-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung
eines Einklemmzustands bei einem Öffnungs/Schließelement,
nach den Oberbegriffen der Ansprüche
1 bzw. 9.
-
Die
Druckschrift
DE 199
08 658 A1 zeigt eine Schließvorrichtung mit Sicherheitsfunktion,
insbesondere für
Kraftfahrzeugfenster und ein Schiebedach im Kraftfahrzeug, bei der
ein Sensor zur Erfassung einer entgegen der Schließrichtung
auf den Schließkörper wirkenden
Kraft und eine Steuerschaltung zum Überwachen der Kraft und Abbrechen
der Schließbewegung
des Schließkörpers für den Fall, dass
die Kraft einen Grenzwert übersteigt,
vorgesehen ist. Die Steuerschaltung ist ferner in der Lage, den
Betrieb der Schließvorrichtung
zu überwachen und
in einem Speicher zum Abspeichern von Kraftwerten die gespeicherten
Werte im Laufe des Betriebs der Schließvorrichtung laufend zu aktualisieren (gleitende
Mittelwertbildung). Die Aktualisierung ist jedoch auf den Betrieb
beschränkt,
wenn sicher ist, dass im Verlauf der Schließbewegung eine gemessene Zunahme
der Schließkraft
nicht auf einen Einklemmvorgang zurückzuführen ist.
-
Die
Druckschrift
DE 33
03 590 A1 zeigt ferner einen elektromotorisch angetriebenen
Fensterheber mit einer Sicherheitsschaltung, wobei ein Leistungsmesser
vorgesehen ist, der die der Antriebseinrichtung zugeführte Leistung
im Verlauf der Scheibenbewegung misst und wobei in einem Datenspeicher
entsprechende Werte der erfassten Leistungsaufnahme des Motors gespeichert
werden können.
In dem Datenspeicher ist das Leistungs-Weg-Diagramm einer ungestört ablaufenden
Schließbewegung
gespeichert, und es werden die gemessenen Werte mittels dieser Referenzdaten
verglichen. Die gespeicherten Daten können in Abhängigkeit von den gelieferten
Messdaten und dem Vergleich erneuert bzw. korrigiert werden. Nähert sich
im Verlauf der Wegstrecke die Scheibe bei ihrer Bewegung dem unteren
oder oberen Anschlag, dann wird mit veränderten Toleranzwerten verhindert,
dass der an den Rändern
des Bewegungsbereichs verursachte Leistungsanstieg des Motors ein
Störungssignal
verursacht.
-
Eine
Einklemm-Erfassungseinrichtung bekannter Art umfasst einen integrierten
Hallelement-Schaltkreis (d.h., einen Drehbewegungs-Sensor), mit
dessen Hilfe die Veränderung
des Magnetfeldes eines an der Welle eines Motors angeordneten Magneten
erfasst und auf diese Weise bestimmt wird, ob ein Objekt oder Hindernis
eingeklemmt worden ist oder nicht. Im einzelnen erfolgt bei dieser
Einklemm-Erfassungseinrichtung die Ermittlung eines Einklemmzustands,
indem die Stellung des Magneten auf der Basis der gezählten Anzahl
von Signalflanken eines von dem Drehbewegungs-Erfassungssensor abgegebenen
Impulssignals erfasst, die Drehzahl des Motors auf der Basis der
Perioden des Impulssignals berechnet und sodann ausgewertet wird,
in welchem Umfang die Motordrehzahl abgefallen ist.
-
Wenn
ein Öffnungs/Schließelement,
wie ein Schiebedach oder ein elektrischer Fensterheber zum Öffnen oder
Schließen
eines Öffnungsbereichs
betätigt
wird, erfolgt dies innerhalb des Öffnungsbereichs nicht mit konstanter
Belastung des Öffnungs/Schließelements.
So ist z.B. ein Schiebedachsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt,
das mit einem (nachstehend auch als Deflektor bezeichneten) Windabweiser
zur Verringerung zischender bzw. pfeifender oder pulsierender Fahrwindgeräusche bei
geöffnetem
Schiebedach versehen ist. Bei der Bewegung des Schiebedachs (d.h.,
des Öffnungs/Schließelements)
zum Schließen
des Öffnungsbereichs
müssen
vom Schiebedach Armelemente des Windabweisers eingeklappt werden,
um den Windabweiser in das Fahrzeugdach einzuklappen. Der Windabweiser
wird im allgemeinen durch Federwirkung hochgeklappt, d.h., durch
Beaufschlagung mit einer Federkraft im hochgeklappten Zustand gehalten.
Die Belastung des Öffnungs/Schließelements
beim Einklappen des Windabweisers ist somit größer als die Belastung des Öffnungs/Schließelements
in einem (nachstehend als Normalbereich bezeichneten) Bereich, in
dem kein Einklappen des Windabweisers erforderlich ist, was dazu
führt,
dass auf Grund der stärkeren
Belastung des Motors die Motordrehzahl abfällt.
