JP4372233B2 - スライド・チルト式のサンルーフ装置を制御するための方法および装置 - Google Patents

Description

背景技術
本発明は、請求項１もしくは請求項２の上位概念部に記載の方法および請求項８の上位概念部に記載の形式の装置から出発する。
ドイツ連邦共和国特許第３０３４１１８号明細書に基づき、自動車に設けられた電気作動式のパワーウインドウリフタおよびスライド式のサンルーフの開放過程および閉鎖過程を電子的に監視するための方法が公知である。運動させられる部分の開放過程および閉鎖過程において通過されるべき移動距離の規定された領域では、駆動装置の回転数検出により検出されるロック状態の発生時に時間的な限界値が到達されるやいなや、駆動装置の電動モータが遮断される。別の領域では挟み込み防止機構が実現される。この場合、閉鎖過程において、運動させられる部分または駆動モータの回転数と速度とに関連した測定値が連続的に検出されて、初期測定値に関連した所定の限界値と比較され、限界値が超過されると、電動モータの駆動方向が短時間逆転され、次いで駆動装置が遮断される。
しかしスライド・チルト式のサンルーフにおいては、スライド・チルト式のルーフパネルがチルトアップ位置から閉鎖位置へ降下させられる際に、回転数を検出しかつ評価することにより挟み込み防止機構を実現することは不可能である。なぜならば、走行中の自動車では高い走行速度に基づき、突き出されたルーフパネルの上方に負圧が生ぜしめられ、この負圧がルーフパネルの閉鎖運動に抗して作用し、ひいては検出された回転数の減少および挟み込み防止機構の誤作動を招くからである。自動車の低いルーフ剛性も、やはりルーフパネルに作用する力の影響を増大させる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２７５６９７２号明細書に基づき、挟み込み防止機構を備えたスライド式のサンルーフが公知である。この公知のサンルーフは、スライド式のルーフパネルのスライド領域における挟み込み状況を検出するためにモータ電流を測定しかつ評価する。しかし、この挟み込み防止機構は、やはり上で述べた理由から、スライド・チルト式のサンルーフのチルト領域においては使用され得ない。
市販されている別の公知の挟み込み防止装置、たとえばスライド式のサンルーフの開口範囲に配置されたライトバリヤまたは圧力センサも、ルーフジオメトリに基づき、ルーフパネルシール装置またはスライド式サンルーフ開口部において使用することは極めて困難である。
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴もしくは請求項２の特徴部に記載の特徴を有する本発明による方法および請求項８の特徴部に記載の特徴を有する本発明による装置には、次のような利点がある。すなわち、スライド・チルト式のサンルーフ装置のルーフパネルがチルトアップ位置から閉鎖位置へ閉鎖される際に挟み込み防止機構が実現されており、この場合、ルーフパネルとサンルーフ開口部との間に挟み込まれた対象物の挟み込み状況がセンサによって検出される。
さらに本発明によれば、挟み込み状況を検出するために、自動車のルーフ縁部でサンルーフ開口部の内側に可動に配置された樋が使用される。この樋は、自動車ルーフに存在する水が、たとえば自動車の加速時にサンルーフ開口部を通って車両内部へ侵入することを阻止している。
請求項３〜請求項７ならびに請求項９以下に記載の手段により、請求項１もしくは請求項２に記載の方法ならびに請求項８に記載の装置の有利な改良が得られる。
樋が、旋回軸線とばね手段とを介してサンルーフ開口部の後側の部分、たとえばスライド位置へのルーフパネルの開放を可能にする、サンルーフ装置に設けられた可動のガイド部分に配置されていると特に有利である。これにより、樋は一方ではルーフパネルが開放された場合に、負荷されていない状態または休止位置をとり、他方では樋に作用する力に関連した、負荷された状態へ押し下げられて、緊定され、ルーフパネルが閉鎖された場合に閉鎖位置へ移動させられる。
