DE19548659C1 - Schaltvorrichtung und Verfahren zum Steuern eines fremdkraftbetätigten Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zwei Schaltvorrichtungen und ein Ver­ fahren zum Steuern eines fremdkraftbetätigten Verstellan­ triebs eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1, des Anspruchs 16 bzw. des Anspruchs 28.

Es sind im Stand der Technik Schaltvorrichtungen wie Tastschalter, Wippschalter, Druckschalter oder Zugschalter bekannt, die definierte Ein- und Ausschaltzustände aufwei­ sen. Ein durch einen derartigen Schalter zu schaltender elektrischer Verstellantrieb kennt dementsprechend eben­ falls lediglich zwei Schaltzustände: den angeschalteten Zustand und den ausgeschalteten Zustand.

Eine Ausnahme hiervon bilden Drehschalter und Schiebeschal­ ter mit integriertem Potentiometer. Bei definierten Endla­ gen des Potentiometers bzw. des Drehschalters, die den Endpositionen eines zu verstellenden Objektes entsprechen, ist zwischen den Endlagen ein üblicherweise linearer Be­ reich ausgebildet, in dem ein durch die Position des Dreh­ schalters eindeutig bestimmtes Signal vom Drehschalter abgegeben wird. Dabei werden den Potentiometerwerten abso­ lute Positionen des zu verstellenden Objektes zugeordnet. Dadurch ist es möglich, beispielsweise bei einer Verstel­ lung einer Fensterscheibe mittels eines elektrischen Fen­ sterheberantriebs Zwischenpositionen der Fensterscheibe ein­ zustellen und vorzuwählen.

Bekannte Drehschalter mit integriertem Potentiometer er­ lauben jedoch nicht, aus jeder beliebigen Schalterposition heraus Einfluß auf den Ablauf, insbesondere auf dynamische Kenngrößen der Verstellung eines zu verstellenden Objektes zu nehmen. Insbesondere ist es nicht möglich, die Verstell­ geschwindigkeit und die Feinstufigkeit einer Verstellung zu beeinflussen. Auch erhöhte die Möglichkeit einer Einflußnah­ me auf die Verstellgeschwindigkeit einer Verstellung den allgemeinen Bedienungskomfort erheblich.

Die DE 44 04 594 A1 offenbart eine Bedieneinrichtung zum Lenken, Beschleunigen oder Abbremsen eines Kraftfahrzeuges mit einem Betätigungselement, das eine definierte Nullage aufweist und ausgehend von der Nullage in zwei Auslenkrich­ tungen verstellbar ist. In Abhängigkeit vom Grad der Auslen­ kung des Betätigungselements aus seiner Ruhelage oder in Ab­ hängigkeit von der Zeitdauer der Auslenkung des Bedienele­ mentes erfolgt eine Einstellung der Lenkung, des Motors oder der Bremsanlage des Kraftfahrzeugs.

Aus der DE 35 32 574 A1 ist ein elektrischer Schalter für einen Antriebsmotor mit einem Betätigungsschieber bekannt. Der Betätigungsschieber steht mit einem Schiebewiderstand sowie einer zugehörigen Steuerelektronik derart in Wirkver­ bindung, daß der Schiebeweg des Betätigungsschiebers unmit­ telbar proportional dem Verstellweg eines Schiebedaches, Fensters oder dgl. ist.

Die DE 37 36 400 A1 offenbart eine Sicherheitsvorrichtung für bewegliche Teile, insbesondere für Fensterheber und Schiebedächer von Kraftfahrzeugen. Ein bewegliches Teil, etwa eine Fensterscheibe, wird mittels eines Antriebsmotors über einen gefährdeten Klemmbereich, in dem Fremdkörper zwischen das bewegliche Teil und ein ruhendes Teil einklemm­ bar sind, in eine Schließstellung bewegt. Dabei wird die Verstellgeschwindigkeit beim Schließen des beweglichen Teils im gefährdenden Klemmbereich verringert. Dadurch läßt sich das bewegliche Teil im Gefahrenfall augenblicklich anhalten bzw. in seiner Bewegungsrichtung umkehren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schaltvor­ richtung und ein Verfahren zum Steuern eines fremdkraftbetä­ tigten Verstellantriebs in einem Kraftfahrzeug zur Verfü­ gung zu stellen, die einen größtmöglichen Einfluß der Bedienperson auf den Ablauf der Verstellung des zu verstel­ lenden Objektes, insbesondere einen Einfluß auf die Ver­ stellgeschwindigkeit und/oder die Positioniergenauigkeit und/oder die Positionsvorwahl ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltvorrich­ tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, alternativ durch eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 28 gelöst.

Die erfindungsgemäßen Lösungen ermöglichen es, durch die Erzeugung von Steuersignalen, die ein Maß für die Verstell­ geschwindigkeit sowie den Verstellweg, die Position, die Verstelldauer und/oder die Richtung der Verstellung eines zu verstellenden Objektes darstellen, einen größtmöglichen individuellen Einfluß auf den Ablauf der Verstellung eines zu verstellenden Objektes zu nehmen. Insbesondere wird er­ möglicht, Einfluß auf die Verstellgeschwindigkeit, die Posi­ tioniergenauigkeit und/oder die Positionsvorwahl zu nehmen.

Die Steuersignale werden bevorzugt durch mindestens eine bei einer Verstellung des Betätigungselementes erzeugte Steuersignal-Impulsfolge gebildet, deren Frequenz von der Dynamik und/oder dem Maß der Verstellung des Betätigungsele­ ments abhängt. Unter dem Maß einer Verstellung des Betäti­ gungselementes sind insbesondere der Verstellweg, d. h. die Auslenkung des Betätigungselementes bei einer Verstellung beziehungsweise der Auslenkwinkel oder der Drehwinkel zu verstehen.

Die elektronische Steuereinheit bestimmt aufgrund der Eige­ nschaften der Steuersignal-Impulsfolge die Verstellgeschwin­ digkeit, den Verstellweg,- die Position sowie die Verstelldauer der Verstellung eines zu verstellenden Objek­ tes und/oder mittels einer geeigneten Drehrichtungserken­ nung die Richtung einer Verstellung, z. B. unter Verwendung von Hallsensoren. Insbesondere stellt die Frequenz der Im­ pulsfolge die Geschwindigkeit und die Anzahl der Impulse in­ nerhalb eines bestimmten Zeitintervalls den genauen Ver­ stellweg einer Verstellung des zu verstellenden Objektes, dar.

Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, daß in Abhän­ gigkeit vom Maß der Verstellung des Betätigungselementes ein Widerstandswert und/oder ein Spannungswert und/oder ein Stromwert gebildet wird. Ein widerstandsabhängiger Wert ist zum Beispiel über Dehnmeßstreifen und ein spannungsabhängi­ ger Wert mittels eines Piezoelementes erzeugbar. Der jewei­ lige Wert wird der Steuereinheit zugeführt und stellt ein Steuersignal dar, auf dessen Grundlage die Verstellgeschwin­ digkeit, der Verstellweg, die Position, die Verstelldauer und/oder die Richtung der Verstellung eines zu verstellen­ den Objektes bestimmt werden. Bei einer Änderung des Maßes der Verstellung des Betätigungselementes ändert sich der Widerstandswert bzw. Spannungs- oder Stromwert entspre­ chend.

Die Erfindung ermöglicht somit die Generierung von Steuersi­ gnalen, die den genauen Verstellablauf darstellen und nicht lediglich die Information "AN" und "AUS" bzw. "AUF" und "AB".

Die Information der Steuersignale wird in einer elektroni­ schen Steuereinheit in Steuerbefehle für den Antriebsmotor des Verstellantriebs umgesetzt. Hierbei wird dem Antriebsmo­ tor in Abhängigkeit von den Steuersignalen ein geregelter Motorstrom zugeführt, so daß die Antriebswelle des Antriebs­ motors mit einer bestimmten Geschwindigkeit in der gewünsch­ ten Drehrichtung betrieben wird. Über ein Getriebe wird die Rotationsbewegung der Motorwelle in eine translatorische Bewegung des zu verstellenden Objektes umgewandelt. Entspre­ chend der Dynamik der Verstellung des Betätigungselementes erfolgt eine schnelle oder langsame Verstellung des zu ver­ stellenden Objektes.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind am Be­ tätigungselement bzw. an einem mechanisch mit dem Betäti­ gungselement verbundenen Teil signalerzeugende oder signal­ verändernde Elemente angeordnet. Diese wirken zur Signaler­ zeugung mit korrespondierenden Sensorelementen wie Hallsen­ soren, Leuchtdioden oder elektrischen Schleifkontakten zusammen, die in Abhängigkeit von der Verstellung des Betä­ tigungselementes Steuersignale für die elektronische Steuereinheit erzeugen.

