CN101929876B - 获得用于检测闭合开口的障碍物的指标的方法 - Google Patents

获得用于检测闭合开口的障碍物的指标的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101929876B
CN101929876B CN201010211809.0A CN201010211809A CN101929876B CN 101929876 B CN101929876 B CN 101929876B CN 201010211809 A CN201010211809 A CN 201010211809A CN 101929876 B CN101929876 B CN 101929876B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
voltage
motor voltage
sub
velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010211809.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101929876A (zh
Inventor
保罗·比扎尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inteva Products France SAS
Original Assignee
ArvinMeritor Light Vehicle Systems France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ArvinMeritor Light Vehicle Systems France SA filed Critical ArvinMeritor Light Vehicle Systems France SA
Publication of CN101929876A publication Critical patent/CN101929876A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101929876B publication Critical patent/CN101929876B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/29Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
    • H02P7/2913Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05FDEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/40Safety devices, e.g. detection of obstructions or end positions
    • E05F15/41Detection by monitoring transmitted force or torque; Safety couplings with activation dependent upon torque or force, e.g. slip couplings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60JWINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J1/00Windows; Windscreens; Accessories therefor
    • B60J1/08Windows; Windscreens; Accessories therefor arranged at vehicle sides
    • B60J1/12Windows; Windscreens; Accessories therefor arranged at vehicle sides adjustable
    • B60J1/16Windows; Windscreens; Accessories therefor arranged at vehicle sides adjustable slidable
    • B60J1/17Windows; Windscreens; Accessories therefor arranged at vehicle sides adjustable slidable vertically
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0851Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load for motors actuating a movable member between two end positions, e.g. detecting an end position or obstruction by overload signal
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/093Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2400/00Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10Electronic control
    • E05Y2400/52Safety arrangements associated with the wing motor
    • E05Y2400/53Wing impact prevention or reduction
    • E05Y2400/54Obstruction or resistance detection