-
Bei
diesem Schiebedach für
ein Kraftfahrzeug kann unter Umständen nicht genau beurteilt werden,
ob eine solche Verringerung der Motordrehzahl auf Grund des Einklappvorgangs
des Windabweisers durch das Öffnungs/Schließelement
oder auf Grund des Einklemmens eines Objektes oder Hindernisses
zwischen dem Öffnungs/Schließelement und
dem fest angeordneten Bauteil aufgetreten ist. Somit kann der Fall
eintreten, dass eine Beurteilungseinheit des Schiebedachsystems
das Vorliegen eines Einklemmzustands ermittelt, wenn lediglich der Windabweiser
durch das Öffnungs/Schließelement eingeklappt
wird und tatsächlich
kein Einklemmzustand vorliegt. In einem solchen Fall kann die Bewegung
des Öffnungs/Schließelements
zum Schließen des Öffnungsbereichs
fehlerhafterweise zum Stillstand gebracht werden, wobei darüber hinaus
das Öffnungs/Schließelement
auch noch irrtümlich
zum Öffnen
des Öffnungsbereiches
in Rückwärtsrichtung bewegt
werden kann.
-
Zur
Verhinderung einer solchen fehlerhaften Betätigung des Öffnungs/Schließelements
auf Grund einer Fehlbeurteilung in Bezug auf das Vorliegen eines
Einklemmzustands ist bereits eine Einklemm-Erfassungseinrichtung
entwickelt worden, bei der ein vorgegebener Betriebs- oder Betätigungsbereich,
in dem die Motordrehzahl in Abhängigkeit
von der Gleitbewegung des Öffnungs/Schließelements
verändert wird,
in mehrere Bereiche bzw. Abschnitte unterteilt und ein Schwellenwert
für die
Bestimmung des Auftretens eines Einklemmzustands für jeden
Bereich vorgegeben ist. Dieser Schwellenwert ist in Form einer Drehzahl
angegeben. Eine Beurteilungseinheit der Einklemm-Erfassungseinrichtung
bestimmt das Vorliegen eines Einklemmzustands, wenn der Verringerungsbetrag
der Motordrehzahl je Zeiteinheit den Schwellenwert überschreitet.
Einer dieser Abschnitte des gesamten Betriebsbereiches umfasst einen
Bereich, in dem der Windabweiser von dem Schiebedach eingeklappt
wird. In diesem Bereich ist der Schwellenwert auf einen relativ
hohen Wert, d.h., einen relativ großen Verringerungsbetrag der
Motordrehzahl, eingestellt, um eine Fehlbeurteilung in Bezug auf
das Vorliegen eines Einklemmzustands zu vermeiden. Wenn sich in
diesem Bereich die Motordrehzahl verringert und kein Einklemmzustand
vorliegt, überschreitet
der Verringerungsbetrag der Motordrehzahl somit nicht den Schwellenwert,
sodass eine Fehlbeurteilung in Bezug auf das Vorliegen eines Einklemmzustands
und damit eine fehlerhafte Betätigung
des Öffnungs/Schließelements
verhindert werden kann.
-
Darüber hinaus
kann sich der Gleitwiderstand des Schiebedachs durch Schwankungen
der Motordrehzahl auf Grund von Temperaturänderungen, alterungsbedingten
Verformungen des Schiebedachs oder dergleichen verändern. Der
Schwellenwert für
die Ermittlung des Vorliegens eines Einklemmzustands muss somit
unter Berücksichtigung verschiedener
Faktoren in Bezug auf die Schwankungen der Motordrehzahl auf einen
relativ hohen Wert voreingestellt werden. Außerdem können beim Einbau der Einklappelemente
der Windabweiser individuelle Abweichungen auftreten. Die Anzahl
der Abschnitte bzw. Bereiche, in denen ein relativ hoher Schwellenwert
vorgegeben ist, sollen vorzugsweise den gesamten Betriebsbereich
in einem gewissen Ausmaß abdecken.
Hierbei kann es dazu kommen, dass der Schwellenwert in den Bereichen,
in denen der Windabweiser nicht durch das Öffnungs/Schließelement
eingeklappt und die Motordrehzahl nicht verringert wird, auf einen
relativ hohen Wert eingestellt ist. Wenn somit in diesen Bereichen
ohne Einklappen des Windabweisers ein Einklemmzustand auftritt, kann
die auf das Objekt oder Hindernis einwirkende Belastung größer als
die in einem solchen Falle im Normalbereich auf ein Objekt oder
ein Hindernis einwirkende Belastung sein. Dies wiederum kann zu Schäden an Objekt
oder dem Hindernis führen.
-
Das
vorstehend beschriebene Problem tritt bei Schwankungen der auf das Öffnungs/Schließelement
einwirkenden Belastung auf, wenn das Öffnungs/Schließelement
eine Schließbewegung über den
Betriebsbereich hinweg ausführt
und kein Objekt zwischen dem Öffnungs/Schließelement
und dem fest angeordneten Bauteil eingeklemmt ist.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Einklemm-Erfassungseinrichtung
und ein entsprechendes Verfahren für ein Öffnungs/Schließelement
anzugeben, mit deren Hilfe das Vorliegen eines Einklemmzustands
unabhängig von
Schwankungen der Belastung erfasst werden kann, die auf das Öffnungs/Schließelement
bei dessen Schließbewegung über den
Betriebsbereich hinweg einwirkt, wenn kein Objekt zwischen dem Öffnungs/Schließelement
und dem fest angeordneten Bauteil eingeklemmt ist.