Dabei wird eine Impulsfolge erzeugt, die ein Maß für die die Verstellgeschwindigkeit, den Verstellweg, die Position und die Verstelldauer eines zu verstellenden Objektes darstellt. Die Verstelldauer wird durch den Benutzer über die Dauer einer Betätigung des Betätigungselementes vorgege­ ben. Die zu erreichende Position des Verstellobjektes ergibt sich aus der Ausgangsposition und dem Verstellweg.

Bei Verwendung eines signalgebenden Elementes wird zur Erzeugung am Sensorelement bei Bewegung des signalgebenden Elementes ein Signal erzeugt und bei Verwendung eines si­ gnalverändernden Elementes am Sensorelement bei einer Bewegung des signalverändernden Elementes ein vorhandenes Grundsignal verändert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gene­ riert die elektronische Steuereinheit Steuerbefehle für den Antriebsmotor nicht allein in Abhängigkeit von den Steuersi­ gnalen der Schaltvorrichtung, sondern auch in Abhängigkeit von der Position des zu verstellenden Objektes sowie von weiteren Steuersignalen, die sich aus einer direkten oder indirekten Überwachung eines Verstellvorgangs des Verstel­ lobjektes ergeben und beispielsweise durch externe Kräfte bewirkte Geschwindigkeitsänderungen des Verstellobjektes betreffen. Durch Berücksichtigung auch der Position des zu verstellenden Objektes sowie weiterer Überwachungssignale ist es möglich, Besonderheiten bei einer Verstellung zu be­ rücksichtigen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Betätigung­ selement als endlos drehbares Rad ohne absolute Nullage und ohne definierte Ein- und Ausschaltzustände bezogen auf eine bestimmte Drehlage des Rades ausgebildet. Die signalerzeu­ genden bzw. signalverändernden Elemente sind an einem Rad oder an einer Scheibe ausgebildet, das bzw. die drehfest mit dem Betätigungselement verbunden ist. Als signalerzeu­ gende bzw. signalverändernde Elemente dienen bevorzugt ma­ gnetisierte Bereiche des Rades bzw. der Scheibe, alternativ Loch- oder Schlitzblenden oder mit einer Spannung beauf­ schlagte Leiterbahnen, die zur Signalerzeugung mit minde­ stens einem Hallsensor, einer Lichtschranke bzw. mit elek­ trischen Schleifkontakten in Wechselwirkung stehen. Zur Ansteuerung bzw. Erkennung von mehr als einer Bewegungsrich­ tung ist ein weiterer Sensorkanal einzusetzen.

Der Einsatz eines endlos drehbaren Rades als Betätigungsele­ ment ermöglicht eine positionsbezogene oder dynamisch beeinfußbare Verstellung des Betätigungselementes. Bei einer vorzunehmenden Verstellung wird das Rad ausgehend von der momentanen Ruhelage mit einer gewissen Geschwindigkeit in die gewünschte Richtung gedreht. Dies führt zu einer Verstellung des zu verstellenden Objektes entsprechend der gewählten Drehrichtung und der vorgenommenen Drehung des Rads. Auf diese Weise ist das zu verstellende Objekt nach Belieben schnell oder langsam verstellbar. Wenn keine Signale erzeugt werden, wird dadurch eine Ruheposition bzw. AUS-Stellung festgelegt.

In einer Weiterbildung der Erfindung folgt die Verstellung des zu verstellenden Objektes nicht den Geschwindigkeitswer­ ten oder dem Maß der Verstellung des Betätigungselementes, sondern vielmehr einer Funktion dieser Geschwindigkeitswerte, denen eine bestimmten Impulsfrequenz der Steuersignal-Impulsfolge entspricht. Insbesondere erfolgt eine Zuordnung derart, daß unter einem ersten Wert liegenden Impulsfrequen­ zen der Steuersignal-Impulsfolge eine von der Impulsfre­ quenz abhängige und entsprechend variable Geschwindigkeit zugeordnet wird, die mindestens gleich einer vorgegebenen Mindestverstellgeschwindigkeit ist.

Zwischen diesem ersten Wert und einem zweiten Wert liegen­ den Impulsfrequenzen wird durch die elektronische Steuerein­ heit eine konstante mittlere Verstellgeschwindigkeit und über dem zweiten Wert liegenden Impulsfrequenzen eine maximale Verstellgeschwindigkeit zugeordnet wird. Somit wird das Überschreiten einer bestimmten Drehgeschwindigkeit des Rads und eine entsprechend hohe Impulsfrequenz der Steuersignal-Impulsfolge durch die elektronische Steuereinheit dahingehend interpretiert, das zu verstellende Objekt mit der maximalen Verstellgeschwindigkeit in eine Endlage zu fahren.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das als endlos drehbares Rad ausgeführte Betätigungselement drehfest mit einer segmentierten Magnetscheibe verbunden, deren magneti­ sierten Segmente signalerzeugende Elemente darstellen. Die Steuersignalerzeugung erfolgt über zwei Hallsensoren, die nahe der Magnetscheibe angeordnet sind. Eine zweite Scheibe weist eine Drehachse auf, die auf einer Geraden mit der Drehachse der Magnetscheibe liegt und die einen Dauermagne­ ten aufweist. Es besteht eine magnetische Kraftkopplung zwi­ schen der segmentierten Magnetscheibe und dem Dauermagne­ ten, die dazu führt, daß eine über das Betätigungselement initiierte Ansteuerung des Antriebsmotors und eine damit verbundenen Drehung der zweiten Scheibe über die magneti­ sche Kraftkopplung zu einer Mitnahme und fort laufenden Drehung der Magnetscheibe und somit zu einer ebenfalls fortlaufenden Ansteuerung des Antriebsmotors kommt.

Dies ermöglicht eine fortlaufende Verstellung eines zu verstellenden Objektes bis zum Erreichen eines Endanschlags und zwar unabhängig von einer fort laufenden manuellen Betä­ tigung des Betätigungselementes. Der Benutzer muß das Betä­ tigungselement nur antippen und damit einen Selbstlauf initiieren. Bevorzugt ist als zweite Scheibe das Schnecken­ rad des Verstellantriebs vorgesehen.

Die Erfindung erlaubt es, die erfindungsgemäße Schaltvor­ richtung dezentral von der Antriebseinheit anzuordnen. Die Schaltvorrichtung ist dabei in einer Variante über elektri­ sche Kabel mit der Antriebseinheit verbunden. Alternativ ist das signalerzeugende oder signalverändernde Teil direkt am Antriebsmotor angeordnet. In diesem Fall ist bevorzugt eine flexible Welle vorgesehen, die eine mechanische gekop­ pelte Drehbewegung zwischen dem Betätigungselement und dem signalerzeugenden oder signalverändernden Teil herstellt. Durch Ausbildung der Verbindung von Betätigungselement und dem signalerzeugenden bzw. signalverändernden Teil als flexible Welle wird ermöglicht, auf die vorgefundene Geome­ trie der tragenden Teile einzugehen und ggf. einen Toleranz­ ausgleich vorzunehmen.

Mit Vorteil weist die Schaltvorrichtung einen Deaktivie­ rungsschalter auf, über den die Schaltvorrichtung deakti­ vierbar ist, so daß ein ungewolltes Verstellen des Verstel­ lobjektes vermieden werden kann.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Betätigungselement als unbegrenzt drehbare Kugel ausgebil­ det, die zur Signalerzeugung bevorzugt ein gleichmäßiges magnetisches Muster aufweist und die nach Art eines Track­ balls gelagert ist, so daß sie durch einen Benutzer belie­ big manuell verstellbar ist.

Eine erfindungsgemäße Schaltvorrichtung mit Trackball wird dabei bevorzugt für einen Spiegelantrieb eines Kraftfahrzeu­ ges verwendet, da durch Drehung des Trackballs unmittelbar eine Verkippung des Spiegels in mehreren Achsen codierbar ist. Dazu wird durch entsprechende Sensorelemente die Schwenkbewegung des Trackballs in y-Richtung und in z-Richtung erfaßt und die entsprechenden Steuersignale an die elektronische Steuereinheit weitergegeben, die die Steuersi­ gnale in Steuerbefehle für den Antriebsmotor des Spiegelan­ triebs, aufgelöst in Schwenkbewehungen des Spiegels um die y- und z-Achse, umsetzt.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung sowohl für einen Spiegelantrieb als auch für einen Fenster­ heberantrieb eines Kraftfahrzeuges verwendet, wobei ein Umschalter zum Anwählen des Spiegelantriebes oder des Fensterheberantriebes vorgesehen ist. Bei Verwendung für einen Fensterheberantrieb wird dabei nur die Bewegung des Trackballs um eine Achse ausgewertet.

