DE4446117A1

DE4446117A1 - Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitsvorrichtung

Info

Publication number: DE4446117A1
Application number: DE4446117A
Authority: DE
Inventors: Keiichi Tajima; Hitoshi Takeda; Toru Nakayama
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1995-07-27
Anticipated expiration: 2014-12-23
Also published as: DE4446117C2; JP2857048B2; US5832664A; JPH07180436A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fenstervorrich tung mit elektrischem Scheibenheber zum Öffnen und Verschlie ßen eines Fensters, insbesondere eines Fensters eines Kraft fahrzeuges. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Fenster vorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Si cherheitsvorrichtung zum Schützen des Fahrers und der Beifah rer vor dem Einklemmen von Fingern, Hand oder Kopf durch das Fenster.

In einer konventionellen Fenstervorrichtung mit elektri schem Scheibenheber wird das Fenster unter Verwendung der Kraft einer Antriebsquelle wie eines elektrischen Motors ge öffnet und verschlossen. Jedoch können die Finger, Hand oder Kopf einer Person möglicherweise zwischen dem Fenster und dem Rahmen eingeklemmt werden, was eine gefährliche Situation er gibt. Um ein solches Problem zu vermeiden, wurde eine Fen stervorrichtung mit elektrischen Scheibenheber sowie einer Sicherheitsvorrichtung vorgeschlagen, worin, falls ein Ein klemmen auftritt, die Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber solch einen Zustand bemerkt und die verschlie ßende Bewegung des Fensters oder das Fensters öffnet.

In einer früher vorgeschlagenen Fenstervorrichtung mit elek trischem Scheibenheber detektiert die Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber den Einklemmzustand aus der Motor geschwindigkeit, die mit der Öffnungs-/Verschließgeschwindig keit des Fensters korreliert ist. Wenn die Motorgeschwindig keit unter einen voreingestellten Referenzwert abfällt, d. h., wenn die Last auf das Fenster durch das Einklemmen vergrößert wird und die Motorgeschwindigkeit entsprechend abnimmt, ent scheidet die Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenhe ber, daß ein Einklemmen aufgetreten ist.

Jedoch benötigt das von einer derartigen Fenstervorrich tung mit elektrischem Scheibenheber verwendete Einklemmdetek tionsverfahren eine Detektionsvorrichtung zum elektromagneti schen oder optischen Bestimmen der Motorgeschwindigkeit. Da her ist die Gesamtfenstervorrichtung mit elektrischem Schei benheber in ihrer Struktur kompliziert und in ihren Kosten hoch. Mehr noch, aufgrund der unvermeidbaren Vibrationen und Stöße, die in einem Kraftfahrzeug gegenwärtig sind, ist die von der Bestimmungsvorrichtung der Motorgeschwindigkeit be reitgestellte Genauigkeit häufig ungenügend.

Um dieses Problem zu vermeiden, wurde ein anderes Ein klemmdetektionsverfahren vorgeschlagen, in dem die Last auf das Fenster oder die Last auf dem Motor, auf dem die Last des Fensters ausgeübt wird, bestimmt wird. Um dieses zu tun, wird das Drehmoment des Motors bestimmt. Um das Motordrehmoment zu messen, wird aber eine komplizierte Vorrichtung benötigt. Es ist unpraktisch, eine derartige komplizierte Vorrichtung in eine Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber einzu bringen.

Diese Umstände führen zu einem weiteren Vorschlag, wobei der Motorantriebsstrom bestimmt wird, der Motorantriebsstrom mit einem Referenzwert verglichen wird, und schließlich das Einklemmen auf der Basis des Vergleichsergebnisses detektiert wird.

Jedoch gibt es unvermeidbare geringe Abweichungen in den Charakteristiken der gegenwärtigen Motoren. Daher variieren die Antriebsströme des Motors ebenfalls. Aus diesem Grund, wenn Motoren in Fenstervorrichtungen mit elektrischem Schei benheber eingebaut werden, müssen die gegenwärtigen Strom- Drehmomentcharakteristiken des Motors für jeden Motor gemes sen und der Referenzwert manuell für jeden Motor justiert werden. Dies macht den Zusammenbau der Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber kompliziert.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie mit einer Sicherheitsvorrichtung zu schaffen, die verläßlich das Einklemmen durch ein Fenster und damit verbundener Glieder, beispielsweise der Rahmen, detektiert, aber die nicht durch Variationen der Motorcharakteristiken beeinflußt wird, wo durch eine bessere Sicherheitssteuerung ermöglicht wird.

Um die obigen und anderen Aufgaben zu lösen, wird eine Fenstervorrichtung mit elektrischen Scheibenheber sowie einer Sicherheitsvorrichtung geschaffen, die das Einklemmen in ei nem Fenster detektiert, das zum Öffnen und Verschließen von einem Motor angetrieben wird, wodurch eine Sicherheitssteue rung geschaffen wird, wobei die Fenstervorrichtung mit elek trischem Scheibenheber eine Längsbelastungsbestimmungsvor richtung zur Bestimmung einer Längsbelastung auf den drehba ren Schaft des Motors und ein Einklemmdetektionsmittel zum Detektieren des Einklemmens durch den Vergleich der bestimm ten Längsbelastung mit einem Referenzwert umfaßt.

