The switching apparatus and method for controlling a vehicle outside-operated adjusting drive

従来の技術本発明は請求の範囲１、１６、２８の上位概念による、自動車の、例えばパワーウインドウ、電動サンルーフなどの外部操作式調節駆動装置の制御のためのスイッチング装置及びその方法に関する。
従来技術においては、次のようなスイッチング装置、例えばタッチスイッチ、ロッカースイッチ、プッシュスイッチ、プルスイッチ等が公知である。 これらのスイッチ類は所定のオン/オフスイッチング状態を有している。 しかしながらこれらのスイッチ類によってスイッチングされる電動式調節駆動装置では、その操作に応じて２つのスイッチング状態のみ、すなわちスイッチオンかスイッチオフの２つのスイッチング状態しかわからない。
これらのスイッチ類の唯一の例外は、集積化されたポテンショメータを備えた回転スイッチやスライドスイッチである。 この回転スイッチ（ないしポテンショメータ）の所定の終端位置（これは調節すべき対象の終端位置に相応する）のもとでは、これらの終端位置間で通常は線形の領域が形成される。 この線形領域では、回転スイッチの位置に応じて一義的に定められる信号が回転スイッチにより送出される。 この場合ポテンショメータ値には調節すべき対象の絶対位置が割り当てられている。 それによって例えば電動式パワーウインドウ用の昇降駆動装置を用いたパワーウインドウの調節の際には、このパワーウインドウの中間位置が設定されたり予選択可能となる。
しかしながら集積化されたポテンショメータを備えた公知の回転スイッチの場合は、任意の各スイッチ位置からの調節変位量、詳細には調節すべき対象を調節するための動的特性量に対する介入制御を取り行うことまでは許容されていない。 特に調節変位速度や変位の微調整の制御は不可能である。 この調節変位速度の制御は、一般的な操作性も著しく高めるものである。
ドイツ連邦共和国特許出願DE 44 04 594 A1明細書からは、操作素子を用いた自動車の操舵、加速、制動のための操作装置が公知である。 この操作素子はゼロ位置を有しており、このゼロ位置に基づいて２つの変位方向での調節が可能である。 この操作素子の静止位置からの変位量に依存して、あるいはこの操作素子の変位の持続時間に依存して、自動車の操舵装置、エンジン又は制動装置の設定調整が行われる。
ドイツ連邦共和国特許出願DE 35 32 574 A1明細書からは、操作スライダを備えた駆動モータのための電気スイッチが公知である。 この操作スライダは、操作スライダのスライド距離が例えば電動サンルーフやパワーウインドウなどの調節変位距離に正比例するように、スライダ抵抗と、対応する制御エレクトロニクスに作用的に接続されている。
ドイツ連邦共和国特許出願DE 37 36 400 A1明細書からは、自動車における可動装置、例えばパワーウインドウや電動サンルーフのための安全装置が公知である。 この種の可動装置、例えばパワーウインドウは、駆動モータにより、可動部材と静止部材の間で、異物の挟み込みの危険性のある挟み込み領域を介して閉鎖位置まで変位する。 この場合可動部材の閉鎖移動の際には挟み込み領域で調節変位速度が低減されている。
本発明の課題は、自動車における外部操作式調節駆動装置の制御のためのスイッチング装置及び方法において、調節すべき対象の調節変位経過に対する操作者による介入制御が可及的に大きく反映されるように、詳細には調節変位速度及び/又は位置付け精度及び/又は位置予選択等に対する操作者による介入制御が可能となるように改善を行うことである。
上記課題は、請求項１又は請求項１６の特徴部分に記載の本発明によるスイッチング装置、あるいは請求項２８の特徴部分に記載の本発明による方法によって解決される。
本発明の解決手段によれば、調節すべき対象の調節変位速度、調節変位距離、位置、調節持続時間及び/又は調節変位方向をコード化する制御信号、もしくはこれらの特性量の尺度を表す制御信号の生成によって、調節すべき対象の調節変位経過に対する最大限の個別の介入制御が実現可能となる。
制御信号は有利には、操作素子の調節変位のもとで生成された少なくとも１つの制御信号パルスシーケンスによって形成される。 このパルスシーケンスの周波数は、操作素子の動的特性及び/又は調節変位の程度に依存する。 この操作素子の調節変位の程度とは、例えば調節変位距離、すなわち操作素子の調節の際の変位量ないしは偏向角又は旋回角を意味する。
電子制御ユニットは、制御信号パルスシーケンスの特性に基づいて、調節すべき対象の調節変位速度、調節変位距離、位置、並びに調節持続時間を決定し、及び/又は適切な回転方向識別装置、例えばホールセンサなどを用いて調節変位方向を決定する。 特にこのパルスシーケンスの周波数は、速度、所定期間内のパルス数、調節すべき対象の正確な調節変位距離をコード化する。
同様に本発明の枠内では、操作素子の調節の程度及び/又は動的特性に依存して、抵抗値及び/又は電圧値及び/又は電流値が形成される。 抵抗に依存した値は、例えばストレーンゲージを介して形成可能であり、また電圧に依存した値はピエゾ素子を用いて形成可能である。 これらの値は制御ユニットに供給され、それぞれの制御信号を表す。 この制御信号に基づいて、調節すべき対象の調節変位速度、調節変位距離、位置、調節持続時間及び/又は調節変位方向が決定される。 操作素子の調節の程度及び/又は動的特性の変更の際には、抵抗値ないし電圧値又は電流値が相応に変更される。