    • E05Y2400/55Obstruction or resistance detection by using load sensors
    • E05Y2400/554Obstruction or resistance detection by using load sensors sensing motor load
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2400/00Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10Electronic control
    • E05Y2400/52Safety arrangements associated with the wing motor
    • E05Y2400/53Wing impact prevention or reduction
    • E05Y2400/54Obstruction or resistance detection
    • E05Y2400/56Obstruction or resistance detection by using speed sensors
    • E05Y2400/564Obstruction or resistance detection by using speed sensors sensing motor speed
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53Type of wing
    • E05Y2900/531Doors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53Type of wing
    • E05Y2900/542Roof panels
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53Type of wing
    • E05Y2900/546Tailboards, tailgates or sideboards opening upwards
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53Type of wing
    • E05Y2900/55Windows

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及在电机驱动的开口的闭合运动中用于获得一个检测障碍物的指标的方法。该获得方法包括一个用于确定电动机轴的转动速度的步骤以及一个用于确定该电动机电压的定量表示的步骤。然后该检测指标是通过根据该轴的转动速度以及该电动机电压的定量表示用于计算这个指标的一个步骤来获得的。本发明使之有可能在一个电机驱动的开口的闭合运动中获得用于检测障碍物的一个指标,该指标既是鲁棒的又是不昂贵的。

Description

获得用于检测闭合开口的障碍物的指标的方法
技术领域
本发明涉及一种在电机驱动的开口的闭合运动中获得用于检测障碍物的指标的方法。
背景技术
在关闭开口时,重要的是能够检测存在着对于闭合的障碍物。例如,在汽车领域中当关闭一个车窗时,有用的是检测出存在着防止开口闭合的使用者的一个部分,以便避免夹卡现象。
在电机驱动的开口的领域中,缺乏通过一个适当的指标来检测防止开口的闭合的障碍物可能导致损坏电动机、控制机构、开口、和/或这个障碍物。
特别是在汽车领域中,这些电驱动的开口要求使用一种鲁棒的检测指标,从而使之有可能将存在的障碍物与在闭合的位置中开口与该开口的密封装置或闭合密封件的接触区别开。
已经提出了用于电机驱动闭合的开口的不同的间接检测指标。
然而,这些防夹紧的标准正变得越来越严格并且特别是当开口到达闭合密封件时。就鲁棒性和成本而言,所提出的检测指标并非完全令人满意。
因此,存在着一种需要来获得在电机驱动的开口的闭合运动中用于检测障碍物的一种鲁棒的并且不昂贵的指标。
发明内容
为此,本发明提出了一种在电机驱动的开口的闭合运动中获得用于检测障碍物的指标的方法,该方法包括以下步骤,用于:确定电动机轴的转动速度;确定电动机电压的一个定量表示;根据该电动机轴的转动速度以及电动机电压的定量表示来计算该障碍物检测指标。
根据一个变体,该障碍物检测指标是由以下公式获得:
Tr=Ur-K*w;其中:
Tr是应用在该电动机轴上的阻力性扭矩的一个定量表示;
Ur是该电动机电压的定量表示;
K是该电动机的扭矩常数;
w是该电动机轴的转动速度。
根据一个变体,该电动机的速度是由一个反馈回路控制的。
根据一个变体,该电动机电压的定量表示是通过测量由该反馈回路控制的电动机电压来确定的。
根据一个变体,该用于确定电动机电压的定量表示的步骤包括用于对该电动机电压进行滤波的一个子步骤,该子步骤跟随着用于测量该电动机电压的一个子步骤。
根据一个变体,该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤包括以下子步骤:测量该电动机电压;通过该轴的转动速度将该电动机电压调相为一个定相电压;该电动机电压的定量表示是该定相电压。
根据一个变体,该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤在该电动机电压的测量与调相的子步骤之间进一步包括以下子步骤,用于:将该电动机电压作为时间的一个函数记录在一个表中;确定在所记录的最后一个电动机电压与所确定的电动机轴的转动速度之间的一个相移;用于对该电动机电压进行调相的子步骤是通过从该表中提取由所确定的相移值进行移相的电动机电压来执行的,这个提取的值被保留作为该定相电压值。
本发明还提出了在一个电机驱动的开口的闭合的运动中用于检测障碍物的一种方法,该方法包括以下步骤:根据如以上说明的用于获得一种障碍物检测指标的方法在该开口的闭合的运动中获得用于检测障碍物的一个指标;将该障碍物检测指标与一个阈值进行比较。
本发明还提出了用于实现以上说明的方法的一种障碍物检测装置。