-
Diese
Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 bzw. 9 angegebenen Merkmalen
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die
Steuereinrichtung speichert den Antriebszustand der Antriebseinrichtung
entsprechend der auf das Öffnungs/Schließelement
einwirkenden Belastung als Referenz-Belastungsdaten, wenn während der
Schließbewegung
des Öffnungs/Schließelements
zum Schließen
der Öffnung
eine vorgegebene Bedingung erfüllt
ist. Außerdem
berechnet die Steuereinrichtung nach der Speicherung der Referenz-Belastungsdaten Antriebsdaten,
die den Antriebszustand der Antriebseinrichtung während der Schließbewegung
des Öffnungs/Schließelements zum
Schließen
der Öffnung
angeben, sowie Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten,
die auf der Basis der Antriebsdaten und der Referenz-Belastungsdaten durch
Unterdrücken
der Belastungswerte bei den Antriebsdaten bei Erfüllung der
vorgegebenen Bedingung erzeugt werden, und beurteilt sodann auf
der Basis der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten,
ob das Objekt zwischen dem Öffnungs/Schließelement und
dem fest angeordneten Bauteil eingeklemmt ist oder nicht.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung stellt die Steuereinrichtung das Auftreten eines Einklemmzustandes
zwischen dem Öffnungs/Schließelement
und dem fest angeordneten Bauteil fest, wenn eine Veränderung
der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
während
einer vorgegebenen Zeitdauer einen Schwellenwert überschreitet.
-
Alternativ
stellt die Steuereinrichtung das Auftreten eines Einklemmzustands
zwischen dem Öffnungs/Schließelement
und dem fest angeordneten Bauteil fest, wenn eine Veränderung
der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
in Bezug auf einen Referenzwert einen Schwellenwert überschreitet.
-
Als
weitere Alternative stellt die Steuereinrichtung das Auftreten eines
Einklemmzustands zwischen dem Öffnungs/Schließelement
und dem fest angeordneten Bauteil fest, wenn die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
einen vorgegebenen Wert überschreiten.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist die vorgegebene Bedingung erfüllt, wenn die Steuereinrichtung
die Beurteilung trifft, dass kein Objekt zwischen dem Öffnungs/Schließelement und
dem fest angeordneten Bauteil eingeklemmt ist.
-
Außerdem ist
die vorgegebene Bedingung erfüllt,
wenn der Antrieb der Antriebseinrichtung bei der Schließbewegung
des Öffnungs/Schließelements
zum Schließen
der Öffnung
nicht unterbrochen oder beendet wird.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt:
-
1 eine
schematische Darstellung des Öffnungs/Schließelements
eines Schiebedachs gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wobei sich das Schiebedach in einem aufgeklappten
Zustand befindet,
-
2 eine
perspektivische Ansicht des Schiebedachs im vollständig geöffneten
Zustand,
-
3 ein
Blockschaltbild einer Steuereinrichtung zur Steuerung des öffnungs/Schließbetriebs des
Schiebedachs,
-
4 eine
grafische Darstellung zur Veranschaulichung der jeweiligen Signalverläufe von
Referenz-Belastungsdaten, Antriebsdaten und Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten,
und
-
5 ein
Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer in Verbindung mit der
Erfassung eines Einklemmzustands erfolgenden Steuerung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
-
Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung eingegangen, das sich auf eine Einklemm-Erfassungseinrichtung
bezieht, die bei dem Schiebedachsystem eines Kraftfahrzeugs Anwendung
findet. Die erfindungsgemäße Einklemm-Erfassungseinrichtung
ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern kann auch bei einem elektrischen Fensterheber für ein Kraftfahrzeug, durch
den eine Fensterscheibe aufwärts
und abwärts bewegt
wird, einer öffnungs/Schließeinrichtung
für eine
Fahrzeugtür,
durch die eine Gleitbewegung einer Schiebetür herbeigeführt wird, einer öffnungs/Schließeinrichtung
für ein
Fahrzeugdach, durch die ein gesamtes Fahrzeugdach bewegt wird, oder
dergleichen Verwendung finden.
-
Wie
in 1 veranschaulicht ist, wird ein Schiebedach 2 (d.h.,
ein Öffnungs/Schließelement
in Form der Scheibe eines Glasdaches) von einer in einem Dach 1 eines
Kraftfahrzeugs AM angeordneten Schiebedach-Öffnungs/Schließeinrichtung
zum Öffnen
oder Schließen
einer in dem Dach 1 ausgebildeten Öffnung 1a bewegt.
Das Schiebedach 2 führt
in der Längsrichtung
des Fahrzeugs mit Hilfe eines (nicht dargestellten) bekannten Gleitmechanismus eine
Gleitbewegung aus und wird außerdem
mit Hilfe eines (nicht dargestellten) bekannten Klappmechanismus
aufgeklappt und eingeklappt. Eine Antriebseinheit (d.h., eine Antriebseinrichtung) 3 zur
Betätigung
des Schiebedachs 2 ist in dem Dach 1 an der Vorderseite
der Öffnung 1a angeordnet.
Die Antriebseinheit 3 umfasst einen Elektromotor 4 (der
nachstehend vereinfacht als Motor bezeichnet wird) sowie eine Getriebeeinheit 5,
die zusammen eine Einheit bilden. Eine Abtriebswelle der Getriebeeinheit 5 steht in
Wirkverbindung mit dem Gleitmechanismus und dem Klappmechanismus.
Das Schiebedach 2 wird zwischen der in 1 veranschaulichten
aufgeklappten Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung
in Abhängigkeit
von der Ansteuerung des Motors 4 aufgeklappt und eingeklappt
und führt ferner
in Abhängigkeit
von der Ansteuerung des Motors 4 eine Gleitbewegung zwischen
der vollständig geschlossenen
Stellung und der in 2 dargestellten vollständig geöffneten
Stellung durch. Bei diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird das Schiebedach 2 aus der in 1 dargestellten
aufgeklappten Stellung eingeklappt und zum Schließen der Öffnung 1a bewegt,
wenn der Elektromotor 4 eine Drehbewegung in einer normalen
Richtung durchführt.
