DE3852387T2

DE3852387T2 - Steuerungssystem für elektr. angetriebene Kraftfahrzeugantenne.

Info

Publication number: DE3852387T2
Application number: DE3852387T
Authority: DE
Inventors: Takuji Harada
Original assignee: Harada Industry Co Ltd
Current assignee: Harada Industry Co Ltd
Priority date: 1988-01-11
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: EP0324281B1; US4950091A; JPH0748609B2; JPH01180101A; EP0324281A3; DE3852387D1; EP0324281A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stabantennensteuerungssystem für Fahrzeuge mit einer motorgetriebenen Vorrichtung zum Ausschieben eines Antennenseils, um eine Stabantenne für ein Fahrzeug auszufahren.
Um eine Stabantenne für ein Fahrzeug auszufahren und einzuziehen, wird oft ein Antennenseil aus Nylon usw. verwendet. Ein Ende des Seils ist mit der Spitze einer Stabantenne verbunden, und das Seil wird von einem Motor angetrieben, so daß es auf- und niedergeschoben wird, so daß der Antennenstab ausgefahren und eingezogen wird.
Bei dieser Art von herkömmlichem System kann die Antenne jedoch nicht leicht ausgefahren werden, wenn sie während der frostigen Jahreszeit mit Eis bedeckt ist. Folglich ist das System so ausgelegt, daß eine über einem vorgegebenen Wert liegende Ausschubkraft beaufschlagt werden kann, um das Ausfahren der Antenne sicherzustellen. Anders gesagt, verwendet das System einen Motor, der zuverlässig einen ausreichenden Betrag an Ausschubkraft zur Verfügung stellen kann, selbst wenn sich die Spannung der Autobatterie, die für gewöhnlich 12 V beträgt, auf ca. 9 V verringert.
Wenn die Batteriespannung jedoch auf beispielsweise 16 V erhöht ist, würde sich ein Problem ergeben, indem eine sehr große Ausschubkraft auf das Antennenseil beaufschlagt wird, infolge derer sich das Antennenseil biegt und bricht, nachdem die Stabantenne ihre höchste Stellung erreicht.
Anders gesagt, da sich die auf den Motor beaufschlagte Leistung proportional zum Quadrat der Spannung verstärkt und die Antennenausschubkraft ebenfalls proportional zum Quadrat der Spannung ansteigt, biegt sich das Antennenseil schließlich und bricht gegebenenfalls.
Die US-Patentschriften US-A-4394605 und US-A-4514670 beschreiben jeweils Anordnungen, bei denen der Abschluß des Verfahrens einer Stabantenne erfaßt wird. Bei der ersteren findet die Erfassung über die Größe des durch den Motor fließenden Stroms statt, und bei der letzteren über Unregelmäßigkeiten in den vom Motor erzeugten Stromimpulsen, und beide beschäftigen sich mit der Steuerung der während der Bewegung der Antenne auf diese beaufschlagten Maximalkraft.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Stabantennen-Antriebsmotor-Steuerungssystem für Fahrzeuge zur Verfügung, wobei ein Motor (20) eine Antennenantriebsvorrichtung antreibt, um ein Antennenseil auszuschieben, um eine Stabantenne auszufahren, mit:
einer Nachweiseinrichtung, die zum Erfassen der Größe des Stromes, der durch den Antennenantriebsmotor fließt, angeordnet ist; und
einer Einrichtung zum Steuern des Stromes, der durch den Motor fließt; dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuereinrichtung umfaßt:
Integriermittel, die angeordnet sind, um die von den Nachweiseinrichtungen erfaßte Stromgröße zu integrieren, um einen integrierten Stromwert zu erhalten;
Vergleichsmittel, die angeordnet sind, um den integrierten Stromwert mit einem vorbestimmten Referenzwert zu vergleichen und um ein Abschalt-Signal aus zugeben, sobald der integrierte Stromwert den vorbestimmten Referenzwert überschreitet;
Schaltmittel, die auf das Abschalt-Signal ansprechen, um den Strom, der durch den Antennenantriebsmotor fließt, abzuschalten; und
Rückstellmittel, die angeordnet sind, um die Integriermittel zurückzusetzen, um den Integrationsvorgang von neuem zu vorbestimmten Zeitintervallen zu beginnen,
wodurch, falls die Größe des motorantreibenden Stromes unter einem vorbestimmten Pegel liegt, der motorantreibende Strom fortwährend dem Motor zugeführt wird, und falls die Größe des Stromes den vorbestimmten Pegel übersteigt, der Strom intermittierend dem Motor zugeführt wird und eine konstante Antriebskraft durch den Motor an die Antennenantriebsvorrichtung angelegt wird.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung elektrischer Strom kontinuierlich an den Antennenseil-Ausschubmotor angelegt ist, wenn ein unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegender Strom zum Motor fließt, und dann der Strom intermittierend zugeführt wird, wenn ein über einem vorgegebenen Wert liegender Strom zum Motor fließt, wird keine übermäßig große Ausschubkraft auf das Antennenseil beaufschlagt, selbst wenn die Batteriespannung höher als gewöhnlich ist, so daß kein Verbiegen und Brechen des Antennenseils auftritt.