本发明还提出了用于操作车辆开口的一种电机驱动的系统,该系统包括如以上说明的装置。
附图说明
本发明的其他特征和优点将通过阅读唯一地作为实例并且参见附图给出的本发明的这些实施方案的以下详细说明而将变得清楚,这些附图示出:
图1:用于闭合开口的电动机的不同变量作为时间的函数的趋势曲线图;
图2:示意性地表示获得一个检测指标的简图。
具体实施方式
本发明涉及在具有速度调节的电机驱动的开口的关闭运动中获得用于检测障碍物的指标的一种方法。该获得方法包括用于确定电动机轴的转动速度的一个步骤以及用于确定电动机电压的定量表示的一个步骤。
然后通过根据该轴的转动速度以及该电动机电压的定量表示来计算这个指标的一个步骤来获得该检测指标。
在汽车的电机驱动开口的领域中,防夹卡标准的要求对获得一种更加鲁棒的或者甚至更加可靠的检测指标提出了要求。
在实践中,防夹卡标准在涉及到当一个开口接近其闭合位置时检测一个障碍物是特别严格要求的。
此时,优选的是调节该速度。例如,该速度是使用一个参考速度曲线来进行调节的。因此该速度调节是与开口在其闭合过程中的位置相联系的。当该开口接近其闭合位置时,电动机的转动速度可以因此被减小。
这种速度上的减小增加了检测性能并且使之有可能使存在的障碍物与该开口(例如)在闭合开口的密封装置上的接触相区别。这种速度上的减小还允许在与闭合的速度有关的检测功能上的更大的响应性。
当使用特定的检测指标时,速度的调节可以导致在速度调节功能与障碍物检测之间冲突。
首先,这种速度调节干扰了将电动机轴的转动速度用作一个鲁棒的检测指标。实际上,电动机轴或开口的速度在开口闭合的过程中在改变。因此,所调节速度不是障碍物存在或缺失的一个特征。
其次,这种速度调节防止使用电动机电压,因为电动机电压被用来控制速度调节。速度反馈的另一个功能是增加或减少电动机电压,以控制开口的闭合速度。例如,当接近顶篷密封件、或车门的顶部密封件时,轴的速度被减小。因此,电动机电压独立于障碍物的存在而变化。
于是可以设想基于使用与电动机电流相联系的一种指标的障碍物检测。
然而,将电动机电流用作一个检测指标必须要求使用一个专用的传感器、一个电流强度传感器。此外,电动机电流的强度受到电动机供电噪声(换言之“波纹噪声”)或者甚至由于速度调节所引起的噪声的污染。最后,当为了克服惯性而命令速度改变时这种电动机电流受到所需要的额外电扭矩的影响。
使用基于电动机轴的转动速度和电动机电压二者的一种检测指标避免了这些缺点。一方面,这个指标不要求测量电流并且因此不要求使用一个专门的传感器。另一方面,基于电动机轴的转动速度和电动机电压二者的检测指标使之有可能在通过相应的速度变化进行调节的过程中补偿电动机电压的变化。
因此,使用这样一个指标使之有可能克服分别使用这两个量值的这些缺点,例如像障碍物的减少的可见性。于是,这样一个指标是鲁棒的,换言之是可靠的。
使用这样一个指标还使之有可能获得一种经济的、或者不昂贵的检测指标,这是就其在用于速度调节功能而已经要求的那些之外它不要求任何其他传感器而言。
本发明最终使之有可能获得一种指标,该指标在电机驱动的开口的闭合运动中对于检测障碍物既是鲁棒的又是不昂贵的。
还有可能将由该方法获得的指标用于闭合的速度不受调节的开口。于是有可能将这种用于获得检测指标的方法用于所有这些电机驱动的开口,而不必顾虑安装或没安装速度调节功能。因此,这使之有可能发展用于获得检测指标的一个单独类型的方法并因此使设计成本最小化。这样一种用于获得具有非调节的闭合速度的开口的检测指标的方法因此而保持为鲁棒的或可靠的,并且使之有可能获得一种节省。
用于计算该障碍物检测指标的步骤优选是通过以下公式获得的:
Tr=Ur-K×w
其中,Ur是电动机电压的定量表示,K是电动机的扭矩常数,w是电动机轴的转动速度,并且Tr是施加到电动机轴上的阻力性扭矩的定量表示。
然后,由该方法获得的指标由下组直流电动机的机械和电动等式得出:
U = R × I + K × w J × dw dt = K × I - T
其中,U是电动机电压,R是电动机电阻,I是电流,K是电动机的扭矩常数,w是电动机轴的转动速度,J是惯性而T是施加到电动机轴上的阻力性机械扭矩。
该组等式被解出为T:
T = K R × U - K 2 R × ( w + R × J K 2 × dw dt ) .
电动机的响应时间被确定为:
τ em = R × J K 2 ·
于是获得以下等式:
T = K R × U - K 2 R × ( w + τ em × dw dt ) .
应用拉普拉斯变换,在时域中这个等式的变换是更加困难的并允许一种更加简洁的表达式:
T ( s ) = K R × U ( s ) - K 2 R × ( w ( s ) + τ em × s × w ( s ) ) .
于是这个等式被简化为:
T ( s ) = K R × U ( s ) - K 2 R × w ( s ) × ( 1 + τ em × s ) ,
或者甚至被简化为:
T ( s ) 1 + τ em × s = K R × U ( s ) 1 + τ em × s - K 2 R × w ( s ) .
然后将Tf取为对于作为时间常数的电动机响应时间被滤波的扭矩,换言之:
Tf ( s ) = T ( s ) 1 + τ em × s ·
它允许我们将前一等式简化为:
于是将Uf取为对于作为时间常数的电动机响应时间被滤波的电压,换言之:
Uf ( s ) = U ( s ) 1 + τ em × s ·
这允许我们将前一等式简化为:
Tf ( s ) = K R × [ Uf ( s ) - K × w ( s ) ] .
通过应用拉普拉斯逆变换,我们得到了:
Tf = K R × ( Uf - K × w ) .
图1是展示了这些不同电动机变量,Tf、U、w作为时间函数的变化的曲线图,Tf由前一公式获得。图1还示出了电动机电压中增加,这与增加电动机速度w的速度调节相联系。
前一公式的K/R项是电动机的这些参数的一个常数项特征。这一项表示了一个简单的增益。因此,为了节省计量功率起见,所获得的结果可以表示为一个电压。因此存在着计算线的节省。于是有可能通过使用该公式来计算扭矩Tr的定量表示:
Tr=Uf-K×w.
