DE60307203T2

DE60307203T2 - Fensterheberantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE60307203T2
Application number: DE60307203T
Authority: DE
Inventors: Yazaki Parts Co. Ltd. Shunzou Ohshima
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: US6856112B2; EP1422090A1; DE60307203D1; JP3842205B2; EP1422090B1; US20040222759A1; JP2004169373A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine „Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber" (in den ANSPRÜCHEN „Fensterheber-Antriebsvorrichtung" genannt), die ein Fenster mit elektrischem Scheibenheber steuert, das in einem Fahrzeug vorhanden ist, und insbesondere auf die Technik, um das fehlerhafte Umkehren eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber zu verhindern, während das Fahrzeug, das mit einer Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber ausgestattet ist, auf einer schlechten und holprigen Straße fährt.
Das an dem Fahrzeug montierte Fensterglas von Fenstern mit elektrischem Scheibenheber ist mit einem Antriebsmotor verbunden, und indem Schalter reversibel umgelegt werden, um die Antriebsmotoren zu drehen, bewegen sich die Fenstergläser aufwärts oder abwärts. Darüber hinaus arbeiten einige Fenster mit elektrischem Scheibenheber, die vorgeschlagen wurden und in praktischen Einsatz gekommen sind, so, dass nicht nur Schäden an Hindernissen, die in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt sind, verhindert werden, sondern auch an dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber selbst, während das Fensterglas sich aufwärts bewegt, indem der Antriebsmotor gestoppt wird und des Weiteren die Drehrichtung des Antriebsmotors umgekehrt wird, um so das Fensterglas abwärts zu bewegen.
Mit solch einer ähnlichen Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber wird die Technik, den Betrieb des Antriebsmotors zu unterbrechen und die Richtung umzukehren, in JP-A-10-25964 (1) offen gelegt, in der eine Antriebsvorrichtung unterbrochen und umgeschaltet wird, wenn ein Hindernis so in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, dass ein Anstieg des elektrischen Stroms, der durch den Antriebsmotor fließt, einen vorgegebenen Pegel übersteigt.
Mit der ähnlichen Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber können Fehlfunktionen entstehen, so dass das Fenster mit elektrischem Scheibenheber gestoppt und in umgekehrter Richtung bewegt wird, wenn der Strom schwankt, der in den Antriebsmotor fließt, obwohl überhaupt kein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist.
Ein Vorkommnis dieser Art wird häufig durch schlechte Straßen verursacht, auf denen Fahrzeuge fahren. Wenn das Fensterglas aufwärts bewegt wird, während ein Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, verändert sich die Antriebskraft des Fensterglases mit der Vibration (Auf- und Abbewegung) des Fahrzeugkörpers und ebenso der Strom, der in den Antriebsmotor fließt. Folglich ist das Problem, dass die Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber zu der Fehleinschätzung neigt, dass gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, und dann bewirkt, das Fensterglas in umgekehrter Richtung zu bewegen.
Eine weitere Lösung ist in DE 10011982 A1 offen gelegt. Diese Vorrichtung umfasst die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1. Der tatsächlich gemessene Wert des Motorstroms wird mit einem Bezugswert verglichen, der aus einem gespeicherten Wert für den Motorstrom gebildet wird, der ermittelt wird, nachdem eine festgelegte Anzahl an Motordrehungen erfolgt ist. Zähler messen die Dauer, während der der gemessene Wert jeweils über oder unter dem Bezugswert liegt. Grenzwerte für die Zähler werden festgelegt. Der Antriebsmotor wird gestoppt oder seine Richtung wird umgekehrt, wenn der tatsächliche Wert des Stroms den Bezugswert übersteigt und der Wert des „Darüber"-Zählers den festgelegten Grenzwert übersteigt. Der „Darüber"-Zähler wird zurückgesetzt, wenn der Wert des „Darunter"-Zählers den entsprechenden Grenzwert übersteigt.
Übersicht über die Erfindung
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber bereitzustellen, die in der Lage ist, ein Hindernis, das in einem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, zuverlässig ohne Fehlfunktion zu erkennen, sogar während ein Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt.
Das Ziel wird durch eine Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Um das obige Ziel nach der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird eine Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber bereitgestellt, die umfasst:
eine Bezugsstrom-Erzeugungseinrichtung, die einen Bezugsstrom erzeugt, der einen Pegel aufweist, der der Stärke eines Motorstroms entspricht, der in einen Antriebsmotor zum Antreiben eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber fließt;
eine erste Stromerzeugungseinrichtung, die einen ersten Strom erzeugt, der ein Bestandteil des Bezugsstroms ist und einer variablen Größe in dem Motorstrom entspricht;
eine zweite Stromerzeugungseinrichtung, die einen zweiten Strom erzeugt, der ein Bestandteil des Bezugsstroms ist und aus dem, wenn der erste Strom zu ihm addiert wird, der vorgeschriebene Bezugsstrom wird;
eine Vergleichssignal-Erzeugungseinrichtung, die ein Vergleichssignal durch Umwandeln des ersten Stroms in Spannung erzeugt;
eine Vergleichseinrichtung, die das Vergleichssignal mit einem Bezugsspannungssignal vergleicht, das auf der Basis des ersten Stroms erzeugt wird; und
eine Umkehreinrichtung, die den Antriebsmotor stoppt oder umkehrt, basierend auf einem Ergebnis der Vergleichseinrichtung, die ermittelt, ob ein steiler Stromanstieg in dem Motorstrom erfolgt ist,
wobei, wenn der erste Strom Abnahme und Zunahme über einem vorgegebenen Wert in einer vorgegebenen Periode wiederholt, der zweite Strom für eine vorgegebene Periode in jeweiligen Zyklen der Abnahme und der Zunahme des ersten Stroms so erhöht wird, dass die Zunahme des ersten Stroms relativ eingeschränkt wird oder die Abnahme des ersten Stroms relativ gefördert wird, um in dem Motorstrom eine Erfassungsempfindlichkeit für eine Stromzunahme zu verringern.
Vorzugsweise wird der zweite Strom erhöht durch Verringerung des Bezugsspannungssignals für eine vorgegebene Periode in den jeweiligen Zyklen der Abnahme und der Zunahme des ersten Stroms.
Vorzugsweise wird ein Kondensator mit einer Bezugsspannungs-Signalquelle verbunden. In dem Zyklus der Zunahme des ersten Stroms wird der Kondensator so entladen, dass ein Entladungsstrom von dem Kondensator in überlagertem Zustand auf den Weg des zweiten Stroms geleitet wird, so dass der zweite Strom erhöht wird. In dem Zyklus der Abnahme des ersten Stroms wird der Kondensator mit einem Strom von der Be zugsspannungs-Signalquelle geladen, um so das Bezugsspannungssignal zu verringern, so dass der zweite Strom erhöht wird.
Vorzugsweise umfasst die Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals des Modus für schlechte Straßenverhältnisse, die ein Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen in dem Zyklus der Zunahme des ersten Stroms ausgibt und das Signal eines Modus für schlechte Straßenbedingungen in dem Zyklus der Abnahme des ersten Stroms unterbricht. Der zweite Strom wird für eine vorgegebene Periode immer dann erhöht, wenn eine Ausgabe der Vergleichseinrichtung gegenüber einer Ausgabe in einem normalen Zustand umgekehrt wird, während das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgegeben wird.
Hier ist vorzuziehen, dass ein Kondensator mit einer Bezugsspannungs-Signalquelle verbunden ist. Der Kondensator wird mit einem Strom von der Bezugsspannungs-Signalquelle geladen, um so das Bezugsspannungssignal zu verringern, während das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgegeben wird, wenn eine Ausgabe der Vergleichseinrichtung gegenüber der Ausgabe in einem normalen Zustand umgekehrt wird, so dass der zweite Strom erhöht wird.
Hier ist vorzuziehen, dass der Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber, wie in Anspruch 4 dargelegt, darüber hinaus einen Zähler umfasst, der zählt, wie oft die Ausgabe des Kondensators gegenüber der Ausgabe in einem normalen Zustand invertiert wird, während das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgegeben wird. Wenn der Zählwert eine vorgegebene Anzahl übersteigt, hält die Umkehreinrichtung den Antriebsmotor an oder kehrt ihn um.
Vorzugsweise wird das Bezugsspannungssignal aus einer Spannung erzeugt, die von dem ersten Strom umgewandelt wird, wenn das Verhältnis der Zeit, zu der die Bezugsspannung höher ist als die umgewandelte Spannung, zu der Zeit, wo die Bezugsspannung niedriger ist als die umgewandelte Spannung, sich 1 nähert.
