DE29503337U1

DE29503337U1 - Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Verstellantriebs

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Publication number: DE29503337U1
Application number: DE29503337U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2005-03-01

Description

R. 27806 23.02.95 Lo/Sm

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart

Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Verstellantriebs

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Verstellantriebs nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus der DE-OS 40 00 730 ist ein Verstellantrieb bekannt, bei dem die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen von Personen besteht. Vorgesehen ist zunächst die Erfassung einer Kenngröße, die einen Bezug zur Betätigungskraft des Teils aufweist. Eine Einklemmschutzanordnung vergleicht die ermittelte Kenngröße mit einem oder mehreren Grenzwerten und setzt bei einem Überschreiten eines Grenzwerts den Antriebsmotor des Verstellantriebs still oder reversiert dessen Antriebsrichtung. Der vorbekannte Verstellantrieb enthält eine Positionsermittlung, welche die Position des angetriebenen Teils ermittelt, die zum Berechnen von Ableitungen des Verlaufs der Kenngröße nach dem Verstellweg benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Verstellantriebs anzugeben, der ein erstes bewegliches Teil enthält, bei dem

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eine Einklemmgefahr gegeben ist, und der weiterhin wenigstens ein zweites, gegenüber dem ersten Teil beweglich angeordnetes Teil enthält.

Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist den Vorteil auf, daß der Verstellantrieb mit einem zuverlässig wirkenden Einklemmschutz betrieben werden kann. Das wenigstens eine zweite, gegenüber dem ersten Teil beweglich angeordnete Teil enthält zwei Mitnahmeanschläge und das erste Teil enthält einen Mitnahmenocken, der das zweite Teil beim Auflaufen des Nockens auf einen der Mitnahmeanschläge mitbewegt. Die zwei Mitnahmeanschläge des zweiten Teils weisen einen vorgegebenen Abstand voneinander auf. Eine erfindungsgemäß vorgesehene signalverarbeitende Anordnung ermittelt die 0 Auflaufposition des Mitnahmenockens auf einen der Mitnahmeanschläge aus der Position des ersten Teils und dem Abstand zwischen den Mitnahmeanschlägen. Bei einer der ermittelten Auflaufposition entsprechenden Position des ersten Teils veranlaßt die signalverarbeitende Anordnung eine Erhöhung des in der Einklemmschutzanordnung vorgegebenen Grenzwerts, dessen Überschreitung den Antriebsmotor stillsetzt oder seine Antriebsrichtung reversiert.

0 Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung verhindert das fehlerhafte Ansprechen des Einklemmschutzes beim Auflaufen des Mitnahmenockens auf einen der Mitnahmeanschläge und stellt die normale Verstellfunktion sicher.

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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Erhöhung des Grenzwerts bei der der ermittelten Auflaufposition entsprechenden Position des ersten Teils in einem vorgegebenen Bereich vorgesehen ist, der die Auflaufposition enthält. Die Vorgabe eines Bereichs anstelle eines einzelnen Positionswerts berücksichtigt mechanische Toleranzen, die im Verstellantrieb auftreten können.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß der Grenzwert in der Einklemmschutzanordnung einem maximal zulässigen, durch einen Elektromotor fließenden Strom entspricht.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist insbesondere geeignet zum Betreiben eines elektromotorisch verstellbaren Schiebedachs, das als zweites Teil, das gegenüber dem ersten Teil beweglich angeordnet ist, einen Schiebehimmel enthält. Der Schiebehimmel ist vorgesehen, die durch ein aus Glas gefertigtes Schiebedach einfallende Sonnenstrahlung abzuschatten.

Als zweites Teil, das gegebenenfalls zusätzlich zum Schiebehimmel vorgesehen ist, kann auch ein Windabweiser vorgesehen sein.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Verstellantriebs ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.

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Zeichnung

Figuren la und Ib zeigen einen Verstellantrieb in drei unterschiedlichen Positionen und Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betreiben beispielsweise des in den Figuren la und Ib gezeigten Verstellantriebs.

