DE3832941C2 - - Google Patents
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- DE3832941C2 DE3832941C2 DE3832941A DE3832941A DE3832941C2 DE 3832941 C2 DE3832941 C2 DE 3832941C2 DE 3832941 A DE3832941 A DE 3832941A DE 3832941 A DE3832941 A DE 3832941A DE 3832941 C2 DE3832941 C2 DE 3832941C2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
- H02H7/0851—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load for motors actuating a movable member between two end positions, e.g. detecting an end position or obstruction by overload signal
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
- E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
- E05F15/40—Safety devices, e.g. detection of obstructions or end positions
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
- E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
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- E05Y2900/53—Type of wing
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- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
- H02H7/0855—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load avoiding response to transient overloads, e.g. during starting
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- Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
- Window Of Vehicle (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen automatischen Fensterheber
für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein solches Fensterheber ist aus der DE 36 03 003 A1
bekannt. Der Fensterheber dieses Typs weist einen
Automatikbetrieb auf, bei dem durch kurzes Antippen eines
Schalters ein Bewegen der Fensterscheibe nach oben oder
nach unten bis zum Anschlag veranlaßt wird. Wenn die
Fensterscheibe aufgrund eines Fremdkörpers zwischen Fensterscheibe
und Fensterrahmen blockiert wird, wenn die
Fensterscheibe bei der Aufwärtsbewegung am Fensterrahmen
anschlägt und wenn die Fensterscheibe am unteren Bewegungsbereich
anlangt, nimmt der durch den Motor fließende
Antriebsstrom deutlich zu. In diesem Fall wird von der
ersten Detektoreinrichtung beurteilt, ob die erste
Wellenform die zweite Wellenform übersteigt oder
nicht, und abhängig von dem von der Detektoreinrichtung
erzeugten Detektorsignal wird der Motor angehalten oder
in die entgegengesetzte Richtung gedreht.
Fig. 6 zeigt anhand eines Impulsdiagramms den Stromverlauf
des Motors vom Start des Motors bis zum Verriegeln oder
Sperren des Motors. In Fig. 6 erkennt man einen Startbereich
(1), in welchem der Stromverlauf in der Startphase des
Motors angegeben ist, eine Betriebsbereich-Kurve (2), die
den Stromverlauf im Normalbetrieb des Antriebsmotors angibt,
und einen Motor-Sperrbereich (3), der den Stromverlauf des
Motors im blockierten Zustand des Motors angibt.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist der Verlauf des Motorstroms
so, daß der Strom in der Startphase und im Blockierzustand
höher ist als während des Normalbetriebs.
Ignoriert man den Startbereich (1), so kann man den
Zeitpunkt, zu welchem der Motorstrom abrupt ansteigt, als
Blockierzustand des Motors interpretieren und die Kennlinie
des Motorstroms dazu heranziehen, den Motorstrom zu unterbrechen.
Der bekannte Fensterheber arbeitet wie folgt:
Fig. 7 zeigt anhand eines Impulsdiagramms ein Verfahren zum
Ignorieren des abrupten Anstiegs des Motorstroms in dem
Startbereich. Die Kurve A kennzeichnet den in eine Spannung
umgesetzten Motorstrom, um t Sekunden verzögert und additiv
erhöht um einen Spannungswert a (V). Die Kurve B zeigt eine
Wellenform des in einen Spannungswert umgesetzten Motor
stroms, wobei die Wellenform im Startbereich (angedeutet
durch eine gestrichelte Linie) gelöscht ist.
Am Punkt C in Fig. 7 kreuzen sich die Kurve A und die Kurve
B, und dieser Punkt wird als Erkennungspunkt für eine Motor
sperrung benutzt. Wendet man dieses Verfahren an, so läßt
sich selbst dann, wenn der Motorstrom aufgrund Unregelmäßig
keiten in der Motor-Kennlinie oder sich ändernden Umweltein
flüssen, z. B. sich ändernden Temperaturen, schwankt, der
Zeitpunkt des Sperrens des Motors stets korrekt erfassen,
solange die Beziehung "Blockierstrom stärker als Betriebs
strom" erfüllt ist.
Ein solcher automatischer Fensterheber ist auch in der
DE 35 27 104 A1 und der DE 35 29 038 A1 beschrieben.
Wenn die Fensterscheibe sich in der obersten oder der
untersten Stellung oder aber durch ein Hindernis blockiert
ist, wird der abrupte Anstieg des Motorstroms erfaßt,
um den Motor anzuhalten. Wenn eine Automatikschaltung
betätigt wird, so daß die Fensterscheibe automatisch
nach unten oder nach oben bis zum Anschlag bewegt werden
soll, und dabei die Fensterscheibe blockiert ist, d. h.
wenn der Motor unmittelbar nach dem Startzeitpunkt
blockiert ist, wird der Absolutwert des durch den Motor
fließenden Stroms erfaßt, um den Automatikbetrieb abzubrechen,
wenn der Blockierzustand eine vorbestimmte
Zeit andauert.