挟み込みが生じた場合には、ルーフパネルと樋との間に挟み込まれた対象物が、ルーフパネルの降下運動により樋に押圧されるので、挟み込み力が進行するにつれて樋は閉鎖位置へ向かって移動させられる。樋の閉鎖位置、この閉鎖位置の前に到達される樋の挟み込み位置または樋の運動がセンサによって検出されると有利である。この場合、センサは制御装置のためのセンサ信号を発生させる。制御装置は、挟み込み状況が存在しているのか、またはルーフパネルの通常の閉鎖過程が行われているのかに関してセンサ信号を評価する。
さらに、センサがスイッチにより実現されていると有利である。このスイッチは樋の閉鎖位置または挟み込み位置を検出する。したがって、このスイッチは、樋に対する予め既知の移動調節力もしくは挟み込み力の作用に相当する規定の位置を検出する。
さらに、センサが角度発生器もしくは角度センサとして形成されていると有利である。これにより、単に樋の閉鎖位置または挟み込み位置が検出されるだけではなく、たとえば休止位置から閉鎖位置への樋の旋回運動が連続的にまたは部分連続的に監視されるようにもなる。これによって、既にルーフパネルにより挟み込まれた対象物に加えられた挟み込み力に関連して、自動車ルーフにおける樋取付け部を中心とした樋の旋回運動が検出されるので、移動調節力の増大もしくは挟み込み力の増大に関連して、樋の変位角度にわたってセンサ信号が形成される。これによって、特に確実でかつ迅速に応答する挟み込み防止機能が保証されている。
さらに、制御装置におけるセンサ信号の評価が特に有利である。通常では、スライド・チルト式のルーフパネルの運動が位置制御回路を介して制御されるか、または単純な制御装置を介して制御される。たとえば位置制御回路が使用される場合には、新しい目標値の設定により開始されたルーフパネルの移動調節運動が、自体公知の位置センサ、たとえばホールセンサまたは絶対値発生器によって検出されて、ルーフパネルの実際位置を求めるために制御装置に供給される。この制御装置では、実際値と目標値との比較が実施され、ルーフパネルの移動調節運動が制御される。この制御装置は、ルーフパネルの実際位置とセンサ信号とから、通常の閉鎖過程が行われているか、または挟み込み状況が存在しているかを検知する。
さらに、制御装置におけるセンサ信号の評価により、直接的な閉鎖力制限が実現されると特に有利である。このような直接的な閉鎖力制限は、風負荷による妨害影響、つまり高い自動車速度における負圧による妨害影響、またはスライド・チルト式のサンルーフの全システムばね率（ばね定数）の特性を受けない。
図面
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。第１図は、スライド・チルト式の自動車サンルーフを備えた本発明による装置の有利な実施例を示す横断面図であり、第２図はスライド・チルト式のサンルーフを上から見た平面図である。
実施例の説明
第１図には、自動車屋根もしくは自動車ルーフ１４に設けられた開口部を閉鎖するルーフパネル１２を備えた自動車サンルーフ１０が示されている。ルーフパネル１２は滑子案内（図示しない）を介して自動車に取り付けられており、この場合、ルーフパネル１２は旋回軸線１６を介してチルトアップ位置（第１図ｂ）にまで突出し可能であるか、または閉鎖された位置（第１図ａ）を介してスライド位置へ制御可能である。制御装置はこの場合、位置制御回路として実現されている。
