Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Elektrische Scheibenheber werden in Kraftfahrzeugen üb- licherweise direkt über Bedientasten geschaltet. Läuft die Fensterscheibe gegen einen Anschlag, so steigt der Strom des die Fensterscheibe bewegenden Gleichstrommotors stark an. Das dabei entwickelte Stillstandsdrehmoment des Motors ist beträchtlich, und werden Personen beim Schließen der Fensterscheibe eingeklemmt, besteht Verletzungsgefahr. Es ist sogar bereits zu tödlichen Unfällen von Kindern gekommen. Es ist deshalb erforderlich, die Bewegung der

Fensterscheiben zu kontrollieren.

Es ist Stand der Technik, den Gleichstrommotor des Scheibenheberantriebs mit einem Drehgeber zu kombi- nieren, welcher pro Umdrehung des Motors einen Impuls abgibt; dadurch kann die Stellung der Scheibe kontrol¬ liert und bei einem vorzeitigen Stillstand eingegriffen werden. Der Drehgeber ist mit Hallsensoren ausgerüstet und verteuert den Gleichstrommotor nicht unbeträcht- lieh. Es ist ferner bekannt, Endabschalter vorzusehen, die den Motor abschalten, wenn die Scheibe eine ihrer Endlagen erreicht hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bewegung der Fensterscheibe zuverlässig, aber mit weniger Aufwand zu überwachen mit dem Ziel, einen ge¬ fährlichen Einklemmvorgang zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen vorgeschlagen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen¬ stand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung geht nicht den Weg, die Stellung der Schei¬ be aus der beobachteten Drehbewegung des Motors zu über¬ wachen, sondern wertet die elektrische Stromaufnahme des Motors aus. Es hat sich nämlich gezeigt, dass aus dem zeitlichen Verlauf des Motorstromes ein zuverlässiges Kriterium für das Auftreten einer gefährlichen Situation hergeleitet werden kann.

Läuft die Fensterscheibe gegen einen ihrer Endanschläge, so dass sie ganz geöffnet oder ganz geschlossen ist, dann beobachtet man einen charakteristischen, steilen, schnellen Anstieg der Stromstärke. Wird jedoch ein menschlicher Körperteil eingeklemmt, dann steigt die Stromstärke zwar auch an, zunächst aber weniger steil. Erfindungsgemäss kann ein gefährliches Einklemmen da¬ durch verhindert werden, dass die Drehrichtung des Gleichstrommotors umgesteuert wird, wenn in einer vor- gegebenen Zeitspanne Δ t eine Änderung der gemittelten Stromstärke I zwischen einem unteren Grenzwert ϊ und und einem oberen Grenzwert Λϊ liegt, wobei der untere Grenzwert so gewählt wird, dass im normalen Bewegungsab¬ lauf auftretende Stromstärkeschwankungen nicht zu einem Umsteuern des Motors führen können, und wobei der obere Grenzwert so gewählt wird, dass man bei überschreiten des Grenzwertes sicher sein kann, dass die Scheibe gegen ihren Endanschlag gefahren ist.

Änderungen der gemittelten Stromstärke zu beobachten, ist zweckmässig, weil der Strom eines Gleichstrommotors einen Wechselstromanteil enthält, wodurch der Strom wellig wird. Die Stromwelligkeit (engl.: ripple) wird durch die Stromumschaltung des Kommutators des Gleich- stro motors hervorgerufen. Die Anzahl der Kommutator- lamellen des Gleichstrommotors bestimmt die Anzahl der Perioden des Wechselstromanteiles pro Umdrehung des Motors. Gleichstrommotoren für Fensterheber in Kraft¬ fahrzeugen haben im Leerlauf (bei Betrieb mit an- gebauten Getriebe, aber ohne Scheibe) typisch einen

Wechselstromanteil mit einer Frequenz von etwa 750 Hz. Erfindungsgemäss kann anstelle des Verlaufs der Strom¬ stärke auch überwacht werden, wie sich die Wellig¬ keit des vom Gleichstrommotor aufgenommen Stroms ändert. Läuft die Fensterscheibe gegen einen Endanschlag, dann fällt die Frequenz der Stromschwingung sehr schnell ab auf den Wert Null. Wird aber ein menschlicher Körperteil eingeklemmt, dann fällt die Frequenz der Stromschwingung relativ langsam ab, weil der Körperteil nachgiebig ist. Erfindungsgemäss kann ein gefährliches Einklemmen deshalb auch dadurch verhindert werden, dass beim Schließen der Fensterscheibe die Drehrichtung des Motors umgekehrt wird, wenn in einer vorgegebenen Zeitspanne Δt eine Änderung Δf der Frequenz des Wechselstromanteils des Stroms zwischen einem unteren Grenzwert Δf und einem oberen Grenzwert Δ f liegt. Dabei wird der untere Grenzwert so gewählt, dass im normalen, ungestörten Bewegungsablauf der Fen¬ sterscheibe und des Gleichstrommotors auftretende Fre¬ quenzänderungen nicht zu einem Schaltvorgang führen. Der obere Grenzwert wird hingegen so gewählt, dass sicherge¬ stellt ist, dass bei seinem überschreiten die Scheibe gegen ihren Endananschlag gelaufen ist. Wird der obere Grenzwert der Änderung der Strömstärke bzw. der Änderung der Frequenz überschritten, muss der Motor nicht umge- steuert werden, um einen möglicherweise eingeklemmten Körperteil freizugeben, sondern der Motor wird ledig¬ lich stillgesetzt.

Die beiden Kriterien, die aus der Stärke des Laststromes und aus der Frequenz des Wechselstromanteils abgeleitet

werden, können einzeln, aber auch in Kombination ausge¬ wertet werden. Die größte Sicherheit erhält man, wenn man die Drehrichtung des Motors umkehrt, wenn entweder die Änderung der gemittelten Stromstärke oder die Ände- rung der Frequenz in dem gewählten Fenster zwischen unterem und oberem Grenzwert liegt.

Die Zeitspanne, in welcher der Verlauf des Laststroms beobachtet und bewertet wird, wird so gewählt, dass Schwankungen, die innerhalb einer Periode des Wechsel¬ stromanteils auftreten, keine wesentliche Rolle spielen. Die Zeitspanne Δt sollte deshalb zweckmässigerweise wenigstens drei Perioden, vorzugsweise wenigstens fünf Perioden des Wechselstromanteils im Leerlauf des Motors betragen. Aus Sicherheitsgründen sollte die Zeitspanne aber nicht länger sein, als erforderlich ist, um eine relevante Aussage zu erhalten. Es wird deshalb bevor¬ zugt, die Zeitspanne Δt nicht länger als 20, vorzugs¬ weise nicht länger als zehn Perioden des Wechselstrom- anteils beim Leerlauf des Motors zu wählen.

Wegen der Welligkeit des Laststromes des Gleichstrom¬ motors kann die Beobachtung und Auswertung des Strom¬ stärkeverlaufes anstatt in einer vorgewählten Zeit- spanne auch über eine vorgewählte Anzahl von Perioden des Wechselstromanteils erfolgen; wegen der Eigenart des Gleichstrommotors entspricht einer Periode seines Wechselstromanteils ein bestimmter Verschiebeweg der

Scheibe, so dass auch einer vorgewählten Anzahl von Perioden des Wechselstromanteils jeweils ein ent¬ sprechender gleichbleibender Verschiebeweg entspricht, den man aus Sicherheitsgründen so kurz wählt, dass er noch nicht zu einem gefährlichen Einklemmen führen¬ kann; bei einem typischen Scheibenantrieb beträgt der Verschiebeweg pro Periode ungefähr 0,2 mm, wodurch sich mit Hilfe der Periodenzählung eine gute Weg-Auflösung erzielen läßt. Vorzugsweise begrenzt man - wie oben be- reits erläutert - die Beobachtung auf jeweils fünf bis zehn Perioden. Führt man demgemäss die Beobachtung des Stromstärkeverlaufs während einer vorgewählten Anzahl von Perioden aus, dann benötigt man dafür einen Periodenzähler anstelle eines Zeitgebers.

Um die Änderung der mittleren Stromstärke in der ge¬ wählten Zeitspanne bzw. in der gewählten Anzahl von Perioden zu ermitteln, genügt es im Prinzip, die Stromstärke über die gewählte Zeitspanne zu inte- grieren und zu überprüfen, ob das Integral zwischen einem vorgewählten unteren und oberen Grenzwert liegt oder diesen überschreitet.

Unter der normalerweise erfüllten Voraussetzung, dass die Zuleitung für den Strom zum Scheibenhebermotor einen definierten Ohm'sehen Leitungswiderstand hat, kann statt einer Strommessung auch eine einfache Spannungsmessung am Motor erfolgen, wobei zu be¬ achten ist, dass die Spannung zwar eine Welligkeit mit derselben Frequenz hat wie der Strom, die Spannung aber mit zunehmender Stromstärke absinkt.