Alternativ ist der Trackball nicht beliebig, sondern nur um eine feste Achse bewegbar, so daß sich gegenüber einer Aus­ bildung des Betätigungselementes als Rad keine grundsätzli­ chen Unterschiede ergeben.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungselement als gelenkig gelagerter Hebel, als Kippschalter oder als in einer Kulisse gelagertes Schiebee­ lement mit definierter Nullage ausgebildet, das ausgehend von der Nullage in mindestens zwei Auslenkrichtungen ver­ stellbar ist. Dabei werden Steuersignale mit einer Frequenz erzeugt, die von dem Maß der Verstellung des Betätigungsele­ mentes, das heißt der Auslenkung des Betätigungselementes gegenüber der Nullage, abhängt.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung und des erfindungsgemä­ ßen Verfahren sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungs­ gemäßen Schaltvorrichtung;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, bei der das Betätigungselement mit einer Magnetscheibe gekoppelt ist;

Fig. 3a ein erstes signalerzeugendes Element mit zugeordne­ ten Hallsensoren;

Fig. 3b ein erstes signalveränderndes Element mit einem zu­ geordneten optischen Sensor;

Fig. 3c ein zweites signalerzeugendes Element mit zugeordne­ ten elektrischen Schleifkontakten;

Fig. 4 eine Explosivdarstellung einer zweiten Ausführungs­ form einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, bei der eine Kraftkopplung zwischen einem Dauermagneten im Verstellantrieb und einer mit dem Betätigungsele­ ment verbundenen Magnetscheibe erfolgt;

Fig. 5 eine weitere Darstellung der Ausführungsform der Fig. 4;

Fig. 6 eine Kraftfahrzeugtür mit einem in die Armlehne in­ tegriertem Betätigungselement;

Fig. 7 eine Kraftfahrzeugtür mit einem in die Türverklei­ dung integrierten Betätigungselement, wobei das Betätigungselement versenkbar ausgeführt ist;

Fig. 8 eine Kraftfahrzeugtür mit einem in die Türverklei­ dung Betätigungselement gemäß Fig. 4;

Fig. 9 eine erste Ausführungsform eines Betätigungselemen­ tes;

Fig. 10 eine zweite Ausführungsform eines Betätigungsele­ ments;

Fig. 11 eine dritte Ausführungsform eines Betätigungsele­ ments;

Fig. 12 schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Schaltvorrichtung, bei der als Betäti­ gungselement ein gelenkig gelagerter Hebel dient;

Fig. 13 schematisch eine vierte Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Schaltvorrichtung, bei der als Betäti­ gungselement ein in einer Kulisse gelagertes Schiebeelement dient;

Fig. 14 schematisch eine Seitenansicht der Ausführungsform der Fig. 13;

Fig. 15 eine Aufteilung der Frequenzen einer Steuersignal-Impulsfolge in drei Bereiche, denen unterschiedli­ che Verstellgeschwindigkeiten des Verstellobjektes zugeordnet werden;

Fig. 16 ein als Kugel ausgebildetes Betätigungselement und

Fig. 17 ein weiteres als Kugel ausgebildetes Betätigungsele­ ment.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung einer erfindungsge­ mäßen Schaltvorrichtung 10 mit einer elektronischen Steuereinheit 4 und einem fremdkraftbetätigten Verstellan­ trieb 5. Der Verstellantrieb 5 kann elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetrieben werden. Die Schaltvorrichtung 10 besteht aus einem manuell betätigbaren Betätigungsele­ ment 1 sowie Mitteln zur Signalerzeugung, die dem Betäti­ gungselement 1 zugeordnet sind. Das Betätigungselement 1 ist über einen Bereich verstellbar, der in einer ersten Variante der Erfindung begrenzt und in einer zweiten Varian­ te der Erfindung unbegrenzt ist. Vorzugsweise erfolgt sowohl die Verstellung des Betätigungselements 1 als auch die Verstellung des Verstellobjekts selbst, etwa einer Fen­ sterscheibe, stufenlos.

Die Mittel zur Signalerzeugung bestehen aus signalerzeugen­ den oder signalverändernden Elementen 2 sowie aus mit diesen in Wechselwirkung stehenden Sensorelementen 3. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit einer Verstellung des Betätigungselements 1 oder in Abhängigkeit von der absolu­ ten Position des Betätigungselements 1 wird an den Sensore­ lementen 3 mittels der mit dem Betätigungselement 1 gekop­ pelten signalgebenden bzw. signalverändernden Elemente 2 ein Signal erzeugt bzw. ein vorhandenes Grundsignal verän­ dert. Das erzeugte Steuersignal weist eine variable Fre­ quenz auf, die direkt von der Dynamik oder dem Maß der Verstellung des Betätigungselementes abhängt.

Bei der Schaltvorrichtung 10 handelt es sich um eine rein elektrische Schaltvorrichtung 10, an der kein Laststrom anliegt.

Die Steuersignale werden an eine elektronische Steuerein­ heit 4 weitergegeben, die eine arithmetisch-logische Ein­ heit aufweist. Die elektronische Steuereinheit 4 erzeugt in Abhängigkeit von den eingehenden Steuersignalen Steuerbefeh­ le für den Verstellantrieb 5. Die eingehenden Steuersignale codieren die Verstellgeschwindigkeit, den Verstellweg, die Position, die Verstelldauer und/oder die Richtung der Ver­ stellung eines zu verstellenden Objektes, wobei die Inter­ pretion des Steuersignals durch die elektronische Steuerein­ heit 4 erfolgt.

Der Verstellantrieb 5 weist einen Antriebsmotor und ein Ge­ triebe auf, das die Rotationsbewegung der Antriebswelle des Antriebsmotors in eine translatorische Bewegung des zu verstellenden Objektes überträgt, so daß die gewünschte Verstellung des zu verstellendes Objektes erfolgt. Dabei wird dem Antriebsmotor nach Vorgabe der Steuerbefehle ein geregelter Motorstrom zugeführt. Entsprechend den codierten Werten erfolgt eine positionsbezogene oder dynamisch beein­ flußbare Verstellung des Verstellobjekts.

Bevorzugt hängt die Erzeugung von Steuerbefehlen für den Verstellantrieb 5 jedoch nicht allein von den Steuersigna­ len der Schaltvorrichtung 10 ab. Vielmehr werden der elek­ tronischen Steuereinheit 4 in an sich bekannter Weise weitere Steuersignale zugeführt. Insbesondere ist dem Antriebsmotor eine Vorrichtung zur Positionserkennung zugeordnet, die die Umdrehungen der Motorwelle erfaßt und mindestens einen Impuls pro Umdrehung an die elektronische Steuereinheit abgibt.

Entsprechend der absoluten Zahl der abgegebenen Signale wird auf die Position des zu verstellenden Objektes, etwa einer Fensterscheibe geschlossen. Außerdem findet in der elektronischen Steuereinheit 4 eine zeitabhängige Auswer­ tung der von der Vorrichtung zur Positionserfassung abgege­ benen Signale statt, so daß eine extern bewirkte Änderung der Geschwindigkeit des Verstellobjektes erkannt wird.

Weiter werden der elektronischen Steuereinheit 4 ggf. Steuersignale von Überwachungssensoren zugeführt, die etwa Teil eines direkt erkennenden Einklemmschutzsystems sind.

Durch die Berücksichtigung der Position des zu verstellen­ den Elements sind Endlagen sanft anfahrbar. Die Berücksich­ tigung zusätzlicher Sensorsignale von Sensoren im Antrieb ermöglicht das Feststellen von Störungen beim Ablauf der Verstellung.

In Fig. 2 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Schaltvorrichtung dargestellt. Ein manuell betätigba­ res Betätigungselement 101 ist als unbegrenzt drehbares Stellrad ausgebildet, dem keine festen Ein- und Ausschaltzu­ stände und keine absolute Nullage zugeordnet ist. Das Stell­ rad 101 ist über eine feststehende Achse 106 drehfest mit einer Magnetscheibe 102 verbunden. Die Magnetscheibe 102 ist dabei hinter der Türinnenverkleidung 107 einer Kraft­ fahrzeugtür angeordnet. Die Magnetscheibe 103 weist alter­ nierend N-magnetisierte und S-magnetisierte Bereiche auf. Seitlich der Magnetscheibe 102 sind zwei Hallsensoren 103 angeordnet, die mit einer elektronischen Steuereinheit 104 zur Erzeugung von Steuerbefehlen für einen Antriebsmotor 105 verbunden sind.

