CN105610382A - 用于运行电动调节装置的方法和电动调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行电动调节装置的方法和电动调节装置，其中，电动调节装置(2)具有带两个接触部(28、34、36、38)的继电器(26、32)。在第一条件(60)下，继电器(26、32)伴随着经过接触部(28、34、36、38)的电流或在接触部(28、34、36、38)之间的电压降进行切换。在第二条件(62)下，继电器(26、32)在没有经过接触部(28、34、36、38)的电流或接触部(28、34、36、38)之间没有电压降的情况下进行切换。本发明还涉及一种机动车的电动调节装置(2)，特别是电动运行的行李舱盖，该电动调节装置具有带两个接触部(28、34、36、38)的继电器(26、32)。
Description
技术领域
本发明涉及用于运行电动调节装置的方法和电动调节装置。电动调节装置是机动车的组成部分，并且特别是电动运行的行李舱盖。
背景技术
机动车通常包括调节部件，例如侧窗和/或天窗，它们可以借助电动的调节驱动器来打开或关闭。各个调节部件借助由电动马达驱动的尤其是螺杆形式的传动装置来操作。为了调整调节部件的带动速度，电动马达借助脉宽调制(PWM)来运行，并且因此调整输送的电能。为了尽可能低成本地设计为此所需的控制装置，借助桥式电路实现了调节部件的方向反转。在这里，电动马达的电输出端借助继电器要么可以接到地线上要么可以接到通常是12伏的车载电源电势上。电动马达的其他电输出端与PWM控制器电连接，该PWM控制器又借助一个或两个半导体开关同样要么接到车载电源电势上要么接到地线上。因此，根据半导体开关和继电器的驱控，通过电动马达可以调整电流的方向，其中，借助PMW控制器调整平均电流强度。
如果在有经过继电器接触部的电流的情况下打开该继电器，那么在两个接触部之间就会形成电弧。经由电弧继续产生电流，从而尽管以其他方式驱控继电器但是电动马达仍继续被通电，也就是继续驱控调节部件。此外，接触部被烧损，从而开关过程的数量是有限的。也可能的是，由烧损导致的熔化的金属损坏继电器的其他组件。在这个过程中产生的热量同样也会导致继电器或者调节驱动器的其他组件受损。此外，两个接触部可能由于产生热量以及部分熔化而彼此焊接起来，并且因此不再具有继电器的功能。因此，在这种情况下，无法借助继电器关断电动马达，这就可能导致意外的人员受伤。例如当调节部件无法继续运动，特别是因为它处于最终位置上时，电动马达也有可能过载，这可能导致热故障。因此，为了修理调节驱动器至少需要更换继电器。
为了避免这种故障情况，公知的是，首先借助半导体开关中断流过电动马达的电流，并且在时间上紧接着操作继电器。由于借助半导体开关中断了电流，所以排除了形成电弧的可能性。为了将在接触部闭合时的接触电阻保持得尽可能小，用于接触部的材料必须具有尽可能小的比电阻。这类材料例如有银。然而，只要银暴露在环境空气中，它就容易与包含在环境空气中的氧气发生反应，从而在接触部的表面上形成氧化层。因此，导电性会降低并且在接触部之间形成的电阻会增加。这导致继电器在接触部闭合时由于增加的电阻而发热。在这里还可能的是，接触部在贴靠部的区域中发热，从而该区域部分地熔化，这导致两个接触部焊接起来并且导致继电器故障。因此，为了防止这种情况必须由如下材料来制造接触部，该材料一方面具有比较低的电阻，并且另一方面不会与环境空气发生化学反应。这类材料有金，因此继电器以及进而还有调节驱动器具有比较高的材料成本。
发明内容
本发明的任务是，提供特别合适用于运行机动车的电动调节驱动器的方法以及特别合适的机动车电动调节驱动器，其中，以有利的方式减少了制造成本，并且特别是提升了可靠性。
根据本发明，就所述方法而言，该任务通过权利要求1的特征得以解决，并且就所述电动调节驱动器而言，该任务通过权利要求8的特征得以解决。有利的改进方案和设计方案是各个从属权利要求的主题。