Die Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber kann weiter ein Mittel zum mechanischen und elektrischen Be stimmen der offenen/geschlossenen Position des Fensters und ein Mittel zum Einstellen eines Einklemmdetektionsreferenz wertes auf der Basis der bestimmten offenen/geschlossenen Po sition des Fensters umfassen.

Die so ausgeführte Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber detektiert eine Zunahme der Längsbelastung, die verursacht wird, wenn ein Einklemmen durch das Fenster oder der damit verbundenen Gliedern auftritt, und vergleicht die Belastung mit einem Referenzwert. Wenn der erstere größer ist als der letztere, entscheidet die Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber, daß ein Einklemmen aufgetreten ist und führt dann eine Sicherheitssteuerungsprozedur aus. Daher kann die Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheiben heber stabil ein Einklemmen unabhängig von irgendeiner Schwankung der Strom-Drehmomentcharaktistiken des Motors de tektieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die die gesamte Aus führung einer Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenhe ber gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, die einen Schlüsselabschnitt der Ausführung der Fig. 1 zeigt, die nützlich bei der Erklärung des Betriebs eines Positions sensors ist;

Fig. 3(a) ist ein schematisches Diagramm eines Posi tionssensors;

Fig. 3(b) und (c) sind Graphen, die die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung des Positionssensors und den Positionen eines Fensters zeigt, wenn das Fenster zum Öffnen oder Schließen bewegt wird;

Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Fen sterantriebsabschnitt zeigt;

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungs form einer Sicherheitssteuerungsbetriebsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Lauf kanalbereich in dem Fenster zeigt;

Fig. 7 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Längsbelastung zeigt, das nützlich ist beim Erklären des Be triebs der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das den Betrieb der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel eines Längsbelastungssensors zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung wird nun genauer unter Bezug nahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 1 ist eine Seitenansicht, die die gesamte Aus führung einer Fenstervorrichtung mit elektrischem Fensterhe ber gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Fensteröff nungs-/Schließmechanismus 1 ist in dem Fahrzeugkörper unter einem Fenster vorgesehen. Der Fensteröffnungs-/Schließmecha nismus i ist mit einer Schiene 2 versehen, entlang der ein Gleiter 3 gleitbar ist. Ein mit dem Gleiter 3 gekoppelter Draht 4 ist um Scheiben 5, die an der Spitze und am Boden der Schiene 2 angeordnet sind, und einer Antriebsscheibe 10 ge wunden, die in einem mittleren Abschnitt der Schiene angeord net ist. Der Fensterantriebsabschnitt 6 umfaßt einen Motor 9, der später beschrieben werden wird.

Wenn der Motor 9 angetrieben wird, wird der Draht 4 mit tels der Antriebsscheibe 10 gedreht, so daß der Gleiter 3 sich vertikal bewegt. Ein Fensterglas 7 ist an dem Gleiter 3 befestigt. Wenn es vertikal zusammen mit dem Gleiter 3 bewegt wird, öffnet und schließt das Fensterglas 7 einen Fenster raum, der durch einen Rahmen definiert ist.

Ein Positionssensor 8, der an dem oberen Abschnitt der Schiene 2 befestigt ist, bestimmt die Position des sich bewe genden Gleiters 3. Der Positionssensor 8 ist in dieser Aus führungsform ein Potentiometer. Wie es wohl bekannt ist, ist das Potentiometer aus einem linearen Widerstandsglied, und einem beweglichen Kontakt hergestellt, der entlang dem li nearen Widerstandsglied gleitbar ist. Das Potentiometer zeigt einen Widerstandswert an, der von der Position des bewegli chen Kontaktes abhängt. Der bewegliche Kontakt wird entlang des Widerstandsgliedes durch einen Meßhebel 8a (Fig. 2) be wegt. Das obere Ende des Meßhebels 8a springt aus einem Ge häuse hervor. Der Positionssensor 8 wird mit dem oberen Ab schnitt der Schiene 2 verbunden. Das obere Ende des Meßhebels 8a liegt in dem Bewegungspfad des Gleiters 3.

Mit dieser Struktur kommt, wenn das Fenster entlang der Schiene 2 bewegt wird und eine Position nahe der komplett ge schlossenen Position erreicht, ein Kontaktstift 3b, der an einem vorspringenden Teil 3a des Gleiters 3 befestigt ist, in Kontakt mit dem oberen Ende des Meßhebels 8a und drückt auf dessen oberes Ende, um den Meßhebel 8a in die Richtung eines Pfeiles umzudrehen. Mit dem Umdrehen des Meßhebels 8a bewegt sich der bewegliche Kontakt des Potentiometers ebenfalls ent lang des linearen Widerstandsgliedes, um den Widerstandswert des Potentiometers zu variieren.

Eine elektrische Schaltung einschließlich des Positions sensors 8 ist wie in der Fig. 3(a) dargestellt konstruiert. Der Positionssensor 8 teilt eine Spannung V_B einer Batterie BAT und gibt eine Teilspannung als eine Ausgangsspannung V_OUT aus. Die Batteriespannung V_B wird in Abhängigkeit von der Po sition des beweglichen Kontakts des Positionssensors 8 ge teilt. Daher repräsentiert die Ausgangsspannung V_OUT des Po sitionssensors 8 die Fensterposition.