Bei einer Drehung des drehbaren Rades 101 wird aufgrund der drehfesten Kopplung über die feststehende Achse 106 die Magnetscheibe 102 gedreht. Bei Rotation der Magnetscheibe 102 werden die beiden seitlich der Magnetscheibe 102 ange­ ordneten Hallsensoren 103 jeweils von einem veränderlichen Magnetfeld durchsetzt. Die Frequenz der Veränderung des Ma­ gnetfeldes wird dabei durch die Drehgeschwindigkeit sowie die Anzahl der magnetisierten Bereiche der Magnetscheibe 102 bestimmt. Je größer die Anzahl der magnetisierten Bereiche der Magnetscheibe 102 ist, desto höher wird eine Drehung der Magnetscheibe 102 aufgelöst.

Die an den beiden Hallsensoren 103 bei einer Drehung der Ma­ gnetscheibe 102 auftretenden Magnetfeldänderungen werden in zwei entsprechend dem Winkelabstand der Hallsensoren 103 zueinander versetzte binäre Impulsfolgen umgesetzt. Die jeweils am Hallsensor 103 anliegende magnetische Flußdichte erzeugt eine der magnetischen Flußdichte im wesentlichen proportionale Hallspannung, die in an sich bekannter Weise mittels eines integrierten Schmitt-Triggers (nicht darge­ stellt) in eine binäre Impulsfolge umgewandelt wird. Durch Zählen der Impulszahl pro Zeiteinheit ist die Drehzahl und durch Vergleich der beiden Impulsfolgen die Drehrichtung der Magnetscheibe 102 und damit des als Stellrad 102 ausge­ bildeten Betätigungselements bestimmbar.

Die drehfest mit dem Stellrad 101 verbundene Magnetscheibe 102 stellt ein signalerzeugendes Element dar, das zur Signa­ lerzeugung mit den zugeordneten Hallsensoren 103 in Wechsel­ wirkung steht, wobei bei einer Drehung der Magnetscheibe 102 Steuersignale für die elektronische Steuereinheit 104 erzeugt werden.

Die elektronische Steuereinheit 104 ermittelt durch Zählen der Impulsanzahl pro Zeiteinheit (Impulsfrequenz) die Drehzahl und durch Vergleich der beiden Impulsfolgen die Drehrichtung der Magnetscheibe 102 bzw. des drehfest mit der Magnetscheibe 102 verbundenen Stellrades 101. Auf der Grundlage dieser Werte werden Steuerbefehle für den An­ triebsmotor 105 erzeugt und wird diesem ein entsprechender Motorstrom zugeführt. Auf diese Weise ist es möglich, durch Bedienung des Rades 101 direkt die Ansteuerung des Antriebs­ motors 105 und damit zu jedem Zeitpunkt die Geschwindigkeit einer Verstellung eines Verstellobjektes zu steuern.

Bei langsamer Drehung des Rades 101 in eine bestimmte Richtung erfolgt eine Verstellung des Verstellobjekts in die entsprechende Richtung und mit einer der langsamen Drehung des Stellrades 101 entsprechenden geringen Geschwin­ digkeit. Beispielsweise entspricht bei einem Fensterheberan­ trieb eine langsame 90°-Drehung des Stellrades 101 einem Scheibenhub von 1 cm. Bei schneller Drehung des Stellrades 101 erfolgt eine grobstufigere Verstellung der Fensterschei­ be mit vergleichsweise größerer Verstellgeschwindigkeit. In diesem Fall entspricht eine 90°-Drehung des Schalters bei­ spielsweise einem Scheibenhub von 10 cm.

Der Verstellweg der Fensterscheibe (Scheibenhub) ist eindeu­ tig durch die vom Benutzer gewählte Drehgeschwindigkeit des Stellrades 101 und die Dauer einer Drehung des Stellrades 101 bestimmt.

Alternativ gibt die elektronische Steuereinheit 104 die Ge­ schwindigkeitswerte der Magnetscheibe 102 jedoch nicht direkt an den Antriebsmotor 105 weiter. Vielmehr erfolgt durch die elektronische Steuereinheit 104 eine Zuordnung der Frequenzen der Impulsfolge auf bestimmte Geschwindigkei­ ten einer Verstellung des zu verstellenden Objektes.

Ein Beispiel für die Zuordnung der Frequenzen der Impulsfol­ ge zu bestimmten Geschwindigkeitswerten einer Verstellung des zu verstellenden Objektes ist schematisch in Fig. 15 dargestellt. Die möglichen Impulsfrequenzen sind in drei Bereiche eingeteilt. Der erste Bereich geht von 0 bis zu einem Wert f1; der zweite Bereich von dem Wert f1 bis zu einem Wert f2; der dritte Bereich umfaßt alle Frequenzen, die größer als der Wert f2 sind. Die elektronische Steuereinheit 104 ordnet unter dem ersten Wert f1 liegende Impulsfrequenzen eine vorgegebenen konstanten Mindestver­ stellgeschwindigkeit V1 zu. In diesem Bereich liegt ein ver­ ringertes Übersetzungsverhältnis zwischen der Verstellung des Betätigungselementes 101 und dem Verfahrweg eines zu verstellenden Objektes vor. Die Mindestgeschwindigkeit V1 beträgt einen Bruchteil der üblichen Geschwindigkeit für die Verstellung des entsprechenden Objektes.

Es ist in diesem ersten Bereich in einfacher Weise eine genaue Positionierung des zu verstellenden Objektes mög­ lich. Es werden die bei einer Drehung des Stellrades 101 er­ zeugten Impulse gezählt und daraus, ausgehend von der bekannten Position des Verstellobjektes, ein bestimmter Verstellweg bestimmt. Da die Mindestgeschwindigkeit V1 fest vorgegeben ist, kann durch Drehung des Stellrades 101 um einen bestimmten Winkel eine bestimmte Position vorgewählt werden. Beispielsweise könnte eine 90°-Drehung des Stellra­ des 101 einem Scheibenhub von 1 cm entsprechen. Durch die langsame Mindestgeschwindigkeit in dem betrachteten Bereich zwischen 0 und f1 ist eine genaue Positionierung des Ver­ stellobjektes möglich.

Sofern die Frequenz der Impulsfolge zwischen dem Wert f1 und dem Wert f2 liegt, wird dieser Frequenz eine konstante mittlere Verstellgeschwindigkeit V2 zugeordnet. Hier ist das Übersetzungsverhältnis zwischen der Verstellung des Be­ tätigungselementes 101 und dem Verfahrweg des Verstellobjek­ tes größer. Die mittlere Verstellgeschwindigkeit V2 ent­ spricht bei einem Fensterheberantrieb etwa der üblichen Ver­ stellgeschwindigkeit zum Verstellen einer Fensterscheibe. Da die Verstellgeschwindigkeit V2 konstant ist, kann auch hier über eine Drehung des Stellrades 101 um einen bestimm­ ten Winkel ein bestimmter Verstellweg realisiert und eine bestimmte Position angewählt werden.

Sofern die Impulsfrequenz der Steuersignal-Impulsfolge über dem Wert f2 liegt, interpretiert die elektronische Steuereinheit 104 die hohe Impulsfrequenz als Befehl, die Fensterscheibe mit der maximalen Verstellgeschwindigkeit V3 in eine der Endlagen, das heißt an den oberen oder unteren Anschlag, zu verfahren. Die Geschwindigkeit V3, mit der die Endlagen angefahren werden, entspricht der maximal zu erreichenden Verstellgeschwindigkeit. Es kann aber auch etwa die übliche Verstellgeschwindigkeit V2 beibehalten werden.

In alternativen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen, daß die elektronische Steuereinheit 104 die Frequenzen der Im­ pulsfolge nur teilweise einer festen Verstellgeschwindig­ keit des Verstellobjektes zuordnet. Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß Impulsfolgen mit einer Frequenz im Be­ reich zwischen 0 und f1 nicht eine Mindestgeschwindigkeit, sondern in Abhängigkeit von der aktuellen Impulsfrequenz eine variable Geschwindigkeit zugeordnet wird. Eine langsa­ me oder schnelle Drehung des Rades 101 bewirkt eine entspre­ chend langsame oder schnelle Verstellung des Verstellobjek­ tes. Dies ermöglicht eine in hohem Maße individuelle Ver­ stellung des Verstellobjektes. Letztlich kann durch die elektronische Steuereinheit 104 eine beliebige Zuordnung der Impulsfrequenzen zu Verstellgeschwindigkeiten einer Ver­ stellung des Verstellobjektes erfolgen.

Wie anhand der Fig. 15 aufgezeigt, wird die durch die Im­ pulsfrequenz des Steuersignals codierte Verstellgeschwindig­ keit nicht notwendig direkt in eine entsprechende Verstell­ geschwindigkeit des Verstellobjekts umgesetzt, sondern es wird von der elektronischen Steuereinheit 104 eine Funktion der Impulsfrequenz gebildet, die etwa Frequenzen, die einen bestimmten Wert überschreiten, einer festen, maximalen Ver­ stellgeschwindigkeit zuordnet.