それによって本発明では、単に“オン”/“オフ”ないしは“アップ”/“ダウン”のみに関する情報だけではなく、正確な調節変位経過をコード化した制御信号の形成が可能となる。
この制御信号の情報は、電子制御ユニットにおいて、調節駆動装置の駆動モータに対する制御命令に変換される。 この場合駆動モータには制御信号に依存して制御されたモータ電流が供給される。 それにより駆動モータのドライブシャフトは所定の速度で所望の回転方向に作動される。 このドライブシャフトの回転運動は、ギア装置を介して、調節すべき対象の並進運動に変換される。 操作素子の調節変位の動的特性に応じて、調節すべき対象の調節が緩急に亘って行われる。
本発明の有利な実施例では、操作素子ないしはこの操作素子に機械的に結合された部分に、信号を生成するか信号を変化させる素子が配設される。 この素子は信号生成のための相応のセンサ素子、例えばホールセンサ、発光ダイオード、電気的摺動素子と共働している。 これらの素子は操作素子の調節変位に依存して電子制御ユニットに対し制御信号を生成する。
その場合にはパルスシーケンスが形成される。 このパルスシーケンスの特性は、調節すべき対象の調節変位速度、調節変位距離、位置及び調節持続時間に対する尺度となる。 例えば調節持続時間は、ユーザーにより、操作素子の操作の持続時間を介して設定される。 調節すべき対象の達成すべき位置は、初期位置と調節変位距離とによって定まる。
信号を発生する素子を用いた場合には、センサ素子からの信号発生に対して、該信号発生素子の動作のもとで信号が形成される。 また信号を変化させる素子を用いた場合には、該センサ素子における信号を変化させる素子の動作のもとで既存の基準信号が変化する。
本発明の別の有利な構成例においては、電子制御ユニットにより、スイッチング装置の制御信号に依存するだけでなく、調節すべき対象の位置並びに次のようなさらなる制御信号に依存して駆動モータに対する制御命令が形成される。 すなわち調節対象の調節過程の直接的又は間接的な監視から得られ、例えば外的操作力によって引き起こされる調節対象の速度変化に係わるようなさらなる制御信号に依存して形成される。 調節すべき対象の位置並びにさらなる監視信号の考慮によって、調節の際の特有の特徴も考慮することが可能である。
別の有利な実施例では、操作素子が、絶対ゼロ位置と、ホイールの所定の回転位置に対する所定のスイッチオン状態とスイッチオフ状態を有していない、無制限に回転可能なホイールとして構成される。 信号を発生する素子ないしは信号を変化させる素子は、操作素子と回転不動に結合されたホイールか又はディスクに設けられる。 この信号を発生するないしは信号を変化させる素子としては有利にはホイールないしはディスクの磁界領域、選択的な貫通パネルもしくはスリットパネル、電圧でバイアスされた導体パネル等が用いられる。 これらは信号形成のために少なくとも１つのホールセンサ又はライトバリア、あるいは電気的スライドコンタクトと相互的に作用する。 １つ以上の移動方向の制御ないし識別のためには、さらなるセンサチャネルが用いられてもよい。
操作素子として無制限に回転可能なホイールの適用は、操作素子の位置に関連する調節又は動的に制御可能な調節を可能にする。 このような調節を取り行う際には、ホイールが目下の静止位置から出発して所望の方向に所期の速度で回転する。 これにより調節すべき対象の調節が、選択された回転方向と操作されたホイールの回転に応じて行われる。 このようにして被調節対象は、緩急自在に任意に調節可能となる。 信号が何も形成されない場合には、静止位置ないしはオフ状態が確定される。
本発明の別の構成例では、調節すべき対象の調節変位が速度値（又は操作素子の調節程度）に直接追従するのではなく、これらの速度値の関数に追従する。 それらは制御信号パルスシーケンスの所定のパルス周波数に相応している。 詳細には次のような対応付けが行われる。 すなわち第１の値のもとで存在する制御信号パルスシーケンスのパルス周波数に、パルス周波数に依存した相応の可変速度が割当てられるようにして行われる。 これは少なくとも所定の最低調節変位速度に等しい。
この第１の値と第２の値の間に存在するパルス周波数には、電子制御ユニットによって一定の平均調節変位速度が割当てられ、また第２の値よりも上のパルス周波数には最大調節変位速度が割当てられる。 それにより、ホイールの所定の回転速度の上回りと制御信号パルスシーケンスの相応に高いパルス周波数が、電子制御ユニットにより、次のように判定される。 すなわち調節すべき対象が最大調節変位速度で終端位置に移動すべきであるように判定される。
別の有利な実施例では、無制限に回転可能なホイールとして構成される操作素子がセグメント磁気ディスクに固定的に結合される。 その磁化されたセグメントは信号発生素子である。 制御信号の形成は、２つのホールセンサを介して行われる。 これらのセンサは磁気ディスク近傍に設けられる。 第２のディスクは、回転軸線を有しており、この回転軸線は、磁気ディスクの回転軸線と結ばれた直線上にあり、さらに永久磁石を有している。 これらのセグメント化された磁気ディスクと永久磁石の間では磁気的応力結合が形成され、これにより、操作素子を介して開始される駆動モータの制御と、それに結合された第２のディスクの回転が磁気応力結合を介して連動され磁気ディスクの連続回転と駆動モータの連続制御に結び付けられる。
このことは、操作素子の連続した手動操作に依存しない調節すべき対象の終端ストッパーに達するまでの連続的な調節を可能にする。 ユーザーには操作素子のチップオンとそれに伴う自動実行の開始のみが求められるだけである。 有利には第２のディスクとして調節駆動装置のウォームギアが配置される。
