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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Steuerung für
einen stufenlosen Türfeststeller
für Kraftwagentüren mit
einem am einen Türanordnungsteil
angeschlagenen ersten Teil, insbesondere einer Türhaltestange und einem am anderen
Türanordnungsteil angeschlagenen
zweiten Teil, insbesondere einer Brems- und/oder Feststelleinrichtung,
wobei die mit dem ersten Teil zusammenwirkende Brems- und/oder Feststelleinrichtung
wenigstens ein mittels eines Antriebs zwischen einer Freigabe- und
einer Brems- bzw. einer Feststellage hin- und herbewegbares Bremsglied
aufweist und der Antrieb mittels einer Steuerschaltung in Abhängigkeit
von wenigstens einem den Bewegungszustand der Tür charakterisierenden Kriterium
ansteuerbar ist.
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Türfeststeller
für Kraftwagentüren sind
in einer Vielzahl von Gestaltungsformen bekannt, denen unabhängig von
ihrer jeweiligen Gestaltungsform die Aufgabe zukommt, die Fahrzeugtür gegen
eine vom Benutzer des Fahrzeuges nicht beabsichtigte Eigenbewegung
zu sichern.
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Die gebräuchlichsten Formen von Türfeststellern
sind mit mechanischen Verrastungen für bestimmte ausgewählte, abgesehen
von einem Endanschlag, meist eine oder zwei Öffnungslagen der Tür versehen,
derart, daß die
Tür nur
in einem oder zwei Öffnungswinkelbereichen
tatsächlich
festgehalten wird, während
sie über
die übrigen Öffnungswinkelbereiche
hin völlig
freigängig
ist. Auf engen Parkräumen
oder ähnlichen
Gelegenheiten reichen aber die eine oder zwei Feststellagen der
Tür häufig nicht
aus, um eine unbeabsichtigte Beschädigung der eigenen Tür oder gegebenenfalls
auch des Nachbarfahrzeuges sicher zu vermeiden, insbesondere dann,
wenn das Fahrzeug auf einem geneigten Untergrund steht und die Tür daher
aufgrund ihres Gewichtes und des beim Öffnen erforderlichen Anschubimpulses
eine Eigenbewegungstendenz in Öffnungsrichtung
aufweist. Ebenso unangenehm ist es, wenn bei entsprechender Neigung
des Untergrundes die Tür
eine Eigenbewegungstendenz in Schließrichtung aufweist, da dadurch
das Ein- und Aussteigen aus dem Fahrzeug behindert bzw. zumindestens
unbequem wird.
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Es sind auch bereits eine Reihe von
Vorschlägen
für Türfeststeller
zum stufenlosen Feststellen der Tür in jeder beliebigen Öffnungslage
gemacht worden, die sich aber stets dadurch auszeichnen, daß für die Herstellung
und den Einbau des Türfeststellers
ein erheblicher Aufwand erforderlich ist. Insbesondere ist es bei
hydraulisch oder elektromagnetisch verriegenden Türfeststellern
schwierig, den Feststeller zu lösen,
wenn die Tür
zugeschlagen werden soll, was nur bei völlig wirkunglosem Türfeststeller
möglich
ist. Das Lösen
des Türfeststellers,
wie bei den meisten bekannten Vorschlägen vorgesehen, über die
Türgriffe
zu steuern führt
zu keinem befriedigenden Ergebnis, weil beispielsweise beim Zuschlagen
der Tür
von außen
der Türgriff üblicherweise nicht
benutzt wird.
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Bei einer bekannten, verhältnismäßig einfach
realisierbaren Bauart eines rein mechanischen stufenlosen Türfeststellers
kann die Verriegelungsstellung des Feststellers nur durch eine zur
beabsichtigten Bewegungsrichtung der Tür entgegengesetzt gerichtete
Bewegung der Tür
gelöst
werden. Dieser Türfeststeller
führt daher
zu einer erheblichen Beeinträchtigung
des Bedienungskomforts des Fahrzeugs insgesamt.