还有可能在将电动机电压滤波为一个电压Uf上做出节省。于是将滤波的电压Uf替换为电动机电压的定量表示Ur作为(例如)电动机电压。于是最后获得以下等式:
Tr=Uf-K×w
按照该方法,因此获得了一个量值,该量值估算了电动机轴上的阻力性扭矩。此时该阻力性扭矩的这种估计可以是间接的,因为可以省却一个专用的力传感器。
电动机轴上的阻力性扭矩的特征是存在着防止开口闭合的障碍物。这个指标是与该阻力性扭矩相联系的电流部分成比例的但独立于同电动机电压相联系的电流部分。
实际上,如图1所展示,当通过调节使速度增加时,这个估算的扭矩T不改变。于是T的这些未来变化是存在着独立于速度调节的一个障碍物的特征。
因此,阻力性扭矩使之有可能获得一个鲁棒的检测指标,因为该检测指标独立于开口的闭合速度的调节功能。
这种用于获得检测指标的方法可以被用于电动机速度受一个反馈回路控制的电机驱动的开口的闭合。
该反馈回路使之有可能核查所调节的速度确实是由电动机轴的转动所达到的。然后反馈回路根据电动机轴的转动速度的电流来调节电动机电压,以达到所希望的速度。
该反馈回路可以通过多个检测指标(如,单独的电动机电压或单独的转动速度)而干扰障碍物检测的可靠性或鲁棒性。
因此,当开口遇到一个障碍物时,开口的速度并且因此轴的转动速度由于这些阻力性力而趋于减小。然而,该反馈功能做出反应并且使电动机电源电压增加,以使速度保持为其最初值,而电动机轴的转动速度与电动机电源电压是成比例的。
因此,当使用一个检测指标(如电动机轴的转动速度)时,该速度反馈可以通过设法维持一个恒定的速度而减少该障碍物的可见性。
此外,使用一个检测指标(如电动机电压)可以干扰存在障碍物的正确检测。实际上,电动机电压的变化对于同障碍物的存在不相关的其他情形也是特征性的。
此外,由于这种闭环配置,电动机电流响应于扭矩的这些变化是轻微地不稳定的。
因此,一种用于获得检测指标的方法(该指标最终成为根据转动速度以及一个电动机电压的定量表示的一种检测指标)是特别有用的。
电动机轴的转动速度也可以通过使用任何类型的常规的轴转动速度传感器来确定。该轴的转动速度还可以通过任何开口闭合速度传感器来间接地确定。
电动机电压的定量特征可以通过将电动机电压的定量特征与在电动机的终端处使用一个电压传感器的一个电压测量值来进行类比二而直接地确定。
然而,在电动机速度反馈回路的情况下,有可能测量由该反馈回路控制的电动机的电压,以便能够确定一个代表性量值。然后假设该受控制的电动机的电压确实代表该电动机电压。
实际上,直接使用电动机电压的测量值来获得障碍物检测指标可能是困难的。事实上,该开口的闭合的速度在反馈过程中受电动机电压变化的控制。于是电动机电压的变化是通过脉冲宽度调节来实施的。这样一种实现方式可以在电动机的电压信号中产生大量的噪声。
使用受控制的电压来确定该代表量值使之有可能克服与速度反馈回路相关联的这些可能的噪声。
还有可能通过将电动机电压类比为代表电动机电压的任何其他量值来确定电动机电压的定量表示。然后这就足以使这个代表性量值在实施该获得的方法的系统中是可供使用的。例如,安装多个传感器用于速度调节功能。这种可供使用性意味着在实施该获得的方法时不需要专门的获取装置。
还有可能通过测量电动机电压(无论受控制与否)然后通过将电动机电压滤波为一个滤波电压来确定电动机电压的定量特征。这种滤波使之有可能(在适当时)消除可以干扰所获得的检测指标的可靠性的大量噪声。
于是,用于确定电动机电压的定量表示的步骤包括用于对电动机电压进行滤波的一个子步骤,该子步骤跟随着一个用于测量电动机电压的子步骤。
因此,如果使用根据以下公式用于获得的该检测指标的方法:
Tr=Ur-K×w
有可能使用由电动机的响应时间常数滤波的电压作为电动机电压Uf的定量表示。于是我们回到以下公式:
Tr=Uf-K×w.