場合によっては自動車ルーフ１４上に存在する水を捕集するためには、樋１８が設けられており、この樋１８はルーフ開口部の、旋回軸線１６とは反対の側で、移動可能なガイド部分４４に旋回可能に配置されている。この樋１８は、それぞれ樋１８とガイド部分４４との固定点に位置するばね手段として働く少なくとも１つの渦巻きばね４６によって緊定可能（ｓｐａｎｎｂａｒ）である。閉鎖されたルーフパネル１２により、樋１８は第１図ａに示した閉鎖位置へ押圧されている。
ルーフパネル１２がチルトアップ位置にまで突き出されると、樋１８は緊定解除された（ｅｎｔｓｐａｎｎｔ．）休止位置へ移動する。また択一的に、樋１８の休止位置のためのストッパが設けられていてもよい。その場合、樋１８はプレロードもしくは予荷重をかけられた状態で休止位置に位置する。
自動車サンルーフ１０が開放された状態では、樋１８もしくは自動車ルーフ１４とルーフパネル１２との間を通って対象物２０が開口部内に侵入する恐れがある。この対象物２０は、たとえば棒、身体部分、たとえば指または腕または別の挟み込み可能な対象物２０である。
ルーフパネル１２は可逆式もしくはリバーシブルな電動モータ２２によって、たとえば滑子案内を備えた伝動装置（図示しない）を介してチルトアップ位置、スライド位置または閉鎖された位置へ制御される。電動モータ２２の制御は直接的には制御装置２４を介して行なわれ、間接的には使用者により操作可能な、ルーフパネル１２の位置設定もしくは目標値設定のための操作スイッチ２６を介して行われる。操作スイッチ２６としては、ポテンショメータおよび／またはロッカスイッチが設けられていると有利である。このポテンショメータおよび／またはロッカスイッチを用いて自動車の運転手は、連続的にまたはラチェットを用いて間欠的に自動車サンルーフの離散した目標位置を調節する。
電動モータ２２には、ポジションセンサもしくは位置センサ２８、有利にはホールセンサが対応配置されている。このホールセンサは、電動モータ２２のアーマチュア軸に設けられた１つまたは複数のリング磁石と協働して、アーマチュア軸の回転に関連したホールセンサ信号３０を送出する。ホールセンサ信号３０は割込み入力側を介して制御装置２４に供給されて、この制御装置２４に設けられたカウンタ３２を介してカウントされる。カウンタ３２のカウント数はルーフパネル移動調節距離内でのルーフパネル１２の位置を表す。したがって、ルーフパネル１２の閉鎖された位置も、同じくカウンタ３２のカウント数により検出可能となる。カウンタ３２を正規化するためには、ルーフパネル１２が機械的なストッパに当接するまで移動させられる。このことは制御装置２４によって検知され、カウンタ３２は相応してリセットされる。しかし択一的には、マイクロスイッチ４０によりルーフパネル１２の閉鎖された位置を検出するか、またはマイクロスイッチ４０を正規化のために利用することもできる。
本発明によれば、サンルーフが閉鎖された状態における樋１８の閉鎖位置または樋１８の休止位置と閉鎖位置との間に位置する挟み込み位置を検出するセンサとして、スイッチ３４が設けられている。このセンサ３４は制御装置２４に、相応するスイッチ信号３６を供給する。
スイッチ信号３６を評価するためには、制御装置２４が比較器３８を有しており、この比較器３８はスイッチ信号３６を、検出された実際位置と比較する。
第２図には、第１図に示したスライド・チルト式の自動車サンルーフ１０が、ルーフパネル１２なしに平面図で示されている。第２図から判るように、自動車ルーフ１４に設けられたサンルーフ開口部には、この開口部の、旋回軸線１６が設けられている側とは反対の側に樋１８が取り付けられている。
次に、本発明による方法を第１図に示した本発明による装置につき詳しく説明する。
