DE3136746C2

DE3136746C2 -

Info

Publication number: DE3136746C2
Application number: DE19813136746
Authority: DE
Inventors: Eduard Bergmann; Eduard 5880 Luedenscheid De Bergmann
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1980-09-11
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1988-04-28
Also published as: DE3136746A1

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Verfahren zur elektronischen Überwachung des Öffnungs- bzw. Schließvorganges von elektrisch betriebenen Aggregaten aus, das Gegenstand des Patentes 30 34 118 ist.

Im Zusammenhang mit elektrisch betriebenen, zur Durchführung eines Öffnungs- bzw. Schließvorganges vorgesehenen Aggregaten - wie z. B. im Kraftfahrzeug vorhandenen, elektromotorisch verstellbaren Fensterhebern oder Schiebedächern - besteht das Problem, daß Körperteile von Personen infolge Unachtsamkeit bei der Schließbewegung der einander zugeordneten Bauelemente eingeklemmt werden können.

Das Patent 30 34 118 setzt sich mit dieser Problematik auseinander, d. h. der dadurch geschützten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verfahrensmäßig ein System zu schaffen, bei dem sowohl ein gefährliches Einklemmen von Körperteilen mit relativ großer Sicherheit ausgeschlossen als auch ein vollständiges Öffnen oder Schließen der miteinander kooperierenden Bauelemente automatisch möglich ist.

Dies Problem wird durch die im Patent 30 34 118 angegebenen Maßnahmen bereits prinzipiell gelöst.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das System nach dem Patent 30 34 118 derart weiterzubilden, daß eine besonders zuverlässige Weg/Zeit- Erfassung gewährleistet und das System mit möglichst geringer Ruheverlustleistung behaftet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Hierdurch ist sichergestellt, daß auf das Aggregat einwirkende Einflüsse einwandfrei erfaßt werden und daß selbst bei längerer Nichtbetätigung des Aggregates eine ständige Belastung der Bordspannungsquelle vermieden ist.

Zum besseren Verständnis ist in der Zeichnung ein Blockschaltbild eines elektrisch betriebenen, als elektronisch beeinflußbares Fensterheber-System ausgebildeten Aggregates gemäß der Erfindung dargestellt (Fig. 1).

Des weiteren sind die Verstellbereiche des Systems anhand einer schematisierten Kraftfahrzeug-Tür dargestellt (Fig. 2).

Nach Anklemmen einer Bordspannungsquelle (Bordbatterie) bezeichnet ein Mikrocomputer die momentane Position einer Fensterscheibe als Zustand "Fenster zu" und setzt einen Positionszähler auf den Wert 0.

Wird die Fensterscheibe nun mittels eines Motors (Fensterheber-Motor) bewegt, so liefert eines von insbesondere als optoelektronische Gabelkoppler ausgebildeten digitalen Sensorelementen einer Sensoreinrichtung Wechsel von 0 nach 1 oder umgekehrt, die der Mikrocomputer entsprechend der Drehrichtung addiert oder subtrahiert. Wird das Fenster geöffnet, so werden die Wechsel addiert. Wird das Fenster wieder geschlossen, so werden die Wechsel der Sensoreinrichtung wieder subtrahiert.

Ausgehend von der Position "Fenster auf" durchläuft die Fensterscheibe während des Schließvorganges drei Bereiche (Bereich 1, 2 und 3 gemäß Fig. 2).

Hierbei wird in den Bereichen 1 und 3 der Motor außer durch entsprechende Betätigung der Bedienelemente nur abgeschaltet, wenn er für eine bestimmte (kurze) Zeit im blockierten Zustand gewesen ist.

Diese definierte Blockierzeit wird von einem einstellbaren Blockierzähler vorgegeben und bei Überschreitung der Blockierzeit erfolgt die Abschaltung des Fensterheber-Motors, und zwar, wenn von der Sensoreinrichtung keine Wechsel mehr kommen. Dadurch ist einerseits sichergestellt, daß das Fenster immer vollständig geöffnet und vollständig geschlossen wird und andererseits gewährleistet, daß der Motor nicht überlastet wird. Aus diesem Grund kann ein Bimetall-Schalter im Motor entfallen.