Es dauert jedoch einige Zeit, um den Automatikbetrieb
zu beenden, und in dieser Zeit fließt kontinuierlich
der Strom, so daß der Motor überhitzt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
automatischen Fensterheber der eingangs genannten
Art anzugeben, bei dem ohne Vorgabe eines Grenzwertes
für den Motorstrom eine Automatikschaltung in Gang gesetzt
wird, jedoch ein Einschalten des Motors für einen
Automatikbetrieb bei schon blockierter Fensterscheibe
verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene
Erfindung gelöst.
Wie in Fig. 3 skizziert ist, wird erfindungsgemäß eine aus
einem mittels einer zweiten Detektoreinrichtung erhaltenen
Strom abgeleiteten Detektorspannung C um eine Zeitspanne t
verzögert und es wird eine Wellenform D gebildet,
indem von der Detektorspannung C ein Wert b(V) subtrahiert
wird. Wenn die Wellenform D die Wellenform C kreuzt,
d. h. wenn die Spannung der Wellenform D größer wird als
die Spannung der Wellenform C, wird eine Automatikschaltung
aktiviert.
Wenn bei einer solchen Anordnung ein automatischer Abwärts
betrieb zum Bewegen der Fensterscheibe nach unten eingelei
tet wird, während sich die Fensterscheibe in ihrer untersten
Stellung befindet, erhält man einen Motorstrom, bei welchem
die Detektorspannungs-Wellenform C′, die aus dem Motorstrom
abgeleitet wird, und die durch Subtrahieren der Spannung
b (V) und durch Verzögern um die Zeit t erhaltenen Wellenform
D′ kontinuierlich parallel zueinander verlaufen, wie es in
Fig. 3 durch C′ und D′ dargestellt ist, mit der Folge, daß
die Spannung der Wellenform D′ nicht größer werden kann als
die Spannung der Wellenform C′. Dadurch wird bewirkt, daß
die Automatikschaltung nicht betätigt wird, mit der er
wünschten Folge, daß der Motor nicht überhitzt wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an
hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen automatischen Fenster
hebers,
Fig. 2 eine detaillierte Schaltungsskizze der An
ordnung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung der
Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 und 5 Wellenformdiagramme zum Veranschaulichen der
Betriebsweise des erfindungsgemäßen automati
schen Fensterhebers, und
Fig. 6 und 7 Wellenformdiagramme zum Veranschaulichen des
Betriebs eines herkömmlichen Fensterhebers.
Fig. 1 zeigt in Form eines Blockdiagramms eine Ausführungs
form der Erfindung. Ein Motor 2 zum Bewegen einer Fenster
scheibe 1 nach oben oder nach unten liegt zwischen einer
Batterie 3 und Masse, um über zwei Relaisschaltkontakte LS1
und LS2 in normaler oder in umgekehrter Richtung geschaltet
zu werden. Weiterhin liegt ein Widerstand R1 in Reihe zu dem
Motor 2 gegen Masse, so daß eine Potentialdifferenz, die
durch den durch den Motor 2 fließenden Antriebsstrom an dem
Widerstand R1 entsteht, auf eine erste Detektoreinrichtung 4
gegeben wird.
Die erste Detektoreinrichtung 4 stellt eine Zunahme einer
auf den Motor 2 einwirkenden Last aufgrund der Zunahme der
Potentialdifferenz fest. In der ersten Detektoreinrichtung 4
wird die Potentialdifferenz am Widerstand R1 an einen Echt
zeitverstärker 6 und einen Verzögerungsverstärker 7 gelegt,
und das durch den Echtzeitverstärker 6 abgegebene, verstärk
te Ausgangssignal wird über eine Löschschaltung 8 an einen
Eingangsanschluß eines Komparators 9 gelegt. Die Potential
differenz am Widerstand R1, die an den Verzögerungsverstär
ker 7 gelegt wird, wird um eine erste Zeitspanne
verzögert, verstärkt und es wird auf diese Spannung
eine zusätzliche Spannung P (erster Pegel) durch einen
nicht-invertierenden Verstärker 10 addiert, und dessen Aus
gangssignal wird auf den anderen Eingangsanschluß des Kompa
rators 9 gelegt. Wenn sich die Fensterscheibe 1 normaler
weise nach oben oder nach unten bewegt, ist die Schaltung so
eingestellt, daß der Ausgangspegel des nicht-invertierenden
Addierverstärkers 10 höher ist als derjenige des Echtzeit
verstärkers 6. Somit wird vom Komparator 9 kein Detektor
signal ausgegeben, aber wenn die auf den Motor 2 einwirkende
Last zunimmt und mithin die Potentialdifferenz zunimmt, wird
das Ausgangssignal des Echtzeitverstärkers 6 höher als der
Ausgangspegel des nicht-invertierenden Addierverstärkers 10,
der ein verzögertes und mit einer Addiergröße versehenes
Ausgangssignal darstellt, so daß der Komparator 9 invertiert
wird und ein Detektorsignal abgibt. Die Löschschaltung 8
eleminiert die Übertragung des Ausgangssignals des Echtzeit
verstärkers 6 zu dem Komparator 9 für eine vorbestimmte
Zeitspanne beim Starten des Motors 1 durch ein Signal von
einem Schalteraktuator 12 einer Treibersteuereinrichtung 11,
um dadurch eine fehlerhafte Feststellung aufgrund des Start
stroms zu verhindern.