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Des weiteren ist beispielsweise aus
der
DE 42 29 412 C1 ein
Verfahren zur Bestimmung der Bremskraft einer um eine Türscharnierachse
drehbar gelagerten Kraftfahrzeugtür bekannt, bei dem mittels Sensoren
zumindest der Türöffnungswinkel,
die Fahrzeuglängsneigung
und die Fahrzeugquerneigung erfaßt werden und aus der Änderung
des Türöffnungswinkel
pro Zeiteinheit die Türwinkelgeschwindigkeit
berechnet wird. Die Feststellung der Fahrzeugtür erfolgt in Abhängigkeit
der von den Sensoren erfaßten
Größen mit
einer bestimmten, aus den jeweiligen Bedingungen berechneten Bremskraft.
Bei diesem Verfahren wird es als nachteilig angesehen, daß zumindest
drei Sensoren zur Erfassung der Randbedingungen des Fahrzeugs und
eine relativkompliziert aufgebaute Steuerschaltung zur Verarbeitung
der von den Sensoren gewonnenen Daten erforderlich ist.
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Durch die WO 93/06 326 ist es schon
bekannt, bei einer Steuerung bei einem stufenlosen Türfeststeller
für Kraftwagentüren einen
Drehwinkeldetektor einzusetzen, der in Abhängigkeit der Winkelbewegung
der Tür
die Steuerung, Feststellen oder Lösen, der Türfeststellvorcichtung bewirkt.
Damit kann zwar eine Kraftwagentür
schon bequem und einfach gehandhabt und auch in jeder beliebigen
Offenstellung festgestellt und gelöst werden. Da der Drehwinkeldetekor
hierzu jedoch unmittelbar die kurze Längsbewegung und die Geschwindigkeit
des festzustellenden Gliedes, z. B. der Türhaltestange, abgreift, führt dies
zu einer relativ ungenauen und trägen Steuerung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, eine möglichst
einfach aufgebaute Steuerung für
an sich beliebig gestaltete stufenlos wirksame Türfeststeller mit wenigstens
einem beweglichen Bremsglied für
Kraftfahrzeugtüren
zu schaffen, die in der Lage ist, beliebige gewollte und ungewollte
Bewegungen der Tür
mit hoher Empfindlichkeit erfassen, um das Bremsglied mit kurzer
Ansprechzeit ansteuern zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Erfassung des Bewegungszustandes der Tür ein aus einer in Abhängigkeit
von der Winkelbewegung der Tür
mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit rotierend angetriebenen
Impulserzeugerscheibe und einem Fühler bestehender Impulserzeuger
und eine mindestens die Feststell- und/oder Freigabestellung des
Bremsgliedes erfassende und hieraus ihrerseits Impulse ableitende Schalteinrichtung
zugeordnet sind und die Steuerschaltung den Antrieb im Sinne eines
Feststellens der Tür
ansteuert, falls ein Stillstand oder eine Bewegung lediglich mit
einer relativ geringen Geschwindigkeit der Tür erfaßt wird, bzw. im Sinne eines
Freigebens der Tür
ansteuert, falls eine einen vorbestimmten Wert übersteigende Bewegung der Tür erfaßt wird.
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Die erfindungsgemäße Steuerung kann im Prinzip
in Verbindung mit jeder Bauart von Türfeststellern eingesetzt werden,
praktikablerweise jedoch in Verbindung mit solchen Türfeststellern,
die ein in irgendeiner Form mit einer Türhaltestange zusammenwirkendes
Bremsglied aufweisen.
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In einer bevorzugten praktischen
Verwirklichungsform der Erfindung wird der Impulserzeuger mit einer
Winkelgeschwindigkeit von etwa zumindest einem Zehntel Umdrehung
je Grad Öffnungswinkel der
Tür angetrieben.
Daraus folgt eine vergleichsweise hohe Impulsdichte, die auch die
Erfassung langsamster Türbewegungen
und insbesondere Beschleunigungen ermöglicht. Dies gestattet zum
einen die Erfassung bereits geringfügigster Bewegungsänderungen
der Tür,
und zum anderen eine feinfühlige Ansteuerung
des Antriebs bzw. entsprechend eine feinfühlige Verstellung des Bremsgliedes.