In den obigen Anordnungen ist das Fahrzeug dazu vorgesehen, auf einer schlechten Straße zu fahren, wenn Frequenzschwankungen in den vorgegebenen Frequenzbereichen (die von etwa 10 bis 15 Hz reichen) in dem Motorstrom auftreten, der in den Antriebsmotor fließt, und eine Steuerung so ausgeübt wird, dass der Spannungsunter schied zwischen dem Vergleichssignal (Spannung Vins) und dem Bezugswert (Bezugsspannung Vc) vergrößert wird, um einen steilen Stromanstieg zu erkennen. Daher wird, sogar wenn eine bestimmte Größe an Stromschwankung während der Fahrt auf einer schlechten Straße auftritt, das Vergleichssignal (Spannung Vins) davor geschützt, niedriger als das ßezugsspannungssignal (Spannung Vc) zu sein, so dass das fehlerhafte Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber vermieden wird.
Da sich, während das Fahrzeug auf der schlechten Straße fährt, darüber hinaus die Anzahl der Umkehrungen der Vergleichseinrichtung (zum Beispiel drei Mal oder mehr) in dem Modus für schlechte Straßenbedingungen erhöht, wenn gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, kann das Auftreten des Einklemmens des Hindernisses in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber zuverlässig erkannt werden, indem die Anzahl der Umkehrungen sogar beim Fahren auf der schlechten Straße gezählt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher, indem deren bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben werden, in denen gilt:
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ist ein Schaltplan, der die Konstruktion der Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber nach der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3A bis 3C sind Diagramme, die das Verhältnis zwischen der Ausgabe von AMP3 und Spannung Vc in den folgenden Zuständen darstellen: 3A, wenn keine Schwankung bei einer Motorbelastung auftritt; 3B, wenn die Motorbelastung zunimmt; und 3C, wenn die Motorbelastung abnimmt;
4 ist eine Schaltungsanordnung zur Verwendung bei der Umkehr des Motors, wenn ein Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen erzeugt wird;
5 ist ein charakteristisches Diagramm, das Wellenformen von Motorstrom ID, Signal Vins als ein Vergleichsobjekt, Bezugsspannung Vc und ein Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen zeigt, wenn Fensterglas vom Öffnen des Fensters in seiner vollen Weite bis zum voltständigen Schließen des Fensters aufwärts bewegt wird, während das Fahrzeug in einem Stillstandszustand ist;
6 ist ein charakteristisches Diagramm, das Wellenformen von Motorstrom ID, Signal Vins als ein Vergleichsobjekt, Bezugsspannung Vc und ein Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen zeigt, wenn Fensterglas vom Öffnen des Fensters in seiner vollen Weite bis zum vollständigen Schließen des Fensters während des Fahrens auf der schlechten Straße aufwärts bewegt wird; und
7 ist ein Schaltplan, der die Konstruktion einer Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt eine Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber nach der Erfindung; und 2 zeigt ein detailliertes Schaltbild nach der Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, ist eine Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber 100 nach der Erfindung in dem Inneren eines Fahrzeugs vorhanden und wird zum Auf- und Abbewegen des Fensterglases eines darin bereitgestellten Fensters mit elektrischem Scheibenheber verwendet. Die Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber 100 umfasst einen Motorantriebs-Schaltkreis einschließlich eines Antriebsmotors M1, einen Schaltkreis zur Bezugsstromerzeugung 2 zur Erzeugung eines Stroms Ir (= Ir1 + Ir3; Bezugsstrom) proportional zu der Stärke eines Stroms ID, der in den Antriebsmotor M1 fließt, eine Bezugsspannungs-Erzeugungseinrichtung 5, um das Ausmaß einer Veränderung beim Bezugsstrom zu erkennen, und einen Schaltkreis zum Erkennen schlechter Straßenbedingungen 3, um ein pulsierendes Bestandteil, sofern vorhanden, in dem Strom ID in vorgegebenen Bandbereichen (die etwa von 10 bis 15 Hz reichen) zu erkennen, um so zu entscheiden, ob das Fahrzeug auf einer schlech ten Straße fährt. Zum Beispiel hat der Strom Ir eine ungefähre Stärke von 1/15000 von ID.
Des Weiteren umfasst die Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber 100 eine Vergleichseinrichtung CMP1, um eine Spannung Vins (ein Vergleichssignal) entsprechend einer variablen Menge des Stroms ID, der in den Motorantriebs-Schaltkreis 1 fließt, mit einer vorgegebenen Bezugsspannung Vc (Bezugspegel) zu vergleichen, um so ein Entscheidungssignal entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs auszugeben, und einen Umkehrsteuer-Schaltkreis 4 zum Umkehren der Drehrichtung des Antriebsmotors M1 in dem Motorantriebs-Schaltkreis 1, wenn die Vergleichseinrichtung CMP1 erkennt, dass ein steiler Anstieg des Stroms ID, der in den Motorantriebs-Schaltkreis 1 fließt, einen Pegel übersteigt, der auf der Bezugsspannung Vc basiert, und wenn die Fortdauer der Zunahme des Stroms ID eine vorgegebene Zeit überschreitet.
Der Umkehrsteuer-Schaltkreis 4 führt einen Vorgang zur Begrenzung des Stroms durch Steuerung eines FET (Feldeffekttransistor, N-Kanal-MOS-Transistor) in dem Motorantriebs-Schaltkreis 1 aus, wenn eine steile Zunahme des Stroms in dem Antriebsmotor M1 auftritt und wenn der Pegel des Ausgangssignals der Vergleichseinrichtung CMP1 von H nach L umgekehrt wird. Der Vorgang zur Strombegrenzung umfasst zwei Schritte. Der erste Schritt ist, die Drain-Source-Spannung zwischen ¼ bis ¾ der Stromversorgungsspannung durch abwechselndes Ein- und Ausschalten der Steuerspannung des FET (hiernach als Ein/Aus-Vorgang bezeichnet) zu halten. Der zweite Schritt ist, den FET kontinuierlich in dem EIN-Zustand zu halten. Diese beiden Schritte wiederholen sich nacheinander. Wenn ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt wird, verringert sich die Drehgeschwindigkeit des Motors, während der Strombegrenzungsvorgang ausgeführt wird. Wenn eine Verringerung der Anzahl an Drehungen des Motors eine vorgegebene Verminderung erreicht, wird ein Relais verwendet, das in dem Motorantriebs-Schaltkreis enthalten ist, um den Motorstrom abzuschalten, und dann wird der Motor angetrieben, um nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit in umgekehrter Richtung zu drehen.
Des Weiteren wird der Vorgang der Strombegrenzung unterbrochen, wenn ein steiler Stromanstieg während des Vorgangs der Strombegrenzung aufhört, und der FET wird angetrieben, fortlaufend so zu arbeiten, dass die Drehung des Antriebsmotors M1 (in der Vorwärtsrichtung) in Folge fortgesetzt wird.
Wie in 2 gezeigt, verzweigt sich der Schaltkreis zur Erzeugung des Bezugsstroms 2 in zwei Systeme: Die erste Abzweigleitung umfasst einen Widerstand R24, einen Widerstand R27 und einen FET (T22), die in Reihe geschaltet sind, wohingegen die zweite Abzweigleitung einen Widerstand R23 und einen FET (T21) umfasst, die in Reihe geschaltet sind. Des Weiteren ist ein Knoten P1 zwischen dem Drain des FET (T22) und dem Drain des FET (T21) über einen Widerstand R20 geerdet. Außerdem wird DC-Spannung (Gleichstromspannung) VB2 einem Ende des Widerstands R23 und einem Ende des Widerstands R24 von einer zum Fahrzeug gehörenden Batterie zugeführt. In diesem Fall wird Strom, der in die erste Abzweigleitung fließt, Ir1 (der erste Strom) genannt, wogegen Strom, der in die zweite Abzweigleitung fließt, Ir3 (der zweite Strom) genannt wird.
Ein Knoten P2 zwischen dem Widerstand R24 und dem Widerstand R27 ist mit dem plusseitigen Anschlusspunkt der Vergleichseinrichtung CMP1 verbunden.