Die Ausführungsform der Fig. 2 wird bei Verwendung für einen Fensterheberantrieb oder ein Schiebedach bevorzugt in Verbindung mit einem indirekten Einklemmschutz angewendet. Hierzu wird mittels einer Vorrichtung zur Positionserken­ nung in an sich bekannter Weise die Drehrichtung und Dreh­ zahl der Antriebswelle des Antriebsmotors 105 erfaßt. In der der elektronischen Steuereinheit 104 findet eine zeitabhän­ gige Auswertung der von der Vorrichtung zur Positionser­ kennung abgegebenen Signale statt, so daß eine durch einen Einklemmvorgang bewirkte Änderung der Geschwindigkeit der Fensterscheibe oder des Schiebedachs erkannt und eine weitere Verstellung sofort gestoppt wird.

Es wird darauf hingewiesen, daß sich das hier beschriebene erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltvor­ richtung 10 nicht auf die Verwendung einer segmentierten Magnetscheibe 102 beschränkt ist. Vielmehr können beliebige signalerzeugende und signalverändernde Elemente verwendet werden.

In den Fig. 3a bis 3c sind Beispiele für mögliche signal­ erzeugende bzw. signalverändernde Elemente dargestellt. Fig. 3a zeigt wiederum eine segmentierte Magnetscheibe 102, wobei die magnetisierten Segmente lediglich entlang des Außenrings der Magnetscheibe 102 angeordnet sind. Wiederum sind der Magnetscheibe 102 zwei Hallsensoren 103 zugeordnet, die bei Rotation der Magnetscheibe 102 jeweils von einem veränderlichen Magnetfeld durchsetzt werden. Der Einsatz von Magnetscheibe 102 und Hallsensoren 103 als signalerzeugendem Element und korrespondierenden Sensorele­ menten bietet sich an, wenn zur Auswertung bzw. Ansteuerung der Motorbewegung ohnehin Hallelemente einsetzt werden.

In Fig. 3b weist eine drehfest mit einem Stellrad verbunde­ ne Scheibe 102a Schlitzblenden auf, die bei einer Drehbewe­ gung der Scheibe 102a intermittierend zwischen eine Licht­ quelle 103a und eine als Sensorelement dienende Leuchtdiode 103a′ treten. Alternativ weist die Drehscheibe 102a Loch­ blenden auf. Wiederum entsteht eine binäre Impulsfolge, die einer elektronischen Steuereinheit 104 zugeführt wird. Um eine Drehrichtungserkennung zu ermöglichen, ist beispiels­ weise eine drehrichtungscodierte Scheibe 102a vorgesehen. Alternativ sind zwei versetzt angeordnete Anordnungen von Lichtquelle 103a und Leuchtdiode 103a′ vorgesehen.

Die Scheibe 102a stellt ein signalveränderndes Element dar, das die Beleuchtung der Leuchtdiode 103a′ als Grundsignal verändert. Die Lichtfrequenz der Leuchtdiode 103a′ ist so gewählt, daß Störungen des Tageslichts ausgeschlossen sind. Der Einsatz von Schlitz- oder Lochblenden in Verbindung mit Leuchtdioden ist besonders günstig, wenn die Verschmutzungs­ gefahr äußerst gering ist. Anderenfalls kann das erzeugte Steuersignal leicht einen hohen Rauschanteil aufweisen. Bevorzugt werden die Leuchtdioden zusätzlich als Schalterbe­ leuchtung verwendet.

In Fig. 3c dienen als signalerzeugende Elemente auf einer mit einem Stellrad drehfest verbundenen Scheibe 102b mean­ derförmig angeordnete Leiterbahnen. Diese werden durch zwei elektrische Schleifkontakte 103b kontaktiert. Bei einer Drehung der Scheibe 102b ändert sich periodisch die über den beiden Schleifkontakten 103b abfallende Spannung, so daß ein periodisches Signal erzeugt wird. Dieses wird wiederum der elektronischen Steuereinheit 104 zugeführt. Diese Anordnung ist besonders kostengünstig.

In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Schaltvorrichtung 10 dargestellt. Wie bei Fig. 2 ist als Betätigungselement ein endlos drehbares Stellrad 201 ohne absolute Nullage und ohne definierte Ein- und Aus­ schaltzustände vorgesehen. Das Rad 201 ist über eine fest­ stehende Achse 206 drehfest mit einer segmentierten Magnet­ scheibe 202 verbunden. Der Magnetscheibe 202 sind zwei Hall­ sensoren 203 zugeordnet, die in Abhängigkeit von der Drehung der Magnetscheibe 202 Steuersignale für die elektronische Steuereinheit erzeugen. Die elektronische Steuereinheit erzeugt wiederum Steuerbefehle für den Antriebsmotor. Insofern wird auf die Erläuterungen zu Fig. 2 verwiesen.

Gemäß Fig. 4 befindet sich in der Verlängerung der Achse 206 ein Schneckengetriebe, das in einem Getriebegehäuse mit einem Getriebegehäusedeckel 208 gelagert ist. Es handelt sich dabei um das Schneckengetriebe des Verstellantriebs, das die Rotationsbewegung des Antriebsmotors in eine trans­ latorische Bewegung des Verstellobjekts umsetzt. Hinter dem Gehäusedeckel 208 befindet sich auf einer Geraden 212 mit der Achse 206 das Schneckenrad 209 des Schneckengetriebes. Das Schneckenrad 209 und die Magnetscheibe 202 sind also in paralleler Ausrichtung hintereinander entlang einer Geraden 212 angeordnet, jedoch nicht drehfest miteinander verbun­ den. Dabei kämmt das Schneckenrad 209 mit einer Antriebs­ schnecke 210, die mit der Antriebswelle des Antriebsmotor gekoppelt ist. Das Schneckenrad 209 wiederum ist mit einer nicht dargestellten Abtriebswelle zum Antreiben etwa einer Seiltrommel verbunden.

Am Schneckenrad 209 ist fest ein Dauermagnet 211 angeord­ net. Zwischen dem Dauermagneten 211 und der Magnetscheibe 202 besteht dabei eine magnetische Kraftkopplung, wie durch die Pfeile angedeutet ist.

Die Funktionsweise dieser Anordnung ist wie folgt. Über eine manuelle Drehung des Stellrades 201 und eine korrespon­ dierende Drehung der mit dem Stellrad 201 fest verbundenen Magnetscheibe 202 werden mittels der Sensorelemente 203 Steuersignale für die elektronische Steuereinheit gene­ riert, die die Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit des Stellrades 201 bzw. der Magnetscheibe 202 codieren. Entspre­ chend der Drehgeschwindigkeit des Stellrades 201 wird der Antriebsmotors des Verstellantriebs durch die elektronische Steuereinheit angesteuert. Die Rückmeldung über die aktuel­ le Verstellgeschwindigkeit des Verstellobjekts erfolgt über einen mit dem Verstellantrieb verbundenen Sensor. Dadurch wird eine Geschindigkeitsregelung möglich. Alternativ erfolgt eine konstante Ansteuerung des Antriebsmotors durch die elektronische Steuereinheit, so daß der Antriebsmotor mit einer festen Drehgeschwindigkeit angetrieben wird.

Die Antriebswelle des Antriebsmotors ist fest mit der mit dem Schneckenrad 209 kämmenden Schnecke 210 verbunden. Über das Stellrad 201 wird somit eine Drehbewegung des Schnecken­ rades 209 initiiert.

Nachdem die Drehbewegung des Schneckenrades 209 initiiert ist, wird von nun an die Magnetscheibe 202 durch die magne­ tische Kraftkopplung zwischen der Magnetscheibe 202 und dem mit dem Schneckenrad 209 fest verbundenen Dauermagneten 211 mitgedreht. Diese Mitnahme erfolgt auch, wenn seitens des Bedieners kein Eingriff auf das Stellrad 201 mehr erfolgt. Die mitgedrehte Magnetscheibe 202 erzeugt aufgrund ihrer Drehung weitere Hallimpulse, wodurch der Antriebsmotor zur weiteren Umdrehung veranlaßt wird. Erst wenn das Stellrad 201 festgehalten wird, stoppt der Antriebsmotor. Anderen­ falls fährt das zu verstellende Objekt bis zu einem An­ schlag, wodurch das Schneckenrad 209 und somit auch die daran magnetisch gekoppelte Magnetscheibe 202 zum Still­ stand kommen und in den Hallelementen 203 keine Signale mehr generiert werden.

