CN1321214A - 用于限制运动件的闭合力的方法 - Google Patents

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Abstract

用于限制运动件(16)、特别是汽车车窗和滑动车顶的闭合力的方法,这些运动件由一个电机的变速驱动装置(11)驱动,至少具有以下步骤:根据一个与该变速驱动装置(11)连接的传感器(18)的周期性信号得出各个实时的电机转速n；计算电机转速的实时变化的各个典型参数Δn；在一个总和存储器(24)中累加和存储各个典型参数Δn；当累加出的参数∑Δn超过一个阈值时,起动计时器(28)和极限值变化发送器(30)；将极限值变化发送器的实时极限值g(t)与实时的、累加出的参数∑Δn的值进行比较；当各个实时的累加出的参数∑Δn的值等于或大于各个实时极限值g(t)时,打开限制闭合力的措施并使计时器(28)和总和存储器(30)复位；当各个实时的累加出的参数∑Δn的值小于各个实时极限值gj(t)并且在给定的公差Δ内和给定的时间单元Δt内保持恒定时,中断比较并且计时器(28)和总和存储器(30)复位。

Description

用于限制运动件的闭合力的方法
现有技术
本发明涉及一种如独立权利要求所述类型的方法，用于限制运动件、特别是汽车车窗和滑动车顶的闭合力。
目前已经公知的许多方法主要基于，监视一个确定的、在夹住情况下典型地变化的测量参数，在其超过一个确定的、预先给定的极限值时，引入限制闭合力的措施。这些典型参数例如是驱动运动件的电机的转速或其电流消耗或功率消耗。通常用于打开对闭合力的限制的极限值也是可变的，并且可以和不同的摩擦情况或老化程度相适应。
所有这些方法都具有缺点，即极限值与待夹住的物体类型无关地被固定地预先给定。因此闭合力限制与不同的软物体或硬物体的协调是不可能的。
因此也不考虑，动态过程以及相应的夹住力会按照待夹住物体的类型强烈地变化。
在应用相应的方法时，在夹住硬的物体时，通过具有较大弹簧刚度如65N/mm的弹簧来复制力上升，软的物体用具有较小弹簧刚度如10N/mm的弹簧。对于100N的允许夹住力，在弹簧刚度大时只需经过一段短的行程即可达到，而弹簧刚度小时经过一段长的行程才可达到。
这就导致，在以一个固定地预先给定的转速变化值作为极限值的情况下，当夹住一个很硬的物体时，为了不超过预先给定的夹住力值，必须很快断开用于调节运动件的驱动装置。另一方面，夹住很软的物体时会持续很长时间，直至一个防夹住措施起作用。
所以在常用的方法中不考虑不同的弹簧刚度。根据弹簧刚度不同可能会使得作用在被夹住物体上的力差别很大。这是一个很大的缺点，因为最佳的极限值作为开断判定值还只能与确定的弹簧刚度相协调。
本发明优点
具有独立权利要求特征的用于限制运动件闭合力的本发明方法的优点是，通过预先给定时间性的极限值变化曲线，使得能够最佳地匹配不同的弹簧刚度。可以这样选择极限值变化曲线，使得当夹住具有高弹簧刚度的硬物体时有足够的时间使防夹住措施起作用。当夹住具有小弹簧刚度的物体时，在夹住力很小时可以断开驱动装置。这样，通过预先给定一个确定的极限值变化曲线可以对每个弹簧刚度给定一个单独的极限值。
特别有利的是，本发明方法是一个两阶段的方法。在第一阶段中，借助一个与变速驱动装置连接的传感器产生的周期性信号求出各个实时电机转速n，从中得出电机转速实时变化的典型参数Δn，将其按量累加并存放到一个存储器中。当然信号不具有严格的周期性，特别是当电机转速有中断时。
如果累加出的参数∑Δn超过阈值S，则该方法进入第二阶段，此时计时器和极限值变化发送器启动。计时器不必被急迫启动，它也可以持久运行。重要的只是，向它发出打开第二阶段的时刻信号或极限值变化发送器的启动信号。
在第二阶段中系统处于一种报警状态，并且按照其它的方法步骤有变化地对运动过程进行监视，以便有目的地正好按照待夹住物体的类型识别夹住情况。为此将极限值变化发送器的实时极限值g(t)与实时的、累加出的参数∑Δn比较。特别有利的是，通过预先给定或启动时间性的极限值变化曲线g(t)，对每个弹簧刚度预先给定一个单独的极限值，因为参数∑Δn随时间的变化根据弹簧刚度而具有不同的时间性变化曲线。
当累加出的参数∑Δn的各个实时值等于或大于各个实时极限值gj(t)时，才打开限制闭合力的措施。然后例如使驱动装置停止或换向。同时计时器和总和存储器复位。
如果累加出的参数∑Δn的相应实时值没有达到相应实时极限值gi(t)，并且这些累加出的参数∑Δn的值在一个给定的公差Δ内和一个给定的时间Δt之内不变，则中断比较并且计时器和总和存储器复位。这是由于没有即将来临真正的夹住，并且例如只是在系统中存在局部的不通畅性。
每次总和存储器和计时器复位时，系统回到第一阶段，此时只监视累加出的参数∑Δn是否超过阈值。为了避免由于累加在经过一定时间后自动实现这种超过，必须在第一阶段中使总和存储器持续减量。当然这种减量进行得相应慢。
通过在从属权利要求中给出的特征可以对独立权利要求的方法作出有利的进一步扩展。
如果通过周期性的脉冲边沿变化来求出各个实时的电机转速，是有利的。这种脉冲边沿变化典型地由一个两极或多极环形磁铁来提供，该环形磁铁安装在电机的一个可旋转轴上。该轴旋转时产生信号变化，它被一个霍耳传感器探测到。可以例如通过测量周期长短由这些周期性的脉冲边沿变化推测出每个实时的电机转速。