Zeitbestimmend für alle Zählungen und Messungen des Mikrocomputers ist die Taktfrequenz eines spannungsabhängigen Taktgebers.

Der Bereich 2 ist der sogenannte Sicherheitsbereich, in dem, ausgehend vom sogenannten 1. Meßwert, durch fortlaufende Prüfungen untersucht wird, ob ein aus dem Meßwert gebildeter, statische und dynamische Größen berücksichtigender Grenzwert von nachfolgend ermittelten Meßwerten überschritten wird. Ist dies der Fall, tritt eine sogenannte Gefahrenöffnung ein, d. h. der Motor wird gestoppt und anschließend gegensinnig in Betrieb gesetzt, so daß sich das Fenster zumindest ein wenig öffnet.

Der Weg der Gefahrenöffnung des Fensters ist einstellbar.

Ist das Fenster zum Zeitpunkt des Anklemmens der Bordbatterie geschlossen, so arbeitet das elektronische Fensterheber-System zu diesem Zeitpunkt bereits mit voller Sicherheit.

Ist das Fenster nach Anklemmen der Bordbatterie nicht geschlossen, so bezeichnet der Mikrocomputer zunächst diese momentane Position als "Fenster zu" und setzt den Inhalt des Positionszählers auf Null. Wird nun der Tastschalter "Fenster zu" betätigt und es findet, ausgehend von dieser Position, eine entsprechende Verstellung der Fensterscheibe statt, so erkennt der Mikrocomputer aus dem sich ergebenden negativen Inhalt des Positionszählers, daß das Fenster nicht geschlossen war. Für diesen 1. Schließzyklus besteht nur bedingte Sicherheit, d. h. bei Blockierung des Fensterheber-Motors erfolgt keine Gefahrenöffnung des Fensters.

Der Motor wird jedoch nach Überschreiten eines bestimmten Wertes abgeschaltet und der Inhalt des Positionszählers auf Null gesetzt.

Ist das Fenster bereits geschlossen und der Tastschalter "Fenster zu" wird betätigt, so wird der Fensterheber-Motor dadurch, daß er blockiert ist, durch den Blockierzähler (Zeit ca. 500 ms, aber einstellbar) abgeschaltet.

Immer wenn der Tastschalter "Fenster zu" betätigt wird und der Fensterheber-Motor durch den Blockierzähler abgeschaltet wurde, regeneriert sich der Positionszähler, d. h. der Inhalt desselben wird auf Null gesetzt.

Wird nun, ausgehend von der Position "Fenster zu", das Fenster geöffnet, so werden nur die eingehenden Wechsel der Sensoreinrichtung im Positionszähler addiert.

Bei der Betätigung der Tastenschalter gibt es entsprechend der Betätigung folgende Funktionsmöglichkeiten:

a) Betätigung kurz (t 0,5 s):
Fenster wird vollständig geöffnet oder geschlossen. Die Endabschaltung erfolgt über den Blockierzähler.
b) Betätigung lang (t < 0,5 s):
Fensterscheibe wird solange bewegt, wie der Tastschalter betätigt wird.
c) Gleicher Tastschalter wird ein zweites Mal betätigt, egal ob kurz oder lang:
Die Fensterbewegung wird gestoppt.
d) Betätigung des Gegen-Tastschalters:
Die Funktion des der Gegenbewegung zugeordneten Tastschalters wird übernommen (wird z. B. während der Öffnungsbewegung der Fensterscheibe der Tastschalter "Fenster zu" betätigt, so erfolgt eine Bewegungsumkehr, d. h. das Fenster wird dann geschlossen.)

Wird das Fenster geschlossen, so prüft der Mikrocomputer anhand des Positionszählers, wo sich die Fensterscheibe befindet.

Befindet sich die Fensterscheibe im Bereich 1, so wird bei Eintritt in den Bereich 2 die Zeit zwischen den Flanken der von der Sensoreinrichtung zuerst gelieferten Wechsel gemessen und abgespeichert. Aus dieser gemessenen Zeit resultiert dann ein Grenzwert, der, wird er im Bereich 2 bei einem Vergleich mit nachfolgend ermittelten Meßwerten überschritten, zur Gefahrenöffnung führt.

Befindet sich die Fensterscheibe dagegen schon im Bereich 3, so wird die Fensterbewegung nach Überschreitung der vom Blockierzähler vorgegebenen Blockierzeit gestoppt.

Befindet sich beim Anlauf die Fensterscheibe noch im Bereich 2, so erfolgt nach Abwarten des sogenannten Spielausgleiches (Ausgleich des Spieles im mechanischen Hebesystem) die Übernahme des sogenannten 1. Meßwertes.

Aus diesem 1. Meßwert resultiert dann wiederum der Grenzwert, der, sollte er während der Prüfungen im Bereich 2 überschritten werden, zur Gefahrenöffnung führt.

Durch Aufteilung des Fensters in diese drei Bereiche und Messung der Geschwindigkeit des Motors ist es möglich, daß gefährdete Körperteile unverletzt bleiben und trotzdem das Fenster vollständig geschlossen werden kann.

Durch die zusätzliche Gefahrenöffnung wird beim Einklemmen des Halses eine Strangulation durch das Gewicht des Kopfes an der Kante der Fensterscheibe vermieden.

Es bleibt noch festzuhalten, daß es sich empfiehlt, den Takt (Fig. 1) abhängig von der Bordspannung zu machen, damit bei einem plötzlichen Spannungsabfall im Bordnetz während eines Schließzyklusses des Fensterhebers aufgrund der daraus resultierenden Verringerung der Geschwindigkeit keine Gefahrenöffnung eingeleitet wird.

Um zu verhindern, daß die Bordspannungsquelle auch bei Nichtbenutzung des Systems belastet wird, ist der Mikrocomputer derart ausgestaltet, daß beim Erreichen eines normierten Zustandes sowie Nichtbetätigung der Bedienelemente und Abschaltung des Stelltriebes eine Stromlosschaltung des gesamten Systems erfolgt.

Claims

1. Verfahren zur elektronischen Überwachung des Öffnungs- und Schließvorganges von elektrisch betriebenen Aggregaten, insbesondere von Fensterhebern und Schiebedächern in Kraftfahrzeugen, wobei ein an das gleichspannungsgespeiste Bordnetz angeschlossenes elektrisches Stellorgan des Aggregates entweder über elektrische Bedienelemente oder über eine charakteristische Größen des Aggregates erfassende Sensoreinrichtung mittelbar unter Zwischenschaltung eines eine Speicher- und eine Vergleichsvorrichtung aufweisenden Mikrocomputers beeinflußbar ist, mit der Kombination folgender Merkmale:

a) der beim Öffnungs- und Schließvorgang des Aggregates zu durchlaufende Weg wird in drei Bereiche aufgeteilt, nämlich in einen ersten Bereich von völlig geöffnet bis etwa halb geöffnet, in einen zweiten Bereich von etwa halb geöffnet bis fast völlig geschlossen und in einen dritten Bereich von fast völlig geschlossen bis völlig geschlossen,
b) beim Öffnungs- und Schließvorgang wird der zurückgelegte Weg elektronisch erfaßt,
c) beim Schließvorgang wird der Öffnungsweg mit dem jeweils zurückgelegten Schließweg verglichen,
d) im ersten und dritten Bereich wird das Stellorgan abgeschaltet, sobald bei Auftreten eines Blockierzustandes des Aggregates ein zeitlicher Grenzwert erreicht wird,
e) beim Schließvorgang werden im zweiten Bereich von der Drehzahl oder von der Geschwindigkeit des Aggregates oder des Stellorganes abhängige Meßwerte laufend ermittelt, mit einem auf den Anfangs-Meßwert bezogenen Grenzwert verglichen, bei Grenzwert-Überschreitung die Verstellrichtung des Stellorganes kurzzeitig umgekehrt und dann das Stellorgan abgeschaltet,

nach Patent 30 34 118, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Mikrocomputer verbundene Sensoreinrichtung aus zwei digitalen Sensorelementen besteht und daß der Mikrocomputer bei im Ruhezustand befindlichem Aggregat eine Unterbrechung der Stromversorgung des gesamten Systems veranlaßt.

2. Verfahren zur elektronischen Überwachung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sensorelemente als optoelektronische Gabelkoppler ausgebildet sind.