DE4013624C2

DE4013624C2 -

Info

Publication number: DE4013624C2
Application number: DE4013624A
Authority: DE
Inventors: Osamu Kashiwazaki Niigata Jp Yaguchi
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1993-06-17
Also published as: DE4013624A1; GB2232255A; GB9009638D0; GB2232255B; CA2015618C; CA2015618A1; US5051672A; US5166586A; FR2646459B1; FR2646459A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Fenster oder eine Tür gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einer bekannten Sicherheitsvorrichtung dieser Art (DE-PS 37 24 942) kommt ein Sensor zum Einsatz, der aus zwei außenseitig auf einem Tragkörper angeordneten metallischen Schichten besteht, wobei der Tragkörper aus einem piezo- und/oder pyroelektrischen Werkstoff besteht. Ein Nachteil einer derartigen Sicherheitsvorrichtung besteht darin, daß die Ansprechcharakteristik des Sensors von seiner Montage z. B. in einem Fensterrahmen abhängt. Außerdem besteht ein starker Einfluß von Alterungseffekten. Aufgrund von Fehlfunktionen werden eingeklemmte Gegenstände nicht ermittelt, oder umgekehrt, wird ein Einklemmen angezeigt, obwohl dies gar nicht der Fall ist.

In der EP-A 02 18 465, GB-PS 15 05 819, US-PS 37 94 790 und GB-PS 21 05 082 sind Sensoren bekannt, die einen koaxialen Aufbau aufweisen. Bei diesen Sensoren nimmt der Widerstand stetig ab bei zunehmendem Druck. Derartige Sensoren werden bevorzugt in Vorrichtungen zum Wiegen von Fahrzeugen oder zum Feststellen der jeweiligen momentanen Verkehrsdichte einer befahrenen Straße eingesetzt.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ausgehend von dem genannten Stand der Technik, eine besonders zuverlässige und sichere Sicherheitsvorrichtung für ein Fenster oder eine Tür anzugeben.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, auch von Elementen der Sicherheitsvorrichtung, sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (20A) koaxial aufgebaut ist, wobei die zweite Elektrode (26) die erste Elektrode (25) umgibt, der elektrische Widerstand des elastischen Elements (27) sich druckabhängig ändert, so daß die Abnahme des elektrischen Widerstandes des Sensors (20A) mit zunehmendem Druck stetig ist, die Detektoreinrichtung (30) eine Druckdetektorschaltung (110, 30A) aufweist, die mit dem Sensor (20A) verbunden ist und ein Signal erzeugt, das den Druck auf den Sensor (20A) anzeigt, und die eine Differenziereinrichtung (114) aufweist, die an die Detektordruckschaltung (110, 30A) angeschlossen ist, um ein Signal zu erzeugen, das die Änderungsgeschwindigkeit des Drucks anzeigt, und bei einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit die Freigabe des Objekts erfolgt.

Da der koaxiale Detektor insbesondere auf jede Änderung des Drucks anspricht, ist das System gegenüber Alterungseinflüssen im wesentlichen unempfindlich. Auch können Zustände sicher erkannt werden, in denen kleine Drücke auf einer kleinen Druckfläche eine große Kraft unabhängig von deren Richtung erzeugen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines motorbetriebenen Systems zum Öffnen und Schließen von Fenstern oder Türen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Autotür mit einem Fenster mit druckempfindlichem Sensor;

Fig. 3 eine Druck-Widerstands-Charakteristik für einen bekannten Sensor;

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht eines bekannten druckempfindlichen Sensors;

Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht eines druckem pfindlichen Sensors mit im wesentlichen richtungsunabhängi ger Charakteristik;

Fig. 6 ein Diagramm der Druck-Widerstands-Charakteristik eines Sensors gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ein Schaltbild für eine bekannte Detektorschaltung;

Fig. 8 ein Schaltbild für eine Detektorschaltung, wie sie vorteilhafterweise im System gemäß Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 9 ein Diagramm betreffend die Druck-Ausgangsspan nungs-Charakteristik der Schaltung gemäß Fig. 8 für eine erste Dimensionierung;

Fig. 10 ein Diagramm entsprechend dem von Fig. 9, jedoch, für eine zweite Dimensionierung der Schaltung gemäß Fig. 8;

Fig. 11 ein Schaltbild einer Detektorschaltung, die ein Signal ausgibt, das von der Änderung des Drucks an einem druckempfindlichen Sensor abhängt, zur Verwendung im System gemäß Fig. 1;

Fig. 12A und 12B schematische Teilansichten auf Fenster mit einem eingeklemmten Gegenstand;

Fig. 13 ein Schaltbild einer Detektorschaltung mit einer Sensorüberwachungsschaltung und einer Anzeigeeinrichtung;

Fig. 14 detaillierteres Schaltbild der Überwachungsschal tung und der Anzeigeeinrichtung, wie sie in Fig. 13 vorhan den sind;

Fig. 15 ein Schaltbild einer Motorsteuerung, wie sie im System gemäß Fig. 1 einsetzbar ist;

Fig. 16 ein Diagramm mit Signalen in der Schaltung gemäß Fig. 15;

Fig. 17 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Motorsteuerung, wie sie im System gemäß Fig. 1 einsetzbar ist; und

Fig. 18 ein Diagramm von zweitkorrelierten Signalen, wie sie in der Schaltung gemäß Fig. 17 auftreten.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 betrifft ein motorbe triebenes Öffnungs/Schließ-System für ein Fenster. Das System ist aber entsprechend zum Bewegen einer Tür einsetz bar.

Das System verfügt über einen Motor 80 zum Bewegen eines Fensters 10, z. B. eines Autofensters. Am Fenster 10 ist ein druckempfindlicher Sensor 20 angeordnet. Fig. 2 veranschau licht den Montageort des Sensors 20 am Fenster 10. Das Fen sterglas 11 wird durch den Motor 80 entweder nach oben be wegt, also das Fenster wird geschlossen, oder es wird nach unten bewegt, d. h. das Fenster wird geöffnet. Der druckem pfindliche Sensor 20 ist am Rahmen des Fensters 10 ange bracht. Es handelt sich vorzugsweise um einen Widerstands sensor mit einem Widerstand, der z. B. linear vom Druck am Sensor abhängt.

Der druckempfindliche Sensor 20 ist durch einen Koaxialsen sor mit omnidirektionaler Druckcharakteristik gebildet. An ihn ist eine Detektorschaltung 30 angeschlossen, die ermit telt, ob sich ein gequetschtes Objekt zwischen dem Rahmen 12 und dem Fensterglas 11 befindet (z. B. ein Objekt 14, wie in den Fig. 12A oder 12B dargestellt). Die Detektorschaltung 30 beinhaltet vorzugsweise eine Differenzierschaltung, die z. B. durch einen Kondensator gebildet ist, um ein Signal auszu geben, das die Änderungsgeschwindigkeit des Widerstandes des Sensors 20 und damit die Druckänderungsgeschwindigkeit an zeigt.

Das System weist darüber hinaus eine Hauptsteuerung 50 auf, die durch einen Mikroprozessor mit zugehörigen Programmen gebildet sein kann. Die Hauptsteuerung 50 steht mit der De tektorschaltung 30 in Verbindung und erhält von dieser ein Signal, das anzeigt, ob ein gequetschtes Objekt vorhanden ist. Weitere Signale erhält die Hauptsteuerung 50 von einem Fensteröffnungsschalter 60 und einem Fensterschließschalter 62, die beide von Hand betätigt werden.

Die Hauptsteuerung 50 tastet die Stellungen des Fensteröff nungsschalters und des Fensterschließschalters 62 mit einer Abtastschaltung 52 ab und gibt Signale AB oder AUF aus, die anzeigen, ob die Betriebsart des Fensteröffnens oder des Fensterschließens gewählt ist. Auf die Signale von der De tektorschaltung 30 und vom Fensteröffnungsschalter 60 und vom Fensterschließschalter 62 hin gibt die Hauptsteuerung 50 ein Signal aus, das die Bewegungsrichtung des Glases 11 des Fensters 10 anzeigt.

