DE102013220914B4

DE102013220914B4 - Method and system for determining position in an adjustment system

Info

Publication number: DE102013220914B4
Application number: DE102013220914.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Gruber
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2033-10-16
Also published as: CN106030250A; DE102013220914A1; CN106030250B; WO2015055426A1

Abstract

Verfahren zur Positionsbestimmung eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellsystems mit einem unbeweglichen Element, einem dem gegenüber beweglichen Verstellelement und einer Antriebseinheit für das Verstellelement, wobei das Verfahren aufweist: Ermitteln physikalischer Größen (MP) im Zusammenhang mit dem Versteilsystem, Durchführen eines Lernprozesss (LP) zum Ermitteln und Erlernen von Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements bei einem durch die physikalischen Größen bestimmtem Arbeitspunkt des elektrischen Verstellsystems (LP), wobei das beim Lernprozess (LP) Erlernte in ein Modell für Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements bei verschiedenen Arbeitspunkten eingegeben wird; und Ermitteln der tatsächlichen Position des Verstellelements (AW) unter Berücksichtigung von den ermittelten physikalischen Größen und den erlernten Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements für den jeweiligen Arbeitspunkt, wobei der Lernprozess zu vorgegebenen Zeitpunkten oder bestimmten Anlässen durchgeführt wird, wobei die Zeitpunkte bzw. Anlässe so gewählt sind, dass die durch den Lernprozess verursachten Erschütterungen und Geräusche weniger wahrgenommen werden, und wobei als vorgegebener Zeitpunkt oder bestimmter Anlass zumindest eines der folgenden Ereignisse vorgesehen ist: bei welchem das Fahrzeug oder das Versteilsystem Erschütterungen ausgesetzt ist, bei welchem eine Tür des Fahrzeugs geschlossen wird, bei welchem das Fahrzeug mit einer über einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt wird, bei welchem das Fahrzeug gestartet wird, während sich das elektrische Verstellsystem in einem Endanschlag befindet.A method for determining the position of a vehicle arranged in an adjustment system with a stationary element, an opposite movable adjusting element and a drive unit for the adjusting element, the method comprising: determining physical quantities (MP) in connection with the Versteilsystem, performing a learning process (LP) for Determining and learning positional deviations or positional changes of the adjustment element at an operating point of the electrical adjustment system (LP) determined by the physical quantities, wherein the learned in the learning process (LP) is input to a model for positional deviations or positional changes of the adjustment element at different operating points; and determining the actual position of the adjusting element (AW) taking into account the determined physical quantities and the learned positional deviations or positional changes of the adjusting element for the respective operating point, wherein the learning process is performed at predetermined times or specific occasions, the times or occasions chosen are that the vibrations and noises caused by the learning process are perceived less, and wherein at least one of the following events is provided as a given time or occasion: in which the vehicle or the adjustment system is subjected to vibrations in which a door of the vehicle is closed in which the vehicle is moved at a speed above a certain minimum speed at which the vehicle is started while the electric adjustment system is in an end stop.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Positionsbestimmung in einem Verstellsystem, insbesondere ein Verfahren und ein System zur Positionsbestimmung in einem elektrischen Verstellsystem eines Fahrzeuges.The invention relates to a method and a system for position determination in an adjustment system, in particular a method and a system for position determination in an electrical adjustment system of a vehicle.

Verstellsysteme haben ein unbewegliches (statisches) Element und ein bewegliches Verstellelement, dessen Position mittels einer Antriebseinheit gegenüber dem unbeweglichen Element verstellbar, also veränderbar ist. Verstellsysteme werden im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik beispielsweise zur Verstellung von Schiebedächern, Fahrzeugtüren, Heckklappen, Ladebodenverstellungen, Sitzen oder Fahrzeugscheiben eingesetzt. Positionsbestimmungen bei Verstellsystemen werden meist indirekt, beispielsweise über die Geschwindigkeit des beweglichen Verstellelements, den zurückgelegten Verstellweg oder die Drehzahl des Antriebssystems ermittelt. Unter bestimmten Bedingungen kann sich das Verstellelement aber ungewollt beispielsweise entgegen der Richtung der zuletzt ausgeführten Bewegung, also zurück bewegen. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn sich die Antriebseinheit nach dem Durchführen der gewünschten Bewegung entspannt und dadurch die Position des Verstellelements nachträglich verändert. Bereits eine minimale nachträgliche Bewegung des Verstellelements kann bei einer Bestimmung der aktuellen Position zu Problemen führen.Adjustment systems have an immovable (static) element and a movable adjusting element whose position is adjustable by means of a drive unit relative to the immovable element, that is changeable. Adjustment systems are used in the field of automotive technology, for example, for the adjustment of sunroofs, vehicle doors, tailgates, cargo floor adjustments, seats or vehicle windows. Position determinations in adjusting systems are usually determined indirectly, for example via the speed of the movable adjusting element, the distance traveled or the rotational speed of the drive system. Under certain conditions, however, the adjustment can unintentionally, for example, against the direction of the last movement performed, ie move back. This may be the case, for example, when the drive unit relaxes after the desired movement has been carried out, thereby subsequently changing the position of the adjusting element. Even a minimal subsequent movement of the adjusting element can lead to problems in determining the current position.

Soll bei einem Stellvorgang eine gewünschte Position präzise angefahren werden, so ist eine genaue Kenntnis der aktuellen Position des Verstellelementes erforderlich. Die Kenntnis der aktuellen Position ist meistens auch für die sichere Erkennung eines Einklemmfalls bei Fensterhebern, Schiebetüren, Heckklappen, elektrisch verstellbaren Fahrzeugsitzen etc. von Bedeutung.If a desired position is to be approached precisely during a setting process, an exact knowledge of the current position of the adjusting element is required. The knowledge of the current position is usually also for the safe detection of a trapping case with window regulators, sliding doors, tailgates, electrically adjustable vehicle seats, etc. of importance.

