DE4042496C2 - Sicherheitsvorrichtung für ein Fenster oder eine Tür sowie Schaltungen für eine solche Vorrichtung - Google Patents

Description

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

Bei einer bekannten Sicherheitsvorrichtung dieser Art (DE 37 24 942 C2) kommt ein Sensor zum Einsatz, der aus zwei außenseitig auf einem Tragkörper angeord­ neten metallischen Schichten besteht, wobei der Tragkörper aus einem piezo- und/oder pyroelektrischen Werkstoff besteht. Ein Nachteil einer derartigen Sicher­ heitsvorrichtung besteht darin, daß die Ansprechcharakteristik des Sensors von seiner Montage z. B. in einem Fensterrahmen abhängt. Außerdem besteht ein star­ ker Einfluß von Alterungseffekten. Aufgrund von Fehlfunktionen werden einge­ klemmte Gegenstände nicht ermittelt, oder umgekehrt, wird ein Einklemmen ange­ zeigt, obwohl dies gar nicht der Fall ist. Des weiteren ist der Motor zum Antreiben des Fensters nicht vor Überlastung geschützt.

In der EP 0 218 465 A2, GB 1 505 819, US 3,794,790 und GB 2 105 082 A sind Sensoren bekannt, die einen koaxialen Aufbau aufweisen. Bei diesen Senso­ ren nimmt der Widerstand stetig ab bei zunehmendem Druck. Derartige Sensoren werden bevorzugt in Vorrichtungen zum Wiegen von Fahrzeugen oder zum Fest­ stellen der jeweiligen momentanen Verkehrsdichte einer befahrenen Straße einge­ setzt.

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

Diese Aufgabe wird bei einer Sicherheitsvorrichtung der gattungsbildenden Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Aus­ gestaltungen und Weiterbildungen, auch von Elementen der Sicherheitsvorrich­ tung, sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung ist demgemäß dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerung eine Überlastermittlungseinrichtung aufweist, die mit dem Motor verbunden ist, um dessen Überlasten festzustellen, und eine Leistungs­ erniedrigungseinrichtung aufweist, die auf ein Signal von der Überlastermittlungs­ einrichtung hin die Motorleistung erniedrigt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Überlastdetektoreinrichtung einen Motorpuls­ detektor aufweist, zum Ermitteln von Pulsen, deren Abstand im wesentlichen pro­ portional zur Drehzahl des Motors ist, und die Leistungserniedrigungseinrichtung eine Begrenzungseinrichtung aufweist, die mit dem Pulsdetektor verbunden ist, um die dem Motor zugeführte Leistung dann zu erniedrigen, wenn sich die Wiederhol­ rate der Pulse erniedrigt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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

Fig. 4 ein Diagramm mit Signalen in der Schaltung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Motorsteuerung, wie sie im System gemäß Fig. 1 einsetzbar ist; und

Fig. 6 ein Diagramm von zweitkorrelierten Signalen, wie sie in der Schaltung gemäß Fig. 5 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. 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.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für eine Mo­ torsteuerung 70A, wie sie im System gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann. In der Spannungsversorgungsleitung 81 des Gleichspannungsmotors 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 Motortreibersig­ nal-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 Sig­ nal 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. 4 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-Steuersig­ nal SD auf hohem Pegel befindet, wird ein positives Motor­ pulsermittlungssignal S3, das Motorpulsen P1, P2, P3, . . . Pn, wie in Fig. 4 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. 4 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. 4 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. 3 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. 5 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. 5 wird nun anhand des Signaldiagramms von Fig. 6 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. 6).