所述方法用于运行电动调节装置，该电动调节装置是机动车的组成部分。电动调节装置具有调节部件，该调节部件借助电动马达沿着调整路径移动。调节部件例如是门，例如推拉门或行李舱盖，或者是车窗，例如侧窗。作为对此的替选，调节部件是天窗或座椅，但至少是座椅的组成部分，如靠背或座位面。调节装置具有带两个接触部的继电器，通过这两个接触部可以中断流过继电器的电流。在这里，对继电器进行切换，并且要么两个接触部被转移到彼此直接机械接触中，要么松开两个接触部之间的直接机械接触。换而言之，在对继电器进行切换时，松开或建立两个接触部彼此的贴靠。为了切换继电器，也就是为了操作它，例如给电线圈通电，在该电线圈内优选布置有衔铁，该衔铁例如连接在两个接触部中的一个上。按照适宜方式，继电器与电动调节装置的电动马达电接触，其中，特别是继电器的其中一个接触部固定地连接在电动马达上，例如借助导线、线缆或者类似物。
所述方法规定，在一个工作步骤中检验第一条件和第二条件。如果存在第一条件，那么当要么出现经过接触部的电流要么出现两个接触部之间的电压降时，切换继电器。换而言之，当出现经过两个接触部的电流时，将两个接触部彼此分开。由于分开，在两个接触部之间基于由电流导致的施加在继电器上的电压而出现两个接触部之间的电压降。该电压降导致两个接触部之间形成等离子体，因此两个接触部之间的电流还会持续比较短的时间段。换而言之，在两个接触部之间形成电弧，该电弧在接触部继续彼此运动开时由于间距增大以及因此为了维持电弧所需电压提高而瓦解。
作为对此的替选，在第一条件下，如果两个接触部彼此间隔开，电压就施加在继电器上。因此，在切换时，两个接触部朝向彼此运动，并且由于出现在接触部之间的电压降，在这两个接触部处于直接机械接触中之前，在它们之间同样会出现电弧。由于存在电弧，两个接触部的表面分别部分地熔化，并且去除了可能的污染。总而言之，在存在第一条件时，当出现经过接触部的电流时，接触部就彼此分开，或者当接触部之间出现电压降时，两个接触部就被带到彼此机械连接中。
只要满足了第二条件并且特别是不满足第一条件，那么当在两个接触部之间没有电流时，切换继电器。当接触部之间没有电压降时，同样也切换继电器。换而言之，当两个接触部彼此贴靠并且没有流过继电器的电流时，就切换继电器。作为对此的替选，在第二条件下，当继电器上没有施加电压并且两个接触部彼此间隔开时，就切换继电器。因此，在第二条件下切换继电器时，就排除了在接触部之间形成电弧。总而言之，在存在第二条件时，当不存在经过接触部的电流时，接触部彼此分开，或者当接触部之间没有电压降时，两个接触部被带到彼此机械连接中。
基于这个方法，在存在第一条件时，接触部不存在可能的污染，例如氧化层。因此，排除了在两个接触部之间由于氧化层或其他污染而提高的接触电阻。而在存在第二条件时，排除了形成电弧，并且因此排除了接触部被烧损。因此，提高了继电器的使用寿命，其中，还可以使用成本较低的材料来构造两个接触部。接触部之间的电流和/或电压降，特别是在这种情况下施加在继电器上的电压，以适宜的方式借助半导体开关来调整，该半导体开关优选与继电器串联。作为对此的替选或者以与此组合的方式，电动调节装置具有两个串联的继电器，其中，伴随着电弧扩展的切换优选交替在两个继电器之间进行。
只要存在第二条件，就尤其借助电动调节装置的半导体开关来调节或中断对电动马达的通电。换而言之，借助半导体开关结束或开始流过继电器的电流。继电器尤其与电动马达串联。
第二条件尤其比第一条件出现得更加频繁。以这种方式减少了接触部的烧损。氧化层的构造或污染的沉积直至接触电阻升高都比较缓慢，因此在很少数量的伴随着形成电弧的切换过程中，继电器以及进而是电动调节驱动器仍然正常运行。在这里，在存在第一条件时，接触部仅会由于烧损而受损，其中，这优选很少发生。按照适宜的方式，第二条件是第一条件的补充。换而言之，要么存在第一条件要么存在第二条件。因此，继电器要么在存在电流或施加有电压时切换，要么在不存在电流或没有施加电压时切换。
