DE19517958A1 - Motorantriebsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Motorantriebsvorrichtung für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Motorantriebsvorrich
tung, die an einem Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Speziell betrifft die Erfindung eine Sicherheits-Motorantriebsvorrichtung
mit Sicherheitseinrichtung, die arbeitet, wenn bei einem motorgetriebe
nen Fenster oder Schiebedach eines Kraftfahrzeugs ein Gegenstand
eingeklemmt wird, während sich der zum Öffnen und Schließen des
Fensters bzw. des Schiebedachs verwendete Motor in einer Start
kompensationszeitspanne befindet. Die Erfindung betrifft außerdem eine
Motorantriebsvorrichtung für ein Leistungsteil, mit dem das Hoch- und
Niederfahren eines Fensters bei einem Kraftfahrzeug automatisch durch
geführt und gestoppt wird.
Bei vielen Fahrzeugen ist es üblich, die Fensterscheiben und/oder das
Schiebedach oder dgl. mit Hilfe von Antriebsmotoren zu öffnen und zu
schließen. Dieses Öffnen und Schließen von beweglichen Teilen bei
einem Kraftfahrzeug erfolgt über einen Handschalter, der in dem Fahr
zeug angeordnet ist. Darüber hinaus übernehmen Sicherheits-Motor
antriebseinrichtungen zum Öffnen und Schließen bspw. eines Fensters
oder eines Schiebedachs mit Hilfe von Motoren Sicherheitsaufgaben, die
darin bestehen, die jeweilige Motordrehung unmittelbar dann anzuhalten
und/oder umzukehren, wenn sich Gegenstande zwischen dem bewegten
Teil und bspw. einem Rahmens befinden, um auf diese Weise Verletzun
gen der Fahrgäste durch eingeklemmte Körperteile oder dgl. ebenso zu
verhindern wie eine Überhitzung und Beschädigung des Antriebsmotors.
Dies gilt insbesondere für den Schließvorgang eines elektrisch angetrie
benen Fensters oder eines Schiebedachs, wenn sich zwischen der vor
laufenden Kante des Fensters bzw. Dachs und dem Rahmen ein Körper
teil befindet. Die Sicherheitseinrichtung arbeitet so, daß sie eine Ände
rung der Stromaufnahme des Antriebsmotors feststellt und die Drehrich
tung des Motors anhält oder umgekehrt, nachdem eine solche Feststel
lung erfolgt ist. Im allgemeinen wird in solchen Situationen eine abnor
mal große Änderung des durch den Motor fließenden elektrischen
Stroms festgestellt.
Bei bekannten Sicherheits-Motorantriebsvorrichtungen erfolgt allerdings
die oben erläuterte Sicherheitsfeststellung des erhöhten Motorstroms
nicht innerhalb einer Startkompensationszeit (die üblicherweise in der
Größenordnung von 100 ms) liegt, nämlich zwischen einem Augenblick,
in welchem der Motor gestartet wird, und einem weiteren Zeitpunkt, bei
dem die Drehung des Motors in einen stabilen Zustand übergeht.
Fig. 4 zeigt eine graphische Darstellung der Motorstromänderung für
den Fall, daß ein bewegtes Teil, wie z. B. ein Fenster oder ein Schiebe
dach mit Hilfe eines motorischen Antriebs geschlossen wird, und zwar
einmal für den Vorgang des normalen Öffnens und Schließens mit Hilfe
des Motors, zum anderen für das Öffnen und Schließen bei vorhande
nem Hindernis für das bewegte Teil.
In Fig. 4 ist auf der vertikalen Achse der Motorstrom und auf der
horizontalen Achse die Zeit aufgetragen. In dieser Darstellung ist eine
Zeitspanne, nämlich eine Zeitzone a) zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁
eine Startkompensationszeit für einen Motor, und eine weitere
Zeitspanne (nämlich eine Zeitzone b) im Anschluß an den Zeitpunkt t₁
ist eine Betriebszeit, die sich an die verstrichene Startkompensationszeit
anschließt und in der sicher der Motor stabil dreht. Die ausgezogene
Linie gibt an, wie sich der Motorstrom ändert, wenn das motorisch
bewegte Teil normal geöffnet und geschlossen wird. Die gestrichelte
Linie zeigt an, wie sich der Motorstrom verhält, wenn das bewegte Teil
während der Startkompensationszeit auf ein Hindernis trifft (d. h. in der
Zeitzone a auf ein Hindernis trifft). Eine strichpunktierte Linie zeigt an,
wie sich der Motorstrom verhält, wenn das bewegte Teil im Zeitpunkt t₂
auf ein Hindernis trifft (d. h. in der Zeitzone b), also im stabilen Drehzu
stand des Motors.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ändert sich bei normal verlaufendem
Öffnungs- und Schließvorgang des Fensters oder des Schiebedachs der
Motorstrom in der Startkompensationszeit (Zeitzone a) folgendermaßen:
zunächst beginnt der Strom mit einem scharfen Anstieg im Zeitpunkt t₀,
und anschließend beginnt der Strom in der Mitte der Zeitzone a abrupt
abzunehmen. Anschließend bei stabiler Drehung des Motors (d. h. in der
Zeitzone b) im Anschluß an die Startkompensationszeit (Zone a) bleibt
der Motorstrom ungefähr konstant. Wenn das bewegte Teil (Fenster,
Schiebedach) in der Startkompensationszeit (Zone a) und der stabilen
Betriebszeit (Zone b) bewegt und sich ein Hindernis dem bewegten Teil
entgegenstellt, während dies in der Startkompensationszeit geschlossen
wird (Zone a), bleibt der Motorstrom anschließend auf einem Wert in
der Nähe seines Maximalwertes innerhalb der Startkompensationszeit
(Zeitzone a). Wenn hingegen das bewegte Teil in der stabilen Betriebs
zeit (Zone b) bewegt wird und beim Schließen auf ein Hindernis trifft,
steigt der Motor zunächst auf einen gewissen Wert in der Nähe des
Maximalwerts (der Startkompensationszeit) scharf an, woraufhin der
Motorstrom diesen Wert in etwa beibehält.
In den letzten Jahren wurden elektrische Fensterheber aufgrund ihrer
Bequemlichkeit und leichten Bedienbarkeit nicht nur in Luxusfahrzeugen,
sondern auch in gewöhnlichen Automobilen eingesetzt. Damit finden
derzeit elektrische Fensterheber in großem Umfang Anwendung. Man
unterteilt die bekannten elektrischen Fensterheber in zwei Typen oder
Klassen, abhängig von der Art und Weise der Durchführung eines auto
matischen Hochfahrbetriebs für das Fenster und des Abbrechens dieses
automatischen Vorgangs: Es gibt den mechanisch verriegelnden oder
einrastenden Typ und einen Relais-Einrast-Typ.
Fig. 7A und 7B sind Blockdiagramme, die den Aufbau einer Ein
richtung des mechanisch verrastenden Typs und einer Einrichtung eines
Relais-Typs schematisch darstellen. Wie aus den Fig. 7A und 7B
hervorgeht, sind ein Fensterheberschalter 151 und ein Motor 152 zum
Heben und Senken eines Fensters in Abhängigkeit einer Schalterbetä
tigung über diesen Schalter 151 mit einer Blockierdetektorschaltung 153
verbunden, die einen blockierten Zustand des Fensters erfaßt. Eine
Zündschaltung 154, die Antriebsleistung an den Fensterheberschalter
151, den Motor 152 usw. liefert, ist mit einem mechanischen Rast
mechanismus 155 gekoppelt, um den Fensterheberschalter einzurasten
oder zu verriegeln. Dieser mechanische Rastmechanismus 155 ist mit
einem Solenoid-Entrastmechanismus 156 verbunden, der dazu dient, das
Einrasten durch den mechanischen Rastmechanismus aufzuheben. Der
Solenoid-Entrastmechanismus 156 steuert den mechanischen Rastmecha
nismus 155 in Abhängigkeit eines von dem Blockierdetektor 153 kom
menden Signals. Ein automatisches Rast-Relais 157 ist mit einer Rastschaltung
158 verbunden, die dieses Relais 157 ansteuert. Eine Aufhebe
schaltung 159 dient zum Aufheben des Betriebs dieser Rastschaltung
zum Antreiben des automatischen Rast-Relais 157.
Die in Fig. 7 dargestellte Einrichtung vom mechanischen Verrastungstyp
führt ein mechanisches Einrasten eines Solenoids mit Hilfe eines
Elements durch, um ein automatisches Hochfahren und Niederfahren des
Fensters zu erreichen und die mechanische Verrastung mit Hilfe des
Elements aufzuheben und so das automatische Hochfahren oder Nieder
fahren des Fensters aufzuheben (zu stoppen oder umzukehren).
Im Gegensatz dazu arbeitet die Relais-Einrichtung nach Fig. 7B so, daß
das automatische Hochfahren und Niederfahren des Fensters mit Hilfe
eines elektronischen Schaltkreises gesteuert wird und der automatische
Betrieb auch durch die elektronische Schaltung aufgehoben wird.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird bei der Sicherheits-Antriebsvorrichtung
eine Sicherheitsfunktion dann ausgeführt, wenn sich
dem bewegten Teil während des stabilen Drehbetriebs (d. h. der Zeitzone
b) im Anschluß an die Startkompensationszeit (die Zeitzone a), also
einer Zeitspanne zwischen Start des Motors und Beginn des stabilen
Motorbetriebs, ein Hindernis entgegenstellt, so daß vorbestimmte Sicher
heitsfunktionen während dieser Phase des Motorbetriebs gewährleistet
sind. Wenn sich allerdings ein Hindernis dem bewegten Teil (Fenster,
Schiebedach) während der Startkompensationszeit (Zeitzone a) entgegen
stellt, wird kein Sicherheits-Detektorvorgang durchgeführt, so daß die
Anforderungen für die Sicherheitsfunktion in dieser Motorbetriebsphase
nicht erfüllt sind.
Außerdem fließt gemäß Fig. 4 ein elektrischer Strom mit einer Stärke
in der Nähe des Maximalwerts während praktisch der gesamten Start
kompensationszeit (der Zeitzone a) durch den Motor, obschon diese
Zeitspanne relativ kurz ist. Wenn sich in dieser wenn auch nur kurzen
Zeitspanne dem bewegten Teil ein Gegenstand, insbesondere aber ein
Körperteil des Fahrgasts entgegenstellt, wie es z. B. bei einem sich auto
matisch schließenden Fenster oder Schiebedach der Fall sein kann,
während noch die Zeitzone a läuft, so stehen ernsthafte Verletzungen des
Fahrgasts zu befürchten.
Aufgabe der Erfindung ist es, dieses Problem zu lösen.
Dementsprechend ist es eine erste, spezielle Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Motorantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben,
die in der Lage ist, die Drehung des Antriebsmotors sofort anzuhalten,
wenn sich dem von dem Motor bewegten Teil während der Drehung des
Motors ein Hindernis entgegenstellt, um dadurch Sicherheitsfunktionen
wahrzunehmen.