图1展示了通过闭合速度调节在电动机电压增加的过程中,作为时间的函数的被滤波的扭矩Tf的变化。
例如,该过波器可以是一个一阶滤波器。
返回这个公式以便计算该指标实际上就等同于通过使用以下公式来对电动机电压进行(在这种情况下一阶的)滤波:
Uf n = P × Uf n - 1 + ( 1 - P ) × ( Uc n + Uc n - 1 2 ) ,
其中,Ufn是在时刻n的滤波电压,Ufn-1是前一时刻n-1的滤波电压,Ucn是在时刻n的电动机电压,Ucn-1是前一时刻n-1的电动机电压。Ucn和Ucn-1可以是受反馈回路控制的电动机电压。最后,P是通过以下公式获得的:
P = e Δt τ em ,
其中,Δt是在时刻n与时刻n-1之间的电压采样间隔。例如,在汽车开口的领域中,该采样间隔可以是3ms。
为了在以下说明中清楚起见,术语“电动机电压”包括的概念有电动机电压、经滤波的电动机电压、受控制的电动机电压、以及经滤波并受控制的电动机电压。
该方法的确定步骤可以包括:在用于测量电动机电压的一个子步骤之后,用于对电动机电压调相的一个子步骤。这个步骤也被称为同步或对齐的子步骤。这种调相是相对于在该获得的方法的前一步骤中确定的轴的转动速度来进行的。于是,在此获得了对于电动机轴的转动速度定相的一个电动机电压。然后,这个定相的电动机电压可以被用作电动机电压的定量表示。
实际上,取决于所使用的这些传感器,电动机电压以及轴的转动速度可以针对彼此不同步的多个时刻来确定。该速度可以是在时刻m确定的,而电压是在时刻n确定的。
例如,在所测量的电压的时间上对于一个采样使用一个常规的传感器,以便确定电动机电压的一个定量表示。为了方便起见,例如,在汽车开口的领域中更加经常的是以一个3ms的间隔来使用一种恒定间隔采样。当这样一个传感器与一个霍尔效应传感器一起使用来确定电动机轴的转动速度时,于是这两个确定的量值不是同步的。
用于确定转动速度的霍尔效应传感器是与电动机轴上的一个定向磁铁结合使用。在轴的转动过程中,磁铁的方向改变并且然后霍尔效应传感器记录方向的这些变化。于是方向改变的频率使之有可能确定轴的转动速度。然而,轴的这个转动速度不是根据恒定间隔采样时间来确定的。该速度是以一定间隔来采样的,该间隔取决于电动机轴自身的转动速度。
应该指出,这种轴转动速度传感器对于它的按独立于检测功能的多种功能的使用可能是有价值的,如调节或者甚至反馈功能。速度传感器使之有可能在实践中在其闭合的过程中确定该开口的位置,以调节该速度和/或检查该闭合速度的反馈。速度传感器的其他用途说明了就节省传感器而言为何我们寻求利用由霍尔效应类型的传感器所确定的速度。
调相使之有可能避免在所确定的转动速度与电动机电压之间的失去同步。当失去同步不再是一个因素时,因为时间的偏差对于检测指标就避免了存在的噪声。这种噪声实际上可以减少该检测指标的可靠性和鲁棒性。
因此,这种调相使之有可能增加该检测指标的可靠性和鲁棒性,同时节省任何额外的传感器。
图2使用了一个简图来示意性地展示通过一个调相子步骤获得检测指标的方法的一个实施方案。电动机轴60的转动速度是确定的。电动机电压50、或者控制的电动机电压被测量出。将这个电压由一个滤波器10滤波以获得一个滤波电压51。然后使用一个调相或同步装置20对滤波的电压51进行相位对齐以获得一个定相电压52。在乘法器30中在使轴60的转动速度乘以电动机的常数之后,将所获得的值63在40中与定相的电压52相减以获得检测指标70。
在用于确定该电动机电压的定量表示的步骤中,该调相的子步骤之前可以有多个调相准备子步骤。因此,在用于测量电动机电压的子步骤之后,有可能提供用于将电动机电压记录在一个表中的一个第一子步骤。然后该表记录了作为时间的函数的这些不同的电动机电压。
可以做出的安排是使最后的电动机电压记录在该表的第一单元中,然后使在前的电动机电压在该表中被偏移。
用于记录最后的电动机电压(第n个电动机电压)的子步骤于是由以下公式表示:
Table[0]=Un。
提供一个第二子步骤,用于确定在最后的电动机电压(在时刻n测量并且然后记录的)与电动机轴的转动速度(在时刻m确定的)之间的相移。
如果使用了一个霍尔效应传感器,电动机轴的转动速度被确定为用于一个采样,该采样的间隔取决于转动速度。因此,当转动速度为高时,该采样间隔为低,而在同一个间隔的过程中电动机轴上的磁铁的方向改变了很多次。另一方面,当转动速度较低时,则该采样间隔是较大的。
在采样间隔(或周期)与转动速度之间的这种联系使之有可能使用转动速度来及时地确定哪个是最后的速度采样间隔。然后将这个最后速度采样间隔与电动机电压采样常量间隔进行比较。这种比较允许我们就常量采样间隔的数目而言最终确定在转动速度的测量值与记录在该表中的最后电压之间的相移。
在包括记录和确定相移的子步骤的方法的实施方案中,该调相子步骤是从该表中提取由所确定的相移植进行了移相的电动机电压来进行的。于是,这个电压就是定相电压。
使用前一记录子步骤的表示,并且就常量采样间隔的数目而言通过将k取为该相移值,该调相子步骤可以由以下公式表示:
Un-k=Table[k]。
然后,该电压的定量表示被确定为用于计算检测指标的步骤的定相电压。
然后该计算步骤可以根据以下公式来进行:
Tr=Un-k-k×wm
其中,wm是最后确定的速度,即在时刻m确定的速度。
在刚刚已经说明的这些实施方案中,这些记录和确定相移的子步骤就如此被插在这些电动机电压测量和调相的子步骤之间。
本发明还提出了在电机驱动的开口的闭合的运动中用于确定障碍物的一种方法。于是,这种检测方法使用了以上说明的用于获得一种检测指标的方法的这些实施方案之一,然后将所获得的指标与一个阈值进行比较。通过与这个阈值比较于是使之有可能确定一个障碍物的存在或不存在。
一个障碍物的检测可以跟随有该开口的闭合的电动机的停止、该电动机转动方向的倒转或者任何其他使之有可能避免损害该电动机、控制机构、开口、或障碍物的反应。例如,它有可能发出一个可听见的或可见的报警。
本发明还提出了能够实施该检测方法的一种检测装置。
该检测方法以及该检测装置得益于这种用于获得该检测指标的方法的优点,如其鲁棒性或其廉价性。
本发明最后提出了通过速度调节用于操作车辆开口的一种电机驱动系统,该系统包括能够实施该检测方法的检测装置。该开口可以是车窗、滑动顶篷、车门、行李箱盖、后车门、遮阳帘、或者甚至是汽车领域中已知的任何种类的开口。例如,该操作系统可以是一个车窗调节器或者是一个滑动顶篷的操作系统。