Positionsänderungen des Verstellelements können zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach dem Abschalten des Antriebs auftreten. Tritt die Positionsänderung jedoch verhältnismäßig lange nach dem Abschalten des Antriebs auf, so ist eine exakte Positionsbestimmung unter Umständen nicht mehr möglich, da in der Regel vorhandene Auswerteeinheiten zur Positionsbestimmung zwar grundsätzlich eine nachträgliche Verstellung des Verstellelements erkennen können, diese aber möglicherweise abgeschaltet werden, um Strom zu sparen – beispielsweise wenn das Versteilsystem eine bestimmte Zeit nicht benötigt wurde oder wenn das Fahrzeug abgeschlossen und die Elektronik abgeschaltet wurde. Es kann aber auch vorkommen, dass die Auswerteeinheiten nicht ausreichend genau sind, um beispielsweise kleinere Positionsänderungen bestimmen zu können.Position changes of the adjustment can occur at any time after switching off the drive. However, if the change in position occurs relatively long after the drive has been switched off, then an exact position determination may no longer be possible since, as a rule, existing evaluation units for determining the position can always recognize a subsequent adjustment of the adjustment element, but these may possibly be switched off in order to generate electricity for example, if the adjustment system was not needed for a certain amount of time or if the vehicle was locked and the electronics switched off. However, it may also happen that the evaluation units are not sufficiently accurate, for example, to be able to determine smaller changes in position.

Viele Versteilsysteme wie beispielsweise Fensterheber haben zwei Endpositionen wie beispielsweise offen und geschlossen. Es sind elektrische Versteilsysteme bekannt, welche zunächst in wenigstens eine der vorhandenen Endpositionen verspannt werden, um eine Positionskalibrierung durch Normierung auf die bekannte Endposition durchzuführen, bevor das System in die gewünschte Richtung gefahren wird. Die Kalibrierung kann zum Beispiel durch eine Normierfahrt bis zum Blockieren des Antriebs in der Endposition erfolgen. Diese Position markiert den Nullpunkt für die Erfassung der darauf folgenden Bewegung. In manchen Systemen ist eine Normierfahrt jedoch nicht möglich und somit auch nicht eine genaue Bestimmung der Position während und nach der Bewegung.Many adjustment systems such as windows have two end positions such as open and closed. There are known electrical Versteilsysteme, which are first braced in at least one of the existing end positions to perform a position calibration by normalization to the known end position before the system is driven in the desired direction. The calibration can be done, for example, by normalization until the drive is locked in the end position. This position marks the zero point for the detection of the subsequent movement. In some systems, however, normalization is not possible and therefore not an exact determination of the position during and after the movement.

Aus der DE 10 2010 012 424 B4 ist beispielsweise eine Steuerung zum Steuern eines Servomotors bekannt. Ein Stellungsfehler des Motors kann dabei von der Steuerung erfasst und mittels eines Regelkreises kompensiert werden.From the DE 10 2010 012 424 B4 For example, a controller for controlling a servomotor is known. A position error of the motor can be detected by the controller and compensated by means of a control loop.

Die Publikation DE 100 42 168 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung und Regelung einer motorisch angetriebenen Verstellvorrichtung. Mittels eines mathematischen Modells des Antriebs wird die aktuelle vom Antrieb erzeugte Belastung des Antriebs bestimmt.The publication DE 100 42 168 A1 describes a method for controlling and regulating a motor-driven adjusting device. By means of a mathematical model of the drive, the current load of the drive generated by the drive is determined.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren bereitzustellen, welches es ermöglicht, die Position des Verstellelements in einem elektrischen Versteilsystem ohne vorhergehende Normierung genau zu bestimmen.The object of the present invention is to provide a system and a method which makes it possible to accurately determine the position of the adjusting element in an electrical adjusting system without prior normalization.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie durch ein System gemäß Anspruch 6 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a method according to claim 1 and by a system according to claim 6. Embodiments and developments of the invention are the subject of dependent claims.

Es wird insbesondere ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Verstellsystems mit einem unbeweglichen Element, einem dem gegenüber beweglichen Verstellelement und einer Antriebseinheit für das Verstellelement vorgestellt. Das Verfahren umfasst das Ermitteln physikalischer Größen im Zusammenhang mit dem Verstellsystem, das Durchführen eines Lernprozesses zum Ermitteln und Erlernen von Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements bei einem durch die physikalischen Größen bestimmtem Arbeitspunkt des elektrischen Verstellsystems und das Ermitteln der tatsächlichen Position des Verstellelements unter Berücksichtigung von den ermittelten physikalischen Größen und den erlernten Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements für den jeweiligen Arbeitspunkt. Das Verfahren erlaubt bei geringem apparativen Aufwand eine genaue Bestimmung der tatsächlichen Position ohne Nutzer des Verfahrens durch eine übermäßige Zahle von Normierungsfahrten zu belästigen. Bei einer Ausführungsform wird das beim Lernprozess Erlernte in ein Modell für Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements bei verschiedenen Arbeitspunkten eingegeben. Eine Modellierung erlaubt eine Verarbeitung der aus den gemessenen physikalischen Größen und der daraus gewonnenen Informationen mit geringstem möglichen Aufwand.In particular, a method for determining the position of an adjustment system with an immovable element, a movable relative to the adjusting element and a drive unit for the adjusting element is presented. The method includes determining physical quantities associated with the adjustment system, performing a learning process to determine and learn positional deviations or positional changes of the adjustment element at an operating point of the electrical adjustment system determined by the physical quantities, and determining the actual position of the adjustment element in consideration of determined physical quantities and the learned position deviations or position changes of the adjusting element for the respective operating point. The method allows for low equipment costs Accurate determination of the actual position without user of the procedure by an excessive number of normalization trips. In one embodiment, what is learned during the learning process is input to a model for positional deviations or positional changes of the adjustment element at different operating points. Modeling allows processing of the information obtained from the measured physical quantities and the information obtained therefrom with the least possible outlay.