Bei der oben erläuterten bekannten Einrichtung vom mechanischen Ver
rastungstyp in Verbindung mit einem elektrischen Fensterheber sollte der
Solenoid eine beträchtliche Stärke zum Aufheben der Rast-Haltekraft des
mechanischen Rastmechanismus 155 aufweisen. Darüber hinaus sollte
der Solenoid auch deshalb groß bemessen sein, um auch bei Schwankun
gen der Versorgungsspannung (Zündspannung), die direkt von der Fahr
zeugbatterie geliefert wird und von der Umgebungstemperatur abhängt,
sicher arbeiten zu können. Aus diesen Gründen muß die bekannte Ein
richtung vom mechanischen Verrastungstyp groß bemessen sein, so daß
sich das Problem ergibt, daß die gesamte elektrische Fensterhebereinheit
großvolumig wird.
Bei der bekannten Einrichtung vom Relais-Verrastungstyp besteht hin
gegen die Möglichkeit, die elektrische Fensterhebereinheit (dies gilt
gleichermaßen auch für die Antriebseinheit des Schiebedachs und dgl.)
klein bauen kann. Allerdings erfolgen bei dieser bekannten Einrichtung
mit Relais-Verrastung das automatische Hochfahren und Niederfahren
des Fensters ebenso wie auch das Aufheben dieses automatischen Be
triebs mit Hilfe einer elektronischen Schaltung. Die elektronische Schal
tung ist aber empfänglich für verschiedene Arten von Störungen und
Rauschen, die im Inneren eines Kraftfahrzeugs entstehen. Insofern ist die
bekannte Einrichtung mit Relais-Verrastung anfällig für ein mögliches
Versagen der elektronischen Schaltung, so daß die Zuverlässigkeit des
elektrischen Fensterhebers in Frage steht.
Durch die vorliegende Erfindung soll auch dieses Problem beseitigt
werden. Daher ist es eine zweite, spezielle Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Motorantriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug anzuge
ben, welche klein baut, geringes Gewicht hat, nur eine kleine Anzahl
von Bauteilen aufweist und weitgehend unempfindlich ist gegenüber
Schwankungen der Versorgungsspannung und der Umgebungstempera
tur sowie dem Einfluß verschiedener Arten von Störungen (Rauschen).
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer
Motorantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, die rasche Richtungsände
rungen vollziehen kann, bei der ein bewegtes Teil wie z. B. ein Fenster
dann in eine andere Richtung umgesteuert wird, wenn ein Auswahlschal
ter zum Schalten der Richtung unmittelbar zu Beginn des Bewegungsvor
gangs des bewegten Teils betätigt wird.
Zur Lösung der oben erwähnten speziellen Aufgabe der Erfindung sind
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.
Nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, arbeitet die
Motorsteuereinrichtung so, daß sie ein erstes Steuersignal erzeugt, das
dazu dient, den Motor weiter laufen zu lassen, wenn die Polarität des
ermittelten Stromzunahmeinkrements negativ wird, während ein zweites
Steuersignal erzeugt wird, durch das die Drehung des Motors sofort
angehalten wird, wenn das erfaßte Stromstärkeninkrement positiv oder
null ist.
Bei dieser Vorrichtung mißt die Strommeßeinrichtung während der
Startkompensationszeit den durch den Motor fließenden Strom. Die
Stromstärkenänderungs-Detektoreinrichtung stellt das Stromstärken
inkrement, d. h. den Zunahmewert der Stromstärke fest, das jeweils einer
vorbestimmten konstanten Zeitspanne entspricht, basierend auf der ge
messenen Stromstärke. Nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist,
erzeugt, wenn die Polarität des ermittelten Stromstärkeninkrements
negativ wird, die Motorsteuereinrichtung das erste Steuersignal, welches
dazu benutzt wird, den Betrieb des Motors fortzusetzen, und liefert das
erzeugte erste Steuersignal an die Motorantriebseinrichtung. Wenn hin
gegen die Polarität des erfaßten Stromstärkeninkrements positiv oder null
ist, erzeugt die Motorsteuereinrichtung das zweite Steuersignal, das dazu
benutzt wird, sofort den Betrieb des Motors anzuhalten, und die Motor
steuereinrichtung liefert das erzeugte zweite Steuersignal an die Motor
antriebseinrichtung.
Wenn das bewegliche Teil während der Startkompensationszeit ohne
Störungen geöffnet oder geschlossen wird, wird die Polarität des Strom
stärkeninkrements im Anschluß an die Mitte der Startkompensationszeit
negativ. Die Motorsteuereinrichtung detektiert die Änderung der Polari
tät des Stromstärkeninkrements, um festzustellen, daß dieses negativ ist.
Wenn die Polaritätsänderung des Stromstärkeninkrements als negativ
festgestellt wird, wird das erste Steuersignal an die Motorantriebsein
richtung geliefert, damit diese den Motor weiter in Betrieb hält. Der
Motor wird also weiter gedreht oder angetrieben, bis die stabile Phase
der Motordrehung erreicht ist, die sich an die Startkompensationszeit
anschließt, auch wenn die Mitte der Startkompensationszeit überschritten
ist. Deshalb wird das bewegliche Teil bis zu einer vorbestimmten
Stellung geöffnet oder geschlossen.
Wenn hingegen irgendein Gegenstand sich der Bewegung des bewegten
Teils innerhalb der Startkompensationszeit des Motors entgegenstellt, ist
die Polarität des Stromstärkeninkrements nicht negativ, sondern ist auch
nach der Mitte der Startkompensationszeit entweder positiv oder null. In
diesem Fall kann die Motorsteuereinrichtung nicht die negative Polarität
des Stromstärkeninkrements feststellen, und zu diesem Zeitpunkt wird
das zweite Steuersignal dazu verwendet, den Betrieb des Motors sofort
anzuhalten, wozu es an die Motorantriebseinrichtung geliefert wird,
damit diese den Betrieb des Motors sofort anhält.
Die Vorrichtung kann also in wirksamer Weise eine Sicherheitsfunktion
auch dann übernehmen, wenn sich dem bewegten Teil während der
Startkompensationszeitspanne des Motors ein Gegenstand oder ein Kör
perteil als Hindernis entgegenstellt. Darüber hinaus ist die Vorrichtung
im Stande, während einer gewissen Zeitspanne eine Sicherheits-Detektie
rung vorzunehmen, während der sich der Motor dreht, indem die be
kannte Sicherheitsfunktion während der stabilen Drehzeit des Motors
benutzt wird.
Um die zweite oben angegebene Aufgabe zu lösen, sieht die Erfindung
eine Motorantriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 vor.
Um außerdem die zweite und die dritte Aufgabe zu lösen, sieht die
vorliegende Erfindung gemäß einem weiteren Aspekt eine Motorantriebs
vorrichtung für ein Fahrzeug vor, welche die Merkmale des Anspruchs
5 aufweist.
Im Fall einer speziellen Ausführungsform (nämlich einer vierten Motor
antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug) der zweiten oder der dritten Mo
torantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung ist jede der beiden Selbst
halteschaltungen für die Drehung des Motors mit einem Relais ausgestat
tet, welches in Serie mit einem aus einem Paar der Schalter geschaltet
ist und einen Kontakt zwischen dem Motor und einer Spannungsver
sorgung aufweist, während eine (dritte) Schaltvorrichtung zwischen dem
Relais und dem Motor liegt. Darüber hinaus besitzt die Entrastungs
schaltung eine Ladungsspeicherschaltung, die in einer Steuerschaltung
zum Steuern der (ersten) Schaltvorrichtung vorgesehen ist.
Zusätzlich dazu wird im Fall einer Ausführungsform (nämlich bei einer
vierten Motorantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug) der dritten Motor
antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung die Spannungsdetektorschaltung
derart betrieben, daß sie mindestens einen positiven Spannungsübergang
feststellt, der sich an einem der Anschlüsse des Motors einstellt, um die
detektierte Spannung an die zweite Schaltvorrichtung zu liefern. Die
zweite Schaltvorrichtung wiederum ist mit der Ladungsspeicherschaltung
in der Steuerschaltung verbunden, um die Schaltvorrichtung zu steuern,
die in der Entrastungsschaltung vorgesehen ist. Im eingeschalteten Zu
stand bewirkt die zweite Schaltvorrichtung, daß sich die Ladungsspei
cherschaltung sofort entlädt. Dadurch wird die Schaltvorrichtung schnell
ausgeschaltet.
Bei der zweiten erfindungsgemäßen Motorantriebsvorrichtung wird,
wenn einer aus dem Paar von Schaltern betätigt wird, der Motor in die
Richtung gedreht, die durch den betätigten Schalter bestimmt wird.
Darüber hinaus wird dieser Drehzustand von der Selbsthalteschaltung für
die Drehung beibehalten. Damit wird ein automatischer Betrieb in Gang
gesetzt wird. Wenn zu dieser Zeit der Entrastungsschalter in der Ent
rastungsschaltung betätigt wird, wird die Schaltvorrichtung in der Ent
rastungsschaltung in einen ausgeschalteten Zustand gebracht. Dadurch
wird der selbsthaltende Zustand für die Drehung der Selbsthalteschaltung
aufgehoben, und die Drehung des Motors wird angehalten. Dementspre
chend wird der automatische Betrieb aufgehoben oder beendet. An
schließend kann der Motor umgekehrt werden, d. h., in einer Richtung
gedreht werden, die der vorerwähnten Drehrichtung entgegengesetzt ist,
indem entweder der andere aus dem Paar von Schaltern betätigt wird,
oder indem der Auswahlschalter in eine andere Stellung gebracht wird.
Damit werden bei der zweiten erfindungsgemäßen Motorantriebsvorrich
tung sämtliche Betätigungen des Wählens, des Änderns und des Auf
hebens der Drehrichtung des Motors durch Betätigen der Schalter wahr
genommen. Darüber hinaus wird ein Selbsthaltebetrieb für die Drehung
(d. h. der Betrieb des Aufrechterhaltens der Drehung des Motors) durch
die Selbsthalteschaltung wahrgenommen. Dieser Selbsthaltebetrieb wird
von der Schaltvorrichtung aufgehoben. Hierdurch wird die zweite erfin
dungsgemäße Motorantriebsvorrichtung für ein Fahrzeug unempfindlich
gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung und der Umge
bungstemperatur sowie Einflüssen unterschiedlicher Arten von Störungen
oder Rauschen. Darüber hinaus kann man eine Motorantriebsvorrichtung
erhalten, die klein baut und geringes Gewicht besitzt und außerdem nur
wenig Bauelemente enthält, um einen elektrischen Fensterheber oder dgl.
zu bilden.
Wenn die Selbsthalteschaltung für die Motordrehung sich aus einem
Relais zusammensetzt, welches in Serie mit einem aus dem Paar von
Schaltern geschaltet ist (wobei es sich z. B. um Tastenschalter handelt),
und mit einem Kontakt zwischen Motor und Spannungsquelle liegt, und
wenn eine Schalteinrichtung zwischen dem Relais und dem Motor liegt,
ähnlich wie im Fall der vierten erfindungsgemäßen Motorantriebsvor
richtung, kann man eine Motorantriebsvorrichtung für einen elektrischen
Fensterheber erhalten, die klein baut, geringes Gewicht hat und nur
wenig Bauteile besitzt.