在实践中证明特别有利的是，对于电机转速的变化Δn，计算一个实时转速值ni与一个直接在其前的转速值nj-1的差值。通过这种减法以一阶近似得到电机转速n在待调节的运动件走过的一个位移上的导数。
按照本发明方法，可以预先给定一个任意的时间性极限值变化曲线，利用该曲线，对于每个任意弹簧刚度对应一个完全确定的极限值。此外证明有利的是，极限值g(t)变化曲线由可给定的、从经验得出的角点gi插补得出。这一方面简化了该方法的应用，另一方面保证了一定的柔性，因为从这些角点gi出发，与各个系统相适应的不同函数都可以通过它们。按照有利的方式角点gi作为表格被存放于极限值变化发送器内。
如果极限值变化曲线自动与变化的工作条件适应，则产生进一步的很大的优点。例如可以识别和考虑由于老化现象引起的不通畅性。
限制变速驱动装置闭合力的常用的有利措施是，使变速驱动装置停止或换向，或者运动件行驶到一个初始位置。
附图
在附图中描述了本发明方法的一个实施例并在后面的说明中进一步解释。
图1示出本发明方法的流程，
图2示出一个曲线图，描述在两个不同的弹簧刚度下不同方法步骤的曲线。
实施例描述
图1中描述的用于限制运动件的闭合力的本发明方法的实施例，示意性地示出了变速驱动装置的各个部分和一个多步骤的流程框图。
一个变速驱动装置11的电机10驱动一个轴12，该轴通过一个传动单元13与运动件16连接。在轴12上无相对转动地安装一个两极环形磁铁14，在轴12转动时，环形磁铁14在霍耳传感器18中产生周期性脉冲边沿变化(F1ankenwechsel)16。
在该方法的第一阶段中，在方法步骤20中由霍耳传感器18的周期性脉冲边沿变化16求出电机10的转速n。在第二方法步骤22中根据各个实时电机转速n计算出实时的电机转速变化的典型参数Δn。在这项计算中产生出实时转速值ni与直接在前的转速值ni-1之间的差值。在极限情况下这些减法可以被理解为转速对位移的导数。在另外的方法步骤24中，在总和存储器中将转速变化的各个实时值累加并存储。这些累加得出的值∑Δn在方法步骤26中与阈值S不断比较。
当转速出现中断时，∑Δn的值急剧上升并超过阈值S。为了在正常工作中不出现这种情况，必须使总和存储器不断减量，因为导数的总和不断变化而阈值S可以在不出现夹住情况时也被超过。这种持续减量的程度当然必须与系统相匹配。
如果累加出的转速变化Δn超过阈值S，则进行本方法的第二阶段，此时在步骤28中起动计时器并在步骤30中起动极限值变化发送器。为此开始时间t=0，该时刻极限值变化发送器开始工作，给出极限值g(t)的时间性变化。在步骤32中将实时极限值gj(t)与实时累加出的参数∑Δn比较。
根据这一比较结果或者进入本方法路径34，或者进入本方法路径36。
在累加出的电机转速变化∑Δn的总和小于实时极限值gj(t)的条件下，并且在累加出的参数∑Δn的各个实时值在给定的公差Δ内和给定的时间单元Δt内不变的附加条件下，在方法步骤38中计时器和总和存储器复位。这描述了一种中断条件，它向系统发出信号，不存在急迫的夹住危险。
如果累加出的参数∑Δn的各个实时值等于或大于实时极限值gj(t)，则进入路径36，此时在步骤40中限制夹住力的措施被打开。在本实施例中这种措施包括电机换向以及由此导致的运动件16换向。同时在步骤42中计时器回到t=0并且总和存储器复位。
在结束步骤38或42和40后，系统又进入步骤20中，电机转速得到一个新值并且监视其相应的变化。
图2中描述了一个曲线图，其中在x轴上表示了时间t并在Y轴上表示了转速变化的总和∑Δn。在该曲线图中表示了累加出的参数∑Δn增加的不同的时间性曲线，其中曲线Ⅰ到Ⅲ与一个相对硬的弹簧刚度有关而曲线Ⅳ则与一个相对软的弹簧刚度有关。
另外画入一个典型的极限值变化曲线g(t)，它是通过四个不同的角点g1到g4预先给定出的。通过在这四个角点g1到g4之间插补得到极限值的时间性变化曲线。
曲线Ⅰ反映了一个典型的夹住过程，这里，电机转速在一个相当短的时间内急剧下降，使得转速变化的总和∑Δn很不利地增高。在时间t1，曲线Ⅰ与极限值变化曲线g(t)相交，出现打开闭合力限制的条件。
曲线Ⅱ开始时的上升和曲线Ⅰ的上升一样陡，然后以平缓的上升通过两个区域ⅰ和ⅱ。第一区域ⅰ不满足本发明的中断条件，因为累加出的参数∑Δn在给定时间Δt内变化得过于强烈。所以曲线Ⅱ继续上升并进入很平缓的第二区域ⅱ。在该曲线的终点时刻t2满足中断条件，累加出的参数∑Δn的值在给定的时间间隔Δt内的变化不大于公差Δ。所以在时间点t2中断并且总和存储器以及计时器复位。
曲线Ⅲ在开始时和两个曲线Ⅰ和Ⅱ差不多陡地上升，在该曲线上很早地在时间点t3就已经满足了中断条件。
与三个曲线Ⅰ到Ⅲ不同，曲线Ⅳ示出了一个软弹簧的典型曲线。其特点是相对平坦的上升和尽管如此仍然相对早的时间点t4，在该点曲线Ⅳ与极限值曲线g(t)相交，从而满足闭合力限制的打开条件。
根据极限值曲线g(t)，特别是通过选择点g2和g3之间的上升，可以使不同的弹簧刚度对应不同的打开条件或夹住力。闭合力限制的动态变化也可以与不同的弹簧刚度相协调。