Figuren la und Ib zeigen einen Verstellantrieb, mit einem ersten Teil 10 und einem zweiten, gegenüber dem ersten Teil 10 beweglich angeordneten Teil 11, der sich in zwei unterschiedlichen Positionen befindet. Als Beispiel eines Verstellantriebs ist ein Schiebedach gezeigt, das mit einem Schiebehimmel zusammenwirkt. Das Schiebedach entspricht dem ersten Teil 10 und der Schiebehimmel dem zweiten Teil 11. Das Schiebedach 10 ermöglicht wahlweise das Verschließen oder das Freigeben einer Öffnung 12 eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs, die sich zwischen zwei Dachteilen 13a, 13b des Kraftfahrzeugs befindet. Das Schiebdach 10 enthält einen Mitnahmenocken 14, der mit einem ersten Mitnahmeanschlag 15 und einem zweiten Mitnahmeanschlag 16 des Schiebehimmels 11 zusammenwirkt. Die beiden Mitnahmeanschläge 15, 16 weisen einen Abstand K voneinander auf.

In den Figuren la und Ib sind Positionskoordinaten 17 eingetragen, welche jeweils Positionen des Schiebedachs 10 und des Schiebehimmels 11 angeben. Die Position des Schiebedachs 10 ist mit P_D und die Position des 0 Schiebehimmels 11 mit P_H bezeichnet.

Figur la zeigt den Verstellantrieb in einer ersten Position. Gemäß dem Ausführungsbeispiel mit dem Schiebedach 10 und dem Schiebehimmel 11 ist die geschlossene Position gezeigt. Das Schiebedach 10 weist eine Position P^ auf, die einer

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Position entspricht, bei der das Schiebedach 10 geschlossen ist. Die Position Pjjy des Schiebehimmels 11 entspricht einer Position, bei der der Schiebehimmel 11 von einer Bedienperson manuell verschoben werden kann. Zu diesem Zweck weist der Schiebehimmel einen Handgriff 18 auf. In Figur la ist die Position P^y des Schiebehimmels 11 gezeigt, bei der der Mitnahmenocken 14 des Schiebedachs 10 am ersten Mitnahmeanschlag 15 anliegt. Eine manuelle Betätigung des Schiebehimmels 11 in Richtung Schließen der Öffnung 12 hat demnach nicht stattgefunden.

Figur Ib zeigt den Zustand, bei dem das Schiebedach 10 vollständig geöffnet ist. Das Schiebedach 10 weist die Position P_D0 auf. Der Mitnahmenocken 14 des Schiebedachs liegt am zweiten Mitnahmeanschlag 16 des Schiebehimmels 11 an. Zusammen mit dem Schiebedach 10 hat der Schiebehimmel die Position geändert. Die neue Position des Schiebehimmels 11 ist mit Pjih bezeichnet. Die Position Pyjj des Schiebehimmels 11 in Figur Ib ist um den Verschiebeweg H des Schiebehimmels 11 gegenüber der in Figur 1 gezeigten Position Pjjy nach hinten, bezogen auf das Kraftfahrzeug, verschoben. In der Position P_HH ist der Handgriff 18 für die Bedienperson nicht mehr zugänglich. Der Schiebehimmel 11 ist hinter dem Dachteil 13b verborgen.

Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betreiben des in den Figuren la und Ib gezeigten Verstellantriebs. Ein in Figur 2 gezeigter Elektromotor 20 ist zum Betreiben des Verstellantriebs 21 vorgesehen, der das erste und zweite Teil 10, 11 enthält. Eine im Verstellantrieb 21 auftretende Position erfaßt ein Positionsdetektor 22, der ein Positionssignal 23 an eine Positionsermittlung 24 abgibt. Eine von der Positionsermittlung 24 ermittelte Istposition 25 ist einem Positionsregler 26 und einer signalverarbeitenden Anordnung