Claims (10)

1.用于在电机驱动的开口的闭合运动中获得用于检测障碍物的一个指标的方法,该方法包括以下步骤:
-确定电动机轴的转动速度;
-确定电动机电压的一个定量表示;
-根据该电动机轴的转动速度以及该电动机电压的定量表示来计算该障碍物的检测指标,
其中,该电动机轴的转动速度是由一个反馈回路控制的,以及
其中,该电动机电压的定量表示是通过测量由该反馈回路控制的该电动机的电压来确定的。
2.根据权利要求1所述的方法,其中该障碍物检测指标的计算是由以下公式获得的:
Tr=Ur-K*w;其中:
Tr是应用到该电动机轴上的阻力性扭矩的一个定量表示;
Ur是该电动机电压的定量表示;
K是该电动机的扭矩常数;
w是该电动机轴的转动速度。
3.根据权利要求1所述的方法,其中该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤包括一个用于对该电动机电压滤波的子步骤,该子步骤跟随一个用于测量该电动机电压的子步骤。
4.根据权利要求2所述的方法,其中该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤包括一个用于对该电动机电压滤波的子步骤,该子步骤跟随一个用于测量该电动机电压的子步骤。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法,其中该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤包括以下子步骤:
-测量该电动机电压;
-通过该轴的转动速度将该电动机电压调相为一个定相电压;
该电动机电压的定量表示是该定相电压。
6.根据权利要求5所述的方法,其中该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤在该电动机电压测量子步骤与调相的子步骤之间进一步包括以下子步骤,用于:
-将该电动机电压作为时间的一个函数记录在一个表中;
-确定在所记录的最后的电动机电压与该电动机轴的所确定的转动速度之间的一个相移;其中用于对该电动机电压调相的子步骤是通过从该表中提取由所确定的相移值进行移相的电动机电压来执行的,这个提取的值被保留作为该定相电压值。
7.在电机驱动的开口的闭合的运动中用于检测障碍物的方法,该方法包括以下步骤:
-根据权利要求1至4之一的方法在该开口的闭合运动中获得用于检测障碍物的一个指标;
-将该障碍物检测指标与一个阈值进行比较。
8.根据权利要求7所述的在电机驱动的开口的闭合的运动中用于检测障碍物的方法,其中该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤包括以下子步骤:
-测量该电动机电压;以及
-通过该电动机轴的转动速度将该电动机电压调相为一个定相电压,其中该电动机电压的定量表示是该定相电压。
9.根据权利要求8所述的在电机驱动的开口的闭合的运动中用于检测障碍物的方法,其中该用于确定该电动机电压的定量表示的步骤在该电动机电压测量子步骤与调相的子步骤之间进一步包括以下子步骤:
-将该电动机电压作为时间的一个函数记录在一个表中;以及
-确定在所记录的最后的电动机电压与该电动机轴的所确定的转动速度之间的一个相移,其中用于对该电动机电压调相的子步骤是通过从该表中提取由所确定的相移值进行移相的电动机电压来执行的,这个提取的值被保留作为该定相电压值。
10.根据权利要求7所述的在电机驱动的开口的闭合的运动中用于检测障碍物的方法,其中该开口为车辆的车窗、滑动顶篷、车门、行李箱盖、后车门、遮阳帘中的任何一种的开口。
CN201010211809.0A 2009-06-19 2010-06-21 获得用于检测闭合开口的障碍物的指标的方法 Active CN101929876B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR09/02982 2009-06-19
FR0902982A FR2947116B1 (fr) 2009-06-19 2009-06-19 Procede d'obtention d'un critere de detection d'obstacles a la fermeture d'un ouvrant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101929876A CN101929876A (zh) 2010-12-29
CN101929876B true CN101929876B (zh) 2015-05-06

Family

ID=42167548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010211809.0A Active CN101929876B (zh) 2009-06-19 2010-06-21 获得用于检测闭合开口的障碍物的指标的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8390231B2 (zh)
KR (1) KR101842630B1 (zh)
CN (1) CN101929876B (zh)
FR (1) FR2947116B1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007020068A1 (de) * 2007-04-27 2008-10-30 Kaltenbach & Voigt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Motorkonstante eines Elektromotors
DE102010005676B3 (de) * 2010-01-26 2011-07-07 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt, 96103 Ansteuerverfahren für einen elektrischen Fensterheber
