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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein motorbetriebenes oder
elektrisches Fensterhebersystem in einem Fahrzeug und bezieht sich
insbesondere auf eine Fenstersystem mit einer Steuerung mit einer
Tastung („one-touch
control")
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Hintergrund
der Erfindung
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Steuersysteme
für elektrische
Fahrzeugfensterheber sind in der Technik bekannt. Ein typisches
Steuersystem umfasst zwei Schaltmechanismen. Betätigung eines Schaltmechanismus
bewirkt, dass ein Motor das Fenster nach oben bewegt, und Betätigung des
anderen Schaltmechanismus bewirkt, dass der Motor das Fenster nach
unten bewegt.
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Es
ist ebenfalls bekannt, eine One-Touch-Steuerbetriebsart zu haben,
und zwar vorgesehen durch das Steuersystem, wie es in US-A-4,678,975
offenbart ist. Um die One-Touch-Steuerbetriebsart zu betätigen, betätigt ein
Fahrzeuginsasse einen der Schaltmechanismen für eine vorbestimmte Zeitdauer.
Der Insasse gibt dann den Schaltmechanismus frei und der Motor fährt fort,
das Fenster bis zu dem Ende des Bewegungsbereichs zu bewegen. Die
vorbestimmte Zeitdauer der Schalterbetätigung ist wesentlich geringer als
die Betriebszeit des Motors. Eine One-Touch-Steuerbetriebsart zum
Senken des Fensters ist genauer bekannt als ein selbsttätiger Absenkmodus
(„auto-down
mode").
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Am
Ende des Bewegungsbereichs des Fensters in dem selbsttätigen Absenkmodus
stockt bzw. stoppt der Motor. Ansprechend auf den Stock- bzw. Überlastungsstillstandzustand
des Motors wird der Betrieb des Motors angehalten. Es ist ebenfalls bekannt,
eine Zeitgrenze für
den Betrieb des Motors als eine Ausfallsicherung vorzusehen. Somit
wird, wenn der Überlastungsstill standzustand
des Motors nicht innerhalb der Zeitgrenze auftritt oder der Überlastungsstillstandzustand
nicht detektiert wird, der Motorbetrieb am Ende der Zeitgrenze angehalten.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Steuern eines elektrischen Fensterheberantriebsmotors vor, um ein
Fenster, wie in den Ansprüchen
dargelegt, zu bewegen.
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Die
Vorrichtung umfasst Schaltmittel, betätigbar zum Liefern eines Signals
von bestimmter Zeitdauer. Die Vorrichtung umfasst Mittel zum selektiven Einstellen
einer ersten Zeitgrenze. Mittel sind vorgesehen zum Bestimmen, ob
die Zeitdauer des Signals von den Schaltmitteln die erste Zeitgrenze überschreitet.
Mittel betätigen
den Motor, um das Fenster durch einen vorbestimmten Bewegungsbereich
hindurch zu bewegen, und zwar ansprechend auf die Zeitdauer des
Signals von den Schaltmitteln, die die erste Zeitgrenze überschreiten.
Die Vorrichtung umfasst ferner Mittel zum selektiven Einstellen
einer zweiten Zeitgrenze. Mittel sind vorgesehen zum Bestimmen,
ob die Betriebszeitdauer des Motors die zweite Zeitgrenze überschreitet.
Mittel halten den Motor ansprechend auf die Betriebszeitdauer des Motors
an, die die zweite Zeitgrenze überschreitet.
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Gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
stellen die Mittel zum selektiven Einstellen der zweiten Zeitgrenze
die zweite Zeitgrenze unabhängig
von der ersten Zeitgrenze ein. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfassen die Mittel zum selektiven Einstellen der ersten Zeitgrenze
eine erste RC-Schaltung, die einen austauschbaren Widerstand besitzt.
Die Mittel zum selektiven Einstellen der zweiten Zeitgrenze umfassen
eine zweite RC-Schaltung,
die einen austauschbaren Widerstand besitzt.
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Das
Verfahren umfasst selektives Einstellen einer ersten Zeitgrenze
und selektives Einstellen einer zweiten Zeitgrenze. Schaltmittel
werden betätigt zum
Vorsehen eines Signals, das eine bestimmte Zeitdauer besitzt. Es
wird bestimmt, ob die Zeitdauer des Signals von den Schaltmitteln
die erste Zeitgrenze überschreitet.
Ein Motor wird betätigt,
um das Fenster durch einen vorbestimmten Bewegungsbereich zu bewegen,
und zwar ansprechend auf die Zeitdauer des Signals von den Schaltmitteln,
die die erste Zeitgrenze überschreitet.
Es wird bestimmt, ob eine Betriebszeitdauer des Motors eine zweite
Zeitgrenze überschreitet.
Der Motor wird ansprechend auf die Betriebszeitdauer des Motors,
die die zweite Zeitgrenze überschreitet,
gestoppt.
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Gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
des Verfahrens ist der Schritt des selektiven Einstellens der zweiten
Zeitgrenze so, dass die zweite Zeitgrenze unabhängig von der ersten Zeitgrenze ist.
Gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel umfasst
der Schritt des selektiven Einstellens einer ersten Zeitgrenze das
Auswählen
eines ersten austauschbaren Widerstands und das Verbinden des ersten
Widerstands in eine erste RC-Schaltung. Der Schritt des selektiven
Einstellens einer zweiten Zeitgrenze umfasst das Auswählen eines
zweiten austauschbaren Widerstands und Verbinden des zweiten Widerstands
in eine zweite RC-Schaltung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorangegangenen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden dem Fachmann des Gebiets, auf das sich die vorliegende Erfindung
bezieht, bei Berücksichtigung
der folgenden Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen, offenbar werden, wobei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung
einer elektrischen Fensterhebersteuerschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung
eines selbsttätigen
Absenkschaltungsteils der in 1 gezeigten
Steuerschaltung; und
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3 ein Flussdiagramm, das
einen Teil eines Steuerprozesses zeigt, der innerhalb einer logischen
Schaltung der selbsttätigen
Absenkschaltung, gezeigt in 2,
abläuft.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Eine
elektrische Fensterhebersteuerschaltung 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist schematisch in 1 gezeigt.