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27 zugeleitet. Der Positionsregler 26 vergleicht die Istposition 25 mit einer extern vorgegebenen Sollposition und gibt in Abhängigkeit vom Ergebnis ein Stellsignal 29 an eine Endstufe 3 0 ab.
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Die signalverarbeitende Anordnung 27 ermittelt aus der Istposition 25 und dem Abstand K zwischen den Mitnahmeanschlägen 15, 16 eine Auflaufposition A, bei der der Mitnahmenocken 14 auf einen der Mitnahmeanschläge 15, trifft. In Abhängigkeit vom Ergebnis stellt die signalverarbeitende Anordnung 27 ein Grenzwerterhöhungssignal 31 bereit, das einer Einklemmschutzanordnung 32 zugeleitet ist.

Die Einklemmschutzanordnung 32 ermittelt aus einer Kenngröße 33, die eine Kenngrößenermittlung 34 bereitstellt, und aus wenigstens einem Grenzwert G ein Einklemmsignal 35, das auf die Endstufe 3 0 einwirkt.

Die in Figur 2 gezeigte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betreiben des in den Figuren la und Ib gezeigten Verstellantriebs 21 arbeitet folgendermaßen:

Der Elektromotor 20 betätigt das in den Figuren la und Ib gezeigte erste Teil 10, das gemäß dem Ausführungsbeispiel das Schiebedach ist. Der Positionsdetektor 21 ermittelt die Position P-q des Schiebedachs 10. Der Positionsdetektor 22 ist beispielsweise ein Positionssensor, der das Positionssignal 23 unmittelbar aus der Stellung des Schiebedachs 10 ableitet. Vorgesehen sein kann eine absolute oder eine inkrementelle Positionsermittlung, die beispielsweise mit wenigstens einem Hall-Sensor zusammenwirkt. Weiterhin kann eine indirekte Feststellung der Position des Schiebedachs 10 vorgesehen sein, bei der die Position beispielsweise aus dem durch den Elektromotor

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20 fließenden Strom abgeleitet ist. Die von der Positionsermittlung 24 ermittelte Istposition 25 des Schiebedachs 10 gelangt als Istwert in den Positionsregler 26, der die Istposition 25 mit der von einer Bedienperson vorgegebenen Sollposition 28 vergleicht. Der Positionsregler 26 beaufschlagt gegebenenfalls die Endstufe 3 0 mit dem Stellsignal 29, das den Elektromotor 20 zu einem Verstellen des Schiebedachs 10 veranlaßt.

Die bei einem Verstellantrieb 21 stets gegebene Einklemmgefahr von Gegenständen oder insbesondere von Körperteilen von Personen wird berücksichtigt durch die Einklemmschutzanordnung 32. Die Einklemmschutzanordnung 32 gibt bei einem festgestellten Einklemmen das Einklemmsignal 35 an die Endstufe 30 ab. Das Einklemmsignal 35 setzt beispielsweise den Elektromotor 20 durch Abschalten der Endstufe 3 0 still oder reversiert dessen Drehrichtung, um den eingeklemmten Gegenstand oder das Körperteil freizugeben. Die Kenngrößenermittlung 34, die das Kenngrößensignal 33 bereitstellt, erfaßt beispielsweise eine Verstellkraft im Verstellantrieb 21. Geeignet ist weiterhin die Erfassung einer Verstellgeschwindigkeit oder die Erfassung einer Änderung der Verstellgeschwindigkeit, insbesondere bezogen auf den Verstellweg. Weiterhin kann ein spezieller Einklemmsensor vorgesehen sein, der ein Schaltsignal abgibt oder eine Änderung des elektrischen Widerstands bei einem Einklemmen aufweist. Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel erfaßt die Kenngrößenermittlung 34 eine Kenngröße des durch den 0 Elektromotor 2 0 fließenden Stroms und ermittelt daraus das Kenngrößensignal 33.