本発明では、本発明によるスイッチング装置の駆動ユニットからの分散的配置構成が許容されている。 この場合スイッチング装置は、例えば電気ケーブルを介して駆動ユニットに接続される。 選択的に信号生成部又は信号変更部が駆動モータに直接配置されてもよい。 この場合は有利にはフレキシブルなシャフトが設けられる。 このフレキシブルシャフトは、操作素子と信号発生部ないし信号変更部の間で機械的に結合され回転運動を形成する。 このフレキシブルなシャフトによる操作素子と信号発生又は信号変更部の間の接続形成によって、支持部材の実際の幾何学形状への適合や許容誤差の補償が可能である。
有利には、スイッチング装置は非活動化スイッチを有している。 この非活動化スイッチを介してスイッチング装置は、活動を中止される。 それにより調節対象の不所望な調節変位が回避される。
本発明の選択的な実施形態では、操作素子が無制限に回転可能な調節ボールとして構成される。 この調節ボールは信号発生のための有利には均等な磁気パターンを有し、トラックボールの形態で支持される。 それによりユーザーによる任意の手動調節が可能である。
この場合トラックボールを備えた本発明によるスイッチング装置では、有利には自動車のミラー駆動装置への適用が可能である。 なぜならこのトラックボールの回転によって複数のシャフトによるミラーのチルト操作が直接コード化できるからである。 そのために相応のセンサ素子によってトラックボールのｙ軸方向とｚ軸方向の旋回移動が検出され、相応の制御信号が電子制御ユニットに転送される。 この電子制御ユニットは制御信号を、ミラー駆動装置の駆動モータに対する制御命令でもってトリガし、ミラーのｙ軸方向とｚ軸方向での旋回移動に置き換える。
有利には本発明によるスイッチング装置は、自動車のミラー駆動装置とパワーウインドウの両方に適用することも可能である。 この場合はミラー駆動装置とパワーウインドウの間の選択のために切換スイッチが設けられる。 この場合パワーウインドウへの適用時には１つの軸周りでのトラックボールの移動のみが評価される。
選択的にこのトラックボールは任意にではなく、１つの固定軸周りだけで移動可能となるように構成されてもよい。 それによりホイールとして構成された操作素子との基本的な相違は生じなくなる。
本発明のさらなる構成例によれば、操作素子がフレキシブルに支持されたレバーとして、あるいはチルトスイッチとして、又はゼロ位置を有したスライドガイド内に支持されたスライド素子として構成される。 この素子はゼロ位置から出発して少なくとも２つの変位方向で調節可能である。 その場合周波数を有する制御信号が形成され、この信号は、操作素子の調節変位の程度、すなわち操作素子のゼロ位置からの偏差に依存する。
本発明によるスイッチング装置及びその方法の別の有利な実施構成例は従属請求項に記載される。
次に本発明を図面に基づき以下に詳細に説明する。
図面図１は、本発明によるスイッチング装置の概略的なブロック回路図である。
図２は、操作素子が磁気ディスクに結合された本発明によるスイッチング装置の第１実施例を示した図である。
図３ａは所属のホールセンサを備えた第１の信号発生素子、ｂは所属の光センサを備えた第１の信号変更素子であり、cは所属の電気摺動コンタクトを備えた第２の信号発生素子である。
図４は、調節駆動装置の永久磁石と、操作素子に接続された磁気ディスクとの間で応力結合が形成される、本発明によるスイッチング装置の第２実施例の詳細図である。
図５は、図４による実施例の別の図面である。
図６は、アームレストに集積化された操作素子を備えた車両ドアを示した図である。
図７は、ドア内張りに集積化された操作素子を備えた車両ドアを示した図である。
図８は、ドア内張りに図４による操作素子を備えた車両ドアを示した図である。
図９は、操作素子の第１実施形態を示した図である。
図１０は、操作素子の第２実施形態を示した図である。
図１１は、操作素子の第３実施形態を示した図である。
図１２は、操作素子としてフレキシブルに支持されたレバーが用いられた、本発明によるスイッチング装置の第３実施形態を概略的に示した図である。
図１３は、操作素子としてスライドガイドに支持されたスライド素子が用いられた本発明によるスイッチング装置の第４実施形態を概略的に示した図である。
図１４は、図１３による実施形態の概略的側面図である。
図１５は、調節対象の種々の調節変位速度が対応付けされている、制御信号パルスシーケンスの周波数を３つの領域に分割して示した図である。
図１６は、ボール形状で構成された操作素子を示した図である。
図１７は、ボール形状で構成されたさらに別の操作素子を示した図である。
実施例図１には、本発明によるスイッチング装置１０と、電子制御ユニット４並びに外部操作式調節駆動装置５との配置構成が概略的に示されている。 この調節駆動装置５は、電気的、空気式、又は油圧式に駆動されてもよい。 スイッチング装置１０は、マニュアル操作可能な操作素子１と、この操作素子に対応付けされている信号発生手段からなっている。 操作素子１は、本発明の第１実施例では限られた領域を介して調節可能であり、本発明の第２実施例では無制限の領域を介して調節可能である。 有利には、操作素子１の調節も、調節対象自体（例えばパワーウインドウ）の調節も無段階に行われる。