Claims (7)

1．用于限制运动件(16)、特别是汽车车窗和滑动车顶的闭合力的方法，这些运动件由一个电机的变速驱动装置(11)驱动，至少具有以下步骤：-根据一个与该变速驱动装置(11)连接的传感器(18)的周期性信号得出各个实时的电机转速n，-计算电机转速的实时变化的各个典型参数Δn，-在一个总和存储器(24)中累加和存储各个实时典型参数Δn，-当累加出的参数∑Δn超过一个阈值时，起动计时器(28)和极限值变化发送器(30)，-将极限值变化发送器的实时极限值g(t)与实时的、累加出的参数∑Δn的值进行比较，-当各个实时的累加出的参数∑Δn的值等于或大于各个实时极限值g(t)时，打开限制闭合力的措施并使计时器(28)和总和存储器(30)复位，-当各个实时的累加出的参数∑Δn的值小于各个实时极限值gj(t)并且在给定的公差Δ内和给定的时间单元Δt内保持恒定时，中断比较并且计时器(28)和总和存储器(30)复位。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各个实时的电机转速n的推算根据周期性脉冲边沿变化(16)进行。
3．根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，计算一个实时转速值ni与一个直接在其前的转速值ni-1的差值作为电机转速变化Δn的典型参数。
4．根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，极限值g(t)的曲线由可预先给出的、从经验得出的角点gi插补得出。
5．根据权利要求4所述的方法，其特征在于，角点gi作为表格被保存在极限值变化发送器(30)内。
6．根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，极限值变化曲线与变化的工作条件相匹配。
7．根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了限制闭合力，使变速驱动装置(11)停止或换向。
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