Ein vollständigeres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Stabantennen-Steuerungssystems der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Rückstellimpulses und eines Motorstroms der Ausführungsform von Fig. 1.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform umfaßt eine Zerhackerschaltung 10, einen Motor 20 zum Ausschieben eines aus Kunstharzen wie etwa Nylon usw. hergestellten Antennenseils, und eine Batterie 30.
Die Zerhackerschaltung 10 ist eine Schaltung, die kontinuierlich elektrischen Strom an den Motor 20 liefert, wenn ein unter einem vorgegebenen Wert liegender Strom zum Motor 20 fließt, und Strom intermittierend an den Motor 20 liefert, wenn ein über einem vorgegebenen Wert liegender Strom zum Motor 20 fließt.
Genauer gesagt umfaßt die Zerhackerschaltung 10 eine Stromnachweisschaltung 11, die den zum Motor 20 fließenden Strom erfaßt, eine Integrierschaltung 12, die den erfaßten Strom eine vorgegebene Zeitspanne lang integriert, und eine Rückstellimpuls-Erzeugerschaltung 13, die in solchen vorgegebenen Zeitintervallen Rückstellimpulse erzeugt.
Die Zerhackerschaltung 10 umfaßt des weiteren eine Vergleichsschaltung 14, die den von der Integrierschaltung 12 integrierten Stromwert (der durch eine Gleichung: Stromwert mal Wert während einer vorgegebenen Zeitspanne, erhalten wird) mit einem vorgegebenen Referenzwert vergleicht, eine ODER-Schaltung 16, und einen Umschalter 15, der die Stromwege des Motors 20 unterbricht und schließt.
Die Rückstellimpuls-Erzeugerschaltung 13 erzeugt alle 1 ins Rückstellimpulse, wie bei (A) in Fig. 2 gezeigt ist. Die Integrierschaltung 12 und die Vergleichsschaltung 14 weisen jeweils beispielsweise einen Kondensator auf, der eine zu den Ausgangssignalen der Stromnachweisschaltung 11 proportionale elektrische Ladung auflädt, sowie eine Entladungsschaltung, die bei Erhalt des Rückstellimpulses eine solche vom Kondensator aufgeladene elektrische Ladung entlädt.
Das von der Vergleichsschaltung 14 aus gegebene Unterbrechungssignal ist "1", wenn der integrierte Wert unter dem Referenzwert liegt, und wird "0", wenn der integrierte Wert über dem Referenzwert liegt.
Der Umschalter 15 besteht aus Transistoren, Halbleiterelementen wie Thyristoren usw.
Die ODER-Schaltung 16 empfängt das von der Vergleichsschaltung übertragene Unterbrechungssignal und das von außerhalb der Zerhackerschaltung 10 übertragene Motorstop- Signal. Dieses Motorstop-Signal (das gewöhnlich als "Motorantriebssignal" bezeichnet ist) wird "1", wenn es den Motor 20 anhält, und wird "0", wenn es den Motor 20 betreibt. Die Schaltung zum Erzeugen des Motorstop-Signals ist eine gewöhnliche Motorantriebsschaltung.
Fig. 1 veranschaulicht eine Schaltung zum Ausfahren der Antenne, während eine Schaltung zum Einziehen der Antenne (eine Schaltung zum gegenläufigen Antreiben des Motors 20) in Fig. 1 weggelassen wurde.
Der Betrieb der oben beschriebenen Ausführungsform ist im folgenden beschrieben.
In Fig. 2 zeigt die mit (B) bezeichnete Kurve die Änderungen im Strom durch den Motor 20. In diesem Diagramm ist die Spannung der Batterie 30 am linken Ende niedrig, und die Spannung der Batterie 30 erhöht sich allmählich nach rechts hin. (In Wirklichkeit würde der Anstieg der Batteriespannung nicht so schnell stattfinden, aber die Zeit wurde zwecks einer einfacheren Erklärung verkürzt.)
Die gestrichelte Linie an (B) zeigt Änderungen im Motorstrom eines herkömmlichen Systems, das keine Zerhackerschaltung 10 verwendet.
Zuerst sei angenommen, daß das Motorstop-Signal nach dem Punkt r1 ununterbrochen "0" ist (d. h. es werden kontinuierlich Befehle zum Antreiben des Motors 20 erzeugt). Rückstellimpulse werden in Intervallen von 1 ms an den Punkten r1, r2, r3, r4, r5 und r6 erzeugt; und unmittelbar nach dem Erzeugen dieser Rückstellimpulse integriert die Integrierschaltung 12 den von der Stromnachweisschaltung 11 erfaßten Strom. Der in der Integrierschaltung 12 erhaltene integrierte Wert und der vorgegebene Referenzwert werden dann in der Vergleichsschaltung 14 verglichen.
Zwischen den Punkten r1 und r2 wie auch zwischen r2 und r3 sind die integrierten Werte kleiner als der vorgegebene Referenzwert. Somit gibt die Vergleichsschaltung 14 ein Signal "0" aus, und da das Motorstop-Signal auch "0" ist, wird der Umschalter 15 aktiviert, und Strom wird zwischen r1 und r3 kontinuierlich an den Motor 20 geliefert.
