CN101868900A - 用于对汽车的能够移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对汽车的用直流电机移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正的方法和装置。在汽车制造的范畴内，在能够移动的封闭件的关闭过程中测得能够移动的封闭件在第一环境温度下的机械特性并将其以第一参考特性曲线的形式不易失地储存在汽车的存储器中。在汽车运行时测得至少一条其它的参考特性曲线并将其同样不易失地储存在汽车的存储器中，其中，每个其它的参考特性曲线配于另外的环境温度。在汽车运行时将所储存的参考特性曲线与计算得出的特性曲线对比，以便检测是否存在夹紧。

Description

用于对汽车的能够移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于对汽车的能够移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正的方法和装置。

背景技术

由直流电机移动的汽车封闭件例如天窗或车窗基于合理的预先规定配设有关闭力限定装置，其按照预定的算法工作。

公开的关闭力限定装置的算法将使用霍尔传感器-脉冲或使用电机电流测量计算得出的关闭力变化曲线与参考力变化曲线作对比。这种参考力变化曲线通常在制造各种汽车的范畴内通过关闭过程中进行的测量得出，并且储存在汽车的存储器中。

在该测量中，测出形式为摩擦力-冲程长度关系图的参考力变化曲线，它精确地描述了当前的机械系统。这种对准精度至关重要，因为参考力变化曲线和当前机械系统的实际情况之间的可能的偏差导致不同大小的夹紧力。这类波动是不期望的，因为夹紧力一方面受规定的预设所限，但另一方面又应当尽可能地高，以便针对不期望的电机停运过程或逆转过程来给予系统足够的坚固性。

DE 196 33 941 C2公开了一种伺服驱动器，用于使汽车中被外力操纵的封闭件在冲程长度上运动，并且在封闭件克服阻碍行进时具有能定义的关闭力限定装置。在这一公知的伺服驱动器中，对应于先前记录的运行时的摩擦力-冲程长度关系图，封闭件各自的驱动力存在控制相关性

并且摩擦力有所提高，提高幅度为容许的关闭力。通过从电机电流或电机转速或电机电压中计算驱动力，在制造汽车时测得所提到的摩擦力-冲程长度关系图，所述驱动力在封闭件的关闭过程中根据关系图中的各冲程位置测得，并且储存在存储装置中。此外，这样来设置摩擦力-冲程长度关系图的更新，即，应考虑到例如基于老化、污染等引起的系统的差异。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种方法和一种装置，其中减小了汽车的能够移动的封闭件的机械特性的由温度引起的改变对汽车防夹算法的影响。

该技术问题通过一种具有权利要求1所述特征的方法以及通过一种具有权利要求14所述特征的装置解决。在从属权利要求中给出有利的构造和扩展设计。

本发明的优点尤其在于，汽车的能够移动的封闭件的机械特性的由温度引起的变化对汽车防夹算法的影响要小于现有技术中的情况。尤其是与现有技术相比，减小了关闭力限定装置的所不期望的波动。

附图说明

下面借助附图示例性说明本发明。附图中：

图1示意性示出了汽车侧窗的驱动器的结构和车窗移动时出现的力，

图2是针对按图1的车窗升降驱动器的摩擦力-冲程长度关系图，

图3示出了一个关系图，该关系图中示有基于温度的特性曲线点，

图4示出了一个关系图，该关系图中示出了特性曲线点的更新，

图5示出了一个关系图，该关系图中示有基于温度的温度影响因子，

图6示出了装置的方块图，该装置用于对汽车中用直流电机移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正，以及

图7示出了一个草图，该草图中示出了多个摩擦力-冲程长度关系图。

具体实施方式

本发明涉及一种方法和一种装置，它们用于对汽车中用直流电机移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正。

在本发明中，当在工厂中制造汽车时，在能移动的封闭件的关闭过程期间从电机电流或电机转速和电机电压中根据各个冲程位置检测驱动力并将其以第一参考特性曲线的形式不易失地储存在汽车的存储装置中，所述能移动的封闭件在此指的例如是汽车的侧车窗或汽车的天窗。然后，在使用该参考特性曲线的情况下，在后来的汽车运行中在封闭件运动期间通过加上预定的所允许的夹紧力来分别计算最大容许的力极限，超过该极限时则导入一个逆转过程。

