨29中拉出来时并且所述推力构件32尽可能无力地存在于存储管中。根据运动方向以两个不同的限值来工作是有利的。
在这种情况下，所述按照图4的原理上的流程图通过一个查询框67而扩展，在其中检测，是否所述电机37在相反的转向时流过比按照限值II允许的电流更大的电流。如果是的话，进入一个指令框68，该指令框68又实施这么长的时间，直到或者转向相反或者电机切断，这在一个指令框69来检测。
在图3中采用了对电机电流的瞬时值的检测。所述电机电机电流的瞬时值对应于由电机输出的扭矩。取代电机电流的瞬时值也可以使用电流变化dI/dt，也就是使用电机电流关于时间的导数。因此按照图4的流程图没有改变，只要取代瞬时值U46使用所述电压的微分dU46/dt
。为此在电流传感器46和所述流程图之间设有一个微分电路就够了。所述微分电路也可以以软件的方式在微型处理器53中实现。
最后可以想到的是，取代待监测的电机电流用电机转速作为夹住情况的特征参数。为此，所述电动机37包括一个或者多个霍耳探头70，如其在图3中虚线示例画出的那样。所述按照图3的流程图如下改变，使得取代U46使用了转速n。
在使用转速的情况下存在如下方案，即取代瞬时值采用转速变化dn/dt作为标准。
最后优选的是，使用上述对运行参数的监测的组合方案，也即例如电流和转速变化或者电流变化和转速等等。
所述夹住危险也存在于天窗和车顶窗帘中。一种这样的天窗和车顶窗帘在图5中简化示出。
图5以简化的视图和相似的视角示出具有例如另外一种车身形状的汽车中的一个部分，对于相互对应的零部件使用如图1一样的附图标记。
因此重复说明也是多余的。
如看到的那样，所述车顶2包括一个矩形的车顶部分71，其中设置了一个相应的天窗。在车顶部分71下方是卷帘幅面21，它的自由棱边设置在一个拉伸型材72中，所述拉伸型材对应于图2中的拉杆装置25。对拉伸型材72的操作通过一个与图2中示出的类似的机构进行。所述卷绕轴位于置于汽车尾部的车顶部分71的棱边的区域中，同时导轨29平行于侧面棱边延伸。
在此，存在夹住的危险。所述危险通过按照图3和4的装置很大程度上消除了。
图6示出一个后窗卷帘，其中通过两个单臂的杠杆75来操作卷帘幅面。在一个细长的管形壳体76中可转动地支承所提及的卷绕轴22。所述卷绕轴如在前述实施例中，借助于一个发条驱动装置在卷绕卷帘幅面21时预紧。在卷帘幅面21的自由棱边上，也就是远离卷绕轴的棱边上存在一个拉伸型材77，其功能上很大程度地对应于拉杆装置25。在面向观察者的侧面上包含槽78，所述槽在拉伸型材的整个长度上延伸。所述两个杠杆75的自由端部在该槽中滑动。
所述杠杆75在其下端部上不可转动地固定在输出轴79上。所述输出轴79属于一个锥齿轮传动装置，所述锥齿轮传动装置设置在壳体81或者82中。所述壳体81和82如示出的那样在壳体76的纵向上相互间隔地固定并且固定在所述壳体上。所述输出轴79相互平行。
所述装置通过所述直流电机37驱动，所述直流电机例如使得一个包含在传动装置壳体82中的蜗杆有选择地转动。此外，通过一个连接轴83使得电机37与包含在传动装置壳体81中的传动装置连接。
图6示出了在驶出位置中的后窗卷帘。所述杠杆75在该位置大致垂直于卷绕轴22的纵向延伸部分。为了驶入，所述驱动电机37以相应的转向进行旋转。这使得两个杠杆75摆动而重叠，由此其自由的端部与卷绕轴22的距离相应减小。该与卷绕轴22耦连的发条驱动装置用于使得卷帘幅面21在杠杆75的每个位置保持张紧。
当所述两个杠杆大致平行于卷绕轴22分布时，达到所述驶入位置。
在实际的实施方式中，所述卷帘壳体76位于帽架14下边，如其在图1中示出的那样。所述卷帘通过操作穿过一个包含在帽架14中的缝隙而驶出，在驶出位置中，所述杠杆75大致平行于后窗玻璃4的内侧。
此外此处还要说明的是，不仅在完全驶出的位置上在车窗上棱边或者说车顶一端与在所述拉伸型材77另一端之间存在夹住危险，而且当拉伸型材77为了盖住在帽架中的缝隙而撞到缝隙边缘上时也存在夹住危险。
因为所述杠杆75陡峭地竖立着，在卷帘驶出时在相对小的电机转矩的情况下能够产生相对大的夹住力。与此相反，在驶入状态中，所述夹住力变小了，因为杠杆平躺着。为了适应上述情况，限值I和II相应地是不同的。
设有一个电动机的运行参数的监测装置作为在汽车的车窗卷帘中的防夹住装置，所述电动机驱动车窗卷帘。所述电机电流在超过一个限值时被切断。这作为信号解释为存在夹住情形或者夹紧情形。

Claims (17)

1.用于汽车(1)的卷帘，
具有一个卷绕轴(22)，该卷绕轴可转动地支承，
具有一个卷帘幅面(21)，所述卷帘幅面以一个棱边固定在卷绕轴(22)上并且具有一个远离卷绕轴的棱边，
具有一个拉杆装置(25，77)，其固定在远离卷绕轴(22)的棱边上，
具有至少一个电动机(37)，其在至少一个方向上驱动卷帘幅面(21)，
具有一个传感器(46，70)，该传感器测量电动机(37)的运行参数，
具有一个控制电路(45)，所述控制电路具有一个位于所述传感器(46)上的输入端(54，55)并且包括一个控制流程图，所述控制流程图监测所述电动机(37)的运行参数并且在超过至少一个设定的限值(I，II)时切断供给电动机(37)的电流。
2.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述运行参数是流过电机(37)的电流或者流过电机电流的电流变化或者电机(37)的转速或者转速变化。
3.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述传感器(46)是电流传感器。
4.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述电流传感器(46)由线性的欧姆电阻构成。
5.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述传感器是转速传感器(70)。
6.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述传感器(46，70)是至少一个霍耳探头。
7.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述限值(I，II)在卷帘幅面(21)驶出时对应于电动机(37)的运行参数。
8.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述限值(I，II)在卷帘幅面(21)驶入时对应于电动机(37)的运行参数。
9.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，设有两个限值(I，II)，其中一个对应于卷帘幅面(21)的驶出，另一个对应于卷帘幅面(21)的驶入。
10.按权利要求9所述的车窗卷帘，其特征在于，所述限值(I，II)在数值上和/或在符号上不同。
11.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，一个发条驱动装置(42)配属于所述卷绕轴(22)，通过该发条驱动装置所述卷绕轴(22)预紧以卷绕卷帘幅面(21)。
12.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，卷绕轴(22)形状配合连接地与电动机(37)耦合。
13.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述拉杆装置(25，77)端部侧在导轨(29)中导向。
14.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，设有导轨(29)，其包括导向槽，其中每个导向槽由一个槽室(30)和一个槽缝(31)组合在一起，其中槽室(30)的净宽度大于槽缝(31)的宽度。
15.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，在槽室(30)中包含不可弯曲地引导的线形的推力构件(32)，其形状配合连接地与电动机(37)耦连。
16.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，所述拉杆装置(77)与一个杠杆装置(75)耦连。
17.按权利要求1所述的车窗卷帘，其特征在于，拉杆装置(75)形状配合连接地与电动机(37)相连。
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