按照适宜的方式，将超过特定数量的在没有经过接触部的电流的情况下的切换过程作为第一条件。作为对此的替选，将超过特定数量的在接触部之间没有电压降的情况下的切换过程作为第一条件，并且优选的是这两种类型的切换过程之和。因此，在不形成电弧的切换过程超过了特定的数量时，就执行形成电弧的切换过程。例如，数量在200到2000之间。以合适的方式，特定的数量等于250、300、500、750、1000或1500或者大于或小于相应的数量。因此，例如执行600次不形成电弧的切换过程，紧接着执行一次形成电弧的切换过程。紧接着又以合适的方式执行600次不形成电弧的切换过程。因此，提高了继电器的运行时间，这是因为仅每600次切换过程才对接触部进行一次清洁，该清洁会导致接触部的烧损。然而，在这里消除了接触部的可能的污染，从而在执行伴随着形成电弧的切换过程之后，在两个接触部贴靠时的电接触电压比较小。
按照适宜的方式，将超过特定的时间段作为第一条件。当进行伴随着电流经过接触部的切换过程或进行伴随着接触部之间产生电压降的切换过程时，该时间段开始。换而言之，特定的时间段分别随着形成电弧的切换过程而开始。因此，基本上在每个特定的时间段之后就执行伴随着形成电弧的切换过程。例如在这里，切换过程在电动马达的时间上紧随的操作过程的情况下执行，或者基本上不依赖于电动马达的操作地执行。特定的时间段优选与接触部的材料相协调，并且相应于预期会产生接触部的氧化或污染的时间，特别是相应于接触电阻升高了10％、20％、30％或50％的时间。以合适的方式，将10天、20天、1个月、2个月、4个月、6个月或者1年作为特定的时间段。
以合适的方式，将调节部件定位在最终位置中作为第一条件。换而言之，只要调节部件沿着调节路径位于最终位置中，就满足第一条件。换而言之，由于机械条件不可能沿着调节路径将调节部件转移到超过最终位置的地方。特别是借助止挡部限定了最终位置。优选地，将行者止挡部驱动调节部件作为第一条件。换而言之，当驱动调节部件抵靠到止挡部上时，执行形成电弧的切换过程。例如在经过了特定的时间段和/或超过了特定的数量之后，借助电动马达驱动调节部件抵靠到止挡部上，并且执行形成电弧的切换过程。以这种方式，由于调节部件处于静止位置中，对于电动调节装置可能的使用者来说感觉不到两个不同的切换过程之间的区别，这导致对电动调节装置的更好的印象。
以合适的方式，将超过特定的数量以及定位在最终位置中和向着止挡部驱动作为第一条件。换而言之，为了实现第一条件要累积地满足多个不同的条件。例如要满足的是：不仅要超过第一时间段而且还要超过特定的数量；或者要么超过特定的数量要么超过特定的时间段，其中，按照适宜的方式，调节部件为了满足第一条件总是位于最终位置中。
例如借助继电器闭合或打开包括电动马达的电流回路。换而言之，继电器具有开关功能。在这里，继电器尤其按照安全开关的类型来使用。特别优选地，借助继电器调整电动马达的转动方向。优选地，为此所述继电器包括三个接触部，其中，这三个接触部中的一个是可摆转的并且与电动马达固定地电接触。其余两个接触部中的一个例如与机动车的车载电源电势固定地电接触，并且另一个与地线固定地电接触。这两个接触部之间的电压优选为12V。为了实施切换过程，与电动马达固定电接触的接触部在其余两个接触部之间枢转，其中，它例如也可以占据两个接触部之间的位置。以这种方式，可以比较稳固地调整电动马达的转动方向。
以合适的方式，电动马达借助脉宽调制(PWM)来运行。以这种方式比较比较精准地调整输送给电动马达的电能，并且因此可以调整调节部件的加速度、制动并且因此还有速度。在这里，电损耗比较小，从而使得电动调节装置的效率比较高。