信号発生手段は、信号発生又は信号変更素子２並びにこれと相互に接続されるセンサ素子３からなっている。 操作素子１の調節変位の速度に依存して、又は操作素子１の絶対位置に依存して、センサ素子３においては操作素子１に結合された信号発生ないし信号変更素子を用いて信号の形成ないしは既存の基本信号の変更が行われる。 形成された制御信号は、可変の周波数を有している。 この周波数は操作素子の調節変位の動的特性又はその程度に依存している。
スイッチング装置１０は、負荷電流の加わらない純粋な電気的スイッチング装置である。
制御信号は、電子制御ユニット４に転送され、この電子制御ユニットは算術論理演算ユニットを有している。 この電子制御ユニット４は、関与する制御信号に依存して調節駆動装置５に対する制御命令を形成する。 この関与する制御信号により、調節すべき対象の調節変位の調節変位速度、調節変位距離、位置、調節持続時間及び/又は調節変位方向がコード化される。 この場合制御信号の評価は電子制御ユニット４によって行われる。
調節駆動装置５は、駆動モータと伝動装置を有している。 この伝動装置が、駆動モータのドライブシャフトの回転運動を、調節すべき対象の並進運動に変換する。 それにより調節すべき対象の所望の調節移動が行われる。 その際駆動モータには、制御命令の設定に従って制御されたモータ電流が供給される。 コード値に相応して調節対象の位置に関するか又は動的特性に関する調節が行われる。
しかしながら有利には調節駆動装置５に対する制御命令の形成は、スイッチング装置１０の制御信号のみに依存しているわけではない。 それどころか電子制御ユニット４は、公知の方式でさらなる制御信号をも供給する。 特に駆動モータには、位置識別のための装置が配置されており、この装置はモータシャフトの回転を検出し、この回転毎に少なくとも１つのパルスを電子制御ユニットに送出する。
送出された信号の絶対数に応じて、調節すべき対象、例えばパワーウインドウの位置が割り出される。 その他にも制御ユニット４においては、位置識別装置から送出された信号の時間に依存した評価が行われ、それによって外部からの操作による調節対象の速度変化が識別される。 さらにこの制御ユニット４は、場合によっては監視センサ群からの制御信号も供給する。 これらの監視センサ群は、直接的な識別を実施する挟み込み防止システムの一部である。
調節すべき素子の位置を考慮することにより、終端位置への当接が緩やかに行われる。 駆動装置内のセンサ群の付加的なセンサ信号の考慮は、調節変位の経過のもとでの障害の検出も可能にする。
図２には、本発明によるスイッチング装置の第１実施例が示されている。 手動操作式の操作素子１０１は、無制限に回転可能な調節ホイールとして構成されており、この調節ホイールには、固定のオン/オフ状態と絶対ゼロ位置は割り当てられていない。 この調節ホイール１０１は、固定軸１０６を介して磁気ディスク１０２と回転不動に結合されている。 この場合磁気ディスク１０２は、車両ドアのドア内張り１０７後方に配設されている。 磁気ディスク１０３はＮ極領域とＳ極領域を交互に有している。 磁気ディスク１０２の側方には、２つのホールセンサ１０３が設けられており、これらのセンサは駆動モータ１０５に対する制御命令形成のために電子制御ユニット１０４と接続されている。
回転可能なホイール１０１の回転のもとでは固定軸１０６を介して磁気ディスク１０２が回転する。 この磁気ディスク１０２の回転のもとでは、該磁気ディスク１０２の側方に設けられた２つのホールセンサ１０３がそれぞれ可変の磁界にさらされる。 この可変の磁界の周波数は、この場合回転速度と磁気ディスク１０２の磁界領域の数によって定まる。 磁気ディスク１０２の磁界領域の数が多ければ多いほど、磁気ディスク１０２の回転に対する分解能も高くなる。
磁気ディスク１０２の回転の際に２つのホールセンサ１０３に生じる磁界変化は、ホールセンサ１０３の角度間隔に応じて相互にずれた２つの二進パルスシーケンスに置換される。 それぞれのホールセンサ１０３に加えられた磁束密度は、この磁束密度に実質的に比例したホール電圧を生じさせる。 このホール電圧は、公知の手法で集積化されたシュミットトリガ（図には示されていない）を用いて二進パルスシーケンスに変換される。 時間単位毎のパルス数の計数によって、回転数が検出され、２つのパルスシーケンスの比較によって磁気ディスク１０２と調節ホイールとして構成された操作素子の回転方向が検出される。
この調節ホイール１０１と回転不動に結合された磁気ディスク１０２は、信号を発生する素子であり、これは信号発生のために所属のホールセンサ１０３と相互作用するように接続されている。 この場合磁気ディスク１０２の回転のもとで制御ユニット１０４に対する制御信号が形成される。
電子制御ユニット１０４により、時間単位（パルス周波数）毎のパルス数の計数によって回転数が求められ、２つのパルスシーケンスの比較によって磁気ディスク１０２もしくはこの磁気ディスク１０２に回転不動に結合された調節ホイール１０１の回転方向が求められる。 これらの値に基づいて、駆動モータ１０５に対する制御命令が形成され、この駆動モータ１０５に相応のモータ電流が供給される。 このようにして、ホイール１０１の操作により駆動モータ１０５の制御が直接制御され、それに伴って各時点毎に調節対象の調節変位速度が制御される。
ホイール１０１の所定の１つの方向への緩慢な回転のもとで、調節ホイール１０１の緩慢な回転に相応した僅かな速度で相応の方向への調節対象の調節が行われる。 例えばパワーウインドウの場合では、調節ホイール１０１の緩慢な９０°の回転は１ｃｍのウインドウ昇降量に相応する。 調節ホイール１０１の迅速な回転のもとでは、比較的早い調節速度でパワーウインドウの粗段階調節が行われる。 この場合は、スイッチの９０°の回転が例えば１０ｃｍのウインドウ昇降量に相応する。