Diese Variante wird vorzugsweise in Verbindung mit einem direkt erkennenden Einklemmschutz verwendet. Hierzu sind berührungslos und/oder berührend arbeitende Sensoreinrich­ tungen vorgesehen, deren Signale ebenfalls der elektroni­ schen Steuereinheit zugeführt werden.

Fig. 5 zeigt eine weitere Darstellung der Ausführungsform der Fig. 4. Hier hat sich das Schneckenrad 209 mit dem Dauermagneten 211 gegenüber der Fig. 4 um 90° gedreht und hat die Magnetscheibe 202 entsprechend mitgedreht. Der Ge­ triebegehäusedeckel 208 besteht aus einem Material, das die magnetische Kraftkopplung zwischen der segmentierten Magnet­ scheibe 202 und dem Dauermagneten 211 nicht stört. Insbeson­ dere wird ein Kunststoffmaterial verwendet.

In der Ausführungsform der Fig. 16 wird als Betätigungsele­ ment nicht ein endlos drehbares Stellrad, sondern eine um eine definierte Achse 508 drehbare Kugel 501 verwendet. Diese ist wie ein Trackball ausgebildet, wie er etwa bei Corsorsteuerelementen für einen Computer Anwendung findet. Ebenso wie das Stellrad hat auch der Trackball 501 keine ab­ solute Nullage und weist keine definierten Ein- und Aus­ schaltzustände auf. Der Trackball 501 weist ein gleichmäßi­ ges magnetisches Muster (nicht dargestellt) auf, z. B. ent­ sprechend der Facettenanordnung eines Fußballs, so daß bei Bewegung des Trackballs 501 bei dem Trackball 501 zugeordne­ ten Sensorelementen ein veränderliches Magnetfeld auftritt. Entsprechend werden Steuersignale generiert und einer elek­ tronischen Steuereinheit zugeführt. Die weitere Funktions­ weise erfolgt wie in bezug auf die Ausführungsbeispiele der Fig. 2, 4 und 5 beschrieben. Bevorzugt ist der Trackball 501 für eine bessere Bedienbarkeit bei Anschalten des Fahrlichts beleuchtet.

In der alternativen Ausführung der Erfindung gemäß Fig. 17 ist das als Trackball 501 ausgebildete Betätigungselement nicht lediglich um eine Achse, sondern beliebig verstell­ bar. Die Bewegung des Trackballs 501 in y-Richtung und z-Richtung wird durch Sensorelemente 503a, 503b, 503c erfaßt und einer elektronischen Steuereinheit zugeführt. Ein derartiges Betätigungselement ist besonders für eine Spiegelverstellung in einem Kraftfahrzeug geeignet, da die Bewegung des Trackballs 501 auf mehrere Verstellachsen des Spiegels gleichzeitig einwirken kann und so eine Verstel­ lung des Spiegels um die y-Achse und die z-Achse kodiert.

Es ist an der Schaltvorrichtung ein Deaktivierungsschal­ ter 506 vorgesehen, durch den der Trackball 501 deaktivier­ bar ist, um eine ungewollte Verstellung des Verstellobjek­ tes 501 durch versehentliches Verdrehen des Trackballs 501 zu vermeiden.

Weiter ist ein Umschalter 507 vorgesehen, durch den wahlwei­ se zwei verschiedene Antriebe auswählbar sind. Besonders geeignet ist diese Ausgestaltung der Erfindung für eine Schaltvorrichtung zum Steuern eines Fensterheberantriebes sowie einer Spiegelverstellung eines Kraftfahrzeuges. Je nach Wahl des Schalters 507 wird entweder eine Spiegelver­ stellung oder eine Verstellung einer Fensterscheibe des Kraftfahrzeuges bewirkt. Sofern der beliebig drehbare Track­ ball 501 für einen Fensterheberantrieb verwendet wird, wird die Bewegung des Trackballs 501 um nur eine Achse ausgewer­ tet, d. h. Signale des Trackballs 501 in die nicht auszuwer­ tende Richtung werden ignoriert.

Fig. 6 zeigt eine Kraftfahrzeugtür 6, bei der eine erfin­ dungsgemäße Schaltvorrichtung 10 zum Steuern eines Verstel­ lantriebs in die Armlehne 7 integriert ist. Der manuelle Zugriff erfolgt dabei von oben. In dieser Variante ist die Schaltvorrichtung 10 über elektrische Verbindungen mit dem Verstellantrieb verbunden. Die elektronische Steuereinheit 4 (vgl. Fig. 1) ist dabei bevorzugt in das Getriebegehäuse integriert, so daß eine kompakte Baugruppe entsteht.

In Fig. 7 ist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung 10 in die Türinnenverkleidung 8 der Kraftfahrzeugtür 6 integriert. Der manuelle Zugriff erfolgt dabei von der Seite. Die Schaltvorrichtung 10 ist in die Türinnenverklei­ dung 8 versenkbar ausgeführt, wobei die Schaltvorrichtung 10 auf Druck durch eine Feder herausgeschoben und somit leicht zugänglich ist. Hierdurch werden bei Nichtgebrauch der Schaltvorrichtung 10 überstehende Konturen vermieden. Das Prinzip entspricht dem Prinzip eines Druckkugelschrei­ bers. Die Schaltvorrichtung 10 ist wiederum über elektri­ sche Verbindungen mit dem Verstellantrieb 5 verbunden.

In Fig. 8 ist schematisch eine Schaltvorrichtung gemäß den Fig. 4 und 5 dargestellt, die sich hinter der Türverklei­ dung im Trockenraum der Kraftfahrzeugtür 6 befindet. Ledig­ lich das Betätigungselement 201 ist in die Türinnenverklei­ dung 8 integriert. Die Schaltvorrichtung, die elektronische Steuereinheit und der Antriebsmotor bilden bis auf das Betätigungselement 201 eine auf einer Trägerplatte angeord­ nete modulare Einheit, wobei die Magnetscheibe 201 direkt am Antriebsmotor angeordnet ist.

Das Betätigungselement 201 ist über eine flexible Welle 206′ mit der Magnetscheibe 202 (vgl. Fig. 4 und 5) verbun­ den. Die flexible Welle 206′ ermöglicht eine mechanisch ge­ koppelte Drehbewegung zwischen dem Betätigungselement 201 und der Magnetscheibe. Dies hat folgenden Vorteil: Sofern der Fensterheberantrieb als fertiges Modul in das Türinnen­ blech einer Kraftfahrzeugtür 6 eingesetzt wird, sind häufig Fertigungstoleranzen der entsprechenden Aufnahmebereiche für das Modul zu berücksichtigen. Diese Toleranzen können bis zu einem Zentimeter betragen. Da die Fensterhebeantrie­ be als Einheit ausgeführt sind, ist ein Toleranzausgleich durch konstruktive Maßnahmen am Fensterhebeantrieb kaum möglich. Durch Ausbildung der Verbindung des in der Türin­ nenverkleidung 8 angeordneten Betätigungselementes 201 mit der auf dem Modul angeordneten Magnetscheibe 202 als flexi­ ble Welle 206′ wird jedoch ermöglicht, einen Toleranzaus­ gleich vorzunehmen.

In Fig. 9 ist eine gemäß Fig. 6 in die Armlehne einer Kraftfahrzeugtür integrierte Schaltvorrichtung 10 darge­ stellt. Das Stellrad 1a ist in beiden Richtungen beliebig drehbar, so daß eine Verstellung der Fensterscheibe der Kraftfahrzeugtür in der gewünschten Richtung und mit der ge­ wünschten Geschwindigkeit erfolgen kann. Über Umschaltta­ sten VL, VR, HL und HR sind die Fensterscheiben des Kraft­ fahrzeugs anwählbar, so daß die Fensterscheiben eines Kraft­ fahrzeugs zentral von der Schaltvorrichtung 10 aus nach entsprechender Anwahl einzeln oder zusammen anwählbar und verstellbar sind.

Fig. 10 zeigt eine in die Türverkleidung einer Kraftfahr­ zeugtür integrierte Schaltvorrichtung 10, bei der das Stellrad 1b versenkbar ist. Bei Druck auf das Stellrad 1b wird dieses durch eine Feder herausgeschoben, so daß das Stellrad 1b auch von oben bedienbar ist. Aufgrund der Bedie­ nungsmulde 9 ist das Stellrad 1b jedoch auch im eingeschobe­ nen Zustand einfach zu verstellen. Wiederum sind Umschaltta­ sten VL, VR, HL und HR zur Ansteuerung der Fenster des Kraftfahrzeugs vorgesehen.

Bei der in Fig. 11 dargestellten, versenkbaren Schaltvor­ richtung 10 sind die Umschalttasten VL, VR, HL und HR in das Stellrad 1c integriert. Darüber hinaus ist eine Um­ schalttaste 11 zur Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Kin­ dersicherung vorgesehen. Bei Aktivierung der Taste 11 sind die Fenster im Fond über die dort befindlichen Schalter nicht mehr zu verstellen.