Die Tür kann
damit bei atypischen Bewegungsabläufen wie beispielsweise durch
wind- oder schwerkraftbedingten Bewegungen sicher in Ruhestellung
gehalten werden. Zum anderen ist bei festgestellter Tür eine gewollte
Türbewegung
durch die Bedienungsperson unverzüglich erfaßbar und die sofortige Freigabe
des Bremsgliedes steuerbar, so daß die Feststellung der Tür bei der
weiteren Türbewegung
durch die Bedienungsperson sofort aufgehoben werden kann. Durch die
erfindungsgemäße Erfassung
von Türbewegungen
mit hoher Empfindlichkeit eröffnet
sich somit die Möglichkeit
einer sicheren Unterscheidung zwischen gewollter und ungewollter
Türbewegung.
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Die erfindungsgemäße Steuerung für den stufenlosen
Türfeststeller
ist derart ausgelegt, daß die
Tür automatisch
festgestellt wird, wenn die Tür nicht
oder nur sehr langsam bewegt wird. Die Tür wird in der gerade eingenommenen Öffnungsstellung solange
sicher gehalten, bis wenigstens kurzzeitig eine Kraft aufgebracht
wird, die größer ist
als die Feststellkraft, so daß sich
die Tür
bewegt. Hierdurch wird die Impulserzeugerscheibe in Drehung versetzt und
die Erzeugung von Impulsen an die Steuerschaltung abgegeben, die
als Reaktion hierauf den Antrieb der Brems- und/oder Feststelleinrichtung
im Sinne einer unverzüglichen
Freigabe des Bremsgliedes steuert. Die Anzahl der hierbei zu erfassenden
Impulse und damit die Verzögerungszeit
bis zur Freigabe des Bremsgliedes kann als Größe zur sicheren Abgrenzung
von gewollten und ungewollten Bewegungen der Fahrzeugtür bzw. zur
sicheren Erfassung, daß sich
die Türe überhaupt
in Bewegung befindet, und Abhängigkeit
der Empfindlichkeit der Impulserzeugerscheibe und des Fühlers, aber
auch in Abhängigkeit
der jeweiligen Türgröße und/oder
weiterer Fahrzeugparameter entweder fest voreingestellt oder etwa
vom Fahrzeugführer
selbst innerhalb gewisser vom Herstellerfestgelegter Grenzen auf
einen für
ihn günstigen
Wert gewählt
werden.
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Dem Prinzip der Erfindung entsprechend
arbeitet die Steuerung des weiteren so, daß sie bei freigegebenem Bremsglied
ein Erreichen des maximalen Üffnungswinkels
der Tür
und/oder ein Überschreiten
eines vorbestimmten Wertes der Winkelbewegung der Impulserzeugerscheibe
erfaßt
und als Reaktion hierauf ein Feststellen des Bremsgliedes steuert.
Auf diese Weise kann in der maximalen Offenstellung der Tür und/oder
beim Vorliegen von übermäßigen Krafteinwirkungen
auf oder zu heftigen oder schnellen Bewegungen der Tür ein Betätigen des Bremsgliedes
gesteuert werden, um schädliche
Auswirkungen auf den Türrahmen
zu vermeiden.
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In einer bevorzugten praktischen
Verwirklichungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Impulsgenerator
ein an dem einen Türanordnungsteil angeschlagenes
Antriebselement und ein von diesem rotierend angetriebenes Drehteil
besitz, das direkt drehsicher oder vermittels eines Übersetzungsgetriebes
mit der Impulserzeugerscheibe gekoppelt ist. Hierbei ergibt sich
in vorteilhafter Weise eine exakte Umsetzbarkeit der Türbewegung
in eine vergleichsweise hohe Drehbewegung und damit hohe Empfindlichkeit
der Erfassung der Winkelbewegung der Tür.
