DE19758796B4

DE19758796B4 - Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verstellbewegung eines translatorisch verstellbaren Bauteils in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE19758796B4
Application number: DE19758796A
Authority: DE
Inventors: Jörg ÜBELEIN; Michael Kessler; Jürgen Seeberger
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1997-10-07
Filing date: 1997-10-07
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: DE19745597A1; DE19745597B4

Abstract

Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verstellbewegung eines translatorisch verstellbaren Bauteils in Fahrzeugen, insbesondere von Fensterhebern, Schiebedächern oder dergleichen in Kraftfahrzeugen, mit einer Stelleinrichtung, einer Antriebseinrichtung und einer Steuer- und Regelelektronik, wobei
– die Antriebseinrichtung eine Verstellkraft ausübt, die gleich der Summe der zum Verstellen des Bauteils notwendigen Kraft und einer einstellbaren Überschusskraft ist und
– die Überschusskraft in Abhängigkeit von auf die Fahrzeugkarosserie oder Teilen davon einwirkenden Kräften geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein beim Öffnen und Schließen eines Karosserieteiles wie einer Fahrzeugtür (1), einer Kofferraum- oder Heckklappe oder einer Motorhaube betätigter Schalter (92) ein Signal an die Steuer- und Regeleinrichtung abgibt und die Überschusskraft (Fü) erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verstellbewegung eines translatorisch verstellbaren Bauteils in Fahrzeugen, insbesondere von Fensterhebern, Schiebedächern oder dergleichen in Kraftfahrzeugen.
Aus der DE 40 20 351 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung des Öffnungs- und Schließvorgangs von elektrischen Aggregaten, insbesondere von Fensterhebern in Kraftfahrzeugen, bekannt, bei dem eine Steuereinheit mit einem ersten Sensor verbunden ist, der die durch äußere Einflüsse verursachten, auf die Fahrzeugkarosserie wirkenden Beschleunigungskräfte erfasst. Weiterhin ist die Steuereinheit mit einem zweiten Sensor verbunden, der Aggregateparameter erfasst und diese der Steuereinheit zuleitet. Diese Aggregateparameter sind Messwerte, die beispielsweise die Fensterhebergeschwindigkeit oder das Drehmoment des Stellorgans des Aggregats betreffen. Überschreitet ein Messwert einen vorgegebenen Grenzwert, so wird ein Einklemmfall angenommen, wenn durch den ersten Sensor kein äußerer Einfluss erfasst wurde. Auf diese Weise wird ein ungewolltes Abschalten bzw. Reversieren ausgeschlossen.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass nur die zur Verstellbewegung notwendige Verstellkraft zur Verfügung gestellt wird, deren Größe eventuell auftretende Schwergängigkeitsbereiche nicht berücksichtigt. Dadurch kommt es beispielsweise während des Einlaufens der zu verstellenden Fensterscheibe in den Dichtungsbereich der Türkarosserie zu einem ungewollten Abschalten oder Reversieren des Fensterhebers.
Aus der DE 40 20 351 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung eines Öffnungs- und Schließvorganges von elektrisch betriebenen Aggregaten bekannt. Ein zusätzliches Sensorelement übermittelt am Kraftfahrzeug auftretende Beschleunigungskräfte an eine Steuerelektronik, um ein fälschliches Abschalten oder Reversieren des elektrischen Stellorgans z. B. beim Überfahren einer schlechten Wegstrecke zu vermeiden. Dabei erfasst das Sensorelement im wesentlichen die in vertikaler Richtung auf das Kraftfahrzeug wirkenden Kräfte und bildet aus diesen Messwerten einen sogenannten Grundpegel. Ausgehend von diesem Grundpegel werden die von einer Sensoreinrichtung ursächlich mit dem Fensterhebersystem zusammenhängenden Messwerte von der Steuerelektronik daraufhin bewertet, ob eine zulässige Einklemmkraft überschritten wurde.