ホールセンサ２８を用いて、モータアーマチュア軸の運動および回転方向が制御装置２４によって検出される。モータアーマチュア軸の回転に相応して、ルーフパネル１２はチルトアップ位置またはスライド位置へ移動させられる。したがって、ホールセンサ信号３０とカウンタ３２とを介して、ルーフパネル１２の目下の位置、目下の速度および目下の運動方向を検出することができる。ルーフパネル１２の各位置には、全移動距離にわたってカウンタ３２の値が対応しており、このカウンタ３２は回転方向に応じて割込み（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）をカウントアップするか、またはカウントダウンする。ルーフパネル１２の機械的なストッパを介して、カウンタ３２は規定された値、たとえばゼロにセットされる。これによって、ルーフパネル１２の移動領域が連続的に検知可能となり、ルーフパネル１２の目下の位置が既知となる。ルーフパネル１２のスライド領域とチルト領域とは、カウンタ３２のカウント値につき区別可能となる。
ルーフパネル１２をチルトアップ位置から閉鎖位置へ移動させる際には、以下に説明する挟み込み防止機能が働く。ルーフパネル１２をチルトアップ位置から閉鎖位置へ移動させるためには、制御装置２４がホールセンサ２８のホールセンサ信号３０と、操作スイッチ２６により供給される信号とに関連して電動モータ２２を制御する。これによって、位置制御回路が実現されている。
法律上の規格、たとえば米国検査規格「ＦＭＶＳＳ１１８」またはドイツ連邦共和国の「リッヒトリーニエ・フユーア・フレムドクラフトベテーテッヒテ・フェンスタ・イン・Ｐｋｗ（Ｒｉｃｈｔｌｉｎｉｅｎ ｆｕｅｒ ｆｒｅｍｄｋｒａｆｔｂｅｔａｅｔｉｇｔｅ Ｆｅｎｓｔｅｒ ｉｎ Ｐｋｗ）においては、たとえばルーフパネル１２と樋１８との間に挟み込まれた対象物２０に、１００Ｎよりも高い力が作用してはならないことが規定されている。挟み込み防止機能なしの自動車サンルーフ１０では、挟み込みが発生した場合に、この挟み込み力が著しく超過されてしまう恐れがある。本発明によれば、挟み込まれた対象物２０が検知され、ルーフパネル１２の閉鎖力がたとえば１００ニュートンよりも下に制限され、このことはスイッチ３４と制御装置２４とを介して行われる。
このような挟み込み状況では、電動モータ２２により加えられた移動調節力もしくは移動調節トルクが、ルーフパネル１２を介して、挟み込まれた対象物２０に伝達され、ひいては可動に支承された樋１８に伝達されるので、休止位置に位置していた樋１８は、有効となる移動調節力が増大するにつれて徐々に挟み込み位置へ向かって降下させられる。樋１８の各位置は、作用する既知の挟み込み力に相当する。挟み込み位置はスイッチ３４によって検出されるので、スイッチ信号３６は、この既知の力が対象物２０に作用していることを特徴付ける。たとえば、ルーフパネル１２の移動調節力が対象物２０もしくは樋１８に対して８０ニュートンの値を加えた場合に、スイッチ３４はスイッチ信号３６を発生させる。
制御装置２４は比較器３８において、スイッチ信号３６が第１図ａに示したルーフパネル１２の閉鎖位置と合致するのか、または第１図ｂに示したルーフパネル１２のチルトアップ位置と合致するのかに関して、ルーフパネル１２の目下の位置とスイッチ信号３６との比較を実施する。スイッチ信号３６が第１図ｂに示したルーフパネル１２のチルトアップ位置と合致した場合には、制御装置２４は電動モータ２２を停止させるか、または電動モータ２２の回転方向を逆転させ、これにより挟み込み力が小さく保持されるか、または挟み込まれた対象物２０が再び解放される。
また、ルーフパネル１２の目下の位置とスイッチ信号３６との比較に基づき、挟み込まれた対象物２０の厚さもしくは太さを検出することも可能となるので、制御装置２４において、許容される挟み込み力を対象物２０の厚さもしくは太さに関連して設定することができる。すなわち、たとえば米国安全基準ＦＭＶＳＳ１１８によれば、挟み込まれた対象物２０が４ｍｍ〜２００ｍｍの厚さもしくは太さを有する場合に最大１００ニュートンの挟み込み力が許されている。
