DE19507541C1 - Antriebsvorrichtung für Schließteile bei Kraftfahrzeugen - Google Patents
Antriebsvorrichtung für Schließteile bei KraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Schließteile bei Kraftfahrzeugen, insbe
sondere Schiebedächer, Schiebe/Hebedächer und dergleichen, mit einem Antriebsmotor,
einem Sensor zur Erfassung der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors und einer Einklemm
schutzeinrichtung zum Abschalten oder zur Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors bei
Einklemmgefahr.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE 34 33 204 C2) ist ein Positions-Istwertgeber
vorgesehen, der ein der Ist-Stellung des Schließteils entsprechendes Positions-Istwertsignal
bildet. Die bekannte Vorrichtung weist ferner einen ersten Differenzierer, der aus dem Posi
tions-Istwertsignal ein der Verstellgeschwindigkeit des Schließteils entsprechendes Ge
schwindigkeitssignal bildet, und einen zweiten Differenzierer auf, der aus dem Geschwindig
keitssignal ein der Beschleunigung bzw. Verzögerung des Schließteils entsprechendes Be
schleunigungssignal bildet. Ein das beginnende Einklemmen signalisierendes Einklemmsignal
wird mittels eines Auswerters aus dem Geschwindigkeitssignal und dem Beschleunigungs
signal erzeugt. Die bekannte Antriebsvorrichtung erlaubt es nicht, die Verstellgeschwindigkeit
des Schließteils konstant zu halten, da die Erkennung der Einklemmgefahr gerade auf einer
Drehzahlschwankung bei variablem Lastmoment basiert. Eine Regelung der Drehzahl des
Antriebsmotors scheidet daher aus.
Es ist ferner bekannt (DE 33 35 407 C2), bei einer Antriebsvorrichtung für Schließteile bei
Kraftfahrzeugen zur Lasterfassung den Motorstrom auszuwerten. Dies erfordert jedoch einen
erheblichen zusätzlichen Schaltungsaufwand für eine Strom-Messung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten
Art zu erhalten, die eine Regelung der Verstellgeschwindigkeit des Schließteils gestattet,
gleichwohl aber ohne Messung des Motorstromes auskommt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Antriebsvorrichtung der ein
gangs genannten Art versehen ist mit einem Drehzahlregler, der ein Stellsignal abgibt, das
eine Funktion der Abweichung der Ist-Drehzahl von einer Solldrehzahl des Antriebsmotors
ist, mit einer Stelleinrichtung zum Variieren der dem Antriebsmotor zugeführten Speisespan
nung in Abhängigkeit von dem Stellsignal des Drehzahlreglers sowie mit einer die Einklemm
schutzeinrichtung ansteuernden Auswerteinrichtung, die ein beginnendes Einklemmen auf
grund eines Signals erfaßt, das von dem Stellsignal des Drehzahlreglers abhängig ist.
Die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung ist bei der Erkennung der Einklemmgefahr nicht
auf den Zusammenhang zwischen dem Strom und dem abgegebenen Drehmoment des
Antriebsmotors angewiesen. Infolgedessen kann der Schaltungsaufwand zur Strom-Messung
eingespart werden. Außerdem kann der Antrieb in vorteilhafter Weise drehzahlkonstant
betrieben werden.
Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung eignet sich nicht nur für verstellbare Dächer,
sondern auch für andere Schließteile bei Kraftfahrzeugen, beispielsweise für Fensterheber.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Antriebsvorrichtung nach der Erfindung sind nach
stehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrichtung entsprechend einer ersten Ausfüh
rungsform der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrichtung entsprechend einer abgewandelten
Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrichtung entsprechend einer weiteren Ausfüh
rungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist bei 10 schematisch ein verstellbares Kraftfahrzeugdach angedeutet, bei dem es
sich insbesondere um ein Schiebedach, Schiebe/Hebedach und dergleichen handeln kann. Der
nicht näher veranschaulichte Verstellmechanismus des Daches 10 ist an einen Antriebsmotor
11 angekoppelt, der mit Gleichspannung von einer an Bord befindlichen Stromquelle
(Lichtmaschine oder Batterie) gespeist wird. Mit dem Antriebsmotor 11 ist ein Tachosignal
geber 12 verbunden. Als Tachosignalgeber 12 kann vorteilhaft ein bei solchen Dächern häufig
ohnehin vorhandener inkrementaler Positionsgeber genutzt werden, der bei Verstellung des
Daches Zählimpulse abgibt, deren Frequenz eine Funktion der Drehzahl des Antriebsmotors
und damit auch der Verstellgeschwindigkeit des Daches ist. Dem Tachosignalgeber 12 ist ein
Frequenzmesser 13 nachgeschaltet, der ein die Ist-Drehzahl darstellendes Signal fist an einen
Vergleicher 14 liefert. Dem Vergleicher 14 geht ferner ein für die Soll-Drehzahl repräsentati
ves Signal fsoll zu, und der Vergleicher bildet als Regelabweichung das Signal Δf. Das Signal
Δf wird als Eingangssignal einem Drehzahlregler 15 zugeführt. In Abhängigkeit von dem
Signal Δf erzeugt der Drehzahlregler 15 ein Stellsignal Xstell, welches ein von zwei Eingangs
signalen einer Stelleinrichtung 16 bildet, die ihrerseits die dem Antriebsmotor 11 zugeführte
Speisespannung Umotor so bestimmt, daß der Antriebsmotor 11 mit der Solldrehzahl (entspre
chend fsoll) läuft.
Das Stellsignal Xstell geht ferner einer Auswerteinrichtung 17 zu, an welcher als weiteres
Eingangssignal ein die Betriebsspannung der Stelleinrichtung charakterisierenden Eingangs
signal UB anliegt. Die Auswerteinrichtung 17 steuert eine Einklemmschutzeinrichtung 18 an,
welche mit dem Speisestromkreis des Antriebsmotors 11 verbunden ist.
Im Betrieb wird die Drehzahl des Antriebsmotors 11 von dem Drehzahlregler 15 auf einen
konstanten Wert geregelt, indem über das Stellsignal XStell die Stelleinrichtung 16 so ange
steuert wird, daß letztere eine Motorspannung vorgibt, bei welcher sich unabhängig von dem
jeweiligen Lastmoment die gewünschte Motordrehzahl einstellt. Verändert sich in diesem Re
gelkreis die Störgröße "Lastmoment", so wird die Ansteuerung der Stelleinrichtung 16 nachge
regelt, um wieder die vorgegebene Drehzahl zu erreichen. Das die Stelleinrichtung 16 ansteu
ernde Stellsignal Xstell bildet infolgedessen eine Funktion des Lastmomentes nach. Die Aus
werteinrichtung 17 kann daher das Lastmoment erfassen, und sie ist so ausgelegt, daß sie den
Antriebsmotor 11 stoppt oder dessen Drehrichtung umkehrt, wenn das Lastmoment einen
vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der Einklemmgefahr signalisiert.
Bei der Schaltungsauslegung gemäß Fig. 1 werden jedoch auch Schwankungen der Betriebs
spannung UB mit der Stellgröße Xstell ausgeregelt, das heißt, die Betriebsspannung UB der
Stelleinrichtung 16 geht als weitere Störgröße ein. Die Auswerteinrichtung 17 wird daher mit
UB als weiterem Eingangssignal beaufschlagt, und sie ist so aufgebaut, daß Betriebsspan
nungsschwankungen das von der Auswerteinrichtung 17 erzeugte Einklemmsignal YK unbe
einflußt lassen.
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei welcher die Auswerteinrichtung 17′ mit
einem der Motorspannung Umot entsprechenden Signal c x Umot beaufschlagt ist.