Im Fall der dritten erfindungsgemäßen Motorantriebseinrichtung für ein
Fahrzeug wird, wenn einer aus dem Paar von Schaltern betätigt wird,
der Motor in die durch den betätigten Schalter festgelegte Richtung
gedreht. Dieser Drehzustand wird durch die Selbsthalteschaltung auf
rechterhalten. Damit wird ein automatischer Betrieb gestartet. Wenn
dann der Auswahlschalter in eine Stellung gebracht wird, die einer
Richtung entspricht, die der genannten festgelegten Richtung entgegen
gesetzt ist, wird eine in diesem Moment auftretende Änderung der
Klemmenspannung des Motors in der Spannungsdetektorschaltung festge
stellt. Anschließend schaltet ein Ausgangssignal der Spannungsdetektor
schaltung, die das Ergebnis dieser Feststellung repräsentiert, die zweite
Schaltvorrichtung ein. Wenn die zweite Schaltvorrichtung eingeschaltet
wird, wird die (erste) Schaltvorrichtung der Entrastungsschaltung sofort
in einen Sperrzustand gebracht. Der Selbsthaltezustand der Selbsthalte
schaltung für die Drehung wird aufgehoben, d. h., es wird der automa
tische Betrieb aufgehoben. Wenn dieser automatische Betrieb aufgehoben
wird, beginnt der Motor, sich in der Richtung zu drehen, die der vorher
festgelegten Richtung entgegengesetzt ist, indem der Auswahlschalter in
eine Stellung gebracht wird, die der der festgesetzten Richtung entgegen
gesetzten Richtung entspricht. Damit wird bei der dritten erfindungs
gemäßen Motorantriebseinrichtung für ein Fahrzeug die Gesamtheit der
Betätigungen beim Auswählen, Ändern und Aufheben der Drehrichtung
des Motors dadurch ausgeführt, daß die Schalter betätigt werden, ähnlich
wie bei der zweiten erfindungsgemäßen Motorantriebsvorrichtung.
Darüber hinaus erfolgt der Selbsthaltebetrieb für die Drehung durch die
Selbsthalteschaltung. Außerdem wird der Selbsthaltebetrieb für die Dre
hung durch die Schaltvorrichtung aufgehoben. Damit wird die zweite
erfindungsgemäße Motorantriebseinrichtung unempfindlich gegenüber
Schwankungen der Spannungsversorgung und der Umgebungstemperatur
sowie Einflüssen unterschiedlicher Arten von Störungen und Rauschen.
Wenn außerdem das Einstellen des Auswahlschalters in eine andere
Stellung erfolgt, schaltet die zweite Schaltvorrichtung die (erste) Schalt
vorrichtung aus, die abhängig von einer solchen Einstellung des Aus
wahlschalters arbeitet. Dadurch läßt sich für bspw. einen elektrischen
Fensterheber eine Motorantriebsvorrichtung schaffen, die die Drehrich
tung des Motors rasch und sicher umkehren kann, ohne den Entrastungs
schalter zu betätigen.
Wenn dabei die Selbsthalteschaltung für die Drehung aus einem Relais,
welches in Reihe zu einem aus dem Paar von Schaltern (bei denen es
sich z. B. um Tastenschalter handelt) und mit einem Kontakt zwischen
Motor und Spannungsquelle liegt, und einer Schaltvorrichtung zwischen
dem Relais und dem Motor gebildet wird, ähnlich wie im Fall der
vierten erfindungsgemäßen Motorantriebseinrichtung, und wenn die
Spannungsdetektorschaltung mindestens einen positiven Spannungsüber
gang feststellt, der sich an einem der Anschlüsse des Motors einstellt,
und die detektierte Spannung an die zweite Schaltvorrichtung liefert, und
die zweite Schaltvorrichtung an die in der Steuerschaltung zum Steuern
der Schaltvorrichtung in der Entrastungsschaltung vorgesehene Ladungs
speicherschaltung angeschlossen ist, veranlaßt beim Einschalten die
zweite Schaltvorrichtung ein unmittelbares Entladen der Ladungsspei
cherschaltung, um dadurch die Schaltvorrichtung mit hoher Geschwin
digkeit auszuschalten, ähnlich wie bei der fünften erfindungsgemäßen
Motorantriebsvorrichtung, und man kann bspw. in Form eines elektri
schen Fensterhebers, eine Motorantriebsvorrichtung enthalten, die gerin
ge Größe und geringes Gewicht aufweist und nur wenige Bauteile ent
hält.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm zum Veranschaulichen des
Aufbaus einer Sicherheits-Motorantriebsvor
richtung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A eine graphische Darstellung der Motor
stromänderungen während einer Startkom
pensationszeit eines Motors entsprechend der
Ausführungsform nach Fig. 1;
Fig. 2B einen Kurvenverlauf zum Veranschaulichen
eines Motorstromstärken-Inkrements, das sich
während einer Startkompensationszeit eines
Motors eine Ausführungsform nach Fig. 1
ändert;
Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches einen Prozeß
veranschaulicht, der durchgeführt wird, wenn
die Sicherheitsdetektierung gemäß der Aus
führungsform nach Fig. 1 durchgeführt
wird;
Fig. 4 eine graphische Darstellung zum Veranschau
lichen der Änderung eines Motorstroms für
den Fall, daß ein bewegliches Teil mit Hilfe
eines Motors normal geöffnet oder geschlos
sen wird, und für den Fall, daß sich dem
beweglichen Teil bei dessen Öffnen und
Schließen mit Hilfe eines Motors ein Hinder
nis entgegenstellt;
Fig. 5 ein Diagramm zum Veranschaulichen des
Aufbaus einer weiteren Motorantriebsvor
richtung für einen elektrischen Fensterheber
als zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 6 ein Diagramm zum Veranschaulichen des
Aufbaus einer weiteren Motorantriebsvor
richtung für einen elektrischen Fensterheber
gemäß einer dritten Ausführungsform der
Erfindung und
Fig. 7A u. 7B Blockdiagramme, welche schematisch den Aufbau
zweier herkömmlicher Einrichtungen bekann
ter Typen für elektrische Fensterheber dar
stellen.
Fig. 1 zeigt in Form eines Diagramms den Aufbau einer ersten Aus
führungsform der erfindungsgemäßen Sicherheits-Motorantriebseinrich
tung für ein Fahrzeug. Bewegliche Teile, die mit Hilfe von Motorantrie
ben geöffnet und geschlossen werden, sind z. B. die Fenster und das
Schiebedach eines Fahrzeugs.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Motor 1 mit einem elektrischen
Fensterheber oder einer elektrischen Betätigungsvorrichtung für ein
Schiebedach über einen Verbindungsmechanismus verbunden. Das moto
risch angetriebene Fenster oder Schiebedach wird durch Drehung des
Motors 1 geöffnet und geschlossen. Ein Motorantriebsteil 2 (als Motor
antriebseinrichtung) besitzt ein erstes Relais 2a und ein zweites Relais
2b mit jeweils zwei feststehenden Kontakten. Außerdem ist der bewegli
che Kontakt sowohl des ersten als auch des zweiten Relais 2a und 2b
mit einem Anschluß des Motors 1 verbunden. Einer der festen Kontakte
jedes der Relais 2a und 2b ist mit einer gemeinsamen Motorantriebs
stromquelle 6 verbunden. Ferner ist der andere der festen Kontakte der
beiden Relais 2a und 2b mit einem gemeinsamen Eingangsanschluß für
ein Motorstrommeßteil 3 verbunden. Ferner ist die Treiberspule des
ersten und des zweiten Relais 2a und 2b mit einem Ende an eine ge
meinsame Schaltungsbetriebsspannungsquelle 7 angeschlossen, während
das andere Ende an einen der beiden Ausgangsanschlüsse eines Puffers 5
angeschlossen ist. Der Motorstrommeßteil 3 ist als Strommeßeinrichtung
mit einem Operationsverstärker 3a, einem Stromerfassungswiderstand
3b, einem ersten und einem zweiten Eingangswiderstand 3c und 3d,
einem Nebenschlußwiderstand 3e und einem Rückkoppelungswiderstand
3f ausgestattet. Der Operationsverstärker 3a ist mit einem Eingangs
anschluß sowohl an einen Eingangsanschluß des Motorstrommeßteils als
auch an ein Ende des Stromerfassungswiderstands 3b über den ersten
Eingangswiderstand 3c angeschlossen, während der andere Eingangs
anschluß an das andere Ende des Stromerfassungswiderstands 3b über
den zweiten Eingangswiderstand 3d angeschlossen ist. Der Nebenschluß
widerstand 3e ist mit einem Punkt zwischen dem erstgenannten Ein
gangsanschluß des Operationsverstärkers 3a und Masse verbunden. Ein
Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 3a ist mit einem Ausgangs
anschluß des Motorstrommeßteils 3 verbunden und der als zweites
genannte Eingangsanschluß des Operationsverstärkers ist damit über den
Rückkoppelungswiderstand 3f verbunden. Eine Steuerschaltung 4 besitzt
eine Differenzierschaltung 4a (als Stromstärkenänderungs-Detektorein
richtung), eine Polaritätsbeurteilungsschaltung (als Motorsteuereinrich
tung 4b) und einen Steuersignalgeneratorteil 4c (als Motorsteuereinrich
tung). Die Differenzierschaltung 4a ist mit einem Eingangsanschluß an
den Ausgang des Motorstrommeßteils 3 angeschlossen und ist mit dem
Ausgang an einen Eingangsanschluß der Polaritätsbeurteilungsschaltung
4b angeschlossen. Der Steuersignalgeneratorteil 4c ist mit einem
Eingang an den Ausgang der Polaritätsbeurteilungsschaltung 4b ange
schlossen, und zwei Ausgänge des Steuersignalgeneratorteils 4c sind mit
zwei Eingangsanschlüssen des Puffers 5 verbunden. Die Eingänge des
ersten und des zweiten Puffers 5a und 5b sind an die beiden Eingänge
des Pufferabschnitts 5 angeschlossen. Die Ausgangsanschlüsse der ersten
und der zweiten Pufferschaltung 5a und 5b sind mit den beiden Aus
gangsanschlüssen des Puffers 5 verbunden.
Fig. 2A zeigt in Form einer graphischen Darstellung die Änderungen
der Motorstromstärke während der Startkompensationszeit (Zeitzone a)
des Motors gemaß Fig. 2. Fig. 2B zeigt den Verlauf eines Motor
stromstärkeninkrements während der Startkompensationszeit des Motors
der Ausführungsform nach Fig. 1. In den Fig. 2A und 2B bezeich
nen ausgezogene Linien oder Kurven das Verhalten für den Fall, daß
das Fenster oder das Schiebedach normal geöffnet und geschlossen wird.
Gestrichelte Linien oder Kurven bezeichnen das Verhalten für den Fall,
daß sich dem bewegten Fenster oder Schiebedach ein Hindernis ent
gegenstellt.
Im folgenden wird die Betriebsweise einer Sicherheits-Motorantriebsvor
richtung mit dem oben beschriebenen Aufbau in Verbindung mit den
Fig. 1, 2A und 2B beschrieben.
Zunächst soll die Arbeitsweise der Vorrichtung für die Anfangsphase
beim Öffnen und Schließen des Fensters oder des Schiebedachs erläutert
werden.