Eine zweite Detektoreinrichtung 50 enthält einen Subtrahie
rer 130, der von der Ausgangsspannung des Verzögerungsver
stärkers 7 eine Spannung P′ (bV - zweiter Pegel in Fig. 3)
subtrahiert, und einen Spannungsvergleicher 140, der den
Ausgangspegel des Subtrahierers 30 mit dem Ausgangspegel des
Echtzeitverstärkers 6 vergleicht. Das Ausgangssignal der
zweiten Detektoreinrichtung 50 wirkt mit einem automatischen, anzutippenden
Abwärtsschalter des Schalteraktuators 12 zusammen, um
den Motor 2 einzuschalten, wenn dieser
Abwärts-Schalter gedrückt wird, so daß eine automatische
Abwärtsbewegung beginnt, nachdem die Wellenform D die
Wellenform C überschritten hat (in Fig. 3 durch einen kleinen Kreis
im schraffierten Bereich angedeutet).
Das Detektorsignal von der ersten Detektoreinrichtung 4 wird
auf einen Inverter 15 einer Antriebssteuereinrichtung 11 und
auf eine erste und eine zweite Verriegelungsschaltung 16, 17
gelegt. Das Signal eines normalerweise geschlossenen Umkehr
schalters SW1, der in dem Fensterrahmen montiert ist und
sich öffnet, wenn die Fensterscheibe 1 sich in der Nähe der
oberen Begrenzung befindet, wird ebenfalls auf den Inverter
15 gegeben. Die erste Verriegelungsschaltung 16 erregt durch
einen Befehl seitens des Schalteraktuators 12 selbsthaltend
eine Relaisspule L1, steuert den Relaisschaltkontakt LS1, um
die Fensterscheibe nach oben zu bewegen, und gibt den
Selbsthaltezustand durch ein Detektorsignal von der ersten
Detektoreinrichtung 4 auf. Die zweite Verriegelungsschaltung
17 erregt kontinuierlich durch einen Befehl aus dem Schalt
aktuator 12 entweder vorübergehend oder durch Selbsthaltung
eine Relaisspule L2, steuert die Relaisschaltkontakte LS2,
um die Fensterscheibe 1 nach unten zu bewegen, und gibt den
Selbsthaltezustand durch das Detektorsignal von der ersten
Detektoreinrichtung auf. Wenn die Fensterscheibe 1 angehoben
wird und der Umkehrschalter SW1 geöffnet wird, steuert der
Inverter 15 die zweite Verriegelungsschaltung 17 so, daß sie
die Fensterscheibe 1 nach unten bewegt, wenn das Detektor
signal von der ersten Detektoreinrichtung 4 an den Inverter
15 gelegt wird. Der Selbsthaltezustand der ersten Verriege
lungseinrichtung 16 wird jetzt aufgegeben.
Weiterhin legt ansprechend auf die Betätigung eines Betäti
gungsschalters 18 der Schalteraktuator 12 einen Befehl an
die erste Verriegelungsschaltung 16, die zweite Verriege
lungsschaltung 17 und die Löschschaltung 8. Bei dem Betä
tungsschalter 18 handelt es sich um einen durch kurzzei
tiges Berühren zu betätigenden Wippenschalter mit vier Kon
takten S1 bis S4, die, falls sie nicht betätigt sind, geöff
net sind und an den Schalteraktuator 12 angeschlossen sind,
sowie mit einem gemeinsamen Kontakt S0, der an einen Span
nungsquellenanschluß V angeschlossen ist. Der Kontakt S1 dient
zum Aufwärtsbewegen der Fensterscheibe von Hand, wenn und so
lange die Fensterscheibe "von Hand" geöffnet wird, der Kon
takt S2 dient zum automatischen andauernden Bewegen der
Fensterscheibe nach oben, wobei diese Bewegung auch dann
fortgesetzt wird, wenn mit der Schalterbetätigung zum
Schließen des Fensters aufgehört wird, der Kontakt S3 dient
zum Bewegen der Fensterscheibe nach unten "von Hand", wenn
und solange der Schalter zum Bewegen der Scheibe geschlos
sen wird, und der Kontakt S4 dient zum automatischen Bewegen
der Fensterscheibe andauernd nach unten, auch dann, wenn der
Schalter zum Schließen der Fensterscheibe nach einmaliger
Betätigung losgelassen wurde. Bei dem Betätigungsschalter 18
handelt es sich nicht notwendigerweise immer um einen
kurzzeitig zu betätigenden Wippenschalter, es kann sich auch
um einen Schiebeschalter, um einen Druckschalter oder einen
Drehschalter handeln.
Im folgenden wird anhand der Fig. 2, 3, 4 und 5 eine kon
krete Schaltung und deren Betrieb erläutert.