Wenn nach entsprechender Betätigung des Fensterschließschal ters 62 die Betriebsart AUF gewählt ist, steuert die Haupt steuerung 50 ein Aufwärtsrelais 74 einer Motorsteuerung 70 an. Daraufhin wird der Motor in solche Rotation versetzt, daß er das Fensterglas 11 nach oben bewegt, also das Fenster schließt. Ist dagegen durch entsprechendes Betätigen des Fensteröffnungsschalters 60 die Betriebsart AB gewählt, ak tiviert die Hauptsteuerung 50 ein Abwärtsrelais 72 in der Motorsteuerung 70. Daraufhin wird der Motor 80 in solche Ro tation versetzt, daß er das Fensterglas 11 nach unten be wegt.

Beim Schließen des Fensters 10 kann sich ein Objekt zwischen dem Rahmen und dem Fensterglas verklemmen. Dies wird durch die Detektorschaltung 30 festgestellt. Empfängt die Haupt steuerung 50 während der Betriebsart AUF ein Quetschsignal vom Detektor 30, erzeugt sie (Funktion 56) über ein UND- Glied 54 ein Not-Abwärtssignal. Dieses wird über ein ODER- Glied 58, dem auch das Signal für die Betriebsart AB zuge führt wird, der Motorsteuerung 70 zugeführt, die daraufhin das Abwärtsrelais 72 aktiviert. Infolgedessen wird der Mo tor 80 in solche Rotation versetzt, daß er das Fensterglas 11 nach unten bewegt und dadurch das im Fenster 10 gefangene Objekt freigibt.

Die Motorsteuerung 70 weist außer den beiden Relais 72 und 74 (die durch ein einzelnes Relais zum Schalten der Dreh richtung des Motors 80 gebildet sein können) einen Überlast detektor 76 auf, der an den Motor 80 angeschlossen ist, um einen Überlastzustand desselben (hervorgerufen durch ein eingeklemmtes Objekt) zu ermitteln. Weiterhin ist eine Lei stungserniedrigungsschaltung 78 vorhanden, die an den Über lastdetektor 76 angeschlossen ist, um die dem Motor 80 zuge führte Leistung nach dessen Überlastung zu begrenzen, d. h. zu unterbrechen oder zu erniedrigen. Dadurch kann Überhitzen des Motors 80 durch Überlastung vermieden werden.

Nachfolgend wird jede Komponente des Systems von Fig. 1 im Detail erläutert.

A. Druckempfindlicher Sensor

Druckempfindliche Sensoren sind bekannt. Sie weisen bei spielsweise eine Druck-Widerstands-Charakteristik auf, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn der Druck P auf den Sen sor niedrig ist, ist der Widerstand sehr hoch (unendlich groß). Übersteigt der Druck einen Schwellendruck P′, fällt der Widerstand auf einen niedrigen Wert (z. B. 0).

Das Ausgangssignal von einem derartigen EIN/AUS-Sensor ist nicht dazu geeignet, die Größe des Drucks, der auf den Sen sor wirkt, anzuzeigen. Darüber hinaus hängt der Schwellen druck P′ von Umweltbedingungen und vom Alter des Sensors ab. Darüber hinaus besteht das Problem, daß ein solcher Sensor beim Anbringen an einem Fensterrahmen (siehe Fig. 2) oder dergleichen häufig zu biegen ist, wodurch bereits Druck aus geübt wird. Sensoren der vorstehend genannten Art sind daher nur schlecht zum Einsatz in motorbetriebenen Öffnungs/ Schließ-Systemen geeignet.

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines solchen bekannten druckempfindlichen Sensors 20P. Er weist ein druckempfindliches Element 23 auf, dessen Widerstand vom Druck auf den Sensor abhängt. Es liegt unter Einhaltung je weils kleiner Abstände 28 zwischen einer oberen Elektrode 21 und einer unteren Elektrode 22, die im wesentlichen recht eckig ausgebildet sind. Aufgrund dieses Aufbaus hängt die Druckansprechempfindlichkeit von der Druckrichtung ab. Die maximale Ansprechempfindlichkeit besteht für Drücke recht winklig zu den Ebenen der Elektroden 21 und 22. Minimale Druckempfindlichkeit besteht gegenüber Drücken parallel zu den Elektroden.

Diese stark richtungsempfindliche Druckabhängigkeit des druckempfindlichen Sensors 20P ist für Anwendungen in Syste men der genannten Art nicht geeignet, da der Sensor häufig in ungeeigneter Richtung am Rahmen montiert wird.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Teilansicht eines druck empfindlichen Sensors 20A, wie er für das System gemäß Fig. 1 geeignet ist. Er weist eine langgestreckte innere Elektrode 26 und eine koaxial zu dieser angeordnete äußere Elektrode 25 auf. Zwischen den beiden Elektroden liegt ohne Lücke ein druckempfindliches Element 27, dessen Widerstand vom Druck auf den Sensor 20A abhängt. Wegen dieses koaxialen Aufbaus ist die Druckempfindlichkeit in allen Richtungen im wesentlichen dieselbe.

Wenn der druckempfindliche Sensor 20A auf einer Unterlage, z. B. einem Fensterrahmen montiert wird, muß daher auf die Montagerichtung nicht besonders geachtet werden. Wegen sei ner omnidirektionalen Empfindlichkeit hängt das Signal auch nicht von der Richtung des Druckes ab, die durch ein ge klemmtes Objekt hervorgerufen wird. Das druckempfindliche Element 27 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sein Wider stand mit zunehmendem Druck fällt, wie in Fig. 6 dargestellt.

Als Material für das druckempfindliche Element 27, das die genannten Eigenschaften aufweist, kommt z. B. der druckem pfindliche Leitgummi unter der Bezeichnung # CS57-7RSC von Yokohama Rubber Co., Ltd., in Frage.

B. Detektorschaltung

Die bekannte Detektorschaltung 30P gemäß Fig. 7 weist einen druckempfindlichen Sensor 20 (z. B. den druckempfindlichen Sensor 20A gemäß Fig. 5) auf, dessen veränderlicher Wider stand mit Rs bezeichnet ist. Ein Bezugswiderstand 100 mit festem Bezugswiderstandswert Rb ist in Reihe mit dem verän derlichen Widerstand zwischen eine positive Spannung Vc und Masse geschaltet, wodurch ein Spannungsteiler gebildet ist. Vom Detektor 30P wird eine Ausgangsspannung VOUT ausgegeben, die am Verbindungspunkt zwischen dem variablen Widerstand 20 und dem Bezugswiderstand 100 abgegriffen wird. Diese Aus gangsspannung weist also den folgenden Wert auf:

Bei relativ hohem Druck auf den Sensor 20 nimmt die Aus gangsspannung VOUT vom Detektor 30P einen Sättigungswert ein. Bei hohen Drücken, wenn ein Objekt eingeklemmt ist, weist das Ausgangssignal VOUT also geringe Empfindlichkeit auf. Der Detektor 30P kann daher ein eingeklemmtes Objekt nicht mit großer Zuverlässigkeit feststellen.

Fig. 8 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer De tektorschaltung 30A. Ihre Ausgangsspannung VOUT ändert sich im wesentlichen umgekehrt zum Widerstand Rs eines druckem pfindlichen Sensors 20, wie er durch den auf den Sensor wir kenden Druck eingestellt wird. Zu diesem Zweck weist die Detektorschaltung 30A einen Operationsverstärker (A) 101 auf.

Der nichtinvertierende Eingang 101a des Operationsverstär kers 101 ist über einen Widerstand 105 mit dem Widerstands wert Rk mit Masse verbunden. Ein Rückkopplungswiderstand 102 mit dem Widerstandswert Rf liegt zwischen dem Ausgang 101c und dem invertierenden Eingang 101d. Ein Ende des druckem pfindlichen Sensors 20 mit dem variablen Widerstandswert Rs, abhängend vom Druck P auf den Sensor 20, ist mit dem inver tierenden Eingang 101b verbunden. Das andere Ende des Sen sors 20 ist mit einer Bezugsspannungsquelle 104 verbunden, die eine vorgegebene Bezugsspannung E0 gegenüber Masse 106 erzeugt. Die Ausgangsspannung VOUT vom Ausgang 101c des Ope rationsverstärkers 101 wird an einem Ausgangsanschluß 107 abgegeben.