Die physikalischen Größen können zumindest einen der folgenden Parameter betreffen: elektrische Parameter der Antriebseinheit, mechanische Parameter der Antriebseinheit und die Temperatur der Antriebseinheit. Diese Parameter erlauben einen Lernprozess mit hoher Genauigkeit und sind leicht bestimmbar, d. h., entweder selbst leicht zu messen oder zumindest aus anderen Größen leicht herleitbar.The physical quantities may relate to at least one of the following parameters: electrical parameters of the drive unit, mechanical parameters of the drive unit and the temperature of the drive unit. These parameters allow a learning process with high accuracy and are easily determinable, d. h., either easy to measure or at least easily derivable from other sizes.

Hierfür geeignete mechanische Parameter der Antriebseinheit können einer oder mehrere der folgenden Parameter sein: der Verspannungsgrad von mechanischen Komponenten in der Antriebseinheit, die Drehzahl eines Motors der Antriebseinheit, die Geschwindigkeit des Verstellelements und der zurückgelegte Weg des Verstellelements.Suitable mechanical parameters of the drive unit for this purpose can be one or more of the following parameters: the degree of tension of mechanical components in the drive unit, the speed of a motor of the drive unit, the speed of the adjustment element and the distance traveled by the adjustment element.

Um die Genauigkeit des Verfahrens weiter zu erhöhen, können die physikalischen Größen zumindest System- und Umgebungsparameter umfassen, welche auf die Position des Verstellelements Einfluss haben.In order to further increase the accuracy of the method, the physical quantities may include at least system and environmental parameters which influence the position of the adjusting element.

Die System- und Umgebungsparameter können dabei vorteilhafterweise zumindest einen der folgenden Parameter umfassen: Umgebungstemperatur, Geschwindigkeit des Verstellsystems, auf das Verstellsystem wirkende Beschleunigung und Zeit.The system and environmental parameters may advantageously comprise at least one of the following parameters: ambient temperature, speed of the adjustment system, acceleration and time acting on the adjustment system.

Um die Genauigkeit des Verfahrens weiter zu erhöhen, kann ein Lernprozess zu vorgegebenen Zeitpunkten oder bestimmten Anlässen durchgeführt wird.To further increase the accuracy of the method, a learning process may be performed at predetermined times or on specific occasions.

Als vorgegebener Zeitpunkt oder bestimmter Anlass kann zumindest eines der folgenden Ereignisse vorgesehen werden, bei welchem das Fahrzeug oder das Verstellsystem Erschütterungen ausgesetzt ist, bei welchem eine Tür des Fahrzeugs geschlossen wird, bei welchem das Fahrzeug mit einer über einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit bewegt wird, bei welchem das Fahrzeug gestartet wird und bei welchem sich das elektrische Verstellsystem in einem Endanschlag befindet.At least one of the following events, in which the vehicle or the adjustment system is subject to shocks, in which a door of the vehicle is closed, in which the vehicle is moved at a speed that is above a certain minimum speed, can be provided as a predetermined time or for a specific occasion. in which the vehicle is started and in which the electrical adjustment system is in an end stop.

Es wird insbesondere auch ein System zur Positionsbestimmung eines Verstellsystems mit einem unbeweglichen Element, einem dem gegenüber beweglichen Verstellelement und einer Antriebseinheit für das Verstellelement vorgestellt. Das System sieht folgendes vor: Sensoren, die dazu ausgebildet sind, physikalische Größen im Zusammenhang mit dem Verstellsystem zu erfassen, und eine Steuerungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Lernprozesses zum Ermitteln und Erlernen von Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements bei einem durch die physikalischen Größen bestimmtem Arbeitspunkt des elektrischen Verstellsystems durchzuführen, und die tatsächliche Position des Verstellelements unter Berücksichtigung von den ermittelten physikalischen Größen und den erlernten Positionsabweichungen oder Positionsänderungen des Verstellelements für den jeweiligen Arbeitspunkt zu ermitteln.In particular, a system for determining the position of an adjustment system with an immovable element, a movable relative to the adjusting element and a drive unit for the adjustment is presented. The system provides: sensors configured to detect physical quantities associated with the adjustment system, and a control device configured to provide a learning process for determining and learning positional deviations or positional changes of the adjustment element at a physical magnitude perform certain operating point of the electrical adjustment system, and to determine the actual position of the adjustment element taking into account the determined physical quantities and the learned position deviations or position changes of the adjustment element for the respective operating point.

Die Steuerungsvorrichtung kann eine Prozessoreinheit, einen ersten Speicherbereich für ein einen Modellierungsalgorithmus ausführendes Programm und einen zweiten Speicherbereich, in dem die Arbeitspunkte mit Positionen und System- und Umgebungsparameter abgelegt werden, aufweisen. Ein solches System kann mit gebräuchlichen, leicht anpassbaren Mitteln realisiert werden wie beispielsweise einem programmierbaren Mikrocontroller oder einem ASIC (Applied-Specific-Integrated-Circuit). Eine Modellierung erlaubt darüber hinaus eine Verarbeitung der aus den gemessenen physikalischen Größen und der daraus gewonnenen Informationen mit geringstem möglichen Aufwand.The control device may have a processor unit, a first memory area for a program executing a modeling algorithm and a second memory area in which the operating points with positions and system and environmental parameters are stored. Such a system may be implemented by conventional, easily adaptable means, such as a programmable microcontroller or an Applied-Specific-Integrated-Circuit (ASIC). In addition, a modeling allows processing of the information obtained from the measured physical quantities and the information obtained therefrom with the least possible outlay.