Wenn ein Fahrgast einen Schalter zum Öffnen und Schließen des Fen
sters oder des Schiebedachs im Zeitpunkt t₀ betätigt, werden von den
zwei Ausgangsanschlüssen des Steuersignalgeneratorteils 4c ansprechend
auf die Schalterbetätigung Steuersignale abgegeben. Jedes dieser anfäng
lichen Steuersignale gelangt an die Treiberspule des ersten und des
zweiten Relais 2a und 2b des Motorantriebsteils 2 über die zugehörige
erste bzw. zweite Pufferschaltung 5a und 5b des Puffers 5. Wenn in
diesem Fall eines der anfänglichen Steuersignale, die von dem Steuer
signalgeneratorteil 4 erzeugt werden, einen hohen Signalpegel hat, wäh
rend das andere einen niedrigen Pegel besitzt, hat ein Ausgangssignal
der ersten Pufferschaltung 5a einen niedrigen Signalpegel. Damit wird
die Treiberspule des ersten Relais 2a erregt, wodurch sein beweglicher
Kontakt auf einen anderen Festkontakt des Relais eingestellt wird. Im
Gegensatz dazu hat das Signal am Ausgang der zweiten Pufferschaltung
5b hohen Pegel, wodurch die Treiberspule des zweiten Relais 2b nicht
erregt wird, folglich dessen beweglicher Kontakt nicht umschaltet. An
schließend fließt der Anfangsstrom in den Motor 1 in eine Richtung
gemäß der das Fenster oder das Schiebedach mit dem Öffnungsvorgang
beginnt. Wenn hingegen das eine Anfangs-Steuersignal einen niedrigen
und das andere Signal einen hohen Signalpegel hat, erhält der Ausgang
der Pufferschaltung 5a einen hohen Pegel. Deshalb wird die Treiber
spule des zweiten Relais 2b nicht erregt, und dessen beweglicher Kon
takt wird nicht umgeschaltet. Allerdings wird der Signalpegel am Aus
gang der zweiten Pufferschaltung 5b niedrig, so daß die Treiberspule
des zweiten Relais 2b erregt und der bewegliche Kontakt dieses Relais
umgeschaltet wird. Folglich fließt ein anfänglicher elektrischer Strom
durch den Motor in die andere Richtung, so daß das Fenster oder das
Schiebedach mit dem Schließvorgang beginnt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der Vorrichtung für eine Zeitspanne
zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁ gemäß Fig. 2 im Anschluß an den
Beginn des Öffnens oder Schließens des Schiebedachs oder Fensters
innerhalb der Startkompensationszeit (der Zeitzone a) beschrieben.
Wenn der Anfangsstrom durch den Motor 1 in eine der beiden Richtun
gen oder in die andere Richtung fließt, so fließt dieser Strom auch durch
den Stromerfassungswiderstand 3b, der in Reihe zu dem Motor 1 ge
schaltet ist, und zwar über die jeweiligen Kontakte des ersten und des
zweiten Relais 2a, 2b. Damit bildet sich eine Spannung an den An
schlüssen des Stromerfassungswiderstands 3b, deren Stärke von der
Stromstärke des durch den Motor 1 fließenden Stroms abhängt. Diese
Spannung gelangt über den ersten und den zweiten Eingangswiderstand
3c und 3d an den Operationsverstärker 3a und wird von diesem ver
stärkt. Die verstärkte Spannung gelangt dann über den Ausgangsan
schluß des Operationsverstärkers 3a an die nachfolgende Differenzier
schaltung 4a in der Steuereinheit 4. Die Differenzierschaltung 4a diffe
renziert den Wert der ihr eingegebenen Stromstärke. Wie in Fig. 2A
gezeigt ist, erzeugt nach jedem Verstreichen eines praktisch unendlich
kleinen Zeitintervalls Δt die Differenzierschaltung 4a, die Differential
spannungswerte, die die Inkremente Δi₀, Δi₁, Δi₂ der Stromstärke des
durch Stromerfassungswiderstand 3b fließenden Strom repräsentieren.
Diese Inkremente Δi₀, Δi₁, Δi₂, . . . des Stroms werden an die nachgeord
nete Polarisationsbeurteilungsschaltung 4b geliefert. Die Beurteilungs
schaltung 4b mißt, wieviel Zeit seit dem Zeitpunkt t₀, zu dem der
Schalter zum Betätigen der Fensterscheibe oder des Schiebedachs betä
tigt wurde, verstrichen ist. In dem Zeitpunkt t′₀, wenn eine Zeitspanne
T₀ nach dem Zeitpunkt t₀ verstrichen ist, stellt die Polaritätsbeurtei
lungsschaltung 4b fest, ob die Polaritäten der angegebenen Inkremente
Δi₀, Δi₁, Δi₂ . . . der Stromstärke negativ, positiv oder null sind. Wenn
ein Ergebnis dieser Ermittlung darin besteht, daß das Fenster oder das
Schiebedach normal geöffnet oder geschlossen wird und damit die Pola
ritäten der angegebenen Inkremente Δi₀, Δi₁, Δi₂, . . . der Stromstärke
negativ sind, was durch die ausgezogenen Linien in Fig. 2A und 2B
angedeutet ist, liefert die Polaritätsbeurteilungsschaltung 4b ein
Korrektheitssignal an den nachgeordneten Steuersignalgeneratorteil 4c.
Wenn hingegen das Ergebnis der obigen Bearbeitung besagt, daß sich
etwas dem bewegten Fenster oder Schiebedach als Hindernis entgegen
stellt und mithin die Polaritäten der eingegebenen Inkremente Δi₀, Δi₁,
Δi₂, der Stromstärke nicht negativ sind, wie es durch die gestrichelten
Linien in Fig. 2A und 2B angedeutet ist, liefert die Polaritätsbeur
teilungsschaltung 4b ein Fehlersignal an den nachgeordneten Steuer
signalgeneratorteil 4c, wenn das Korrektheitssignal eingegeben wird,
liefert der Steuersignalgenerator 4c erste Steuersignale, deren Polaritäten
die gleichen sind wie die des anfänglichen Steuersignals, an den Puffer 5
(oder die Motortreiberschaltung). Hierdurch treibt die Motortreiberschal
tung 5 den Motor 1 in der Weise, daß sich dieser für den verbleibenden
Abschnitt der Startkompensationszeit nach dem Zeitpunkt t′₀ und im
Anschluß an den Zeitpunkt t₁ während der stabilen Drehzeit weiterdreht.
Damit setzt das Fenster oder das Schiebedach seine Öffnungs- oder
Schließbewegung fort. Wenn hingegen das Fehlersignal eingegeben
wird, liefert der Steuersignalgeneratorteil 4c zweite Steuersignale, deren
Signalpegel beide hoch oder beide niedrig sind, an die beiden Eingangs
anschlüsse der Motortreiberschaltung 5. Hierdurch sperrt die Motor
treiberschaltung 5 sofort den Motor 1 gegenüber der Spannungsversor
gung und hält die Drehung des Motors 1 an.
Bei dieser Ausführungsform wird also der Umstand, daß sich ein Hin
dernis dem bewegten Fenster oder Schiebedach während der Startkom
pensationszeit des Motors 1 beim Schließen oder Öffnen des Fensters
oder Schiebedachs entgegenstellt, aus einer Änderung der Polarität des
Stromstärkeninkrements des durch den Motor 1 fließenden Stroms in der
Mitte der Startkompensationszeit festgestellt. Im Anschluß daran wird
der Motor 1 sofort angehalten. Dementsprechend wird auch das Öffnen
oder das Schließen des Fensters oder des Schiebedachs sofort gestoppt.
In diesem Fall ist es vorzuziehen, eine Sicherheitsdetektoreinrichtung
vorzusehen, die während der stabilen Drehphase des Motors 1 arbeitet,
wobei diese Ausführungsform zusätzlich zu der weiteren Sicherheits
detektoreinrichtung vorgesehen ist, welche während der
Startkompensationszeit Motors 1 arbeitet. Indem man das Ergebnis
beider Sicherheitsdetektoreinrichtungen ausnutzt, also der Sicherheitsein
richtungen für die Startkompensationsphase einerseits und die stabile
Drehphase des Motors andererseits, läßt sich während praktisch der
gesamten Betriebszeit des Motors 1 eine Sicherungsfunktion realisieren.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Sicherung auf der Grundlage der
Polaritätsänderung des Stromstärkeninkrements des durch den Motor 1
fließenden Stroms zu einem Zeitpunkt, der etwa in der Mitte der Start
kompensationszeit liegt. Wenn eine abnormale Polaritätsänderung statt
findet, wird der Motorbetrieb 1 erst im Anschluß an die Mitte der Start
kompensationszeit angehalten. Die gesamte Startkompensationszeit ist
allerdings nur kurz und beträgt z. B. 100 ms. Wenn sich daher ein Hin
dernis in dem Bewegungsweg des beweglichen Teils befindet und die
Mitte der Startkompensationszeit bereits überschritten ist, werden der
Fahrgast und auch der Motor ausreichen, durch die Sicherheitsfunktion
geschützt, die während der stabilen Drehzeit des Motors 1 durch
bekannte Sicherheitsmaßnahmen erreicht wird.
Fig. 3 zeigt in Form eines Flußdiagramms den Prozeß der Sicherheits
funktion, wie sie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ausgeführt
wird.
Im folgenden wird der Sicherheitsbetrieb gemäß dieser Ausführungsform
anhand des Flußdiagramms erläutert. Wenn der Schalter zum Öffnen
und Schließen des elektrisch betätigten Fensters oder Schiebedachs im
Schritt S1 betätigt wird, erzeugt die Steuereinheit 4 ein Anfangssteuer
signal derart, daß der elektrische Anfangsstrom durch den Motor 1 in
die eine oder die andere, entgegengesetzte Richtung fließt. Hierdurch
wird der Betrieb des Motors 1 eingeleitet. Damit wird auch das Öffnen
oder das Schließen des Fensters oder des Schiebedachs begonnen.
Als nächstes ermittelt im Schritt S2 der Operationsverstärker 3a eine
Anfangsstromstärke des durch den Motor 1 fließenden Stroms in Form
eines Werts, der einer Spannung entspricht, die sich an den Anschlüssen
des Stromerfassungswiderstands 3b entwickelt.
Anschließend beurteilt im Schritt S3 die Differenzierschaltung 4a der
Steuereinheit 4, ob die unendlich kleine Zeitspanne Δt verstrichen ist
oder nicht, wozu ein Zeitsteuerglied (Timer) oder dgl. verwendet wird.
Wenn festgestellt wird, daß die kleine Zeitspanne Δt verstrichen ist (was
dem Verlassen der Abfrage entsprechend dem Ja-Zweig entspricht), wird
der Timer gelöscht, und der Prozeß geht weiter zum nächsten Schritt
S4. Wenn hingegen festgestellt wird, daß die kleine Zeitspanne Δt noch
nicht verstrichen ist (was dem Nein-Ausgang der Abfrage entspricht),
wird der Schritt S3 wiederholt durchgeführt.
Anschließend liest im Schritt S4 die Differenzierschaltung 4a den laufen
den oder aktuellen Wert des durch den Motor 1 fließenden Stroms.