In dieser Ausführungsform wächst die Ausgangsspannung V_OUT, wenn sich das Fenster in die Schließrichtung bewegt (Fig. 3(b)). Der maximale Wert der Ausgangsspannung V_OUT ist gleich der Batteriespannung V_B und der Minimalwert ist 0 (Null). Wenn der Gleiter 3 nicht in Kontakt mit dem Meßhebel 8a des Positionssensors 8 ist, d. h. wenn der Gleiter 3 in dem unteren Abschnitt der Schiene 3 angeordnet oder wenn das Fen ster übermäßig geöffnet ist, ist die Ausgangsspannung V_OUT des Positionssensors 8 auf dem minimalen Pegel. Wenn das Fen ster sich nahe zu der komplett geschlossenen Position oder nahe zu einer Position bewegt, wo der Positionssensor 8 ge triggert wird, nimmt die Ausgangsspannung V_OUT des Positions sensors 8 nach und nach zu.

Der in der Querschnittsansicht in der Fig. 4 darge stellte Fensterantriebsabschnitt 6 umfaßt ein aus einem syn thetischen Harz hergestelltes Körpergehäuse 11. Eine Vielzahl von Schrauben 12 sind vorgesehen, um das Körpergehäuse 11 an der Fahrzeugtüre zu befestigen. Ein Schneckenrad 13 ist in nerhalb des Körpergehäuses 11 angeordnet. Der Motor 9 ist in einer Öffnung der Seitenwand des Körpergehäuses 11 befestigt. Innerhalb eines Motorgehäuses 14 erstreckt sich ein drehbarer Schaft 15 entlang der longitudinalen Achse des Motorgehäuses 14 in einem Zustand, derart daß der drehbare Schaft 15 an beiden Enden durch Lager 16 gestützt wird.

Ein Rotor 17 einschließlich eines Eisenkerns und einer Spule ist auf dem drehbaren Schaft 15 montiert. Ein Stator 18 ist um den Rotor 17 herum angeordnet auf der inneren Oberflä che des Motorgehäuses 14 montiert. Ein Kommutator 20 ist auf einem zylindrischen Kragen 19 vorgesehen, der aus einem iso lierenden Material hergestellt und auf dem drehbaren Schaft 15 montiert ist. Eine leitende Bürste 22 wird in Kontakt mit dem Kommutator 20 gebracht. Die leitende Bürste 22 ist auf einem Verriegelungsring 21 angeordnet, der zwischen dem Kör pergehäuse 11 und dem Motorgehäuse 14 gestützt wird.

Ein Schneckengetriebe 23 ist mit dem zweiten Ende des drehbaren Schaftes 15 verbunden. Das Schneckengetriebe 23 ist in Eingriff mit dem Schneckenrad 13. Das Schneckenrad 13 ist mit einer Scheibe (nicht dargestellt) versehen, um die herum der Draht 4 bewegt wird, um das Fenster zu öffnen und zu schließen.

Ein Drucksensor 24 ist an der Endseite des drehbaren Schaftes 15 nahe dem Körpergehäuse 11 in einem Zustand befe stigt, derart daß er in der axialen Richtung gedrückt werden kann. Der Drucksensor 24 mißt die Längsbelastung (Längsdruck) auf dem drehbaren Schaft 15 und gibt ein elektrisches Signal aus, das repräsentativ für die Längsbelastung ist.

Wenn der drehbare Schaft 15 von dem Motor 9 gedreht wird, wird das Schneckengetriebe 23 gedreht, wodurch das Schneckenrad 13 und die Scheibe gedreht wird, und deshalb der Draht 4 bewegt wird, und daher wiederum das Fenster zum Öff nen oder Schließen bewegt wird. Wenn ein Objekt von dem Fen ster eingeklemmt wird und die Last auf das Fenster variiert, wird die Last als eine Kraft zum Drehen des Schneckenrades 13 in der umgekehrten Richtung übertragen. Daher wird die in dem Schneckenrad 13 hervorgerufene Kraft auf den drehbaren Schaft 15 übertragen, da das Schneckenrad 13 in Eingriff ist mit dem Schneckengetriebe 23, das mit dem drehbaren Schaft 15 gekop pelt ist. In diesem Fall bewirkt die Kraft die Bewegung des Schneckengetriebes 23 in die Längskraftrichtung. Der Druck sensor oder Längsbelastungssensor bestimmt diese Längsbela stung auf den drehbaren Schaft 15, wodurch die Last auf das Fenster detektiert wird.

Die Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung ei ner Sicherheitssteuerbetriebsschaltung einer bevorzugten Aus führungsform der Erfindung zeigt, einschließlich des Fenster öffnungs-/Schließmechanismus 1, des Positionssensors 8 und des Drucksensors 24. Ein Mikrocomputer 30 empfängt ein Aus gangssignal, beispielsweise ein Spannungssignal, von dem Längsbelastungssensor 24 zum Messen der Längsbelastung auf dem drehbaren Schaft 15 des Motors 9 als eine Antriebsquelle für das Fenster. Der Mikrocomputer 30 empfängt ferner ein Ausgangssignal oder ein Fensterpositionsdetektionssignal von dem Positionssensor 8.