Zumindest ein Teil der Sensoren kann dazu ausgebildet sein, physikalische Größen zu messen, die zumindest einen der folgenden Parameter betreffen: elektrische Parameter der Antriebseinheit, mechanische Parameter der Antriebseinheit und Temperatur der Antriebseinheit. Diese Parameter erlauben einen ausreichenden Lernprozess mit hoher Genauigkeit und sind leicht bestimmbar, d. h., entweder selbst leicht zu messen oder zumindest aus anderen Größen leicht herleitbar.At least a portion of the sensors may be configured to measure physical quantities relating to at least one of the following parameters: electrical parameters of the drive unit, mechanical parameters of the drive unit and temperature of the drive unit. These parameters allow a sufficient learning process with high accuracy and are easily determinable, d. h., either easy to measure or at least easily derivable from other sizes.

Zumindest ein Teil der Sensoren kann auch dazu ausgebildet ist, physikalische Größen zu messen, die zumindest System- und Umgebungsparameter betreffen, welche auf die Position des Verstellelements Einfluss haben. Damit lässt sich die Genauigkeit des Erlernens bzw. des Modells weiter erhöhen.At least some of the sensors may also be designed to measure physical quantities which relate at least to system and environmental parameters which influence the position of the adjusting element. Thus, the accuracy of the learning or the model can be further increased.

Um die Genauigkeit des Systems weiter zu erhöhen, kann ein Lernprozess zu vorgegebenen Zeitpunkten oder bestimmten Anlässen durchgeführt wird.To further increase the accuracy of the system, a learning process may be performed at predetermined times or on specific occasions.

Um in der Nähe des Versteilsystems sich aufhaltende Personen nicht zu stören, kann eine Treiberstufe für den Antrieb der Verstelleinrichtung der Steuerungsvorrichtung nachgeschaltet sein, welche nur Halbleiterelemente als aktive Schaltelemente aufweist.In order not to disturb people staying in the vicinity of the adjusting system, a driver stage for driving the adjusting device of the control device can be connected downstream, which has only semiconductor elements as active switching elements.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures of the drawings.

Es zeigt:It shows:

1 in einem Diagramm ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Positionsbestimmung in einem Verstellsystem und 1 in a diagram an embodiment of an inventive method for determining the position in an adjustment and

2 in einem Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes System zur Positionsbestimmung in einem Verstellsystem. 2 in a block diagram of an embodiment of an inventive system for determining position in an adjustment system.

1 zeigt in einem Diagramm die einzelnen Abläufe eines Verfahrens zur Positionsbestimmung eines Verstellelements, bei dem auch nach dem Ausschalten auftretende Positionsänderungen oder Ungenauigkeiten des Verstellelements erfasst werden können. Das Verfahren kann beispielsweise in drei einzelne Prozesse aufgespalten werden, die einmalig, wiederkehrend oder fortlaufend, sequentiell oder gleichzeitig ablaufen:

a) Einer der Prozesse (MP) betrifft das Messen bzw. Bestimmen physikalischer Größen im Zusammenhang mit dem Verstellsystem. Ein Teil der physikalischen Größen bezieht sich dabei auf die Bewegung des Verstellelements selbst und somit auf die Ausgangsposition des Verstellelementes wie zum Beispiel die Drehzahl eines Motors in der Antriebseinheit oder die Geschwindigkeit des Verstellelements oder der zurückgelegte Weg des Verstellelements. Ein anderer Teil betrifft System- und Umgebungsparameter wie zum Beispiel die Temperatur der Antriebseinheit, elektrische Parameter der Antriebseinheit, mechanische Parameter der Antriebseinheit, welche auf die Ausgangsposition nachträglich Einfluss haben können, sowie die Zeit. Anstelle von Messungen können unter Umständen auch in Tabellen abgelegte Erfahrungswerte verwendet werden.

1 shows a diagram of the individual processes of a method for determining the position of an adjustment, in which occurring even after switching off position changes or inaccuracies of the adjustment can be detected. For example, the method may be split into three separate processes that are one-time, recurring, or continuous, sequential, or simultaneous:

a) One of the processes (MP) relates to the measurement or determination of physical quantities in connection with the adjustment system. A part of the physical quantities refers to the movement of the adjusting element itself and thus to the starting position of the adjusting element such as the speed of a motor in the drive unit or the speed of the adjusting element or the distance traveled by the adjusting element. Another part relates to system and environmental parameters such as the temperature of the drive unit, electrical parameters of the drive unit, mechanical parameters of the drive unit, which may have an influence on the starting position, as well as the time. In some cases, empirical values stored in tables may be used instead of measurements.