Die Ausgangsspannung VOUT der Detektorschaltung 30A gemäß Fig. 8 ist durch folgende Gleichung gegeben:

VOUT = -(Rf/Rs) · E0 (1)

Die Ausgangsspannung hängt also umgekehrt vom Widerstand Rs des druckempfindlichen Sensors 20 ab. Dadurch ist es mög lich, daß die Detektorschaltung 30A die Größe des auf den Sensor 20 wirkenden Druckes genau ermittelt.

Der Widerstandswert Rs des druckempfindlichen Sensors 20 er füllt typischerweise den folgenden Zusammenhang mit dem Druck P:

Rs = K · P^-N (2)

wobei K eine Proportionalitätskonstante ist und N < 0 ist.

Durch Einsetzen von Gleichung (2) in Gleichung (1) wird fol gende Gleichung für den Zusammenhang zwischen dem Druck und der Ausgangsspannung VOUT erhalten:

VOUT = -(Rf/E0/K) · P^N (3)

Die Ausgangsspannung VOUT der Detektorschaltung 30A ändert sich also mit P^N mit dem Druck P.

Die Druck-Spannungs-Charakteristik der Detektorschaltung 30A gemäß Fig. 8 wird nun anhand der Fig. 9 und 10 erläutert. Auf den Abszissen in diesen Figuren ist jeweils der Druck P und entlang den Ordinaten die Ausgangsspannung VOUT aufge tragen.

Fig. 9 zeigt die Charakteristik, wie sie für N = 1 in Glei chung (3) gilt. Die Ausgangsspannung VOUT ändert sich im we sentlichen proportional mit dem Druck P und die Änderung (Empfindlichkeit) der Ausgangsspannung VOUT mit dem Druck ist im wesentlichen konstant, unabhängig von der Größe des Druckes P. Aus diesem Grund besteht hohe Zuverlässigkeit für das Ermitteln des Druckes P und damit hohe Zuverlässigkeit für das Ermitteln, ob ein Objekt zwischen einem Rahmen und einer Fensterscheibe eingeklemmt ist.

Fig. 10 zeigt die Charakteristik für den Fall N < 1 in Glei chung (3). Mit zunehmendem Druck P erhöht sich die Ände rungsgeschwindigkeit (Empfindlichkeit) der Ausgangsspannung VOUT. Hohe Drücke können daher besonders genau ermittelt werden. Bei der Schaltung gemäß Fig. 8 weist die Spannung E0 der Bezugsspannungsquelle 104 einen negativen Wert auf. Es kann jedoch auch eine positive Spannung verwendet werden. In diesem Fall wären in den Charakteristiken gemäß den Fig. 9 bzw. 10 negative Spannungswerte aufzutragen. Wenn die Be zugsspannung E0 auf den Wert 0 gesetzt wird (d. h., das zweite Ende des druckempfindlichen Sensors 20 weist im we sentlichen Massepotential auf), wird eine andere Bezugsspan nungsquelle, die der Bezugsspannungsquelle 104 entspricht, zwischen dem Widerstand 105 und Masse 106 angeordnet, um eine Vorspannung an den nichtinvertierenden Eingang 101a zu liefern. In Gleichung (3) für die Ausgangsspannung VOUT geht dann diese Vorspannung ein.

An den Ausgangsanschluß 107 des Detektors 30a kann eine (nicht dargestellte) Operatorschaltung angeschlossen sein, um die Ausgangsspannung VOUT mit einer Bezugsspannung zu vergleichen, wie sie im Fall eines eingeklemmten Objektes gilt, wodurch ein Signal ausgegeben wird, das anzeigt, ob ein eingeklemmtes Objekt vorhanden ist oder nicht.

Fig. 11 veranschaulicht ein zweites bevorzugtes Ausführungs beispiel für eine Detektorschaltung 30B. Diese erzeugt ein Ausgangssignal, das eine Änderung im Widerstand auf den druckempfindlichen Sensor 20 anzeigt, d. h. die Änderungs geschwindigkeit des Drucks auf das druckempfindliche Element 20, wodurch ermittelt werden kann, ob ein Objekt eingeklemmt ist.

Die Detektorschaltung 30B verfügt über eine Druckdetektor schaltung 110, die durch einen Widerstand 100 und einen in Reihe mit diesem geschalteten druckempfindlichen Sensor 20 gebildet ist. Insoweit stimmt die Druckdetektorschaltung 110 mit der Schaltung gemäß Fig. 7 überein. Statt der Druck detektorschaltung 110 kann die Detektorschaltung 30A gemäß Fig. 8 verwendet werden. Die Detektorschaltung 30B weist außerdem einen Kondensator 114 auf, der mit dem Verbindungs punkt 112 (bzw. 107 von 30A) der Druckdetektorschaltung 110 (oder 30A) verbunden ist. Der Kondensator 114 wirkt als Dif ferenzierschaltung, die die Gleichspannungskomponente des Drucksignals Vs am Verbindungspunkt 112 abtrennt, wodurch nur der differenzierte Anteil des Drucksignals Vs ausgegeben wird.

Das andere Ende des Kondensators 114 ist mit einem Ausgangs anschluß Q verbunden. Die Ausgangsspannung VQ an diesem An schluß ist die folgende:

VQ = dVs/dt

Die Ausgangsspannung VQ stellt also die Änderung des Drucks auf den druckempfindlichen Sensor 20 dar. Dadurch ist es möglich, mit hoher Zuverlässigkeit festzustellen, ob ein Objekt eingeklemmt ist.

Statt des Kondensators 114 kann eine digitale Differenzier schaltung verwendet werden. Es wird dann ein (nicht darge stellter) A/D-Wandler mit dem Ausgangsanschluß 112 (bzw. 107) der Druckdetektorschaltung 110 (bzw. 30A) verbunden. Der Wandler bildet ein digitales Abtastsignal des Drucksig nals mit vorgegebener Abtastrate. Es wird dann die Differenz zwischen zwei willkürlichen digitalen Abtastsignalen gebil det.

Die Fig. 12A und 12B veranschaulichen, wie ein Objekt 14 (z. B. eine Hand) zwischen einem Fensterglas 11 und einem Fensterrahmen 12 mit einem druckempfindlichen Sensor 20 ein geklemmt wird. Beim Beispiel gemäß Fig. 12A ist der Bereich, mit dem sich das Objekt 14 in Kontakt mit dem Sensor 20 befin det, kleiner als beim Fall gemäß Fig. 12B. Wenn in beiden Fällen die Kraft dieselbe ist, ist der Druck im Fall des Beispiels gemäß Fig. 12A auf den Sensor 20 höher als im Fall des Beispiels gemäß Fig. 12B.

Es sei angenommen, daß die Druckdetektorschaltung 30P (110) oder 30B (zum Ermitteln eines eingeklemmten Objektes ab hängig von der Größe des Drucks) an den druckempfindlichen Sensor 20 angeschlossen ist. Die Detektorschaltung ermittelt im Fall von Fig. 12B erst bei relativ hohen, unter Umständen zerstörenden Kräften, daß ein Objekt eingeklemmt ist, als dies im Fall von Fig. 12A der Fall ist.

Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß die differen zierende Detektorschaltung 30B gemäß Fig. 11 verwendet wird, die eine Druckdetektorschaltung 110 oder 30A in Kombination mit der Differenzierschaltung 114 zum Ermitteln der Ände rungsgeschwindigkeit des Drucks auf den druckempfindlichen Sensor 20 verwendet wird.

Ein weiteres Beispiel der Detektorschaltung 308 von Fig. 11B ist, daß sie im wesentlichen unempfindlich gegenüber langsamen Änderungen ist, z. B. Änderungen in Umgebungsgrö ßen, wie Feuchtigkeit oder Temperatur, oder Änderungen auf grund von Alterungseffekten des druckempfindlichen Sen sors 20.