Im Schritt S5 berechnet die Differenzierschaltung 4a anschließend das
Stromstärkeninkrement Δin des durch den Motor 1 fließenden Stroms auf
der Grundlage des zu diesem Zeitpunkt gelesenen Stromstärkenwerts und
eines weiteren Stromstärkenwerts, der Δt früher gelesen wurde.
Als nächstes beurteilt die Polaritätsbeurteilungsschaltung 4b im Schritt
S6, ob das Stromstärkeninkrement Δin negativ, positiv oder null ist.
Wenn das Inkrement Δin negativ ist, geht der Prozeß weiter zum Schritt
S12. Wenn das Inkrement Δin positiv ist, geht der Prozeß zurück zum
Schritt S3, und es wird erneut die Verarbeitung gemaß den Schritten S3
bis S6 vorgenommen. Wenn das Inkrement Δin null beträgt, geht der
Prozeß weiter zum Schritt S7.
Anschließend beurteilt die Differenzierschaltung 4a im Schritt S7, ob die
unendlich kleine Zeitspanne Δt verstrichen ist oder nicht, wozu wieder
der Timer verwendet wird. Ist die Zeitspanne Δt verstrichen (was dem
Ja-Ausgang der Abfrage entspricht), wird der Timer gelöscht und der
Prozeß geht weiter zum nächsten Schritt S8. Ist hingegen die kleine
Zeitspanne Δt noch nicht verstrichen (was dem Nein-Ausgang der Ab
frage entspricht), so wird die Verarbeitung des Schritts S7 wiederholt.
Anschließend liest die Differenzierschaltung 4a im Schritt S8 den laufen
den oder aktuellen Wert des durch den Motor 1 fließenden elektrischen
Stroms.
Dann berechnet die Differenzierschaltung im Schritt S9 das Inkrement
Δin+1 der Stärke des durch den Motor 1 fließenden Stroms auf der
Grundlage der jetzt gelesenen Stromstärke und der Δt früher gelesenen
Stromstärke.
Als nächstes beurteilt die Polaritätsbeurteilungsschaltung 4b im Schritt
S10, ob das Inkrement Δin+1 der Stromstärke negativ, positiv oder null
ist. Wenn das Inkrement Δin+1 negativ ist, folgt der Schritt S12. Ist das
Inkrement Δin+1 positiv oder null, geht der Prozeß zum nächsten Schritt
S11.
Im Schritt S11 liefert die Polaritätsbeurteilungsschaltung 4b ein Ab
normalitätssignal an den Steuersignalgeneratorteil 4c, welcher daraufhin
zweite Steuersignale an die Motortreiberschaltung 5 gibt. Bei Empfang
der zweiten Steuersignale stoppt die Motortreiberschaltung 5 sofort den
Betrieb des Motors 1 über den Motorantriebsabschnitt 2. Damit ist eine
Reihe von Sicherheitsoperationen abgeschlossen.
Im Schritt S3 liefert die Polaritätsbeurteilungsschaltung 4b ein Normal
signal an den Steuersignalgeneratorteil 4c, woraufhin dieser erste Steuer
signale an die Motorantriebsschaltung 5 liefert. Diese betreibt bei
Empfang der ersten Steuersignale den Motor 1 weiter über den Motor
antriebsabschnitt 2. Danach ist ähnlich wie oben die Reihen von Sicher
heitsmaßnahmen abgeschlossen.
Bei der obigen Beschreibung dieser Ausführungsform wurde der Fall
erläutert, daß es sich bei dem bewegten Teil des Fahrzeugs um ein
Fenster oder ein Schiebedach handelt. Allerdings ist das hier so bezeich
nete bewegliche oder bewegte Teil nicht auf das motorgetriebene Fenster
oder das motorgetriebene Schiebedach des Fahrzeugs beschränkt. Es
kann sich auch um andere motorgetriebene Teile handeln.
Wie oben erläutert, wird bei dieser Ausführungsform der Erfindung von
dem Strommeßteil 3 die Stärke des durch den Motor fließenden Stroms
während der Startkompensationszeit des Motors gemessen. Die Strom
stärkenänderungs-Detektoreinrichtung 4a detektiert das Stromstär
keninkrement für jeweils eine vorbestimmte Zeitspanne auf der Basis der
gemessenen Stromstärken. Wenn die Polarität des jeweils vermittelten
Stromstärkeninkrements negativ wird, nachdem eine vorbestimmte Zeit
spanne verstrichen ist, generiert die Motorsteuereinrichtung 4b, 4c erste
Steuersignale zum Fortsetzen des Betriebs des Motors 1, wobei die
ersten Steuersignale an die Motortreibereinrichtung 2 gegeben werden.
Wenn hingegen die Polarität des festgestellten Stromstärkeninkrements
noch positiv oder null ist, erzeugen die Steuereinrichtungen 4a, 4c die
zweiten Steuersignale, um den Betrieb des Motors 1 sofort anzuhalten
und die erzeugten zweiten Steuersignale an die Motorantriebseinrichtung
2 zu liefern.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich also eine Sicher
heitsfunktion auch dann erreichen, wenn während der Startkompensa
tionszeit des Motors 1 sich dem bewegten Teil ein Hindernis entgegen
stellt. Wenn diese Sicherheitseinrichtung zusammen mit einer bekannten
Sicherheitseinrichtung verwendet wird, die beim stabilen Drehbetrieb des
Motors arbeitet, ist die erfindungsgemäße Motorantriebsvorrichtung
praktisch während der gesamten Betriebs- oder Drehzeit des Motors 1
vollkommen sicher.
Im folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel anhand der Zeich
nungen erläutert. Fig. 5 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer weite
ren Motorantriebsvorrichtung für ein Fenster als zweite Ausführungs
form der Erfindung darstellt.
Bei der folgenden Beschreibung sind die Buchstaben "U" und "D" den
Bezugszeichen hinzugefügt, um jeweils darauf hinzuweisen, daß es sich
um Funktionen des Hochfahrens (UP) oder der Niederfahrens (DOWN)
entsprechend der Richtung nach oben oder nach unten handelt, je nach
dem, wie das Fenster betätigt wird.
Wie in Fig. 5 zu sehen ist, besteht eine Hebe-Dreh-Selbsthalteschaltung
112U aus einem Tastenschalter 102U, einem Relais 103U, in welchem
Kontakte 104U enthalten sind, einem Schalttransistor 105U für ein
Selbsthalten des Drehens, und einer Funkenlöschdiode 107U, was der
Aufwärtsbewegung des Fensters entspricht. Der Tastenschalter 102U
und das Relais 103U sind an einem Punkt zwischen einem Versorgungs
spannungsanschluß 111 und Schaltungsmasse in Reihe geschaltet. Außer
dem liegt die Funkenlöschdiode 107U parallel zu dem Relais 103U. Der
bewegliche Kontakt, einer der feststehenden Kontakten und ein weiterer
fester Kontakt der Kontakte 104U sind an den Emitter des Schalttransi
stors 105U, den Spannungsversorgungsanschluß 111 bzw. an Masse
geschaltet. Der Kollektor des Schalttransistors 105U ist an den Verbin
dungspunkt zwischen dem Tastenschalter 102U und dem Relais 103U
angeschlossen. Außerdem besteht eine Absenk-Dreh-Selbsthalteschaltung
112D aus einem Tastenschalter 102D, einem Relais 103D, in welchem
Kontakte 104D vorgesehen sind, einem Schalttransistor 105D für ein
Selbsthalten der Drehung des Motors, und eine Funkenlöschdiode 107D,
was der Abwärtsbewegung des Fensters entspricht. Der Tastenschalter
102D und das Relais 103D sind an einem Punkt zwischen dem
Spannungsversorgungsanschluß 111 und Schaltungsmasse in Reihe ge
schaltet. Ferner liegt die Funkenlöschdiode 107D parallel zu dem Relais
103D. Der bewegliche Kontakt, einer der festen Kontakte und der weite
re feste Kontakt des Kontakts 104D sind mit dem Emitter des Schalt
transistors 105D, dem Versorgungsspannungsanschluß 111 bzw. mit
Masse verbunden. Der Kollektor des Schalttransistors 105D ist an den
Verbindungspunkt zwischen dem Tastenschalter 102D und dem Relais
103D angeschlossen. Ein Gleichstrommotor 101 besitzt zwei Anschlüsse,
von denen der eine mit dem beweglichen Kontakt eines Hebewahlschal
ters 106U und der andere mit dem beweglichen Kontakt eines Absenk
wahlschalters 106D verbunden ist. Beide Wählschalter 106U und 106D
sind Wahlschalter mit zwei Kontakten. Einer der festen Kontakte jedes
der Wahlschalter 106U und 106D ist mit dem Spannungsversorgungs
anschluß 111 verbunden. Darüber hinaus ist der andere feste Kontakt
jedes der Wahlschalter 106U und 106D mit dem entsprechenden Schalt
transistor 105U bzw. 105D verbunden.
Eine Entrastschaltung 113 setzt sich zusammen aus einem Schalttransi
stor 108 zur Aufhebung der Verrastung, einer Ladungsspeicherschaltung
109 aus einem Serienwiderstand und einem Nebenschluß-Kondensator,
und einem Entrastschalter 110. Der Kollektor des Schalttransistors 108
ist über einen Widerstand an jede der Basen der Schalttransistoren 105U
und 105D angeschlossen. Außerdem ist die Basis des Schalttransistors
108 mit dem Ausgangsanschluß der Ladungsspeicherschaltung 109 ver
bunden. Ferner ist der Emitter des Schalttransistors 108 auf Masse
gelegt. Der Entrastschalter 101 besitzt zwei Anschlüsse, von denen der
eine über Dioden und Widerstände mit dem Spannungsversorgungsan
schluß 111 und außerdem über Dioden, einen Widerstand und einen
Kondensator mit dem Eingangsanschluß der Ladungsspeicherschaltung
109, und der andere mit Masse verbunden ist.
Der bewegliche Kontakt jedes der Wahlschalter 106U und 106D ist
normalerweise in die in Fig. 5 durch eine ausgezogene Linie dargestellte
Position eingestellt. Jeder der Tastenschalter 102U und 102D und der
Entrastschalter 110 ist normalerweise geöffnet und wird bei Betätigung
geschlossen. Außerdem sind die Kontakte 104U des Relais 103U und die
Kontakte 104D des Relais 103D in die in Fig. 5 gezeigten Stellungen
eingestellt, wenn die Relais 103U und 103D nicht angesteuert werden
(d. h. nicht erregt sind). Werden die Relais 103U und 103D angesteuert,
gelangen die Kontakte 104U des Relais 103U und die Kontakte 104D
des Relais 103D in die Stellung, die derjenigen gemäß Fig. 5 entgegen
gesetzt ist. Darüber hinaus wird der Schalttransistor 108 in einen leiten
den Zustand gebracht, wenn sich der Motor 101 dreht, und er wird in
den Sperrzustand gebracht, wenn die Drehung des Motors 101 blockiert
ist.
Die Motorantriebsvorrichtung für das Fenster gemäß obiger Beschrei
bung arbeitet wie folgt:
Zunächst soll der Fall beschrieben werden, daß das Fenster des Fahr
zeugs durch Betätigung der Wahlschalter 106U und 106D bewegt wird.