System- und Umgebungsparameter können insbesondere Zustände des Kraftfahrzeuges und seiner Bauelemente, wie beispielsweise die Steuerungsvorrichtung und die Mechanik der Verstelleinrichtung sein. Zustände des Kraftfahrzeugs sind etwa die Fahrzeuggeschwindigkeit, von der Fahrzeugfahrtrichtung abweichende Beschleunigungen, die beispielsweise für eine Schlechtwegstrecke charakteristisch sind, Schwankungen der Bordnetzspannung, der Anlauf eines der Versteileinrichtung zugeordneten Motors, Schwergängigkeiten in der Mechanik der Versteileinrichtung, die durch charakteristische Änderungen der Leistungsaufnahme über der zurückgelegten Wegstrecke oder der Zeit zum Ausdruck kommen, und das Zuschlagen einer Kraftfahrzeugtür sein.

b) In einem Lernprozess (LP) werden bestimmte Verhaltensmuster des Verstellelements bezüglich Positionsänderungen bei bestimmten Arbeitspunkten erlernt, um dann anhand beispielsweise eines Modells die Verhaltensmuster bei verschiedenen Arbeitspunkten nachzubilden. Als Arbeitspunkt ist eine bestimmte Position unter bestimmten System- und Umgebungsparametern zu verstehen. Unter maschinellem Lernen ist hierbei die „künstliche” Generierung von Wissen aus Erfahrung zu verstehen. Ein künstliches System lernt aus Beispielen und kann nach einer bestimmten Lernphase unter Umständen sogar verallgemeinern. Das heißt, es lernt nicht einfach die Beispiele ”auswendig”, sondern es „erkennt” Gesetzmäßigkeiten in den Lerndaten. So kann das System auch unbekannte Daten beurteilen. Das Modell selbst kann zum Beispiel mittels eines entsprechenden Algorithmus realisiert werden. Der Algorithmus erzeugt für eine gegebene Menge von Eingaben das Modell, das die Eingaben beschreibt und Vorhersagen ermöglicht. Dabei gibt es Clustering-Verfahren, die die Daten in mehrere Kategorien einteilen, die sich durch charakteristische Muster voneinander unterscheiden. Ein solcher Algorithmus ist zum Beispiel der Expectation-Maximization-Algorithmus (kurz EM-Algorithmus), der iterativ die Parameter eines Modells so festlegt, dass es die gesehenen Daten optimal erklärt. Er legt dabei das Vorhandensein nicht beobachtbarer Kategorien zugrunde und schätzt abwechselnd die Zugehörigkeit der Daten zu einer der Kategorien und die Parameter, die die Kategorien ausmachen. Eine Anwendung des EM-Algorithmus findet sich beispielsweise in den Hidden-Markov-Models (HMMs). Andere Methoden des unüberwachten Lernens, wie etwa die Hauptkomponentenanalyse verzichten auf die Kategorisierung. Sie zielen darauf ab, die beobachteten Daten in eine einfachere Repräsentation zu übersetzen, die sie trotz drastisch reduzierter Information möglichst genau wiedergibt. Daneben können auch auf statistischer Auswertung beruhende Lernverfahren oder adaptive Verfahren oder neuronale Netze beim Lernprozess Anwendung finden.
c) In einem Auswertungsprozess wird zunächst die Ausgangsposition bei den jeweiligen System- und Umgebungsparametern errechnet und eventuell davon abweichende tatsächliche Positionen oder nachträglich auftretende Positionsänderungen anhand sich ändernder System- und Umgebungsparametern mittels des Modells die tatsächliche aktuelle korrigierte Position des Verstellsystems bestimmt.

System and environmental parameters may in particular be states of the motor vehicle and its components, such as the control device and the mechanics of the adjusting device. Conditions of the motor vehicle are about the vehicle speed, deviating from the vehicle direction accelerations, which are characteristic, for example, a poor road, fluctuations in the electrical system voltage, the start of the adjusting device associated engine, stiffness in the mechanics of the adjusting device, by characteristic changes in power consumption over the traveled Distance or time to be expressed, and be slamming a motor vehicle door.

b) In a learning process (LP), certain behavioral patterns of the adjustment element are learned with respect to changes in position at certain work points, and then model the behavior patterns at different operating points using, for example, a model. The operating point is a specific position under certain system and environmental parameters. Machine learning is the "artificial" generation of knowledge from experience. An artificial system learns from examples and may even generalize after a certain learning phase. That is, it does not simply learn the examples "by heart", but it "recognizes" regularities in the learning data. This allows the system to assess unknown data. The model itself can be realized, for example, by means of a corresponding algorithm. The algorithm generates for a given set of inputs the model that describes the inputs and allows for predictions. There are clustering methods that divide the data into several categories, which differ from each other by characteristic patterns. One such algorithm, for example, is the expectation-maximization (EM) algorithm, which iteratively sets the parameters of a model to best explain the data seen. In doing so, he uses the presence of unobservable categories and, in turn, estimates the affiliation of the data to one of the categories and the parameters that make up the categories. An application of the EM algorithm is found, for example, in the Hidden Markov Models (HMMs). Other methods of unsupervised learning, such as principal component analysis, forego categorization. They aim to translate the observed data into a simpler representation that reproduces it as accurately as possible despite drastically reduced information. In addition, learning methods based on statistical evaluation or adaptive methods or neural networks can also be used in the learning process.
c) In an evaluation process, the starting position is first calculated at the respective system and environmental parameters, and possibly deviating actual positions or subsequently occurring position changes are determined on the basis of changing system and environmental parameters by means of the model the actual current corrected position of the adjustment system.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden im Messprozess MP bestimmte für das Modell relevante physikalische Größen erfasst und in entsprechende Informationen umgesetzt. Anhand dieser Information kann in einem Lernprozess LP der aktuelle Arbeitspunkt des Verstellsystems bestimmt werden (Schritt LP1), das heißt beispielsweise die Ausgangsposition bei den zugehörigen System- und Umgebungsparametern, welche etwa verschiedene elektrische und mechanische Parameter der Antriebseinheit und die Temperatur der Antriebseinheit mit umfassen können.At the in 1 In the exemplary embodiment shown, certain physical variables relevant to the model are detected in the measuring process MP and converted into corresponding information. Based on this information, the actual operating point of the adjustment system can be determined in a learning process LP (step LP1), that is, for example, the starting position at the associated system and environmental parameters, which may include various electrical and mechanical parameters of the drive unit and the temperature of the drive unit ,

Weiterhin kann der Verspannungsgrad der mechanischen Komponenten des Verstellsystems bei dem bestimmten Arbeitspunkt berücksichtigt werden (Schritt LP2). Die mechanischen Komponenten können beispielsweise die Antriebseinheit des Verstellsystems oder Komponenten davon sein wie etwa ein Motor, ein Getriebe oder Lagerungen. Außerdem kann der Lernprozess LP das Bestimmen eines vorangegangenen Abschaltzeitpunktes des Verstellsystems umfassen (Schritt LP3).Furthermore, the degree of strain of the mechanical components of the adjustment at the particular operating point can be considered (step LP2). The mechanical components may be, for example, the drive unit of the adjustment system or components thereof, such as a motor, a transmission or bearings. In addition, the learning process LP may include determining a previous shutdown time of the adjustment system (step LP3).

Der Lernprozess LP kann dabei zu bestimmten Zeitpunkten, aber auch zu besonderen Anlässen durchgeführt werden. Auf diese Weise kann eine Neigung des Verstellsystems zu Positionsänderungen des Verstellelements seit dem letzten Abschalten für den zugehörigen Arbeitspunkt einfach erlernt werden. Ein besonderer Anlass ist zum Beispiel, wenn sich das Verstellsystem in einem Endanschlag (z. B. vollständig geöffnetes oder geschlossenes Fenster) befindet, da diese Fälle besondere Kalibrierpunkte (Nullpunkte) darstellen. Wird dabei der Lernprozess in beiden Endanschlagspositionen durchgeführt, kann die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht werden.The learning process LP can be carried out at specific times, but also on special occasions. In this way, an inclination of the adjustment to position changes of the adjustment since the last shutdown for the associated operating point can be learned easily. For example, a special reason is when the adjustment system is in an end stop (eg fully open or closed window) as these cases represent special calibration points (zero points). If the learning process is carried out in both end stop positions, the accuracy of the position determination can be increased.

Das Durchführen eines Lernprozesses kann beispielsweise durch plötzliche und für Fahrzeuginsassen unerwartete Aktivierung der Antriebseinheit des Verstellsystems zu Irritationen der Fahrzeuginsassen führen. Dies kann ein Sicherheitsrisiko darstellen, wenn beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs durch plötzliche Geräusche oder Vibrationen erschreckt oder abgelenkt wird. Aus diesem Grund kann der Lernprozess beispielsweise zu solchen Zeitpunkten durchgeführt werden, in welchen das Fahrzeug bereits aus anderen Gründen Vibrationen oder Erschütterungen ausgesetzt ist. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Türen des Fahrzeugs geschlossen werden. Aber auch beim Starten des Motors erfährt das Fahrzeug beispielsweise Vibrationen. Auch wenn das Fahrzeug in Bewegung ist, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, ist es gewissen Vibrationen ausgesetzt. Gerade bei hohen Geschwindigkeiten nehmen auch die Fahrzeuggeräusche zu, so dass durch den Lernprozess verursachte Geräusche und Erschütterungen weniger wahrgenommen werden. Gerade auch beim Fahren auf schlechten Fahrwegen wird das Fahrzeug häufig erschüttert und die Fahrzeuggeräusche nehmen zu.Performing a learning process, for example, by sudden and unexpected for vehicle occupants activation of the drive unit of the adjustment lead to irritation of the vehicle occupants. This can be a safety hazard if, for example, the driver of the vehicle is frightened or distracted by sudden noises or vibrations. For this reason, the learning process may be performed, for example, at those times when the vehicle is already subject to vibration or vibration for other reasons. This is the case, for example, when the doors of the vehicle are closed. But even when starting the engine, the vehicle experiences, for example, vibrations. Even when the vehicle is in motion, especially at high speeds, it is exposed to certain vibrations. Especially at high speeds, the vehicle noise increases, so that caused by the learning process noises and vibrations are perceived less. Especially when driving on bad roads, the vehicle is often shaken and the vehicle noise increases.

Befindet sich das Verstellsystem zum Zeitpunkt der Positionsbestimmung in einem Arbeitspunkt, für den aus einem vorangegangenen Lernprozess erkennbar ist, dass das Verstellsystem in diesem Arbeitspunkt zu keiner Positionsänderung wie zum Beispiel eine Rückstellung oder Rückdrehung neigt, kann das Verstellsystem in diesem Zeitpunkt komplett gegen einen Endanschlag verspannt werden, um beispielsweise ein Kraftfahrzeugseitenfenster dicht zu schließen.If the adjustment system is located at an operating point at the time of the position determination for which it can be seen from a previous learning process that the adjustment system does not tend to change position, for example a return or reverse rotation, then the adjustment system can be completely braced against an end stop at this point in time to close, for example, a motor vehicle side window tight.

Bei der Bestimmung einer aktuellen Position des Verstellelements in einem Auswerteprozess AP kann zunächst der Arbeitspunkt zum Zeitpunkt der Positionsbestimmung ermittelt werden (Schritt AP1). Anschließend kann anhand des angelernten Modells die Verstellung (Positionsänderung) des Verstellelements in Abhängigkeit für diesen jeweiligen Arbeitspunkt bei der Bestimmung der tatsächlichen Position ermittelt werden (Schritt AP2).When determining a current position of the adjusting element in an evaluation process AP, the operating point at the time of determining the position can first be determined (step AP1). Subsequently, based on the learned model, the adjustment (change in position) of the adjusting element can be determined as a function of this particular operating point in the determination of the actual position (step AP2).