Bei dem bekannten Verfahren wird durch die Auswertung der Beschleunigungsdaten aus dem Sensorelement eine Fehlabschaltung oder ein Fehlreversieren des Antriebsorgans vermieden. Dabei wird eine unter allen Umständen möglichst niedrige Überschuss- oder Einklemmkraft angestrebt, die um so kleiner sein kann, je zuverlässiger die Auswertung der Beschleunigungsdaten ist. Die Auswertung der Beschleunigungsdaten muss dazu in Echtzeit erfolgen, um ein Fehlreversieren oder ein Fehlabschalten zuverlässig zu verhindern.
Aus der DE 44 42 171 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Öffnungs- und Schließvorgangs bei einem System mit mindestens einem elektromotorisch bewegten Teil bekannt. Dabei wird eine Klemmkraft aus dem Betriebszustand des Elektromotors unter Berücksichtigung aller Motorparameter abgeleitet. Der zeitliche Verlauf der Klemmkraft wird dahingehend bewertet, ob ein Einklemmfall vorliegt.
Aus der DE 196 15 123 C1 ist ein Verfahren zur elektronischen Überwachung eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs bekannt, bei dem der Grenzwert einer Schließkraftbegrenzung über ein Tachosignal den geschwindigkeitsabhängigen Kraft- und Druckverhältnissen angepasst wird. Dadurch wird erreicht, dass einerseits die Schädigung einer in den Schließbereich geratenen Person oder des Verstellantriebs ausgeschlossen wird, da bei Erreichen des Grenzwerts der Schließkraftbegrenzung die Steuerelektronik ein Einklemmen erkennt und den Verstellantrieb stoppt oder reversiert. Andererseits werden Fehlauslösungen des Einklemmschutzes vermieden, die durch ein kurzzeitiges Einwirken großer Kräfte auf den Verstellantrieb hervorgerufen werden.
Um nicht auf ein Signal eines zusätzlich zu installierenden Sensors zurückgreifen zu müssen, werden derartige Fehlauslösungen durch die Berücksichtigung äußerer Einflüsse mittels des verarbeiteten Tachosignals bei der Ermittlung des Grenzwertes der Schließkraftbegrenzung reduziert.
Aus der DE 195 07 137 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung und Steuerung des Öffnungs- und Schließvorgangs von elektrisch betriebenen Aggregaten und Fensterhebern oder Schiebedächern bekannt, bei dem ein mit dem Aggregat verbundener elektrischer Stellmotor von einer Steuerelektronik angesteuert wird, die mit einer Verstellparameter des Aggregats erfassenden Sensoreinrichtung verbunden ist. Um die von dem Aggregat in einem Einklemmfall ausgeübte Kraft über kritische Bereiche des Verstellweges auf jeweils dafür vorgegebene Werte zu begrenzen, wird der Verstellbewegung in einen ersten Bereich, der vom geöffneten zum überwiegend geschlossenen Zustand reicht, und einen zweiten Bereich vom überwiegend geschlossenen bis zum vollständig geschlossenen Zustand des Aggregats unterteilt und die Verstellgeschwindigkeit beim Übergang von dem einen zum anderen Bereich verändert. In beiden Bereichen des Verstellweges erfolgt eine Begrenzung der Einklemmkraft, so dass die im System vorhandene Bewegungsenergie verringert wird und das System bei ansonsten unveränderter Sensorik und gegebenen mechanischen Parametern auf eventuelle Einklemmkörper mit niedrigeren Kräften reagieren kann.