Im Betrieb der Vorrichtung gemaß Fig. 2 erfolgt eine Regelung der Drehzahl des Antriebsmo
tors 11 über den Drehzahlregler 15 in der zuvor erläuterten Weise. Die Schaltungsauslegung
ist jedoch so getroffen, daß nicht das Stellsignal Xstell, sondern unmittelbar die Ausgangsgröße
der Stelleinrichtung 16 ausgewertet wird, d. h. die an dem Antriebsmotor 11 anliegende Mo
torspannung Umot, multipliziert mit einem von einer Verstärkerstufe 20 bestimmten Faktor c.
Bei dieser Schaltungsauslegung ist der Einfluß der Betriebsspannung UB der Stelleinrichtung
16 als Störgröße nicht mehr enthalten. Die Spannung c x Umot ist vielmehr nur noch eine
Funktion des Lastmomentes.
Bei der weiter abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist zwischen die Stelleinrich
tung 16 und den Drehzahlregler 15 ein Spannungsregler 21 geschaltet. Dem Spannungsregler
21 geht ebenso wie der Auswerteinrichtung 17 das Stellsignal des Drehzahlreglers 15 zu, das
den Sollwert Usoll für den Spannungsregler 21 bildet. An dem Spannungsregler 21 liegt ferner
über eine Verstärkerstufe 22 ein der Motorspannung entsprechendes Istsignal Uist an. Das
Ausgangssignal des Spannungsreglers 21 geht der Stelleinrichtung 16 als Stellsignal Xstell zu.
Der Spannungsregler 21 regelt die Motorspannung so, daß unabhängig von der Betriebsspan
nung UB eine Motorspannung erzeugt wird, die der Regelgröße Usollentspricht. Damit ist
diese Regelgröße wieder nur von der Störgröße "Lastmoment" abhängig; sie kann direkt zur
Auswertung durch die Auswerteinrichtung 17 herangezogen werden, um ein beginnendes Ein
klemmen durch das Einklemmsignal YK zu signalisieren und den Antriebsmotor 11 zu stop
pen oder umzusteuern, wenn das Lastmoment den vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Claims (4)
1. Antriebsvorrichtung für Schließteile bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Schiebedächer,
Schiebe/Hebedächer und dergleichen, mit einem Antriebsmotor, einem Sensor zur Er
fassung der Ist-Drehzahl des Antriebsmotors und einer Einklemmschutzeinrichtung zum
Abschalten oder zur Drehrichtungsumkehr des Antriebsmotors bei Einklemmgefahr,
gekennzeichnet durch einen Drehzahlregler (15), der ein Stellsignal (Xstell) abgibt, das
eine Funktion der Abweichung der Ist-Drehzahl von einer Soll-Drehzahl des Antriebs
motors (11) ist, eine Stelleinrichtung (16) zum Variieren der dem Antriebsmotor zuge
führten Speisespannung in Abhängigkeit von dem Stellsignal des Drehzahlreglers und
eine die Einklemmschutzeinrichtung (18) ansteuernde Auswerteinrichtung (17, 17′,
17′′), die ein beginnendes Einklemmen aufgrund eines Signals erfaßt, das von dem Stell
signal des Drehzahlreglers abhängig ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertein
richtung (17) mit dem Stellsignal (Xstell) des Drehzahlreglers (15) und zusätzlich mit
einem die Betriebsspannung (UB) der Stelleinrichtung (16) charakterisierenden Ein
gangssignal beaufschlagt ist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswert
einrichtung (17′) mit einem der Motorspannung entsprechenden Signal beaufschlagt ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertein
richtung (17′′) mit dem Stellsignal (Usoll) des Drehzahlreglers (15) beaufschlagt ist und
daß zwischen den Drehzahlregler und den Antriebsmotor (11) ein Spannungsregler
geschaltet ist, der den Antriebsmotor mit einer Speisespannung beaufschlagt, die dem
Stellsignal des Drehzahlreglers nachgeregelt wird.
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