2 zeigt ein System zur Bestimmung einer aktuellen Position des Verstellelements in einem Versteilsystem mit einer Steuerungsvorrichtung SV. Die Steuerungsvorrichtung SV, beispielsweise ein Mikrocontroller, umfasst eine Prozessoreinheit PU, einen Speicherbereich SP1 für das den Modellalgorithmus ausführende Programm und einen Speicherbereich SP2, in dem die Arbeitspunkte mit Positionen und System- und Umgebungsparametern abgelegt werden. Die Steuerungsvorrichtung SV ist über (eine oder) mehrere Schnittstellen (Interfaces) IF1, IF2 und IF3 mit Sensoren SN und/oder der Bordelektronik BE des Fahrzeugs gekoppelt. Die Schnittstelle IF1 dient beispielsweise als Eingang für die auszuwertenden gemessenen Größen. Über die Schnittstelle IF2 wird beispielsweise eine Treiberstufe TR für einen Motor MO des Verstellsystems angesteuert. Schnittstelle IF3 stellt die ermittelte Position des Verstellelements bereit. Der Motor MO bewegt das Verstellelement der Verstelleinrichtung. Eine oder mehrere der Schnittstellen IF1, IF2 und IF3 können als Anschlüsse an einen CAN- oder LIN-Bussystem des Kraftfahrzeuges ausgebildet sein. 2 shows a system for determining a current position of the adjusting element in an adjustment system with a control device SV. The control device SV, for example a microcontroller, comprises a processor unit PU, a memory area SP1 for the program executing the model algorithm, and a memory area SP2, in which the operating points are stored with positions and system and environment parameters. The control device SV is coupled via (one or) a plurality of interfaces (interfaces) IF1, IF2 and IF3 with sensors SN and / or the on-board electronics BE of the vehicle. The interface IF1 serves, for example, as an input for the measured quantities to be evaluated. For example, a driver stage TR for an engine MO of the adjustment system is activated via the interface IF2. Interface IF3 provides the determined position of the adjusting element. The motor MO moves the adjustment of the adjustment. One or more of the interfaces IF1, IF2 and IF3 can be designed as connections to a CAN or LIN bus system of the motor vehicle.

Als Sensoren SN eignen sich beispielsweise Zeitgeber, Temperatursensoren, Spannungsmesser, Stromsensoren und Beschleunigungssensoren. Beschleunigungssensoren messen etwa die Bewegung des Kraftfahrzeuges oder eines Kraftfahrzeugteiles wie beispielsweise der Tür- oder der Heckklappe. Mittels Beschleunigungsmesssignalen lässt sich beispielsweise auch das Befahren einer Schlechtwegstrecke oder die Zuschlagbewegung einer Tür bzw. einer Heckklappe eindeutig als Zustand identifizieren. Ebenso können auch Größen des Motors MO, wie etwa dessen Stromaufnahme, gemessen und ausgewertet werden. Die Bewegungscharakteristik von Elektromotoren lässt sich beispielsweise auch durch Hallsensoren überwachen. Die Auswertung dieser Signale erlaubt Rückschlüsse auf Schwergängigkeiten und Einklemmfälle.Examples of suitable sensors SN are timers, temperature sensors, voltmeters, current sensors and acceleration sensors. Acceleration sensors measure about the movement of the motor vehicle or a motor vehicle part such as the door or the tailgate. By means of acceleration measurement signals, it is also possible, for example, to unambiguously identify the driving on a poor road or the addition movement of a door or tailgate as a condition. Likewise, variables of the motor MO, such as its current consumption, can be measured and evaluated. The motion characteristics of electric motors can also be monitored by Hall sensors, for example. The evaluation of these signals allows conclusions about binding and pinching.

Die Prozessoreinheit errechnet aus den Sensorinformationen die Ausgangsposition und passt diese dann anhand der gemessenen System- und Umgebungsparameter entsprechend dem Modell an, um die tatsächliche aktuelle Position zu ermitteln.The processor unit calculates the home position from the sensor information and then adjusts it based on the measured system and environmental parameters according to the model to determine the actual actual position.

Die technische Umsetzung des Modells in einem Mikrocontroller kann beispielsweise so erfolgen, dass das der Modellierungsalgorithmus im Mikrocontroller als Software realisiert wird. Es ist aber ebenso denkbar, dass der Mikrocontroller in Form eines ASICs realisiert ist. Die Speicherbereiche SP1 und SP2 können zudem in einem einzigen oder in getrennten Speicherelement realisiert werden und ebenfalls im Mikrocontroller integriert oder separat ausgeführt sein.The technical implementation of the model in a microcontroller can for example be such that the modeling algorithm is implemented in the microcontroller as software. However, it is also conceivable that the microcontroller is realized in the form of an ASIC. The memory areas SP1 and SP2 can also be realized in a single or separate memory element and also be integrated in the microcontroller or executed separately.

Ein System zur Positionsbestimmung kann beispielsweise mittels Halbleiterschalter oder Relais die Antriebseinheit ansteuern. In manchen Applikationen kann die Verwendung von Halbleiterschaltern wie insbesondere einer Halbleitervollbrücke vorteilhaft sein, da das Durchführen des Lernprozesses oder der Positionsbestimmung mittels einer Halbleitervollbrücke durchgeführt werden kann, ohne von den Fahrzeuginsassen wahrgenommen zu werden. Bei Verwendung eines Relais ist es hingegen meist nicht vermeidbar, dass das Durchführen des Lernprozesses und der Positionsbestimmung von den Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden.A system for position determination can control the drive unit, for example, by means of semiconductor switches or relays. In some applications, the use of semiconductor switches, such as, in particular, a semiconductor full bridge, may be advantageous, since the performance of the learning process or the position determination can be performed by means of a semiconductor full bridge, without being perceived by the vehicle occupants. When using a relay, however, it is usually unavoidable that the performance of the learning process and the position determination are perceived by the vehicle occupants.

