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.