さらに、米国安全基準ＦＭＶＳＳ１１８によれば、挟み込もうとするテスト対象物２０のばね定数が、このテスト対象物２０の厚さもしくは太さに関連して規定されている。すなわち、テスト対象物２０のばね定数は２５ｍｍ以下の直径に関しては少なくとも６５ニュートン／ｍｍであり、２５ｍｍよりも大きい直径に関しては少なくとも２０ニュートン／ｍｍである。したがって、ばね定数は挟み込まれた対象物２０の硬さの値を表す。
法規上の規定を遵守するための、硬い対象物２０および軟らかい対象物２０における挟み込み防止機能の調節および閉鎖力制限の調節は、一方ではばね手段４６のばね定数に基づき、つまり樋１８が休止位置から変位させられる際に加えられる単位たわみ当たりの作用力（Ｋｒａｆｔａｕｆｎａｈｍｅ）に基づき行なわれ、他方ではスイッチ３４により検出される挟み込み位置の設定に基づき行われる。すなわち、スイッチ信号３６を既に樋１８が小さく変位した際に発生させるか、あるいはまた樋１８が大きく変位した際にはじめて発生させることもできる。両特性量の関係および両特性量の最適な調節は、実験により決定されて、各自動車モデルのために調節され得る。
また、ばね手段４６が軟らかいばね定数を有しているか、もしくは樋１８の単位変位量当たりの作用力が大きい場合には、挟み込み力が迅速に形成されるような硬い対象物２０（高いばね定数）を有する挟み込み状況を、法規上の規定に基づき確実にかつ迅速に検出することができる。
樋１８の構成は、本発明による方法のためには第２図に示したように最適化され得る。方形のサンルーフ開口部において、たとえば樋１８はその長手方向でルーフ縁部に沿って継続され得るので、突起もしくは付設部４２が得られる。これらの付設部４２を用いて、ルーフパネル１２と自動車ルーフ１４との剪断範囲を、少なくとも部分的に挟み込み防止機能によって捕捉することもできる。さらに、樋１８の幅または樋１８の休止位置を要件に応じて変えて、最適化することもできる。
改善された実施例では、スイッチ３４の代わりに角度センサ、回転ポテンショメータまたは切換条片（Ｓｃｈａｌｔｌｅｉｓｔｅ）が使用される。この角度センサ、回転ポテンショメータまたは切換条片は単に樋１８の閉鎖位置または挟み込み位置を検出するだけではなく、自動車ルーフ１４における樋１８の取付け部を中心とした樋１８の旋回運動を連続的に、部分連続的にまたは段階的に検出する。したがって、既に所定の最大挟み込み力が達成されてしまう前に連続的な信号が、比較的長い移動距離にわたって制御装置２４へ伝送されかつ評価される。評価のためには、有利には力変化、つまり時間インターバル当たりの距離変化が利用され、このような力変化は、相応して設定された限界値と比較される。これによって比較的長い観察時間が与えられているので、制御装置を精密に挟み込み状況に調和させることができる。これにより、挟み込み状況に対する反応が最適化された状態で行われる。特に、センサ信号３６の種々異なる評価により、挟み込まれた対象物２０の種々異なるばね定数が考慮可能となる。
さらに別の実施例では、自動車サンルーフ１０の正規化が、調節領域を介して行われるか、または基準スイッチとして働くマイクロスイッチ４０によってカウンタ３２をリセットすることにより行われる。マイクロスイッチ４０は、たとえばルーフパネル１２がチルトアップ位置から閉鎖位置を介してスライド位置に向かって移動する際に、信号交番（Ｓｉｇｎａｌｗｅｃｈｓｅｌ）を生ぜしめる。レベル交番のゼロ通過がルーフパネル１２の閉鎖位置に対応する。
本発明は、樋１８に限定されるものではなく、スライド・チルト式のサンルーフ、チルト式のサンルーフ、折り畳み式のルーフまたは突出し位置から閉鎖位置へ移動調節することのできる側方のベンチレーティングウインドウ（通気窓）において使用される、樋１８と同様に配置された可動の遮蔽体、条片、薄板等をも包含する。たとえば、折り畳み式のルーフでは、折り畳み式のルーフの閉鎖時に、フロントのウインドシールドガラスの上方に遮蔽体を配置することができる。この遮蔽体は閉鎖過程時に折り畳みルーフと協働するので、本発明による挟み込み防止機能が実現可能となる。