Aus der DE 33 01 071 C2 ist eine Vorrichtung zum Absenken einer Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür beim Öffnen der Kraftfahrzeugtür und Anheben der Fensterscheibe nach erfolgtem Schließvorgang der Kraftfahrzeugtür bekannt, die dazu dient, ein einwandfreies Öffnen und Schließen der Tür bei einem außen liegenden, die Fensterscheibe umgreifenden Schenkel der Fensterscheibendichtung zu gewährleisten, so dass sich die Fensterscheibe beim Öffnen und Schließen außer Eingriff mit dem Dichtkörper der Fensterscheibendichtung befindet. Zu diesem Zweck ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mit einem als Türkontaktschalter ausgebildeten Einschaltglied verbunden ist. Weder die bekannte Vorrichtung zum Absenken einer Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür noch die Steuereinrichtung hierfür sind jedoch für eine Einklemmschutzeinrichtung vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verstellbewegung eines translatorisch verstellbaren Bauteils anzugeben, bei dem einerseits eine Fehlabschaltung oder ein Fehlreversieren des Antriebs vermieden wird und andererseits die zulässige Einklemmkraft in keinem Fall überschritten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Die erfindungsgemäßen Lösungen geben Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verstellbewegung eines translatorisch verstellbaren Bauteils an, bei dem einerseits eine Fehlabschaltung oder ein Fehlreversieren des Antriebs vermieden und andererseits die zulässige Einklemmkraft in keinem Fall überschritten wird, so dass das Verfahren einen über den gesamten Verstellbereich wirksamen Einklemmschutz sicherstellt, der auch sehr hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt. Darüber hinaus wird aber zusätzlich sichergestellt, dass die Verstellkraft auch in Schwergängigkeitsbereichen des Verstellweges ausreichend groß ist und eine Stelleinrichtung ein translatorisch verstellbares Bauteil unter Berücksichtigung der auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden äußeren Einflüsse nach Maßgabe der Bedienungsperson materialschonend verstellt. Als äußere Einflüsse werden hier die auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Kräfte oder Beschleunigungskräfte verstanden, die nicht unmittelbar durch die Stelleinrichtung oder durch eine Antriebseinrichtung verursacht werden, sondern beispielsweise beim Schließen einer Fahrzeugtür auftreten.
Dementsprechend gibt ein beim Öffnen und Schließen eines Karosserieteiles wie einer Fahrzeugtür, einer Kofferraum- oder Heckklappe oder einer Motorhaube betätigter Schalter ein Signal an die Steuer- und Regeleinrichtung ab.
Auf diese Weise wird insbesondere ein Zuschlagen der Fahrzeugtür und damit das Auftreten von seitlichen Beschleunigungskräften und ggf. ein durch plötzliches Ansteigen des Luftdrucks in der Fahrzeugkabine mit daraus resultierendem Andrücken des zu verstellenden Bauteils an die Dichtung, was wiederum zu einer erhöhten Schwergängigkeit des Bauteils mit der Gefahr einer fehlerhaften Erkennung eines Einklemmvorganges führen würde, sicher erkannt.
In diesem Fall wird zur Vermeidung einer fehlerhaften Erkennung eines vermeintlichen Einklemmfalles beim Öffnen und Schließen eines Karosserieteiles wie einer Fahrzeugtür, einer Kofferraum- oder Heckklappe oder einer Motorhaube betätigter Schalter ein Signal an die Steuer- und Regeleinrichtung abgegeben und entsprechend dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 die Überschusskraft erhöht oder entsprechend dem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 2 die Regelung der Überschusskraft für eine vorgegebene Zeitspanne unterbrochen und ein Schwellenwert für die Überschusskraft derart vorgegeben, dass die Verstellkraft stets kleiner oder gleich der zulässigen Einklemmkraft ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:
1 – eine schematische Darstellung von verschiedenen Verstellbereichen eines Fensterhebersystems;
2 – eine schematische Darstellung des Motorstroms bzw. des Motor-Drehmoments einer Antriebseinrichtung in Abhängigkeit vom Verstellweg bzw. der Verstellzeit;
3 – eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines Steuer- und Regelsystems für eine Fensterscheibe einer Fahrzeugtür und
4 – eine perspektivische und schematische Darstellung eines Ausschnitts der Fahrzeugtür im Bereich eines Türschlosses.