Wenn nach Fig. 2 der Kontakt S1 für das manuelle Bewegen der
Fensterscheibe nach oben durch Betätigen des Betätigungs
schalters 18 mit dem gemeinsamen Kontakt S0 verbunden wird,
wird ein Transistor Tr 11 leitend, es fließt ein Strom zu der
Relaisspule L1 der ersten Verriegelungsschaltung 16, und der
Motor 2 dreht sich in einer Richtung zum Bewegen der Fen
sterscheibe 1 nach oben. Dann wird die an dem Kontakt S1
anliegende Spannung über eine Diode D7 von einem Kondensator
C4 differenziert, und dieser Impuls wird an die Basis eines
Transistors Tr 9 der zweiten Verriegelungsschaltung 17 ge
legt, und wenn die zweite Verriegelungsschaltung 17 im
selbsthaltenden Zustand ist, wird sie gelöst. Die an den
Kontakt S1 angelegte Spannung wird über eine Diode D9 an die
Löschschaltung 8 der ersten Detektoreinrichtung 4 gegeben,
um einen Transistor Tr1 für eine Zeitspanne t, die durch
einen Widerstand R5 und einen Kondensator C2 festgelegt
wird, leitend zu machen und dadurch den Betrieb der ersten
Detektoreinrichtung 4 für die Zeitspanne t zu unterbinden.
Wenn mit dem Schließen aufgehört wird, wird der Transistor
Tr1 gesperrt, und es fließt kein Strom zu der Relaisspule
L1, so daß der Relaisschaltkontakt LS1 zum Anhalten des
Motors 2 zurückgesetzt wird. Ein Transistor Tr4 wird über
eine Diode D2 gesperrt, und die erste Verriegelungsschaltung
16 bleibt nicht im selbsthaltenden Zustand.
Wenn der Kontakt S2 zum automatischen Bewegen der Fenster
scheibe nach oben mit dem gemeinsamen Kontakt S0 verbunden
wird, wird der Transistor Tr 12 leitend, und es fließt ein
Strom durch die Relaisspule L1. Durch das Leiten des Tran
sistors Tr 12 wird der Transistor Tr 4 leitend, und weiterhin
ein Transistor Tr 5, so daß die erste Verriegelungsschaltung
16 den selbsthaltenden Zustand einnimmt. Wenn in diesem
Zustand das Betätigen des Schalters aufgehört hat, fließt
weiterhin ein Strom durch die Relaisspule L1, und der Motor
2 dreht sich fortgesetzt in einer Richtung zum Bewegen der
Fensterscheibe 1 nach oben. Die an den Kontakt S2 angelegte
Spannung wird von einem Kondensator C5 differenziert und
außerdem an die Basis des Transistors Tr 9 gelegt, um den
Selbsthaltezustand der zweiten Verriegelungsschaltung 17
aufzuheben. Außerdem wird die Spannung über eine Diode D8 an
die Löschschaltung 8 gelegt, um den Betrieb der ersten
Detektoreinrichtung 4 für eine Zeitspanne t zu verhindern.
Wenn der Kontakt S3 für das manuelle Bewegen der Fenster
scheibe nach unten mit dem gemeinsamen Kontakt S0 verbunden
wird, wird der Transistor Tr 14 leitend, und es fließt ein
Strom zu der Relaisspule L2 der zweiten Verriegelungsschal
tung 17, wodurch der Relaisschaltkontakt LS2 angesteuert
wird, so daß sich der Motor 3 in eine Richtung zum Bewegen
der Fensterscheibe nach unten dreht. Die an den Kontakt S3
angelegte Spannung gelangt über eine Diode D10 an die Basis
des Transistors Tr 4, um den Selbsthaltezustand der ersten
Verriegelungsschaltung 16 aufzuheben. Außerdem gelangt die
Spannung über eine Diode D11 an die Löschschaltung 8, um den
Betrieb der ersten Detektoreinrichtung 4 während der Zeit
spanne t zu unterbinden. Wenn die Schalterbetätigung beendet
wird, sperrt der Transistor Tr 14, und es fließt kein Strom
durch die Relaisspule L2, so daß der Relaisschaltkontakt LS2
zurückgesetzt und der Motor 2 angehalten wird. Der Transi
stor Tr 9 wird nicht von der Diode D4 leitend gemacht, und
die zweite Verriegelungsschaltung 17 ist nicht im selbsthal
tenden Zustand.
Wenn der Kontakt S4 zum automatischen Bewegen der Fenster
scheibe nach unten mit dem gemeinsamen Kontakt S0 verbunden
wird, wird ein Transistor Tr 13 leitend, und es fließt ein
Strom durch die Relaisspule L2. Dann sind die Transistoren
Tr 9 und Tr 10 gemeinsam leitend, und die zweite Verriege
lungsschaltung 17 ist selbsthaltend. Auch wenn in diesem
Zustand das Betätigen des Fensterhebers beendet wird, fließt
immer noch Strom durch die Relaisspule L2, und der Motor 2
dreht sich weiter in eine Richtung zum Bewegen der Fenster
scheibe nach unten. Außerdem wird die über eine Diode D12 an
den Kontakt S4 angelegte Spannung an die Basis des Transi
stors Tr 4 gelegt, um den Selbsthaltezustand der ersten Ver
riegelungsschaltung 16 aufzuheben. Die Spannung gelangt über
eine Diode D13 an die Löschschaltung 8, um den Betrieb der
ersten Detektoreinrichtung für eine Zeitspanne t zu unter
binden.