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Eine besonders günstig ausführbare, baulich einfache Ausgestaltung
kennzeichnet sich dadurch, daß die
die Feststell- und/oder Freigabestellung des Bremsgliedes erfassende
und hieraus Impulse ableitende Schalteinrichtung aus einem Schalterpaar
sowie wenigstens einem Betätigungsnocken
besteht, der eine vom Antrieb des Bremsgliedes angetriebene Exzenterscheibe
aufweist, die über
einen federvorgespannten Druckbolzen auf einen Hebelarm des Bremsgliedes
wirkt. Vorzugsweise liegt das Schalterpaar in Form von zwei über Druckrollen
betätigbare Mikroschalter
vor, die den beiden Extremstellungen der Exzenterscheibe zugeordnet
sind. In einer besonders günstig
ausführbaren
Ausgestaltung besitzt der Antrieb für die Brems- und/oder Feststelleinrichtung
einen Elektromotor.
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In einer bevorzugten praktischen
Verwirklichungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Impulsgenerator
eine an dem einen Türanordnungsteil
angeschlagene Spindel und eine mit der Spindel gekoppelte Spindelmutter
aufweist, die direkt drehsicher oder vermittels eines Übersetzungsgetriebes mit
der Impulserzeugerscheibe gekoppelt ist. Vorzugsweise ist die Spindelmutter
mittels Wälzlager spielfrei
und frei drehbar in dem an anderen Türanordnungsteil feststehend
angeschlagenen Haltergehäuse
gelagert.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der Impulsgenerator als Drehpotentiometer ausgebildet, welches
von einem Seilzug in Abhängigkeit
des Öffnungswinkels
der Tür
angetrieben ist. In diesem Fall ist an der Tür ein Zugseil befestigt, welches über eine Rolle
läuft und
von einer am Türrahmen
eingehängten
Zugfeder straff gehalten wird. Die Rolle ist auf der gleichen Achse
angeordnet wie das Potentiometer. Durch Öffnen der Tür wird die Rolle über das
gespannte Seil in Drehung versetzt und dreht gleichzeitig das Drehpotentiometer,
das somit ein der Winkelstellung der Tür entsprechendes Signal erzeugt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
ist der Impulsgenerator als zylinderförmiger Drehkörper ausgebildet,
der von einem an der Tür
angeschlagenen Bowdenzug angetrieben wird. Der Drehkörper besitzt
eine wendelförmig
verlaufende Führungsnut, in
welcher der an einer Feder und der Tür befestigte Bowdenzug seine
Führung
findet, wobei der Bowdenzug mit Stiften und die Führungsnut
mit Kerben ausgerüstet
sein kann und beides im Bereich der Führungsnut in Eingriff stehen
kann. Durch Öffnen der
Tür wird
der mit Impulserzeugerscheibe und Fühler ausgestattete Drehkörper über den Bowdenzug
in Drehung versetzt und erzeugt somit ein der Winkelstellung der
Tür entsprechendes
Signal.
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Die Endung ist in der nachfolgenden
Beispielsbeschreibung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
im einzelnen beschrieben.
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In der Zeichnung zeigt die
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1 eine
schematische Ansicht einer Steuerung für einen stufenlosen Türfeststeller
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine
schematische Ansicht einer Steuerung für einen stufenlosen Türfeststeller
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel,
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3 eine
schematische Ansicht einer Steuerung für einen stufenlosen Türfeststeller
gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel,
und
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4 eine
schematische Ansicht einer Steuerung für einen stufenlosen Türfeststeller
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
ist vermittels eines Lagerbockes 1 eine Türhaltestange 2 um
eine zur Scharnierachse parallele Achse 3 schwenkbar an
einem Türanordnungsteil,
hier der Tür 4,
angelenkt. Der Türhaltestange 2 ist
eine am anderen Türanordnungsteil,
hier der Türsäule 5,
angeschlagene Brems- und/oder Feststelleinrichtung 6 zugeordnet,
wobei die Brems- und/oder Feststelleinrichtung 6 im Wesentlichen
einen Elektromotor 7, der eine Exzenterscheibe 8 antreibt,
und ein Bremsglied 9 umfaßt, welches durch die Exzenterscheibe 8 im
Sinne eines Feststellens der Türhaltestange 2 betätigt bzw.
im Sinne eines Freigebens der Türhaltestange 2 freigegeben
wird. Zur Steuerung des Elektromotors 7 ist eine Steuerschaltung
10 vorgesehen,
die über
eine Schalterpaar bestehend aus über
Druckrollen betätigbare
Mikroschalter 11 und 12, die den Extremstellungen
der Exzenterscheibe zugeordnet sind, Information über den Betätigungszustand
des Bremsgliedes 9 erhält.