パワーウインドウの調節変位距離（ウインドウ昇降量）は、ユーザーによって選択された調節ホイール１０１の回転速度と、この調節ホイール１０１の回転の持続時間によって一義的に定められる。
しかしながら選択的に、電子制御ユニット１０４は、磁気ディスク１０２の速度値を直接には駆動モータ１０５に転送しない。 それどころか電子制御ユニット１０４によれば、調節すべき対象の調節の所定の速度に対するパルスシーケンスの周波数の対応付けが行われる。
図１５には、調節すべき対象の所定の調節変位速度値に対するパルスシーケンス周波数の対応付けの例が概略的に示されている。 可能なパルス周波数は、３つの領域に分けられている。 第１の領域は、０から始まって値ｆ１まで、第２の領域は値ｆ１から始まって値ｆ２まで、そして第３の領域は全ての周波数を含んでおり、これは値ｆ２よりも大きい。 電子制御ユニット１０４は、第１の値ｆ１の下方にあるパルス周波数に所定の一定の最低調節変位速度Ｖ１を割り当てる。 この領域には操作素子１０１の調節変位と、調節すべき対象の移動距離との間の最も少ない変成比が存在する。 最低速度Ｖ１は、相応の対象の調節変位に対する通常速度の数分の１である。
この第１の領域では簡単な形式で調節すべき対象の正確な位置付けが可能である。 調節ホイール１０１の回転のもとで生成されるパルスが計数され、そこから調節対象の既知の位置から出発して所定の調節距離が定められる。 最低速度Ｖ１が固定的に設けられているので、調節ホイール１０１の所定の角度の回転によって所定の位置が予じめ選択可能である。 例えば調節ホイール１０１の９０°の回転は、１ｃｍのウインドウ昇降量に相応する。 例えば値０〜ｆ１の間の観察領域における緩慢な最低速度によっては、調節対象の正確な位置付けが可能である。
パルスシーケンスの周波数が値ｆ１〜ｆ２の間にある場合には、この周波数に一定の平均調節変位速度Ｖ２が割当てられる。 この領域では操作素子１０１の調節変位量と調節対象の移動距離の間の変成比が比較的大きい。 平均調節変位速度Ｖ２は、パワーウインドウ駆動装置の場合、通常のウインドウの昇降調節のための調節変位速度に相応する。 この調節変位速度Ｖ２は一定であるので、ここでも所定の角度の調節ホイール１０１の回転を介して所定の調節変位距離が実現化され、所定の位置が選択され得る。
制御信号パルスシーケンスのパルス周波数が値ｆ２よりも上にある場合には、電子制御ユニット１０４は、この高いパルス周波数を、ウインドウガラスの最大調節変位速度Ｖ３での終端位置の１つへの、つまり上端ストッパか又は下端ストッパへの昇降命令として評価する。 この最大調節変位速度Ｖ３（この速度でもって終端位置まで昇降される）は、達成されるべき最大の調節変位速度に相応する。 しかしながらほぼ通常の調節変位速度Ｖ２も維持され得る。
選択的な実施例においては、電子制御ユニット１０４がパルスシーケンスの周波数を調節対象の固定の調節変位速度の一部のみに対応付ける。 例えば、値０〜値ｆ１の間の領域にある周波数のパルスシーケンスには、最低速度ではなく、目下のパルスシーケンスに依存した可変速度を割当ててもよい。 緩慢な又は迅速なホイール１０１の回転は、相応に緩慢又は迅速な調節対象の調節変位に相応する。 このことは、調節対象の詳細な個別調整を可能にする。 最終的に電子制御ユニット１０４によって調節対象の調節変位における調節変位速度とパルスシーケンスの任意の対応付けが行われる。
１５図に基づいて示されているように、制御信号のパルス周波数によってコード化された調節変位速度は必ずしも調節対象の相応の調節変位速度に直接変換される必要はなく、制御ユニット１０４によってパルス周波数の関数が形成される。 これは所定の値を上回る周波数に対する固定の最大変位速度に対応付けされる。
図２による実施例では、パワーウインドウ駆動装置への適用か又は電動サンルーフへの適用の際に有利には間接的な挟み込み保護手段と結び付けられて用いられている。 これに対しては、位置識別装置を用いた公知の手法で駆動モータ１０５のドライブシャフトの回転方向と回転数が検出される。 電子制御ユニット１０４では、位置識別装置から送出された信号の時間に依存した評価が行われる。 それにより挟み込み過程によって生じたウインドウガラス又はサンルーフの速度変化が識別され、さらなる調節変位が直ちに停止される。
このことは、ここに記載されている本発明によるスイッチング装置１０の第１実施例がセグメント化された磁気ディスク１０２に限定されていないことを示唆している。 それどころか任意の信号発生素子や信号変更素子が適用可能である。
図３ａ〜ｃには適用可能な信号発生素子ないし信号変更素子が示されている。 図３ａにはセグメント化された磁気ディスク１０２が示されている。 この場合磁気化されたセグメントは磁気ディスク１０２の外縁に沿ってのみ配設され、この磁気ディスク１０２には２つのホールセンサ１０３が配属されている。 これらのホールセンサはそれぞれ、磁気ディスク１０２の回転の際に可変の磁界にさらされる。 モータ動作の評価ないし制御にいずれにせよホール素子が用いられる場合には信号形成素子と相応のセンサ素子として磁気ディスク１０２とホールセンサ１０３が適用される。