Wie oben beschrieben wurde, fließt, wenn entweder der Re
laisschaltkontakt LS1 oder LS2 angesteuert wird, ein An
triebsstrom durch den Motor 2, und am Widerstand R1 wird
eine Potentialdifferenz erzeugt. Dann dreht sich der Motor,
und die am Widerstand R1 durch den Antriebsstrom des Motors
2 entstehende Potentialdifferenz nimmt eine Start-Wellenform
(1) aufgrund des starken Anlaufstroms während der Startphase
an, dann schließt sich eine Betriebswellenform (2) bei der
normalen Drehung des Motors an, und schließlich ergibt sich
eine Sperr- oder Blockierwellenform (3) aufgrund der Zunahme
des Antriebsstroms, bedingt durch eine Lastzunahme, so daß
der Motor blockiert wird, wenn er an der unteren oder der
oberen Bewegungshub-Grenze anlangt, oder wenn ein Fremdkör
per zwischen der Fensterscheibe 1 und dem Fensterrahmen
vorhanden ist (siehe Fig. 4A).
Der Echtzeitverstärker 6, an den die Potentialdifferenz des
Widerstands R1 angelegt wird, besitzt einen Verstärker IC1,
der das verstärkte Ausgangssignal (ein Signal der ersten
Wellenform) verzögerungsfrei an die Löschschaltung 8 gibt,
wie in Fig. 4(B) gezeigt ist. Die Löschschaltung 8 macht den
Transistor Tr 1 durch den Betrieb des Betätigungsschalters 18
lediglich während der Zeitspanne t zwangsweise leitend und
legt das Ausgangssignal des Echtzeitverstärkers 6 mit Aus
nahme der Zeitspanne t während der Startphase an den Kompa
rator 9. Die Potentialdifferenz am Widerstand R1, die an den
Verzögerungsverstärker 7 gelegt wird, wird von einem aus
einem Widerstand R2 und einem Kondensator C1 gebildeten
Integrator integriert, von einem Verstärker IC3 integriert,
und das Ausgangssignal, welches zum ersten Mal bezüglich der
Zunahme der Potentialdifferenz verzögert ist, wie in Fig.
4(C) dargestellt ist, wird an den nicht-invertierenden Ad
dierverstärker 10 gelegt. Dieser nicht-invertierende Addier
verstärker 10 addiert einen Zusatzspannungspegel P (erster
Pegel), gebildet durch einen Spannungsteiler R3 und R4,
mittels eines Addierers IC4 auf das Ausgangssignal des Ver
zögerungsverstärkers 7, und das Ausgangssignal von IC4 gemäß
Fig. 4(D) wird auf den Komparator 9 gelegt. Die Zusatzspan
nung P ist so eingestellt, daß die Ausgangsspannung des
nicht-invertierenden Addierverstärkers 10 während einer
Zeitspanne, in der die Potentialdifferenz am Widerstand R1
die Betriebswellenform (2) übersteigt, höher ist als das
Ausgangssignal des Echtzeitverstärkers 6 (der Löschschaltung
8).
Wenn der Motor 2 blockiert ist, so daß die Last des Motors 2
zunimmt, wodurch auch die Potentialdifferenz zunimmt, steigt
das Ausgangssignal des Echtzeitverstärkers 6 (der Lösch
schaltung 8) abrupt an, wie es in Fig. 4(E) gezeigt ist,
jedoch ist das Ausgangssignal des nicht-invertierenden
Addierverstärkers 10 auch bei dem Anstieg gemäß Fig. 4(D)
verzögert, und die Potentialamplitude wird im Zeitpunkt X
nach der Zeitspanne T1 nach der Zunahme der Potentialdiffe
renz umgekehrt, so daß das Ausgangssignal des Vergleichsver
stärkers IC2 des Komparators 9 invertiert und damit ein
Transistors Tr 2 leitend gemacht wird. Das Kollektorpotential
des Transistors Tr 2 wird als Detektorsignal der ersten De
tektoreinrichtung 4 an die Antriebssteuerung 11 gegeben.
Wenn der Betätigungsschalter 18 im Blockierzustand irrtüm
lich betätigt wird, um die Fensterscheibe zum oberen An
schlag zu bewegen, während sich ein Fremdkörper vor der
Scheibe befindet, oder der Schalter betätigt wird, um die
die unterste Stellung einnehmende Fensterscheibe noch weiter
nach unten zu bewegen, so wird der Motor 2 extrem stark
belastet, da die Scheibe in diesem Zustand blockiert ist,
und die Potentialdifferenz am Widerstand R geht von der
Start-Wellenform (1) direkt in den Blockierzustand (3) über,
wie in Fig. 5(A) gezeigt ist. Wie aus den Fig. 5(D) und 5(E)
hervorgeht, kann das Ausgangssignal des nicht-invertierenden
Addierverstärkers 10 das Ausgangssignal des Echtzeitverstär
kers 6 (der Löschschaltung 8) jedoch nicht übersteigen, so
daß die erste Detektoreinrichtung 4 den Blockierzustand
nicht feststellen kann. Fig. 5(B) und 5(C) zeigen die Aus
gangssignale des Echtzeitverstärkers 6 bzw. des Verzöge
rungsverstärkers 7.