Messung und Auswertung können sehr kostengünstig durch einen Micro-Controller erfolgen, welcher mit dem Motor kombiniert wird. Der Micro-Controller speichert die Grenzwerte, führt die Messung durch, vergleicht die Messwerte mit den gespeicherten Grenzwerten und gibt gemäss dem Ergebnis des Vergleichs ein Steuersignal ab. Der Micro-Controller kann in vorteilhafter Weiterbil¬ dung der Erfindung auch dazu eingesetzt werden, die gespeicherten Grenzwerte nach Erfahrungswerten zu optimieren; alterungsbedingte Änderungen der normalen Stromaufnahme können auf diese Weise kompensiert wer¬ den. Der Auswertung im Micro-Controller können ferner Erwartungswerte vorgegeben werden, die sich an den letzten erfaßten "normalen" Messwerten orientieren. Der Micro-Controller kann mithin lernfähig arbeiten.

Der Laststrom des Gleichstrommotors zeigt beim Heben der Scheibe einen typischen Stromstärkeverlauf: Nach einem hohen Anlaufstrom und einer kurzen Einschwing- phase steigt der Laststrom infolge der Reibung der Scheibe in ihren Seitenführungen und Dichtungen all¬ mählich an, um dann beim Einlaufen der Scheibe in die obere Anschlagdichtung steil anzusteigen. Ein gefährliches Einklemmen kann zwischen der Anlauf- phase des Motors und dem Einlaufen in die obere An¬ schlagdichtung erfolgen, also in der Phase, in wel¬ cher der Laststrom allmählich ansteigt. Wenn man aus Sicherheitsgründen gefährliche Abweichungen von der

normalen Stromstärke feststellen und daraufhin die Drehrichtung des Motors umkehren will, dann sollte man wissen, mit welcher Stromstärke man im Normalfall zu rechnen hat. Der Erwartungswert der ermittelten Stromstärke, von dem aus die Abweichung der Strom¬ stärke ermittelt wird, wird deshalb vorzugsweise durch lineare Extrapolation aus den beiden vorange¬ gangenen Stromstärkemessungen bestimmt, die als noch normal bewertet wurden. Es hat sich gezeigt, dass man auf diese Weise zu zuverlässigen Aussagen über gefährliche bzw. ungefährliche Stromstärkeänderungen kommen kann, zumal dadurch auch Stromstärkeänderungen, die durch Alterung, Regen, Frost, Eis, Verschleiß und dergleichen Einflußfaktoren verursacht sind und die Absolutwerte der Stromstärke ändern, den relativen Stromstärkeverlauf aber im wesentlichen unverändert lassen, die Zuverlässigkeit der Überwachung nicht nachteilig beeinflussen.

Wird ein Fenster geöffnet und läuft die Scheibe dabei gegen ihren unteren Endanschlag, dann stehen der End¬ anschlag und der Antrieb unter mechanischer Vorspannung. Wird die Scheibe dann gestartet, um das Fenster zu schließen, dann kommt es zu einem "Ausfedern" der Schei- be und ihres Antriebs aus der unteren Endstellung mit der Folge, dass auf den anfänglich hohen Anlaufström des Motors eine das normale Niveau der Stromstärke deutlich unterschreitende Absenkung der Stromstärke folgt, ein Verlauf, der einem Einschwingvorgang

ähnelt. Dieser Stromstärkeverlauf in der Startphase eignet sich nicht dafür, frühzeitig einen gefährlichen Einklemmvorgang zu erkennen, der in dieser frühen Phase auch sehr unwahrscheinlich ist, weshalb diese Anlauf- und Einschwingphase im Stromstärkeverlauf des Gleich¬ strommotors vorzugsweise unberücksichtigt bleibt, wenn es darum geht, ein die Drehrichtung des Motors umkehren¬ des Signal zu bilden. Praktisch kann das so realisiert werden, dass man den Stromstärkeverlauf während einer vorgegebenen, als Erfahrungswert aus dem typischen

Stromstärkeverlauf gewonnenen Zeitspanne bzw. während einer entsprechenden Anzahl von Perioden des Wechsel¬ stromanteils im Laststrom unberücksichtigt läßt.

Beim Einfahren der Scheibe in ihre obere Anschlagdich¬ tung steigt der Strom an; in dieser Phase die Drehrich¬ tung des Motors umzukehren, wäre unsinnig. Vorzugsweise wird deshalb der typische Stromstärkeverlauf, der beim Einfahren der Scheibe in ihre obere Anschlagdichtung auftritt, gespeichert, mit dem aktuellen Strom¬ stärkeverlauf verglichen und bei Übereinstimmung innerhalb einer vorgewählten Toleranzbreite um den gespeicherten Stromstärkeverlauf herum kein Signal zur Drehrichtungsumkehr des Gleichstrommotors abge- geben. Die Entscheidung, ob ein typischer Strom¬ stärkeverlauf wie beim Einfahren in die obere An¬ schlagdichtung vorliegt, kann bei Einsatz eines Mikrocontrollers mit Vorteil nach einem mit Fuzzy- Logik arbeitenden Entscheidungsverfahren getroffen werden.