図３ｂでは調節ホイールと回転不動に結合されたディスク１０２ａがスリットパネルを有している。 このパネルはディスク１０２ａの回転動作の際に、光源１０３ａと、センサ素子として用いられる発光ダイオード１０３ａ′の間に間欠的に現れる。 選択的に回転ディスク１０２ａは、貫通パネルを有していてもよい。 ここでも二進のパルスシーケンスが生じ、これは電子制御ユニット１０４へ供給される。 回転方向識別を可能にするために、例えば回転方向コード化ディスク１０２ａが設けられる。 また選択的に、２つのずらされて配置された光源１０３ａと発光ダイオード１０３ａ′からなる配置構成を用いてもよい。
ディスク１０２ａは信号変更素子である。 この素子は基本信号としての発光ダイオード１０３ａ′のライティングを変更する。 発光ダイオード１０３ａ′の光周波数は次のように選択される。 すなわち日中光による障害が排除されるように選択される。 発光ダイオードと共にスリットパネルまたは貫通パネルの使用は、汚れの危険性が極端に少ない場合に特に有利である。 それ以外のケースでは形成された制御信号に高いノイズ成分が容易に含まれ得る。 有利には発光ダイオードは付加的にスイッチライトとして用いられる。
図３ｃには信号発生素子として、調節ホイールと回転不動に結合されたディスク１０２ｂ上に蛇行状に配設された導体路が用いられている。 これらの導体路は２つの電気的摺動コンタクト１０３ｂとコンタクトする。 ディスク１０２ｂの回転の際にはこの２つの摺動コンタクト１０３ｂを介して降下する電圧が周期的に変化する。 それにより周期的な信号が形成される。 この信号も電子制御ユニット１０４に供給される。 この装置は特に低コストである。
図４には本発明によるスイッチング装置１０の第２実施例が示されている。 ここでも図２の実施例と同じように、操作素子として絶対ゼロ位置と所定のオン/オフスイッチング状態を有さない無制限に回転可能な調節ホイール２０１が設けられている。 この調節ホイール２０１は、固定的なシャフト２０６を介して、セグメント化された磁気ディスク２０２と回転不動に結合されている。 この磁気ディスク２０２には、２つのホールセンサ２０３が配属されており、これらのホールセンサは、磁気ディスク２０２の回転に依存して電子制御ユニットに対する制御信号を生成する。 電子制御ユニットは、駆動モータに対する制御命令を形成する。 この限りでは前述の図２における説明が参照される。
図４によれば、シャフト２０６の延長上にウォームギヤが設けられており、これはギヤケーシングカバー２０８と共にギヤケーシング内に支持されている。 この場合は駆動モータの回転運動を調節対象の伝達運動に変換する、調節駆動装置のウォームギヤである。 ケーシングカバー２０８後方のシャフト２０６との直線上にはウォームギヤのウォームホイール２０９が設けられている。 このウォームホイール２０９と磁気ディスク２０２は、相互に並列した配向方向で直線２１２に沿って配設されている。 しかしながらこれらは相互に回転不動に結合されていない。 この場合ウォームホイール２０９は、駆動モータのドライブシャフトに結合されているドライブウォーム２１０に噛合している。 このウォームホイール２０９は、ここでは図示されていないケーブルドラムの駆動のために出力軸と結合されている。
前記ウォームホイール２０９には永久磁石２１１が固定的に配設されている。 この永久磁石２１１と磁気ディスク２０２の間に、矢印で示されたような磁気結合が生じる。
この装置の作用は以下の通りである。
調節ホイール２０１の手動による回転と、この調節ホイール２０１に固定的に結合された磁気ディスク２０２の相応の回転を介して電子制御ユニットに対する制御信号がセンサ素子２０３によって形成される。 電子制御ユニットは、調節ホイール２０１ないし磁気ディスク２０２の回転方向と回転速度をコード化する。 調節ホイール２０１の回転速度に応じて、調節駆動装置の駆動モータが電子制御ユニットによって制御される。 調節対象の目下の調節変位速度に関する応答は、調節駆動装置に接続されているセンサを介して行われる。 それにより速度制御が可能となる。 選択的に駆動モータの定常制御が電子制御ユニットによって行われるので、駆動モータは固定の回転速度で駆動される。
駆動モータのドライブシャフトは、ウォームホイール２０９と噛合するドライブウォーム２１０と固定的に結合されている。 それにより、調節ホイール２０１を介してウォームホイール２０９の回転動作が開始される。
ウォームホイール２０９の回転動作の後では、磁気ディスク２０２と、ウォームホイール２０９に固定的に結合された永久磁石２１１との間の磁気結合によって磁気ディスク２０２上に回転連動が生じる。 この連動は操作者側で調節ホイール２０１への介入がもはや行われなくなった場合にも生じる。 この連動した磁気ディスク２０２は、その回転に基づいてさらなるホールパルスを発生し、これによって駆動モータはさらなる回転を引き起こされる。 調節ホイール２０１が完全に引き留められた後で初めて駆動モータは停止する。 その他の場合では調節すべき対象がストッパまで移動した場合に、これによってウォームホイール２０９とこれに磁気結合された磁気ディスク２０２が静止状態にもたらされ、ホール素子２０３内に信号がもはや生成されなくなる。
この変化例は有利には直接識別される挟み込み保護と共に適用される。 これに対しては無接触式及び/又は接触式のセンサ装置が設けられる。 これらのセンサ装置の信号も電子制御ユニットに供給される。
図５には図４の実施形態のさらなる構成図が示されている。 ここではウォームホイール２０９が永久磁石２１１を伴って図４での位置から９０°回転し、磁気ディスク２０２もそれに相応して連動して回転している状態が示されている。 ギヤケーシングカバー２０８は、セグメント化された磁気ディスク２０２と永久磁石２１１との間の磁気結合を損なわない材料からなっており、例えばプラスチック材料等が使用される。