Das Gate des FET (T22) ist mit dem Ausgang eines Verstärkers AMP1 verbunden, und der Eingang auf der Plus-Seite des Verstärkers AMP1 ist mit dem Knoten P1 (VSB) über einen Widerstand verbunden. Der Eingang auf der Minus-Seite des Verstärkers AMP1 ist mit dem Nebenwiderstand Rs (VSA) des Motorantriebs-Schaltkreises 1 verbunden. Deshalb ist ein Signal, das sich auf eine Differenz bezieht zwischen einer Spannung VAS, die einem in den Antriebsmotor M1 fließenden Strom ID entspricht, und der Spannung VSB, die dem zu dem Knoten P1 fließenden Strom Ir (= Ir1 + Ir3) entspricht, Ausgabe von dem Verstärker AMP1, und dieses Ausgangssignal wird dem Gate des FET (T22) zugeführt. Folglich wird der Verstärker AMP1 so gesteuert, dass der Strom ID und der Strom Ir ein vorgegebenes Verhältnis aufweisen (zum Beispiel ein Verhältnis von 15000 zu 1).
Die Ausgabe eines Verstärkers AMP2 ist mit dem Gate des FET (T21) verbunden. Die Eingabe auf der Minus-Seite des Verstärkers AMP2 ist mit einem Ankopplungspunkt zwischen dem Widerstand R23 und der Source des FET (T21) verbunden, und der Eingang auf der Plus-Seite des Verstärkers AMP2 ist mit dem minusseitigen Anschlusspunkt P7 eines Kondensators C1 verbunden, der in dem Erzeugungskreislauf der Bezugsspannung 5 enthalten ist.
Die Spannung Vc an dem Knoten P7 ist die Bezugsspannung, und die Vc wird durch Laden und Entladen des Kondensators C1 mit konstanten Strömen IA und IB erzeugt. Der konstante Strom IA wird immer im Fluss gehalten, wogegen der konstante Strom IB nur fließen darf, wenn die Ausgabe eines Verstärkers AMP3 bei Pegel L ist. Wenn die Ausgangsleistung des Verstärkers AMP3 auf Pegel H ist, wird der IB ausgeschaltet. Weil der Einstellwert von IB = 2 × IA eingerichtet ist, wird der Kondensator C1 mit IA geladen (was in P7 fließt), wenn die Ausgangsleistung des Verstärkers AMP3 H ist, und der Kondensator wird um IA entladen, wenn die Ausgangsleistung des Verstärkers AMP3 L ist und wenn IB – IA = IA erfüllt ist (IA fließt aus P7 heraus). Der Eingang auf der Minus-Seite des Verstärkers AMP3 ist mit P7 verbunden, wogegen der Eingang auf dessen Plus-Seite mit einem Knoten P8 zwischen R27 und der Source des FET (T22) verbunden ist.
Der Motorstrom ID enthält den pulsierende Bestandteil. Dies ist, weil die relative Position zwischen dem Kommutatorsteg und der Bürste variiert, wodurch Stromschwankungen verursacht werden, die der Anzahl an Segmenten pro Motorumdrehung entsprechen. Obwöhl der pulsierende Bestandteil auch in dem Bezugsstrom Ir enthalten ist, wird Ir3 durch Vc gesteuert im Sinne von Ir3 = (VB2 – Vc)/R23. Da sich Vc nicht plötzlich verändern kann, ist auch Ir3 nicht fähig, mit dem pulsierenden Bestandteil umzugehen (zu folgen). Daher verschieben sich alle die in dem Bezugsstrom Ir enthaltenen pulsierenden Bestandteile nach Ir1. Angenommen, dass die Spannung an dem Knoten P8 Vc2 ist, wird folglich eine Spannungsschwankung, die synchron mit dem pulsierenden Bestandteil ist, in Vc2 erzeugt. Der Motorstrom ID schwankt durch die Belastungsschwankung ebenfalls. Die Schwankung des Motorstroms aufgrund des pulsierenden Bestandteils und die Belastungsschwankung werden vollständig in Vc2 wiedergegeben.
Wenn Vc2 größer als Vc ist, wird die Ausgangsleistung des Verstärkers AMP3 auf H verändert, und der Kondensator C1 wird genau umgekehrt geladen oder entladen. Die mögliche Schwankung von Vc2 rührt nun von dem pulsierenden Bestandteil her, wenn dort keine Motorbelastungsschwankung vorhanden ist, und in diesem Fall wird der durchschnittliche Wert von Spannung Vc2 konstant. Zu diesem Zeitpunkt wird Vc stabilisiert, wenn ein Verhältnis der Zeit bei Vc2 > Vc zu der Zeit bei Vc2 < Vc ausgeglichen ist.
3A zeigt den obigen Zustand. Wenn ID während der Motorbelastungszunahme größer wird, verringert sich Vc2. Die Position von Vc2 verringert sich relativ in Bezug auf Vc, und die Entladungszeit des Kondensators C1 wird länger als seine Ladezeit, und Vc verringert sich ebenfalls (siehe 3B).
Wenn die Motorbelastung abnimmt, nimmt auch ID ab. Folglich wird, weil Vc2 relativ größer wird als Vc, die Ladezeit von C1 länger als dessen Entladezeit, und Vc steigt ebenfalls (3C). Da mit anderen Worten Vc so gesteuert wird, dass es sich dem zeitlichen Durchschnitt von Vc2 annähert, was bedeutet, dass das Verhältnis der Zeit bei Vc2 > Vc zu der Zeit bei Vc2 < Vc gleich ist, folgt Vc der Veränderung von Vc2, wenn Vc2 sich verändert. Das Nachführverhältnis von Vc wird bestimmt durch die Größe des Lade-Entlade-Stroms IA und IB, und wenn IA und IB gesteigert werden, wird die Nachführfähigkeit von Vc verbessert. Wenn die Veränderung von Vc2 langsam ist, wird eine Differenz zwischen Vc und dem zeitlichen Durchschnitt von Vc2 verringert, und wenn Vc2 keine Veränderung erlebt, entsprechen Vc und der zeitliche Durchschnitt von Vc2 einander. Wenn ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt wird, sinkt Vc2 plötzlich; jedoch sind die Lade-Entlade-Stromwerte IA und IB so festgesetzt, dass Vc der Verringerungsrate nicht folgen kann.
Die Erkennung eines Hindernisses, das in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, wird durch das Vergleichen von Vc mit der Spannung Vins ausgeführt, die aus dem Dividieren von Spannung (VB2 – Vc2) durch die Widerstände R24 und R27 resultiert. Vins = (VB2 – Vc2) × R27/(R24 + R27) + Vc2 = (VB2 × R27 + Vc2 × R24)/(R24 + R27) > Vc2
Während Vc Vc2 folgt, ist Vins > Vc gerechtfertigt, weil Vc im Wesentlichen gleich mit dem Zeitdurchschnitt von Vc2 ist. Weil Vins und Vc mit dem jeweiligen plusseitigen Eingang und dem minusseitigen Eingang verbunden sind, verändert sich die Ausgabe von CMP1 zu H. Wenn ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt wird, verringert sich Vc2 und ebenso auch Vins. Jedoch ist Vc nicht in der Lage, sofort abzusinken, woraufhin Vins < Vc und die Ausgabe von CMP1 zu L verändert werden und der Strombegrenzungsvorgang gestartet wird.
Eine Art und Weise, sich der Verhinderung eines fehlerhaften Umkehrens des Fensters mit elektrischem Scheibenheber auf einer schlechten Straße anzunähern, ist wie folgt. Die Glasantriebskraft variiert während der Fahrt auf einer schlechten Straße, und ID nimmt zu, weil die Antriebsbelastung steigt, aber Vc2 nimmt ab. Wenn eine Verringerung der Geschwindigkeit groß und kontinuierlich ist, wird der Strombegrenzungsvorgang ausgeführt, und das fehlerhafte Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber kann sich daraus ergeben. Jedoch ist die Belastungsschwankung aufgrund des Fahrens auf einer schlechten Straße dadurch gekennzeichnet, dass ihre Zunahme und Abnahme abwechselnd hervorgerufen wird. Die Zunahme und Abnahme der Belastungsschwankung treten in der Form von Zunahme und Abnahme in Ir1 auf.
Obwohl eine Zunahme von Ir1 einen wichtigen Faktor bei der Verringerung von Vc2 darstellt, kann Ir1 relativ reduziert werden durch künstliches Vergrößern von Ir3 mit Bezug auf das gleiche Ir, weil der Bezugsstrom Ir = Ir1 + Ir3 ist. Das fehlerhafte Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber kann verhindert werden, indem Ir3 künstlich vergrößert wird, wenn Ir1 mit der Zunahme oder Abnahme von ID vergrößert und dann verringert wird, während auf einer schlechten Straße gefahren wird, um so eine Zunahme von Ir1 in der nächsten Phase der Zunahme von ID einzuschränken. Um Ir3 zu erhöhen, wird Vc künstlich verringert, was zu einer Erweiterung des Abstands zwischen den Signalen Vins als einem Objekt für den Vergleich und der Bezugsspannung Vc führt.