Wenn die Batteriespannung auf 15 oder 16 Volt ansteigt, beispielsweise zwischen r3 und c3, wobei die Integrierschaltung 12 Integrationen durchführt, dann wird der integrierte Wert höher als der Referenzwert, und daher gibt die Vergleichsschaltung 14 ein Signal "1" aus. Folglich gibt die ODER-Schaltung 16 ein Signal "1" aus, und der Umschalter 15 wird geschlossen. Dann, da die Vergleichsschaltung 14 fortfährt, das Signal "1" bis r4 auszugeben, wo der nächste Rückstellimpuls ausgegeben wird, wird der Strom zum Motor 20 bis r4 geschlossen.
Bei r4 wird die Integration wieder vom Rückstellimpuls begonnen, und die Vergleichsschaltung 14 gibt das Signal "0" aus. Infolgedessen wird der Umschalter 15 momentan geschlossen, und der Motor 20 wird mit Strom versorgt.
Wenn der Rückstellimpuls von der Rückstellimpuls-Erzeugerschaltung 13 bei r4 ausgegeben wird, beginnt die Integration wieder in der Integrierschaltung 12. Wenn der von der Integrierschaltung 12 integrierte Wert bei c4 einen vorgegebenen Referenzwert übersteigt, gibt die Vergleichsschaltung 14 ein Signal "1" aus, und der Strom zum Motor 20 wird zwischen den Punkten c4 und r5 unterbrochen.
Auf die gleiche Weise wie oben beschrieben wird die Stromzufuhr zum Motor 20 bei r5 wiederhergestellt und bei c5 unterbrochen, und bei r6 wiederhergestellt und bei c6 unterbrochen. Dieser Vorgang wiederholt sich im weiteren. Somit wird der Strom intermittierend dem Motor 20 zugeführt, wenn der integrierte Wert den Referenzwert übersteigt.
Wie oben beschrieben wurde, wird dem Motor 20 intermittierend Strom zugeführt, wenn ein Strom, der größer als ein vorgegebener Stromwert ist, zum Motor 20 fließt. Demzufolge wird selbst dann, wenn die Batteriespannung höher als normal wird, keine übermäßig große Kraft auf das Antennenseil beaufschlagt. Somit wird das Antennenseil nicht gebogen und gebrochen.
Selbst wenn der Strom dem Motor 20 intermittierend zugeführt wird, wie oben beschrieben ist, fließt der Motorstrom glatt aufgrund von mechanischer Trägheit. Des weiteren wird die Drehbewegung des Motors, da die intermittierenden Zeitspannen kurz sind, vom Motorstrom nicht beeinträchtigt.
Die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt übermäßig großen Strom unter normalen Umständen und führt einen EIN/AUS-Betrieb der Leistungszufuhr unter Verwendung von Halbleiterelementen durch. Auch ist der Vorwärtsspannungsabfall gering, wenn ein Halbleiterelement während des EIN/AUS-Betriebes "ein-"geschaltet ist, und die von dem Halbleiterelement verzehrte Leistung ist gering, auch wenn der Strom groß ist. Wenn Halbleiterelemente jedoch als Widerstand eingesetzt werden, um Strom zu beschränken, verringert sich die Spannung des Halbleiterelementes, und ein großer Leistungsbetrag wird von den Halbleiterelementen aufgebraucht. Somit ist es in diesem Fall nötig, entweder ein Halbleiterelement mit hoher Kapazität zu verwenden oder ein Wärmeabstrahlelement zu vergrößern, was beides die Herstellungskosten beträchtlich erhöht.
Der Betrag des zum Motor 20 fließenden Stroms erhöht sich nicht nur, wenn die Spannung von der Batterie 30 wie oben beschrieben steigt, sondern auch, wenn der Motor 20 zeitweilig aufgrund von Eisbildung auf der Stabantenne blockiert ist. Selbst in solchen Fällen übersteigt der Motorstrom gemäß der Ausführungsform nicht den vorgegebenen Wert. In diesem Fall kann die Stabantenne durch Brechen des Eises ausgefahren werden, da der zum Motor 20 fließende Strom ausreicht.
Es kann eine von der in der Ausführungsform beschriebenen Schaltung verschiedene Zerhackerschaltung 10 verwendet werden, und es ist möglich, den Rückstellimpuls auf andere Intervalle als 1 ms einzustellen. Auch kann der Referenzwert an der Vergleichsschaltung 14 dem Bedarf entsprechend geändert werden.
Ferner fließt beim Starten gewöhnlich ein hoher Strombetrag zum Motor 20, und dieser Strom wird erfaßt, weshalb durch das Erfassen eines solchen Stroms ein Strom intermittierend zum Motor 20 fließt. Um dies zu verhindern, können zwei unterschiedliche Referenzwerte (der vorgegebene Stromwert), von denen einer für die Startzeit des Motors 20 und der andere für nach dem Starten des Motors 20 ist, separat als die oben erwähnten Referenzwerte (die vorgegebenen Stromwerte) derart festgelegt werden, daß der Bezugswert beim Starten des Motors 20 höher als der Wert für nach dem Starten des Motors 20 ist. Natürlich kann nur ein Wert als der Referenzwert (der vorgegebene Stromwert) festgelegt werden.
Somit wird bei dem Stabantennen-Steuersystem für Fahrzeuge der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Antenne so ausgeschoben wird, daß sie von einer motorgetriebenen Vorrichtung ausgefahren wird, selbst dann keine übermäßig hohe Ausschubkraft auf das Antennenseil beaufschlagt, wenn die Spannung der Autobatterie höher als normal ist. Dadurch kann ein Verbiegen und Brechen des Antennenseils verhindert werden.