Die Tatsache, daß ein eingeklemmtes Objekt vorhanden ist, wird dadurch angezeigt, daß die Größe der Ausgangsspannung am Ausgangsanschluß Q der Detektorschaltung 30B gemäß Fig. 11 einen vorgegebenen Spannungswert übersteigt. Hierfür kann ein (nicht dargestellter) Komparator so angeordnet sein, daß sein einer Eingang an den Ausgangsanschluß Q ange schlossen ist und sein anderer Eingang eine vorgegebene Be zugsspannung erhält. Statt eines Komparators kann ein logi sches Halbleiterglied (siehe z. B. das UND-Glied 54 in Fig. 1) mit vorgegebener Schwellenwertspannung an den Aus gangsanschluß Q angeschlossen werden. Ein Ausgangssignal vom logischen Wert "1" vom Komparator oder vom logischen Gate zeigt an, daß ein Objekt eingeklemmt ist.

Fig. 13 zeigt einen Klemmdetektor mit einem differenzieren den Kondensator 114, der an den Ausgangsanschluß 107 der Druckdetektorschaltung 30A gemäß Fig. 8 angeschlossen ist. Da die Spannung am Ausgangsanschluß 107 erhöhte Empfindlich keit im Bereich verhältnismäßig hoher Drücke auf dem druck empfindlichen Sensor 20 aufweist, erzeugt das Differenzieren des Signals am Ausgangsanschluß Q ein Signal mit verhältnis mäßig hohem Pegel, wenn ein Objekt eingeklemmt ist. Auf diese Art und Weise kann die Empfindlichkeit zum Feststellen eines eingeklemmten Objektes verbessert werden.

In der Anordnung gemäß Fig. 13 ist darüber hinaus eine Moni torschaltung 90 vorhanden, die ebenfalls an den Ausgangs anschluß 107 der Druckdetektorschaltung 30A angeschlossen ist, um Fehler des druckempfindlichen Sensors 20 festzustel len, z. B. Verschlechterung seiner Charakteristik oder Un terbrecher oder Kurzschlüsse. Eine Anzeigeeinrichtung 92 ist an die Monitorschaltung 90 angeschlossen, um den Funktions zustand des druckempfindlichen Sensors 20 anzuzeigen.

Fig. 14 zeigt eine praktische Ausführungsform 90A der Moni torschaltung 90 gemäß Fig. 13. Die Monitorschaltung 90A ist an den Ausgangsanschluß 112 der Druckdetektorschaltung 110 vom Spannungsteilertyp angeschlossen. Wie aus Fig. 13 er sichtlich, kann die Druckdetektorschaltung 30A mit dem Ope rationsverstärker 101 an die Monitorschaltung 90A statt der Druckdetektorschaltung 110 angeschlossen sein. Die Spannung Vs am Ausgangsanschluß 112 (oder 107) ist eine Funktion des Widerstands des druckempfindlichen Sensors 20, die wiederum eine Funktion des Drucks auf den Sensor 20 ist. Wenn der Sensor 20 ordnungsgemäß arbeitet und kein eingeklemmtes Ob jekt vorhanden ist, liegt der Widerstandswert des Sensors 20 innerhalb einem gewissen Normalbereich, weswegen auch die Spannung am Anschluß 112 (oder 107) in einen gewissen Nor malbereich fallen sollte.

Die Monitorschaltung 90A überprüft, ob die Spannung am Aus gangsanschluß 112 (oder 107) in einen solchen vorgegebenen Normalbereich fällt. Fig. 14 beinhaltet weiterhin eine prak tische Ausführungsform einer Anzeigeschaltung 92A als Bei spiel für die Anzeigeeinrichtung 92 gemäß Fig. 13. Die An zeigeschaltung 92A weist eine grüne LED 134 und eine rote LED 136 auf, die an die Monitorschaltung 90A angeschlossen sind. Wenn die Spannung am Ausgangsanschluß 112 (oder 107) in den Normalbereich fällt, leuchtet die grüne LED 134. Fällt die genannte Spannung dagegen aus dem Normalbereich, leuchtet die rote LED 136, um fehlerhaftes Arbeiten des druckempfindlichen Sensors 20 anzuzeigen.

Um die genannten Funktionen auszuüben, erhält eine Kompara torschaltung 125 das Drucksignal Vs vom Ausgangsanschluß 112 (oder 107) der Druckdetektorschaltung. Die Komparatorschal tung 125 weist einen ersten Spannungskomparator (C1) 126 und einen zweiten Spannungskomparator (C2) 127 auf. Das Drucksignal Vs wird dem nichtinvertierenden Eingang des er sten Spannungskomparators 126 und dem invertierenden Eingang des zweiten Spannungskomparators 127 zugeführt. Der inver tierende Eingang des ersten Komparators 126 und der nicht invertierende Eingang des zweiten Komparators 127 erhalten Vergleichsspannungen e1 bzw. e2 (e1 < e2), die dadurch er halten werden, daß die Versorgungsspannung Vc durch Wider stände R1 bzw. R3 geteilt wird.

Wenn das Drucksignal Vs der Beziehung e1 < Vs < e2 genügt, weisen die beiden Ausgangssignale S6 bzw. S7 vom ersten und vom zweiten Spannungskomparator 126 bzw. 127, wie sie an ein NAND-Glied 130 ausgegeben werden, hohen Pegel auf. Liegt das Drucksignal Vs zwischen den Vergleichsspannungen e1 und e2, (d. h. im Normalbereich), ist das Ausgangssignal S10 vom NAND-Glied 130 auf niedrigem Pegel.

Das Ausgangssignal S10 vom NAND-Glied 130 wird der Indika torschaltung 92A zugeführt. Sie dient zum eventuellen Aus geben eines Warnhinweises auf fehlerhaften Zustand des Sen sors 20. Sie verfügt über eine Teilschaltung 132 für ord nungsgemäße Funktion und eine Teilschaltung 133 für fehler hafte Funktion.

Die Teilschaltung 132 für ordnungsgemäße Funktion weist einen npn-Transistor Q1 und die grün leuchtende LED 134 auf, die mit dem Kollektor des Transistors Q1 über einen Wider stand R6 verbunden ist. Das Ausgangssignal S10 vom NAND- Glied 130 wird der Basis des Transistors Q1 über einen in vertierenden Verstärker (Inverter) 135 und einen Widerstand R4 zugeführt. Die Teilschaltung 133 für fehlerhaften Zustand weist einen npn-Transistor Q2 und die rot leuchtende LED 136 auf, die mit dem Kollektor des Transistors Q2 über einen Widerstand R7 verbunden ist. Das Ausgangssignal S10 vom NAND-Glied 130 wird der Basis des Transistors Q2 über einen Widerstand R5 zugeführt.

Wenn das Ausgangssignal S10 vom NAND-Glied 130 auf niedrigem Pegel ist, was ordnungsgemäßen Zustand des druckempfindli chen Sensors 20 anzeigt, ist der Transistor Q1 durchgeschal tet, und der Transistor Q2 sperrt. Infolgedessen leuchtet die grünes Licht emittierende Diode 134 und strahlt grünes Licht 134a aus. Wenn das Ausgangssignal S10 vom NAND-Glied 130 auf hohem Pegel ist, was fehlerhaften Zustand des druck empfindlichen Sensors 20 anzeigt, ist der Transistor Q2 durchgeschaltet, und der Transistor Q1 sperrt. Infolgedessen ist die rot leuchtende Diode 136 eingeschaltet und strahlt rotes Licht 136a ab.

Wenn die grüne LED 134 leuchtet, erkennt der Fahrer demge mäß, daß sich der druckempfindliche Sensor 20 in ordnungs gemäßem Zustand befindet. Aus dem Aufleuchten der roten LED 136 erkennt der Fahrer dementsprechend fehlerhaftes Arbeiten des Sensors 20.

Wenn das Ausgangssignal S6 vom ersten Spannungskomparator 126 auf niedrigem Pegel ist, d. h. wenn das Drucksignal Vs niedriger ist als die Vergleichsspannung e1, die die untere Spannungsgrenze bildet, zeigt dies eine Unterbrechung oder fehlerhaften Anschluß des Sensors 20 oder einen alterungs bedingten Fehler im druckempfindlichen Element 27 an.

Wenn das Ausgangssignal S7 vom zweiten Spannungskomparator 127 niedrigen Pegel einnimmt (Vs < obere Grenze e2), kann Kurzschluß des druckempfindlichen Sensors 20, übermäßiger Druck auf den druckempfindlichen Sensor 20 oder ein Alte rungsfehler des druckempfindlichen Elements 27 angenommen werden.