Figur 1 zeigt einen typischen Verlauf des Last¬ stroms eines Gleichstrommotors beim Heben einer Scheibe, und

Figur 2 zeigt im Schnitt den typischen Aufbau einer Dichtung am oberen. Anschlag einer Scheibe.

Figur 1 zeigt einen typischen Verlauf des Laststroms des Gleichstrommotors, und zwar nach einer durchge¬ führten Glättung, um die durch die Kommutatorlamellen hervorgerufene Welligkeit zu beseitigen. Das kann ein¬ fach dadurch geschehen, dass man den Laststrom einem Strom-Spannungswandler zuführt und die sich daraus ergebende wellige Spannung einer Tiefpaßfilterung unter¬ zieht. Der auf diese Weise geglättete Stromverlauf kann unmittelbar als gemitteltes Stromstärkesignal für die erfindungsgemäss durchzuführende Auswertung herange¬ zogen werden.

Die Zeit- bzw. Wegbasis für die Stromstärkeüberwachung kann man dadurch bilden, dass man das vom Strom-Spannungs¬ wandler kommende wellige Spannungssignal parallel zur Tiefpaßfilterung auch einer Hochpaßfilterung unterzieht und auf diese Weise den Wechselstromanteil des Strom¬ signals gewinnt, der als eine Folge von Zählimpulsen einem Zähler zugeführt werden kann, der die Anzahl der Perioden bestimmt, innerhalb der der Stromstärkeverlauf beobachtet und bewertet wird.

Der in Figur 1 dargestellte Stromstärkeverlauf zeigt in einer ersten Phase A einen hohen Anlaufstrom des Gleichstrommotors, gefolgt von einem deutlichen Spannungsabfall in einer Phase B, in welcher die Schei- be und ihr Antrieb aus der unteren Endlage ausfedern. Es folgt dann die normale Bewegungsphase C, in welcher die Stromstärke mit zunehmender Reibung in den Seiten¬ führungen der Scheibe allmählich ansteigt, bis die obere Anschlagdichtung erreicht wird, die in Figur 2 dargestellt ist. Die Dichtung 1 hat ungefähr ein U-Pro- fil mit einer Dichtlippe 2, welche von einem der Schen¬ kel des Profils nach innen gerichtet vorspringt. Wenn die Scheibe 3 in die Dichtung 1 einfährt, trifft sie zunächst auf die Dichtlippe 2 und biegt sie weg, wo- durch die Stromstärke kurzzeitig steil ansteigt auf ein höheres Niveau (Phase D) , auf welchem die Strom¬ stärke bleibt, bis die Scheibe dann unter Kompression der Dichtung 1 an ihren Endanschlag fährt und zum Still¬ stand kommt, was nochmals einen steilen Stromanstieg bewirkt (Phase E) bis zum Erreichen des Maximalstroms, der gezogen wird, wenn der Motor zur Ruhe gekommen ist (Phase F) .

Die Phasen A und B bleiben bei der Bewertung des Stromstärkeverlaufs unberücksichtigt, wohingegen die folgenden Phasen auf einen Stromanstieg, der ein ge¬ fährliches Einklemmen signalisiert, überwacht werden. Wird ausserhalb eines möglichst engen Toleranzbereiches um den Stromstärkeverlauf herum ein gefährlicher Strom-

anstieg beobachtet, wird die Drehrichtung des Motors umgekehrt, es sei denn, die Auswerteschaltung erkennt einen typischen Stromstärkeverlauf, wie er in den Phasen D und E auftritt.

Mit Vorteil kann das erfindungsgemässe Verfahren auch dazu benutzt werden, um dann den Motor stillzusetzen, wenn die Fensterscheibe an ihren Endanschlag fährt. Befindet sich die Fensterscheibe in einer ihrer End- Stellungen, dann hat ein Start des Gleichstrommotors in einer Drehrichtung, in welcher die Scheibe nur fester gegen den Anschlag gedrückt wird, eine hohe Strombelastung zur Folge (siehe Phase F) . Um das zu vermeiden, ist in Weiterbildung der Erfindung vorge- sehen, dass beim überschreiten des oberen Grenzwertes der Frequenzänderung bzw. der Stromänderung der Motor nicht nur stillgesetzt wird, sondern auch ein Wieder¬ einschalten in der letzten Drehrichtung des Motors blockiert wird. Beim Einschalten in der Gegenrichtung wird der hohe Stillstands-Stromfluß zweckmässigerweise für eine begrenzte Zeit zugelassen, um z.B. vereiste Scheiben losbrechen zu können.