Ein Signal, das repräsentativ ist für den offenen oder geschlossenen Zustand des Fensters, wird durch das manuelle Bedienen eines Funktionsschalters 31 ausgewählt. Dieses Aus wahlssignal wird ebenfalls auf den Mikrocomputer 30 gegeben. Der Funktionsschalter 31 wird von dem Fahrer oder einem Pas sagier manuell bedient, um das Fenster zu öffnen oder zu schließen. Als Antwort auf Signale des Mikrocomputers 30 steuert die Motorantriebsschaltung 32 die Drehung des Motors 9 in dem Fensterantriebsabschnitt 6. Die Spannung der Batte rie BAT zum Versorgen der Motorantriebsschaltung 32 mit elek trischer Leistung wird ebenfalls in den Mikrocomputer 30 ge geben.

Der Mikrocomputer 30 umfaßt ein System zum Detektieren eines Sicherheitssteuerungsbereichs von dem offenen/geschlos senen Zustand des Fensters und ein weiteres System zum Detek tieren des Einklemmens von irgendetwas durch das Fenster und den Rahmen.

In dem System zum Detektieren eines Sicherheitssteuer bereichs wird ein Positionsdetektionssignal von dem Positi onssensor 8 in einen Fensterpositionsdetektor 33 eingegeben, der wiederum ein Signal erzeugt, das repräsentativ ist für die offene oder geschlossene Position des Fensters. Der Fen sterpositionsdetektor 33 detektiert die gegenwärtige Position des Fensters unter Verwendung einer Ausgangsspannung V_OUT, die von dem Positionssensor 8 ausgegeben wird.

In diesem Falle werden Positionen des Fensters nahe der komplett geschlossenen Position in einer präzisen Weise von dem Positionssensor 8 detektiert. In einem Fenster des Typs, wo ein Fenstergummi WS in dem Rahmen eingepaßt ist, wie in der Fig. 6 gezeigt, beginnt die obere Kante des Fensterglases 7 in einer Position ungefähr 15 mm kurz vor der komplett ge schlossenen Position die Lippe WL des Fenstergummis WS zu kontaktieren. In diesem Bereich, in dem das Fensterglas in Kontakt mit dem Fenstergummi (dieser Bereich wird als ein Laufkanalbereich bezeichnet werden) ist, wird die Bewegung des Fensters gehemmt, so daß die Last auf das Fenster steigt. Diese last variiert in Abhängigkeit von dem Kontaktzustand des Fensters und des Fenstergummis. In einem Bereich von 4 mm vor der komplett geschlossenen Position in der Richtung des Öffnens des Fensters ist der Spalt zwischen dem Fenster und dem Rahmen genügend klein, daß selbst eine Fingerspitze des Fahrers oder eines Passagiers nicht eingeklemmt werden kann.

Die Fensterpositionen für den Positionssensor 8 werden wie folgt ausgewählt: eine Position P3 4 mm von der komplett geschlossenen Position Px, und drei verschiedene Positionen P2, P1 und P0, an denen jeweils das Fenster weiter geöffnet ist (Fig. 3(b)). Die Längen zwischen den Positionen P3 bis P0 und der komplett geschlossenen Position Px werden als L3, L2, L1 und L0 (L3 < L2 < L1 < L0) bezeichnet.

Die Ausgangsspannungen V3, V2, V1 und V0 des Positions sensors 8 an den Fensterpositionen P3, P2, P1 und P0 sind in einem internen Speicher (nicht dargestellt) gespeichert. Der Fensterpositionsdetektor 33 detektiert dauernd die Ausgangs spannung V_OUT des Positionssensors 8 und vergleicht sie mit den Spannungen V3 bis V0, um die jede Fensterposition zwi schen diesen Positionen zu detektieren. Die Ausgangsspannung Vx an der komplett geschlossenen Position wird auf eine Span nung gesetzt, die etwas niedriger als die maximale Ausgangs spannung des Positionssensors 8 ist, d. h. die Batteriespan nung V_B.

Das Ausgangssignal des Fensterpositionsdetektors 33 wird auf eine Beurteilungseinheit 34 des Sicherheitssteuerbereichs und eine Referenzwerteinstelleinheit 41 gegeben, die entspre chend zum Beurteilen eines Sicherheitssteuerbereichs und des Einstellens eines Referenzwertes für die Einklemmdetektions referenz vorgesehen sind.

Unter Verwendung des Ausgangssignals des Fensterpositi onsdetektors 33 beurteilt die Beurteilungseinheit 34 des Si cherheitssteuerbereichs, daß alle die Positionen, die in ei nem Bereich enthalten sind, der sich in der Öffnungsrichtung des Fensters von der Position P3 aus erstreckt, welches eine geringe Entfernung (4 mm) von der komplett geschlossenen Po sition in der Öffnungsrichtung ist, innerhalb eines Sicher heitssteuerbereichs sind. Der Grund dafür ist, daß, da die Entfernung von 4 mm zu klein ist, um die Fingerspitze einer Person darin unterzubringen wenn das Fenster innerhalb dieser Entfernung positioniert ist, das Einklemmen einer Finger spitze etc. nicht auftreten kann, und daher ist keine Notwen digkeit zum Anwenden eines Sicherheitssteuerbetriebs für Ent fernungen von 4 mm oder kleiner gegeben.