Mit Vins < Vc wird, während der obige einschränkende Effekt erzielt wird, die Verhinderung des fehlerhaften Umkehrens des Fensters mit elektrischem Scheibenheber verbessert, indem die Veränderung der Ausgabe von CMP1 von H auf L ermittelt und ein Mittel hinzugefügt wird, um Vc weiter zu reduzieren.
Der Betrieb des Schaltkreises zur Erkennung schlechter Straßenbedingungen 3 wird als Nächstes beschrieben. Der Schaltkreis zur Erkennung schlechter Straßenbedingungen 3 weist eine Reihenschaltung auf, die den Kondensator C1 (erster Kondensator) in dem Bezugsspannungs-Schaltkreis umfasst, eine Diode D102, einen Kondensator C11 (zweiter Kondensator), einen Widerstand R206 und einen FET (T201: elektronischer Schalter). Die Gleichstromspannung VB2 wird von einer fahrzeugeigenen Batterie dem einen Ende des Kondensators C1 zugeführt. Darüber hinaus wird die Source des FET (T201) geerdet.
Darüber hinaus weist der Schaltkreis zu Erkennung schlechter Straßenbedingungen 3 eine Reihenschaltung auf, die einen Widerstand R200, einen FET (T200) und einen variablen Widerstand R201 umfasst. Die Gleichstromspannung VB2 wird einem Ende des Widerstands R200 zugeführt. Das Gate (Knoten P4) des FET (T200) ist mit dem Gate von FET (T201) über einen Widerstand R202 und einen Widerstand R203 verbunden und über einen Kondensator C13 geerdet.
Ein Knoten P3 zwischen einem Widerstand R202 und einem Widerstand R203 ist über einen Kondensator C12 mit dem Ausgang des Verstärkers AMP1 verbunden.
Ein Knoten P5 zwischen dem Kondensator C11 und dem Widerstand R206 ist über einen Widerstand R205 mit dem Drain eines FET (T205) verbunden, und das Gate des FET (T205) ist über einen Umrichter INV1 mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung CMP1 verbunden und ebenso über einen Widerstand R25 mit einem Gleichstrom-Netzteil von 5 V verbunden.
Der Drain (Knoten P6) des FET (T201) ist über einen Widerstand R204 mit dem 5-V-Netzteil verbunden. Ein Schaltkreis zur Signalausgabe des Modus für schlechte Straßenbedingungen 31 umfasst das 5-V-Netzteil, R207, R208, einen FET (T202) und einen Kondensator C14.
Der Knoten zwischen der Diode D102 und dem Kondensator C11 ist über eine Diode D103 mit dem minusseitigen Eingang des Verstärkers AMP2 und der Source des FET (T21) verbunden.
Die FETs (T200) und (T201) sind MOS-FETs des N-Typs. Spannung V10 wird als eine Bezugsspannung an dem Knoten P4 durch den Widerstand R200, den Widerstand R201 und den FET (T200) erzeugt. Der variable Widerstand R201 ist so vorgesehen, dass er die Spannung V10 reguliert oder verändert.
Der Kondensator C12 überträgt Schwankungen in dem Ausgangssignal von AMP1 als Spannung V11 an dem Knoten P3.
In normalem Betrieb (es wird nicht auf einer schlechten Straße gefahren) fließt der Strom ID zum Antreiben des Antriebsmotors M1 in den Motorantriebs-Schaltkreis 1, wenn der Vorgang zum Antreiben des Fensters mit elektrischem Scheibenheber ausgeführt wird. Der Verstärker AMP1 vergleicht die Spannung, die in dem Nebenwiderstand Rs des Motorantriebs-Schaltkreises 1 erzeugt wird, mit der Spannung an dem Knoten P1 und führt ein Signal, das proportional zu der Differenz dazwischen ist, dem Gate des FET (T22) zu. Auf diese Weise wird Strom Ir1 durch das Ausgangssignal des Verstärkers AMP1 gesteuert, was dazu führt, dass der Strom Ir (= Ir1 + Ir3) dem Strom ID in proportionaler Stärke verfügbar gemacht wird.
Darüber hinaus ist die Spannung Vins an dem Knoten P2 zu dieser Zeit stabil und so festgesetzt, dass ihr Wert größer ist als der der Bezugsspannung Vc, die bei Knoten P7 erzeugt wird. Deshalb geschieht es, dass das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 einen Pegel H aufweist und die Ausgabe von INV1 einen Pegel L aufweist, so dass der FET (T205) abgeschaltet wird. Indem das H-Pegel-Signal dem Schaltkreis zur Umkehrsteuerung 4 zugeführt wird, wird keine Umkehrsteuerung ausgeführt.
Da auf der anderen Seite die Schwankung des Ausgangssignals des Verstärkers AMP1 im normalen Betrieb klein ist, ist die Spannung V11, die an den Knoten P3 übertragen wird, keiner Schwankung unterworfen. Deshalb wird wegen der Spannung V10 an dem Knoten P4 die Antriebsspannung am Gate des FET (T201) angelegt, wodurch der FET (T201) eingeschaltet wird. Folglich bleibt die Spannung an dem Knoten P6 auf dem Grundpegel.
Wenn unter obigen Gegebenheiten ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt wird, steigt der Strom ID, weil der Antriebsmotor M1 überlastet ist, und dies wird begleitet durch eine Zunahme in dem Strom Ir1, wodurch die Spannung Vins an dem Knoten P2 sinkt. Wenn die Spannung Vins niedriger wird als die Bezugsspannung Vc, wird das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 von H auf L umgekehrt und der Schaltkreis zur Umkehrsteuerung 4 führt den Strombegrenzungsvorgang einschließlich der Ein-/Aus-Funktion und der Funktion zum Fortführen des Ein-Zustands aus. Im dem Fall, in dem der steile Stromanstieg während des Strombegrenzungsvorgangs nachlässt, wird der Antriebsmotor M1 so gesteuert, dass er angehalten und dann in der Richtung umgekehrt wird. Auf diese Weise können Probleme, die dadurch entstehen, dass ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt wird, vermieden werden.
Nun wird eine Beschreibung eines Falles gegeben, in dem ein Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt. Während das Fahrzeug auf der schlechten Straße fährt, schwankt Strom, der in den Antriebsmotor M1 fließt, unregelmäßig bei einer Frequenz von etwa 10 bis 15 Hz, wie oben beschrieben. Da der Antriebsmotor M1 ein Gleichstrommotor ist, weist der Motorstrom ID gerade den pulsierenden Bestandteil auf, der durch den Kommutator des Antriebsmotors M1 in einem Frequenzbereich bis 1 KHz verursacht wird, und indem der pulsierende Bestandteil enthalten ist, pulsiert er mit einer Frequenz von etwa 10 bis 15 Hz.
Wenn der Durchschnitt des Stroms ID des Antriebsmotors M1 schwankt, schwankt der Bezugsstrom Ir entsprechend, und da Ir = Ir1 + Ir3 ist, schwanken auch die Ströme Ir1 und Ir3. Die Schwankung des Stroms Ir1 tritt als die Schwankung des Ausgangssignals des Verstärkers AMP1 auf. Folglich, nach dieser Ausführungsform der Erfindung, wird ermittelt, dass die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, in einem schlechten Zustand ist, wenn die Amplitude des schwankenden Ausgangssignals des Verstärkers AMP1 größer wird. Eine ausführliche Beschreibung eines Ablaufs zur Entscheidung, dass eine Straße sich in einem schlechten Zustand befindet, wird unten gegeben.
Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers AMP1 schwankt, schwankt die Spannung V11 an dem Knoten P3 ebenfalls. Mit anderen Worten, die Spannung V11 sinkt, wenn der Pegel des Ausgangssignals des Verstärkers AMP1 sinkt, so dass die Ladung, die verwendet wird, um den Kondensator C12 zu laden, entladen wird. Eine Zeitkonstante zu diesem Zeitpunkt wird durch R202 × C12 = 240 KΩ × 0,1 μs = 24 ms bestimmt.