DE102010064213A1 (de) * 2010-12-27 2012-06-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen einer Bewegungsangabe, insbesondere für eine Blockiererkennung eines Schließsystems
JP2015148079A (ja) * 2014-02-06 2015-08-20 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 開閉体制御装置
CN104863449A (zh) * 2014-02-20 2015-08-26 张曦 一种开门机闭环自控装置和方法
RU185222U1 (ru) * 2017-02-13 2018-11-26 Общество с ограниченной ответственностью "Цифровая динамика" Устройство управления положением подвижной части автомобиля
IT201700023222A1 (it) * 2017-03-01 2018-09-01 Automotive Lighting Italia S P A Lighting & Body Electronics "Procedimento di anti-pizzicamento per apparato di movimentazione automatica di finestre scorrevoli in un autoveicolo, in particolare un apparato alza-cristallo automatico e relativo dispositivo"
CN108868425A (zh) * 2018-06-04 2018-11-23 江苏吉厚智能制造有限公司 汽车尾门防碰撞装置及汽车
US11611297B2 (en) 2020-09-18 2023-03-21 Gentherm Inc. Anti-pinch motor control
JP7496771B2 (ja) * 2020-12-25 2024-06-07 アルプスアルパイン株式会社 開閉制御装置および開閉制御方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4097788A (en) * 1975-12-17 1978-06-27 Danfoss A/S Control circuit for a self-starting electric motor
US4776433A (en) * 1988-01-25 1988-10-11 Westinghouse Electric Corp. Elevator door control system
CN1122173A (zh) * 1994-05-02 1996-05-08 道尔玛有限公司和两合公司 电动自动门的调节方法
US6118243A (en) * 1999-04-07 2000-09-12 Overhead Door Corporation Door operator system
US6426604B1 (en) * 1999-05-21 2002-07-30 Jidosha Denki Kogyo Kabushiki Kaisha Power window controlling device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5351439A (en) * 1992-04-21 1994-10-04 Koito Manufacturing Co., Ltd. Power window apparatus having improved safety device
DE19804175A1 (de) * 1997-02-04 1998-09-03 Nissan Motor Vorrichtung und Verfahren zur Feststellung des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Fremdkörpers oder dergleichen, der in einem motorbetriebenen Öffnungs/Schließmechanismus gefangen ist
DE19839025C2 (de) * 1997-09-01 2003-07-03 Alps Electric Co Ltd Hindernis-Nachweisverfahren für eine elektrische Fensterhebervorrichtung
US6051945A (en) * 1999-01-25 2000-04-18 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Anti-pinch safety system for vehicle closure device
DE10042169B4 (de) * 2000-08-15 2011-03-24 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Verfahren zum Ermitteln eines maximal zulässigen Motormoments
US7095200B2 (en) * 2004-09-16 2006-08-22 Alps Electric Co., Ltd. Power window apparatus with pinch detecting function

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4097788A (en) * 1975-12-17 1978-06-27 Danfoss A/S Control circuit for a self-starting electric motor