Wenn sich nun das Fenster öffnet, der Fahrer oder ein anderer Fahrgast
aber wünscht, das Fenster anzuheben und zu schließen, wird der Wahl
schalter 106U betätigt, um dessen beweglichen Kontakt aus der durch
die ausgezogene Linie angedeuteten Stellung in die entgegengesetzte,
durch die gestrichelte Linie angedeutete Stellung zu bringen. Dadurch
ergibt sich ein elektrischer Strompfad von dem Spannungsversorgungs
anschluß 111 zu Masse über die Kontakte des Hub-Wahlschalters 106U,
den Gleichstrommotor 101, die Kontakte des Absenk-Wahlschalters
106D und die Kontakte 104D des Absenkrelais 103D. Damit fließt
Strom durch den Motor 101 von links nach rechts gemäß Fig. 5, und
folglich dreht sich der Motor 101 derart, daß sich das Fenster nach oben
bewegt.
Wenn hingegen das Fenster schließt, der Fahrer oder der Fahrgast
allerdings wünscht, das Fenster abzusenken und zu öffnen, wird der
Absenk-Wahlschalter 104D betätigt, um den Kontakt aus der durch
ausgezogene Linien dargestellten Position in die durch gestrichelte
Linien angedeuteten Stellung zu bringen. Dadurch ergibt sich ein elek
trischer Strompfad von dem Versorgungsspannungsanschluß 111 nach
Masse über die Kontakte des Absenk-Wahlschalters 106D, den Gleich
strommotor 101, die Kontakte des Hub-Wahlschalters 106U und die
Kontakte 104U des Hub-Relais 103U. Jetzt fließt elektrischer Strom von
rechts nach links durch den Motor 101 gemäß Fig. 5, und folglich dreht
sich der Motor 101 um, so daß das Fenster nach unten läuft.
Als nächstes wird der Betrieb für den Fall beschrieben, daß das Fenster
automatisch dadurch bewegt wird, daß die Tastschalter 102U und 102D
betätigt werden, um einen automatischen Betrieb zu erhalten.
Wenn sich das Fenster öffnet, der Fahrer oder Fahrgast allerdings das
Heben und Schließen dieses Fensters wünscht, wird der Hub-Tasten
schalter 102U gedrückt, um dessen Kontakte vorübergehend zu
schließen. Damit ergibt sich ein elektrischer Strompfad von dem Versor
gungsspannungsanschluß 111 nach Masse über die Kontakte des Hub-Tastenschalters
102U und das Hub-Relais 102U. Dann wird das Hub-Relais
103U angetrieben. Beim Ansteuern des Relais 103U werden die
Kontakte 104U des Hub-Relais 103U in die Stellung gebracht, die derje
nigen gemäß Fig. 5 entgegengesetzt ist. Dadurch ergibt sich ein erster
elektrischer Strompfad von dem Versorgungsspannungsanschluß 111
nach Masse über die Kontakte 104U des Hub-Relais 103U, die Kontakte
des Hub-Wahlschalters 106U, den Gleichstrommotor 101, die Kontakte
des Absenk-Wahlschalters 106D und die Kontakte 104D des Absenk-Relais
103D, außerdem ein zweiter elektrischer Strompfad von dem
Spannungsversorgungsanschluß 111 nach Masse über die Kontakte 104U
des Hub-Relais 103U, den Schalttransistor 105U und das Hub-Relais
103U. Als Ergebnis des ersten elektrischen Strompfads fließt Strom
durch den Motor 101 von links nach rechts gemäß Fig. 5. Folglich
dreht sich der Motor 101. Wenn sich der Motor 101 dreht, wird außer
dem der Schalttransistor 108 für ein Entrasten in den leitenden Zustand
gebracht. Damit sinkt die Basisspannung des Schalttransistors 105U, so
daß der Schalttransistor 105U eingeschaltet wird. Demzufolge fließt
auch elektrischer Strom durch den zweiten elektrischen Strompfad.
Hierdurch stoppt das Hub-Relais 103U den Betrieb des Betätigens des
Tastenschalters 102U. Auch nach dem Öffnen oder Lösen der Kontakte
des Schalters 102U wird das Relais 103U im angesteuerten oder erreg
ten Zustand gehalten. Damit gelangt die Hub-Selbsthalteschaltung 112U
zum Halten des Drehzustands in einen Selbsthaltezustand. Der elektri
sche Strom fließt weiter durch den Motor 101, so daß sich das Fenster
immer mehr nach oben bewegt.
Wenn sich nun das Fenster schließt, und der Fahrer oder Fahrgast ein
Absenken und Öffnen dieses Fensters wünscht, vollzieht die Vorrichtung
einen Betrieb ähnlich dem oben für den Fall des Anhebens des Fensters
beschriebenen Betrieb. Als erstes wird der Absenktastenschalter 102D
gedrückt, und dessen Kontakte werden vorübergehend geschlossen.
Damit entsteht ein elektrischer Strompfad von dem Spannungsversor
gungsanschluß 111 nach Masse über die Kontakte des Absenktasten
schalters 102D und das Absenk-Relais 103. Dann wird das Absenk-Relais
103D angesteuert. Beim Erregen des Relais 103D gelangen die
Kontakte 104D des Absenk-Relais 103D in die der in Fig. 5 dargestell
ten Stellung entgegengesetzte Stellung, wodurch ein erster elektrischer
Strompfad von dem Spannungsversorgungsanschluß 111 nach Masse
über die Kontakte 104D des Absenk-Relais 103D, die Kontakte des
Absenk-Wahlschalters 106D, den Gleichstrommotor 101, die Kontakte
des Hub-Wahlschalters 106U und die Kontakte 104U des Hub-Relais
103U erzeugt wird, und außerdem ein zweiter elektrischer Strompfad
erzeugt wird von dem Spannungsversorgungsanschluß 111 nach Masse,
über die Kontakte 104D des Absenk-Relais 103D, den Schalttransistor
105D und das Absenkrelais 103D. Als Ergebnis der Bildung des ersten
elektrischen Strompfads fließt elektrischer Strom durch den Motor 101
von rechts nach links gemaß Fig. 5. Folglich dreht sich der Motor 101.
Wenn sich der Motor 101 dreht, wird der Schalttransistor 108 zum
Entrasten in den eingeschalteten Zustand gebracht. Damit sinkt die
Basisspannung des Schalttransistors 105D, so daß der Schalttransistor
105D eingeschaltet wird. Folglich fließt auch elektrischer Strom durch
den zweiten Strompfad, und dadurch hält das Absenk-Relais 103D den
Betrieb des Niederdrückens des Tastenschalters 102D an. Auch nachdem
die Kontakte des Schalters 102D geöffnet oder voneinander getrennt
sind, wird das Relais 103D weiter erregt. Damit gelangt die Selbsthalte
schaltung 112D zum Anhalten der Drehung beim Hebebetrieb in einen
Selbsthaltezustand. Demzufolge fließt weiterhin elektrischer Strom durch
den Motor 101 und wird das Fenster allmählich nach unten bewegt.
Als nächstes wird ein Prozeß des Anhaltens des Betriebs des sich bewe
genden Fensters für den Fall beschrieben, daß sich das Fenster nach
oben oder nach unten bewegt, und der automatische Betrieb durch
geführt wird.
Wenn der Fahrer oder Fahrgast das bewegte Fenster, z. B. das sich
nach oben bewegende Fenster, anhalten möchte, wird der in der Ent
rastungsschaltung 113 vorgesehene Entrastschalter 110 gedrückt. Durch
das Drücken des Entrastschalters 110 werden dessen Kontakte geschlos
sen, und damit werden die beiden Enden des Entrastschalters 110 mit
Masse verbunden. Dadurch senkt sich die Spannung am Eingangsan
schluß der Ladungsspeicherschaltung 109 ab. Darüber hinaus entladen
sich in dem Nebenschlußkondensator der Ladungsspeicherschaltung 109
gespeicherte elektrische Ladungen nach und nach. Ferner sinkt auch die
Spannung am Ausgangsanschluß der Ladungsspeicherschaltung 109
allmählich ab. Damit wird der Schalttransistor 108 für das Entrasten
ausgeschaltet. Wenn der Schalttransistor 108 ausgeschaltet wird, wird
die Basisspannung des Schalttransistors 105U der Hub-Selbsthalte
schaltung 112U, die sich im Selbsthaltezustand befindet, angehoben, und
der Schalttransistor 105U wird ausgeschaltet. Damit wird der
Selbsthaltezustand der Hub-Selbsthalteschaltung 112U aufgehoben.
Ferner wird der Stromfluß von dem Spannungsversorgungsanschluß 111
zum Motor 101 über die Kontakte 104U des Hub-Relais 103U und den
Hub-Wahlschalter 106U gestoppt. Dadurch wird der sich bis dahin
drehende Motor angehalten mit der Folge, daß die Aufwärtsbewegung
des Fensters gestoppt wird.
Beim Anhalten des gerade niederfahrenden Fensters arbeitet die Vor
richtung ähnlich, wie es oben für das Anhalten des nach oben bewegten
Fensters beschrieben wurde. Wenn der Entrastschalter 110 gedrückt
wird, erfolgt zunächst der gleiche Betrieb wie in dem oben beschriebe
nen Prozeß in der Entrastschaltung 113. Dadurch wird der Schalttransi
stor 105D ausgeschaltet. Außerdem wird der Selbsthaltezustand der
Absenk-Selbsthalteschaltung 112D aufgehoben, wodurch der elektrische
Stromfluß von dem Spannungsversorgungsanschluß 111 zum Motor 101
über die Kontakte 104D des Absenk-Relais 103D und den Absenkwahl
schalter 106 gestoppt wird. Damit wird der sich bis dahin drehende
Motor angehalten und folglich auch das sich nach unten bewegende
Fenster gestoppt.
Wenn das Fenster nach dem Anhalten erneut bewegt werden soll,
werden die Wählschalter 106U und 106D betätigt, wie es oben beschrie
ben wurde. Alternativ können die Tastenschalter 102U und 102D betä
tigt werden.
Damit werden im Fall der zweiten Ausführungsform sämtliche Vorgänge
des Auswählens, des Änderns und des Aufhebens der Drehrichtung des
Motors dadurch ausgeführt, daß die Schalter betätigt werden, speziell
dadurch, daß die Wahlschalter 106U und 106D, die Tastenschalter 102U
und 102D und der Entrastschalter 110 betätigt werden. Der Selbsthalte
betrieb für die Drehung erfolgt mit Hilfe der Selbsthalteschaltung 112U
und 112D. Der Selbsthaltebetrieb wird aufgehoben durch die Schaltvor
richtungen, speziell die Schalttransistoren 105U und 105D sowie den
Schalttransistor 108. Hierdurch erhält man eine Gleichstrom-Motoran
triebsschaltung, die unempfindlich gegenüber Schwankungen der Ver
sorgungsspannung und der Umgebungstemperatur sowie Einflüssen
unterschiedlicher Art von Rauschen ist, wobei die Vorrichtung dennoch
klein baut und geringes Gewicht besitzt und nur eine geringe Anzahl
von Bauteilen aufweist.