Falls gewünscht, können (nicht dargestellte) Indikatoren vorhanden sein, zum Anzeigen des Signals S6 vom Spannungs komparator 126 für die untere Grenze bzw. des Ausgangssig nals S7 des Spannungskomparators 127 für die obere Grenze.

C. Motorsteuerung

Fig. 15 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für eine Mo torsteuerung 70A, wie sie im System gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. In der Spannungsversorgungsleitung 81 des Gleichspannungsmotor 80 sind ein Paar Relaiskontakte 72a und 74a vorhanden. Der Relaiskontakt 72a ist ein Kontakt des Abwärtsrelais 72 (Fig. 1). Er wird von der durchgezogen dar gestellten Position zu der durch eine gestrichelte Linie dargestellten Position bewegt, wenn die Relaisspule für Ab wärtsbewegung aktiviert wird. In diesem Fall wird der Motor 80 so angesteuert, daß er sich in einer ersten Richtung dreht, um das Fenster zu öffnen.

Der Relaiskontakt 74a ist ein Kontakt des Aufwärtsrelais 74 von Fig. 1. Er wird von der mit einer gestrichelten Linie dargestellten Position in die mit einer durchgezogenen Linie dargestellten Position bewegt, wenn eine Relaisspule für Aufwärtsbewegung aktiviert wird. In diesem Fall wird der Motor 80 so angesteuert, daß er sich in Gegenrichtung dreht, um das Fenster zu schließen. Die Spannungsversorgungsleitung 81 des Motors 80 ist an eine Spannungsquelle E angeschlos sen. In Reihenschaltung folgen eine Induktanz 142 mit einem Induktanzwert L, der Motor 80 und ein Leistungs-FET Q10 für EIN/AUS-Steuerung.

Wenn der Gleichstrommotor 80 angehalten wird, wird eine Spannung hohen Pegels an die Eingangsanschlüsse 150a und 150b des NAND-Gliedes 150 gegeben, das eine Motortreibersignal- Erzeugungsschaltung 141 bildet. Die Spannung am Aus gangsanschluß des NAND-Gliedes 150 befindet sich auf nied rigem Pegel. Sie wird als EIN/AUS-Steuersignal SD an das Gate G des Leistungstransistors Q10 gegeben.

Der Leistungstransistor Q10 ist ein Feldeffekttransistor, der zwischen einen Anschluß T2 des Gleichstrommotors 80 und Masse geschaltet ist, um den Motor 80 zu steuern. Er wird ausgeschaltet, wenn das EIN/AUS-Steuersignal SD auf niedri gem Pegel ist, dagegen eingeschaltet, wenn das genannte Signal auf hohem Pegel ist. Wenn ein Aktiviersignal S1 von niedrigem Pegel dem anderen Anschluß 150b des NAND-Gliedes 150 zugeführt wird, geht das EIN/AUS-Steuersignal SD vom NAND-Glied 150 auf hohen Pegel.

Infolgedessen wird der Leitungstransistor Q10 durchgeschal tet, wenn das Potential am Gate G auf hohen Pegel geht. Eine Treiberspannung wird dann dem Motor 80 von der Spannungs quelle E zugeführt, wodurch der Motor in Drehung versetzt wird. Jedesmal, wenn sich der Motor 80 um einen vorgegebenen Winkel dreht, erfolgt Polaritätsumschaltung (Verbindungsum schalten zwischen einer Armaturwicklung und der Spannungs versorgungsleitung 81) und ein Puls P mit einer Wiederhol rate im wesentlichen proportional zur Drehzahl des Motors 80 wird an einem Motoranschluß T1 ausgegeben.

In Fig. 16 ist dargestellt, daß die Motorpulse P mit schnel ler Änderung in positiver und negativer Richtung erzeugt werden. Beim Ausführungsbeispiel weist die Induktanz L zwi schen dem Motoranschluß T1 und der Spannungsquelle E einen Impedanzwert bei hohen Frequenzen auf, was das Ermitteln der Motorpulse P erleichtert.

Die Motorpulse P werden vom Kontakt 142 zwischen dem Motor anschluß T1 und der Induktanz L abgegriffen und einer Puls ermittlungsschaltung 143 mit einem Kondensator C10 zuge führt. Die Pulsermittlungsschaltung 143 verfügt weiterhin über einen Transistor Q20, Vorwiderständen R10 und R20, die mit der Basis des Transistors Q20 verbunden sind, einen Widerstand R30, der mit dem Kollektor des Transistors Q20 verbunden ist, und ein UND-Glied 151. Die am Kontakt 142 ab gegriffenen Pulse P werden einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R10 und R20 über den Kondensator C10 und außerdem der Basis des Transistors Q20 über den Widerstand R20 zugeführt.

Der Transistor Q20 ist ein pnp-Transistor. Daher wird er durch die negative Komponente des Motorpulses P sofort durchgeschaltet, wodurch er eine positive Pulsspannung aus gibt, deren Dauer der Drehzahl des Motors 80 an seinem Kol lektor entspricht.

Diese Kollektorspannung S2 wird einem Eingangsanschluß des UND-Gliedes 151 zugeführt. Das EIN/AUS-Steuersignal SD vom NAND-Glied 150 wird dem anderen Eingangsanschluß 115b des UND-Gliedes 151 zugeführt. Wenn sich das EIN/AUS-Steuersignal SD auf hohem Pegel befindet, wird ein positives Motor pulsermittlungssignal S3, das Motorpulsen P1, P2, P3, . . . Pn, wie in Fig. 16 dargestellt, entspricht, vom Ausgangsan schluß des UND-Gliedes 151 an eine Schaltung 144 zum Verän dern der Treiberperiode (Lade/Entlade-Schaltung) ausgegeben.

Die Schaltung 144 zum Verändern der Treiberperiode weist einen Transistor Q30 und eine Zeitkonstantenschaltung 145 mit einem Kondensator C20 auf, der mit dem Kollektor des Transistors Q30 verbunden ist. Darüber hinaus sind ein ver änderbarer Widerstand VR und ein Widerstand R50 vorhanden. Das Motorpulsermittlungssignal S3 vom UND-Glied 151 wird der Basis des Transistors Q30 über einen Widerstand R40 zuge führt. Der Transistor Q30 wird daher jedesmal dann sofort durchgeschaltet, wenn das Motorpulsermittlungssignal S3 zu geführt wird.

Infolgedessen wird am Ausgangsanschluß 145a der Zeitkonstan tenschaltung 145 eine Bezugsspannung niedrigen Pegels aus gegeben, um den Kondensator C20 zu laden. Anschließend wird der Kondensator C20 über den Widerstand R50 und den verän derlichen Widerstand VR entladen, und zwar nachdem der rück setzende Transistor Q30 bei Wegfall des Motorpulsermitt lungssignales S3 abgeschaltet wird. Infolgedessen steigt das Potential am Ausgangsanschluß 145a der Zeitkonstantenschal tung 145 allmählich entsprechend der Entladezeitkonstanten an, wie sie durch die Kapazität des Kondensators C20 und die Widerstandswerte der Widerstände R50 und des veränderlichen Widerstandes VR gegeben ist.

Die Spannung vom Ausgangsanschluß 145a wird einem Eingang 150a des NAND-Gliedes 150 als Treibersteuersignal S4 zuge führt. Wie in Fig. 16 veranschaulicht, fällt das Treiber steuersignal S4 mit jedem Motorpuls P auf 0 Volt (Massepe gel) und steigt in Richtung zur Spannung E0 der Spannungs quelle E, bis der nächste Motorpuls P erzeugt wird.

Das Intervall der Motorpulse P hängt von der Drehzahl des Motors 80 ab. Wenn der Gleichstrommotor 80 mindestens mit einer vorgegebenen Drehzahl dreht, wird ein Motorpuls P be reits wieder abgegeben, um das Treibersteuersignal S4 auf Massepegel zurückzusetzen, bevor das Treibersteuersignal S4 eine Schwellspannung 156 für das NAND-Glied 150 überschrei tet. In einem normalen Betriebszustand, in dem der Motor 80 mindestens mit einer vorgegebenen Drehzahl dreht, wird daher das EIN/AUS-Steuersignal SD vom NAND-Glied 150 auf hohem Pegel gehalten, um den Leistungstransistor Q10 durchgeschal tet zu halten und dadurch den Motor 80 dauernd mit Energie zu versorgen.