按照适宜的方式，机动车的电动调节装置是电动行李舱盖。换而言之，行李舱盖借助电动马达枢转到打开和/或关闭的位置。电动调节装置具有继电器，该继电器包括至少两个接触部。优选地，借助继电器来运行电动马达。为此，按照适宜的方式，继电器是电流回路的也具有电动马达的组成部分。只要满足第一条件，继电器就伴随着经过接触部的电流或者接触部之间的电压降进行切换。当满足第二条件时，继电器就在没有经过接触部的电流和/或接触部之间没有电压降的情况下来切换。为此，按照适宜的方式，电动调节装置包括控制器，在控制器内部执行所述方法。
特别是继电器的接触部不含金。换而言之，接触部不包括金或者含有金的合金。作为对此替选或者以与此组合的方式，接触部不含钯，也就是说是无钯的。以这种方式，减少了继电器和电动调节装置的材料成本和生产成本。按照适宜的方式，接触部由银锌氧化物(AgSnO2)制成，并且按照适宜的方式包括银锌氧化物。以这种方式，可以实现比较简单且低成本地制造继电器。也可以实现使用大批量生产的继电器。
电动马达尤其构造为旋转电机。按照适宜的方式，借助电动马达驱动螺杆。以这种方式，将电动马达的旋转运动转化成平移运动。以合适的方式，电动调节装置具有至少两个电动马达，这两个电动马达例如彼此并联地或者串联。优选地，两个电动马达借助相同的继电器来运行。换而言之，电动调节装置优选仅具有唯一的继电器。作为对此的替选，电动调节装置包括两个串联的继电器。在这里，其中一个继电器尤其设置用于调整所述一个或多个电动马达的转动方向，并且另一个继电器设置用于保护以防所述一个或多个电动马达意外地启动。
附图说明
下面结合附图详尽阐述了本发明的实施例。其中：
图1示意性地示出电动运行的行李舱盖，以及
图2示出用于运行电动行李舱盖的方法。
彼此相应的部件在所有的附图中配设有相同的附图标记。
具体实施方式
图1中示出了电动运行的行李舱盖2，其具有以可绕摆转轴线4摆转的方式支承的盖6，借助该盖覆盖机动车的未示出的行李舱。为此，盖6可以绕摆转轴线4沿摆转方向8向着止挡部10转移，该止挡部借助车身形成。第一螺杆12和第二螺杆14连接在盖6上，从而借助两个螺杆12、14可以调整盖6相对于止挡部10的位置16。第一螺杆12借助第一电动马达18来驱动，并且第二螺杆14借助第二电动马达20来驱动。第一电动马达18与第一脉宽调制单元22电接触，并且第二电动马达20与第二脉宽调制单元24电接触。此外，第一电动马达18和第二电动马达20连到第一继电器26上，该第一继电器具有由AgSnO2制成的第一接触部28，这些接触部可以借助第一线圈30直接机械贴靠。两个第一接触部28的直接机械贴靠同样也可以借助第一线圈30分开。换而言之，在切换第一继电器26时，建立或者取消两个第一接触部28之间的直接机械接触。
只要两个第一接触部28处于直接机械接触状态，两个电动马达18、20就与第二继电器32电接触，该第二继电器具有第二接触部34、第三接触部36和第四接触部38。第二接触部34、第三接触部36和第四接触部38如两个第一接触部28那样同样由AgSnO2制成。第二接触部34可以在第三接触部36与第四接触部38之间摆转，从而第二接触部34要么与第三接触部36直接机械接触，要么与第四接触部38直接机械接触。第二接触部34的位置借助第二线圈40来调整。第三接触部36与地线42电接触，并且第四接触部38与车载电源电势44电接触，其中，车载电源电势44与地线42之间的电压为12伏。两个继电器26、32借助控制单元46来操作，借助该控制单元给各个线圈30、40通电，从而转移各自的接触部28、34。同样地，不仅第一脉宽调制单元22而且第二脉宽调制单元24都在信号技术上与控制单元46联接。两个脉宽调制单元中的每一个都包括两个未示出的半导体开关，特别是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)，借助它们，各个电动马达18、20的与各自的脉宽调制单元22、24联接的输入端要么接到地线42上要么接到车载电源电势42上。