Ein Signal, das repräsentativ für das Ausgangssignal des Beurteilungsergebnisses von der Beurteilungseinheit 34 des Sicherheitssteuerbereichs ist, wird auf einen der Eingangsan schlüsse eines UND-Gatters 35 gelegt und von dort auf eine Sicherheitssteuerbefehlseinheit 36 gegeben. Das Beurteilungs ergebnissignal wird ebenfalls auf eine Betriebsbefehlseinheit 37 gegeben. Die Betriebsbefehlseinheit 37 empfängt von dem Funktionsschalter 31 einen Betriebsbefehl, der auf dem Zu stand des Schalters basiert und gibt ein geeignetes Befehls signal auf die Motorantriebsschaltung 32.

Nach dem Empfangen eines Einklemmdetektionssignals ver anlaßt die Sicherheitssteuerbefehlseinheit 36 die Betriebsbe fehlseinheit 37 dazu einen Sicherheitssteuerbetrieb durch zuführen. In dieser Ausführungsform wird das Fenster eine Di stanz von 12 cm in die Öffnungsrichtung von seiner gegenwär tigen Position aus bewegt.

In dem System zum Detektieren des Einklemmens durch das Fenster und seiner mit ihm verbundenen Glieder, wird ein Stromausgangssignal von dem Längsbelastungssensor 24 auf einen Tiefpaßfilter 38 gegeben. Das Ausgangssignal wird auf einen Einklemmdetektor 39 gegeben. Der Einklemmdetektor 39 vergleicht das empfangene Ausgangssignal mit einem Referenz wert, der von einer Referenzeinstelleinheit 41 eingestellt wurde, und detektiert eine Einklemmbedingung auf der Basis des Vergleichsergebnisses. Der Eingangsdetektor 39 ist zum Empfang mit einem Taktgeber 40 verbunden. Der Taktgeber 40 detektiert die Menge der verstrichenen Zeit von dem Zeitpunkt an, in dem der Funktionsschalter 31 zum Verschließen des Fen sters eingeschaltet wird.

Der Einklemmdetektor 39 empfängt ein Stromsignal, das einen Druckwert des Längsbelastungssensors 24 angibt und ver gleicht ihn mit einem Referenzdruck Fth, der von der Refe renzwerteinstelleinheit 41 eingestellt ist. Wenn der mittlere Wert des Drucksignals größer ist als der Referenzdruck, be stimmt der Einklemmdetektor 39, daß ein Einklemmen aufgetre ten ist. Das Ausgangssignal des Einklemmdetektors 39 wird auf einen zweiten Eingangsanschluß des UND-Gatters 35 gegeben.

Die Referenzwerteinstelleinheit 41, die zur Übertragung mit dem Einklemmdetektor 39 verbunden ist, empfängt das Aus gangssignal des Taktgebers 40 und ein Druckwertsignal des Längsbelastungssensors 24 und zusätzlich ein Detektionswert signal des Spannungsdetektors 42 zum Detektieren der Batte riespannung der Batterie BAT. Die Referenzwerteinstelleinheit 41 empfängt ein Taktsignal (als ein Referenzsignal) von einer Uhr 43. Nachdem der Taktgeber 40 bestimmt hat, daß eine Zeit 51 verstrichen ist, sammelt die Referenzwerteinstelleinheit 41 das Druckwertsignal des Längsbelastungssensors 24 eine voreingestellte Anzahl N-mal auf, und berechnet einen Mittel wert der aufgesammelten Druckwerte. Der sich ergebende Mit telwert wird als ein mittlerer Druck F0 gesetzt.

Die Referenzwerteinstelleinheit 41 enthält einen Spei cher. Ein Verriegelungsdruck FL des Motors 9 und ein speziel ler Referenzdruck Fx in der Umgebung der komplett verschlos senen Position des Fensters sind in dem Speicher gespeichert. Wenn die Batteriespannung V_B von dem Spannungsdetektor 42 de tektiert wird, werden die Batteriespannung V_B und der mitt lere Druck F0, der sich aus der obigen Rechnung ergab, zum Adressieren des Speichers verwendet, um die entsprechenden Werte des Verriegelungsdruckes FL und des speziellen Refe renzdruckes Fx zu finden. Der Begriff "Verriegelungsdruck" bedeutet einen Stromwert, der vorliegt, wenn das Fenster kom plett verschlossen ist und die Last auf das Fenster erhöht wird.

Der Verriegelungsdruck FL wird bei dem Start des Motors und wenn das Fenster in der Umgebung der komplett verschlos senen Position oder in dem Bereich zwischen der Fensterposi tion P3 und der komplett verschlossenen Position Px steht verwendet. Der spezielle Referenzdruck Fx in der Umgebung der komplett verschlossenen Position des Fensters wird in dem Be reich der Fensterposition P3 bis P0 verwendet. Der spezielle Referenzdruck Fx wird schrittweise unter Bezugnahme auf die segmentierten Abstände P0 und P1, P1 und P2, und P2 und P3 erhöht.