图1示意性示出了汽车侧车窗驱动器的结构和车窗移动时出现的力。在此，示出了最大容许的驱动力F，驱动力F用于使车窗W在其冲程长度h上移动。这一容许的驱动力F由要被克服的摩擦力F1和已确定的容许的关闭力F2得出。附图标记D表示汽车车门，附图标记R表示车窗框架。

在图2所示出的摩擦力-冲程长度关系图中，例如示出了摩擦力F1与车窗的冲程长度h的关系。该摩擦力-冲程长度关系图在制造汽车时测得并且储存在汽车的不易失的存储器中。

相应的摩擦力F1有所提高，提高幅度为已确定的容许的关闭力F2。曲线F描述了电机的取决于冲程长度的最大容许的驱动力。

电机的最大驱动力F在令人感兴趣的调整范围内与电机电流成比例。电机电流要么直接被测量，要么间接通过其它电机参数例如电池电压、电机转速或电机内电阻并在考虑到电机EMK常量的情况下测得。

运行期间，可以有利地对已存储的、表示第一参考特性曲线的摩擦力-冲程长度关系图进行更新，以便顾及到由于老化等原因而在制造汽车时出现的差异。此外，也可鉴于直流电机的馈电电压实现更新，以便在关闭过程开始时检测该参数，并在测得驱动力时顾及到该参数。

由于前述的在制造汽车时制定的参考特性曲线的使用，确保了精确地反映汽车的由直流电机移动的封闭件的机械特性。这种精确性对汽车的运行至关重要，因为可能出现的偏差会间接导致夹紧力的巨大波动。夹紧力的这些巨大波动的出现是不期望的，因为夹紧力一方面受规定的预先设定所限，而另一方面又应当仅可能地高，以便相对于不期望的电机停运过程或电机逆转过程给予整个系统足够的坚固性。

在本发明中，为了减少不期望的夹紧力的波动，在汽车运行时确定至少一条其它的参考特性曲线，并将其不易失地储存在汽车的存储器中。每个其它的参考特性曲线配于另外的环境温度。

如所实施的那样，上述的第一参考特性曲线在工厂内制造汽车期间确定。在那的第一环境温度在下文中被称为标准温度。该标准温度的关系式优选如下：

10℃≤T_k1≤25℃。

第二参考特性曲线例如是低温特性曲线。它描述了处于优选适用于下列关系式的温度下的能移动的封闭件的机械特性：

-40℃≤T_k2≤-10℃。

视情况存在的第三参考特性曲线例如是高温特性曲线。它描述了处于优选适用于下列关系式的温度下的能移动的封闭件的机械特性：

30℃≤T_k3≤50℃。

其它的参考特性曲线原则上同样可以在工厂内制造汽车期间确定，并且不易失地储存。然而这也伴随着较高的费用。例如必须为此将汽车冷却到-40℃。

为避免这种高费用，对其它的参考特性曲线的测定在汽车运行期间适配地进行。在此，例如以对应室温T_k1＝20℃的第一参考曲线为出发点，并且测出温度相关的变化。例如可以规定的是，第二参考特性曲线是低温特性曲线，并且描述了T_k2＝-40℃时能移动的封闭件的机械特性。

当在-40℃至20℃之间的任意温度T下亦即T∈[-40℃，20℃]时对特性曲线点进行再建时，对于电机运行来说如下计算在位置x上的特性曲线点RF：

通常适用：

$\mathrm{RF}(T,x)=\mathrm{RF}(T_{k1},x)+\frac{[\mathrm{RF}(T_{k2},x)-\mathrm{RF}(T_{k1},x)]\·(T-T_{k1})}{T_{k2}-T_{k1}}.$