Die Steuerschaltung 10 steuert den Betrieb eines Antriebsmotors 12,
um ein in einer Tür 16 eines
Fahrzeugs (nicht gezeigt) gelegenes Fenster 14 anzuheben
oder zu senken. Es ist klar, dass die Erfindung in einer Nicht-Fahrzeug-Umgebung
verwendet werden kann.
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Eine
mechanische Verbindung 18 besteht zwischen dem Fenster 14 und
dem Motor 12. Der Motor 12 ist ein bi-direktionaler
Motor mit ersten und zweiten Anschlüssen 20 bzw. 22.
Der Motor 12 wird in einer ersten Richtung betätigt, um
das Fenster 14 abzusenken, wenn Strom (Pfeilspitze A, 1) von einer Leistungsquelle 26 durch
den Motor in einer ersten Richtung fließt. Der Motor 12 wird
in einer zweiten Richtung betätigt,
um das Fenster 14 anzuheben, wenn Strom (Pfeilspitze B, 1) durch den Motor in einer
zweiten Richtung fließt.
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Die
Steuerschaltung 10 umfasst einen Leistungsversorgungsschaltteil,
durch den die Ströme
A, B fließen.
Der Leistungsversorgungsschaltteil der Steuerschaltung 10 umfasst
einen manuell betätigbaren
Absenkschalter 28, einen manuell betätigbaren Anhebschalter 30 und
einen elektrisch betätigbaren
Relaisabsenkschalter 32, die verwendet werden, um die Ströme A, B
zu steuern. Der Absenkschalter 28 besitzt einen positiven
Anschluss 34, der mit dem positiven Anschluss der Leistungsquelle 26 verbunden
ist, und einen Erdanschluss 36, der mit elektrischer Erde 38 verbunden
ist.
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Ein
Pol 40 des Absenkschalters 28 kann zwischen dem
positiven und den Erdanschlüssen 34 bzw. 36 hin-
und hergeschaltet werden. Der Pol 40 des Absenkschalters 28 ist
durch mechanische Mittel (nicht gezeigt, z. B. eine Feder) zu seiner
nicht betätigten
Position (gezeigt in 1)
vorgespannt. In der nicht betätigten
Position steht der Pol 40 des Absenkschalters 28 mit
dem Erdanschluss 36 in Eingriff. Bei manueller Betätigung durch
einen Fahrzeuginsassen wird der Pol 40 des Absenkschalters 28 bewegt,
um mit dem positiven Anschluss 34 in Eingriff zu kommen.
Obwohl der Absenkschalter 28 als ein einfacher, Zwei-Positions-Schalter
gezeigt und beschrieben ist, soll klar sein, dass eine andere Einrichtung verwendet
werden könnte,
die eine passende Schaltfunktion liefert.
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Der
Relaisabsenkschalter 32 besitzt einen positiven Anschluss 42,
der mit dem positiven Anschluss der Leistungsquelle 26 verbunden
ist und einen Durchgangsanschluss 44, der mit dem Anschluss
von Pol 40 des Absenkschalters 28 verbunden ist.
Ein Anschluss eines Pols 46 des Relaisabsenkschalters 32 ist
mit dem ersten Motoranschluss 20 verbunden. Der Pol 46 kann
zwischen dem Durchlassanschluss 44 und dem positiven Anschluss 42 des
Relaisabsenkschalters geschaltet werden. Der Pol 46 des
Relaisabsenkschalters 32 ist durch mechanische Mittel (nicht
gezeigt, z. B. eine Feder) zu einer nicht betätigten Position (gezeigt in 1) vorgespannt. In der nicht
betätigten
Position steht der Pol 46 mit dem Durchlassanschluss 44 in
Eingriff.
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Der
Anhebschalter 30 besitzt einen positiven Anschluss 50,
der mit dem positiven Anschluss der Leistungsquelle 26 verbunden
ist und einen Erdanschluss 52, der über einen Widerstand 54 mit
elektrischer Erde 38 verbunden ist. Ein Anschluss eines Pols 56 des
Anhebschalters 30 ist mit dem zweiten Anschluss 22 des
Motors 12 verbunden. Der Pol 56 kann hin- und
hergeschaltet werden zwischen dem positiven Anschluss 50 und
dem Erdanschluss 52. Der Innenaufbau des Anhebschalters 30 ist ähnlich wie
der des Absenkschalters 28. Der Pol 56 des Anhebschalters 30 ist
durch mechanische Mittel (nicht gezeigt, z. B. eine Feder) vorgespannt
zu einer nicht betätigten
Position (gezeigt in 1).
In der nicht betätigten
Position steht der Pol 56 des Anhebschalters 30 mit
dem Erdanschluss 52 in Eingriff. Bei manueller Betätigung des
Anheb schalters 30 wird der Pol 56 bewegt, um mit
dem positiven Anschluss 50 in Eingriff zu stehen.
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Wenn
sich die Schalter 28, 30 und 32 in ihrer in 1 gezeigten vorgespannten
Position befinden, ist jeder der Motoranschlüsse 20, 22 mit
elektrischer Erde verbunden und der Motor 12 ist daher
nicht erregt. Das Fenster 14 wird durch manuelle Betätigung des
Absenkschalters 28 (d. h. Bewegung des Pols 40 von
dem Erdanschluss 36 zu dem positiven Anschluss 34)
abgesenkt. Ein elektrischer Strompfad ist von dem positiven Anschluss
der Quelle 26 durch den positiven Anschluss 34,
den Pol 40 des Absenkschalters 28, den Durchlassanschluss 44 des
Relaisabsenkschalters 32 und den Pol 46 des Relaisabsenkschalters 32 zu
dem ersten Motoranschluss 20 (Pfeilspitze A) vorgesehen.
Der Motoranschluss 22 des Motors 12 bleibt mit
elektrischer Erde verbunden durch den Pol 56, den Erdanschluss 52 und
durch den Widerstand 54. Dies sieht einen vollständigen Schaltpfad
vor, so dass Strom in der Richtung A fließt und den Motor erregt, um
das Fenster 14 abzusenken.
