DE4446117C2 - Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer Sicherheitsvorrichtung - Google Patents
Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber sowie einer SicherheitsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fenstervorrichtung der im Oberbe
griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Da bei solchen Fenstervorrichtungen die Finger, die Hand oder
der Kopf einer Person zwischen der Fensterscheibe und dem Rah
men eingeklemmt werden können, wird eine Sicherheitssteuerung
vorgesehen, die auf einen solchen Einklemmzustand anspricht und
die Schließbewegung der Fensterscheibe unterbricht oder eine
Öffnungsbewegung einsteuert.
Bei einer aus DE 27 27 518 A1 bekannten Fenstervorrichtung die
ser Art ist das in der Antriebsverbindung zur Fensterscheibe
angeordnete Kraftmeßglied ein piezoelektrischer Kraftfühler,
der die Schließkraft feststellt und Signale erzeugt, die entwe
der durch einen Integrator summiert oder durch einen Differen
tiator ausgewertet werden, ehe ein Schwellwertschalter zum Ab
schalten des Motors betätigt wird. Es findet ein Vergleich der
Signalwerte mit einem Referenzwert statt, der entweder durch
die Kapazität eines Kondensators oder den Widerstand eines Wi
derstands repräsentiert ist. Mit dieser Sicherheitssteuerung
wird die Schließkraft für die Fensterscheibe begrenzt. Der Re
ferenzwert ist fest eingestellt.
Bei einer aus DE 41 27 047 A1 bekannten Fenstervorrichtung wird
ein Einklemmzustand aus der Motorgeschwindigkeit ermittelt.
Fällt die Motorgeschwindigkeit unter einen vorbestimmten Refe
renzwert, dann entscheidet die Sicherheitssteuerung auf einen
Einklemmzustand. Gegebenenfalls wird anstelle der Motorge
schwindigkeit der Motorstrom überwacht, wie dies auch durch DE
29 26 938 A1 bekannt ist. Da beim Anlaufen oder Umsteuern des
Motors kurzzeitig ein Einklemmzustand simuliert werden kann,
berücksichtigt dann die Sicherheitssteuerung eine Ausblendzeit,
innerhalb derer die Sicherheitssteuerung nicht auf den simu
lierten Einklemmzustand anspricht. Da aber während dieser Aus
blendzeit ein tatsächlicher Einklemmzustand eintreten könnte,
der dann nicht festgestellt würde, wird zusätzlich die Position
der Fensterscheibe abgetastet und diese bei Feststellen einer
hinsichtlich einer Einklemmung kritischen Position trotz eines
Schließbefehls die Fensterscheibe zunächst in Öffnungsrichtung
bis in eine sichere Öffnungsstellung verstellt, ehe ein neuer
licher Schließvorgang eingeleitet wird, bei dem die Sicher
heitssteuerung nachfolgend auch beim Überfahren der kritischen
Position zur endgültigen Schließstellung anspricht.
Aus DE 35 32 574 A1 ist ein elektrischer Schalter mit einem Be
tätigungsschieber für einen Fensterheber eines Kraftfahrzeuges
bekannt, bei dem der Betätigungsschieber mit einem Schiebewi
derstand und einer Steuerelektronik in Wirkverbindung steht, so
daß der Schiebeweg des Betätigungsschiebers dem Verstellweg der
Fensterscheibe unmittelbar proportional ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fenstervorrich
tung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Si
cherheitssteuerung verläßlich und ohne Beeinflussung durch Va
riationen der Motorcharakteristika einen Einklemmzustand fest
stellt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dieser Ausbildung wird der Referenzwert für eine Einklemm
detektion basierend auf der detektierten Fensterscheibenpositi
on eingestellt. Dadurch wird die Möglichkeit einer fehlerhaften
Sicherheitssteuerung aufgrund Schwankungen der Längsbelastung
beim Öffnen oder Schließen der Fensterscheibe ausgeschlossen.
Es ergibt sich eine verläßliche und stabile Sicherheitssteue
rung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der
Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Fenstervorrichtung mit elek
trischem Scheibenheber,
Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht zu Fig. 1,
Fig. 3(a) ein schematisches Blockschaltbild eines Positionssen
sors,
Fig. 3(b, c) grafische Diagramme zur Beziehung zwischen der Aus
gangsspannung des Positionssensors und den Fenster
scheibenpositionen beim Öffnen bzw. Schließen,
Fig. 4 einen Schnitt eines Teils der Fenstervorrichtung,
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Sicher
heitssteuerung,
Fig. 6 einen Querschnitt eines Laufkanalbereichs der Fen
stervorrichtung,
Fig. 7 ein Diagramm zum Verlauf der Längsbelastung,
Fig. 8 ein Flußdiagramm, und
Fig. 9 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Längs
belastungssensors.