在这种情况下，在合适地驱控继电器26、32时，借助各自的脉宽调制单元22、24生成流过各自的电动马达18、20的脉冲式的电流，并且因此调整这些电动马达的转动方向，其中，借助第二继电器32确定转动方向。根据电动马达的转动方向，盖6绕摆转轴线沿着摆转方向8枢转，也就是朝着止挡部10运动或从该止挡部运动开。
控制单元46根据图2所示的方法48来运行。在相应于机动车内燃机启动的启动事件50之后，在第一工作步骤52中，获知盖6相对于止挡部10的位置16以及使用者方面所期待的盖6的运动。如果盖6位于其最终位置上，也就是说例如在完成运动之后盖6贴靠在止挡部10上，那么在第二工作步骤54中，就检验计数器以及时间，并且与特定的数量56和特定的时间段58进行比较。特定的数量56在这里是250，特定的时间段58是两个月。只要数量大于特定的数量56并且时间段大于特定的时间段58，那么就满足第一条件60并且不满足第二条件62。换而言之，当不满足第二条件62时就满足第一条件60，而当不满足第一条件60时就满足第二条件62。在这里，当盖6处于最终位置并且数量大于特定的数量56并且时间段大于特定的时间段48时，就满足第一条件60。
在满足第一条件60时，实施第三工作步骤64，其中，只要存在经过各个接触部28、34、36、38的电流或者在接触部28、34、36、38之间存在电压降，就切换第一或第二继电器26、32。于是，例如在盖6的关闭运动之后，电动马达18、20借助各自的脉宽调制单元22、24继续被通电，并且向着止挡部10驱动盖6。一旦达到最终位置，就通过给第一线圈30通电来切换第一继电器26。于是，两个接触部28机械地分开，其中，在它们之间形成电弧。因此，由于接触部28的发热和部分熔化，使接触部28上的氧化层被剥蚀。
在盖6的紧接着例如借助机动车的脚踏开关或远程操作的打开运动时，首先驱控脉宽调制单元22、24的半导体开关，使得这些半导体开关现在与地线42电连接。紧接着借助脉宽调制单元22、24生成脉冲，并且驱控第一继电器26，从而使两个接触部28处于直接机械接触中。因此，两个脉宽调制单元22、24经由两个电动马达18、20、第一继电器26以及第二接触部34和第三接触部36接到地线42上。因此，不出现经过电动马达18、20的电流，但在第二接触部34与第四接触部38之间出现电压降。一旦存在这种情况，就借助给第二线圈40通电来切换第二继电器32，并且第二接触部34向第四接触部38运动。在两个接触部34、38直接机械贴靠之前，由于两个接触部34、38之间存在的12伏电压而出现电弧，该电弧使两个接触部34、38上可能存在的氧化层以及位于那里的污染被剥蚀。
在第三工作步骤64中操作各个继电器26、32之后，在第四工作步骤66中将计数器置零，其中，针对第一继电器26和第二继电器32使用独立的计数器。在紧接着的第五工作步骤68中，时间段重新开始，其中，在这里针对两个继电器26、32也使用不同的时间段。各个时间段的开始是伴随着电弧扩展的对各个继电器26、32的操作。紧接着，借助第六工作步骤70结束方法48。
只要不满足第一条件60并且因此满足第二条件62，就在第二工作步骤54之后实施第六工作步骤72，其中，当既没有电流经过各个接触部28、34、36、38，它们之间又没有出现电压差，也就是接触部28、34、36、38之间没有电压降时，不仅操作第一继电器26而且操作第二继电器32。为此，在第一接触部28分开之前，将脉宽调制单元22、24的半导体开关带到第二接触部34所处的电势上，也就是说要么是地线42要么是车载电源电势44。在时间上紧接着才分开两个第一接触部28。
如果要改变盖6的运动方向，那么就紧接着操作第二继电器32并且将第二接触部34与第四接触部38转移到直接机械贴靠中。紧接着驱控两个脉宽调制单元22、24的半导体开关，使得它们处于车载电源电势44上。紧接着驱控第一继电器26，并且将两个第一接触部28转移到直接机械接触中。因此，在两个继电器26、32的切换过程中由于不存在电势差而不会出现电弧，并且接触部26、34、36、38不受剥蚀。紧接着才重新操作脉宽调制单元22、24的半导体开关，这导致两个电动马达18、20的运动。在紧接着的第八工作步骤74中，在第二工作步骤54中已经检验的计数器增加了一。紧接着，同样以第六工作步骤70结束所述方法。