Claims (9)

1. 可逆式の駆動装置（２２）を制御するための制御装置（２４）を備えた、自動車のスライド・チルト式のサンルーフ装置であって、サンルーフ開口部の片側に樋（１８）が可動に配置されている形式のスライド・チルト式のサンルーフ装置を制御するための方法おいて、スライド・チルト式のルーフパネル（１２）を開放されたチルトアップ位置から閉鎖位置に向かって駆動装置（２２）によって降下させる際に、サンルーフパネル（１２）とサンルーフ開口部との間での対象物（２０）の挟み込みを制御装置（２４）によって検出し、この場合、挟み込まれた対象物（２０）によって樋（１８）を所定の休止位置から変位させ、該変位をセンサ（３４）により検出し、該センサ（３４）により制御装置（２４）へセンサ信号（３６）を送出することを特徴とする、スライド・チルト式のサンルーフ装置を制御するための方法。
2. センサ（３４）により、樋（１８）の規定可能な変位量を検出する、請求項１記載の方法。
3. 樋（１８）の変位を連続的に、部分連続的にまたは段階的に、樋（１８）の移動領域にわたってセンサ（３４）により検出し、変位量に関連してセンサ信号（３６）を制御装置（２４）に送出する、請求項１記載の方法。
4. 樋（１８）の変位を特徴付けるセンサ信号（３６）に関連して駆動装置（２２）を制御装置（２４）によって停止させかつ／または逆転させて、ルーフパネル（１２）の移動調節運動を停止させるか、またはルーフパネル（１２）を再び開放する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 制御装置（２４）により、ルーフパネル（１２）の、位置実際値検出装置（２８）により検出可能な位置実際値とセンサ信号（３６）との比較を実施し、比較結果に関連して挟み込み状況またはルーフパネル（１２）の閉鎖された状態を制御装置（２４）により検知する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 制御装置（２４）により、ルーフパネル（１２）の、位置実際値検出装置（２８）により検出可能な位置実際値とセンサ信号（３６）との比較を実施し、挟み込み状況が検知された場合に、挟み込まれた対象物（２０）の厚さもしくは太さを測定し、該厚さもしくは太さに関連して最大許容可能な挟み込み力を制御装置（２４）により規定する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 可逆式の駆動装置（２２）を制御するための制御装置（２４）を備えた、自動車のスライド・チルト式のサンルーフ装置を制御するための装置であって、サンルーフ開口部の片側に樋（１８）が可動に配置されている形式のものにおいて、樋（１８）が、スライド・チルト式のルーフパネル（１２）とサンルーフ開口部との間に挟み込まれた対象物（２０）によって所定の休止位置から変位可能であり、樋（１８）の変位がセンサ（３４）によって検出され、該センサ（３４）が、挟み込み防止機構を実現するために制御装置（２４）へセンサ信号（３６）を送出するようになっていることを特徴とする、スライド・チルト式のサンルーフ装置を制御するための装置。
8. センサ（３４）として、１つまたは複数のスイッチまたは角度センサが使用可能である、請求項７記載の装置。
9. 樋（１８）が、サンルーフ開口部の、ルーフパネル（１２）の旋回軸線（１６）が設けられている側とは反対の側に配置されている、請求項７記載の装置。

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