In Fig. 12 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Als Betätigungselement dient ein gelenkig gelagerter Hebel 301, der jeweils über ein Federelement 302 mit einer Sensoreinrichtung 303 verbunden ist. Von der Ruhelage ausgehend, in der sich die von den Federn 302 auf den Hebel 301 ausgeübten Kräfte ausgleichen, ist der Hebel 301 in zwei Auslenkrichtungen bewegbar. Bei einer Auslen­ kung des Hebels 301 wird jeweils eine Feder 302 gespannt. Die damit einhergehende Kraft wird im entsprechenden Senso­ relement 303 gemessen und dort in eine binäre Impulsfolge umgewandelt. Dabei ist die Frequenz der erzeugten Impulsfol­ ge der auftretenden Kraft proportional.

Bei einer starken Auslenkung des Hebels 301 wird somit eine Impulsfolge mit einer hohen Frequenz erzeugt. Die Impulsfol­ ge wird der elektronischen Auswerteinheit 304 zugeführt, die wie zuvor Steuerbefehle für den Antriebsmotor 305 gene­ riert. Bei einer starken Auslenkung des Hebels 301, einer hohen Federkraft und entsprechend hochfrequenten Impulsfol­ ge wird eine schnelle Verstellung eines zu verstellenden Objektes bewirkt. Die Geschwindigkeit der Verstellung des Verstellobjektes wird somit durch das Maß der Verstellung des Hebels 301, d. h. die Auslenkung bzw. die Position des Hebels 301 bestimmt, wobei der Auslenkung bzw. Position eine bestimmte Impulsfrequenz zugeordnet ist.

Alternativ wird an Stelle eines Hebels bei prinzipiell gleicher Anordnung ein Kippschalter verwendet, wobei dem Grad der Verkippung eine bestimmte Impulsfrequenz der Steuersignale zugeordnet wird.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 14 dargestellt. Als Betätigungselement der etwa in der Armlehne eines Kraftfahrzeugs angeordneten Schaltvorrich­ tung dient ein in einer Kulisse 406 gelagertes Schiebeele­ ment 401, das eine definierte Nullage aufweist und von dieser aus in zwei Richtungen in der Kulisse 406 bewegbar ist. Gemäß Fig. 14 lenkt das Schiebeelement 401 bei seiner Verstellung mit einem Stift 407 ein elastisches Biegeel­ ement 402 aus.

Die Auslenkung des Biegeelements 402 wird über ein Sensore­ lement 403 erfaßt und diesem Wert eine bestimmte Frequenz einer Impulsfolge zugeordnet, so daß entsprechend der Position des Schiebeelementes 301 ein Geschwindigkeitswert für die Verstellung eines zu verstellenden Objektes erzeugt wird. Die Impulsfolge wird als Steuersignal einer elektroni­ schen Steuereinheit zugeführt. Je stärker die Auslenkung des Biegeelements ist, desto höher ist auch die Frequenz der Impulsfolge, so daß ein starkes Verschieben des Schie­ beelementes mit einer hohen Verstellgeschwindigkeit des zu verstellenden Objektes korrespondiert.

Zur Erfassung der Auslenkung des Biegeelementes 402 sind auf dem Biegeelement 402 beispielsweise Dehnmeßstreifen an­ geordnet.

Alternativ ist als Sensorelement 403 ein Piezoelement, insbesondere eine piezokeramische Säule, vorgesehen. Bei einer Verstellung des Betätigungselementes 401 und einer damit einhergehenden Auslenkung des elastischen Biegeele­ ments 402 wird auf die piezokeramische Säule 403 Druck ausgeübt, der zu einer Spannungserzeugung führt. Entspre­ chend der Höhe der Spannung wird eine Impulsfolge mit einer von der erzeugten Spannung abhängigen Frequenz erzeugt und an die elektronische Steuereinheit geleitet. Durch Verwen­ dung jeweils einer piezokeramischen Säule 403 für jedes der beiden Biegeelemente 402 wird auch eine Richtungserkennung ermöglicht, da jeweils nur diejenige piezokeramische Säule 403 ein Signal erzeugt, die bei Auslenkung des Betätigungse­ lementes 401 mit einem Druck beaufschlagt wird.

In einer weiteren Alternative wird der Auslenkung des Biege­ elements 402 bei Verwendung von Dehnungsmeßstreifen ein bestimmter Widerstandswert und bei Verwendung eines Piezo­ elements ein bestimmter Spannungswert zugeordnet. Der Wider­ standswert bzw. Spannungswert wird als Steuersignal einer elektronischen Steuereinheit zugeführt. Aus dem Widerstandswert bzw. Spannungswert bestimmt die Steuerein­ heit die Verstellgeschwindigkeit des zu verstellenden Objektes. Je stärker die Auslenkung des Biegeelements ist, desto größer ist auch der Widerstandswert bzw. der Span­ nungswert, so daß ein starkes Verschieben des Schiebeelemen­ tes mit einer hohen Verstellgeschwindigkeit des zu verstel­ lenden Objektes korrespondiert.

In weiteren Alternativen der Erfindung findet bei den Aus­ führungsbeispielen der Fig. 13 und 14 durch die elektro­ nische Steuereinheit eine Zuordnung der Frequenzen des Steuersignals zu festen Verstellgeschwindigkeiten einer Ver­ stellung des zu verstellenden Objektes entsprechend Fig. 15 statt.

Claims (36)

1. Schaltvorrichtung zum Steuern eines fremdkraftbetätigten Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Fensterhebers oder eines Schiebedaches, die an eine elektronische Steuereinheit Steuersignale zur Erzeugung von Steuerbefehlen für den Antriebsmotor des Verstellantriebs abgibt und die ein manuell betätigbares Betätigungselement aufweist, dem Mittel zur Signalerzeu­ gung zugeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungselement (1, 101, 201, 501) ein unbe­ grenzt drehbares Element ist und bei einer Drehung des Betätigungselementes (1, 101, 201, 501) Steuersignale für die elektronische Steuereinheit erzeugt werden.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß am Betätigungselement (1, 101, 201, 501) bzw. an einem mechanisch mit dem Betätigungselement (1, 101, 201, 501) verbundenen Teil (2, 102, 202) signalerzeugen­ de und/oder signalverändernde Elemente angeordnet sind, die mit korrespondierenden Sensorelementen (3, 103, 203) zur Erzeugung von Steuersignalen in Wechselwirkung ste­ hen.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel zur Signalerzeugung (2, 3; 102, 103; 202, 203) bei einer Drehung des Betätigungselements (1, 101, 201, 501) eine Steuersignal-Impulsfolge erzeu­ gen, deren Frequenz der Drehgeschwindigkeit des Betäti­ gungselements (1, 101, 201, 501) proportional ist, wobei die elektronische Steuereinheit (4, 104) aufgrund der Eingeschaften der Steuersignal-Impulsfolge die Verstell­ geschwindigkeit, den Verstellweg, die Position, die Ver­ stelldauer und/oder die Richtung der Verstellung eines zu verstellenden Objektes bestimmt.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Steuersignaien der Sensorelemente (3, 103, 203) beaufschlagte elektroni­ sche Steuereinheit (4, 104) zusätzlich mit Signalen einer Vorrichtung zur Positionserkennung des Verstellob­ jektes beaufschlagt wird.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als unbegrenzt drehbares Rad (101, 201) ausgebildet ist.

6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das die signalerzeugenden bzw. signalverändern­ den Elemente aufweisende Teil als Rad oder als Scheibe (102, 202) ausgebildet ist, wobei das Rad bzw. die Scheibe (102, 202) drehfest mit dem Betätigungselement (201, 201) verbunden ist.

7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß als signalerzeugende bzw. signalverändernde Ele­ mente magnetisierte Bereiche des Rades bzw. der Scheibe, Loch- oder Schlitzblenden oder Widerstandsdrahtschleifen vorgesehen sind, die zur Signalerzeugung mit mindestens einem zweikanaligen Hallsensor (103, 203), einer Licht­ schranke (103a, 103a′) bzw. mit elektrischen Schleifkon­ takten (103b) in Wechselwirkung stehen.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ge­ kennzeichnet durch

• a) eine segmentierte Magnetscheibe (202), die drehfest mit dem Betätigungselement (201) verbunden ist,
• b) mindestens einen mit der Magnetscheibe (202) in Wechselwirkung stehenden zweikanaligen Hallsensor (203), der in Abhängigkeit von der Drehung der Ma­ gnetscheibe (202) Steuersignale für die elektrische Steuereinheit erzeugt,
• c) eine zweite Scheibe (209), deren Drehachse auf einer Geraden (212) mit der Drehachse der Magnet­ scheibe (202) liegt
• d) einen Dauermagneten (211), der fest mit der zweiten Scheibe (209) verbunden ist,
• e) eine Kopplung zwischen dem Antriebsmotor des Ver­ stellantriebs und der zweiten Scheibe (209) und
• f) eine magnetische Kraftkopplung zwischen der Magnet­ scheibe (202) und dem Dauermagneten (211), derart, daß eine über das Betätigungselement (201) initiier­ te Ansteuerung des Antriebsmotors und eine damit verbundenen Drehung der zweiten Scheibe (209) über die magnetische Kraftkopplung zu einer Mitnahme und fortlaufenden Drehung der Magnetscheibe (202) und somit zu einer ebenfalls fort laufenden Ansteuerung des Antriebsmotors unabhängig von einer weiteren ma­ nuellen Betätigung des Betätigungselementes (201) kommt.