Das Kenngrößensignal 33 wird in der Einklemmschutzanordnung 32 ausgewertet und nach unterschiedlichen Kriterien aufbereitet. Im Detail können die unterschiedlichsten

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Auswerteverfahren ablaufen, denen gemeinsam der Vergleich des Kenngrößensignals 3 3 mit wenigstens einem vorgegebenen Grenzwert G ist.

Bei dem in den Figuren la und Ib gezeigten Verstellantrieb 21 kann es beim Auflaufen des Mitnahmenockens 14 auf einen der Mitnahmeanschläge 15, 16 zu einem ungewollten Auslösen des Einklemmsignals 3 5 kommen. Eine generelle Erhöhung des Grenzwerts würde dazu führen, daß die Einklemmschut&zgr;anordnung 32 ein Einklemmen nicht mehr sicher erkennen kann. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß die signalverarbeitende Anordnung 27 die Auflaufposition des Mitnahmenockens 14 auf einen der Mitnahmeanschläge 15, 16 ermittelt und beim Erreichen der Auflaufposition entsprechenden Position Pq des Schiebedachs 10 das Grenzwerterhöhungssignal 31 an die Einklemmschutzanordnung 32 abgibt. Bei der Auflaufposition wird durch die Erhöhung des Grenzwerts G das Auslösen des Einklemmsignals 35 zuverlässig verhindert.

Die Ermittlung der Auflaufposition wird anhand dem in den Figuren la und Ib gezeigten Ausführungsbeispiel des Verstellantriebs 21 beschrieben:

Der Schiebehimmel 11 ist vorgesehen bei einem aus Glas gefertigten Schiebedach 10 zur Abschattung der Sonneneinstrahlung. Bei der in Figur la gezeigten geschlossenen Stellung des Schiebedachs 10 ist der Handgriff 18 des Schiebehimmels 11 von einer Bedienperson erreichbar.

0 Bei einem Öffnen des Schiebedachs 10 durchläuft das Schiebedach 10 zunächst den Abstand K zwischen den beiden Mitnahmeanschlägen 15, 16. Die Auf1aufposition am zweiten Mitnahmeanschlag 16 wird dann erreicht. Ein weiteres Öffnen des Schiebedachs 10 führt zur Mitnahme des Schiebehimmels 5 in die verdeckte Position des Schiebehimmels 11, bei der der

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Schiebehimmel 11 hinter dem Dachteil 13b in einer der Bedienperson nicht mehr zugänglichen Position verschwindet. Der Sinn der Mitnahme des Schiebehimmels liegt darin, daß die Öffnung 12 zwischen den Dachteilen 13a, 13b vollständig freigegeben werden kann. Beim anschließenden Schließen des Schiebedachs 10 durchläuft das Schiebedach 10 zunächst den Abstand K bis anschließend der erste Mitnahmeanschlag 15 vom Mitnahmenocken 14 erreicht wird. Erst danach wird der Schiebehimmel 11 zusammen mit dem Schiebedach 10 in Schließrichtung des Schiebedachs 10 bewegt, bis das Schiebedach die geschlossene Position P_DZ und der Schiebehimmel 11 die Position Pjjy erreicht haben.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einklemmgefahr lediglich bei einem Schließvorgang des Schiebedachs 10 gegeben. Die Auflaufposition des Mitnahmenockens 14 braucht deshalb nur beim Erreichen des ersten Mitnahmeanschlags 15 ermittelt werden. Bei einem Öffnen des Schiebedachs 10 stellt die signalverarbeitende Anordnung 27 aus der Istposition 25 des Schiebedachs 10 fest, ob die Position P_D des Schiebedachs 11 größer ist als die Position P^ des Schiebehimmels 11. Falls dies zutrifft, wird die neue Position Puneu gleich der Position P_D des Schiebedachs 11 gesetzt. Die berechnete Auflaufposition A ergibt sich dann aus der Position P_D des Schiebedachs 11 vermindert um den Abstand K. Bei einem Schließvorgang des Schiebedachs 10 stellt die signalverarbeitende Anordnung 27 fest, ob die Position P_D des Schiebedachs 10 kleiner ist als die Position Pjj des Schiebehimmels 11, vermindert um den Abstand K. Falls 0 dies zutrifft, wird die neue Position Pnneu ^^es Schiebehimmels 11 gleich der Position P_D des Schiebedachs gesetzt, erhöht um den Abstand K. Beim nächsten Öffnen kann gemäß dem beschriebenen Vorgehen die Auflaufposition wieder neu berechnet werden. Bei den Berechnungen ist die Breite 5 des Mitnahmenockens 14 gegebenenfalls zu berücksichtigen.