1 zeigt eine Darstellung der verschiedenen Verstellbereiche A, B und C einer Fahrzeugtür. Der äußere Bereich A, der sich von der Position "Fenster auf" bis etwa zu einem Drittel der geschlossenen Fensterscheibe hin erstreckt, ist für einen Einklemmschutz nicht relevant, da selbst ein Einklemmen großer Körperteile aufgrund des großen Abstandes zwischen der Oberkante der Fensterscheibe und dem Türrahmen ausgeschlossen werden kann. Für den Einklemmschutz ist aber der Bereich B, der sich von der zu einem Drittel geschlossenen Fensterscheibe bis kurz vor dem Einfahren der Fensterscheibe in die Fensterdichtung erstreckt, und der Bereich C, der sich über den Dichtungsbereich erstreckt, relevant.
In beiden Bereichen B und C muss gewährleistet sein, dass die auf ein eingeklemmtes Körperteil bzw. auf einen Gegenstand wirkende Verstellkraft einen gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwert nicht überschreitet. Besondere Bedingungen gelten für den Bereich C. Um das Fenster sicher zu schließen, muss zur Überwindung des durch die Fensterdichtung gegebenen Widerstands eine erhöhte Kraft aufgebracht werden. Gleichzeitig muss diese Kraft aus Sicherheitsgründen derart dimensioniert sein, dass ein 4 mm-Stab erkannt wird und der Einklemmschutz den Fensterheber abschaltet bzw. reversiert. Des weiteren müssen Beschleunigungskräfte, die durch äußere Einflüsse bedingt sind, sicher erkannt werden, um Fehlfunktionen des Einklemmschutzes auszuschließen.
Die Größe der für eine Hubbewegung notwendigen Kraft wird in Abhängigkeit der Verstellposition bestimmt. Dies kann rechnerisch, empirisch oder durch einen Probelauf einer Verstellvorrichtung, die einen Motor als Antriebseinheit aufweist, erfolgen. Dabei wird beispielsweise während eines Probelaufs die Kraftkurve für den Motor unter Berücksichtigung der individuellen Motorparameter und der vorgegebenen Parameter der mechanischen Vorrichtung bestimmt.
In 2 ist eine solche, durch einen Probelauf ermittelte Normalkurve a der für eine Hubbewegung notwendigen Kraft schematisch dargestellt. Aufgetragen ist der der Kraft entsprechende zugeführte Antriebsstrom bzw. das Motor-Drehmoment über den Verstellweg. Dabei bezeichnet S₁ die Position "Fenster vollständig geöffnet" und S₃ die Position "Fenster vollständig geschlossen". Mit S₂ ist die Position gekennzeichnet, bei der der Einlauf der Fensterscheibe in die Dichtung am oberen Türrahmen beginnt. Die Größe der notwendigen Kraft ist derart ausgelegt, dass sie gerade noch dazu ausreicht, um die Fensterscheibe unter Berücksichtigung auftretender Gegenkräfte (z. B. beim Einlaufen der Scheibe in die Dichtung am oberen Türrahmen) zu schließen.
Der zur Verstellbewegung eigentlich nur notwendigen Kraft wird eine zusätzliche Kraft, eine "Überschusskraft", aufgeprägt, deren Größe begrenzt ist. Die Summe beider Kräfte ist gleich der Verstellkraft, die zur Verstellung der Fensterscheibe verwendet wird.
Die Überschusskraft ist eine Kraftreserve zur Überwindung zusätzlicher Gegenkräfte. Sie kann in den verschiedenen Teilbereichen des Gesamt-Verstellweges eine unterschiedliche Begrenzung aufweisen. Aufgrund des hohen Widerstandes der Fensterdichtung im Bereich C wird der Begrenzungswert der Überschusskraft zweckmäßigerweise dort höher gewählt werden als für den Bereich B, um die durch die Fensterdichtung gegebenen Widerstände zu überwinden und ein sicheres Einfahrender Fensterscheibe in den Dichtungsbereich zu gewährleisten.