Wenn jedoch die Drehzahl des Motors 80 durch Überlastung aufgrund eines eingeklemmten Objektes abfällt, wird das In tervall zwischen aufeinanderfolgenden Motorpulsen P verlän gert, wie dies in Fig. 16 rechts unten durch das Intervall TX zwischen den Pulsen Pn und Pn+1 dargestellt ist. Infolge dessen überschreitet die Treibersteuerspannung S4 die Schwellspannung 156, bevor der nächste Motorpuls Pn+1 er zeugt wird. Das Ausgangssignal SD vom NAND-Glied 150 fällt daher auf niedrigen Pegel, wodurch der Leistungstransistor Q10 abgeschaltet wird und die Spannungszufuhr zum Motor 80 unterbricht.

Da darüber hinaus das UND-Glied 151 durch das Signal SD von niedrigem Pegel vom NAND-Glied 150 abgeschaltet wird, wird das Motorpulsermittlungssignal S3 nicht mehr der Lade/Ent lade-Schaltung 144 zugeführt, wodurch der ausgeschaltete Zustand des Leistungstransistors Q10 aufrechterhalten wird. Der Motor 80 wird daher angehalten. Durch Beenden der Span nungsversorgung für den Motor 80, wenn dieser überlastet wird, wird Überhitzen des Motors verhindert.

Da die Motorsteuerung 70A gemäß Fig. 15 hohe Belastung des Motors 80 auf Grundlage des Intervalls zwischen aufeinander folgenden Motorpulsen P, die die Drehzahl des Motors 80 an zeigen, ermittelt, wird seine Funktion nicht durch Änderun gen in der Versorgungsspannung beeinflußt.

Da darüber hinaus die Motorsteuerung 70A keinen Widerstand zum Feststellen des Gleichstroms durch den Motor aufweist, geht keine Energie durch Verlustwärme an einem solchen Wi derstand verloren.

Durch Verändern der Zeitkonstanten der Lade/Entlade-Schal tung 144 mit Hilfe des variablen Widerstandes VR kann das maximale Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Motorpulsen P willkürlich eingestellt werden, indem der durchgeschaltete Zustand des Leistungstransistors Q10 andauert. Dadurch kann letztendlich die kritische Drehzahl für den Motor 80 fest gelegt werden, ab der der Motor angehalten werden soll.

Fig. 17 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform für eine Motorsteuerung 70B. Ein Paar Relaiskontakte 72-1 und 72-2 zum Vorgeben der Drehrichtung des Motors 80 sind in der Spannungsversorgungsleitung 82 des Motors angeordnet. Eine einzige (nicht dargestellte) Relaiswicklung steuert die La gen der Kontakte 72-1 und 72-2. In der Betriebsart AB (Fen ster öffnen) sind beide Kontakte 72-1 und 72-2 in der durch gestrichelte Linien dargestellten Lage, um dafür zu sorgen, daß sich der Motor 80 in einer ersten Richtung dreht. In der Betriebsart AUF befinden sich dagegen die beiden Kontakte in der durch durchgezogene Linien angedeuteten Lage, wodurch sich der Motor in Gegenrichtung dreht, um das Fenster zu schließen.

In der Spannungsversorgungsleitung 82 für den Motor 80 lie gen in Reihe eine (nicht dargestellte) Spannungsquelle, die zwischen einen Anschluß 166 und Masse geschaltet wird, der Relaiskontakt 72-1, der Motor 80, der Relaiskontakt 72-2 und ein Treiber-Leistungstransistor (FET) 162. Eine Spannungs teilerschaltung weist einen Widerstand RR1, einen variablen Widerstand VR1 und einen Widerstand RR2 auf, die zwischen die positive Spannung Vc vom Anschluß 166 und Masse geschal tet sind. Die Spannungsteilerschaltung liefert eine ein stellbare Bezugsspannung V2, die eine kritische Drehzahl des Motors 80, für dessen Anhalten, vorgibt, um die Periode eines Sägezahnsignals VN von einem (weiter unten zu be schreibenden) Sägezahngenerator zu steuern.

Die Bezugsspannung V2 wird an den nichtinvertierenden Ein gang eines Komparators (C3) 163 geliefert. Eine Spannung VM, die an einem Punkt 190 der Spannungsversorgungsleitung zwi schen dem Motor 80 und dem Leistungstransistor 162 abgegrif fen wird, zeigt die Drehzahl an. Sie wird über einen Wider stand RR3 dem invertierenden Eingang des Komparators 163 zu geführt. Wenn VM < V2 (d. h., wenn die Drehzahl unter der kritischen Drehzahl liegt), gibt der Komparator 163 ein Aus gangssignal V0 niedrigen Pegels aus. Wenn dagegen VM < V2 (d. h., wenn die Drehzahl über der kritischen Drehzahl liegt), gibt der Komparator 163 ein Ausgangssignal V0 hohen Pegels aus.

Das Ausgangssignal V0 vom Komparator 163 wird dem ersten Eingang eines UND-Gliedes 164 zugeführt, das an seinem zwei ten Eingang ein Ausgangssignal P2 von einer (weiter unten zu beschreibenden) Pulsbildeschaltung mit einer Flipflop-Anord nung erhält.

Das Ausgangssignal vom UND-Glied 164 wird dem Gate G des Leistungstransistors 162 für EIN/AUS-Steuerung desselben zu geführt. Der Leistungstransistor 162 erhält das Ausgangs signal niedrigen Pegels vom UND-Glied 164 als Vorspannungs signal, damit er ausgeschaltet ist. Dagegen wird er dann durchgeschaltet, wenn das Ausgangssignal vom UND-Glied 164 hohen Pegel aufweist, woraufhin er den Motor 80 mit Strom versorgt. Das Ausgangssignal vom UND-Glied 164 wird außerdem einem Sägezahngenerator (Lade/Entlade-Schaltung) 172 zuge führt.

Der Sägezahngenerator 172 weist Widerstände RR4 und RR5, einen variablen Widerstand (zur Drehzahleinstellung) VR2, Dioden D1 und D2 und einen Kondensator C1 auf. Der Wider stand RR4 ist zwischen das Gate G des Leistungstransistors 162 und den verstellbaren Kontakt des variablen Widerstandes VR2 geschaltet. Ein Ende dieses variablen Widerstandes VR2 ist mit einem Ende des Widerstandes RR5 verbunden, dessen anderes Ende mit der Anode der Diode D1 verbunden ist. Die Kathode dieser Diode ist mit der Anode der Diode D2 verbun den und über den Kondensator C1 an Masse angeschlossen.

Das andere Ende des einstellbaren Widerstandes VR2 ist mit der Kathode der Diode D2 verbunden, deren Anode an den Kon densator C1 und die Kathode der Diode D1 angeschlossen ist. Das UND-Glied 164, der Widerstand RR4, der einstellbare Wi derstand VR2, der Widerstand RR5 und der Kondensator C1 bil den eine Ladeschaltung. Das UND-Glied 164, der Widerstand RR4, der einstellbare Widerstand VR2, die Diode D2 und der Kondensator C1 bilden eine Entladeschaltung. An einem Ver bindungspunkt zwischen dem Kondensator C1 und den Dioden D1 und D2 wird die Ausgangsspannung des Sägezahngenerators 172 abgegriffen. Die Ausgangsspannung VN des Sägezahngenerators 172 wird dem invertierenden Eingang eines Spannungskompara tors (C4) 167 und dem nichtinvertierenden Eingang eines Spannungskomparators (C5) 168 zugeführt. Der nichtinvertie rende Eingang des Spannungskomparators 167 erhält eine Be zugsspannung V2, wie sie am verschiebbaren Kontakt 200 eines einstellbaren Widerstandes VR1 zur Drehmomenteinstellung an steht. Wenn die Ausgangsspannung VN vom Sägezahngenerator 172 geringer ist als die Bezugsspannung V2, gibt der Span nungskomparator 167 eine Spannung V3 von hohem Pegel aus. Überschreitet dagegen die Ausgangsspannung VN die Bezugs spannung V2, gibt der Komparator 167 eine Spannung V3 von niedrigem Pegel aus.