本发明不局限于前述实施例。具体而言，本领域技术人员可以从中推导出本发明的其他变型方案，而不偏离本发明的主题。此外，特别是所有结合实施例所描述的细节特征也可以按其他方式彼此组合，而不偏离本发明的主题。
附图标记列表
2电动行李舱盖
4摆转轴线
6盖
8枢转方向
10止挡部
12第一螺杆
14第二螺杆
16位置
18第一电动马达
20第二电动马达
22第一脉宽调制装置
24第二脉宽调制装置
26第一继电器
28第一接触部
30第一线圈
32第二继电器
34第二接触部
36第三接触部
38第四接触部
40第四线圈
42地线
44车载电源电势
46控制单元
48方法
50启动事件
52第一工作步骤
54第二工作步骤
56特定的数量
58特定的时间段
60第一条件
62第二条件
64第三工作步骤
66第四工作步骤
68第五工作步骤
70第六工作步骤
72第七工作步骤
74第八工作步骤
Claims (10)
1.一种用于运行机动车的电动调节装置(2)的方法(48)，所述电动调节装置具有带两个接触部(28、34、36、38)的继电器(26、32)，其中，在第一条件(60)下，所述继电器(26、32)伴随着经过所述接触部(28、34、36、38)的电流或所述接触部(28、34、36、38)之间的电压降进行切换，并且其中，在第二条件(62)下，所述继电器(26、32)在没有经过所述接触部(28、34、36、38)的电流或所述接触部(28、34、36、38)之间没有电压降的情况下进行切换。
2.根据权利要求1所述的方法(48)，
其特征在于，
将第二条件(62)作为对第一条件(60)的补充。
3.根据权利要求1或2所述的方法(48)，
其特征在于，
将超过特定数量的在没有经过所述接触部(28、34、36、38)的电流或所述接触部(28、34、36、38)之间没有电压降的情况下的切换过程作为第一条件(60)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(48)，
其特征在于，
将自时间上在先的伴随着经过所述接触部(28、34、36、38)的电流或所述接触部(28、34、36、38)之间的电压降的切换过程起超过了特定的时间段(58)作为第一条件(60)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(48)，
其特征在于，
将调节部件(6)在最终位置中的定位(16)作为第一条件(60)，特别是将驱动所述调节部件(6)抵靠到止挡部(10)上作为第一条件(60)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(48)，
其特征在于，
借助所述继电器(26、32)调整电动马达(18、20)的转动方向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(48)，
其特征在于，
电动马达(18、20)借助脉宽调制来运行。
8.机动车的电动调节装置(2)，特别是电动运行的行李舱盖，所述电动调节装置具有带两个接触部(28、34、36、38)的继电器(26、32)，所述继电器根据按照权利要求1至7中任一项所述的方法(48)来运行。
9.根据权利要求8所述的电动调节装置(2)，
其特征在于，
所述接触部(28、34、36、38)不含金和/或钯，并且特别是包括AgSnO2。
10.根据权利要求8或9所述的电动调节装置(2)，
其特征在于，
借助电动马达(18、20)来驱动螺杆(12、14)。
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