DE19507541C1 - Antriebsvorrichtung für Schließteile bei Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Schließteile bei Kraftfahrzeugen, insbe­ sondere Schiebedächer, Schiebe/Hebedächer und dergleichen, mit einem Antriebsmotor, einem Sensor zur Erfassung der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors und einer Einklemm­ schutzeinrichtung zum Abschalten oder zur Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors bei Einklemmgefahr.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 34 33 204 C2) ist ein Positions-Istwertgeber vorgesehen, der ein der Ist-Stellung des Schließteils entsprechendes Positions-Istwertsignal bildet. Die bekannte Vorrichtung weist ferner einen ersten Differenzierer, der aus dem Posi­ tions-Istwertsignal ein der Verstellgeschwindigkeit des Schließteils entsprechendes Ge­ schwindigkeitssignal bildet, und einen zweiten Differenzierer auf, der aus dem Geschwindig­ keitssignal ein der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Schließteils entsprechendes Be­ schleunigungssignal bildet. Ein das beginnende Einklemmen signalisierendes Einklemmsignal wird mittels eines Auswerters aus dem Geschwindigkeitssignal und dem Beschleunigungs­ signal erzeugt. Die bekannte Antriebsvorrichtung erlaubt es nicht, die Verstellgeschwindigkeit des Schließteils konstant zu halten, da die Erkennung der Einklemmgefahr gerade auf einer Drehzahlschwankung bei variablem Lastmoment basiert. Eine Regelung der Drehzahl des Antriebsmotors scheidet daher aus.

Es ist ferner bekannt (DE 33 35 407 C2), bei einer Antriebsvorrichtung für Schließteile bei Kraftfahrzeugen zur Lasterfassung den Motorstrom auszuwerten. Dies erfordert jedoch einen erheblichen zusätzlichen Schaltungsaufwand für eine Strom-Messung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu erhalten, die eine Regelung der Verstellgeschwindigkeit des Schließteils gestattet, gleichwohl aber ohne Messung des Motorstromes auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Antriebsvorrichtung der ein­ gangs genannten Art versehen ist mit einem Drehzahlregler, der ein Stellsignal abgibt, das eine Funktion der Abweichung der Ist-Drehzahl von einer Solldrehzahl des Antriebsmotors ist, mit einer Stelleinrichtung zum Variieren der dem Antriebsmotor zugeführten Speisespan­ nung in Abhängigkeit von dem Stellsignal des Drehzahlreglers sowie mit einer die Einklemm­ schutzeinrichtung ansteuernden Auswerteinrichtung, die ein beginnendes Einklemmen auf­ grund eines Signals erfaßt, das von dem Stellsignal des Drehzahlreglers abhängig ist.

Die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung ist bei der Erkennung der Einklemmgefahr nicht auf den Zusammenhang zwischen dem Strom und dem abgegebenen Drehmoment des Antriebsmotors angewiesen. Infolgedessen kann der Schaltungsaufwand zur Strom-Messung eingespart werden. Außerdem kann der Antrieb in vorteilhafter Weise drehzahlkonstant betrieben werden.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung eignet sich nicht nur für verstellbare Dächer, sondern auch für andere Schließteile bei Kraftfahrzeugen, beispielsweise für Fensterheber.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung sind nach­ stehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrichtung entsprechend einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrichtung entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrichtung entsprechend einer weiteren Ausfüh­ rungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist bei 10 schematisch ein verstellbares Kraftfahrzeugdach angedeutet, bei dem es sich insbesondere um ein Schiebedach, Schiebe/Hebedach und dergleichen handeln kann. Der nicht näher veranschaulichte Verstellmechanismus des Daches 10 ist an einen Antriebsmotor 11 angekoppelt, der mit Gleichspannung von einer an Bord befindlichen Stromquelle (Lichtmaschine oder Batterie) gespeist wird. Mit dem Antriebsmotor 11 ist ein Tachosignal­ geber 12 verbunden. Als Tachosignalgeber 12 kann vorteilhaft ein bei solchen Dächern häufig ohnehin vorhandener inkrementaler Positionsgeber genutzt werden, der bei Verstellung des Daches Zählimpulse abgibt, deren Frequenz eine Funktion der Drehzahl des Antriebsmotors und damit auch der Verstellgeschwindigkeit des Daches ist. Dem Tachosignalgeber 12 ist ein Frequenzmesser 13 nachgeschaltet, der ein die Ist-Drehzahl darstellendes Signal f_ist an einen Vergleicher 14 liefert. Dem Vergleicher 14 geht ferner ein für die Soll-Drehzahl repräsentati­ ves Signal f_soll zu, und der Vergleicher bildet als Regelabweichung das Signal Δf. Das Signal Δf wird als Eingangssignal einem Drehzahlregler 15 zugeführt. In Abhängigkeit von dem Signal Δf erzeugt der Drehzahlregler 15 ein Stellsignal X_stell, welches ein von zwei Eingangs­ signalen einer Stelleinrichtung 16 bildet, die ihrerseits die dem Antriebsmotor 11 zugeführte Speisespannung U_motor so bestimmt, daß der Antriebsmotor 11 mit der Solldrehzahl (entspre­ chend f_soll) läuft.

Das Stellsignal X_stell geht ferner einer Auswerteinrichtung 17 zu, an welcher als weiteres Eingangssignal ein die Betriebsspannung der Stelleinrichtung charakterisierenden Eingangs­ signal U_B anliegt. Die Auswerteinrichtung 17 steuert eine Einklemmschutzeinrichtung 18 an, welche mit dem Speisestromkreis des Antriebsmotors 11 verbunden ist.