Hingegen wird das Schiebedach 2 zum Öffnen der Öffnung 1a aus der
vollständig
geschlossenen Stellung heraus bewegt und aufgeklappt, wenn der Elektromotor 4 in
Gegen- oder Rückwärtsrichtung
in Drehung versetzt wird.
-
Wie
in 2 veranschaulicht ist, ist an der inneren Vorderseite
der Öffnung 1a ein
Windabweiser 6 angeordnet (der nachstehend auch als Deflektor
bezeichnet ist). Der Windabweiser 6 wird von zwei Armen 7 gehalten,
während
er mit der Vorspannkraft einer (nicht dargestellten) Feder beaufschlagt
wird, um aus der Öffnung 1a auf
der Oberseite des Fahrzeugs herausgeklappt bzw. hochgeklappt zu
werden. Wenn das Schiebedach 2 zum Öffnen der Öffnung 1a bewegt wird,
wird der Windabweiser 6 durch die Vorspannkraft der Feder
hochgeklappt. Bei der Bewegung des Schiebedachs 2 zum Schließen der Öffnung 1a werden
dagegen die beiden Arme 7 von dem Schiebedach 2 gegen
die Vorspannkraft der Feder abwärts
gedrückt,
sodass der Windabweiser 6 in das Dach 1 eingeklappt
wird. Wie in 3 veranschaulicht ist, besitzt
eine Steuereinheit 30 der Getriebeeinheit 3 einen
Mikrocomputer 300, der einen Festspeicher ROM, in dem ein
Programm zur Steuerung des über
den Motor 4 erfolgenden Antriebs gespeichert ist, einen
Direktzugriffsspeicher RAM, in dem für die Verarbeitung des Programms
erforderliche Werte gespeichert sind, einen Zeitgeber zur Zählung der
Perioden eines Impulssignals, das von einer Impulsgeneratoreinrichtung 11 in
Form eines Hall-Elements abgegeben wird, sowie einen Analog/Digital-Umsetzer zur
Umsetzung eines die von einer als elektrische Stromquelle dienenden
Fahrzeugbatterie 21 als elektrische Quellenspannung zugeführte Batteriespannung
repräsentierenden
Analogwertes in einen Digitalwert umfasst, eine Eingangsschnittstelle 17 zur
Erzielung der erforderlichen elektrischen Kompatibilität zwischen
dem Mikrocomputer 300 und eingegebenen Signalen, ein Relais 14 zur
Steuerung der Drehrichtung des Motors 4 in Bezug auf die
Normalrichtung oder die Rückwärtsrichtung
sowie eine Stromversorgungsschaltung 20, die von der Fahrzeugbatterie 21 mit
einer elektrischen Spannung (von im allgemeinen 12 Volt) versorgt
wird und eine Konstantspannung mit einem Spannungswert von z.B.
5 Volt erzeugt. Die von der Stromversorgungsschaltung 20 erzeugte
Konstantspannung wird dem Mikrocomputer 300 zugeführt, während die
Batteriespannung der Eingangsschnittstelle 17 zugeführt wird.
Wenn der Motor 4 in der Normalrichtung angetrieben wird,
wird das Schiebedach 2 zum Öffnen der Öffnung 1a bewegt.
Wenn dagegen der Motor 4 in Rückwärtsrichtung angetrieben wird,
wird das Schiebedach 2 zum Schließen der Öffnung 1a bewegt.
-
Im
Fahrzeug ist ein Betätigungsschalter 23 angeordnet,
der von einem Insassen zum Öffnen
und Schließen
des Schiebedachs 2 manuell betätigt wird. Ein Öffnungs/Einklappschalter
und ein Schließ/Aufklappschalter
des Betätigungsschalters 23 werden entsprechend
ihrer Betriebsrichtung betätigt.
Beide Schalter sind abgeschaltet, wenn keine Betätigung des Betätigungsschalters 23 erfolgt.
Das von dem Betätigungsschalter 23 abgegebene
Signal wird dem Mikrocomputer 300 über die Eingangsschnittstelle 17 zugeführt, woraufhin
der Mikrocomputer 300 dem Relais 14 ein Ansteuersignal
zum Antrieb des Motors 4 entsprechend dem von dem Betätigungsschalter 23 abgegebenen
Signal zuführt.
Die Steuerung des Relais 14 erfolgt somit durch Zuführung oder
Unterbrechung der Zuführung
eines elektrischen Stroms in Abhängigkeit
von dem vom Mikrocomputer 300 abgegebenen Ansteuersignal,
wobei die Drehbewegung des Motors 4 in Bezug auf die Normalrichtung und
die Rückwärtsrichtung
gesteuert oder der Motor 4 zum Stillstand gebracht wird.