这意味着，借助线性内插法获得当前的特性曲线点。

这在图3中示出。图3中示出了特性曲线点RF(T，x)与温度T的关系图。在图3中示出的特性曲线点RF(T_i，x)位于特性曲线点RF(-40℃，x)与RF(20℃，x)之间的连接线上。

再建的特性曲线点RF(T_i，x)用作汽车防夹算法的参考力。在使用转速脉冲的情况下从电机速度和电机电压或从电机电流中测得的力值可与这一参考力比较，以便识别是否存在夹紧。

若确定不存在夹紧，则把测得的力值应用于更新这两条已储存的参考特性曲线，以便使这些参考特性曲线与封闭件的在运行时由于老化而发生改变的机械特性相匹配。

这是如下进行的，即，先测得与特性曲线点的偏差：

ΔRF(T_i，x)＝RF_gemessen(T_i，x)-RF(T_i，x)。

然后如下地将偏差分配到参考特性曲线上：

通常适用：

$\mathrm{\ΔRF}(T_{K2},x)=\mathrm{\ΔRF}(T_i,x)\·\frac{(T-T_{K1})}{T_{K2}-T_{K1}};$

通常适用：

$\mathrm{\ΔRF}(T_{K1},x)=\mathrm{\ΔRF}(T_i,x)\·[1-\frac{(T-T_{K1})}{T_{K2}-T_{K1}}].$

紧接着用计算得出的值对特性曲线进行更新。在此，优选将偏差限定于极值ΔRF_max。这样做的优点是，一次故障不会直接给参考特性曲线带来谬误的影响。

前述做法在图4中示出。图4以业已在图3中示出的特性曲线点RF(-40℃，x)、RF(T_i，x)和RF(20℃，x)为基础，分别示出了相关的偏差ΔRF(-40℃，x)、ΔRF(T_i，x)和ΔRF(20℃，x)以及分别示出了相关的已更新的特性曲线点。

通过不断更新，逐渐形成所期望的低温特性曲线，因此该低温特性曲线不必在汽车制造时就已经确定。开始时出现的由温度引起的夹紧力波动因此始终减小。

在前述实施形式中可知，温度引起的封闭件的机械特性的变化与出现的温度变化线性相关。由于在实践中不是始终都是这样的，所以所述线性内插法可以按需根据温度扩展成任意的概图。在图5中示例性实施了这种概图。在那示出了一个关系图，图中示出了温度影响因子K_temp(T)与温度的关系。该温度影响因子同样参与了用于特性曲线再建和特性曲线更新的关系式。温度影响因子K_temp(T)在此是介于0和1之间的一个值，表示环境的温度特性曲线在相应的温度下有多强的影响。用于特性曲线再建的计算如下：

RF(T，x)＝RF(20℃，x)+[RF(-40℃，x)-RF(20℃，x)]·K_Temp(T)。

通过考虑到因子K_temp(T)，也随参考特性曲线的更新如下进行相应的匹配：

ΔRF(-40℃，x)＝ΔRF(T_i，x)·K_Temp(T)；

ΔRF(20℃，x)＝ΔRF(T_i，x)·(1-K_Temp(T))。

前述方法可以应用于不同温度下的任意多个参考特性曲线。然后观察接下来包含当前环境温度的那两条特性曲线。

图6示出了一种用于对汽车中用直流电机移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正的装置。该装置具有操作开关1、实施成微型计算机的控制单元2、驱动器3、直流电机4、霍尔传感器5、能够移动的封闭件6、用于关闭力限定算法的存储器7和用于参考特性曲线的存储器8。存储器8例如具有三个存储区域8a、8b、8c，其中存储区域8a用于存储第一参考特性曲线，存储区域8b用于存储第二参考特性曲线以及存储区域8c用于存储第三参考特性曲线。

通过操纵操作开关1使能够移动的封闭件运动。其输出信号被输送给控制单元2，控制单元2经由驱动器3向直流电机4提供触发信号。直流电机又如此地触发能够移动的封闭件6，使其在朝着封闭状态的方向或打开状态的方向运动。