Der Betrieb der so konstruierten Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber wird unter Bezugnahme auf die Fi guren 7 und 8 beschrieben, die einen Zeitablaufplan und ein Flußdiagramm zeigen. Zu Beginn wird ein Fensterverschließ schalter des Funktionsschalters 31 eingeschaltet, um den Mo tor 9 zu treiben. Der Längsbelastungssensor 24 beginnt, den Druck FM von der Längsbelastung auf dem drehbaren Schaft 15 (Schritt S10) zu bestimmen. Wenn der Motor 9 sich dreht, be wegt der Fensteröffnungs-/Verschließmechanismus 1 das Fenster in die Verschließrichtung.

Der Einklemmdetektor 39 bestimmt, ob der Verriegelungs druck FL eingestellt ist oder nicht (Schritt S11). Falls er nicht eingestellt wird, detektiert der Spannungsdetektor 42 eine Batteriespannung V_B (Schritt S12). Die Referenzwertein stelleinheit 41 stellt einen Verriegelungsdruck FL entspre chend der detektierten Spannung ein. Der Verriegelungsdruck FL und der Längsbelastungsdruck FM werden miteinander vergli chen (Schritt S14).

Der Fensterpositionsdetektor 33 detektiert die Fenster position P unter Verwendung einer Ausgangsspannung V_OUT, die von dem Positionssensor 8 abgeleitet wird. In einem Zustand, in dem das Fenster ausreichend geöffnet ist, wird der Meß hebel 8a des Positionssensors 8 nicht von dem Gleiter 3 be dient. In diesem Zustand ist daher die Ausgangsspannung des Positionssensors 8 gleich dem Minimalwert 0 (Null). Dieser Wert bezeichnet einen Bereich, der keine Sicherheitssteuerung des Fensters benötigt.

In einem Zustand, in dem das Fenster sich in einem Be reich nahe der komplett verschlossenen Position bewegt hat, wird der Gleiter 3 von dem Meßhebel 8a des Positionssensors 8 betrieben. Entsprechend wird der Widerstand des Gleiters ver ändert. Der Positionssensor 8 erzeugt eine Ausgangsspannung V_OUT (Fig. 3(b)), die die Größe der Bewegung des Gleiters darstellt. Der Fensterpositionsdetektor 33 detektiert die ge genwärtige Position des Fensters unter Verwendung der Aus gangsspannung.

Bezugnehmend auf die Fig. 3(c) kann gesehen werden, daß die Fensterposition P sukzessive in der Richtung des Öffnens des Fensters detektiert wird. Durch den Vergleich der Aus gangsspannung V_OUT des Positionssensors 8 mit den Spannungen V0 bis V3, die in dem Speicher gespeichert sind, prüft der Fensterpositionsdetektor 33 sukzessive, ob die Fensterposi tion P näher zu der komplett geschlossenen Position Px als zu der Fensterposition P3 (Fensterposition P < P3), der Fenster position P zwischen den Positionen P3 und P2 ist (P3 < P < P2), der Fensterposition P zwischen den Positionen P2 und P1 (P2 < P < P1) ist oder ob die Fensterposition P zwischen den Positionen P1 und P0 (P1 < P < P0) ist oder ob nicht.

Wenn der Belastungsdruck FM größer als der Verriege lungsdruck FL wird, wird die Fensterposition P mit der Fen sterposition P3 (Schritt S15) verglichen. Falls P < P3 ist, ist das Fenster in einem Abstand von 4 mm oder kleiner von der komplett geschlossenen Position entfernt. In diesem Zu stand kann kein Einklemmen auftreten. Die Beurteilungseinheit 34 des Sicherheitssteuerungsbereichs erzeugt kein Signal zur Übertragung an die Sicherheitssteuerbefehlseinheit 36, so daß kein Sicherheitssteuerbetrieb durchgeführt wird. Daher kann angenommen werden, daß das Fenster in einer komplett ge schlossenen Position ist. Die Betriebsbefehlseinheit 37 gibt ein Signal auf die Motorantriebsschaltung 32, wodurch die Drehung des Motors 9 (Schritt S16) gestoppt wird. Daher wird eine solche Situation vermieden, wenn das Fenster in der kom plett geschlossenen Position ist, daß eine Sicherheitssteue rung durchgeführt wird, was verhindern würde, daß das Fenster komplett geschlossen wird.

Wenn die Fensterposition P die Position P3 überschrei tet, befindet sich das Fenster im Sicherheitssteuerungsbe reich. Zu dieser Zeit wird, falls der Längsbelastungsstrom größer als der Verriegelungsstromwert ist, beurteilt, daß ein Einklemmen aufgetreten ist. Die Sicherheitssteuerungsbe fehlseinheit 36 liefert ein Signal an die Betriebsbefehlsein heit 37, um den Motor 9 in der entgegengesetzten Richtung (Fensteröffnungsrichtung) zu drehen und den Motor 9 zu stop pen, nachdem das Fenster um eine Distanz von 12 cm geöffnet wurde. Daher kann die Hand oder der Finger, der von dem Fen ster und dem Rahmen eingeklemmt wurde, befreit werden.