9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß als zweite Scheibe das Schneckenrad (209) eines Schneckengetriebes des Verstellantriebs verwendet wird, wobei der Dauermagnet (211) fest mit dem Schneckenrad (209) verbunden ist.

10. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als unbegrenzt drehbare Kugel (501) ausgebildet ist.

11. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kugel (501) ein gleichmäßiges magnetisches Muster aufweist.

12. Schaltvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kugel (501) nach Art eines Track­ balls angeordnet ist, so daß sie manuell beliebig drehbar ist.

13. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 für einen Spiegelantrieb eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugel (501) Sensoren (503a, 503b, 503c) zur Erfassung einer Verstellung der Kugel in y-Richtung und z-Richtung zugeordnet sind, deren Steuersignale eine Drehung des Spiegels um dessen y-Achse und z-Achse codieren.

14. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13 für einen kombinierten Spiegelantrieb und Fensterheber­ antrieb eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schaltvorrichtung (10) einen Umschalter (507) zur wahlweisen Anwahl des Spiegelantriebs oder des Fensterheberantriebs aufweist.

15. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (201) über eine flexible Welle (206′) mit dem die signa­ lerzeugenden bzw. signalverändernden Elemente aufweisen­ den Teil (202) verbunden ist.

16. Schaltvorrichtung zum Steuern eines fremdkraftbetätig­ ten Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Fensterhebers oder eines Schiebedaches, die an eine elektronische Steuereinheit Steuersignale zur Erzeugung von Steuerbefehlen für den Antriebsmotor des Verstellantriebs abgibt und die ein manuell betätigba­ res Betätigungselement mit definierter Nullage auf­ weist, dem Mittel zur Erzeugung von Steuersignalen in Abhängigkeit vom Maß der Verstellung des Betätigungsele­ mentes zugeordnet sind, wobei das Betätigungselement ausgehend von der Nullage in mindestens zwei Auslen­ krichtungen verstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erzeugten Steuersignale ein Maß für die Ver­ stellgeschwindigkeit des Verstellantriebs darstellen.

17. Schaltvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß als Steuersignal in Abhängigkeit vom Maß der Verstellung des Betätigungselementes (301, 401) ein Wi­ derstandswert und/oder ein Spannungswert und/oder ein Stromwert erzeugt werden.

18. Schaltvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mittel zur Signalerzeugung eine Steuersignal-Impulsfolge erzeugen, deren Frequenz vom Maß der Verstellung des Betätigungselementes (301, 401) ab­ hängt.

19. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als gelenkig gelagerter Hebel (301) oder als Kippschalter mit definierter Nullage ausgebildet ist.

20. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als ein in einer Kulisse (406) gelagertes Schiebeelement (401) mit definierter Nullage ausgebildet ist.

21. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (301, 401) in beiden Auslenkrichtungen etwa über ein Fe­ derelement jeweils mit einem Sensorelement (303, 403) gekoppelt ist, das in Abhängigkeit von jeweiligen Position des Betätigungselementes (301, 401) Steuersi­ gnale an die elektrische Steuereinheit abgibt.

22. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (401) bei seiner Verstellung ein elastisches Biegeele­ ment (402) auslenkt und die Auslenkung des elastischen Biegeelementes (402) über ein Sensorelement (403) erfaßt wird.

23. Schaltvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß auf dem elastischen Biegeelement Dehnmeßstrei­ fen angeordnet sind.

24. Schaltvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß dem elastischen Biegeelement (402) ein Piezo­ element, insbesondere eine piezokeramische Säule (403) zugeordnet ist, wobei das elastische Biegeelement (402) bei elastischer Auslenkung zur Signalerzeugung auf das Piezoelement (403) Druck ausübt.

25. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (1, 101, 201, 301, 401, 501) in die Türverkleidung oder in die Armlehne einer Kraftfahrzeugtür (6) integriert ist und nach Art eines Druckkugelschreibers in die Tür­ verkleidung (8) bzw. die Armlehne versenkbar ist.

26. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che für einen Fensterheberantrieb eines Kraftfahrzeu­ ges, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (10) Umschalttasten (VL, VR, HL, HR) für sämtliche Fensterscheiben des Kraftfahrzeuges aufweist, so daß die Fensterscheiben des Kraftfahrzeugs zentral von einer Schaltvorrichtung (10) aus nach Vorwahl verstell­ bar sind.

27. Schaltvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (10) einen Deaktivierungsschalter (506) aufweist.

28. Verfahren zum Steuern eines fremdkraftbetätigten Ver­ stellantriebs in einem Kraftfahrzeug, insbesondere eines Fensterhebers oder eines Schiebedaches, bei dem Steuersignale unter Verwendung eines manuell betätigba­ ren Betätigungselementes erzeugt und an eine elektroni­ sche Steuereinheit zur Erzeugung von Steuerbefehlen für den Antriebsmotor des Verstellantriebs weitergeleitet werden
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Verstellung des Betätigungselementes (1, 101, 201, 301, 401, 501) in Abhängigkeit von der Dyna­ mik und/oder dem Maß der Verstellung des Betätigungsele­ ments (l, 101, 201, 301, 401, 501) Steuersignale gene­ riert werden und in Abhängigkeit von den generierten Steuersignalen die Verstellgeschwindigkeit des Verstel­ lantriebs eingestellt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignale des weiteren ein Maß für den Verstell­ weg, die Position, die Verstelldauer und/oder die Richtung der Verstellung eines zu verstellenden Objek­ tes darstellen.

30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeich­ net, daß als Steuersignal ein Spannungswert und/oder ein Stromwert und/oder ein Widerstandswert generiert werden.

31. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeich­ net, daß als Steuersignal eine Steuersignal-Impulsfolge generiert wird, deren Frequenz von der Dynamik und/oder dem Maß einer Verstellung des Betätigungselementes abhängt.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Impuls folge ein Maß für die Geschwin­ digkeit einer Verstellung des zu verstellenden Objektes darstellt.

33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Impulse innerhalb eines bestimmten Zei­ tintervalls ein Maß für den genauen Verstellweg einer Verstellung des zu verstellenden Objektes darstellt.

34. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (4, 104) bestimmten Frequenzen der Steuer­ signal-Impulsfolge bestimmte Verstellgeschwindigkeiten einer Verstellung des zu verstellenden Objektes derart zuordnet, daß

• a) unter einem ersten Wert (f1) liegenden Impulsfrequen­ zen eine von der Impulsfrequenz bestimmte und ent­ sprechend variable Geschwindigkeit zugeordnet wird, die mindestens gleich einer vorgegebenen Mindestver­ stellgeschwindigkeit (V1) ist,
• b) zwischen dem ersten Wert (f1) und einem zweiten Wert (f2) liegenden Impulsfrequenzen eine konstante mittlere Verstellgeschwindigkeit (V2) und
• c) über dem zweiten Wert (f2) liegenden Impulsfrequen­ zen eine maximale Verstellgeschwindigkeit (V3) zugeordnet wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß sämtlichen Impulsfolgen mit unter dem ersten Wert (f 1) liegenden Frequenzen eine konstante Mindestverstellge­ schwindigkeit (V1) zugeordnet wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Kraftkopplung zwischen einem mit dem Betätigungselement (201) verbun­ denen signalerzeugenden oder signalverändernden ersten Element (202) und einem mit dem Antriebsmotor des Ver­ stellantriebs gekoppelten, einen Dauermagneten (211) aufweisenden zweiten Element (209) erfolgt und daß durch die magnetische Kraftkopplung eine über das Betä­ tigungselement (201) bzw. das erste Element (202) initi­ ierte Ansteuerung des Antriebsmotors und eine damit ein­ hergehende Bewegung des zweiten Elementes (209) zu einer Mitnahme des ersten Elementes (202) und damit zu einer weiteren Ansteuerung des Antriebsmotors führt.