Das Ausgangssignal vom Spannungskomparator 167 wird dem Setzeingang SET einer Pulsbildeschaltung 171 zugeführt. So bald das Signal V3 mit niedrigem Pegel, was VN < V2 anzeigt, vom Komparator 167 ausgegeben wird, gibt die Pulsbildeschal tung 171 an ihrem Ausgang ein Signal P2 von niedrigem Pegel aus, um die Spannungsversorgung zum Motor 80 zu unterbre chen.

Der invertierende Eingang des Spannungskomparators 168 er hält eine Bezugsspannung V1 (V1 < V2), die dadurch erhalten wird, daß die Spannung Vc durch Widerstände 186 und 167 mit Widerstandswerten RR6 bzw. RR7 geteilt wird. Der Spannungs komparator 168 vergleicht demgemäß das Sägezahnsignal VN vom Sägezahngenerator 172 mit der Bezugsspannung V1. Wenn die Sägezahnspannung VN größer ist als die Bezugsspannung V1, gibt der Spannungskomparator (C5) 168 eine Spannung V4 hohen Pegels aus. Ist dagegen die Sägezahnspannung VN kleiner als die Bezugsspannung V1, gibt er ein Signal V4 niedrigen Pe gels aus.

Das Ausgangssignal vom Spannungskomparator 168 wird dem Rücksetzeingang RES der Pulsbildeschaltung 171 zugeführt. Sobald diese durch das Signal V4 niedrigen Pegels, was VN < V1 anzeigt, rückgesetzt wird, nimmt ihr Ausgangssignal P2 hohen Pegel ein.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Pulsbildeschaltung durch ein RS-Flipflop aus kreuzweise miteinander verbundenen NAND-Gliedern 169 und 170 gebildet.

Die Pulsbildeschaltung 171 veranlaßt die Lade/Entlade-Schal tung 172 dazu, daß diese dauernd das Sägezahnsignal erzeugt. Wenn die Lade/Entlade-Schaltung 172 geladen ist und ihre Ausgangsspannung VN die obere Bezugsspannung V2 erreicht, gibt die Pulsbildespannung 171 ihr Ausgangssignal von nied rigem Pegel ab, woraufhin die Lade/Entlade-Schaltung 172 über das UND-Glied 164 entladen wird. Wenn das Ausgangs signal VN der Lade/Entlade-Schaltung 172 auf die untere Be zugsspannung V1 fällt, wird die Pulsbildeschaltung 171 rück gesetzt, wodurch ihr Signal P2 hohen Pegel einnimmt, worauf hin die Lade/Entlade-Schaltung 172 wieder geladen wird (vor ausgesetzt, daß das Signal V0 hohen Pegels, was normales Drehen des Motors 80 anzeigt, vom Komparator (C3) 163 gelie fert wird).

Die Funktion der Motorsteuerung 70B gemäß Fig. 17 wird nun anhand des Signaldiagramms von Fig. 18 näher erläutert. Dort sind in zeitkorrelierter Darstellung wichtige Signale inner halb der Motorsteuerung 70B aufgezeichnet.

Es sei angenommen, daß der Motor 80 angehalten ist. Es ist dann die induzierte elektromagnetische Kraft am Motor 80 gleich Null, weswegen die Spannung VM mit der Versorgungs spannung Vc übereinstimmt. Dann ist die Spannung VM höher als die Bezugsspannung V2 und demgemäß ist die Ausgangsspan nung V0 vom Spannungskomparator 163 auf niedrigem Pegel. Da sich dann auch das Ausgangssignal vom UND-Glied 164 auf niedrigem Pegel befindet, befindet sich die Drain-Source- Strecke des Leistungstransistors 162 im gesperrten Zustand.

Aufgrund des niedrigen Pegels des Signals vom UND-Glied 164 ist auch die Ausgangsspannung VN vom Sägezahngenerator 172 auf niedrigem Pegel, z. B. auf 0 V (vor dem Zeitpunkt t1 in Fig. 18).

Da sich die Ausgangsspannung VN vom Sägezahngenerator 172 auf niedrigem Pegel befindet, ist die Ausgangsspannung V3 vom Spannungskomparator 167 auf hohem Pegel. Entsprechend ist die Ausgangsspannung V4 vom Spannungskomparator 168 auf niedrigem Pegel. Die Spannung V3 hohen Pegels wird dem Setz eingang SET der Pulsbildeschaltung 171 zugeführt und die Spannung V4 niedrigen Pegels steht am Rücksetzanschluß RES an.

Aufgrund des letztgenannten Signals V4 gibt die Pulsbilde schaltung 171 ein Ausgangssignal P2 hohen Pegels zum Zeit punkt t1 (Fig. 18) aus. Dieses Ausgangssignal P2 hohen Pe gels wird dem Eingangsanschluß des UND-Gliedes 164 zuge führt.

Es sei nun angenommen, daß die (nicht dargestellte) Ab triebswelle des Gleichstrommotors 80 durch einen (nicht dar gestellten) Starter gedreht wird und daß sich eine mit die ser Welle verbundene Armaturwicklung dreht. Dies erzeugt eine elektromotorische Kraft EM am Motor 80. Dies hat zur Folge, daß die Motoranschlußspannung VM unter die Versor gungsspannung +Vc fällt. Wenn die Motoranschlußspannung VM kleiner wird als die Bezugsspannung V2, wenn die Motorge schwindigkeit zunimmt, wechselt die Ausgangsspannung V0 vom Spannungskomparator 163 von niedrigem auf hohen Pegel.

Da zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal P2 von der Puls bildeschaltung 171 auf hohem Pegel ist, gelangt ein Signal hohen Pegels über das UND-Glied 164 an das Gate G des Lei stungstransistors 162, wodurch dieser durchgeschaltet wird.

So wird die Versorgungsspannung +Vc an den Motor 80 gelegt, so daß sich dessen Welle dreht.

Durch die Spannung hohen Pegels vom UND-Glied 164 wird der Kondensator C1 über den Widerstand RR4, den variablen Wider stand VR2, den Widerstand RR5 und die Diode D1 im Sägezahn generator 172 geladen, und zwar in einer Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 in Fig. 18. Daher steigt die Aus gangsspannung VN vom Sägezahlgenerator 172 allmählich an. Wenn diese Spannung den Wert der Bezugsspannung V1 erreicht, geht die Ausgangsspannung V4 vom Spannungskomparator 168 von niedrigem auf hohen Pegel über (zum Zeitpunkt t2 in Fig. 18), welche Spannung dann am Rücksetzanschluß RES der Pulsbilde schaltung 171 ansteht.

Der Zustand der Pulsbildeschaltung 171 wird durch diesen Wechsel jedoch nicht geändert, sondern es wird vielmehr das Ausgangssignal P2 von hohem Pegel unverändert ausgegeben.

Auch nach dem Zeitpunkt t2 steigt die Ausgangsspannung VN vom Sägezahngenerator 172 weiter an. Wenn sie die Bezugs spannung V2 erreicht, wechselt das Ausgangssignal V3 vom Spannungskomparator 167 von hohem auf niedrigen Pegel (zum Zeitpunkt t3 in Fig. 18). Diese Spannung liegt am Setzein gang SET der Pulsbildeschaltung 171 an. Diese wird daher so gesetzt, daß sich ihr Ausgangssignal P2 auf niedrigen Pegel ändert.

Hierdurch wird das UND-Glied 164 gesperrt, so daß sein Aus gangssignal auf niedrigen Pegel geht. Dies führt zum Ab schalten des Leistungstransistors 61, wodurch die Spannungs versorgung zum Motor 80 zeitweise unterbrochen wird.

Durch das Ausgangssignal niedrigen Pegels vom UND-Glied 164 wird sofort mit dem Entladen des Kondensators C1 über die Diode D2, den variablen Widerstand VR2 und den Widerstand RR4 begonnen. Die Ausgangsspannung VN vom Sägezahngenerator 172 fällt dadurch sofort unter die Bezugsspannung V2.