図１６の実施例では操作素子として無制限に回転可能な調節ホイールではなく、所定のシャフト５０８を中心に回転可能な球５０１が使用されている。 この球は例えばコンピュータのカーソルコントロール素子に用いられるトラックボールのように構成されている。
このトラックボール５０１も調節ホイールと同じように絶対ゼロ位置を有さず、所定のオン/オフ状態も有さない。 このトラックボール５０１は、例えばフットボールのファセット配置に相応するような、均等な磁気パターン（図示していない）を有しており、それによりこのトラックボール５０１の動作の際に該トラックボール５０１に対応付けされたセンサ素子において可変磁界が生じる。 そして相応に制御信号が形成され電子制御ユニットに供給される。 さらなる作用は、図２，４，５のもとで説明したように行われる。 有利にはトラックボール５０１は、より良好な操作性のために走行ランプのスイッチオンのもとでライティングされる。
図１７による本発明の選択実施例では、トラックボール５０１として構成された操作素子が１つの軸の周りだけではなく、任意に調節可能である。 トラックボール５０１のｙ軸方向とｚ軸方向の動作は、センサ素子５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃによって検出され、電子制御ユニットへ供給される。 この種の操作素子は、特に自動車におけるミラーの調節に適している。 なぜならトラックボール５０１の動作がミラーの複数の調節シャフトに同時に作用し、ミラーのｙ軸及びｚ軸周りの調節がコード化されるからである。
スイッチング装置にはトラックボール５０１の誤った回転による調節対象の不所望な調節を回避するために非活動化スイッチ５０６が設けられている。 このスイッチによってトラックボール５０１は非活動化される。
さらに異なる２つの駆動系を交互に選択できる切換スイッチ５０７が設けられている。 特に本発明によるこの構成は、自動車におけるパワーウインドウ駆動装置並びにミラー調節装置の制御に適している。 スイッチ５０７の選択に応じて自動車におけるミラー調節か又はウインドガラスの調節が作用する。 任意に回転可能なトラックボール５０１がパワーウインドウ駆動装置に適用されるならば、１つの軸のみを中心としたトラックボール５１１の動作が評価される。 すなわち評価すべき方向でないトラックボール５０１の信号は無視される。
図６には、調節駆動装置の制御のための本発明によるスイッチング装置１０がアームレスト７内へ集積化されている車両ドア６が示されている。 この場合手動のアクセスは上方から行われる。 この変化例ではスイッチング装置１０が、電気的な接続を介して調節駆動装置と接続されている。 電子制御ユニット（図１参照）はこの場合有利には、ギヤケーシング内へ集積化され、それによってコンパクトな構成グループが生じる。
図７でも本発明によるスイッチング装置１０が、車両ドア６のドア内張り８に集積化されている。 この場合マニュアル操作は側方から行われる。 このスイッチング装置１０は、ドア内張り８に埋没可能に実施されている。 この場合スイッチング装置１０は、ばねによる応力で飛び出し、それによって操作しやすくされる。 これにより、使用されていない場合のスイッチング装置１０の出っ張りが避けられる。 この原理は、ノック式ボールペンの原理に相応する。 このスイッチング装置１０は、電気的な接続手段を介して調節駆動装置５と接続されている。
図８には図４及び図５によるスイッチング装置が概略的に示されている。 この装置は車両ドア６の内部空間におけるドア内張り後方に設けられており、操作素子２０１のみがドア内張りに集積化されている。 スイッチング装置、電子制御ユニット、駆動モータは、操作ユニット２０１を除いて１つの支持プレート上に配設されたモジュラユニットを成している。 この場合磁気ディスク２０１は駆動モータに直接配設される。
操作ユニット２０１は、 撓み軸 ２０６′を介して磁気ディスク２０２に接続されている（図４，図５参照）。 この撓み軸 ２０６′は、操作素子２０１と磁気ディスクとの間の機械的に結合された回転動作を可能にする。 このことは以下の利点につながる。
パワーウインドウ駆動装置が、完成モジュールとして車両ドア６の内部鉄板に取り付けられる場合には、この完成モジュールの相応の収容領域における許容偏差の考慮が頻繁になされなければならない。 この偏差は１ｃｍまでなり得る。 パワーウインドウ駆動装置はユニットとして構成されているので、パワーウインドウ駆動装置側での構造的な偏差の補償はほとんど不可能である。 しかしながらドア内張り８に配設される操作素子２０１と、モジュールに配設される磁気ディスク２０２との間の撓み軸 ２０６′による接続形成によれば、 このような偏差の補償を容易に行うことが可能となる。
図９には図６による車両ドアのアームレスト内に集積化されたスイッチング装置１０が示されている。 調節ホイール１ａは、２つの方向で任意に回転可能である。 これにより車両ドアのウインドウガラスの所望方向で所望速度での調節が実施可能である。 切換キーＶＬ，ＶＲ，ＨＬ，ＨＲを介して、任意の車両ウインドウガラスが選択可能である。 それにより車両のウインドウガラスはスイッチング装置１０から集中的に相応の選択手段によって個別に、又は総体的に選択及び調節可能である。