In Fig. 1 (Seitenansicht) ist ein Fensteröffnungs/Schließ
mechanismus 1 in einem Fahrzeugkörper unter einem Fenster vor
gesehen. Der Mechanismus 1 weist eine Schiene 2 für einen Glei
ter 3 auf. Ein mit dem Gleiter 3 gekoppelter Draht 4 läuft um
Scheiben 5 an beiden Enden der Schiene 2 und um eine Antriebs
scheibe 10, die in einem mittleren Abschnitt der Schiene 2 an
geordnet ist. Ein Antrieb 6 weist einen Motor 9 auf.
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 VB einer Batterie
BAT und gibt eine Teilspannung als eine Ausgangsspannung VOUT
aus. Die Batteriespannung VB wird in Abhängigkeit von der Po
sition des beweglichen Kontakts des Positionssensors 8 ge
teilt. Daher repräsentiert die Ausgangsspannung VOUT des Po
sitionssensors 8 die Fensterposition.
In dieser Ausführungsform wächst die Ausgangsspannung
VOUT, wenn sich das Fenster in die Schließrichtung bewegt
(Fig. 3(b)). Der maximale Wert der Ausgangsspannung VOUT ist
gleich der Batteriespannung VB 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 VOUT
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 VOUT 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 Positionsensor 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 VOUT,
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 VOUT 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 VB.
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 Einklemmdetektor Einklemmbedingung der Basis
des Vergleichsergebnisses. Der Einklemmdetektor 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
S1 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 VB von dem Spannungsdetektor 42 de
tektiert wird, werden die Batteriespannung VB 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
Fig. 7 und 8 beschrieben, die einen Zeitablaufplan und ein
Flußdiagramm zeigen. Zu Begin 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 betimmen. 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 VB (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 VOUT, 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
VOUT (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 VOUT 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 S1 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 S1 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 S24 eingestellt wurde, und eines Koeffizienten
R (F0 x 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 Schraubenfedern
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 (8)
1. Fenstervorrichtung mit elektrischem Scheibenheber und einer
Sicherungssteuerung, mit einem Motor zum Heben und Senken einer
Fensterscheibe, mit einem signalerzeugenden Drucksensor zum Be
stimmen einer auf eine drehbare Welle des Motors einwirkenden
Längsbelastung und mit einem Detektor zum Detektieren eines
Einklemmens durch Vergleichen der mittels der Signale des
Drucksensors bestimmten Längsbelastung wenigstens mit einem Re
ferenzwert, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitssteue
rung einen Positionssensor (8, 33) zum Bestimmen wenigstens ei
ner Öffnungs/Schließ-Position der Fensterscheibe (7) und eine
Einstelleinheit (41) zum positionsabhängigen Einstellen des Re
ferenzwertes aufweist.
2. Fenstervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstelleinheit (41) ausgebildet ist zum Erhöhen des
Referenzwertes in Stufen, die eine Vielzahl vorbestimmter Posi
tionen ausgehend von einer vollständig geschlossenen Position
der Fensterscheibe repräsentieren.
3. Fenstervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstelleinheit (41) einen Speicher aufweist, in dem an
Stellen extrahierbare Werte gespeichert sind, die mit vorbe
stimmten Abständen der Fensterscheibe von der vollständig ge
schlossenen Position korrespondieren.
4. Fenstervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einstelleinheit (41) ein Summierglied zum Summieren der
Signalwerte des Längsbelastungs-Drucksensors in einer vorbe
stimmten Anzahl von Summierschritten und ein Berechnungsglied
zum Bestimmen eines Mittelwerts auf der Basis der summierten
Signalwerte enthält.
5. Fenstervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drucksensor (24) eine Meßdose ist.
6. Fenstervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die drehbare Welle (15) des Motors an ihren beiden Enden an
komprimierten Schraubenfedern (50, 51) abgestützt ist, und daß
der Drucksensor einen Hubsensor (54) aufweist, der zum Bestim
men eines axialen Hubes der drehbaren Welle gegen die Kraft ei
ner der Schraubenfedern (50, 51) betätigbar ist, wobei der er
mittelte axiale Hub die Längsbelastung der drehbaren Welle re
präsentiert.
7. Fenstervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hubsensor (54) ein Potentiometer aufweist.
8. Fenstervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Positionssensor (8, 33) ein Potentiometer aufweist.
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