Wenn der Pegel des Ausgangssignals des Verstärkers AMP1 steigt, steigt auch die Spannung V11, und der Kondensator C12 wird mit einer Zeitkonstante von 24 ms über den Widerstand R202 geladen.
Die Veränderung der Spannung V11 wird über den Widerstand R203 an das Gate des FET (T201) übertragen. Auf diese Weise erlaubt die Bildung eines Filters mit dem Widerstand R203 und dem Kondensator C13, dass der pulsierende Bestandteil, der in der Spannung V11 enthalten ist, durch den Filter entfernt wird. Die gefilterte Spannung, die aus der Spannung V11 abgeleitet wird, das heißt, die Schwankung der durchschnittlichen Spannung des Verstärkers AMP1, wird zu dem Gate-zu-Source des FET (T201) addiert.
Wie oben beschrieben ist die Bezugsspannung V10 so festgelegt, dass der FET (T201) sich im Ein-Zustand befindet, wenn keine Schwankung des Ausgangssignals (durchschnittlicher Wert) des Verstärkers AMP1 vorhanden ist.
Der in 2 gezeigte Schaltkreis hat eine doppelte Funktion, um wie unten gezeigt zu arbeiten: (A) eine Präventivfunktion gegen fehlerhafte Umkehr durch einen Modus für schlechte Straßenbedingungen; und (B) eine Funktion zur Verhinderung fehlerhafter Umkehr durch eine Schwankung in der Ausgabe des CMP1. Diese Funktionen werden ausführlich im Folgenden beschrieben.
(A) Präventivfunktion gegen fehlerhafte Umkehr in einem Modus für schlechte Straßenverhältnisse.
Wenn das Ausgangssignal (durchschnittlicher Wert) des Verstärkers AMP1 sinkt, während ein Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, sinkt die Gatespannung des FET (T201), und wenn sie unter den Spannungsschwellenwert des FET (T201) sinkt, wird der FET (T201) abgeschaltet.
Wenn der FET (T201) abgeschaltet ist, steigt die Spannung an dem Knoten P6 von dem festgelegten Grundpegel, bevor der FET (T201) als der Drain des FET (T201) abgeschaltet wird, auf 5 V, das heißt, der Knoten P6 ist über den Widerstand R204 mit dem 5-V-Netzteil verbunden.
Folglich wird der Kondensator C11 entlang eines Weges von C11 → D103 → T21 → R20 → 5-V-Netzteil → R204 → R206 → C11 entladen, und die Potenzialdifferenz zwischen beiden Enden des Kondensators C11 sinkt von der Spannung Vc1 in dem Ein-Zustand des FET (T201) auf Vc1 – 5 V.
Die Entladungs-Ladung des Kondensators C11 überlagert den Strom Ir3, bevor sie veranlasst wird, über die Diode D103 zu fließen. Mit anderen Worten, die Menge der Entladungs-Ladung C11 × 5 V fließt mit einer Zeitkonstante von C11 × (R204 + R206), und der durchschnittliche Wert des Entladungsstroms liegt bei 5 V/(R204 + R206). Da der Strom Ir1 + Ir3 im Wesentlichen konstant ist, sinkt der Strom Ir1 auf einen Wert, der dem Entladungsstrom entspricht, während der dem Strom Ir3 überlagerte Entladungsstrom fließt.
Auf diese Weise wird das Absinken der Spannung Vins an dem Knoten P2 eingeschränkt, und der Abstand zwischen der Spannung Vins und der Bezugsspannung Vc wird vergrößert, so dass das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 schwerlich umgekehrt wird.
Wenn das Fahrzeug auf der schlechten Straße fährt, wechselt darüber hinaus das Ausgangssignal des Verstärkers AMP1 immer zum Ansteigen, nachdem es einmal gesunken ist. Mit anderen Worten, weil der durchschnittliche Wert des Stroms ID, der in den Antriebsmotor MP1 fließt, in der Größenordnung von 10 bis 15 Hz variiert, steigt der Pegel des Ausgangs des Verstärkers AMP1, nachdem er einmal gesunken ist.
Folglich wird der FET (T201) eingeschaltet, und die Spannung V12 an dem Knoten P6 sinkt auf den Grundpegel. Anschließend wird der Kondensator C11 entlang eines Weges der Spannung Vc → D102 → C11 → R206 → T201 → GND geladen. Auf diese Weise wird eine Ladung von C11 × 5 V aus dem minusseitigen Anschluss des Kondensators C1 gezogen, so dass die Bezugsspannung Vc sinkt.
Mit dem Absinken der Bezugsspannung Vc steigt darüber hinaus der Strom Ir3 und da Ir = Ir1 + Ir3 im Wesentlichen konstant ist, nimmt der Strom Ir1 ab. Dadurch bedingt steigt die Spannung Vins, und der Abstand zwischen der Bezugsspannung Vc und der Spannung Vins an dem Knoten P2 steigt, und die Vergleichseinrichtung CMP1 kann schwerlich auf den L-Pegel umgekehrt werden. Mit anderen Worten, das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 wird nur schwerlich auf den L-Pegel schaltbar, sogar nachdem der FET (T201) in den Ein-Zustand geschaltet wurde.
Angenommen, es wird als Modus für schlechte Straßenbedingungen bezeichnet, wenn die Drainspannung V12 (Spannung an dem Knoten P6) des FET (T201) zwischen dem Grundpegel und 5 V (ohne den Grundpegel) liegt, wird der Kondensator C11 entladen, wenn der Modus für schlechte Straßenbedingungen sich entwickelt, wogegen der Kondensator C11 geladen wird, wenn der Modus für schlechte Straßenbedingungen aufgehoben wird. Während der Modus für schlechte Straßenbedingungen besteht, wird ein Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen von einem Anschluss TA ausgegeben.
Auf diese Weise wird der Kondensator C11 in einem Zyklus aus Entwicklung und Aufhebung des Modus für schlechte Straßenbedingungen geladen und entladen, wobei der Abstand zwischen der Bezugsspannung Vc und der Spannung Vins vergrößert wird, wenn der Strom Ir1 mit dem Steigen der Spannung Vins sinkt, so dass das fehlerhafte Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber schwerlich auftritt.
Insbesondere bewegt sich das Fenster mit elektrischem Scheibenheber schwerlich in die umgekehrte Richtung, wenn das Fenster mit elektrischem Scheibenheber während des Fahrens auf einer schlechten Straße betätigt wird, indem die Erfassungsempfindlichkeit zum Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber gesenkt wird, sogar während der Motorstrom ID leicht schwankt.
(B) Funktion zur Verhinderung fehlerhafter Umkehr durch eine Schwankung in der Ausgabe des CMP1.
Anschließend wird die Funktion zur Verhinderung fehlerhafter Umkehr durch eine Schwankung in der Ausgabe einer Vergleichseinrichtung CMP1 beschrieben.
Mit dem Anstieg von Strom, der in den Antriebsmotor M1 fließt, und mit dem Absinken des Pegels des Ausgangssignals des Verstärkers AMP1 wegen des Fahrens auf der schlechten Straße, entwickelt sich der Modus für schlechte Straßenbedingungen, und das Verringern der Spannung Vins an dem Knoten P2 wird eingeschränkt. Für den Fall, dass die Höhe der Steigerung in dem Strom groß ist, nähert sich jedoch die Spannung Vins der Bezugsspannung Vc und kann schließlich geringer sein als die Bezugsspannung Vc. Sogar in diesem Fall ist es möglich, eine falsche Beurteilung zu vermeiden, ob ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist. Diese Situation wird hierin weiter unten beschrieben.
Wenn die Spannung Vins unter die Bezugsspannung Vc fällt, wird das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 von Pegel H auf L verändert. Wenn der Modus für schlechte Straßenbedingungen zu diesem Zeitpunkt gegeben ist, das heißt, in dem Fall, in dem der FET (T201) auf Aus gehalten wird und die Spannung V12 an dem Knoten P6 zu 5 V wird, wird die Spannung an dem minusseitigen Anschluss (Knoten P5) des Kondensators C11 ebenfalls 5 V.
Mit dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1, das L aufweist, und mit dem eingeschalteten FET (T205) wird der Kondensator C11 entlang eines Wegs der Bezugsspannung Vc → D102 → C11 → R205 → T205 → GND geladen, und weil eine Ladung dieser Menge aus dem Kondensator C1 gezogen wird, sinkt die Bezugsspannung Vc. Eine Ladezeitkonstante ist zu diesem Zeitpunkt kleiner festgelegt (2,5 μs in dem Schaltkreis von 2), und anschließend wird der Kondensator C11 sofort geladen, so dass die Bezugsspannung Vc auf ein Maß heruntergebracht wird, mit dem Kondensator C11 geladen wird.