Wenn die Ausgangsspannung VN vom Sägezahngenerator 172 unter die untere Bezugsspannung V1 fällt, geht das Ausgangssignal V4 vom Komparator 168 auf niedrigen Pegel über. Dies führt zum Rücksetzen der Pulsbildeschaltung 171, so daß ihr Aus gangssignal P2 wieder hohen Pegel einnimmt.

Wenn hierbei ein Ausgangssignal V0 hohen Pegels vom Kompara tor 163 ausgegeben wird, wird der Leistungstransistor 162 wieder über das UND-Glied 164 eingeschaltet, um den Motor 80 wieder mit Spannung zu versorgen. Solange sich also der Mo tor 80 normal dreht, erzeugt der Sägezahngenerator 172 eine sägezahnförmige Spannung VN. Während des Ansteigens der Spannung zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 (Ladeperiode), ist der Leistungstransistor durchgeschaltet und versorgt den Motor 80 mit Spannung. In der Abfallperiode zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 (Entladeperiode) sperrt der Transistor 162 dagegen und trennt demgemäß den Motor 80 von der Span nungsversorgung.

Ist jedoch ein Objekt eingeklemmt, oder ist das Fensterglas ganz nach oben bewegt, erhöht sich die Last auf den Motor 80, wodurch sich dessen Drehzahl erniedrigt und dann der Mo tor hält. Wenn der Motor von der Spannungsversorgung ge trennt ist, zeigt die Spannung VM die Drehzahl des Motors an. Wird diese Drehzahl durch Überlasten erniedrigt, wird die Spannung VM höher als die obere Bezugsspannung V2 und ein Signal niedrigen Pegels zum Sperren des UND-Gliedes 164 wird vom Komparator 163 an das UND-Glied 164 geliefert.

Das UND-Glied 164 läßt dann nicht mehr das Signal P2 hohen Pegels von der Pulsbildeschaltung 171 durch, wodurch der Transistor 162 nicht mehr durchgeschaltet wird. Der Motor 80 bleibt also von der Spannungsversorgung getrennt. Auf diese Art und Weise ermittelt die Motorsteuerung 70B Überlastung des Motors 80 und beendet die Spannungsversorgung in einem solchen Fall, wodurch Überhitzen des Motors verhindert wird.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 17 bestimmt die Bezugsspannung V2 die kritische Drehzahl des Motors 80, die dieser bei Überlastung unterschreitet. Diese Spannung dient auch zum Einstellen der Periode der Sägezahnspannung VN vom Sägezahn generator 172 und damit der EIN/AUS-Zeit des Leistungstran sistors 162. Die Bezugsspannung V2 kann über den variablen Widerstand VR1 beliebig eingestellt werden. Die Lade/Ent lade-Zeitkonstante (d. h. das Verhältnis zwischen Lade- und Entladezeit für die Sägezahnspannung VN) und damit das Tast verhältnis für die Ansteuerung des Motors 80 kann über den variablen Widerstand VR2 im Sägezahngenerator 172 einge stellt werden.

Aufgrund dieser Möglichkeiten kann die Motorsteuerung 70B auf ein Belastungsdrehmoment des Motors (der Motor 80 wird abhängig von Drehmomentbedingungen angehalten) innerhalb eines weiten Bereichs eingestellt werden, und es kann eine gewünschte Geschwindigkeit zum Öffnen oder Schließen eines Fensters in weitem Bereich gewählt werden, wodurch ein quetschsicheres System zum Öffnen und Schließen von Fenstern realisierbar ist.

Claims

1. Sicherheitsvorrichtung für ein Fenster (10) oder eine Tür mit einem Elektromotor (80) zum Öffnen und Schließen des Fensters (10) oder der Tür, mit einem Sensor (20), der zwischen einem Rahmen des Fensters oder der Tür angeordnet ist und der eine erste (26) und zweite (25) Elektrode und ein elastisches Element (27) zwischen diesen aufweist, wobei der elektrische Widerstand des Sensors (20) vom Druck abhängt, mit einer Detektoreinrichtung (30), die mit dem Sensor (20) verbunden ist, und mit einer Steuerung (70) für den Elektromotor (80), die mit der Detektoreinrichtung (30) verbunden ist, um den Motor (80) dann, wenn ein Objekt angeklemmt ist, so anzutreiben, daß das Objekt freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (20A) koaxial aufgebaut ist, wobei die zweite Elektrode (26) die erste Elektrode (25) umgibt, daß der elektrische Widerstand des elastischen Elements (27) sich druckabhängig ändert, so daß die Abnahme des elektrischen Widerstandes des Sensors (20A) mit zunehmenden Druck stetig ist, daß die Detektoreinrichtung (30) eine Druckdetektorschaltung (110, 30A) aufweist, die mit dem Sensor (20A) verbunden ist und ein Signal erzeugt, das den Druck auf den Sensor (20A) anzeigt, und die eine Differenziereinrichtung (114) aufweist, die an die Detektordruckschaltung (110, 30A) angeschlossen ist, um ein Signal zu erzeugen, das die Änderungsgeschwindigkeit des Drucks anzeigt, und daß bei einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit die Freigabe des Objekts erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (70) des Elektromotors (80) eine Überlastermittlungseinrichtung (76) aufweist, die mit dem Motor (80) verbunden ist, um dessen Überlasten festzustellen, und eine Lasterniedrigungseinrichtung (78) aufweist, die auf ein Signal von der Überlastermittlungseinrichtung (76) hin die Motorleistung erniedrigt.

3. Druckempfindlicher Sensor für die Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, gekennzeichnet durch eine innere Elektrode (26), eine äußere Elektrode (25), die koaxial zur inneren Elektrode angeordnet ist, und ein druckempfindliches Element (27), das zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist und das eine druckabhängige Änderung seines Widerstandes aufweist.

4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand des druckempfindlichen Elements (27) im wesentlichen unabhängig von der Druckrichtung ist.

5. Sensor nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Widerstand R des druckempfindlichen Elements (27) im wesentlichen wie folgt mit dem Druck P auf den Sensor ändert:
R=K · P^-N, wobei K eine Proportionalitätskonstante ist und N<0 gilt.

6. Schaltung zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß einer der Ansprüche 1-2, gekennzeichnet durch

- eine Druckdetektorschaltung (110, 30A), die mit dem Sensor (20) verbunden ist, um ein Signal zu erzeugen, das den Druck auf den Sensor anzeigt, und
- eine Differenziereinrichtung (114), die mit der Druckdetektorschaltung verbunden ist, um ein Signal auszugeben, das die Änderungsgeschwindigkeit des Druckes anzeigt.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenziereinrichtung (114) eine Schaltung aufweist zum Ausfiltern der Gleichspannungskomponente des Signals von der Druckdetektorschaltung (110, 30A).

8. Schaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Kondensator (114) aufweist.

9. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdetektorschaltung (30A) eine Schaltung aufweist, zum Erzeugen einer Spannung, die sich im wesentlichen umgekehrt mit dem Widerstand des Sensors (20) ändert.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdetektorschaltung (30A) einen Operationsverstärker (101) aufweist, dessen einer Eingangsanschluß (101b) mit dem Sensor (20) verbunden ist, dessen zweiter Eingangsanschluß (101a) mit einer Bezugsspannungsquelle (106) verbunden ist, und dessen Ausgangsanschluß (101c) auf den ersten Eingangsanschluß über einen Rückkopplungswiderstand (102) rückgekoppelt ist.

11. Fehlerdiagnoseeinrichtung (90) zur Verwendung in einem System gemäß einem der Ansprüche 1-2, gekennzeichnet durch

- eine Detektorschaltung (110, 30A), die an den druckempfindlichen Sensor (20) angeschlossen ist, um eine Spannung auszugeben, die sich mit dem Widerstand des Sensors ändert,
- eine Komparatoreinrichtung (90A), die an die Detektorschaltung angeschlossen ist, um deren Ausgangsspannung mit einem Bezugsspannungsbereich zu vergleichen, der für ordnungsgemäße Funktion des Sensors gilt,
- und eine Anzeigeeinrichtung (92A) zum Anzeigen des jeweiligen Zustandes des Sensors, abhängig vom Ausgangssignal der Komparatoreinrichtung.