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Das
Fenster 14 wird angehoben durch manuelle Betätigung des
Anhebschalters 30 (d. h. Bewegung des Pols 56,
um mit dem positiven Anschluss 50 in Eingriff zu stehen).
Ein elektrischer Strompfad ist vorgesehen von dem positiven Anschluss
der Quelle 26 durch den positiven Anschluss 50 und
Pol 56 des Anhebschalters 30 zu dem zweiten Anschluss 22 (Pfeilspitze
B). Der Motoranschluss 20 bleibt verbunden mit elektrischer
Erde durch den Pol 46, Anschluss 44 des Relaisabsenkschalters 32, durch
den Pol 40 und Erdanschluss 36 des Absenkschalters 28.
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Der
Absenkschalter 28 und der Anhebschalter 30 sind
vorzugsweise verbunden oder miteinander verknüpft, so dass beide Schalter
nicht gleichzeitig betätigt
werden können.
Vorzugsweise sind Schalter 28, 30 in einem Wippschalter
ausgeführt, der
auf die Mitte hin vorgespannt ist. Wippbewegung in einer Richtung
betätigt
einen Schalter und Bewegung in der anderen Richtung betätigt den
anderen Schalter.
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Die
elektrische Fensterhebersteuerschaltung 10 umfasst ferner
eine selbsttätige
Absenkschaltung 62, die die Betätigung des Relaisabsenkschalters 32 steuert,
um den Motor 12 kontinuierlich zu erregen, um das Fenster 14 abzusenken.
Die selbsttätige
Absenkschaltung 62 umfasst eine Relaissteuerspule 64,
die parallel geschaltet ist mit einem Widerstand 66 zwischen
der Leistungsquelle 26 und einer Leitung 68. Wenn
elektrischer Strom durch die Relaissteuerspule 64 fließt, wird
der Relaisabsenkschalter 32 betätigt, so dass der Pol 46 des
Relaisabsenkschalters bewegt wird von dem Durchlassanschluss 44 zu
dem positiven Anschluss 42. Wenn sich das Relais 32 in
dieser Betätigungsposition
befindet, fließt
elektrischer Strom von der Leistungsquelle 26 durch den
positiven Anschluss 42 und den Pol 46 des Relaisabsenkschalters 32 zu
dem ersten Anschluss 20 des Motors 12 (Pfeilspitze
A). Anschluss 22 bleibt durch Widerstand 54 mit
der Erde verbunden. Mit diesen Verbindungen arbeitet der Motor 12 in
der ersten Richtung und das Fenster 14 wird abgesenkt.
Der Betrieb des Motors 12 durch Betätigung des Relaisabsenkschalters 32 wird
als ein selbsttätiger
Absenkbetriebsmodus bezeichnet.
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Die
Leitung 68 von der Relaissteuerspule 64 und dem
Widerstand 66 ist verbunden mit einer selbsttätigen Absenksteuerschaltung 70.
Die selbsttätige
Absenksteuerschaltung 70 steuert den Stromfluss durch die
Relaissteuerspule 64 und steuert somit die Betätigung des
Relaisabsenkschalters 32. Die selbsttätige Absenksteuerschaltung 70 spricht
an auf: (i) manuelle Betätigung
der Absenk- und Anhebschalter 28, 30, (ii) eine
Zeitdauer der Betätigung
des Absenkschalters 28, (iii) einen Überlastungsstillstandzustand
des Motors 12 und (iv) eine Betriebszeitdauer des Motors 12.
Genau gesagt wird die Relaissteuerspule 64 erregt, wenn
der Absenkschalter 28 für
eine Zeitdauer betätigt
wird, die größer als
eine erste, vorbestimmte Zeitgrenze ist. Die Relaissteuerspule 64 wird
enterregt bei: (i) einer Nachfolgebetätigung von entweder dem Absenkschalter 28 oder
dem Anhebschalter 30 während
der Relaisabsenkschalter 32 betätigt ist, (ii) einem Abfühlen eines Überlastungsstillstandzustands
des Motors 12 oder (iii) bei Motorerregungszeit größer als
eine zweite, vorbestimmte Zeitgrenze.
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Die
selbsttätige
Absenksteuerschaltung 70 umfasst ein Befehlselement 72,
das eine Schaltung besitzt zum Verarbeiten, Zeitsteuern und Steuern
von Funktionen. Vorzugsweise ist das Befehlselement 72 entweder
ein Mikrocomputer oder eine anwendungsspezifische, integrierte Schaltung
("ASIC"), ausgelegt, um
spezifische Funktionen gemäß der vorliegenden
Erfindung durchzuführen.
Das Befehlselement 72 besitzt einen Leistungsquellenanschluss
vcc 74, verbunden mit der Leistungsquelle 26 durch
einen Widerstand 76 und ebenfalls verbunden mit Erde 38 durch
einen Kondensator 78. Das Befehlselement 72 wird
durch elektrische Energie versorgt, die bei dem Leistungsquellenanschluss
vcc 74 empfangen wird.
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Das
Befehlselement 72 besitzt einen Relaisantriebsanschluss 80,
der mit der Leitung 68 von der Relaissteuerspule 64 und
dem Widerstand 66 verbunden ist. Ein Erdanschluss 82 des
Befehlselements 72 ist verbunden mit der Erde 38.
Schaltmittel 84 in dem Befehlselement 72 arbeiten,
um den Relaisantriebsanschluss 80 steuerbar mit dem Erdanschluss 82 zu
verbinden. In einem Leitungs- bzw. Übermittlungszustand der Schaltmittel 84 ist
der Relaisantriebsanschluss 80 verbunden mit Erde 38 durch
die Schaltmittel und Strom fließt
durch die Leitung 68 von der Relaissteuerspule 64,
die Pol 46 zu Anschluss 42 schaltet. In einem
Blockierzustand der Schaltmittel 84 wird der Stromfluss
blockiert und Pol 46 befindet sich bei Anschluss 44.
Demgemäß wird, wenn
die Schaltmittel 84 sich von dem Blockierzustand zu dem Übermittlungszustand ändern, die
Relaissteuerspule 64 erregt und der Relaisabsenkschalter 32 wird
betätigt.