Im Betrieb wird die Drehzahl des Antriebsmotors 11 von dem Drehzahlregler 15 auf einen konstanten Wert geregelt, indem über das Stellsignal X_Stell die Stelleinrichtung 16 so ange­ steuert wird, daß letztere eine Motorspannung vorgibt, bei welcher sich unabhängig von dem jeweiligen Lastmoment die gewünschte Motordrehzahl einstellt. Verändert sich in diesem Re­ gelkreis die Störgröße "Lastmoment", so wird die Ansteuerung der Stelleinrichtung 16 nachge­ regelt, um wieder die vorgegebene Drehzahl zu erreichen. Das die Stelleinrichtung 16 ansteu­ ernde Stellsignal X_stell bildet infolgedessen eine Funktion des Lastmomentes nach. Die Aus­ werteinrichtung 17 kann daher das Lastmoment erfassen, und sie ist so ausgelegt, daß sie den Antriebsmotor 11 stoppt oder dessen Drehrichtung umkehrt, wenn das Lastmoment einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der Einklemmgefahr signalisiert.

Bei der Schaltungsauslegung gemäß Fig. 1 werden jedoch auch Schwankungen der Betriebs­ spannung U_B mit der Stellgröße X_stell ausgeregelt, das heißt, die Betriebsspannung U_B der Stelleinrichtung 16 geht als weitere Störgröße ein. Die Auswerteinrichtung 17 wird daher mit U_B als weiterem Eingangssignal beaufschlagt, und sie ist so aufgebaut, daß Betriebsspan­ nungsschwankungen das von der Auswerteinrichtung 17 erzeugte Einklemmsignal Y_K unbe­ einflußt lassen.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher die Auswerteinrichtung 17′ mit einem der Motorspannung U_mot entsprechenden Signal c x U_mot beaufschlagt ist.

Im Betrieb der Vorrichtung gemaß Fig. 2 erfolgt eine Regelung der Drehzahl des Antriebsmo­ tors 11 über den Drehzahlregler 15 in der zuvor erläuterten Weise. Die Schaltungsauslegung ist jedoch so getroffen, daß nicht das Stellsignal X_stell, sondern unmittelbar die Ausgangsgröße der Stelleinrichtung 16 ausgewertet wird, d. h. die an dem Antriebsmotor 11 anliegende Mo­ torspannung U_mot, multipliziert mit einem von einer Verstärkerstufe 20 bestimmten Faktor c. Bei dieser Schaltungsauslegung ist der Einfluß der Betriebsspannung U_B der Stelleinrichtung 16 als Störgröße nicht mehr enthalten. Die Spannung c x U_mot ist vielmehr nur noch eine Funktion des Lastmomentes.

Bei der weiter abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist zwischen die Stelleinrich­ tung 16 und den Drehzahlregler 15 ein Spannungsregler 21 geschaltet. Dem Spannungsregler 21 geht ebenso wie der Auswerteinrichtung 17 das Stellsignal des Drehzahlreglers 15 zu, das den Sollwert U_soll für den Spannungsregler 21 bildet. An dem Spannungsregler 21 liegt ferner über eine Verstärkerstufe 22 ein der Motorspannung entsprechendes Istsignal U_ist an. Das Ausgangssignal des Spannungsreglers 21 geht der Stelleinrichtung 16 als Stellsignal X_stell zu. Der Spannungsregler 21 regelt die Motorspannung so, daß unabhängig von der Betriebsspan­ nung U_B eine Motorspannung erzeugt wird, die der Regelgröße U_sollentspricht. Damit ist diese Regelgröße wieder nur von der Störgröße "Lastmoment" abhängig; sie kann direkt zur Auswertung durch die Auswerteinrichtung 17 herangezogen werden, um ein beginnendes Ein­ klemmen durch das Einklemmsignal Y_K zu signalisieren und den Antriebsmotor 11 zu stop­ pen oder umzusteuern, wenn das Lastmoment den vorgegebenen Grenzwert übersteigt.

Claims (4)

1. Antriebsvorrichtung für Schließteile bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Schiebedächer, Schiebe/Hebedächer und dergleichen, mit einem Antriebsmotor, einem Sensor zur Er­ fassung der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors und einer Einklemmschutzeinrichtung zum Abschalten oder zur Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors bei Einklemmgefahr, gekennzeichnet durch einen Drehzahlregler (15), der ein Stellsignal (X_stell) abgibt, das eine Funktion der Abweichung der Ist-Drehzahl von einer Soll-Drehzahl des Antriebs­ motors (11) ist, eine Stelleinrichtung (16) zum Variieren der dem Antriebsmotor zuge­ führten Speisespannung in Abhängigkeit von dem Stellsignal des Drehzahlreglers und eine die Einklemmschutzeinrichtung (18) ansteuernde Auswerteinrichtung (17, 17′, 17′′), die ein beginnendes Einklemmen aufgrund eines Signals erfaßt, das von dem Stell­ signal des Drehzahlreglers abhängig ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertein­ richtung (17) mit dem Stellsignal (X_stell) des Drehzahlreglers (15) und zusätzlich mit einem die Betriebsspannung (U_B) der Stelleinrichtung (16) charakterisierenden Ein­ gangssignal beaufschlagt ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswert­ einrichtung (17′) mit einem der Motorspannung entsprechenden Signal beaufschlagt ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertein­ richtung (17′′) mit dem Stellsignal (U_soll) des Drehzahlreglers (15) beaufschlagt ist und daß zwischen den Drehzahlregler und den Antriebsmotor (11) ein Spannungsregler geschaltet ist, der den Antriebsmotor mit einer Speisespannung beaufschlagt, die dem Stellsignal des Drehzahlreglers nachgeregelt wird.