Darüber hinaus wird im Fall der zweiten Ausführungsform jede der
Selbsthalteschaltungen 112U und 112D durch ein entsprechendes Relais
103U bzw. 103D gebildet, die in Reihe mit den Tastschaltern 102U und
102D liegen, entsprechend einem der Sätze 104U und 104D von Kon
takten der Relais 103U bzw. 103D, diese wiederum entsprechend einem
der Schalttransistoren 105U und 105D, die zwischen dem Motor 101
und dem entsprechenden Relais 103U und 103D liegen. Dadurch läßt
sich der Schaltungsaufbau stark vereinfachen. Man erhält also einen
Gleichstrom-Motorantrieb für ein elektrisch angetriebenes Fenster oder
Schiebedach, das kleine Baugröße und geringes Gewicht bei verringerter
Anzahl von Bauelementen aufweist.
Bei einer Motorantriebseinrichtung für ein elektrisches Fenster nach der
zweiten Ausführungsform besteht möglicherweise die Gefahr, daß der
Drehungs-Selbsthaltezustand der Selbsthalteschaltung 112U oder 112D
dann nicht aufgehoben werden kann, wenn ein Fahrgast oder Fahrer
nicht fortgesetzt während einer kurzen Zeitspanne nicht fortgesetzt den
zu der Entrastschaltung 113 gehörigen Entrastungsschalter 110 betätigt
und sich das Fenster automatisch nach oben oder nach unten bewegt.
Dies deshalb, weil es notwendig ist, die Ausgangsspannung der
Ladungsspeicherschaltung 109 unter die Sperrspannung des Schalttransi
stors 108 zu bringen, um das Drücken des Entrastungsschalters 110
fortzusetzen und mehr als eine vorbestimmte Menge elektrischer Ladung
zu entladen, die in dem Nebenschlußkondensator der Ladungsspeicher
schaltung 109 gespeichert ist. Dabei bestimmt sich die Zeit, während
der der Entrastungsschalter 110 gedrückt werden muß, durch die Zeit
konstante der Entrastschaltung 113.
Wenn bei der zweiten Ausführungsform der Motorantriebsvorrichtung
das Fenster die Bewegung beginnt, um einen automatischen Betrieb
einzuleiten, wird das Fenster in die entgegengesetzte Richtung bewegt,
um einen Finger oder ein anderes Körperteil des Fahrgasts vor einer
Verletzung durch Einklemmen durch das Fenster zu vermeiden. Selbst
wenn daher der bewegliche Kontakte des Wahlschalters 106U oder 106D
für einen Augenblick in eine andere Stellung gebracht wird, hört die
Bewegung des Fensters auf. Außerdem wird möglicherweise der Selbst
haltezustand der Dreh-Selbsthalteschaltung 112U oder 112D nicht aufge
hoben. Deshalb steht zu befürchten, daß dann, wenn der oben erläuterte
Vorgang des Drückens des Entrastungsschalters 110 der Entrastschaltung
113 nicht erfolgt, das Fenster sich möglicherweise nicht in die entgegen
gesetzte Richtung bewegt.
Fig. 6 zeigt den Aufbau einer weiteren Motorantriebsvorrichtung für ein
elektrisches Fenster, wobei diese dritte Ausführungsform der Erfindung
noch sicherer arbeitet.
Gemäß Fig. 6 ist eine automatische Verrastungs-Aufhebeschaltung oder
Entrastschaltung 116 mit einer Klemmenspannungsänderungs-Detektorschaltung
(nämlich der Spannungsdetektorschaltung) 114 vorgesehen, um
eine Klemmenspannung des Motors 112 festzustellen, wobei ein Schalt
transistor (nämlich die zweite Schaltvorrichtung) 115 zum Entladen
elektrischer Ladungen dient. Darüber hinaus ist die Klemmenspan
nungsänderungs-Detektorschaltung 114 mit einer Differenzierschaltung
ausgestattet, bestehend aus Serienwiderständen, Serienkapazitäten und
Nebenschluß-Widerständen sowie Nebenschluß-Verbindungsdioden.
Ferner besitzt die Klemmenspannungsänderungs-Detektorschaltung 114
zwei Eingangsanschlüsse, die an entgegengesetzte Anschlüsse des
Motors 102 angeschlossen sind, sowie einen Ausgangsanschluß, der über
einen Widerstand an die Basis des Schalttransistors 115 angeschlossen
ist. Ferner besitzt der Schalttransistor 115 einen mit dem Eingangsan
schluß der Ladungsspeicherschaltung 109 verbundenen Kollektor und
einen auf Masse gelegten Emitter.
Damit ist die dritte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die
automatische Entrastschaltung 116 den Elementen des oben beschriebe
nen zweiten Ausführungsbeispiel hinzugefügt ist. Die detaillierten
Beschreibungsteile bezüglich Aufbau und Arbeitsweise der zweiten
Ausführungsform gelten also auch für die dritte Ausführungsform.
Im folgenden soll beschrieben werden, wie die dritte Ausführungsform
dann arbeitet, wenn das Fenster sich zunächst in eine Richtung bewegt,
nämlich nach oben oder nach unten, und das Fenster dann dadurch in
die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, daß die Kontakte des Wahl
schalters 106U oder 106D für einen Augenblick geschaltet werden.
Wenn der Fahrer oder Fahrgast die Bewegungsrichtung des Fensters
ändern möchte, während dies z. B. automatisch nach oben bewegt wird,
wird, um das Fenster nach unten zu bewegen, der bewegliche Kontakt
des Absenkwahlschalters 106D in die entgegengesetzte Stellung bewegt
oder gestellt. Dieser bewegliche Kontakt bewegt sich von der durch die
ausgezogene Linie in Fig. 6 dargestellten Position in die in dieser Figur
durch die gestrichelte Linie angedeutete Stellung. Wenn der Kontakt des
Wahlschalters 106 umschaltet, wird ein elektrischer Strom, der von dem
Versorgungsspannungsanschluß 111 über die Kontakte 104U des Relais
103U, den Wahlschalter 106U, den Motor 101, den Wahlschalter 106D
und die Kontakte 104D des Relais 103D nach Masse fließt, am Wahl
schalter 106D unterbrochen. Damit wird der bis dahin sich drehende
Motor 101 angehalten. Folglich wird auch die Bewegung der Fenster
scheibe nach oben angehalten. Darüber hinaus entwickelt sich an einem
(mit dem Wahlschalter 106U) des Motors 101 verbundenen Anschluß
eine vorübergehende hohe Spannung. Diese Hochspannung wird an die
Klemmenspannungsänderungs-Detektorschaltung 114 gelegt. Eine sich
ändernde Spannungskomponente dieser Spannung wird mit Hilfe der
Differenzierschaltung ermittelt. Anschließend wird von der Nebenschluß-Verbindungsdiode
aus der detektierten variierenden Komponente ledig
lich eine positive Komponente abgezogen. Diese abgezogene positive
Komponente gelangt an die Basis des Schalttransistors 115, so daß
dieser eingeschaltet wird. Beim Einschalten des Schalttransistors 115
wird der Nebenschlußkondensator der Ladungsspeicherschaltung 109
sehr schnell über den leitenden Schalttransistor 115 entladen. Die Span
nung am Ausgangsanschluß der Ladungsspeicherschaltung 109 fällt rasch
ab. Damit gelangt der Schalttransistor 108, der sich im leitenden
Zustand befunden hatte, sofort in den Sperrzustand. Wenn außerdem der
Schalttransistor 108 abgeschaltet wird, hebt sich die Basisspannung des
Schalttransistors 105U der Selbsthalteschaltung 112U an, die sich im
Selbsthaltebetrieb befindet. Damit wird der Schalttransistor 105U ausge
schaltet, und der Treiberbetrieb durch das Relais 103U wird gestoppt.
Dadurch wird der selbsthaltende Zustand der Dreh-Selbsthalteschaltung
112U aufgehoben. Der Zustand der Kontakte 104U des Relais 103U
wird in den in Fig. 6 dargestellten Zustand geändert. Dadurch stellt sich
ein elektrischer Strompfad von dem Versorgungsspannungsanschluß 111
durch den Wahlschalter 106D, dessen Zustand bereits geändert wurde,
den Motor 101, den Wahlschalter 106U und den Kontakt 104U des
Relais 103U gegen Masse ein. Folglich wird die Drehrichtung des
Motors 101 umgekehrt, und das Fenster bewegt sich dementsprechend
nach unten.
Wenn der Fahrer die Richtungsänderung bei sich nach unten bewegen
dem Fenster im automatischen Betrieb wünscht, also das Fenster nach
oben bewegt haben möchte, arbeitet die Vorrichtung ähnlich dem oben
beschriebenen Prozeß der Richtungsänderung in die Richtung nach
unten. Zunächst wird der bewegliche Kontakt des Hub-Wahlschalters
106U in die entgegengesetzte Stellung bewegt oder gesetzt. Dieser be
wegliche Kontakt wird aus der durch die ausgezogene Linie in Fig. 6
dargestellte Stellung in die durch gestrichelte Linien angedeute Stellung
gebracht. Wenn der Kontakt des Wahlschalters 106U umschaltet, wird
ein elektrischer Stromfluß durch den Motor 101 am Wahlschalter 106U
unterbrochen. Damit wird der sich bis dahin drehende Motor 101 ange
halten und der Absenkvorgang des Fensters gestoppt. Darüber hinaus
entwickelt sich eine Einschwing-Hochspannung an dem anderen An
schluß (der mit dem Wahlschalter 106D verbunden ist) des Motors 101.
Danach wird eine sich ändernde Komponente dieser Spannung von der
Differenzierschaltung der Klemmenspannungsänderungs-Detektorschal
tung 114 erfaßt. Danach wird nur eine positive Komponente von der
Nebenschluß-Verbindungsdiode aus der sich ändernden Spannungskom
ponente ermittelt. Aufgrund dieser extrahierten positiven Spannungskom
ponente wird der Schalttransistor 115 eingeschaltet und die Ladungs
speicherschaltung 109 rasch entladen. Außerdem fällt die Spannung am
Ausgangsanschluß der Ladungsspeicherschaltung 109 rasch ab. Der bis
dahin leitende Schalttransistor 108 wird also sofort abgeschaltet. Hier
durch wird der Schalttransistor 105D der Selbsthalteschaltung 112D
ausgeschaltet und der Treiberbetrieb des Relais 103D gestoppt. Somit
wird also der selbsthaltende Zustand der Drehung der Selbsthalteschal
tung 112D aufgehoben. Der Zustand der Kontakte 104D des Relais
103D ändert sich in den in Fig. 6 dargestellten Zustand. Hierdurch wird
ein elektrischer Strompfad gebildet zwischen dem Versorgungsspan
nungsanschluß über den Wahlschalter 106U, dessen Zustand sich bereits
geändert hat, den Motor 101, den Wahlschalter 106U und den Kontakt
104D des Relais 103D gegen Masse. Demzufolge wird die Drehrichtung
des Motors 101 umgekehrt, und das Fenster bewegt sich nach oben.