Claims

1. Ein Stabantennen-Antriebsmotor-Steuerungssystem für Fahrzeuge, wobei ein Motor (20) eine Antennenantriebsvorrichtung antreibt, um ein Antennenseil auszuschieben, um eine Stabantenne auszufahren, mit:

einer Nachweiseinrichtung (11), die zur Erfassung der Größe des Stromes, der durch den Antennenantriebsmotor (20) fließt, angeordnet ist; und

einer Einrichtung (10) zum Steuern des Stromes, der durch den Motor (20) fließt;

dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuereinrichtung (10) umfaßt:

Integriermittel (12), die angeordnet sind, um die von den Nachweiseinrichtungen (11) erfaßte Stromgröße zu integrieren, um einen integrierten Stromwert zu erhalten;

Vergleichsmittel (14), die angeordnet sind, um den integrierten Stromwert mit einem vorbestimmten Referenzwert zu vergleichen und um ein Abschalt-Signal auszugeben, sobald der integrierte Stromwert den vorbestimmten Referenzwert überschreitet;

Schaltmittel (15), die auf das Abschalt-Signal ansprechen, um den Strom, der durch den Antennenantriebsmotor fließt, abzuschalten; und

Rückstellmittel (13), die angeordnet sind, um die Integriermittel (12) zurückzusetzen, um den Integrationsvorgang von neuem zu vorbestimmten Zeitintervallen zu beginnen,

wodurch, falls die Größe des motorantreibenden Stromes unter einem vorbestimmten Pegel liegt, der motorantreibende Strom fortwährend dem Motor (20) zugeführt wird, und falls die Größe des Stromes den vorbestimmten Pegel übersteigt, der Strom intermittierend dem Motor (20) zugeführt wird und eine konstante Antriebskraft durch den Motor an die Antennenantriebsvorrichtung angelegt wird.

2. Ein Stabantennen-Antriebsmotor-Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Referenzwert so eingestellt ist, daß er einen kleineren Wert aufweist als ein Motorstartwert, der durch den Motor (20) fließt, wenn der Motor gestartet oder hin und her bewegt wird.

3. Ein Stabantennensystem mit einem Steuerungssystem nach Anspruch 1 und einem Gleichstrommotor (20), der von einer Gleichstrombatterie (30) angetrieben ist, deren Spannung in Abhängigkeit von einem Fahrzustand eines Fahrzeugs Schwankungen unterliegt.

4. Ein Stabantennen-Antriebsmotor-Steuerungssystem nach Anspruch 1 für Fahrzeuge, bei dem die Stromsteuereinrichtung eine Zerhackerschaltung (10) aufweist, die wiederum die Integriermittel (12), die Vergleichsmittel (14), die Schaltmittel (15) und die Rückstellmittel (13) umfaßt.

5. Ein Stabantennen-Antriebsmotor-Steuerungssystem nach Anspruch 4, bei dem die Zerhackerschaltung (10) weiterhin eine Oder-Gatter-Schaltung (16) enthält, die zwischen dem Vergleichsmittel (14) und dem Schaltmittel (15) zwischengeschaltet ist.