Die Überschusskraft wird für jede Verstellposition durch eine Hüllkurve b festgelegt, die z. B. empirisch bestimmt oder berechnet wird. Die Hüllkurve b wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Betriebsspannung, der aktuellen Motorgeschwindigkeit, der Motorspannung und der Motor- und Umgebungstemperatur angepasst oder berechnet. Des weiteren werden Veränderungen der Verschiebekräfte über die Lebensdauer des Fensterhebers berücksichtigt. Die Hüllkurve b kann auf diese Weise ständig adaptiv angepasst werden. Die der notwendigen Kraft aufgeprägte Überschusskraft entspricht dem Differenzstromwert I_u der beiden Kurven a und b. Vorzugsweise wird die Hüllkurve b zur Begrenzung der Überschusskraft derart gewählt, dass die Überschusskraft an jeder Position des Verstellbereichs weniger als 100 Newton beträgt.
Dieses Verfahren ermöglicht es, auf einfache Art und Weise die Überschusskraft im Fensterheberbetrieb entsprechend der Verstellposition anzupassen. Im Betrieb bekommt der Verstellmotor nur soviel Strom, dass er nicht mehr leisten kann als durch die Hüllkurve b vorgegeben wird. Daher gestattet dieses Verfahren, dass an Schwergängigkeitsstellen z. B. im Bereich der Dichtungen der Grenzwert der Überschusskraft viel höher liegt als im sonstigen Verstellbereich. Aufgrund der Überschusskraftbegrenzung tritt eine Gefährdung durch Einklemmen eines Körperteils praktisch nicht mehr auf.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines Steuer- und Regelsystems für einen Fensterheber, für den die zur Hubbewegung notwendige Kraft und eine Überschusskraft gemäß 2 bestimmt wurde. An einer Fahrzeugtür 1 ist ein elektrisch betriebener Fensterheber 2 angeordnet. Der Fensterheber 2 weist eine Hebeschiene 2a auf, an der eine Fensterscheibe 2b befestigt ist. Die Hebeschiene 2a ist mittels einer Hebevorrichtung 2c und eines Elektromotors 3 beweglich. Der Elektromotor 3 wird durch eine Schalteinrichtung 4 gesteuert. Mit Hilfe dieser Schalteinrichtung 4 ist es möglich, die Bewegungsrichtung des Elektromotors 3 zu bestimmen. Die Spannungsversorgung des Elektromotors 3 erfolgt über die Schalteinrichtung 4 durch eine Spannungsquelle 5. Durch Umpolen der Spannungsquelle 5 kann die Stromrichtung durch den Elektromotor 3 geändert und somit die Bewegungsrichtung bestimmt werden.
Ein als Steuer- und Regelelektronik dienender Mikroprozessor 6 versorgt die Schalteinrichtung 4 mit Steuer- und Regelsignalen. Dieser Mikroprozessor 6 ist mit einer Bedienungseinheit 8, z. B. mit dem Handschalter des Fensterhebers, verbunden. Mit Hilfe dieser Bedienungseinheit 8 ist es möglich, die Steuerbefehle "Öffnen", "Schließen" und "Stop" in den Mikroprozessor 6 manuell einzugeben. Ein Sensor 60 versorgt den Mikroprozessor 6 mit Signalen, die den Zustand des Fensterhebers wiedergeben. Diese Signale betreffen Messwerte wie beispielsweise den aufgenommen Motorstrom, das Motor-Drehmoment und die Fensterhebergeschwindigkeit.