Zusätzlich zu den Vorteilen der zweiten Ausführungsform hat die dritte
Ausführungsform den weiteren Vorteil, daß die Drehrichtung des
Motors 101 und mithin die Bewegungsrichtung des Fensters (nach oben
oder nach unten) sofort geändert werden kann, ohne daß der Ent
rastungsschalter 110 gedrückt wird, indem lediglich der Kontakt des
Wahlschalters 106U oder 106D geschaltet wird, während das Fenster
mit der Bewegung nach oben oder nach unten für einen automatischen
Betrieb beginnt. Im Fall der dritten Ausführungsform wird außerdem die
Bewegungsrichtung des Fensters (d. h. die Drehrichtung des Motors
101) durch das Ausschalten des Schalttransistors 108 bei der Entrastung
über dem Schalttransistor 115 zum Entladen elektrischer Ladungen
geändert, wobei der Schalttransistor dann einschaltet, wenn der Kontakt
des Wahlschalters 106D oder 106U umschaltet. Folglich hat die dritte
Ausführungsform den Vorteil, daß die Bewegungsrichtung des Fensters
(die Drehrichtung des Motors 101) sofort geändert werden kann.
Bei jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden PNP-Transistoren
als Schalttransistoren 105U und 105D verwendet, während
NPN-Transistoren für die Schalttransistoren 108 und 115 verwendet
werden. Die Transistoren 105U, 105D, 108 und 115 gemäß vorliegender
Erfindung sind jedoch nicht auf diese speziellen Transistoren beschränkt,
es können auch andere Transistoren verwendet werden. Wenn z. B. die
Polarität der Versorgungsspannung geändert wird, können für die Schalt
transistoren 105U und 105D NPN-Transistoren und für die Schalttransi
storen 108 und 115 PNP-Transistoren eingesetzt werden. Statt dieser
Transistoren mit PN-Übergang können auch Feldeffekttransistoren
(FETs) eingesetzt werden.
Claims (9)
1. Motorantriebsvorrichtung für ein zu bewegendes Teil eines Fahr
zeugs, umfassend:
einen Motor (1, 101) zum Öffnen und Schließen eines beweglichen Teils, z. B. einer Fensterscheibe oder eines Schiebedachs;
eine Motorantriebseinrichtung (2) zum selektiven Treiben und Anhalten des Motors;
eine elektrische Strommeßeinrichtung (3) zum Messen einer Strom stärke des durch den Motor während einer Startkompensationszeit (a) des Motors fließenden Stroms;
eine Stromstärkenänderungs-Detektoreinrichtung (4) zum Feststellen eines Stromstärkeninkrements, das von der elektrischen Strommeß einrichtung (3) bei jeder konstanten Zeitspanne gemessen wird; und
eine Motorsteuereinrichtung (5), die ein erstes Steuersignal oder ein zweites Steuersignal an die Motorantriebseinrichtung (2) liefert, von denen das erste Steuersignal den Betrieb des Motors entsprechend der Polarität des ermittelten Stromstärkeninkrements fortsetzt und das zweite Steuersignal das Betreiben des Motors sofort anhält.
einen Motor (1, 101) zum Öffnen und Schließen eines beweglichen Teils, z. B. einer Fensterscheibe oder eines Schiebedachs;
eine Motorantriebseinrichtung (2) zum selektiven Treiben und Anhalten des Motors;
eine elektrische Strommeßeinrichtung (3) zum Messen einer Strom stärke des durch den Motor während einer Startkompensationszeit (a) des Motors fließenden Stroms;
eine Stromstärkenänderungs-Detektoreinrichtung (4) zum Feststellen eines Stromstärkeninkrements, das von der elektrischen Strommeß einrichtung (3) bei jeder konstanten Zeitspanne gemessen wird; und
eine Motorsteuereinrichtung (5), die ein erstes Steuersignal oder ein zweites Steuersignal an die Motorantriebseinrichtung (2) liefert, von denen das erste Steuersignal den Betrieb des Motors entsprechend der Polarität des ermittelten Stromstärkeninkrements fortsetzt und das zweite Steuersignal das Betreiben des Motors sofort anhält.
2. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Motorsteu
ereinrichtung das erste Steuersignal zum Fortsetzen des Motorbe
triebs dann erzeugt, wenn die Polarität des Stromstärkeninkrements,
welches nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit festgestellt
wird, negativ wird, oder das zweite Steuersignal zum sofortigen
Anhalten des Motorbetriebs dann erzeugt, wenn das festgestellte
Stromstärkeninkrement positiv oder Null ist.
3. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die
Stromstärkenänderungs-Detektoreinrichtung die Stromstärke des
durch den Motor fließenden Stroms ermittelt und sodann ein In
krement der Stromstärke dadurch erhält, daß der gelesene Strom
stärkenwert differenziert wird.
4. Motorantriebsvorrichtung für ein zu bewegendes Teil eines Kraft
fahrzeugs, umfassend:
einen Motor (101) zum Bewegen des zu bewegenden Teils, bei spielsweise eines motorgetriebenen Fensters oder Schiebedachs, nach oben oder nach unten entsprechend der Drehrichtung des Motors;
zwei Wahlschalter (105U, 105D) zum Festlegen der jeweiligen Drehrichtung des Motors;
ein Paar Schalter (102U, 102D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors;
zwei Dreh-Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors, um den Motor (101) ansprechend auf eine Betätigung des für die jeweilige Motordrehrichtung vorgesehe nen Schalters (102U, 102D) drehend zu halten; und eine Entrastschaltung (113), die an die beiden Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) angeschlossen ist und einen Entrastungsschalter (110) sowie ein erstes Schaltbauelement (108) aufweist, das in den leiten den Zustand gesteuert wird, wenn sich der Motor dreht, wobei das Schaltbauelement gesperrt wird, wenn der Entrastungsschalter (110) betätigt wird, um dadurch den Selbsthaltezustand der Selbsthalte schaltung (112U, 112D) aufzuheben.
einen Motor (101) zum Bewegen des zu bewegenden Teils, bei spielsweise eines motorgetriebenen Fensters oder Schiebedachs, nach oben oder nach unten entsprechend der Drehrichtung des Motors;
zwei Wahlschalter (105U, 105D) zum Festlegen der jeweiligen Drehrichtung des Motors;
ein Paar Schalter (102U, 102D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors;
zwei Dreh-Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors, um den Motor (101) ansprechend auf eine Betätigung des für die jeweilige Motordrehrichtung vorgesehe nen Schalters (102U, 102D) drehend zu halten; und eine Entrastschaltung (113), die an die beiden Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) angeschlossen ist und einen Entrastungsschalter (110) sowie ein erstes Schaltbauelement (108) aufweist, das in den leiten den Zustand gesteuert wird, wenn sich der Motor dreht, wobei das Schaltbauelement gesperrt wird, wenn der Entrastungsschalter (110) betätigt wird, um dadurch den Selbsthaltezustand der Selbsthalte schaltung (112U, 112D) aufzuheben.
5. Motorantriebsvorrichtung für ein zu bewegendes Teil eines Fahr
zeugs, umfassend:
einen Motor (101) zum Bewegen des zu bewegenden Teils, bei spielsweise eines motorgetriebenen Fensters oder Schiebedachs, nach oben oder nach unten entsprechend der Drehrichtung des Motors;
zwei Wahlschalter (105U, 105D) zum Festlegen der jeweiligen Drehrichtung des Motors;
ein Paar Schalter (102U, 102D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors;
zwei Dreh-Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors, um den Motor (101) ansprechend auf eine Betätigung des für die jeweilige Motordrehrichtung vorgesehe nen Schalters (102U, 102D) drehend zu halten;
eine Entrastschaltung (113), die an die beiden Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) angeschlossen ist und eine erste Schaltvorrichtung (108) aufweist, die bei sich drehendem Motor in den leitenden Zu stand gesteuert wird und in der Lage ist, den Selbsthaltezustand der Selbsthalteschaltung dann aufzuheben, wenn die erste Schaltvor richtung (108) gesperrt wird;
eine Spannungsdetektorschaltung (114) zum Detektieren einer Ände rung der Klemmenspannung des Motors (101); und
eine zweite Schaltvorrichtung (115) zum schnellen Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung ansprechend auf einen Detektorausgangs signal von der Spannungsdetektorschaltung (114).
einen Motor (101) zum Bewegen des zu bewegenden Teils, bei spielsweise eines motorgetriebenen Fensters oder Schiebedachs, nach oben oder nach unten entsprechend der Drehrichtung des Motors;
zwei Wahlschalter (105U, 105D) zum Festlegen der jeweiligen Drehrichtung des Motors;
ein Paar Schalter (102U, 102D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors;
zwei Dreh-Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) für die jeweilige Drehrichtung des Motors, um den Motor (101) ansprechend auf eine Betätigung des für die jeweilige Motordrehrichtung vorgesehe nen Schalters (102U, 102D) drehend zu halten;
eine Entrastschaltung (113), die an die beiden Selbsthalteschaltungen (112U, 112D) angeschlossen ist und eine erste Schaltvorrichtung (108) aufweist, die bei sich drehendem Motor in den leitenden Zu stand gesteuert wird und in der Lage ist, den Selbsthaltezustand der Selbsthalteschaltung dann aufzuheben, wenn die erste Schaltvor richtung (108) gesperrt wird;
eine Spannungsdetektorschaltung (114) zum Detektieren einer Ände rung der Klemmenspannung des Motors (101); und
eine zweite Schaltvorrichtung (115) zum schnellen Ausschalten der ersten Schaltvorrichtung ansprechend auf einen Detektorausgangs signal von der Spannungsdetektorschaltung (114).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der jede der beiden
Selbsthalteschaltungen aufweist:
ein Relais (103U, 103D), das in Reihe mit dem entsprechenden Schalter von dem Paar von Schaltern (102U, 102D) liegt und mit einem Kontakt zwischen dem Motor (101) und einer Spannungs quelle (111) liegt; und
eine dritte Schaltvorrichtung (105U, 105D), die zwischen dem Relais und dem Motor liegt.
ein Relais (103U, 103D), das in Reihe mit dem entsprechenden Schalter von dem Paar von Schaltern (102U, 102D) liegt und mit einem Kontakt zwischen dem Motor (101) und einer Spannungs quelle (111) liegt; und
eine dritte Schaltvorrichtung (105U, 105D), die zwischen dem Relais und dem Motor liegt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der die Entrastschaltung
(113) eine Ladungsspeicherschaltung (109) in einer Steuerschaltung
zum Steuern der ersten Schaltvorrichtung (108) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Spannungsdetektorschal
tung (114) mindestens eine positive Einschwing-Klemmenspannung
detektiert, die sich an einem der Anschlüsse des Motors (101)
einstellt, und die die detektierte Spannung an die zweite Schaltvor
richtung (115) liefert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die zweite Schaltvorrichtung
(115) an die Ladungsspeicherschaltung (109) in einer Steuerschal
tung zum Steuern der ersten Schaltvorrichtung (108) in der Entrast
schaltung (113) angeschlossen ist, wobei die zweite Schaltvorrich
tung beim Einschalten bewirkt, daß die Ladungsspeicherschaltung
(109) sofort entladen wird, um auf diese Weise die erste Schaltvor
richtung mit hoher Geschwindigkeit zu entladen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6102847A JPH07309127A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | パワーウインド用モータ駆動装置 |
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