Wenn die Ausgabe der Vergleichseinrichtung CMP1 auf L verändert wird, wird der Strom Ir2, gezeigt in 2, zum Fließen veranlasst. Die Rolle von Ir2 ist wie folgt. Wenn Ir2 fließt, verändert sich die Spannungsabnahme des Widerstands R24 von R24 × Ir1 auf R24 × (Ir1 + Ir2), und sogar wenn Ir1 gleich bleibt, vermindert sich Vins um R24 × Ir2.
Folglich wird die Spannungsdifferenz am Eingang von CMP1 in der Situation vergrößert, wo Vc (minusseitiger Eingang von CMP1) > Vins (plusseitiger Eingang von CMP) ist, und die Ausgabe von CMP1 stabilisiert sich auf Pegel L. Wenn die Ausgabe von CMP1 sich auf L verändert, wird die zu dem FET-Gate addierte Spannung Ein/Aus geschaltet, wodurch der Motorstrom begrenzt wird. Jedoch verringert sich der Motorstrom wegen des Ein-/Aus-Vorgangs und weil sich Ir1 entsprechend verringert.
Folglich steigt Vins, was wieder zu Vins > Vc führt. Auf diese Weise wird die Ausgabe von DMP1 von L auf N umgekehrt, und Ir2 wird abgeschaltet. Der Ein-/Aus-Vorgang wird angehalten und FET wird dauerhaft in dem Ein-Zustand gehalten. Weil Vins übermäßig auf den Wert gesteigert wird, dass Ir2 nicht mehr vorhanden ist, wird die Ausgabe von CMP1 stabilisiert und H wird beibehalten. Mit anderen Worten, Ir2 bildet das Hystereseelement von CMP1, und seine Größe bestimmt die Dauer einer Ein-/Aus-Vorgangsdauer. Je größer Ir2 anwächst, desto länger wird die Dauer des Ein-/Aus-Vorgangs. Wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 auf L verändert wird, sinkt die Spannung Vins einmal, da der Strom Ir2 fließt; das durch das Laden des Kondensators C11 veranlasste Absinken der Spannung Vc erlaubt jedoch dann der Spannung Vins schnell zu steigen. Folglich werden die Gegebenheiten erzeugt, wie sie durch (i) und (ii) gezeigt werden.

(i) Indem das Steigen der Spannung Vins beschleunigt wird, wird die Ein-/Aus-Vorgangsdauer (eine Zeitdauer des Ein-/Aus-Vorgangs bis zu dem kontinuierlichen Ein-Zustand) des Umkehrsteuerungs-Schaltkreises 4 verkürzt. Deshalb wird die Anzahl an Ein-/Aus-Takten eingeschränkt, und die Anzahl festgesetzter Takte (zum Beispiel acht Takte) wird nur schwerlich erreicht; das heißt, das fehlerhafte Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber wird eingeschränkt. Mit anderen Worten, sogar wenn die Spannung Vins kleiner wird als die Bezugsspannung Vc aufgrund von Erschütterungen, die zum Beispiel während des Fahrens auf der schlechten Straße erzeugt werden, ist es möglich, eine fehlerhafte Entscheidung darüber zu vermeiden, ob ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, weil Vins sofort steigt.
(ii) Nach der Beendigung der Ein-/Aus-Vorgangsdauer durch den Umkehrsteuerungs-Schaltkreis 4, trennt sich die Spannung Vins von der Bezugsspannung Vc und steigt, woraufhin der Modus für schlechte Straßenbedingungen aufgehoben wird. Mit anderen Worten, der Umkehrvorgang der Vergleichseinrichtung CMP1 wird nicht immer wieder während der Entwicklung des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgeführt, weil auf der schlechten Straße gefahren wird, sondern nur wenige Male ausgeführt (ein oder zwei Mal). In dem Fall, in dem der Umkehrvorgang der Vergleichseinrichtung CMP1 während der Entwicklung des Modus für schlechte Straßenbedingungen vielfach (zum Beispiel drei Mal oder öfter) ausgeführt wird, kann mit Sicherheit gesagt werden, dass ein grundlegender Einfluss mit einem in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber zur gleichen Zeit eingeklemmtem Hindernis vorkommt, während das Fahrzeug auf der schlechten Straße fährt.

Die Inhalte der oben gegebenen Beschreibung können wie folgt eingeordnet werden. Weil der durchschnittliche Wert des Stroms Ir1 schwankt, während auf der schlechten Straße gefahren wird, wird entschieden, dass die Fahrstraße des Fahrzeugs in einem schlechten Zustand ist, wenn die Menge an Schwankungen einen vorgegebenen Wert übersteigt, und es wird ein Spannungssignal erzeugt, das dem Modus für schlechte Straßenbedingungen entspricht. Mit anderen Worten, die Potenzialdifferenz zwischen der Bezugsspannung Vc und der Spannung Vins wird während des Fahrens auf der schlechten Straße auf einen größeren Wert ausgedehnt als unter normalen Gegebenheiten, und eine unklare Entscheidung wird darüber getroffen, ob ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, um das fehlerhafte Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber wegen der schlechten Straße zu verhindern.
5 zeigt Wellenformen des Motorstroms ID, der Spannung Vins als ein Objekt für den Vergleich, der Bezugsspannung Vc und des Signals des Modus für schlechte Straßenbedingungen, wenn das Fenster mit elektrischem Scheibenheber vom Öffnen des Fensters in seiner gesamten Weite aufwärts bewegt wird zum vollständigen Schließen des Fenster, während das Fahrzeug in einem Stillstandszustand ist. Der Motorstrom ID schwankt am wenigsten. Die Spannung Vins als ein Objekt zum Vergleich ist derart, dass ihre oberen und unteren Bestandteile symmetrisch in Bezug auf die Schwankung des Motorstroms ID sind. Vc ist mit dem Taktdurchschnitt unter Vins positioniert, und der Abstand zwischen Vins und Vc ist im Wesentlichen konstant.
6 zeigt Wellenformen, wenn das Fenster mit elektrischem Scheibenheber vom Öffnen des Fensters in seiner vollen Weite aufwärts bewegt wird zum vollständigen Schließen des Fensters, während auf der schlechten Straße gefahren wird. ID schwankt stark, während auf der schlechten Straße gefahren wird, und ohne dass eine Maßnahme ergriffen wird, schlechte Straßenbedingungen auszugleichen, erfolgt das fehlerhafte Umkeh ren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber, weil ID steil ansteigt. Mit dem Schaltkreis zum Umgang mit schlechten Straßenbedingungen wird der Abstand zwischen Vc und Vins vergrößert, und sogar wenn ein steiler Anstieg in ID eintritt, ist Vins > Vc hergestellt, so dass die fehlerhafte Umkehr des Fensters mit elektrischem Scheibenheber nicht veranlasst wird. Das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen wird in Reaktion auf das Ansteigen und das Abfallen von Vins erzeugt. Das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen von 5 zeigt die Spannung V12 von 2, wohingegen das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen von 6 die Spannung TA von 2 zeigt.
In 6 ist Vins derart, dass ihre oberen und unteren Seiten asymmetrisch in Bezug auf die Wellenform von ID sind. Darüber hinaus verringert sich Vc in Synchronisation mit der Aufhebung des Signals des Modus für schlechte Straßenbedingungen. Mit der Verringerung von Vc steigt der zweite Strom Ir3 und mit Blick auf Ir = Ir1 + Ir3 nimmt der erste Strom Ir1 ab, woraufhin die vertikale Symmetrie der Wellenform von Vins in Bezug auf ID zerstört wird. Folglich wird die fehlerhafte Umkehr des Fensters mit elektrischem Scheibenheber verhindert.
Als ein Verfahren zum Vergrößern der Potenzialdifferenz zwischen der Bezugsspannung Vc und der Spannung Vins folgt ein Schritt, eine Ladung C11 × 5 V aus dem Minusspannungsanschluss des Kondensators C1 zu ziehen, um die Bezugsspannung Vc durch Verwendung des Kondensators C11 zu erzeugen, um so die Bezugsspannung Vc zu verringern. Folglich wird durch Entladen der in dem Kondensator C11 gespeicherten Ladung entlang des gleichen Weges wie dem von Strom Ir3 und Steigerung von Ir3 durch Verringerung von Vc, um Ir1 relativ zu verringern, durch die beiden obigen Effekte, der Abstand zwischen der Spannung Vins und der Bezugsspannung Vc vergrößert.
Bildlich gesprochen spielt der Kondensator C11 seine Rolle als ein Eimer zum Ausschöpfen einer elektrischen Ladung, die Wasser entspricht, von dem Kondensator C1, der einem Wassertank entspricht. Deshalb wird der Einschränkungseffekt (der Grad der Verringerung der Sensitivität zu einem Hindernis, das in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist) erhöht, indem die elektrostatische Kapazität des Kondensators C11 gesteigert wird.
Es gibt zwei Verfahren zum Ausführung der Schöpfaktion: Eines von ihnen ist, die Schöpfaktion einmal in jedem Zyklus von Entwicklung – Aufhebung des Modus für schlechte Straßenbedingungen auszuführen; das andere ist, die Schöpfaktion immer dann einmal auszuführen, wenn die Ein-/Aus-Vorgangsdauer (eine Zeitspanne, in der das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 bei L bleibt) durch den Umkehrsteuerungs-Schaltkreis 4 erzeugt wird, wenn der Modus für schlechte Straßenbedingungen entwickelt ist. Die Verwendung diseser Verfahren erlaubt es zu erkennen, dass das Fahrzeug auf der schlechten Straße fährt, was dazu führt, dass Probleme vermieden werden, die durch fehlerhaftes Umkehren des Fensters mit elektrischem Scheibenheber während des Fahrens auf der schlechten Straße entstehen.
Nun wird eine Beschreibung der Technik zur Unterscheidung zwischen dem Entwickeln des Modus für die schlechten Straßenbedingungen und der Situation, in der gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, gegeben. Wenn der Modus für schlechte Straßenbedingungen entwickelt ist, wird der Abstand zwischen der Spannung Vins und der Bezugsspannung Vc vergrößert, woraufhin eine unklare Entscheidung darüber getroffen wird, ob ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist. Deshalb steigt eine Umkehrbelastung (zur Verwendung zum Anhalten und Umkehren des Antriebsmotors M1), wenn gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber während des Fahrens auf der schlechten Straße eingeklemmt wird, und der Motor kann nicht in der Richtung umgedreht werden, bis ein den Umständen entsprechender Sperrstrom geliefert wird. Besonders wenn ein Hindernis an der Schrägfläche eines Fensterrahmens eingeklemmt ist, kann die Richtung des Motors nicht umgekehrt werden.
Wenn ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, verringert sich die Spannung Vins, und der Ein-/Aus-Vorgang wird durch den Umkehrsteuerungs-Schaltkreis 4 ausgeführt, wodurch der Motorstrom abgeschaltet wird. Dann ist es lediglich erforderlich, die Bezugsspannung V10 an dem Knoten P4 von 2 und die Zeitkonstante C11 × (R204 + R206) so festzulegen, dass der Modus für schlechte Straßenbedingungen nicht durch die Verringerung von Größe und Frequenz der Spannung Vins entwickelt wird, wenn ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist. Jedoch ist es wegen der Veränderungen in den Schaltkreiskonstanten immer noch nicht einfach, die Entwicklung des Modus für schlechte Straßenbedingungen vollständig zu vermeiden, während gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist. Der Modus für schlechte Straßenbedingungen wird ausgeführt, während ein Hindernis gerade in dem Fenster mit e lektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, der Ein-/Aus-Vorgang eingeschränkt ist und der Motorstrom schwer abzuschalten ist.
Deshalb wird nach dieser Ausführungsform der Erfindung der Modus für schlechte Straßenbedingungen während des Fahrens auf der schlechten Straße wiederholt entwickelt und aufgehoben, und sogar wenn der Umkehrvorgang der Vergleichseinrichtung CMP1 während der Einwicklung des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgeführt wird, wird die Entscheidung darüber getroffen, ob der Modus für schlechte Straßenbedingungen vorhanden ist oder ob ein Hindernis gerade in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, indem die Tatsache genutzt wird, dass der Umkehrvorgang höchstens wenige Male wiederholt wird (nehmen wir an, ein- oder zweimal). Insbesondere in dem Fall, in dem der Modus für schlechte Straßenbedingungen entwickelt ist, während gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt wird, oder in dem Fall, in dem gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, während der Modus für schlechte Straßenbedingungen entwickelt wird, wird der Umkehrvorgang der Vergleichseinheit CMP1 vielfach (zum Beispiel dreimal oder öfter) wiederholt, während der Modus für schlechte Straßenbedingungen entwickelt wird, wodurch der Antriebsmotor M1 angehalten und dann in der Richtung umgekehrt wird, wenn entschieden ist, dass gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, wobei wahrgenommen wird, dass das Hindernis gerade in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, indem der Unterschied zwischen den beiden obigen Fällen genutzt wird.
Als spezifische Beispiele werden die folgenden (a) bis (c) mit Bezug auf ein Blockdiagramm von 4 gezeigt.

(a) Wenn der Umkehrvorgang der Vergleichseinrichtung CMP1 vielfach wiederholt wird (zum Beispiel dreimal oder öfter), während der Modus für schlechte Straßenbedingungen entwickelt wird, wird der Motorstrom des Antriebsmotors M1 abgeschaltet, und der Antriebsmotor M1 wird in seiner Richtung umgekehrt. Dies kann durch Zählen der Anzahl von Umkehrvorgängen der Vergleichseinrichtung CMP1 erfolgen, wenn das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen von dem Anschluss TA in dem Schaltkreis für die Ausgabe eines Signals des Modus für schlechte Straßenbedingungen 31 geliefert wird.
(b) Obwohl die Spannung V12 an dem Knoten P6 in dem Modus für schlechte Straßenbedingungen bis zu 5 V ansteigt, fällt die Spannung V12 ebenso auf L ab, wenn das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 auf L verändert wird. Weil folglich das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 nicht als ein Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen zur Verwendung in (a) verwendet werden kann, wird ein Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen, ohne durch das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung CMP1 unterbrochen zu werden, erzeugt und verwendet, indem ein Schaltkreis für die Ausgabe eines Signals des Modus für schlechte Straßenbedingungen 31 bereitgestellt wird, das den FET (T202), die Widerstände R204, R207 und R208 und den Kondensator C14 umfasst.
(c) Da der Schaltkreis zur Erkennung schlechter Straßenbedingungen 3 als ein Mittel zur Entscheidung genutzt werden kann, ob ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt ist, werden zwei Arten von Entscheidungsverfahren gleichzeitig verwendet, und zwar das exakte Entscheidungsverfahren, bei dem die Anzahl der Ein-/Aus-Vorgänge gezählt wird, während der Modus für schlechte Straßenbedingungen entwickelt wird, und das Entscheidungsverfahren mittels des Ausgangssignals der Vergleichseinrichtung CMP1 (die Entscheidung basiert auf der Anzahl an Umkehrungen der Vergleichseinrichtung CMP1).

In der Antriebsvorrichtung eines Fensters mit elektrischem Scheibenheber nach dieser Ausführungsform der Erfindung wird folglich entschieden, dass das Fahrzeug auf einer schlechten Straße fährt, wenn der Bestandteil, der mit einer Frequenz von etwa 10 bis 15 Hz pulsiert, in dem Motorstrom erzeugt wird und die Steuerung so angewendet wird, dass der Abstand zwischen der Spannung Vins (Vergleichssignal), verwendet zum Erkennen eines steilen Stromanstiegs, und der Bezugsspannung Vc vergrößert wird. Deshalb wird das Vergleichssignal (Spannung Vins) davor geschützt, niedriger zu werden als das Signal als Bezugswert (Spannung Vc), sogar wenn ein bestimmtes Maß an Stromschwankung während des Fahrens auf der schlechten Straße erzeugt wird, so dass die fehlerhafte Umkehr des Fensters mit elektrischem Scheibenheber vermieden werden kann.
Während das Fahrzeug auf der schlechten Straße fährt, wird des Weiteren, da die Anzahl an Umkehrungen der Vergleichseinrichtung CMP1 steigt (zum Beispiel dreimal oder öfter), wenn in dem Modus für schlechte Straßenbedingungen gerade ein Hindernis in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber eingeklemmt wird, wird das Auftreten des Einschnürens des Hindernisses in dem Fenster mit elektrischem Scheibenheber sicher erkennbar, indem die Anzahl an Umkehrungen sogar beim Fahren auf der schlechten Straße gezählt wird.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform in der Form eines Schaltkreises zum Umgang mit schlechten Straßenbedingungen. Der Vorgang in 7 wird im Vergleich zu 2 beschrieben.