-
Das
von dem Hall-Element 11 abgegebene Impulssignal wird dem
Mikrocomputer 300 über
eine Eingangsschnittstelle 18 zugeführt. Das Hall-Element 11 gibt
einen Impuls je Umdrehung eines an einer Welle des Motors 4 angeordneten
(nicht dargestellten) Magneten ab. Auf diese Weise erzeugt das Hall-Element 11 ein
Impulssignal, das synchron mit der Drehbewegung des Motors 4 aufeinanderfolgend eingeschaltet
und abgeschaltet wird. Der Mikrocomputer 300 erfasst Impulsflanken
(die nachstehend auch als Signalflanken bezeichnet sind) des von
dem Hall-Element 11 abgegebenen Impulssignals, berechnet
jeweilige Zeitintervalle zwischen mehreren Signalflanken mit Hilfe
des Zeitgebers, ermittelt die Perioden des Impulssignals und berechnet
auf diese Weise die Drehzahl des Motors 4. Hierbei beurteilt der
Mikrocomputer 300 auf der Basis einer Veränderung
der Drehzahl des Motors 4, ob ein Objekt oder Hindernis
zwischen dem Dach 1 und dem Schiebedach 2 bei
dessen Gleitbewegung in Schließrichtung zum
Schließen
der Öffnung 1a eingeklemmt
ist. Der Mikrocomputer 300 bestimmt somit das Vorliegen
eines Einklemmzustands, wenn die Drehbewegung des Motors 4 behindert
oder verzögert
wird und dessen Drehzahl abfällt.
-
Nachstehend
wird die vom Mikrocomputer 300 zur Erfassung eines Einklemmzustands
durchgeführte
Ablaufsteuerung unter Bezugnahme auf die in 4 dargestellten
Datensignalverläufe
und das Ablaufdiagramm gemäß 5 näher beschrieben. Die
Datensignalverläufe
umfassen Referenz-Belastungsdaten B, Antriebsdaten C sowie Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D. Hierbei ist in 4 über der Abszisse die Anzahl
der Signalflanken des Impulssignals von der vollständig geöffneten
Stellung des Schiebedachs 2 bis zu dessen vollständig geschlossener
Stellung aufgetragen, während über der
Ordinate die Drehzahl des Motors 4 aufgetragen ist.
-
Wenn
der Mikrocomputer 300 mit Strom versorgt bzw. eingeschaltet
wird, führt
der Mikrocomputer 300 zunächst das im Festspeicher ROM
abgespeicherte Programm aus. In einem Schritt S1 werden die Speicher
des Mikrocomputers 300 initialisiert. Hierbei werden z.B.
Daten in dem Mikrocomputer 300, Daten im Ein-Ausgabekanal
und der im Zähler
enthaltene Wert initialisiert. Außerdem werden die Speicherdaten
des Festspeichers ROM und des Direktzugriffsspeichers RAM überprüft. Der
Ablauf vom Schritt S1 bis zu einem Schritt S5 wird wiederholt in einem
vorgegebenen Zyklus durchgeführt.
Hierbei wird der vorgegebene Zyklus in Relation zu dem Intervall
zwischen den Flanken des von dem Hall-Element 11 abgegebenen
Impulssignals ausreichend kurz gehalten.
-
In
einem Schritt S2 werden dem Mikrocomputer 300 das Signal
des Betätigungsschalters 23, das
Impulssignal des Hall-Elements 11 sowie
das Spannungssignal der Stromversorgungsschaltung 20 zugeführt. In
einem Schritt S3 ermittelt der Mikrocomputer 300, ob sich
das Schiebedach 2 in Schließrichtung bewegt oder nicht.
Wenn sich das Schiebedach 2 entsprechend einer Drehbewegung
des Motors 4 in Normalrichtung in der Öffnungsrichtung bewegt, führt der
Mikrocomputer 300 somit keine Beurteilung in Bezug auf
das Vorliegen eines Einklemmzustands durch, sodass der Ablauf auf
einen Schritt S4 übergeht.
Wenn sich dagegen das Schiebedach 2 entsprechend einer
Drehung des Motors 4 in Rückwärtsrichtung in seiner Schließrichtung
bewegt, führt der
Mikrocomputer 300 eine Beurteilung in Bezug auf das Vorliegen
eines Einklemmzustands durch, wobei der Ablauf auf einen Schritt
S8 übergeht.
-
Im
Schritt S8 werden die Antriebsdaten C der Drehzahl C des Motors 4 zu
einem jeweiligen Zeitpunkt erfasst, während das Schiebedach 2 seine Schließbewegung
ausführt.
In einem Schritt S9 werden die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten D
gebildet, indem die Referenz-Belastungsdaten B einschließlich Störungen bei
der zum jeweiligen Zeitpunkt vorliegenden Drehzahl C des Motors 4 unterdrückt werden.
Die Referenz-Belastungsdaten B werden im Direktzugriffsspeicher
RAM gespeichert und bezeichnen die auf das Schiebedach 2 einwirkende
Belastung, wenn kein Objekt oder Hindernis eingeklemmt ist. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden sowohl die Drehzahl C als auch die Referenz-Belastungsdaten
B in Form einer Drehzahl angegeben, sodass die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten D
durch Subtraktion der Referenz-Belastungsdaten
B von der Drehzahl C berechnet werden können.