Um diesen Blockierzustand zu erfassen, legt die zweite De
tektoreinrichtung 50 das Ausgangssignal (Signal der ersten
Wellenform) des Echtzeitverstärkers 6 auf einen Eingangs
anschluß des Komparators 140, verzögert das Detektoraus
gangssignal (C in Fig. 2) für eine zweite Zeitspanne t
(siehe Fig. 3) durch den Verzögerungsverstärker 7, und gibt
das um einen zweiten Pegel b (V) (Signal der dritten Wellen
form) durch den Subtrahierer 130 verringerte Ausgangssignal
D auf den anderen Eingang des Komparators 140.
Da der Komparator 140 so ausgelegt ist, daß er ein Auto
matikbetrieb-Freigabesignal über einen Transistor Tr 30 an
den Schalteraktuator 12 gibt, wenn das eingegebene Signal D
das Signal C übersteigt (wenn beide Signale sich in dem in
Fig. 3 eingezeichneten kleinen Kreis kreuzen), um die Tran
sistoren Tr 12 und Tr 13 leitend zu machen, so wird selbst
dann, wenn beispielsweise der Schalter zum automatischen
Absenken der Fensterscheibe, wenn diese sich in ihrer unter
sten Stellung befindet, betätigt wird, das Ausgangssignal C
des Echtzeitverstärkers 6 nicht das Ausgangssignal D des
Verzögerungsverstärkers 7 am Eingang des Komparators 140
"kreuzen", wie in Fig. 3 bei C′ und D′ gezeigt ist. Mithin
beginnt nicht der automatische Abwärtsbetrieb zum Absenken
der Fensterscheibe. Da die zweite Verzögerungszeit t durch
den Verzögerungsverstärker 7 auf etwa 200 bis msec einge
stellt ist, wird selbst dann, wenn der Schalter zum automa
tischen Senken der Scheibe gedrückt wird, um den Motor in
Gang zu setzen, der Motor nach Ablauf dieser eingestellten
Zeitspanne angehalten, so daß eine Beschädigung, z. B. ein
Überhitzen des Motors aufgrund einer übermäßigen Belastung
des Motors, verhindert wird.
Im folgenden soll im einzelnen der Betrieb der Antriebs
steuereinrichtung 11 erläutert werden, an die die Detektor
signale der ersten und der zweiten Detektoreinrichtung 4
bzw. 50 gelegt werden.
Wenn der Kontakt S1 zum manuellen Bewegen der Fensterscheibe
nach oben geschlossen wird und sich ein Hindernis zwischen
der Fensterscheibe 1 und dem Fensterrahmen befindet, so daß
ein Detektorsignal entsteht, wird der Transistor Tr 7 lei
tend. Durch den Ladestrom eines Kondensators C6, der durch
den Umkehrschalter SW1 aufgrund des leitenden Transistors
Tr 7 fließt, wird der Transistor Tr 8 leitend, die Basis des
Transistors Tr 11 wird über eine Diode D5 auf Masse gelegt
und gesperrt, und der Motor 2 hört mit der Drehung zum
Bewegen der Fensterscheibe 1 nach oben auf. Weiterhin fließt
durch den leitenden Transistor Tr 8 ein Strom in die Relais
spule L2 der zweiten Verriegelungsschaltung 17, und der
Motor 2 wird in seiner Drehrichtung umgekehrt, um die Fen
sterscheibe 1 nach unten zu bewegen. Ein Transistor Tr 6 des
Inverters 5 wird leitend, um den Kondensator C6 aufzuladen,
während die Transistoren Tr 11 und Tr 12 leiten.
Wenn der Kontakt S2 zum automatischen Schließen der Fenster,
scheibe (Bewegung der Scheibe nach oben) geschlossen wird
und sich ein Fremdkörper zwischen der Fensterscheibe 1 und
dem Fensterrahmen befindet, so daß ein Detektorsignal ent
steht, wobei der Schließvorgang bereits freigegeben ist, um
den selbsthaltenden Zustand der ersten Verriegelungsschal
tung 16 zu erreichen, verringert die erste Verriegelungs
schaltung 16 das Kollektorpotential des Transistors Tr 4 über
eine Diode D1, um den Transistor Tr 4 zu sperren. Somit wird
der Transistor Tr 5 und mithin der Strom durch die Relais
spule L1 gesperrt, wodurch der Motor 2 angehalten wird.
Weiterhin fließt durch den leitenden Transistor Tr 3 des
Inverters 15 ein Strom durch die Relaisspule L2 der zweiten
Verriegelungsschaltung 17, so daß die Drehrichtung des Mo
tors 2 umgekehrt und damit die Fensterscheibe 2 nach unten
bewegt wird. Wenn das Dektorsignal angelegt wird, während
der Kontakt S2 zum automatischen Bewegen der Fensterscheibe
nach oben geschlossen ist, wird die Basis des Transistors
Tr 12 über eine Diode D6 aufgrund des leitenden Transistors
Tr 8 auf Masse gelegt und dadurch zwangsweise gesperrt, und
das Kollektorpotential des Transistors Tr 4 der ersten Ver
riegelungsschaltung 16 wird herabgesetzt, so daß der selbst
haltende Zustand nicht erreicht wird und der Strom durch die
Relaisspule L1 unterbrochen wird.