Die Schaltmittel 84 werden normalerweise durch Verarbeitungslogik
in dem Steuerelement 72 in dem Blockierzustand gehalten.
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Das
Befehlselement 72 ist verbunden, um Signale von verschiedenen
Stellen des Leistungsversorgungsteils der Steuerschaltung 10 zu
empfangen (d. h. dem Teil, der den Motor 12 antreibt durch
Liefern von Strom A oder B). Ein manueller Absenkanschluss 88 des
Befehlselements 72 ist mit dem Pol 40 des Absenkschalters 28 durch
einen Widerstand 90 verbunden. Ein manueller Anhebanschluss 92 des
Befehlselements 72 ist mit dem Pol 56 des Anheb schalters 30 durch
einen Widerstand 94 verbunden. Wenn der Absenkschalter 28 betätigt wird
(d. h. der Pol 40 ist in Kontakt mit dem positiven Anschluss 34),
wird ein HOCH Signal (d. h. die Versorgungsspannung) an den manuellen
Absenkanschluss 88 des Befehlselements 72 geliefert. Ähnlich,
wenn der Anhebschalter 30 betätigt wird, wird ein HOCH Signal an
den manuellen Anhebanschluss 92 geliefert.
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Ein
Spannungsreferenzanschluss vref 96 des Befehlselements 72 ist
verbunden mit der Leistungsquelle 26 durch einen Widerstand 98 und
mit elektrischer Erde 38 durch Widerstand 99 verbunden.
Die Widerstände 98, 99 sind
so ausgewählt,
dass eine vorbestimmte Spannung an dem Spannungsreferenzanschluss
vref 96 vorherrscht. Ein Abfühlanschluss 100 des
Befehlselements 72 ist mit dem Erdanschluss 52 des
Anhebschalters 30 durch einen Widerstand 102 verbunden.
Eine Spannung ist am Abfühlanschluss 100 vorhanden,
die im bezug steht zu dem Spannungspotential am Widerstand 54.
An dem Ende des Absenkbewegungsbereichs des Fensters 14 stößt das Fenster
an einen Anschlag (nicht gezeigt) und der Motor, unfähig weiterzuarbeiten,
stoppt bzw. stockt. Wenn der Motor 12 an dem Ende eines Absenkbewegungsbereichs
des Fensters 14 stockt, erhöht sich der Spannungsabfall
am Widerstand 54. Daher bildet die Spannung am Widerstand 54 eine Anzeige
dafür,
ob sich der Motor 12 in einem Überlastungsstillstandzustand
befindet.
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Das
Befehlselement 72 umfasst ferner eine Zeitsteuerung 104,
die die ersten und zweiten vorbestimmten Zeitgrenzen auszählt. Um
dies zu tun, zählt die
Zeitsteuerung 104 eine erste vorbestimmte Anzahl von Impulsen,
um die erste Zeitgrenze einzurichten, und zählt eine zweite vorbestimmte
Anzahl von Impulsen, um eine zweite Zeitgrenze einzurichten. In einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die ersten und zweiten vorbestimmten Anzahlen 90 bzw. 800.
Die Zeitdauer vom Anfang (d. h. Zeit gleich Null) zu der ersten
Zeitgrenze ist eine erste Zeitperiode und die Zeitdauer vom Anfang
zu der zweiten Zeitgrenze ist die erste Zeitperiode plus eine zweite
Zeitperiode. Die tatsächlichen
bzw. Ist-Zeitdauern der ersten und zweiten Zeitperioden sind abhängig von der
Taktfrequenz der Impulse, die gezählt werden. In dem einen, bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die erste Zeitgrenze (d. h. die Dauer der ersten Zeitperiode)
in dem Bereich von 0,8–1,0
Sekunden und die zweite Zeitgrenze (d. h. die Dauer der ersten Zeitperiode
plus der zweiten Zeitperiode) ist in dem Bereich von 7,0–9,0 Sekunden.
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Betätigung des
Absenkschalters 28 durch den Fahrzeuginsassen über die
erste Zeitgrenze hinaus ist eine Anforderung durch den Fahrzeuginsassen,
eine automatische Absenkbewegung des Fensters 14 zu haben
(d. h. selbsttätiger
Absenkmodus). Die zweite Zeitgrenze wird in einer Ausfallsicherungsanordnung
verwendet, um den Betrieb des Motors 12 während des
selbsttätigen
Absenkmodus anzuhalten, wenn der Motor über die zweite Zeitgrenze hinaus
betrieben wird. Der Motor 12 arbeitet über die zweiten Zeitgrenze
hinaus, wenn ein Fehler oder Defektzustand besteht. Zum Beispiel,
wenn das Fenster 14 normalerweise das Ende seines Bewegungsbereichs
erreicht hat und mit einem Anschlag in Eingriff steht, dann sollte
der Motor 12 stocken bzw. stoppen. Wenn jedoch die mechanische
Verbindung 18 zwischen dem Motor 12 und dem Fenster 14 unterbrochen
ist, dann würde
der Motor weiterhin betrieben, weil der Motor nicht stocken würde. Die
zweite Zeitgrenze wird verwendet, um solch langen, ununterbrochenen
Betrieb des Motors 12 zu verhindern.
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Die
Zeitsteuerung 104 verwendet einen extern verbundenen Kondensator 106 mit
dem Kapazitätwert
C1 und der mit einem Oscillatorschaltungs-(OSCC)-Anschluss 108 des
Befehlselements 72 und Erde 38 verbunden ist.
Der Kondensator 106 wird abwechselnd geladen und entladen
durch eine Oscillatorschaltung innerhalb der Zeitsteuerung 104. Die
Taktfrequenz des Oszillators basiert auf diesem Ladungs/Entladungszyklus.
Somit kann die Taktfrequenz für
die Zeitsteuerung 104 durch Verändern der Zeitlänge für den Kondensatorladungs/entladungszyklus
verändert
werden. Dies wird durch die Auswahl eines Ladungswiderstands erreicht.
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Ein
erster Ladungswiderstand 110, der einen Widerstandswert
von R1 besitzt, ist verbunden mit einem
OSCR1-Anschluss 112 des Befehlselements 72 und
dem Kondensator 106, und zwar an der Verbindung des Kondensators
mit dem OSCC-Anschluss 108. Der erste Widerstand 110 und
der Kondensator 106 bilden eine erste RC-Schaltung, die
sich zwischen dem OSCR1-Anschluss
und der Erde 38 erstreckt. Die erste RC-Schaltung besitzt
eine Zeitkonstante von R1C1.
Ein zweiter Widerstand 114 mit einem Widerstandswert von
R2 ist mit einem OSCR2-Anschluss 116 des
Befehlselements 72 und dem Kondensator 106 verbunden,
und zwar an der Verbindung des Kondensators mit dem OSCC-Anschluss 108.
Der zweite Widerstand 114 und der Kondensator 106 bilden
eine zweite RC-Schaltung, die sich zwischen dem OSCR2-Anschluss
und der Erde 38 erstreckt. Die zweite RC-Schaltung besitzt eine
Zeitkonstante von R2C1.
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Oscillatorschaltungen,
die eine von einem RC-Netzwerk abhängige Taktfrequenz besitzen,
sind in der Technik bekannt. Jede dieser Oscillatortypen kann in
der Zeitsteuerung 104 verwendet werden. Da solche Oszillatoren
in der Technik bekannt sind, wird keine spezielle Oscillatorbauart
beschrieben. Es wird erwogen, dass solch ein Oszillator die bekannte
Zeitsteuerung 555 als eine Oscillatorbasis verwenden könnte.
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Während der
ersten Zeitperiode (d. h. vor der ersten Zeitgrenze) "gibt" die Zeitsteuerung 104 den OSCR1-Anschluss 112 "frei" („enables") durch Liefern einer
vorbestimmten Spannung an den OSCR1-Anschluss. Die Zeitsteuerung 104 "sperrt" („disables") den OSCR2-Anschluss 116 durch
Vorsehen einer hohen Impedanz an dem OSCR2-Anschluss und durch Nicht-Vorsehen
einer Spannung an dem OSCR2-Anschluss. Elektrischer Strom fließt durch
den ersten Widerstand 110 zu dem Kondensator 106.
Der OSCC-Anschluss 108 wird auch wechselweise durch die
Zeitsteuerung 104 gesperrt und freigegeben. Wenn er freigegeben
ist, fließt
Strom durch den OSCC-Anschluss 108. Der Stromfluss durch
den OSCC-Anschluss 108 wird blockiert, wenn der OSCC-Anschluss
gesperrt ist.
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Der
Kondensator 106 lädt
sich, wenn der OSCC-Anschluss 108 gesperrt ist und der
Kondensator entlädt
sich, wenn der OSCC-Anschluss freigeschaltet ist. Die Rate, mit
der sich der Kondensator lädt
ist proportional der Größe des Stromflusses durch
den ersten Widerstand 110. Somit ist die Ladungsrate des
Kondensators 106 proportional dem Widerstandswert R1 des
ersten Widerstands 110. Eine erste Taktfrequenz ist durch
den Ladungs/Entladungszyklus des Kondensators 106 während der
ersten Zeitperiode vorgesehen.
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Nach
der ersten Zeitgrenze (d. h. der zweiten Zeitperiode) gibt die Zeitsteuerung 104 den OSCR2-Anschluss 116 mit
einer vorbestimmten Spannung frei und sperrt den OSCR1-Anschluss 112.
Elektrischer Strom fließt
durch den zweiten Widerstand 114 zu dem Kondensator 106.
Der OSCC-Anschluss 108 wird wieder abwechselnd freigegeben
und gesperrt. Während
der zweiten Zeitperiode ist die Ladungsrate des Kondensators 106 proportional
dem Widerstandswert des zweiten Widerstands 114 und eine
zweite Taktfrequenz wird geliefert.
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Wenn
die ersten und zweiten Widerstände 110 und 114 unterschiedliche
Widerstandswerte besitzen, dann sind die ersten und zweiten Taktfrequenzen
verschieden. Somit ist die Länge
jeder Zeitperiode nicht nur abhängig
von der Anzahl der Impulse, die in dieser Zeitperiode gezählt werden
müssen, sondern
ist auch abhängig
von der Impulsfrequenz, die durch die RC-Zeitkonstante gesteuert wird.
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Weiterhin
sind die ersten und zweiten Widerstände 110, 114 getrennt
zugänglich.
Jeder Widerstand kann leicht ausgetauscht werden (bezeichnet in
den Figuren durch Verbindungspunkte an jedem Ende) durch einen neuen
Widerstand, der einen neuen Widerstandswert (z. B. R1', R2') besitzt. Somit kann
jede Taktfrequenz unabhängig
von der anderen Taktfrequenz angepasst werden. Ein Vorteil der vorliegenden
Erfindung ist, dass die Steuerschaltung 10 in unterschiedlichen
Fahrzeugen verwendet werden kann, die unterschiedliche Parameter
besitzen (z. B. Fenstergröße, Fensterbewegungsabstand,
Motordrehzahl etc.) durch bloßen
Austausch von einem oder beiden Widerständen 110, 114.
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Ein
Beispiel der selbsttätigen
Absenksteuerschaltung 70 gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in 2 gezeigt. Die
Zeitsteuerung 104 umfasst einen Oszillator 120,
eine Zählvorrichtung 122 und
einen Schalter 124. Der Oszillator 120 steuert
den Schalter 124, um entweder den OSCR1-Anschluss 112 mit dem
Oszillator 120 zu verbinden (freizugeben) oder den OSCR2-Anschluss 116 mit
dem Oszillator. Der Oszillator 120 verwendet entweder OSCR1
(Widerstand 110 und Kondensator 106) oder OSCR2
(Widerstand 104 und Kondensator 106) als Teil
der Oszillatorschaltung 120. Der Oszillator 120 ist
ebenfalls mit dem OSCC-Anschluss 108 verbunden.
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Die
Spannung an dem OSCC-Anschluss 108, d. h. die Spannung über den
Kondensator 106 hinweg, wird in dem Oszillator 120 überwacht,
und zwar während
der freigegebenen und gesperrten Zustände des OSCC-Anschlusses. Wenn
die Spannung an dem OSCC-Anschluss 108 einen vorbestimmten oberen
Schwellenwert erreicht, entlädt
der Oszillator 120 den Kondensator 106, d. h.
Strom fließt
durch den OSCC-Anschluss. Wenn die Spannung an dem OSCC-Anschluss 108 unter
einen vorbestimmten, unteren Schwellenwert fällt, lässt der Oszillator 120 zu,
dass sich der Kondensator 106 wieder auflädt. Genau
gesagt wird der Stromfluss durch den OSCC-Anschluss 108 blockiert und
der Strom, der von dem Oszillator 120 durch den Schalter 124 und durch
entweder den ersten oder zweiten Widerstand 110, 114 (abhängig davon
welcher der OSCR1 und OSCR2-Anschlüsse gewählt wurde) fließt, beginnt wieder
den Kondensator zu laden. Wenn die Spannung an dem OSCC-Anschluss
wieder den vorbestimmten oberen Schwellenwert erreicht, wiederholt sich
der Zyklus.
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Die
Periode für
die Zykluszeit des Ladens und Entladens des Kondensators 106 ist
abhängig vom
Wert des Widerstands (entweder 110 oder 114) durch
den der ladende Strom fließt
(d. h. abhängig von
der RC-Zeitkonstanten). Da der gleiche Kondensator in beiden Schaltungen
verwendet wird, ist der Widerstandswert des RC der veränderliche
Faktor. Genau gesagt, ist die Zykluszeit, wenn der OSCR1-Anschluss 112 gewählt wird,
abhängig
von dem Wert des ersten Widerstands 110, weil der erste Widerstandswert
die Größe des Strom flusses
begrenzt. Ebenso ist, wenn der OSCR2-Anschluss 116 gewählt wird,
die Zykluszeit abhängig
von dem Widerstandswert des zweiten Widerstands 114. Es
wird erkannt werden, dass die Zykluszeit die Frequenz des Oszillators 120 bestimmt.
Daher gibt der Oszillator 120 eine der zwei ausgewählten Taktfrequenzen aus,
und zwar gesteuert durch die Wahl der Verbindung entweder zu dem
OSCR1 oder dem OSCR2-Anschluss. Für jeden Zyklus liefert der
Oszillator 120 ein Zählsignal
an die Zählvorrichtung 122 der
Zeitsteuerung 104, das eine assoziierte Taktfrequenz besitzt.
Die Zählvorrichtung 122 behält ein fortlaufendes
numerisches Zählen
der Anzahl von Zählsignalen
bei, die von dem Oszillator 120 empfangen werden. Es wird
klar sein, dass eine kürzere
Zykluszeit, d. h. höhere
Taktfrequenz, in einer schnelleren Zunahme des numerischen Zählens resultiert.
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Eine Überlastungsstillstand-Bestimmungsschaltung 126 in
dem Befehlselement 72 umfasst einen Verstärker 128 und
einen Vergleicher 130. Der Verstärker 128 verstärkt das
Spannungssignal an dem Abfühlanschluss 100 und
liefert das verstärkte Spannungssignal
zu einem Eingang des Vergleichers 130. Der andere Eingang
des Vergleichers 130 ist verbunden mit dem Spannungsreferenzanschluss vref 96. Wenn der Motor 12 (1) am Ende des Absenkbewegungsbereichs
des Fensters 14 stockt, überschreitet das verstärkte Spannungssignal
vom Anschluss 100 die Spannung an dem Spannungsreferenzanschluss
vref 96 (2) und der Vergleicher 130 gibt
ein HOCH-Signal aus.
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Eine
logische Schaltung 132 des Befehlselements 72 ist
verbunden, um Signale von dem manuellen Absenkanschluss 88,
dem manuellen Anhebanschluss 92, der Zeitsteuerung 104 und
der Überlastungsstillstand-Bestimmungsschaltung 126 zu
empfangen. Diese Signale werden in der logischen Schaltung 132 verarbeitet.
Die logische Schaltung 132 bestimmt: (i) ob der Absenkschalter 28 betätigt ist,
(ii) ob der Anhebschalter 30 betätigt ist, (iii) ob der Motor 12 stockt.
Ferner bestimmt die logische Schaltung 132, ob die Dauer
der Betätigung
des Absenkschalters 28 die erste Zeitgrenze über schreitet
und ob die Dauer des Motorbetriebs die zweite Zeitgrenze überschreitet.
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Die
logische Schaltung 132 ist mit einem Puffer 134 verbunden,
der wiederum mit den Schaltmitteln 84 verbunden ist. Die
logische Schaltung 132 steuert durch den Dämpfer 134,
den Zustand (d. h. Freigabe oder Blockieren) der Schaltmittel 84.
Demgemäß steuert
die logische Schaltung 132 den Stromfluss durch die Relaissteuerspule 64 und
steuert dadurch den Relaisschalter 32.
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Bei
Beginn des Betriebs der Steuerschaltung 10 (d. h. ein Fahrzeugzündungsschalter,
nicht gezeigt, wird geschlossen) ist der Motor 12 betriebsbereit,
die Schalter 28, 30 und 32 sind nicht
betätigt
und die logische Schaltung 132 beginnt eine Verarbeitung.
Die Verarbeitung, die durch die logische Schaltung 132 ausgeführt wird,
bestimmt, ob der selbsttätige
Absenkbetriebsmodus begonnen werden soll und nachdem der selbsttätige Absenkbetriebsmodus begonnen
ist, bestimmt sie, ob der selbsttätige Absenkbetriebsmodus beendet
werden soll. Ein Beispiel der Verarbeitung, die in der logischen
Schaltung 132 gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgeführt wird,
ist in 3 gezeigt.
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Die
Verarbeitung wird bei Schritt 200 begonnen, wenn Anfangszustände eingestellt
werden. Die Verarbeitung schreitet zu Schritt 202 voran,
wo der OSCR1-Anschluss 112 freigegeben ist (verbunden ist
mit Oszillator 120) und der OSCR2-Anschluss 116 gesperrt
ist (von dem Oszillator getrennt ist). Die Verarbeitung schreitet
zu Schritt 204 voran, wo bestimmt wird, ob der Absenkschalter 28 betätigt ist
(d. h. ob ein HOCH-Signal an dem manuellen Absenkanschluss 88 voreingestellt
ist. Wenn die Bestimmung bei Schritt 204 negativ ist, läuft die
Verarbeitung von selbst in einer Schleife zurück bei Schritt 204.
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Wenn
die Fensterposition für
den Fahrzeuginsassen zufriedenstellend ist, dann betätigt der Fahrzeuginsasse
weder den Absenkschalter 28, noch den Anhebschalter 30 (1). Die Signale an den manuellen
Absenk- und den manuellen Anhebanschlüssen 88, 92 des
Befehlselements 72 bleiben NIEDRIG. Das Ausgangssignal
von dem Vergleicher 130 (2)
des Überlastungsstillstand-Bestimmungssignals
ist auch NIEDRIG. Die Schaltmittel 84 sind in einem blockierten
Zustand und die Relaissteuerspule 64 ist nicht erregt.
Das Fenster 14 bleibt stationär. Die Verarbeitung (3) der logischen Schaltung 132 wiederholt
kontinuierlich Schritt 204 bis der Absenkschalter 28 aktiviert
wird.
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Wenn
der Fahrzeuginsasse will, dass das Fenster 14 (1) angehoben wird, betätigt der Fahrzeuginsasse
den Anhebschalter 30, um den Pol 56 zu dem positiven
Anschluss 50 zu bewegen. Der Pol 40 des Absenkschalters 28 bleibt
in Eingriff mit dem Erdanschluss 36 und der Pol 46 des
Relaisabsenkschalters 32 bleibt in Eingriff mit dem Durchlassanschluss 44.
Der Motor 12 wird betrieben und das Fenster 14 wird
angehoben. Ein HOCH-Signal wird an dem manuellen Anhebanschluss 92 des
Befehlselements 72 geliefert und ein NIEDRIG-Signal wird an
den manuellen Absenkanschluss 88 geliefert. Die logische
Schaltung 132 hält
die Schaltmittel 84, in dem blockierten Zustand, um den
Relaisantriebsanschluss 80 in einem gesperrten Zustand
zu halten, so dass kein Strom durch die Relaissteuerspule 64 fließt. Nachdem
das Fenster 14 zu einer erwünschten Höhe angehoben wurde, wird der
Anhebschalter 30 durch den Betreiber freigegeben. Während des
gesamten Betriebs des Anhebens des Fensters 14 wiederholt
die Verarbeitung (3)
in der logischen Schaltung 132 (2) kontinuierlich Schritt 204 (d.
h. die Verarbeitung wartet darauf vom Wiederholen von Schritt 204 unterbrochen
zu werden).
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Wenn
der Fahrzeuginsasse wünscht,
dass das Fenster 14 (1)
abgesenkt wird, dann betätigt der
Fahrzeuginsasse den Absenkschalter 28, um den Pol 40 zu
dem positiven Anschluss 34 zu bewegen. Der Pol 56 des
Anhebschalters 30 bleibt in Eingriff mit dem Erdanschluss 52.
Ebenso, zumindest anfangs, bleibt der Pol 46 des Relaisabsenkschalters 32 in
Eingriff mit dem Durchlassanschluss 44. Der Motor 12 wird
betrieben, um das Fenster 14 abzusenken.
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Wenn
der Pol 40 des Absenkschalters 28 sich in Eingriff
mit dem positiven Anschluss 34 befindet, wird ein HOCH-Signal
an den manuellen Absenkanschluss 88 des Befehlselements 72 geliefert. Die
Bestimmung bei Schritt 204 (3)
ist affirmativ und die Verarbeitung schreitet zu Schritt 206 voran. Bei
Schritt 206 liefert die logische Schaltung 132 ein Anfangs-
bzw. Startsignal an den Oszillator 120 und ein Rückstellsignal
an die Zählvorrichtung 122.
Die Zeitsteuerung 104 beginnt die Zeitsteuerroutine, um die
Dauer der Betätigung
des Absenkschalters 28 und die Dauer des Betriebs des Motors 12 zeitlich
zu steuern. Der OSCC-Anschluss 108 entlädt periodisch den Kondensator 106.
Der Wiederholungszyklus von Laden und Entladen des Kondensators 106 tritt
ein. Jeder Zyklus wird durch die Zählvorrichtung 122 gezählt.
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Die
Verarbeitung schreitet zu Schritt 208 voran, in dem bestimmt
wird, ob der Absenkschalter 28 immer noch betätigt ist
(d. h. das HOCH-Signal an dem manuellen Absenkanschluss 88).
Wenn die Bestimmung bei Schritt 208 affirmativ ist, schreitet
die Verarbeitung zu Schritt 210 voran. Bei Schritt 210 wird
bestimmt, ob die erste Zeitgrenze überschritten wurde. In dem
in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist dies in der logischen Schaltung 132 erreicht durch
Bestimmen, ob das laufende Zählen,
das durch die Zählvorrichtung
vorgesehen wird, die erste vorbestimmte Zahl (z. B. 90), die in
der logischen Schaltung gespeichert ist, überschritten hat. Es soll klar sein,
dass die tatsächliche
bzw. Ist-Zeitlänge
zu der ersten Zeitgrenze abhängig
ist von der Zeitkonstante der ersten RC-Schaltung. Somit ist die
tatsächliche Zeit
abhängig
von dem Widerstandswert des ersten Widerstands 110. Wenn
die Bestimmung bei Schritt 210 negativ ist, kehrt die Verarbeitung
zu Schritt 208 zurück,
um wieder zu bestimmen, ob der Absenkschalter 28 immer
noch betätigt
ist.
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Wenn
der Betreiber den Absenkschalter 28 in seiner betätigten Position
behält,
und zwar für
eine Dauer, die die erste Zeitgrenze überschreitet, wird die Bestimmung
bei Schritt 210 affirmativ sein. Auf die affirmative Bestimmung
bei Schritt 210 hin schreitet die Verarbeitung zu Schritt 212 voran.