Neben elektrischen Verstellsystemen eigenen sich auch alle anderen Verstellsysteme wie etwa pneumatische oder hydraulische Systeme in gleicherweise für eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Systems. Ebenso ist jeder Lernalgorithmus anwendbar, der eine ausreichend genaue Vorhersage. Neben den oben angesprochenen Bewegungsänderungen entgegen der ursprünglichen Bewegungsrichtung können auch alle anderen Richtungen, wie zum Beispiel ein Nachlaufen in Richtung der ursprünglichen Bewegung, erfasst werden.In addition to electrical adjustment systems, all other adjustment systems such as pneumatic or hydraulic systems are equally suitable for use of the method according to the invention and of the system according to the invention. Likewise, any learning algorithm that provides a sufficiently accurate prediction is applicable. In addition to the above-mentioned movement changes contrary to the original direction of movement, all other directions, such as a tracking in the direction of the original movement, can be detected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AP

evaluation process

AP1, AP2

Auswerteprozessschritte

AW

adjustment

BE

board electronics

IF1, IF2, IF3

interfaces

LP

learning process

LP1, LP2, LP3

Learning process steps

NOT A WORD

drive unit

MP

measurement process

PU

processor unit

SN

sensors

SP1

first storage area

SP2

second memory area

SV

control device

TR

driver stage

Claims

A method for determining the position of a vehicle arranged in an adjustment system with a stationary element, an opposite movable adjusting element and a drive unit for the adjusting element, the method comprising: determining physical quantities (MP) in connection with the Versteilsystem, performing a learning process (LP) for Determining and learning positional deviations or positional changes of the adjustment element at an operating point of the electrical adjustment system (LP) determined by the physical quantities, wherein the learned in the learning process (LP) is input to a model for positional deviations or positional changes of the adjustment element at different operating points; and determining the actual position of the adjusting element (AW) taking into account the determined physical quantities and the learned positional deviations or positional changes of the adjusting element for the respective operating point, wherein the learning process is performed at predetermined times or specific occasions, the times or occasions chosen are that the vibrations and sounds caused by the learning less and wherein at least one of the following events is provided as a predetermined time or occasion: in which the vehicle or adjustment system is subject to shocks in which a door of the vehicle is closed, where the vehicle is at a speed above a certain minimum speed Speed is moved at which the vehicle is started while the electrical adjustment system is in an end stop.

Method according to claim 1, wherein the physical quantities relate to at least one of the following parameters: electrical parameters of the drive unit, mechanical parameters of the drive unit and the temperature of the drive unit.

A method according to claim 2, wherein the mechanical parameters of the drive unit relate to at least one of the following parameters: the degree of strain of mechanical components in the drive unit, the speed of a motor of the drive unit, the speed of the adjustment element and the distance traveled by the adjustment element.

Method according to one of the preceding claims, wherein the physical quantities comprise at least system and environmental parameters which influence the position of the adjusting element.

The method of claim 4, wherein the system and environmental parameters include at least one of the following parameters: ambient temperature, velocity of the adjustment system, acceleration and time acting on the adjustment system.

A system for determining the position of a vehicle-mounted adjustment system comprising a stationary member, a movable adjustment member and a drive unit (MO) for the adjustment member, the system comprising: Sensors (SN) designed to detect physical quantities associated with the adjustment system, a control device (SV) which is designed to carry out a learning process for determining and learning positional deviations or positional changes of the adjustment element at an operating point of the electrical adjustment system determined by the physical quantities, the learning process learned in a model for position deviations or position changes the Versteilsystems enter at different operating points and to determine the actual position of the adjustment taking into account the determined physical quantities and the learned positional deviations or position changes of the adjustment for the respective operating point, the learning process is performed at predetermined times or specific occasions, the occasions being chosen so as to reduce the perception of vibrations and sounds caused by the learning process, and providing at least one of the following events as a given time or occasion: in which the vehicle or the adjustment system is subject to shocks, in which a door of the vehicle is closed, in which the vehicle is moved at a speed above a certain minimum speed, at which the vehicle is started, while the electrical adjustment system is in an end stop.

The system according to claim 6, wherein the control device (SV) stores a processor unit (PU), a first memory area (SP1) for a program executing a modeling algorithm, and a second memory area (SP2) in which the operating points with positions and system and environmental parameters are stored. includes.

System according to claim 6 or 7, wherein at least a part of the sensors (SN) is adapted to measure physical quantities concerning at least one of the following parameters: electrical parameters of the drive unit, mechanical parameters of the drive unit and the temperature of the drive unit.

The system of claim 8, wherein the mechanical parameters of the drive unit relate to at least one of the following parameters: the degree of strain of mechanical components in the drive unit, the speed of a motor of the drive unit, the speed of the adjustment member, and the distance traveled by the adjustment member.

System according to one of claims 6 to 9, wherein at least a part of the sensors (SN) is adapted to measure physical quantities which relate at least to system and environmental parameters which influence the position of the adjusting element.

The system of claim 10, wherein the system and environment parameters include at least one of the following parameters: Ambient temperature, speed of the adjustment system, acceleration and time acting on the adjustment system.

System according to one of claims 6 to 11, wherein the control device (SV) comprises a microcontroller or an Applied Specific Integrated Circuit (ASIC).

System according to one of claims 6 to 12, wherein a driver stage (TR) for driving the adjusting device of the control device (SV) is connected downstream and the driver stage (TR) only semiconductor elements as active switching elements.