-
Die
Referenz-Belastungsdaten B werden in der vorstehend beschriebenen
Weise erhalten. Der Mikrocomputer 300 berechnet eine Drehzahl
A des Motors 4 während
der Schließ-Gleitbewegung des Schiebedachs 2 vor
der zum derzeitigen Zeitpunkt erfolgenden Berechnung der Drehzahl
C. In der Zwischenzeit berechnet der Mikrocomputer 300 die
Veränderung
der Drehzahl A je Signalflanke des Impulssignals, d.h., den Betrag
des Anstiegs/Abfalls der Drehzahl A des Motors 4, bei jedem
Verarbeitungszyklus. Diese Veränderung
der Drehzahl A wird in Form von Referenz-Belastungsdaten B in den Direktzugriffsspeicher
RAM jeweils neu eingeschrieben, wenn eine vorgegebene Bedingung
in einem Schritt S6 erfüllt
ist. Die Referenz-Belastungsdaten B werden nur in einem Betriebsbereich
bzw. Betriebsabschnitt gespeichert, bei dem davon ausgegangen wird,
dass der Windabweiser 6 von dem Schiebedach 2 abwärts gedrückt bzw.
eingeklappt wird. Dieser Betriebsbereich bzw. Betriebsabschnitt
ist in 4 durch den Bereich vom Punkt E1 der Anzahl von
Signalflanken bis zu dem Punkt E2 der Anzahl von Signalflanken gekennzeichnet.
Die Referenz-Belastungsdaten
B in den anderen Betriebsbereichen, wie dem Bereich vom Nullpunkt
der Anzahl von Signalflanken zu dem Punkt E1, und dem Bereich, der die
in Bezug auf die Zahl der Signalflanken am Punkt E2 höheren Zahlenwerte
der Signalflanken umfasst, sind durch einen Signalverlauf definiert,
bei dem von einer im wesentlichen konstanten Drehzahl A des Motors 4 ausgegangen
wird. Vorzugsweise ist es daher nicht erforderlich, dass die Speicherkapazität des Direktzugriffsspeichers
RAM zur Speicherung jeglicher Referenz-Belastungsdaten B in jedem
Betriebsbereich ausreicht.
-
Nach
der im Schritt S9 erfolgenden Berechnung der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D geht der Ablauf auf einen Schritt S10 über, bei dem beurteilt wird,
ob eine Veränderung
der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D in einer vorgegebenen Zeit (z.B. während einer Periode des Impulssignals)
einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet oder nicht. Wenn
eine solche Änderung
der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D im wesentlichen gleich oder größer als
der Schwellenwert ist, bestimmt der Mikrocomputer 300 das
Vorliegen eines Einklemmzustands, woraufhin der Ablauf auf einen
Schritt S11 übergeht.
Wenn dagegen die Änderung
der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D unter dem Schwellenwert liegt, ermittelt der Mikrocomputer 300 keinen Einklemmzustand,
woraufhin der Ablauf auf einen Schritt S14 übergeht.
-
Im
Schritt S14 wird ein die gezählte
Anzahl von Einklemm-Erfassungen
repräsentierender
Zählwert
gelöscht
und auf Null gesetzt, woraufhin der Ablauf zum Schritt S4 zurückkehrt.
Im Schritt S11 wird der Zählwert
der Einklemm-Erfassung
um den Wert 1 erhöht.
In einem Schritt S12 wird beurteilt, ob der Zählwert im wesentlichen gleich
oder größer als
ein vorgegebener Wert ist oder nicht. Wenn der Zählwert im wesentlichen gleich
oder größer als
der vorgegebene Wert ist, geht der Ablauf auf einen Schritt S13 über, in
dem die Erfassung eines Einklemmzustands bestätigt wird, woraufhin der Ablauf
zum Schritt S4 zurückkehrt.
Wenn dagegen der Zählwert
kleiner als der vorgegebene Wert ist, kehrt der Ablauf ohne Bestätigung der
Erfassung eines Einklemmzustands zum Schritt S4 zurück. Wie
vorstehend beschrieben, wird somit der Zählwert gelöscht und auf Null gesetzt, wobei
der die gezählte
Anzahl von Einklemm-Erfassungen
repräsentierende
Zählwert
noch unter dem vorgegebenen Wert liegt. Die Erfassung des Vorliegens
eines Einklemmzustands kann somit nur dann bestätigt werden, wenn ein Einklemmzustand
aufeinanderfolgend erfasst wird und der erhaltene Zählwert gleich
oder größer als
der vorgegebene Wert ist.
-
Wenn
das Vorliegen eines Einklemmzustands im Schritt S13 bestätigt wird,
führt der
Mikrocomputer 300 dem Relais 14 ein Abschaltsignal
zur Unterbrechung der elektrischen Stromversorgung zu, wodurch die
Drehbewegung des Motors 4 in Rückwärtsrichtung zur Bewegung des
Schiebedachs 2 in Schließrichtung beendet wird. Außerdem setzt
der Mikrocomputer 300 ein Zustandssignal oder Zustandsbit,
das die Erfassung eines Einklemmzustands bezeichnet. Der Direktzugriffsspeicher
RAM speichert sodann ein dem Relais 14 zuzuführendes Signal
auf der Basis des gesetzten Zustandssignals, damit der Motor 4 zur
Herbeiführung
einer Öffnungsbewegung
des Schiebedachs 2 in Drehung versetzt wird. In einem Schritt
S5 wird dieses Signal dem Relais 14 zugeführt, sodass
das Relais 14 mit Strom zur Drehung des Motors 4 zur
Herbeiführung
einer Öffnungsbewegung
des Schiebedachs 2 versorgt wird.