Die von dem Mikroprozessor 6 an die Schalteinrichtung 4 abgegebenen Steuersignale steuern den Motorstrom in der Weise, dass in den Teilbereichen B und C gemäß 1 sowie gegebenenfalls im Teilbereich A der zum Verstellen des Fensterhebers 2 notwendigen, im allgemeinen Hubweg – abhängigen Kraft eine Überschusskraft aufgeprägt wird, deren Größe durch den Mikroprozessor 6 begrenzt wird. Die zur Hubbewegung notwendige Kraft berücksichtigt wahlweise die über den Verstellbereich auftretenden Gegenkräfte oder einen Teil der Gegenkräfte, während die Überschusskraft eine Kraftreserve zur Überwindung eines Teils oder zusätzlicher Gegenkräfte enthält. Ohne die Überschusskraft, der in 2 der Überschussstrom bzw. das Überschussdrehmoment des Elektromotors 3 als Differenz der Kurven a und b entspricht, würde der Elektromotor 3 auf den Fensterheber 2 gerade noch eine solche Kraft ausüben, dass der Fensterheber 2 eine Hubbewegung über einen vorgebbaren Verstellbereich ausführt.
Der Mikroprozessor 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer Speichereinheit 7 verbunden. Diese Speichereinheit 7 dient zur Speicherung von Steuerungsbefehlen.
Auf die Fahrzeugkarosserie einwirkende Kräfte, insbesondere Beschleunigungskräfte, beeinflussen die Verstellkraft. Beispielsweise entstehen Kräfte, die der Schließbewegung der Fensterscheibe entgegenwirken oder die Schließbewegung sogar verstärken können.
Die auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Kräfte werden beispielsweise durch zwei Detektionseinheiten nachgewiesen: Zum einen durch einen an der Drehfalle eines des Schlosseseiner Fahrzeugtür 1 angeordneten Mikroschalter 92, mit dem das Öffnen und Schließen, insbesondere ein für den Einklemmschutz bedeutsames Zuschlagen der Fahrzeugtür nachweisbar ist. Alternative oder zusätzliche Erfassungen können an einer Heckklappe, einer Kofferraumklappe oder einer Motorhaube durchgeführt werden. Zum anderen dient als Detektionseinheit ein Fahrwerksensor 91, der insbesondere die Beschleunigungskräfte beim Durchfahren eines Schlaglochs bzw. einer unebenen (schlechten) Wegstrecke erfasst.
Beide Detektionseinheiten 91 und 92 geben ihre Signale an den Mikroprozessor 6 zur Generierung von Steuer- und Regelbefehlen. Allerdings versorgen die Detektionsheiten 91 und 92 nicht ausschließlich den Mikroprozessor 6 mit Signalen. Der Mikroschalter 92 dient gleichzeitig als Schalter für das Licht im Fahrgastraum, und der Fahrwerksensor 91 ist zusätzlich als Beschleunigungssensor zur Steuerung eines aktiven Fahrwerks vorgesehen.
Der Mikroschalter 92 ist direkt mit dem Mikroprozessor 6 über einen seriellen Datenbus 11 verbunden. Der Fahrwerksensor 91 ist indirekt über einen zentralen Verteiler 10 ebenfalls durch den seriellen Datenbus 11 mit dem Mikroprozessor 6 verbunden. Darüber hinaus ist der zentrale Verteiler 10 mit weiteren Steuer- und Regelsystemen 12 und 13 (z. B. für ein weiteres Fahrzeugfenster oder ähnlichem) über den seriellen Datenbus 11 verbunden.
Im Falle des Öffnens oder Schließens einer Fahrzeugtür 1 oder bei Erfassung von Beschleunigungskräften, die beispielsweise während des Durchfahrens eines Schlaglochs entstehen, gibt die Detektionseinheit 91 und/oder 92 entsprechende Schalt- oder Beschleunigungssignale auf den seriellen Datenbus 11, so dass der Mikroprozessor 6 diese Daten bei der Generierung der Steuer- und Regelungssignale berücksichtigen kann.
Erreicht der Strom des Elektromotors 3 während einer Hubbewegung den für eine bestimmte Verstellposition festgelegten oder berechneten Wert der Verstellkraft (für die Hubbewegung notwendige Kraft + Überschusskraft), so entscheidet der Mikroprozessor 6 in Abhängigkeit der Verstellposition und der durch die Detektionseinheiten 91 und 92 generierten Signale, ob ein Einklemmfall vorliegt. Befindet sich bei einer Hubbewegung die Fensterscheibe 2b komplett in der oberen Dichtung, so kann kein Einklemmfall vorliegen und es wird die volle Überschusskraft durch Abgabe des maximal zulässigen Stroms entsprechend der Kurve b gemäß 2 zur Verfügung gestellt.