Bei Schritt 212 liefert die logische Schaltung 132 ein
Signal, um zu bewirken, dass die Schaltmittel 84 zu dem Übermittlungszustand
wechseln. Der Relaisantriebsanschluss 80 (1) wird freigegeben und Strom fließt durch
die Relaissteuerspule 64. Der Pol 46 des Relaisabsenkschalters 32 wird
bewegt, um mit dem positiven Anschluss 42 in Eingriff zu
stehen. Der Motor 12 wird somit durch den Strom erregt,
der von der Leistungsquelle 26 durch den positiven Anschluss 42 und
Pol 46 des Relaisabsenkschalters 32 fließt.
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Die
Verarbeitung (3) schreitet
zu Schritt 214 voran, wo die logische Schaltung 132 ein
Signal an den Oszillator 120 liefert und der Oszillator
den Schalter 124 umschaltet. Der OSCR2-Anschluss 116 wird
freigegeben (verbunden mit dem Oszillator) und der OSCR1-Anschluss 112 wird
gesperrt (getrennt von dem Oszillator). Die Zeitsteuerung 104 verwendet
jetzt die zweite RC-Schaltung (d. h. den zweiten Widerstand 114 und
den Kondensator 106). Der sich wiederholende Zyklus von
Laden und Entladen des Kondensators 106 wird fortgesetzt,
jetzt bei der zweiten Frequenz, wobei jeder Zyklus gezählt wird.
Das laufende Zählen
in der Zählvorrichtung 122 erhöht sich
weiterhin. Die Geschwindigkeit, d. h. Frequenz, mit der sich das
Zählen
erhöht,
ist jetzt jedoch abhängig
von der Zeitkonstante der zweiten RC-Schaltung.
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Während das
Fenster 14 gesenkt wird, läuft die Verarbeitung wiederholt
in einer Schleife zurück durch
Schritte 216–220.
Bei Schritt 216 wird bestimmt, ob entweder der Absenkschalter 28 freigegeben
und wiedererregt wurde, oder ob der Anhebschalter 30 auf
den Start des selbsttätigen
Absenkbetriebsmodus hin betätigt
wurde. Bei einer negativen Bestimmung bei Schritt 216 schreitet
die Verarbeitung zu Schritt 218 voran. Bei Schritt 218 wird
bestimmt, ob der Motor 12 gestockt hat, d. h. das Fenster 14 befindet
sich bei dem weitesten Ausmaß seiner Absenkbewegung.
Wenn die Bestimmung bei Schritt 218 negativ ist (d. h.
eine Überlastungsstillstand
ist nicht aufgetreten), dann schreitet die Verarbeitung zu Schritt 220 voran.
Bei Schritt 220 wird bestimmt, ob die zweite Zeitgrenze überschritten
wurde.
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In
dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
wird dies in der logischen Schaltung 132 erreicht, und
zwar durch Bestimmen, ob das laufende Zählen, durch die Zählvorrichtung 122 vorgesehen wird,
eine zweite vorbestimmte Zahl (z. B. 800) überschreitet. Es sollte klar
sein, dass die Ist-Zeitlänge der
zweiten Zeitperiode abhängig
ist von der Zeitkonstanten der zweiten RC-Schaltung. Somit ist die Ist-Zeitlänge bis
zu der zweiten Zeitgrenze abhängig von
dem Widerstandswert des zweiten Widerstands 114. Wenn die
Bestimmung bei Schritt 220 (3) negativ
ist, (d. h. die zweite Zeitgrenze wurde noch nicht überschritten),
dann läuft
die Verarbeitung in einer Schleife zurück zu Schritt 216.
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Bei
einer affirmativen Bestimmung von entweder Schritt 216, 218 oder 220 schreitet
die Verarbeitung zu Schritt 222 voran, in dem der Zustand
der Schaltmittel 84 zu dem blockierenden Zustand verändert wird,
um den Relaisantriebsanschluss 80 zu sperren. Die Relaissteuerspule 64 wird
enterregt und der Pol 46 des Relaisabsenkschalters 32 bewegt
sich zurück,
um mit dem Durchlassanschluss 44 in Eingriff zu stehen.
Die Verarbeitung schreitet zu Schritt 224 voran, wo die
Zeitsteuerung 104 angehalten und zurückgestellt wird. Die Verarbeitung
schreitet zu Schritt 202 voran und dann zu Schritt 204,
um wieder auf die Betätigung
des Absenkschalters 28 zu warten.
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Wenn,
während
der ersten Zeitperiode (d. h. vor der ersten Zeitgrenze) der Absenkschalter 28 nicht
länger
betätigt
wird, wird die Bestimmung bei Schritt 208 negativ sein.
Dies wird auftreten, wenn eine relativ kurze Betätigung des Absenkschalters 28 auftritt.
Diese kurze Betätigung
des Absenkschalters 28 tritt auf, wenn der Insasse des
Fahrzeugs eine relativ kleine Absenkbewegung des Fensters 14 wünscht. Bei
der negativen Bestimmung bei Schritt 208 schreitet die
Verarbeitung direkt zu Schritt 224 voran.
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Als
obiger Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen,
Veränderungen
und Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel können die Schalter 28, 30 Festkörpereinrichtungen
sein und können
Teil eines Multifunktionssteuermechanismus für das Fahrzeug sein. Solche
Verbesserungen, Veränderungen
und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen durch die angehängten Ansprüche abgedeckt
werden.
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Gemäß seinem
weitesten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung
zum Steuern eines elektrischen Fensterheberantriebsmotors, um ein
Fenster zu bewegen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Schaltmittel,
betätigbar
zum Liefern eines Signals von bestimmter Zeitdauer; Mittel zum selektiven
Einstellen einer ersten Zeitgrenze; und Mittel zum Bestimmen, ob
die Zeitdauer des Signals von den Schaltmitteln die erste Zeitgrenze überschreitet.
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Es
sei bemerkt, dass die Ziele und Vorteile der Erfindung erreicht
werden können
mit Hilfe von jeder (jeden) kompatiblen Kombination(en), die im Speziellen
in den Gegenständen
der folgenden Zusammenfassung der Erfindung und den angehängten Ansprüchen ausgeführt ist
(sind).