(1) Die Position eines Filters einschließlich R203 und C13 wird verändert. Dieser Filter wird zum Entfernen eines pulsierenden Spannungsbestandteils verwendet, der durch die Funktion eines Motorkommutators hervorgerufen wird, und obwohl der obige Ablauf innerhalb des Schaltkreises zur Erkennung schlechter Straßenbedingungen 3 ausgeführt wurde, wie in 2 gezeigt, ist der Filter an einer Position platziert, wo eine Signalspannung von dem Ausgang des Verstärkers AMP1 in einen Schaltkreis für schlechte Straßenbedingungen geführt wird, wie in 7 gezeigt. Folglich kann der Einfluss der pulsierenden Spannung vollständig entfernt werden. Die Signalspannung, die den Filter durchläuft, wird zu dem Kondensator C12 über einen Puffer in Form eines Source-Nachfolgers addiert.
(2) Um die Zeitkonstante auf der Ladeseite des Kondensators C12 zu verringern, wird ein Schaltkreis, der durch Verbindung einer Diode D100 und eines Widerstands R211 in Reihe gebildet wird, zu dem Widerstand R202 parallel hinzugefügt. Damit ist beabsichtigt, das Laden von C12 zu beschleunigen, wenn die Ausgabe von AMP1 so steigt, dass T201 in einer sensitiven Weise abgeschaltet wird, wenn die Ausgabe von AMP1 später abfällt.
(3) Der Kondensator C15 zur Ausführung der Abschöpfaktion am Ausgang von CMP1 wird von dem Kondensator C11 getrennt, um die Abschöpfaktion aufgrund der Entwicklung und Aufhebung des Modus für schlechte Straßenbedingungen auszuführen. Aus diesem Grund sind Dioden D104 und D105 und ein Kondensator C15 zusätzlich angeordnet. Darüber hinaus sind FETs 203 und 204, Widerstände R210, 212–214 zusätzlich angeordnet, so dass C15 nur die Abschöpfaktion ausführt, wenn die Spannung V12 an dem Knoten P6 ausreichend nahe an 5 V steigt. Bei V12 < 5 V – (Schwellenwertspannung von T203) kann T205 nicht eingeschaltet werden, weil T203 und T204 eingeschaltet werden, um das Gate von T205 zu erden, sogar wenn die Ausgabe von CMP1 auf L verändert wird, das heißt, sogar wenn die Ausgabe des Umrichters INV1 entsprechend auf H verändert wird. Bei V12 > 5 V – (Schwellenwertspannung von T203) wird die Abschöpfaktion von C15 ausgeführt, weil T205 eingeschaltet wird, wenn CMP1 auf L verändert wird, nachdem T203 und T204 abgeschaltet wurden.
(4) Weil die Hinzufügung des Ladungs-Entladungs-Schaltkreises von C15 erreicht, dass die Spannung V12 niemals auf GND fällt, sogar wenn die Ausgabe von CMP1 auf L verändert wird, während T201 abgeschaltet ist, werden der Kondensator C14 und der Widerstand R208 des Schaltkreises zur Ausgabe eines Signals des Modus für schlechte Straßenbedingungen 31 entfernt.

Claims

Fensterheber-Antriebsvorrichtung, die umfasst: eine Vergleichseinrichtung (CMP1), die ein Vergleichssignal (Vins) mit einem Bezugsspannungssignal (Vc) vergleicht, das auf der Basis eines ersten Stroms (Ir1) erzeugt wird; und eine Umkehreinrichtung (4), die den Antriebsmotor auf Basis eines Ergebnisses der Vergleichseinrichtung (CMP1), die feststellt, dass ein steiler Stromanstieg in dem Motorstrom stattgefunden hat, anhält oder umkehrt, gekennzeichnet durch: eine Bezugsstrom-Erzeugungseinrichtung (2), die einen Bezugsstrom (Ir) erzeugt, der einen Pegel hat, der der Größe eines Motorstroms (ID) entspricht, der in einen Antriebsmotor zum Antreiben eines Fensterhebers fließt; eine erste Stromerzeugungseinrichtung, die den ersten Strom (Ir1) erzeugt, der ein Teil des Bezugsstroms (Ir) ist und einer variablen Größe in dem Motorstrom entspricht; eine zweite Stromerzeugungseinrichtung, die einen zweiten Strom (Ir3) erzeugt, der ein Teil des Bezugsstroms (Ir) ist, und aus dem, wenn der erste Strom zu ihm addiert wird, der vorgeschriebene Bezugsstrom (Ir) wird; eine Vergleichssignal-Erzeugungseinrichtung, die das Vergleichssignal (Vins) durch Umwandeln des ersten Stroms (Ir1) in Spannung erzeugt; und dadurch, dass, wenn der erste Strom (Ir1) Abnahme und Zunahme über einen vorgegebenen Wert in einer vorgegebenen Periode wiederholt, der zweite Strom (Ir3) über eine vorgegebene Periode in jeweiligen Zyklen der Abnahme und der Zunahme des ersten Stroms (Ir1) erhöht wird, so dass die Zunahme des ersten Stroms (Ir1) relativ eingeschränkt wird oder die Abnahme des ersten Stroms (Ir1) relativ gefördert wird, um eine Erfassungsempfindlichkeit für eine Stromzunahme in dem Motorstrom (ID) zu verringern.
Fensterheber-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Strom (1r3) erhöht wird, indem das Bezugsspannungssignal (Vc) über eine vorgegebene Periode in den jeweiligen Zyklen der Abnahme und der Zunahme des ersten Stroms verringert wird.
Fensterheber-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Kondensator (C11) mit einer Bezugsspannungs-Signalquelle (P7) verbunden ist; wobei im Zyklus der Zunahme des ersten Stroms (Ir1) der Kondensator (C11) entladen wird, so dass ein Entladungsstrom von dem Kondensator in überlagertem Zustand auf den Weg des zweiten Stroms (Ir3) geleitet wird, so dass der zweite Strom (Ir3) erhöht wird, und wobei im Zyklus der Abnahme des ersten Stroms (Ir1) der Kondensator (C11) mit einem Strom von der Bezugsspannungs-Signalquelle (P7) geladen wird, um das Bezugsspannungssignal (Vc) zu verringern, so dass der zweite Strom (1r3) erhöht wird.
Fensterheber-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Einrichtung (31) zum Erzeugen eines Signals eines Modus für schlechte Straßenbedingungen umfasst, die ein Signal (TA) eines Modus für schlechte Straßenbedingungen in dem Zyklus der Zunahme des ersten Stroms (Ir1) ausgibt und das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen in dem Zyklus der Abnahme des ersten Stroms (Ir1) unterbricht, wobei der zweite Strom (Ir3) über eine vorgegebene Periode immer dann erhöht wird, wenn ein Ausgang der Vergleichseinrichtung (CMP1) gegenüber einem Ausgang in einem normalen Zustand invertiert wird, während das Signal des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgegeben wird.
Fensterheber-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Kondensator (C11) mit einer Bezugsspannungs-Signalquelle verbunden ist; und wobei der Kondensator (C11) mit einem Strom von der Bezugsspannungs-Signalquelle (P7) geladen wird, um das Bezugsspannungssignal (Vc) zu verringern, während das Signal (TA) des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgegeben wird, wenn ein Ausgang der Vergleichseinrichtung (CMP1) gegenüber dem Ausgang in dem normalen Zustand invertiert wird, so dass der zweite Strom (Ir3) erhöht wird.
Fensterheber-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, die des Weiteren einen Zähler (6) umfasst, der zählt, wie oft der Ausgang der Vergleichseinrichtung (CMP1) gegenüber dem Ausgang in dem normalen Zustand invertiert wird, während das Signal (TA) des Modus für schlechte Straßenbedingungen ausgegeben wird, wobei, wenn der Zählwert eine vorgegebene Anzahl übersteigt, die Umkehreinrichtung (4) den Antriebsmotor anhält oder umkehrt.
Fensterheber-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Bezugsspannungssignal (Vc) aus einer Spannung erzeugt wird, die aus dem ersten Strom umgewandelt wird, wenn das Verhältnis der Zeit, zu der die Bezugsspannung höher ist als die umgewandelte Spannung, zu der Zeit, zu der die Bezugsspannung niedriger ist als die umgewandelte Spannung, sich 1 nähert.