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Ebenfalls mit der Steuerschaltung 10 elektrisch
verbunden ist ein Fühler 13 eines
Impulserzeugers 14, der wiederum eine in Abhängigkeit
von der Winkelbewegung der Tür 4 mit
vergleichsweise hoher Geschwindigkeit rotierend angetriebenen Impulserzeugerscheibe 15 besitzt.
Die Impulserzeugerscheibe 15 bildet in Form eines äußeren Zahnkranzes
den Rand einer Spindelmutter 16, die von der an der Tür 4 angeschlagenen
Spindel 17 bei einer Schwenkbewegung der Tür 4 in
Drehung mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit versetzt wird. Hierbei
erfaßt
der Fühler 13 Drehungen
der Impulserzeugerscheibe 15 und gibt diese als elektrische
Impulse über
eine Leitung 18 an die Steuerschaltung 10 ab.
Der Impulserzeuger 14 mit dem Fühler 13 und der Impulserzeugerscheibe 15 kann
je nach Zweckmäßigkeit
als elektromechanischer Impulszähler,
induktiver Weggeber, induktive Impulszähler, fotoelektrischer Impulszähler oder
dergleichen ausgestaltet sein.
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Im folgenden wird die Betriebsweise
der Steuerung näher
erläutert.
Die Steuerung wird durch eine (nicht näher dargestellten) Türöffnungsschalter ein- und ausgeschaltet.
Ist die Tür 4 geschlossen,
so ist die gesamte Elektronik ausgeschaltet. Wird die Tür 4 geöffnet, so
wird die Elektronik aktiviert und die Steuerung eingeschaltet. Beim Öffnen der
Tür 4 bewegt
sich die Spindel 17 und erteilt der Spindelmutter 16 eine
Drehbewegung mit vergleichsweise hoher Geschwindigkeit. Bei einem
gesamten Türöffnungswinkel
von etwa 64° dreht
sich die Spindelmutter 16 beispielsweise sechsmal und gibt
dabei über
die Impulserzeugerscheibe 15, die beispielsweise 24 Zähne besitzt,
144 Hell/Dunkel-Impulse über
eine Lichtschranke (Fühler 13)
an die Steuerschaltung 10 weiter. Die Steuerschaltung 10 kann
derart ausgebildet sein, daß sie
zwischen einem Türwinkel
von beispielsweise 0° bis
15° keine
Impulse zur Ansteuerung des Antriebs, Elektromotor 7, verarbeitet.
Bei einem Türöffnungswinkel
zwischen 15° bis
64° erfaßt die Steuerschaltung 10 eine
Bewegung der Tür 4 durch
die Impulse des Impulserzeugers 14 und steuert den Elektromotor 7 für das Bremsglied 9 an.
Bei einem Türöffnungswinkel
zwischen etwa 15° bis
64° erfaßt die Steuerschaltung 10 einen
Stillstand oder jedenfalls annähernden
Stillstand der Tür 4 und
steuert den Antrieb 7 im Sinne eines Feststellens des Bremsgliedes 9 an.
Das Bremsglied 9 kann so eingestellt sein, daß ein Türöffnungs-
und Türschließmoment
von ca. 10 bis 60 Nm vorhanden ist. Wird die Tür 4 nunmehr durch
die Bedienungsperson mit einem manuellen Moment bewegt, welches
größer als das
voreingestellte Moment ist, so wird die Impulserzeugerscheibe 15 in
Drehungen versetzt und gibt über
die Lichtschranke, Fühler 13,
Impulse an die Steuerschaltung 10 ab. Falls die hierbei
ermittelte Anzahl von Impulsen einen vorbestimmten Wert, etwa 3
bis 5 Impulse übersteigt,
steuert die Steuerschaltung 10 über den Elektromotor im Sinne
einer Freigabe des Bremsgliedes 9. Durch die Vorgabe der Anzahl
von Impulsen, aufgrund derer die Freigabe des Bremsgliedes 9 erfolgen
soll, und durch geeignete Einstellung des Bremsmomentes des Bremsgliedes 9 kann
eine sichere Unterscheidung zwischen einer gewollten Türbewegung
und einer ungewollten Türbewegung,
beispielsweise aufgrund eines Windangriffs, vorgenommen werden.