Wenn der Druck FM kleiner als der Verriegelungsdruck FL ist, wird die Zeit 51 von dem Taktgeber 40 gezählt, um eine Ursprungsschwankung der Längsbelastung zu entfernen, die in dem drehbaren Schaft des Motors (Schritt S18) aufgetreten ist. Nachdem die von dem Taktgeber 40 gezählte Zeit beendet ist, fährt der Motor 9 mit seiner Vorwärtsdrehung fort (Schritt S19). Nachdem die Zeit 51 verstrichen ist, startet die Referenzwerteinstelleinheit 41 damit, den Druck FM aufzu summieren, um eine Anzahl von N Druckwerten zu erzielen (Schritte S20 bis S22). Die Referenzwerteinstelleinheit 41 berechnet einen Mittelwert aus den N Druckwerten (Schritt S23) und stellt einen mittleren Wert als einen mittleren Druck F0 ein (Schritt S24).

Wenn die Aufsummieroperation beendet ist, wird die Fen sterposition P sukzessive mit den Positionen P3, P2, P1 und P0 verglichen, wie im vorangegangenen beschrieben wurde (Schritte S25 bis S27). Als Ergebnis des Vergleichs wird, falls P < P0 ist, d. h. das Fenster sich in einem offenen Zu stand außerhalb des Laufkanalbereichs des Fenstergummis S be findet, der Wert des Produkts des mittleren Druckes F0, der in dem Schritt 524 eingestellt wurde, und eines Koeffizienten R (F0×R) (beispielsweise R 1,05) als ein Referenzdruck Fth (Schritt S28) eingestellt. Nachfolgend vergleicht der Einklemmdetektor 39 den Druck FN mit diesem Referenzdruck Fth, wodurch ein Einklemmen detektiert wird (Schritt S29). Wenn die Beurteilungseinheit 34 des Sicherheitssteuerbereichs und der Einklemmdetektor 39 beide Signale erzeugen, erzeugt daher die Sicherheitssteuerbefehlseinheit 36 ein Signal zur Übertragung an die Betriebsbefehlseinheit 37. Der Motor 9 wird dann angetrieben, um eine wie oben erwähnte Sicherheits steueroperation durchzuführen (Schritt S17).

Wenn das Fenster sich in den Teilbereichen zwischen den Positionen P3 und P2, P2 und P1, und P1 und P0 befindet, wer den die speziellen Referenzdrücke F3, F2 und F1 als Referenz drücke Fth gemäß der speziellen Referenzspannung Fx gesetzt, die in dem Speicher voreingestellt ist.

In dem Bereich der Position P3 bis P0 detektiert der Einklemmdetektor 39 ein Einklemmen durch das Vergleichen des Drucks FM mit den speziellen Referenzdrücken F3, F2 und F1 (Schritt S32). Der Sicherheitssteuerbetrieb ist in diesem Falle ebenfalls der gleiche wie er im obigen beschrieben wurde. Daher fährt das Fenster in dem Bereich von P3 bis P0 zu dem Laufkanalbereich des Fenstergummis WS. Die Belastung auf dem Fenster nimmt nach und nach zu. Entsprechend dieser Belastungszunahme werden die speziellen Referenzdrücke F1 bis F3 schrittweise inkrementiert. Durch diesen Betrieb wird eine Einklemmdetektion durchgeführt. Selbst in einer Situation, in der das Fenster bei seiner Bewegung in der Verschließrichtung den Laufkanalbereich erreicht und das Fenstergummi WS kontak tiert, wodurch die Belastung zunimmt und der Stromwert zu nimmt, wird der Referenzstromwert sukzessive entsprechend heraufgesetzt. Daher kann ein Einklemmen sicher in dem Be reich von L3 bis L0 detektiert werden.

Eine Meßdose (load cell) kann für den Längsbelastungs sensor verwendet werden. In diesem Falle wird die Meßdose an dem drehbaren Schaft befestigt, um eine Längsbelastung des drehbaren Schaftes zu bestimmen.

Eine Alternative ist in Fig. 9 dargestellt. Beide Enden des drehbaren Schaftes 15 werden von zusammengepreßten Sprungfedern 50 und 51 getragen. Ein Hubsensor 52 (stroke sensor), wie beispielsweise ein Potentiometer, ist zum Messen der Bewegungsgröße des drehbaren Schaftes 15 vorgesehen. Um eine Längsbelastung zu detektieren, die auf den drehbaren Schaft 15 wirkt, wird die Bewegungsgröße des drehbaren Schaf tes 15, die von der Längsbelastung verursacht wird, von dem Hubsensor 52 gemessen.

Die Längsbelastungsstromcharakteristik des drehbaren Schaftes hinsichtlich der Öffnungs-/Verschließoperation wird im Wege eines Beispiels dargestellt. Verschiedene Fenster strukturen haben verschiedene Längsbelastungsstromcharakteri stiken des drehbaren Schaftes. In diesem Fall wird der Refe renzstromwert entsprechend der Fensterstruktur gesteuert.