在直流电机运行期间，借助霍尔传感器5从电机的转子轴上获取脉冲并且将其输送给控制单元2。控制单元对脉冲进行计数，并且确定电机的转动速度。从该转动速度和电机电压中又求得电机的驱动力。此外，控制单元2设置用于实施储存在存储器7内的关闭力限定算法。此外，控制单元2还设置用于测出上述参考特性曲线，并将其不易失地储存在存储器8的存储区域8a，8b，8c中。在此，第一参考特性曲线的测定在工厂制造汽车时就已完成，一条或多条其它的参考特性曲线的测定则如上所述在汽车运行时适配地进行。

图7示出了一张草图，图中示出了多个摩擦力-冲程长度关系或参考特性曲线，其中参考特性曲线F1例如储存在存储器8的存储区域8a中，参考特性曲线Fl′储存在存储区域8b中，参考特性曲线Fl″储存在存储区域8c中。

在上述实施例中，存储器8设置用于储存参考特性曲线。按照本发明，参考特性曲线也可理解为是一条由多个取样点形成的参考特性曲线，其中为获得附加的值而可以在这些取样点之间插补取样点。

Claims (15)

1.一种用于对汽车的用直流电机移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正的方法，其中，在制造汽车时，在能够移动的封闭件的关闭过程中测得能够移动的封闭件在第一环境温度下的机械特性并将该机械特性以第一参考特性曲线的形式不易失地储存在汽车的存储器中，并且其中将该已储存的参考特性曲线在汽车运行时与计算得出的特性曲线相比较，其特征为，在汽车运行时测得至少一条其它的参考特性曲线并且将其不易失地储存在汽车的存储器中，其中，每个其它的参考特性曲线配于另外的环境温度。

2.按权利要求1所述的方法，其特征为，每个其它的参考特性曲线在汽车运行期间适配地测得。

3.按权利要求2所述的方法，其特征为，通过基于温度的线性内插法或通过温度影响因子进行适配，所述温度影响因子描述了相应温度的影响。

4.按前述权利要求之一所述的方法，其特征为，第一环境温度为10℃≤T_k1≤25℃的标准温度。

5.按前述权利要求之一所述的方法，其特征为，其它的参考特性曲线之一是低温特性曲线。

6.按权利要求4所述的方法，其特征为，低温特性曲线描述了当温度为-40℃≤T_k2≤-10℃时能够移动的封闭件的机械特性。

7.按前述权利要求之一所述的方法，其特征为，其它的参考特性曲线之一是高温特性曲线。

8.按权利要求6所述的方法，其特征为，高温特性曲线描述了当温度为30℃≤T_k3≤50℃时能够移动的封闭件的机械特性。

9.按前述权利要求之一所述的方法，其特征为，在运行期间计算得出的特性曲线在使用转速脉冲的情况下计算得出，所述转速脉冲借助传感器从直流电机的转子轴导出。

10.按权利要求1至8之一所述的方法，其特征为，在运行期间计算得出的特性曲线在使用电机电流的情况下计算得出。

11.按前述权利要求之一所述的方法，其特征为，在汽车运行期间对已储存的参考特性曲线进行更新。

12.按前述权利要求之一所述的方法，其特征为，参考特性曲线分别对应于摩擦力-冲程长度关系图。

13.按前述权利要求之一所述的方法，其特征为，能够移动的封闭件是汽车的侧车窗或汽车的天窗。

14.一种用于对汽车的用直流电机移动的封闭件的机械特性的随温度发生的变化进行修正的装置，所述装置包括

-操作开关(1)，

-控制单元(2)，

-被控制单元(2)经由驱动器(3)触发的直流电机(4)，

-由直流电机驱动的能够移动的封闭件，

-用于储存关闭力限定算法的存储器(7)，以及

-参考特性曲线存储器(8)，

其特征为，参考特性曲线存储器(8)具有多个存储区，每个存储区被设置用于存储一条配于另外的温度的参考特性曲线。

15.按权利要求14所述的装置，其特征为，控制单元(2)被设置用于在汽车运行期间适配地测得至少一条参考特性曲线。

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