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Das Schalterpaar 11 und 12 erfaßt den Betätigungszustand
des Bremsgliedes 9 und gibt entsprechende Signale ab, die
jedenfalls in der Steuerschaltung 10 verarbeitet werden.
Beispielsweise ist der Mikroschalter 11 eingeschaltet und
der Mikroschalter 12 ausgeschaltet, wenn das Bremsglied 9 festgestellt ist,
und umgekehrt.
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In Abhängigkeit der Schalterstellung
der beiden Mikroschalter 11 und 12 kann darüber hinaus vorgesehen
sein, daß die
Steuerung den Antrieb im Sinne eines Feststellens des Bremsgliedes 9 steuert, wenn
der maximale Türöffnungswinkel
erreicht ist, oder – um
heftige Türöffnungsbewegungen,
die zu Schäden
der Tür 4 bzw.
der Türsäule 5 führen könnten, zu
vermeiden – bei einem Überschreiten
eines vorbestimmten Wertes der Winkelbewegung der Impulserzeugerscheibe 15.
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Bei dem in 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung
ist der Impulsgenerator anstelle der Spindel und Spindelmutter mit einer
Zahnstange 20 ausgestattet, die direkt oder über eine Übersetzung
mit der Türhaltestange 2 gekoppelt
ist und ein Zahnrad 21 kämmt, so daß die Winkelbewegung der Tür unmittelbar
in eine Drehbewegung des Zahnrades 21 umgewandelt wird
und über
einen damit verbundenen Drehsensor 22 in entsprechende
Impulse an die Steuerschaltung 10 weitergegeben werden.
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Bei dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung
ist der Impulsgenerator als Drehpotentiometer 30 ausgebildet,
welches von einem Zugseil 24 in Abhängigkeit des Öffnungswinkels
der Tür 4 angetrieben
ist. An der Tür 4 ist
an einer Stelle 23 ein Zugseil 24 befestigt, welches über eine
Rolle 25 läuft
und von einer Zugfeder 26 straft gehalten wird. Die Zugfeder 26 ist
an einem Vorsprung 27 des Türrahmens 28 eingehängt. Die Länge des
Zugseils 24 ist vorzugsweise so bemessen, daß die Rolle 25 bei
voll geöffneter
Tür 4 mindestens
etwa eine Umdrehung ausführt.
Die Rolle 25 ist auf der gleichen Achse 29 angeordnet
wie das Drehpotentiometer 30. Durch Öffnen der Tür 4 wird die Rolle 25 über das
gespannte Zugseil 24 in Drehung versetzt und dreht gleichzeitig
das Drehpotentiometer 30, das somit ein der Winkelstellung
entsprechendes Signal erzeugt.
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Bei dem in 4 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung
ist der Impulsgenerator als zylinderförmiger Drehkörper 31 ausgebildet,
der von einem an der Tür
angeschlagenen Bowdenzug 32 angetrieben wird. Der Drehkörper 31 besitzt
eine wendelförmig
verlaufende Führungsnut 33,
in welcher der an einer Feder 34 und der Tür 4 befestigte
Bowdenzug 32 seine Führung
findet, wobei der Bowdenzug 32 mit Stiften 35 und
die Führungsnut 33 mit
Kerben 36 ausgerüstet
sind und beides im Bereich der Führungsnut 33 in
Eingriff steht. Durch Öffnen
der Tür 4 wird
der (mit hier nicht näher
dargestellter Impulserzeugerscheibe und Fühler ausgestattete) Drehkörper 31 über den
Bowdenzug 32 in Drehung versetzt und erzeugt somit ein
der Winkelstellung entsprechendes Signal.