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 Pulsbildeschaltung 171 ein Ausgangssignal P2 hohen Pegels zum Zeit­ punkt t1 (Fig. 6) 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. 6. 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. 6), 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. 6). 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. 5 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 (10)

1. Sicherheitsvorrichtung für ein Fenster oder eine Tür

• - mit einem Elektromotor zum Öffnen oder Schließen des Fensters oder der Tür,
• - mit einem Sensor, der an einem Rahmen des Fensters oder der Tür angeordnet ist und der eine erste und eine zweite Elektrode sowie ein elastisches Element zwischen diesen aufweist, wobei der elektrische Widerstand des Sensors vom Druck abhängt,
• - mit einer Detektoreinrichtung, die mit dem Sensor verbunden ist, und
• - mit einer Steuerung für den Elektromotor, die mit der Detek­ toreinrichtung verbunden ist, um den Motor dann, wenn ein Ob­ jekt eingeklemmt ist, so anzutreiben, daß das Objekt freigege­ ben wird,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Steuerung (70) des Elektromotors (80) eine Überlastermit­ tlungseinrichtung (76) aufweist, die mit dem Motor (80) verbun­ den ist, um dessen Überlasten festzustellen, wobei die Über­ lastdetektiereinrichtung (76) aufweist:
• - einen Motorpulsdetektor (143), zum Ermitteln von Pulsen, de­ ren Abstand im wesentlichen proportional zur Drehzahl des Mo­ tors ist,
• - eine Unterbrechungseinrichtung (162, 167, 168, 171, 172), zum wiederholten Unterbrechen der Spannungsversorgung für den Motor (80),
• - einen Detektor für elektromotorische Kraft (190) zum Messen einer Spannung (VM) zwischen den Anschlüssen des Motors (80), deren Größe im wesentlichen proportional zur Drehzahl des Motors (80) ist, und
• - eine Komparatoreinrichtung (163), die mit dem Detektor für elektromotorische Kraft (190) verbunden ist, zum Vergleichen der gemessenen Spannung (VM) mit einer vorgegebenen Bezugsspan­ nung (V2), und
• - daß die Steuerung (70) des Elektromotors (80) weiterhin eine Lasterniedrigungseinrichtung (78) mit einer Desaktivierungsein­ richtung (78, 162, 164) aufweist, die mit der Komparatorein­ richtung verbunden ist, um den Motor (80) dann zu desaktivie­ ren, wenn das Signal von der Komparatoreinrichtung (163) einen Überlastzustand des Motors anzeigt oder wenn sich die Wieder­ holrate der Pulse unter einen vorgegebenen Wert erniedrigt.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Steuervorrichtung (70) zum Steuern des Elektro­ motors (80),

• - eine Spannungsversorgung (E) für den Motor (80),
• - einen Pulsdetektor (143), der mit dem Motor verbunden ist, zum Ermitteln von Pulsen, deren Abstand im wesentlichen propor­ tional zur Drehzahl des Motors ist, und
• - eine Begrenzungseinrichtung (141, 144, Q10), die mit dem Pulsdetektor (143) verbunden ist, um die Motorleistung zu er­ niedrigen, wenn ein Erniedrigen der Wiederholrate der Pulse einen Überlastzustand anzeigt, aufweist.

3. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leistungserniedrigungseinrichtung (141, 144, Q10) eine Anhalteeinrichtung aufweist, um die Stromzufuhr zum Motor (80) wahlweise abhängig von der Wiederholrate der Pulse zu unterbrechen.

4. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net,

• - daß die Anhalteeinrichtung eine Lade/Entlade-Schaltung (144) aufweist, die eine Ladeeinrichtung (Q30) aufweist, zum Laden der Schaltung, abhängig von den Pulsen vom Motor (80), um ein Bezugspotential an einem Ausgangsanschluß (145a) der Schaltung zu erzeugen, und mit einer Entladeeinrichtung zum Entladen der Schaltung so lange, bis der nächste Puls vom Motor geliefert wird, um das Potential am genannten Ausgangsanschluß zu erhö­ hen, und
• - daß die Anhalteeinrichtung eine Desaktivierungseinrichtung (141, Q10) aufweist, die an den Ausgangsanschluß (145a) der La­ de/Entlade-Schaltung (144) angeschlossen ist, um den Motor (80) zu desaktivieren, wenn das Potential an dem Ausgangsanschluß (145a) einen vorgegebenen Pegel überschreitet.

5. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lade/Entlade-Schaltung (144) ein Einstellelement (VR) zum Einstellen ihrer Zeitkonstanten aufweist.

6. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Pulsdetektor (143) eine Induktanz (L) in Reihe mit dem Motor (80) und einen Kondensator (C10) aufweist, der an einen Verbindungspunkt zwischen dem Motor (80) und der Induk­ tanz (L) angeschlossen ist, um Pulse vom Motor (80) auszugeben.

7. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie

• - eine Unterbrechungseinrichtung (162, 167, 168, 171, 172) zum periodischen Unterbrechen der dem Motor (80) zugeführten Ener­ gie,
• - eine Detektoreinrichtung (190) für eine elektromotorische Kraft zum Ermitteln einer Spannung (VM), die an den Anschlüssen des Motors (80) bei Unterbrechen der Unterbrechungseinrichtung (162, 167, 168, 171, 172) ansteht, deren Wert im wesentlichen proportional zur Drehzahl des Motors (80) ist,
• - eine Komparatoreinrichtung (163), die mit der Detektorein­ richtung (190) verbunden ist, um deren Ausgangsspannung (VM) mit einer vorgegebenen Bezugsspannung (V2) zu vergleichen, und
• - eine Desaktivierungseinrichtung (162, 164), die mit der Kom­ paratoreinrichtung (163) verbunden ist, um den Motor (80) auf ein Signal vom Komparator hin zu desaktivieren, das einen Überlastzustand des Motors anzeigt, enthält.

8. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Unterbrechungseinrichtung (162, 167, 168, 171, 172) folgende Funktionsgruppen aufweist:

• - einen Leistungstransistor (162) in Reihe mit dem Motor (80),
• - eine Steuersignaleinrichtung (164), die ein Steuersignal an den Leistungstransistor (162) liefert,
• - eine Lade/Entlade-Schaltung (172), die auf das Steuersignal anspricht,
• - einen ersten Komparator (167) zum Vergleichen des Ausgangs­ signals der Lade/Entlade-Schaltung (172) mit einer vorgegebenen Bezugsspannung (V2),
• - einen zweiten Komparator (168) zum Vergleichen des Ausgangs­ signals der Lade/Entlade-Schaltung (172) mit einer zweiten, vorgegebenen Bezugsspannung (V1), die niedriger ist als die vorgegebene Bezugsspannung (V2), und
• - einen Pulsformer (171), der Signale von den beiden Komparato­ ren (167, 168) erhält, um ein Pulssignal zu erzeugen, dessen Tastverhältnis vom Verhältnis der Ladeperiode zu der Entladepe­ riode der Lade/Entlade-Schaltung abhängt, und dessen Wiederhol­ rate der Größe der ersten Bezugsspannung zugeordnet ist,
• - wobei die Steuersignaleinrichtung (164) eine Einrichtung (164) aufweist, die mit dem Pulsformer (171) und dem Komparator (163) verbunden ist, um das Steuersignal abhängig von den von diesen Einrichtungen (163, 171) gelieferten Signalen zu bilden.

9. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Einstelleinrichtung (VR1) zum Einstellen der vor­ gegebenen Bezugsspannung (V2) vorgesehen ist.

10. Sicherheitsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lade/Entlade-Schaltung (172) eine Einstell­ einrichtung (VR2) aufweist, zum Einstellen des Verhältnisses der Ladeperiode zur Entladeperiode der Lade/Entlade-Schaltung (172) , wobei die Einstelleinrichtung (VR2) das Tastverhältnis des Pulssignals des Pulsformers (171) einstellt, wodurch das Tastverhältnis für den Motor (80) verändert wird.