In den obigen Ausführungsformen wird der Laufkanalbe reich in drei Unterregionen unterteilt. Die Referenzstrom werte für diese Unterregionen werden schrittweise einge stellt. Um jedoch die Genauigkeit der Einklemmdetektion zu erhöhen, kann die Anzahl der Unterregionen erhöht werden.

Wie im vorangegangenen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird ein Einklemmen durch das Vergleichen der Längsbelastung, die auf dem drehbaren Schaft des Motors zum Öffnen/Verschließen des Fensters wirkt, mit einem Refe renzwert detektiert. Daher kann ein Einklemmen von dem Fen ster und seiner mit ihm verbundenen Glieder unabhängig von Motorcharakteristikvariationen detektiert werden. Weiterhin wird ebenfalls die Arbeit eliminiert, die benötigt wird, um den Referenzwert zu verändern und zu justieren, falls die Motorcharakteristiken der Motoren nicht gleichmäßig sind. Eine hohe Genauigkeit der Einklemmdetektion wird realisiert, und die Herstellung und der Zusammenbau der Fenstervorrich tung mit elektrischen Scheibenheber sind einfach.

Die Fensterposition wird mechanisch und elektrisch de tektiert, der Referenzwert für die Einklemmdetektion wird ba sierend auf der detektierten Fensterposition eingestellt. Mit diesem Merkmal wird die Möglichkeit des Ausführens eines feh lerhaften Sicherheitssteuerbetriebs ausgeschlossen, die durch eine Schwankung der Längsbelastung verursacht wird, wenn das Fenster geöffnet oder geschlossen wird. Eine verläßliche und stabile Sicherheitssteuerung wird daher realisiert.

Claims

1. Fenstervorrichtung mit elektrischem Fensterheber sowie einer Sicherheitssteuerung, die einen Motor (9) zum Bereit stellen einer Kraft zum Anheben und Absenken eines Fenster glases (7) aufweist, wobei die Fenstervorrichtung mit elek trischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung auf weist:
ein Mittel (24, 30) zum Bestimmen einer Längsbelastung auf einen drehbaren Schaft (15) des Motors (9); und
ein Einklemmdetektionsmittel (39) zum Detektieren eines Einklemmens durch das Vergleichen der so bestimmten Längsbe lastung mit einem Referenzwert.

2. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 1, worin das Längs belastungsbestimmungsmittel (24, 30) einen Drucksensor (24) aufweist, der einen Längsdruck auf den drehbaren Schaft (15) des Motors bestimmt.

3. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 2, worin der Druck sensor (24) eine Meßdose aufweist.

4. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 2, die weiter ein Paar von zusammengedrückten Schraubenfedern (50, 51) auf weist, die entsprechende Enden des drehbaren Schaftes (15) tragen und worin der Drucksensor (24) einen Hubsensor (52) zum Bestimmen einer Bewegungsgröße des drehbaren Schaftes (15) in seiner longitudinalen Richtung aufweist.

5. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 4, worin der Hubsen sor (52) ein Potentiometer umfaßt.

6. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 1, worin das Ein klemmdetektionsmittel (39) das Einklemmen nur innerhalb eines vorbestimmten Sicherheitssteuerungsbereich detektiert.

7. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung, die einen Motor (9) zum Bereit stellen einer Kraft zum Anheben oder Absenken eines Fenster glases (7) aufweist, wobei die Fenstervorrichtung mit elek trischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung auf weist:
ein Längsbelastungsbestimmungsmittel (24, 30) zum Be stimmen einer Längsbelastung auf eine drehbaren Schaft (15) des Motors (9);
ein Mittel (39) zum Detektieren des Einklemmens durch das Vergleichen der bestimmten Längsbelastung mit einem Refe renzwert;
ein Mittel (8, 33) zum Bestimmen einer Öffnungs-/Verschließposition des Fensters (7); und
ein Mittel (41) zum Einstellen des Referenzwertes als Antwort auf die bestimmte Position des Fensters (7).

8. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 7, worin das Öff nungs-/Verschließpositionsbestimmungsmittel (8, 33) ein Po tentiometer aufweist.

9. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 7, worin das Refe renzwerteinstellmittel (41) den Referenzwert in Stufen an ei ner Vielzahl von vorbestimmten Positionen von einer komplett geschlossenen Position des Fenster (7) aus heraufsetzt.

10. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber und eine Sicherheitssteuerung nach Anspruch 9, worin das Refe renzwerteinstellmittel (41) ein Mittel zum Extrahieren von Werten aus einem Speicher umfaßt, die an Orten in dem Spei cher entsprechend den vorbestimmten Abständen des Fensters (7) von einer komplett verschlossenen Position des Fensters (7) aus speichert.

11. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitssteuerung nach Anspruch 9, worin das Längs belastungsbestimmungsmittel (24, 30) ein Mittel (41) zum Auf summieren des Längsbelastungsdrucks eine vorbestimmten Anzahl mal umfaßt, und ein Mittel (41) zum Mitteln der Proben auf weist, die sich aus dem Aufsummieren ergeben.