Befindet sich die Fensterscheibe 2b nicht komplett in der oberen Dichtung, so entscheidet der Mikroprozessor 6 anhand der vorliegenden Signale des Mikroschalters 92 und des Fahrwerksensors 91, ob die Gegenkräfte, die den Stromanstieg bewirkten, durch einen Einklemmfall oder durch einen äußeren Einfluss verursacht wurden. Falls externe Kräfte auf die Fahrzeugkarosserie und somit auch auf die zur Verstellung an einer bestimmten Verstellposition normalerweise notwendige Kraft einwirken, wird der Schwellenwert zur Begrenzung der Überschusskraft derart verändert, dass die Summe der notwendigen Kraft und der Überschusskraft wieder der für die zur Verstellung der Fensterscheibe 2b an dieser Verstellposition bestimmten Verstellkraft entspricht. Liegt dagegen ein Einklemmfall vor, so wird der Elektromotor 3 gestoppt und die Bewegungsrichtung reversiert.
Beim Auftreten von innerhalb einer kurzen Zeitspanne wechselnden, auf die Fahrzeugkarosserie einwirkenden Kräften, insbesondere Beschleunigungskräften, setzt der Mikroprozessor 6 die Regelung der Überschusskraft für einen Zeitraum von beispielsweise einer Zehntelsekunde aus und gibt einen Schwellenwert für die Überschusskraft derart vor, dass die Verstellkraft stets kleiner oder gleich der zulässigen Einklemmkraft ist. Auf diese Weise wird eine sichere Fortführung der Verstellung der Fensterscheibe 2b unter Berücksichtigung der hohen Sicherheitsforderungen bzgl. des Einklemmschutzes gewährleistet.
Wird während der Schließbewegung des verstellbaren Bauteils eine Wegstrecke mit mehreren Schlaglöchern hintereinander durchfahren, so wird die Schließbewegung durch entsprechende Regelung der Überschusskraft beispielsweise nur dann fortgesetzt, wenn die Bedienungsperson durch Betätigen der Bedienungseinheit 8 während der gesamten Schließbewegung ein Signal an den Mikroprozessor 6 sendet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die sonst in sehr kurzen, zeitlichen Abständen auftretende Regelung der Überschusskraft auf unterschiedliche Werte eine gewollte Schließbewegung nicht beeinträchtigt.
4 zeigt einen Ausschnitt aus der Karosserie der Fahrzeugtür 1 mit einer bevorzugten Anordnung des Mikroschalters 92. Die Fahrzeugtür 1 weist das Türschloss 20 auf, das mit hier nicht dargestellten Befestigungselementen an der Fahrzeugtür 1 befestigt ist. In dem Türschloss 20 ist die Drehfalle 21 angeordnet, an deren Frontfläche ein Mikroschalter 92 befestigt ist. Wird die Fahrzeugtüre insbesondere durch Zuschlagen geschlossen, so wird der Mikroschalter 92 durch ein nicht dargestelltes, am Fahrzeugkarosserierahmen angeordnetes Schließelement betätigt. Er gibt dann ein entsprechendes Signal an den Mikroprozessor 6.
Die Anordnung des Mikroschalters 92 ist nicht auf die Anordnung an der Drehfalle 21 beschränkt. Weitere Ausführungsformen sehen vor, den Mikroschalter 92 an dem an die Fahrzeugtür 1, eine Kofferraum- oder Heckklappe bzw. eine Motorhaube angrenzenden Karosserierahmen, in einer anderen Türfunktionseinheit oder an einem anderen Punkt der Fahrzeugtür 1 anzuordnen. Jede dieser möglichen Anordnungen gewährleistet, dass insbesondere das Zuschlagen der Fahrzeugtür 1 sicher erkannt wird.