-
Der
Ablauf geht sodann auf einen Schritt S6 für die Beurteilung über, ob
eine Fehlerbedingung erfüllt
ist oder nicht. Wenn hierbei ermittelt wird, dass die Fehlerbedingung
erfüllt
ist, wird davon ausgegangen, dass eine auf äußeren Ursachen beruhende zusätzliche
Belastung auf das Schiebedach 2 einwirkt. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ermittelt der Mikrocomputer 300 die Erfüllung der Fehlerbedingung,
wenn zumindest eine der folgenden vier Bedingungen erfüllt ist:
- 1) Wenn ein Objekt oder Hindernis in der Öffnung 1a zwischen
dem Schiebedach 2 und dem Dach 1 eingeklemmt ist
(z.B. wenn eine in Relation zu der auf den Windabweiser 6 einwirkenden
Vorspannkraft größere Belastung
auf das Schiebedach 2 einwirkt und die Drehzahl des Motors 4 gleich oder
kleiner als die unmittelbar vor Auftreten des Einklemmzustands vorliegende
Drehzahl wird),
- 2) Wenn der Antrieb des Motors 4 bei der Schließbewegung
des Schiebedachs 2 unterbrochen oder zum Stillstand gebracht
wird,
- 3) Wenn die dem Mikrocomputer 300 zugeführte Spannung
schnellen Schwankungen unterworfen ist, und
- 4) Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als
eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
-
Andererseits
trifft der Mikrocomputer 300 die Beurteilung, dass die
Fehlerbedingung nicht erfüllt ist,
wenn keine der vier vorstehenden Bedingungen erfüllt ist. Der Fall der Nichterfüllung der
Fehlerbedingung entspricht somit dem Fall der Erfüllung einer vorgegebenen
Bedingung.
-
Wenn
der Mikrocomputer 300 im Schritt S6 ermittelt, dass die
Fehlerbedingung nicht erfüllt
ist, d.h., wenn der Mikrocomputer 300 im Schritt S6 die Erfüllung der
vorgegebenen Bedingung ermittelt, geht der Ablauf auf einen Schritt
S7 über.
Im Schritt S7 werden die bereits im Direktzugriffsspeicher RAM gespeicherten
Referenz-Belastungsdaten
B gelöscht und
durch die Änderung
der Drehzahl C des Motors 4 je Flanke des Impulssignals
während
der zu dieser Zeit erfolgenden Schließbewegung des Schiebedachs 2 ersetzt.
Dies bedeutet, dass die Änderung der
Drehzahl C während
der zu dieser Zeit erfolgenden Schließbewegung des Schiebedachs 2 als
neue Referenz-Belastungsdaten
B festgelegt werden. Die Referenz-Belastungsdaten B werden in der vorstehend
beschriebenen Weise erneuert. Wenn sodann der Motor 4 stets
mit einer Konstantspannung versorgt wird, ergibt sich eine negative
Korrelation zwischen dem vom Motor erzeugten Drehmoment und seiner
Drehzahl, d.h., wenn die Drehzahl des Motors 4 zunimmt,
nimmt das Drehmoment ab. Wenn dagegen die Drehzahl des Motors 4 abfällt, nimmt
das Drehmoment zu. Die Drehmomentänderung des Motors 4 kann
somit durch Speicherung der Veränderung
der Drehzahl C des Motors 4 erfasst werden. Unter Berücksichtigung
der Charakteristik zwischen dem Motordrehmoment und der Motordrehzahl
werden die Referenz-Belastungsdaten B bei Einwirkung einer Belastung
auf das Schiebedach 2 erneuert, wenn davon ausgegangen
wird, dass keine Belastung auf Grund äußerer Ursachen auf das Schiebedach 2 einwirkt,
d.h., wenn nur die bei der Schließbewegung des Schiebedachs 2 auf
das Schiebedach 2 einwirkende Belastung vorliegt und kein
Einklemmzustand auftritt. Die erneuerten Referenz-Belastungsdaten B
werden zur Berechnung der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten D
beim nächsten Schließvorgang
des Schiebedachs 2 herangezogen. Wenn die vorgegebene Bedingung
beim nächsten Schließvorgang
des Schiebedachs 2 erneut erfüllt ist, d.h., wenn die Fehlerbedingung
beim nächsten Schließvorgang
des Schiebedachs 2 nicht erneut erfüllt ist, werden die Referenz-Belastungsdaten
B wieder erneuert.
-
Wie
vorstehend beschrieben, werden die Referenz-Belastungsdaten B aufeinanderfolgend
jeweils erneuert, wenn die vorgegebene Bedingung erfüllt ist.
Auf diese Weise kann das Auftreten eines Einklemmzustands auf der
Basis der Referenz-Belastungsdaten B auch bei einer Veränderung
der auf das Schiebedach 2 einwirkenden Belastung auf Grund
einer alterungsbedingten Verformung korrekt ermittelt werden.
-
Wenn
dagegen der Mikrocomputer 300 im Schritt S6 feststellt,
dass die vorgegebene Bedingung nicht erfüllt ist, d.h., wenn der Mikrocomputer 300 im
Schritt S6 die Erfüllung
der Fehlerbedingung feststellt, geht der Ablauf nicht auf den Schritt
S7 über,
sodass die Referenz-Belastungsdaten
nicht erneuert werden. In diesem Falle werden die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D für die
nächste Schließbewegung
des Schiebedachs 2 durch Verwendung der zur Berechnung
der vorherigen Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten D
herangezogenen Referenz-Belastungsdaten B erhalten. Die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D werden auf der Basis der Differenz zwischen den Referenz-Belastungsdaten B
und den Antriebsdaten C berechnet. Die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten D
werden somit berechnet, indem die bei der Erfüllung der vorgegebenen Bedingung
auf das Schiebedach 2 einwirkende Belastung unterdrückt wird.