Wenn die Fensterscheibe 1 den Fensterrahmen erreicht und
eine Lage einnimmt, in der sich kein Fremdkörper zwischen
Fensterscheibe 1 und Fensterrahmen befinden kann, so daß der
Umkehrschalter SW1 geöffnet wird, und wenn die Fenster
scheibe 1 am oberen Anschlag ankommt, wo die Fensterscheibe
in Berührung mit dem Fensterrahmen kommt, so daß ein Detek
torsignal erzeugt wird, wird der selbsthaltende Zustand der
ersten Verriegelungsschaltung 16 aufgehoben, um den Antrieb
des Motors 2 zum Bewegen der Fensterscheibe nach oben zu
beenden. Dann läßt der Inverter 15 den Transistor Tr 9 durch
Öffnen des Umkehrschalters SW1 gesperrt, die Drehrichtung
des Motors 2 wird von der zweiten Verriegelungsschaltung 17
nicht umgekehrt, und die Fensterscheibe 1 bleibt mit dem
Fensterrahmen in Berührung, indem sie angehalten wird.
Wenn der Kontakt S4 zum automatischen Bewegen der Fenster
scheibe nach unten einmal geschlossen wurde, ist der
Schließvorgang bereits freigegeben, der Selbsthaltezustand
der zweiten Verriegelungsschaltung 17 ist eingestellt, und
die Fensterscheibe 1 erreicht die unterste Grenzposition, so
daß ein Detektorsignal erzeugt wird. Dann reduziert sich das
Kollektorpotential des Transistors Tr 9 über eine Diode D3
der zweiten Verriegelungsschaltung 17, der selbsthaltende
Zustand wird aufgehoben, um den Motor 2 anzuhalten, und die
Fensterscheibe 1 wird in der untersten Stellung angehalten.
Wenn das Detektorsignal angelegt wird, während der Kontakt
S4 zum automatischen Bewegen der Fensterscheibe nach unten
geschlossen wird, wird das Kollektorpotential des Transi
stors Tr 9 der zweiten Verriegelungsschaltung 17 herabge
setzt, und der selbsthaltende Zustand wird nicht einge
stellt.
Da der Transistor Tr 8 des Inverters 15 leitet und das Kol
lektorpotential des Transistors Tr 9 der zweiten Verriege
lungsschaltung 17 über die Diode D3 reduziert wird, während
das Detektorsignal an die Antriebssteuereinrichtung 11 ge
legt wird, wird der selbsthaltende Zustand der zweiten Ver
riegelungsschaltung 17 nicht immer eingestellt. Um die Ab
wärtsbewegung der Fensterscheibe 1 durch Einstellen des
selbsthaltenden Zustands der zweiten Verriegelungsschaltung
17 fortzusetzen, wenn sich ein Fremdkörper zwischen der
Fensterscheibe und dem Fensterrahmen während der Aufwärts
bewegung befindet, kann beispielsweise zwischen der Basis
des Transistors Tr 8 und Masse ein Kondensator angeordnet
werden, um die Umstellung des Transistors Tr 8 in den Sperr
zustand durch Anstieg des Kollektorpotentials des Transi
stors Tr 9 aufgrund des Löschens des Detektorsignals zu ver
zögern. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dient
der automatische Fensterheber zum Bewegen der Fensterscheibe
1 nach oben und nach unten. Der Fensterheber kann jedoch
auch zum Bewegen einer Fensterscheibe eines sogenannten
"Sonnendachs" eingesetzt werden. Der in Fig. 2 dargestellte
Verzögerungsverstärker 7 besitzt einen Integrator, bestehend
aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C1, es kann jedoch
auch eine andere geeignete Verzögerungsschaltung verwendet
werden.
Erfindungsgemäß besitzt ein automatischer Fensterheber eine
erste Detektoreinrichtung zum Feststellen der Zunahme der
auf den Antriebsmotor einwirkenden Last. Deshalb läßt sich
ein Blockier- oder Sperrzustand des Motors feststellen durch
die Zunahme des Antriebsstroms eines relativ geringen Werts
ohne Beeinflussung der Verschiebung der Fensterscheibe be
züglich des Fensterrahmens, und selbst dann, wenn sich ein
Hindernis zwischen Fensterscheibe und Fensterrahmen befin
det, arbeitet der Fensterheber sicher, ohne daß eine große
Haltekraft aufgebracht wird. Da der Verriegelungszustand des
Motors anhand eines kleinen Antriebsstroms zum Anhalten oder
zum Umkehren des Motors festgestellt werden kann, fließt
durch den Motor kein starker Antriebsstrom, auch dann nicht,
wenn das Fenster geschlossen wird und an der Öffnungsgrenze
ankommt, so daß die Lebensdauer des Motors erhöht und die
Entladung der Bordbatterie reduziert wird. Da weiterhin die
zweite Detektoreinrichtung dazu dient, festzustellen, daß
die auf den Motor einwirkende Last innerhalb einer vorbe
stimmten Zeitspanne abfällt, auch wenn der Motor blockiert
ist, und der Schalter in Blockierrichtung irrtümlich betä
tigt wird, läßt sich der Blockierzustand des Motors sofort
feststellen, so daß sich ein selbsthaltender Betriebszustand zum
kontinuierlichen Einspeisen von Antriebsstrom in den Motor
durch die Steuereinrichtung nicht einstellt. Dadurch wird
das Durchbrennen des Motors zuverlässig verhindert.