図１０は、車両ドアのドア内張り内に集積化されたスイッチング装置１０が示されている。 この場合は調節ホイール１ｂが埋没されている。 この調節ホイール１ｂのプッシュ操作によってこのホイールがばねにより突出し、それによってこの調節ホイール１ｂの上方からの操作も可能となる。 しかしながら操作孔部９によりこの調節ホイール１ｂは埋没した状態でも容易に調節することができる。 ここでも自動車のウインドウ制御のための切換キーＶＬ，ＶＲ，ＨＬ，ＨＲが設けられている。
図１１に示されている埋没可能なスイッチング装置１０では切換キーＶＬ，ＶＲ，ＨＬ，ＨＲが調節ホイール１ｃ内に集積化されている。 さらにこの場合はチャイルドセーフティ機構の作動ないし解除のための切換キー１１も設けられている。 このキー１１を操作した場合には車の後部座席にあるウインドウがそこに設けられているスイッチを介してもはや調節できなくなる。
図１２には本発明による第３実施例が示されている。 ここでは操作素子として、連結式レバー ３０１が使用されている。 このレバー３０１は、それぞればね素子３０２を介してセンサ装置３０３と接続されている。 静止位置（この位置では双方のばね３０２からレバー３０１への応力が補償される）に基づいてこのレバー３０１は２つの変位方向で可動である。 このレバー３０１の一方の変位のもとではそれぞれのばね３０２が緊張される。 それに伴う圧力が相応のセンサ素子３０３において測定され、そこにおいて二進のパルスシーケンスに変換される。 その際に形成されたパルスシーケンスの周波数は発生した応力に比例している。
レバー３０１が大きく変位した場合には、それに伴って発生するパルスシーケンスの周波数も高くなる。 このパルスシーケンスは電子制御ユニットに供給され、電子制御ユニットは前述したように駆動モータ３０５に対する制御命令を形成する。 レバー３０１の変位が大きくて、それに伴うばね応力とパルスシーケンスの周波数が高い場合には、調節すべき対象の迅速な調節変位が引き起こされる。 この調節対象の調節変位の速度は、レバー３０１の調節変位の程度によって、すなわち変位量ないしレバー位置によって確定される。 この場合変位量ないし変位位置には所定のパルスシーケンスが割当てられる。
選択的にこのレバーの個所には基本的に同じ装置構成のトグルスイッチを適用してもよい。 この場合は傾斜の度合いに対して制御信号の所定のパルス周波数が割当てられる。
図１４には本発明の第４実施例が示されている。 ここでは車両のアームレストに配設されたスイッチング装置の操作素子としてスライドガイド４０６に支持されたスライド素子４０１が用いられており、このスライド素子４０１は、所定のゼロ位置を有し、このゼロ位置から２つの方向でスライドガイド４０６内を移動可能である。 図１４によればこのスライド素子４０１は、その調節の際にピン４０７でもって弾性の撓み素子４０２を変位させる。
この撓み素子４０２の変位は、センサ素子４０３を介して検出され、この検出値にパルスシーケンスの所定の周波数が割当てられる。 そのためスライド素子４０１の位置に応じて調節すべき対象の調節変位に対する速度値が形成される。 このパルスシーケンスは制御信号として電子制御ユニットに供給される。 撓み素子の変位が大きければ大きいほど、パルスシーケンスの周波数も高くなる。 そのためスライド素子の強いスライドは調節すべき対象の早い調節変位速度に相当する。
撓み素子４０２の変位の検出のためにこの撓み素子４０２には例えばストレーンゲージが配設される。
選択的にセンサ素子４０３としてピエゾ素子、例えばピエゾセラミック柱が設けられる。 操作素子４０１の調節と、それに伴って現れる弾性撓み素子４０２の変位のもとで、ピエゾセラミック柱４０３は圧力を与えられ、この圧力は電圧形成部に供給される。 電圧の高さに応じてパルスシーケンスがこの形成された電圧に依存した周波数で形成され、電子制御ユニットに送出される。 ２つの各撓み素子４０２毎にそれぞれ１つのピエゾセラミック柱４０３を用いることによって、方向の識別も可能である。 なぜなら操作素子の変位のもとで圧力を加えられた側のピエゾセラミック柱４０３のみが信号を形成するからである。
さらなる選択肢においては、ストレーンゲージを用いた場合の撓み素子４０２の変位に対して所定の抵抗値が割当てられ、ピエゾ素子を用いた場合の撓み素子４０２の変位には所定の電圧値が割当てられる。 これらの抵抗値ないし電圧値は制御信号として電子制御ユニットに供給される。 この抵抗値ないし電圧値に基づいて制御ユニットは制御すべき対象の調節変位速度を確定する。 撓み素子の変位が大きければ大きいほど、抵抗値ないし電圧値も大きくなる。 そのためスライド素子の強いスライドは調節すべき対象の早い調節変位速度に相当する。
また本発明のさらに別の選択肢では、図１３及び図１４による実施例のもとで、電子制御ユニットにより、制御信号の周波数と、調節すべき対象の固定の調節変位速度との対応付けが図１５の例に相応して行われる。
また図示はしていないがゼロ位置に基づいて少なくとも２つの変位方向で調節可能な操作素子を用いた実施例では、調節対象の調節変位速度が調節の度合い、つまり操作素子の変位だけでなく、操作素子の調節の動的特性、例えば操作素子の速度及び/又は加速度などにも依存して確定される。 この場合は操作素子の速度及び/又は加速度を検出する手段が設けられる。 検出された速度ないし加速度は、所属の調節駆動装置の調節速度に対する尺度となる。 調節駆動装置の調節速度とそれに伴う調節すべき対象の調節変位速度は、操作素子の調節の際のその速度及び/又は加速度に依存して設定される。
本発明は、前述したような実施例のみに限定されるものではなく、基本的に別形式の実施例のもとでも使用できる数多くの変化例が考えられるものである。