Beim Öffnen oder Schließen des Karosserieteils in Form einer Fahrzeugtür 1 wird der Mikroschalter 92 betätigt. Das von dem Mikroschalter 92 abgegebene Signal bewirkt, dass durch Erhöhen der Überschusskraft F_Ü eine Fehlauslösung des Einklemmschutzes verhindert wird. Alternativ hierzu kann die Einklemmschutzregelung für eine vorgegebene Zeitspanneunterbrochen werden, wobei diese Zeitspanne so einstellbar ist, dass Einflüsse, die insbesondere durch das Schließen des betreffenden Karosserieteils auf das zu verstellende Bauteil ausgeübt werden, ausgeschlossen werden können.
Beim Schließen, insbesondere beim "Zuschlagen" der Fahrzeugtür 1, einer Kofferraumklappe oder Hecktür treten quer zur Fahrtrichtung Beschleunigungskräfte auf und/oder bei ansonsten geschlossener Kabine steigt der Luftdruck in der Kabine – im Falle einer Kofferraumklappe über Luftführungskanäle – schlagartig an und kann beispielsweise eine Fensterscheibe oder ein Schiebedach gegen die Dichtung derart drücken, dass das Einklemmschutzkriterium erfüllt ist und die Verstellbewegung des betreffenden Bauteils unterbrochen bzw. reversiert wird.
Durch Erhöhen der Überschusskraft bzw. durch kurzzeitiges Unterbrechen der Einklemmschutzsteuerung wird dieser externe Einfluss eliminiert und das betreffende Bauteil kann entsprechend dem Einstellbefehl verstellt werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verstellbewegung eines translatorisch verstellbaren Bauteils in Fahrzeugen, insbesondere von Fensterhebern, Schiebedächern oder dergleichen in Kraftfahrzeugen, mit einer Stelleinrichtung, einer Antriebseinrichtung und einer Steuer- und Regelelektronik, wobei – die Antriebseinrichtung eine Verstellkraft ausübt, die gleich der Summe der zum Verstellen des Bauteils notwendigen Kraft und einer einstellbaren Überschusskraft ist und – die Überschusskraft in Abhängigkeit von auf die Fahrzeugkarosserie oder Teilen davon einwirkenden Kräften geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Öffnen und Schließen eines Karosserieteiles wie einer Fahrzeugtür (1), einer Kofferraum- oder Heckklappe oder einer Motorhaube betätigter Schalter (92) ein Signal an die Steuer- und Regeleinrichtung abgibt und die Überschusskraft (Fü) erhöht wird.
Verfahren zur Steuerung und Regelung der Verstellbewegung eines translatorisch verstellbaren Bauteils in Fahrzeugen, insbesondere von Fensterhebern, Schiebedächern oder dergleichen in Kraftfahrzeugen, mit einer Stelleinrichtung, einer Antriebseinrichtung und einer Steuer- und Regelelektronik, wobei – die Antriebseinrichtung eine Verstellkraft ausübt, die gleich der Summe der zum Verstellen des Bauteils notwendigen Kraft und einer einstellbaren Überschusskraft ist und – die Überschusskraft in Abhängigkeit von auf die Fahrzeugkarosserie oder Teilen davon einwirkenden Kräften geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Öffnen und Schließen eines Karosserieteiles wie einer Fahrzeugtür (1), einer Kofferraum- oder Heckklappe oder einer Motorhaube betätigter Schalter (92) ein Signal an die Steuer- und Regeleinrichtung abgibt, die Regelung der Über schusskraft (Fü) für eine vorgegebene Zeitspanne unterbrochen wird und ein Schwellenwert für die Überschusskraft derart vorgegeben wird, dass die Verstellkraft stets kleiner oder gleich der zulässigen Einklemmkraft ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Drehfalle (21) des Türschlosses (20) angeordneter Schalter (92) das Signal abgibt.