Claims (2)
1. Automatischer Fensterheber, umfassend:
einen Motor (2),
eine Antriebssteuereinrichtung (11), die mittels Betätigung eines Schalters (S1-S4) den Motor in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung dreht, um eine Fensterscheibe (1) zu schließen oder zu öffnen,
einen in Reihe zu dem Motor (2) geschaltenen Widerstand (R1), und
eine erste Detektoreinrichtung (4), die den Zeitpunkt des Blockierens des Motors (2) feststellt anhand eines Kreuzungspunkts zwischen einer ersten Wellenform, die eine Änderung des durch den Antriebsstrom des Motors (2) an dem Widerstand (R1) erzeugten Potentials repräsentiert, und einer zweiten Wellenform, die gegenüber der ersten Wellenform um eine erste Zeitspanne verzögert ist und gegenüber der Wellenform einen additiven zusätzlichen ersten Pegel aufweist,
gekennzeichnet durch
eine zweite Detektoreinrichtung (50), die einen Kreuzungspunkt feststellt zwischen der ersten Wellenform und einer dritten Wellenform, die um eine zweite Zeitspanne gegenüber der ersten Wellenform verzögert ist und gegenüber der ersten Wellenform um einen zweiten Pegel subtraktiv verringert ist, um einen Automatikbetrieb zu ermöglichen, bei dem der Motor nach einmaligem vorübergehenden Betätigen des Schalters dreht, bis die Fensterscheibe geöffnet oder geschlossen ist.
einen Motor (2),
eine Antriebssteuereinrichtung (11), die mittels Betätigung eines Schalters (S1-S4) den Motor in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung dreht, um eine Fensterscheibe (1) zu schließen oder zu öffnen,
einen in Reihe zu dem Motor (2) geschaltenen Widerstand (R1), und
eine erste Detektoreinrichtung (4), die den Zeitpunkt des Blockierens des Motors (2) feststellt anhand eines Kreuzungspunkts zwischen einer ersten Wellenform, die eine Änderung des durch den Antriebsstrom des Motors (2) an dem Widerstand (R1) erzeugten Potentials repräsentiert, und einer zweiten Wellenform, die gegenüber der ersten Wellenform um eine erste Zeitspanne verzögert ist und gegenüber der Wellenform einen additiven zusätzlichen ersten Pegel aufweist,
gekennzeichnet durch
eine zweite Detektoreinrichtung (50), die einen Kreuzungspunkt feststellt zwischen der ersten Wellenform und einer dritten Wellenform, die um eine zweite Zeitspanne gegenüber der ersten Wellenform verzögert ist und gegenüber der ersten Wellenform um einen zweiten Pegel subtraktiv verringert ist, um einen Automatikbetrieb zu ermöglichen, bei dem der Motor nach einmaligem vorübergehenden Betätigen des Schalters dreht, bis die Fensterscheibe geöffnet oder geschlossen ist.
2. Fensterheber nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Detektoreinrichtung (50) aufweist:
einen Echtzeitverstärker (6), der das Potential an dem Widerstand (R1) verstärkt,
einen Verzögerungsverstärker (7), der das Potential an dem Widerstand (R1) verzögert verstärkt,
einen Subtrahierer (130), der von der Ausgangsspannung des Verzögerungsverstärkers (7) eine Spannung (b) subtrahiert, und
einen Spannungskomparator (140), der den Ausgangspegel des Subtrahierers (130) mit dem Ausgangspegel des Echtzeitverstärkers (6) vergleicht, um den Automatikbetrieb nur dann freizugeben, wenn der Pegel des Ausgangssignals des Verzögerungsverstärkers (7) den Pegel des Ausgangssignals des Echtzeitverstärkers (6) übersteigt.
einen Echtzeitverstärker (6), der das Potential an dem Widerstand (R1) verstärkt,
einen Verzögerungsverstärker (7), der das Potential an dem Widerstand (R1) verzögert verstärkt,
einen Subtrahierer (130), der von der Ausgangsspannung des Verzögerungsverstärkers (7) eine Spannung (b) subtrahiert, und
einen Spannungskomparator (140), der den Ausgangspegel des Subtrahierers (130) mit dem Ausgangspegel des Echtzeitverstärkers (6) vergleicht, um den Automatikbetrieb nur dann freizugeben, wenn der Pegel des Ausgangssignals des Verzögerungsverstärkers (7) den Pegel des Ausgangssignals des Echtzeitverstärkers (6) übersteigt.
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