Die zur Erfassung eines Einklemmzustands verwendeten Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D werden demzufolge durch die Veränderung der auf das Schiebedach 2 bei
erfüllter
vorgegebener Bedingung einwirkenden Belastung nicht beeinflusst.
Außerdem
verändern
sich die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten D
auch nicht auf Grund der Veränderung
der auf das Schiebedach 2 als Ergebnis des durch das Schiebedach 2 erfolgenden
Herabdrückens
bzw. Einklappens des Windabweisers 6 einwirkenden Belastung.
In diesem Falle werden die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten D mit
einem weitgehend flachen Signalverlauf erzeugt, wobei kein Einklemmzustand
zwischen dem Schiebedach 2 und dem Dach 1 vorliegt.
Außerdem überschreitet
hierbei die Änderung
der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
D auch nicht den Schwellenwert.
-
Gemäß dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die Änderung
der Motordrehzahl als Referenz-Belastungsdaten
gespeichert. Alternativ kann die Änderung des dem Motor 4 zugeführten elektrischen
Stroms als Referenz-Belastungsdaten anstelle der Änderung
der Motordrehzahl gespeichert werden. Außerdem können die Referenz-Belastungsdaten,
auch erhalten werden, indem die auf das Schiebedach 2 einwirkende
Belastung direkt erfasst wird.
-
Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung
werden die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
erhalten, indem die Änderung
der Motordrehzahl bei Erfüllung
der vorgegebenen Bedingung als Referenz-Belastungsdaten eingestellt werden.
Alternativ können
die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
jedoch auch erhalten werden, indem die Motordrehzahl selbst bei
Erfüllung
der vorgegebenen Bedingung als Referenz-Belastungsdaten eingestellt
und die Differenz zwischen den Referenz-Belastungsdaten und der Motordrehzahl
zum derzeitigen Zeitpunkt berechnet werden.
-
Bei
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird ein Einklemmzustand ermittelt, wenn die Änderung der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
während
einer vorgegebenen Zeit gleich oder größer als der vorgegebene Schwellenwert
ist. Alternativ kann das Vorliegen eines Einklemmzustands jedoch
auch ermittelt werden, wenn die Änderung
der Unregelmäßigkeits- Detektionsdaten in
Bezug auf einen Referenzwert einen Schwellenwert überschreitet.
Der Referenzwert ist hierbei durch den Maximalwert der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
gegeben. Weiterhin kann alternativ das Vorliegen eines Einklemmzustands
ermittelt werden, wenn die Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten selbst
einen vorgegebenen Wert überschreiten.
-
Wie
vorstehend beschrieben, werden bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung
die zur Ermittlung eines Einklemmzustands verwendeten Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten durch
Veränderungen
der Belastung bei Erfüllung
der vorgegebenen Bedingung nicht beeinflusst. Auch wenn die Einklemm-Erfassungseinrichtung
einen Aufbau aufweist, bei dem sich die auf das Öffnungs/Schließelement
wirkende Belastung bei Erfüllung
der vorgegebenen Bedingung während
der Schließbewegung des Öffnungs/Schließelements
zum Schließen
der Öffnung
in erheblichem Umfang verändert,
treten keine Abweichungen der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten auf Grund der Schwankungen
der Belastung unter der Struktur des Öffnungs/Schließelements
und des fest angeordneten Bauteils auf.
-
Außerdem ist
es bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Erfindung nicht mehr erforderlich, den Betriebsbereich des Öffnungs/Schließelements
in eine Anzahl von Bereichen aufteilen zu müssen, wobei außerdem das
Erfordernis entfallen ist, die Schwellenwerte für die jeweiligen Bereiche zur
Bestimmung des Auftretens eines Einklemmzustands einstellen zu müssen. Außerdem ist
es nicht mehr erforderlich, einen Bereich mit einem relativ hohen
Schwellenwert festzulegen.
-
Im
Rahmen der vorstehenden Beschreibung sind das Funktionsprinzip und
die Arbeitsweise der Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben
worden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die im einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern es können
verschiedene Veränderungen
und Modifikationen im Rahmen von Äquivalenten vorgenommen werden,
ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
-
Wie
vorstehend beschrieben, umfassen das erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Erfassung eines Einklemmzustands bei einem Öffnungs/Schließelement
eine Steuereinrichtung, die den Antriebszustand der Antriebseinrichtung
entsprechend der auf das Öffnungs/Schließelement
einwirkenden Belastung als Referenz-Belastungsdaten speichert, wenn
während der
Schließbewegung
des Öffnungs/Schließelements
eine vorgegebene Bedingung erfüllt
ist. Die Steuereinrichtung berechnet außerdem nach der Speicherung
der Referenz-Belastungsdaten
Antriebsdaten, die den Antriebszustand während der Schließbewegung
des Öffnungs/Schließelements angeben,
sowie Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten,
die auf der Basis der Antriebsdaten und der Referenz-Belastungsdaten durch
Unterdrücken
der Belastungswerte bei den Antriebsdaten bei Erfüllung der
vorgegebenen Bedingung erzeugt werden, und beurteilt sodann auf
der Basis der Unregelmäßigkeits-Detektionsdaten
das Vorliegen eines Einklemmzustands.