US4776433A (en) * 1988-01-25 1988-10-11 Westinghouse Electric Corp. Elevator door control system
CN1122173A (zh) * 1994-05-02 1996-05-08 道尔玛有限公司和两合公司 电动自动门的调节方法
US6118243A (en) * 1999-04-07 2000-09-12 Overhead Door Corporation Door operator system
US6426604B1 (en) * 1999-05-21 2002-07-30 Jidosha Denki Kogyo Kabushiki Kaisha Power window controlling device

Also Published As

Publication number Publication date
CN101929876A (zh) 2010-12-29
FR2947116B1 (fr) 2011-08-26
US20100319268A1 (en) 2010-12-23
FR2947116A1 (fr) 2010-12-24
KR101842630B1 (ko) 2018-03-27
US8390231B2 (en) 2013-03-05
KR20100136938A (ko) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101929876B (zh) 获得用于检测闭合开口的障碍物的指标的方法
US6555982B2 (en) Method and system for detecting an object in the path of an automotive window utilizing a system equation
US7038414B2 (en) Vehicle closure anti-pinch assembly having a non-contact sensor
US6051945A (en) Anti-pinch safety system for vehicle closure device
CN102889039B (zh) 一种车窗防夹系统防夹力的实时标定方法
CN101916981B (zh) 防止汽车电动行李箱电机堵转的方法及所应用的位置传感器
KR101186641B1 (ko) 출입문 이중 제어 장치 및 그 방법
US8412403B2 (en) Method and device for increasing the precision of the position determination of a motor-driven closure element of a vehicle
US20120323370A1 (en) Opening-and-closing member control device
US8909411B2 (en) Slip rate detection method and detection system for electric vehicle
US20200186062A1 (en) Ripple counting filtering and peak detection method and system
JP4617041B2 (ja) 可動部材を位置調整するためのプロセスの電子的な監視および制御方法
EP4001570A1 (en) Pinch detection based on motor current increase
US8541969B2 (en) Method and device for pulse width modulated activation of an electrical drive motor of an adjustment arrangement
US20120191305A1 (en) Closing device of a motor vehicle and method of operating the same
US8433538B2 (en) Method and device for balancing production-related inaccuracies of the magnetic wheel of an electromotive drive of a vehicle
US6329779B1 (en) Obstacle detection method for a motor-driven panel
KR20130101120A (ko) 엘리베이터의 도어 제어 시스템
US20130305608A1 (en) Method and apparatus for providing an indication of movement, particularly for recognition of blocking in a locking system
CN106394204A (zh) 防夹天窗控制方法
US6766686B2 (en) Device and method for detecting axial play
US6304048B1 (en) Method and device for determining torque in an automotive power window system
US6308461B1 (en) Method and system for detecting an object in the path of an automotive window utilizing a piezoelectric sensor
CN115538879B (zh) 电机转速值确定方法、车窗纹波防夹方法、车辆及介质
US20080259510A1 (en) Control Apparatus for an Actuating Device in a Motor Vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant