PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006027017A1 13.12.2007
Titel Elektronischer Einklemmschutz
Anmelder BOS GmbH & Co. KG, 73760 Ostfildern, DE
Erfinder Schlecht, Werner P., 71665 Vaihingen, DE
Vertreter Rüger und Kollegen, 73728 Esslingen
DE-Anmeldedatum 08.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006027017
Offenlegungstag 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse E06B 9/68(2006.01)A, F, I, 20060608, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60J 3/02(2006.01)A, L, I, 20060608, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Fensterrollo für Kraftfahrzeuge ist mit einem elektronischen Einklemmschutz versehen. Zu dem elektronischen Einklemmschutz gehört eine an einen Oszillator angeschlossene Antenne, die in der Nähe jener Stelle angebracht ist, in die der Zugstab des Rollos im ausgefahrenen Zustand parkt. Je nachdem wie nah der Zugstab der Antenne kommt, ändert sich das Antennenfeld. Das Antennenfeld wird mit Hilfe einer Oszillatorschaltung und eines Mikroprozessors überwacht. Wenn die erwartete Feldänderung, die bei der Bewegung des Zugstabs normalerweise auftritt, durch zusätzliche Gegenstände verändert wird, wird dies als Vorliegen einer Einklemmsituation interpretiert und der Antriebsmotor abgeschaltet.

Beschreibung[de]

Um das Aufheizen von Pkw's durch den Treibhauseffekt zu verhindern und somit die Zeit zur Erwärmung des Innenraums zu verlängern, werden in zunehmendem Maße bei Pkw's Fensterrollos eingesetzt. Wenn von Fensterrollos die Rede ist, bezeichnet dies sowohl Rollos für die hinteren Seitenfenster in Türen von viertürigen Limousinen, für Dachfenster, das Heckfenster und/oder Seitenfenster von Coupes.

All diesen Ausführungen von Fensterrollos ist es üblicherweise gemeinsam, dass neben der aufgespannten Rollobahn Führungsschienen verlaufen, in denen ein Auszugsprofil des Fensterrollos geführt ist. Die Rollobahn ist mit einer Kante an diesem Auszugsprofil befestigt, während das andere Ende der Rollobahn an der Wickelwelle verankert ist. Die Mechanik zum Ein- und Ausfahren der Rollos sieht heute üblicherweise einen Federmotor vor, mit dem die Wickelwelle in Aufwickelrichtung der Rollobahn vorgespannt ist. Das Wegbewegen des Auszugsprofils von der Wickelwelle gegen die Wirkung des Federmotors geschieht mit Schubgliedern, die in den Führungsschienen ausknicksicher geführt sind. Die Schubglieder werden von einem gemeinsamen Antriebsmotor in Gang gesetzt.

Das Ausfahren erfolgt somit kraftbetrieben, womit die grundsätzliche Gefahr besteht, dass am Ende des Ausfahrhubs der Rollobahn zwischen dem Auszugsprofil und der benachbarten Fensterkante eine Einklemmsituation auftreten kann.

Es wurde bereits versucht diese Einklemmsituation zu beherrschen, indem der Motorstrom gemessen wird. Dieses Schutzverfahren hat sich nicht bewährt, weil der Maximalstrom zum Erfassen nicht sicher genug ist. Die Reibungsverluste im Antriebssystem sind sehr hoch und streuen obendrein extrem. Damit ist ein schwergängiges Rollo nicht von einem Rollo unterscheidbar ist, das leichtgängig ist und gegen einen Gegenstand am Ende des Ausfahrhubs anläuft.

Die Stromanstiegsgeschwindigkeit zu erfassen ist ebenfalls wenig hilfreich, weil die Stromanstiegsgeschwindigkeit stark davon abhängt, ob ein weicher oder harter Einklemmfall vorliegt. Bei einem weichen Einklemmfall, bei dem die Stromanstiegsgeschwindigkeit niedrig ist, könnten bereits gefährliche große Kräfte erzeugt werden noch bevor der Motor abgeschaltet wird.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung einen neuen Einklemmschutz zu schaffen, der die obigen Nachteile vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Fensterrollo die Merkmale des Anspruches 1 oder 2 auf.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Fensterrollo eine Wickelwelle auf, die neben einer Fensterkante angeordnet ist. An der Wickelwelle ist mit einer Kante die Rollobahn befestigt. Das von der Wickelwelle abliegende Ende der Rollobahn ist mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung verbunden. Auf diese Weise kann kraftbetrieben die Rollobahn von der Wickelwelle abgezogen werden. Zu Ausgleichszwecken kann die Antriebseinrichtung direkt, d.h. unelastisch und hart, mit der betreffenden Rollobahnkante verbunden sein, oder aber auch elastisch.

Neben dem Fenster ist eine Antenne vorgesehen, die an eine Oszillatorschaltung angeschlossen ist. Die Oszillatorschaltung ist so gestaltet, dass sich die Oszillatorfrequenz ändert, wenn sich die Umgebung der Antenne verändert, d.h. die im Antennenfeld befindlichen Objekte ihren Abstand zur Antenne ändern oder zusätzliche Objekte in das Antennenfeld gelangen.

Da eine solche Veränderung naturgemäß auch auftritt, wenn die Rollobahn vor dem Fenster ausgebreitet wird, ist zusätzlich eine Speichereinrichtung vorhanden, die eine Tabelle enthält, in der der Frequenzwert in Abhängigkeit von der Rollobahnposition abgespeichert ist.

In Abhängigkeit von dem jeweils erreichten Frequenzwert und somit der Abweichung von dem Frequenzwert, der der entsprechenden Rollobahnposition entspricht und dem tatsächlich gemessenen Frequenzwert, kann ein Rückschluss getroffen werden darauf, ob sich im Bewegungsweg der Rollbahnkante ein Gegenstand befindet. Abhängig von dieser Situation wird sodann über eine entsprechende Steuerung die Antriebseinrichtung stillgesetzt.

Da die Betriebsverhältnisse durchaus unterschiedlich sein können und die Frequenzen nicht unmittelbar vorhersehbar sind, ist es zweckmäßig, wenn die Steuerung zusätzlich einen Teach-In-Modus aufweist, um die Tabelle zu programmieren.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung können anstelle einer stationären Antenne, wie entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung, zwei stationäre Antennen vorhanden sein, die räumlich voneinander getrennt sind. Eine der beiden Antennen wird als Sendeantenne und die andere Antenne als Empfangsantenne verwendet. Das Fensterrollo das damit überwacht wird, weist wiederum eine Wickelwelle auf, an der mit einer Kante eine Rollobahn befestigt ist. Die andere Kante der Rollobahn ist mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung gekuppelt. Die elektromotorische Antriebseinrichtung kann mit dieser Kante nachgiebig oder hart verbunden sein, welche Kupplungsart in Frage kommt, hängt von dem Aufbau der Antriebseinrichtung ab, der im Übrigen keinen Einfluss auf die elektronische Überwachung hat.

Das Signal, das die Empfangsantenne erhält, hängt von dem Kopplungsgrad ab, mit dem die beiden Antennen gekoppelt sind. Sobald elektrische leitende Gegenstände in das einander überdecktende Antennenfeld beider Antennen gebracht wird, wird die Verkopplung vergrößert, was dazu führt, dass das an der Empfangsantenne erhaltene Signal, beispielsweise in der Amplitude, zunimmt. Durch die Verkopplung entsteht obendrein auch eine Rückwirkung zu der Sendeantenne, was wiederum, je nach Ausgestaltung der angeschlossenen Oszillatorschaltung dazu führen kann, dass die Oszillatorfrequenz entsprechend den Verhältnissen im Antennenfeld der Sendeantenne verändert bzw. verstimmt wird. Die Empfangsantenne bekommt somit gegebenenfalls auch ein Signal, dessen Frequenz von der Stellung der Rollobahnkante oder eines zusätzlichen Gegenstands im Antennenfeld abhängig ist.

Damit auch bei dem zweiten Aspekt der Erfindung keine Fehlsteuerung entstehen, ist eine Speichereinrichtung vorhanden, die eine Tabelle enthält, in der die Abhängigkeit des von der Empfangsantenne erhaltenen Signals mit der Position der betreffenden beweglichen Rollobahnkante korreliert ist.

Bei der Anordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in einem Teach-In-Modus die Tabelle programmiert wird. Hierzu lässt man die Rollobahn aus der Anfangs- in die Endposition laufen und zeichnet dabei in der Tabelle an bestimmten Punkten den Wert des zu überwachenden physikalischen Parameters des Empfangssignals auf.

Der erfindungsgemäße Einklemmschutz kann insbesondere in Verbindung mit angenähert viereckigen Fenstern eingesetzt werden. Hier ist die Einklemmwahrscheinlichkeit größer als bei Fenstern mit angenähert dreieckiger Form.

Um die Rollobahn aufzuspannen sind vorzugsweise linienförmige Schubglieder vorgesehen, die über den Elektromotor in Gang gesetzt werden.

Die Schubglieder können in Führungsschienen ausknicksicher geführt sein.

Bei einer anderen Form von Heckscheibenrollos ist das Auszugsprofil von zwei Armen getragen, die neben der Wickelwelle anscharniert sind. Die Scharnierachse steht senkrecht auf der Ebene, die durch die ausgezogene Rollobahn definiert ist. Die Arme können Teile von Kniehebelanordnungen sein oder starre Arme von ein- oder zweiarmigen Schwenkhebeln.

Vorteilhafterweise kann die Antenne eine längliche Gestalt haben und parallel zu jener Kante des Fensters verlaufen, an die sich die betreffende geführte und angetriebene Rollobahnkante beim Schließen des Rollos annähert.

Die Oszillatorschaltung, an der die Antenne angeschlossen ist, kann eine RC- oder LC-Schaltung sein, wobei die Antenne an dem heißen Ende des frequenzbestimmenden Gliedes angeschlossen ist.

Um ein möglichst günstiges Signal zu bekommen, kann das von der Wickelwelle abliegende Ende der Rollobahn mit einem metallischen Stab oder mit einem metallisch beschichteten Kunststoffprofil versehen sein.

Das von der Wickelwelle abliegende Ende der Rollobahn kann auch metallisiert sein.

Zur Ermittlung der Position des von der Antriebseinrichtung angetriebenen Endes der Rollobahn, kann ein Wegcodierer vorhanden sein. Der Wegcodierer kann als Drehgeber mit der Ausgangswelle des Getriebemotors verbunden sein.

Eine andere Möglichkeit die Position zu erfassen, besteht in der Verwendung eines oder mehrerer Schalter, die an jener Position angebracht sind, ab denen eine gefährliche Einklemmsituation auftreten kann.

Die Position kann auch über die Zeit gemessen werden, die verstrichen ist, seitdem der Antriebsmotor, ausgehend von der vollständig eingefahrenen Position im Sinne eines Ausfahrens, in Gang gesetzt wird.

Beim Einsatz von zwei Antennen, sind diese in der Nähe oder Nachbarschaft jener Fensterkante angeordnet, der das von der Antriebseinrichtung angetriebene Ende der Rollobahn im ausgefahrenen Zustand benachbart ist.

Die beiden Antennen können zweckmäßigerweise längs der Fensterkante voneinander beabstandet sein.

Der mit Hilfe der Einrichtung erfasste elektrische Parameter kann die Frequenz des empfangenen oder gesendeten Signals, oder die Amplitude des gesendeten oder empfangenen Signals sein. Die Frequenzausertung hat dabei den Vorteil, dass zur Verarbeitung keine stabil linear arbeitenden Verstärker und Grenzwerterkennungseinrichtungen erforderlich sind.

Im Übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.

Die nachfolgende Figurenbeschreibung beschränkt sich auf die Erläuterung der wesentlichen Aspekte der Erfindung. Es ist klar, dass eine Reihe von Abwandlungen möglich sind. Kleinere, nicht beschriebene Details kann der Fachmann in der gewohnten Weise den Zeichnungen entnehmen, die insoweit die Figurenbeschreibung ergänzen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

1 den hinteren Fondbereich eines PKW's in einer aufgebrochenen perspektivischen Darstellung.

2 das Fensterrollo des Kraftfahrzeugs nach 1 in einer schematischen Darstellung.

3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Schaltung zum Erfassen einer Einklemmsituation, unter Verwendung lediglich einer Antenne.

4 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur elektronischen Erfassung einer Einklemmsituation, unter Verwendung von zwei Antennen und

5 eine alternative Ausführungsform für ein Fensterrollo ohne Führungsschienen.

Zur Erläuterung des Umfelds und der Einbausituation der erfindungsgemäßen Rolloanordnung wird zunächst auf 1 Bezug genommen.

1 stellt den aufgebrochenen abgeschnittenen Fondbereich eines PKW dar. Die Figur veranschaulicht einen Blick auf die rechte Innenseite, die zu der weggebrochenen linken Innenseite spiegelbildlich ist. Soweit nichts anderes angegeben, gelten die Erläuterungen zur rechten Karosserieseite sinngemäß auch für die linke Karosserieseite.

Die Darstellung ist vereinfacht, so sind beispielsweise Karosserieinnenstrukturen die Versteifungen und Befestigungsmittel nicht gezeigt, da die Darstellung für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist.

Der veranschaulichte Karosserieabschnitt 1 weist ein Dach 2 auf, von dem seitlich eine C-Säule 3 nach unten zu einer nicht gezeigten Bodengruppe führt. Eine entsprechende C-Säule wäre auf der weggebrochenen Seite des Fahrzeugs zu denken. Die C-Säule 3 ist auf der Innenseite mit einer Verkleidung 4 versehen.

Das Dach 2 geht an seiner Hinterkante in ein Heckfenster 5 über, das an der Oberseite von einer Fensteroberkante 6 begrenzt ist. Von den Seitenkanten, die zueinander spiegelbildlich verlaufen, ist lediglich ein Abschnitt 7 zu erkennen, der an einem Eckbereich 8 in die Fensteroberkante 6 übergeht.

Die Breite des Heckfensters 5 ist auf der Höhe der Gürtellinie der Karosserie größer als im Bereich der Fensteroberkante 6. Im Abstand vor der C-Säule 3 befindet sich eine B-Säule 9, an die in bekannter Weise eine hintere rechte Seitentür 11 anscharniert ist. Die rechte hintere Seitentür 11 enthält einen Fensterausschnitt 12, der durch eine vertikale Strebe 13 in einen im Wesentlichen viereckigen Abschnitt 14 und einen etwa dreieckigen Abschnitt 15 aufgeteilt ist.

Zu dem Innenraum gehört ferner eine Rücksitzbank 15 mit einer Rücksitzfläche 16 und einer Rücksitzlehne 17. Die Rücksitzfläche 17 liegt auf einer Bodengruppe 18 auf.

Zwischen der hinteren Oberkante der Rücksitzlehne 17 und dem Heckfenster 5 erstreckt sich eine Hutablage 19.

Das Heckfenster 5 ist mit einem Heckfensterrollo 21 versehen, von dem lediglich in 1 eine Rollobahn 22 zu erkennen ist. Weitere Rollos befinden sich bei dem Seitenfenster 12, und zwar in dem viereckigen Fensterabschnitt 14, eine Rollobahn 23 und in dem dreieckigen Abschnitt 15 eine Rollbahn 24.

Die Antriebsart der Rollobahnen 23 und 24 entspricht der Antriebsart des Heckscheibenrollos 21, weshalb es genügt, lediglich dessen Aufbau im Einzelnen zu erläutern.

Gemäß 2 erstreckt sich die Rollobahn 22 zwischen einem Zugstab oder Auszugsprofil 26 und einer Wickelwelle 27, die unterhalb der Hutablage 19 drehbar gelagert ist. Die Art der Lagerung braucht nicht näher gezeigt zu werden, da sie nicht Gegenstand der Erfindung ist. Es genügt festzuhalten, dass der Wickelwelle 27 ein Federmotor 28 zugeordnet ist, durch den die Wickelwelle 27 im Aufwickelsinne der Rollobahn 22 vorgespannt ist. Der Federmotor 28 wird durch eine Schraubenzugfeder gebildet, die einends bei 29 mit der Wickelwelle 27 drehfest verbunden ist und andererseits bei 31 über einen Lagerzapfen 32 mit der Karosserie.

An der Wickelwelle 27 ist mit der betreffenden Kante die Rollobahn 22, beispielsweise durch Keder oder Verkleben, festgelegt. Ihr Zuschnitt entspricht der trapezförmigen Gestalt des Heckfensters 5.

An der von der Wickelwelle 27 abliegenden Kante, ist die Rollobahn 5 mit einer schlauchförmigen Schlaufe versehen, in der der Zugstab 26 steckt. Der Zugstab 26 setzt sich aus einem mittleren Abschnitt 33 und zwei Endstücken 34 zusammen, die in dem Mittelstück 33 teleskopartig verschiebbar sind.

Zur Führung des Zugstabs 26 verlaufen beidseits des Heckfensters 5 Führungsschienen 35 und 36, die beispielsweise in die Innenverkleidung 4 integriert sind. Die Führungsschienen 35, 36 sind untereinander gleich aufgebaut, weshalb es genügt, den Aufbau der Führungsschiene 36 im Einzelnen zu erläutern. Innerhalb der Führungsschiene 36 verläuft eine Führungsnut 37, die sich aus einer Nutenkammer 38 mit Kreisquerschnitt und einem Nutenschlitz 39 zusammensetzt. Die Weite der Nutenkammer 38 ist größer als die Breite des Nutenschlitzes, so dass sich eine insgesamt hinterschnittene Führungsnut 37 ergibt. An dem Querschnitt der Nutenkammer 38 ist ein darin gleitfähiges Gleitstück 39 angepasst, das an dem freien Ende einer Stange 41 sitzt, die in dem Mittelstück 33 parallel zu dessen Längsachse teleskopisch verschiebbar ist. Die Stange 41 ragt, ohne die Bewegung zu behindern, in den Nutenschlitz 39 hinein.

Die Stange 41 bildet zusammen mit Gleitstück 39 das Endstück 34.

Mit Hilfe dieser Anordnung kann sich die effektive Länge des Zugstabs 36 bei der Bewegung, ausgehend von der Wickelwelle 27, in Richtung auf die Fensteroberkante 6 in der Länge verändern und an dem relativen Abstand der beiden Führungsschienen 35, 36 anpassen.

Um die Rollobahn 22 auszufahren, ist ein Getriebemotor 43 vorgesehen mit einem Getriebegehäuse 44. In dem Getriebegehäuse 44 endet eine Ausgangswelle des Getriebemotors 43, auf der ein Zahnrad 45 drehfest sitzt.

Tangential an dem Zahnrad 45 laufen zwei gerade Bohrungen 46 durch das Getriebegehäuse 444, von denen wegen der teilweise aufgebrochenen Darstellung lediglich eine zu erkennen ist. Mit Hilfe des Zahnrads 45 werden zwei lineare Schubglieder 47 und 48 formschlüssig in Gang gesetzt. Jedes dieser beiden Schubglieder 47 setzt sich aus einer zylindrischen Seele 49, die aus flexiblen im Wesentlichen druckfestem Material besteht, und einer Wendel 51 zusammen, die auf der Außenseite der Seele 49 unlösbar starr befestigt ist.

Auf diese Weise ergibt sich eine Art flexibler Zahnstange mit schräg verlaufender Rundumverzahnung. Die Schubglieder 47 und 48 sind in der Nutenkammer 38 ausknicksicher geführt und stoßen mit ihrem oberen freien Ende, wie 2 erkennen lässt, an dem Gleitstück 39 an.

Zwischen dem unteren Ende jeder Führungsschiene 35, 36 und dem Getriebegehäuse 44 erstreckt sich ein Führungsrohr 52, 53 um auch hier die ausknicksichere Führung zu erhalten.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:

Im eingefahrenen Zustand liegt der Zugstab 33 unterhalb der Hutablage 19. Die beiden Schubglieder 47 und 48 sind soweit zurückgezogen, dass sie diese Position des Zugstabs 26 nicht verhindern. Unter der Wirkung des Federmotors 28 ist die Rollobahn 22 mit Vorspannung auf der Wickelwelle 27 aufgewickelt.

Zum Ausfahren des Fensterrollos 21 setzt der Benutzer über einen Schalter den Getriebemotor 43 in Gang. Hierdurch wird das Ausgangszahnrad 45 in Umdrehungen versetzt. Da die beiden Schubglieder 47 und 48 an diametral gegenüberliegenden Seiten mit dem Ausgangszahnrad 45 formschlüssig in Eingriff stehen, werden die Schubglieder 47, 48 in entgegengesetzter Richtung bewegt, wobei die zurückgelegte Wegstrecke jeweils gleich ist.

Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Ausgangszahnrad 45 und den Schubgliedern 48, 49 wird über die Wendel 51 erreicht, die entsprechend in die Zahnlücken des Ausgangszahnrads 45 eingreift.

Durch das Vorschieben der Schubglieder 47 und 48 in die Führungsschienen 35 und 36 werden die Gleitstücke 39 des Zugstabs 26 von der Wickelwelle 27 wegbewegt. Aufgrund der mechanischen Verbindung mit der Rollobahn 22 wird so entsprechend auch die von der Wickelwelle 27 abliegende Kante in Richtung auf die Fensteroberkante 6 bewegt.

Der Federmotor 28 hält ständig die Rollobahn unter Vorspannung und damit gestrafft.

Der Antriebsmechanismus, wie er in 2 in Verbindung mit dem Heckfensterrollo erläutert ist, kann in gleicher Weise auch für die Rollobahn 23 eingesetzt werden, oder mit nur einer Führungsschiene für die Rollobahn 34, wobei im letzteren Falle die Wickelwelle 27 nicht horizontal sondern vertikal in der Schiene 13 angeordnet ist.

Wie aufgrund der Beschreibung leicht zu vermuten ist, besteht durchaus eine gewisse Einklemmgefahr, wenn sich der starre und unflexible Zugstab 26 der Fensteroberkante 6 und damit dem Dach 2 nähert. Gleiches gilt für die Oberkante der Rollobahn 23, wenn diese sich in Richtung auf das Dach bewegt.

Um eine Gefährdung durch Einklemmen zu verhindern, ist der in 3 schematisch gezeigte Einklemmschutz vorgesehen.

3 zeigt das elektrische Prinzipschaltbild zur Erfassung einer Einklemmsituation. Zu der Überwachungseinrichtung 59 gehören eine Antenne 60, ein Oszillator 61, ein digitaler Frequenzzähler 62, ein Mikroprozessor oder Mikrocontroller 63 mit einer Wertetabelle 64 sowie ein Abschaltrelais 65, um die Hauptbestandteile zu erwähnen.

Bei der Antenne 60 handelt es sich um einen längeren elektrisch leitenden Stab oder dergleichen, der in der Nähe der Fensteroberkante 6 parallel zu dieser in einem geeigneten Abstand zur Blechkarosserie verlegt ist. Die Antenne 60 kann auch vorzugsweise in dem häufig aus Kunststoff bestehenden Himmel des Daches 2 und somit in dessen Innenverkleidung integriert sein.

Der Oszillator 61 ist, wie schematisch angedeutet, entweder ein mit einem frequenzbestimmenden RC-Glied 66 oder einem frequenzbestimmenden LC-Glied 67 aufgebauter Oszillator mit wenigstens einer aktiven Stufe 68. Mit Hilfe des RC-Glieds oder des LC-Glieds 66, 67 ist die aktive Stufe 68 so zurückgekoppelt, dass eine Oszillatorschaltung entsteht. Es braucht an dieser Stelle nicht näher erläutert zu werden wie die Oszillatorschaltung im Einzelnen aufgebaut wird. Dem einschlägigen Fachmann sind hierzu eine sehr große Vielzahl von Schaltungen bekannt. Wichtig ist festzuhalten, dass die Antenne 60 über eine Anschlussleitung 69 mit dem LC-Glied oder dem RC-Glied 66, 67 so verbunden ist, dass die Belastung der Antenne 60 nicht nur die Schwingamplitude des Oszillators 61 beeinflusst, sondern vor allen Dingen auch die Frequenz.

Im elektrischen Sinne bildet die Antenne 60 ihrerseits einen komplexen Widerstand aus Real- und Imaginärteil, der zu dem frequenzbestimmenden Gliedern des RC- und des LC-Gliedes 66, 67 wechselstrommäßig parallel liegt. Dem Fachmann ist bekannt, dass er insoweit zwischen dem Wechselstrom- und dem Gleichstromsatzschaltbild unterscheiden muss.

Die Oszillatorschaltung 61 liegt, wie schematisch angedeutet, einerseits mit einem Anschluss 69 an der Bordspannung des Kraftfahrzeugs und andererseits mit einem Anschluss 71 an der Fahrzeugmasse.

Die Oszillatorschaltung 68 ist mit ihrem Ausgang 72 an einen Eingang 73 des Frequenzzählers 62 angeschlossen. Der Frequenzzähler ist lediglich als Schaltungsblock dargestellt. Näheres Eingehen auf die Schaltungsdetails erübrigen sich, da auch hier der Fachmann genügend Schaltungen erkennt, die in der Lage sind, aus dem eingespeisten analogen Frequenzsignal ein Digitalausgangssignal zu erzeugen, das an einem Ausgang 74 abgegeben wird.

Der Frequenzzähler 62 liegt ebenfalls gleichspannungsmäßig über einen Anschluss 75 an der Bordspannung und über einen Anschluss 76 an der Fahrzeugmasse.

Die Funktion des Frequenzzählers 62 besteht darin, die Frequenz des Signals, das an dem Ausgang 72 das der Oszillatorschaltung 61 erhalten wird, in eine Digitalzahl zu konvertieren. Der Digitalwert ist beispielsweise proportional der Frequenz. Insofern handelt es sich um eine digitale Frequenzmesseinrichtung.

Der Mikroprozessor 63 weist einen Eingang auf, der an den Ausgang 74 angeschlossen ist. Der Mikroprozessor 63 liegt, wie die anderen Schaltungsblöcke, mit einem Anschluss 78 an der Versorgungsspannung und mit einem Anschluss 79 an der Fahrzeugmasse. Außerdem ist mit den entsprechenden Eingängen ein Umschalter oder Umschalttaster 81 verbunden, der der Steuerung des Heckfensterrollos 21 dient. Ausgangsseitig betreibt der Mikroprozessor 63 das Relais 65, dessen Schalterkontakt 82 in dem Stromkreis zu dem Getriebemotor 43 liegt.

Die Arbeitsweise der gezeigten Schaltungsanordnung ist wie folgt, wobei zunächst die Lernphase betrachtet wird:

In der Lernphase ist das Abschalten des Getriebemotors 63 über das Relais 65 blockiert.

Solange sich der Zugstab 26, der aus einem metallischen Werkstoff besteht oder metallisch beschichtet ist und sich in großen Abstand zu der Antenne 60 befindet, wird der Oszillator 61 mit einer dieser Stellung des Zugstabs 26 entsprechenden Frequenz schwingen. Die Frequenz wird über den Frequenzzähler 62 gemessen und dem Mikroprozessor 63 mitgeteilt. Der Mikroprozessor legt diesen Frequenzwert in der Tabelle 64 ab.

Ausgehend von der eingefahrenen Stellung wird durch entsprechendes Betätigen des Tasters 81 das Relais 65 eingeschaltet, so dass der Getriebemotor 43 im Sinne des Ausfahrens der Rollobahn 22 in Gang gesetzt wird. Während des Betriebs des Getriebemotors 43, oder über die gesamte Zeit, ist die Schaltungsanordnung, bestehend aus dem Oszillator 61, dem Frequenzzähler 62 und dem Mikroprozessor 63 ständig in Funktion.

Aufgrund des Einschaltens des Getriebemotors 43 bewegt sich die Rollobahn 22 mit konstanter Geschwindigkeit von der Wickelwelle 27 weg und entsprechend nähert sich kontinuierlich der Zugstab 26 der Antenne 60. Dies bedeutet eine Änderung der Feldverhältnisse in der Umgebung der Antenne 60. Der Imaginär- und der Realteil des Antennenwiederstands 60, den die Oszillatorschaltung 61 sieht, ändert sich entsprechend. Da die Antenne 60 zu den frequenzbestimmenden Gliedern wechselstrmmäßig parallel liegt, wird sich die Oszillatorfrequenz, mit der die Oszillatorschaltung 61 schwingt, in Abhängigkeit davon ändern, wie weit sich zwischenzeitlich der Zugstab 26 der Antenne 60 genähert hat. Diese Frequenzänderung wird in entsprechenden Zeitabständen von dem Mikroprozessor 63 erfasst und in der Tabelle 64 abgelegt. Die Tabelle 64 ist gefüllt, wenn der Zugstab 26 seine obere Endlage erreicht hat, was beispielsweise in bekannter Weise über dem Blockierstrom gemessen wird. Damit ist die Programmierung der Einrichtung abgeschlossen.

Die Tabelle 64 enthält eine Zuordnung zwischen der Oszillatorfrequenz und der Zeit seit dem Beginn des Ausfahrens der Rollobahn 22. Die Zeitabstände zwischen den einzelnen Messpunkten, an denen jeweils die Frequenz gemessen und aufgezeichnet wurde, können gleich sein oder in sinnvoller Weise unterschiedlich.

Nachdem auf diese Weise das System programmiert ist, kann es im weiteren Verlauf zum Erfassen einer Einklemmsituation verwendet werden.

Wenn, ausgehend von der eingefahrenen Position, der Benutzer das Heckfensterrollo 21 ausfahren will, betätigt er entsprechend den Taster 81, woraufhin der Mikroprozessor 63 das Relais 65 entsprechend ansteuert, damit der Getriebemotor 43 im Sinne eines Ausfahrens der Rollbahn 22 in Gang gesetzt wird. Während des jetzt erfolgenden Laufs der Rollobahn 22, werden kontinuierlich die Frequenzwerte, die der Oszillator 61 über den Frequenzzähler 62 an den Mikroprozessor 63 liefert, mit den zugehörigen Frequenzwerten an den abgespeicherten Zeitpunkten verglichen. Solnge kein Gegenstand im Laufweg der Rollobahn 22 ist, werden diese werte auch mit den ursprünglich gemessenen Werten innerhalb einer gewissen Toleranz übereinstimmen. Hieraus wird geschlossen, dass keine Einklemmsituation vorliegt, und der Mikroprozessor 63 wird in den Lauf des Heckfensterrollos 21 nicht eingreifen.

Wenn hingegen zusätzlich zu dem Zugstab 33 noch ein anderer metallischer oder dielektrischer Gegenstand in die Nähe der Antenne 60 gebracht wird, wird sich deren komplexer Widerstand von der Situation unterscheidet, in der der Zugstab 26 an derselben Stelle steht, jedoch der Gegenstand nicht in dem Umfeld der Antenne 60 vorhanden ist. Die Änderung des komplexen Widerstands der Antenne 60 führt zu einer Änderung der Oszillatorfrequenz 61 in der vorhin beschriebenen Weise.

Es sei nunmehr angenommen, dass der Benutzer wiederum über die Betätigung des Tasters 81 das Heckfensterrollo 21 im Sinne des Ausfahrens in Gang setzt. Wenn der Zugstab 26 etwa die Hälfte seiner Strecke zurückgelegt hat, wird ein Gegenstand in den Bereich zwischen der Antenne 60 und den Zugstab 26 gebracht. Solange bis dieses Ereignis eingetreten ist, stimmten die Frequenzwerte, die jeweils seit Beginn der Rollobahnbewegung gemessen wurden, mit den Frequenzwerten in der Tabelle 64 überein. Durch das Hineinbewegen eines zusätzlichen Objektes ändert sich sprunghaft die Frequenz und es werden nunmehr die Frequenzwerte, die der Oszillator 61 liefert, nicht mehr mit den abgespeicherten Frequenzwerten übereinstimmen. Diese Abweichung wird dahingehend interpretiert, dass die Gefahr einer Einklemmsituation vorliegt und der Mikroprozessor 63 wird das Relais 65 im Sinne eines Abschaltens des Getriebemotors 43 betätigen.

Bei der zuvor gegebenen Erläuterung wurde davon ausgegangen, dass die Antriebsgeschwindigkeit der Rollobahn 22 im Wesentlichen konstant ist. Damit ist die Zeit seit dem Einschalten des Getriebemotors 43 ein verlässliches Maß für die zurückgelegte Wegstrecke bzw. dem Abstand zwischen der Antenne 60 und dem Zugstab 26.

Anstatt den Abstand zwischen der Antenne 60 und dem Zustab 26 über die Zeit zu messen, die seit dem Einschalten des Getriebemotors 43 vergangen ist, besteht auch die Möglichkeit, die Wegstrecke unmittelbar zu erfassen. Hierzu können beispielsweise Drehgeber in bekannter Weise mit dem Getriebemotor 43 gekoppelt sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, neben der Führungsschiene 35 oder 36 Positionsschalter vorzusehen, wie sie bei 83 und 84 schematisch angedeutet sind. Diese Positionsschalter 83, 84 werden vom Mikroprozessor oder Mikrocontroller 82 abgefragt und zwar sowohl während der Lern oder teach-in-Phase als auch im späteren Betrieb. So kann, unabhängig von der Arbeitsgeschwindigkeit, des Getriebemotors 43 zuverlässig die Position des Zugstabs 26 gegenüber der Antenne 60 erfasst werden.

Je nachdem welche Genauigkeit gefordert ist, kann die Verwendung der Positionsschalter in Kombination mit der Zeiterfassung, oder lediglich alleine, eingesetzt werden.

Bei der gezeigten Anordnung wurde aus Übersichtlichkeitsgründen der Oszillator 61 räumlich getrennt von der Antenne 60 gezeigt und über das angedeutete Koaxialkabel mit der Antenne 60 verbunden. Es ist jedoch vorteilhaft, die Oszillatorschaltung 61 in unmittelbarer Nähe der Antenne 60 anzuordnen, wodurch der komplexe Widerstand des Koaxialkabels eliminiert und die Arbeitsweise der Anordnung genauer wird. Die Oszillatorschaltung 61 kann beispielsweise unmittelbar im Dachhimmel integriert sein.

Anstelle der Verwendung einer Antenne 60, die dazu verwendet wird, den Oszillatorkreis zu verstimmen abhängig davon, welches Umfeld die Antenne 60 sieht, kann auch eine Anordnung verwendet werden, wie sie schematisch in 4 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung befinden sich, räumlich getrennt voneinander, zwei Antennen 85 und 86, die in dem Bereich der Ecken 8 des Heckfensters 5 angeordnet sind. Dabei dient die eine Antenne, beispielsweise die Antenne 85, als Sendeantenne und die Antenne 86 als Empfangsantenne. An die Sendeantenne 85 ist, wie zuvor beschrieben, der Oszillator 61 angeschlossen. Die Empfangsantenne 86 ist mit dem Frequenzzähler 62 verbunden. Vom Prinzip her arbeitet diese Schaltung in der gleichen Weise, wie dies im Zusammenhang mit 3 bereits erläutert ist, lediglich mit dem Unterschied, dass die Amplitude an der Empfangsantenne 86 vom Kopplungsgrad mit der Sendeantenne 85 abhängig ist. Dieser Kopplungsgrad ändert sich in dem Maße, in dem sich der Zugstab 26 den beiden Antennen nähert. Je näher der Zugstab 26 an den beiden Antennen 85, 86 steht, umso größer wird die von der Empfangsantenne 86 empfangene Signalstärke. Das Teach-in und die Auswertung erfolgen in derselben Weise wie zuvor in Verbindung mit 3 ausführlich erläutert.

Die Schaltungsanordnung nach 4 gestattet es außerdem somit zusätzlich zur Frequenz auch noch die Amplitude des an der Antenne 86 empfangenen Signals auszuwerten. Hierzu ist eine Amplitudenvergleichsschaltung 87 mit Digitalausgang vorgesehen und zusätzlich an den Mikroprozessor 63 angeschlossen. Es ist unschwer zu erkennen, dass anstelle der Frequenz lediglich nur die Amplitude ausgewertet werden kann.

Der Vorteil der Frequenzauswertung besteht darin, dass keine amplitudentreue Signalverstärkung erforderlich ist.

Die elektronische Überwachungserkennung 59 für eine Einklemmsituation, wie sie ausführlich anhand der 3 und 4 erläutert ist, lässt sich auch bei Fensterrollos anwenden, wie sie in 5 exemplarisch gezeigt sind.

Lediglich der Vollständigkeit halber. ist in 5noch eine andere Ausführungsform eines Heckscheibenrollos 21 veranschaulicht. Bei diesem Heckscheibenrollo sind zwei zweiarmige Hebel 90 und 91 vorgesehen, die um eine Achse drehbar gelagert sind, die rechtwinklig zu der Achse der aufgespannten Rollobahn 22 ausgerichtet sind. Diese Achsen werden von Lagerstiften 92 gebildet, wie einer von ihnen auf der linken Seite im Bereich der aufgebrochenen Hutablage 19 zu erkennen ist. Der längere Arm des zweiarmigen Hebels 90 ist mit seinem freien Ende in einem Auszugsprofil oder Zugstab 26 verschieblich gelagert, der, wie zuvor beschrieben, an der betreffenden Kante der Rollbahn 22 befestigt ist. Das andere Ende jedes zweiarmigen Hebels 90, 21 ist über einen Bowdenzug 93 mit einer Antriebsscheibe 94 des Getriebemotors 43 verbunden. Durch in Gang setzen des Getriebemotors 43 wird die Antriebsscheibe 94 gedreht und es wird an den Bowdenzügen 93 gezogen. Hierdurch schenken die zweiarmigen Hebel 90, 91 aus der gezeigten Stellung in eine stärker aufgerichtete Stellung. Dabei bewegen sie den Zugstab 26 von der Hutablage 19 weg.

Anstelle eines seitlichen Fensters kann in der beschriebenen Weise auch ein Rollo an einem Dachfenster überwacht werden.

Wie unschwer zu erkennen ist, hat die Ausgestaltung des Rollos keinen Einfluss auf die Gestaltung der Überwachungseinrichtung und aus diesem Grunde erübrigt es sich auch noch andere Ausführungsformen von Rollos im Einzelnen zu erläutern.

Ein Fensterrollo für Kraftfahrzeuge ist mit einem elektronischen Einklemmschutz versehen. Zu dem elektronischen Einklemmschutz gehört eine an einen Oszillator angeschlossene Antenne, die in der Nähe jener Stelle angebracht ist, in die der Zugstab des Rollos im ausgefahrenen Zustand parkt. Je nachdem wie nah der Zugstab der Antenne kommt, ändert sich das Antennenfeld. Das Antennenfeld wird mit Hilfe einer Oszillatorschaltung und eines Mikroprozessors überwacht. Wenn die erwartete Feldänderung, die bei der Bewegung des Zugstabs normalerweise auftritt, durch zusätzliche Gegenstände verändert wird, wird dies als Vorliegen einer Einklemmsituation interpretiert und der Antriebsmotor abgeschaltet.


Anspruch[de]
Fensterrollo (21) für Fenster (5, 12) von Kraftfahrzeugen, wobei die Fenster (51, 12) von Fensterkanten (6, 8, 7) umgeben sind,

mit einer Wickelwelle (27), die neben einer Fensterkante angeordnet ist,

mit einer Rollobahn (22), die mit einer Kante an der Wickelwelle (27) befestigt ist und die ein von der Wickelwelle (27) abliegendes Ende aufweist,

mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung (43), die mit dem von der Wickelwelle (27) abliegenden Ende der Rollobahn (22) zusammenwirkt um die Rollobahn (22) in ihre ausgezogene Stellung vor dem Fenster (5, 12) zu bringen,

mit einer Antenne (60),

mit einer Oszillatorschaltung (62), an die die Antenne (60) angeschlossen ist und die derart aufgebaut ist, dass die Oszillatorschaltung (62) auf einer ersten Frequenz schwingt, wenn sich die Antenne (60) in einer Umgebung befindet, die sich hinsichtlich der Position der Antenne (60) zu den in der Nähe befindlichen Objekten und deren relativer Lage zueinander in einem ersten Zustand befindet, und dass die Oszillatorschaltung (62) auf einer anderen Frequenz schwingt, wenn die Umgebung hinsichtlich der Position der Antenne (60) zu den in der Nähe befindlichen Objekten und/oder deren relative Lage zueinander in einen zweiten Zustand übergeht, und

mit einer Speichereinrichtung (63, 64), die eine Tabelle enthält, in der der Frequenzwert in Abhängigkeit von der Position des von der Antriebseinrichtung (43) angetriebenen Endes der Rollobahn (22) enthalten ist.
Fensterrollo (21) für Fenster (5, 12) von Kraftfahrzeugen, wobei die Fenster (5,12) von Fensterkanten (6, 7, 8) umgeben sind,

mit einer Wickelwelle (27), die neben einer Fensterkante angeordnet ist,

mit einer Rollobahn (22), die mit einer Kante an der Wickelwelle (27) befestigt ist und die ein von der Wickelwelle (27) abliegendes Ende aufweist,

mit einer elektromotorischen Antriebseinrichtung (43), die mit dem von der Wickelwelle (27) abliegenden Ende der Rollobahn (22) zusammenwirkt um die Rollobahn (22) in ihre ausgezogene Stellung vor dem Fenster (5, 12) zu bringen,

mit einer Oszillatorschaltung (62) zum Erzeugen eines HF-Signals,

mit einer ersten Antenne (85), die an die Oszillatorschaltung (62) angeschlossen ist um ein Antennensignal abzustrahlen,

mit einer zweiten Antenne (86), die an eine Empfangseinrichtung (62, 63) angeschlossen ist und die ein Antennensignal von der ersten Antenne (85) empfängt, wobei an dem empfangenen Antennensignal wenigstens ein erster Wert physikalischer Parameter messbar ist, wenn sich die Antennen (85, 86) in einer Umgebung befinden, die sich hinsichtlich der Position der Antennen (85, 86) zu den in der Nähe befindlichen Objekten und deren relativer Lage zueinander in einem ersten Zustand befinden, und wobei an dem empfangenen Antennensignal wenigsten ein zweiter Wert physikalischer Parameter messbar sind, wenn die Umgebung hinsichtlich der Position der Antennen (85, 86) zu den in der Nähe befindlichen Objekten und/oder deren relative Lage zueinander in einen zweiten Zustand übergeht, und

mit einer Speichereinrichtung (63, 64), die eine Tabelle enthält, in der der Wert des jeweiligen physikalischen Parameters in Abhängigkeit von der Position des von der Antriebseinrichtung (43) angetriebenen Endes der Rollobahn (22) enthalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (5, 12) eine angenähert viereckige Gestalt aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federmotor (28) vorgesehen ist, der mit der Wickelwelle (27) betrieblich gekuppelt ist, um die Wickelwelle (27) im Sinne des Aufwickelns der Rollobahn (22) vorzuspannen. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromotorische Antriebseinrichtung (43) über Schubglieder (47, 48) mit der Rollobahn (22) gekuppelt ist. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubglieder (47, 48) linienförmig und flexibel sind. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubglieder (47, 48) ausknicksicher geführt sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollobahn (22) ein Zugstab (26) zugeordnet ist, der beidseitig mittels Führungsschienen (35, 36) geführt ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne (60, 85, 86) eine längliche Gestalt aufweist und parallel zu einer Fensterkante angeordnet ist, die sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Bewegung der Rollobahn (22) beim Ein- und Ausfahren erstreckt. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatorschaltung (62) eine RC- oder LC-Schaltung ist, wobei die Antenne (60, 85) an dem heißen Ende des frequenzbestimmenden Glieds (66, 67) angeschlossen ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillatorschaltung (62) in der unmittelbaren Nähe der Antenne (60, 85) angeordnet ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Wickelwelle (27) abliegende Ende der Rollobahn (22) mit einem metallischen Stab (26) oder einem metallisch beschichteten Kunststoffprofil versehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Wickelwelle (27) abliegende Ende der Rollobahn (22) metallisiert ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Position des von der Antriebseinrichtung (43) angetriebenen Endes der Rollobahn (22) ein Wegcodierer vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung der Position des von der Antriebseinrichtung (43) angetriebenen Endes der Rollobahn (22) wenigstens ein Positionsschalter (83, 84) vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Position des von der Antriebseinrichtung (43) angetriebenen Endes der Rollobahn (22) eine Zeitmesseinrichtung (63) vorgesehen ist, die die Zeit misst, die die Antriebseinrichtung (43), ausgehend von der vollständig eingefahrenen Position der Rollobahn (22), eingeschaltet ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antennen (85, 86) in der Nähe oder Nachbarschaft jener Fensterkante angeordnet sind, der das von der Antriebseinrichtung (43) angetriebene Ende der Rollobahn (22) im ausgefahrenen Zustand benachbart ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antennen (85, 86) längs der Fensterkante voneinander beabstandet sind. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erfasste physikalische Parameter die Frequenz des empfangenden oder gesendeten Signals ist. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der physikalisch erfasste Parameter die Amplitude des empfangenen oder gesendeten Signals ist. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die zweite Antenne (86) eine Messeinrichtung (87, 62, 63) angeschlossen ist, mit der die Frequenz und/oder die Amplitude des empfangenen Signals erfassbar ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com