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Sind mehrere zweite Teile 11 vorhanden, werden entsprechend weitere AuflaufPositionen berechnet, an denen der wenigstens eine Grenzwert G des Einklemmschutzes erhöht wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß anstelle der präzisen Auflaufposition A ein vorgegebener Bereich berücksichtigt ist, der die Auflaufposition A enthält. Der von der signalverarbeitenden Anordnung 27 ermittelte Bereich berücksichtigt mechanische Toleranzen im Verstellantrieb 21. Innerhalb des Bereichs gibt die signalverarbeitende Anordnung 27 das Grenzwerterhöhungssignal 31 an die Einklemmschutzanordnung 32 ab.

Claims

- 11 - R. 27806 23.02.95 Lo/Sm ROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart Ansprüche

1. Eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Verstellantriebs, der ein erstes bewegbares Teil enthält, bei dem eine Einklemmgefahr gegeben ist, der wenigstens ein zweites, gegenüber dem ersten Teil beweglich angeordnetes Teil enthält, welches zwei Mitnahmeanschläge aufweist, die einen vorgegebenen Abstand voneinander haben, wobei das erste Teil wenigstens einen Mitnahmenocken enthält, der das zweite Teil beim Auflaufen des Nockens auf einen der Mitnahmeanschläge mitbewegt, mit einer Einklemmschutzanordnung, die eine Kenngröße des Verstellantriebs ermittelt, die Kenngröße mit wenigstens einem Grenzwert vergleicht und bei einem überschreiten des Grenzwerts einen Antriebsmotor des Verstellantriebs stillsetzt oder dessen Antriebsrichtung reversiert, und mit einer Positionsermittlung, welche die Position des ersten Teils feststellt, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine signalverarbeitende Anordnung (27) vorgesehen ist, welche eine Auflaufposition (A) des Mitnahmenockens (14) auf einen der Mitnahmeanschläge (15, 16) aus der Istposition (25) des 0 ersten Teils (10) und dem Abstand (K) zwischen den Mitnahmeanschlägen (15, 16) ermittelt und ein Grenzwerterhöhungssignal (31) an die Einklemmschutzanordnung (32) bei einer der Auflaufposition (A) entsprechenden Position (P_D) des ersten Teils (10) abgibt, und daß die

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Einklemmschutzanordnung (32) den Grenzwert in Abhängigkeit vom Grenzwerterhöhungssignal (31) erhöht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die signalverarbeitende Anordnung (27) das Grenzwerterhöhungssignal (31) in einem Bereich der Position (P_D) des ersten Teils (10) abgibt, der die Auflaufposition (A) enthält.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grenzwerterhöhungssignal (31) bei einer vorgegebenen Verstellrichtung des ersten Teils (10) von der signalverarbeitenden Anordnung (27) bereitgestellt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor des Verstellantriebs (21) ein Elektromotor (20) vorgesehen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einklemmschutzanordnung (32) ein Einklemmsignal (35) aus einem Kenngrößensignal (33) ermittelt, das von dem durch den Elektromotor (20) fließenden Strom abgeleitet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet zur Verwendung bei einem Verstellantrieb (21), der als erstes Teil (10) ein Schiebedach und als zweites Teil (11) einen Schiebehimmel und/oder einen Windabweiser enthält.