DE102004018045A1

DE102004018045A1 - Verfahren zum Betrieb eines elektrisch betriebenen Verstellantriebs mit Einklemmschutz

Info

Publication number: DE102004018045A1
Application number: DE200410018045
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. Liepold; Hans Moosburger; Christian Dipl.-Ing. Gruber
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektrisch betriebenen Verstellantriebs mit Einklemmschutz vorgestellt. Dabei wird die Position des Verstellantriebs oder eines damit verbundenen Teils erfasst und die Zeitdauer eines Verstellvorgangs von einer ersten bekannten Position zu einer zweiten bekannten Position berücksichtigt. DOLLAR A Vorzugsweise wird die Schwelle für die einklemmrelevante Größe in Abhängigkeit von der Zeitdauer zumindest eines vorangehenden Verstellvorgangs angepasst. Alternativ oder ergänzend kann die Grenze zwischen unterschiedlichen Betriebsphasen mit abweichenden Bedingungen für die Erkennung eines Einklemmfalls in Abhängigkeit von der Zeitdauer eines vorangehenden Verstellvorgangs angepasst, d. h. eine besonders einklemmempfindliche Betriebsphase bei schwergängigen vorangehenden Verstellvorgängen entsprechend später aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektrisch betriebenen Verstellantriebs mit Einklemmschutz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Elektrische Fensterheber mit einem indirekt wirkendem Einklemmschutz (über Drehzahl oder Strom) merken sich in der Regel Reib- oder Momentverläufe, die zum Schließen des Fensters notwendig sind. Dazu ist es notwendig, den Strom oder die Drehzahl, wie sie für den Einklemmschutz bewertet wird, in einem Speicher abzulegen. Die für einen Einklemmfall signifikante Größe wird überwacht und mit einer Schwelle verglichen. Die Schwelle kann über den Verstellvorgang hinweg variieren und insbesondere aus vorangehenden Verstellvorgängen abgeleitet werden.
Anstelle diese Größen für eine Bewertung des mechanischen Systems heranzuziehen sind im Stand der Technik Verfahren bekannt, bei denen das Stromniveau (ist gleichzusetzen mit dem Drehmoment) oder die Drehzahl als Maß für ein leichtgängiges System genommen wird. Diese Berücksichtigung von Schwergängigkeiten ist jedoch äußerst aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternatives Verfahren zum Betrieb eines elektrisch betriebenen Verstellantriebs mit Einklemmschutz vorzustellen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
Als Maß für die Bewertung des mechanischen Systems wird die Verstellzeit zwischen zwei bekannten Positionen, insbesondere den Endanschlägen genommen werden. D.h., es wird beispielsweise die Zeit, mit der das Fenster geschlossen wird, als Kriterium dafür genommen, ob das System als leicht- oder schwergängig einzuordnen ist. Die Erfindung kann auf alle elektrische Verstellantriebe (Fensterheber, Schiebedächer, Kofferraumdeckel) in Fahrzeugen angewendet werden, die einen Einklemmschutz aufweisen. Die Erfassung der Verstellzeit ist einfach technisch realisierbar und benötigt gerade keine Drehzahlüberwachung, sondern kann bspw. durch Kontaktgeber aktivierbare einfache Zähler realisiert werden.
Der Bediener des Verstellantriebs wird sehr häufig von der geöffneten in die geschlossene Position verstellen.
Das System hat eine Positionsüberwachung und kennt die Startposition und die Endposition eines jeden Bewegungsvorgangs. Erkennt das System nun, dass der Bediener den ganzen Verstellweg verfährt, wird die Verstellzeit neu festgestellt. Diese Größe wird mit einer für diesen Antrieb allgemein bekannten, typischen Zeit ins Verhältnis gesetzt. Dieses Verhältnis ist ein Maß für die Leicht- oder Schwergängigkeit des konkret vorliegenden Systems. Die Verstellzeit wird vorzugsweise nur übernommen, wenn der Verstellvorgang vollständig von der geöffneten in die geschlossene Position verfährt. Sollte der Bediener oder ein Einklemmvorgang die Bewegung unterbrechen, wird dieser Verstellvorgang nicht zur Schließzeitfeststellung berücksichtigt.
Die Kenngröße für die Schwergängigkeit bleibt solange gültig, bis die Vorraussetzungen für eine erneute Bestimmung gegeben sind. Bis zur erstmaligen Bestimmung wird mit dem typischen Wert gearbeitet.
Alternativ können auch zwei anderen Positionen als die ganz geöffnete und ganz geschlossene definiert werden.
Eine Weiterentwicklung der Verstellzeitmessung ist das Berücksichtigen der Bordspannung die ebenfalls einen Einfluss auf die Verstellzeit hat, jedoch nicht die Schwer- oder Leichtgängigkeit beeinflussen.
Zudem kann die Verstelldauer insoweit berücksichtigt werden, als dass die Verstelldauer zwar nicht unmittelbar als die für den Einklemmfall signifikante Größe ausgewertet wird, jedoch die Schwelle, mit der eine andere Größe, bspw. der Strom oder die Spannung am Elektromotor verglichen wird, in Abhängigkeit von der Verstellzeitdauer angepasst wird.
Elektrische Verstellantriebe (Fensterheber, Schiebedächer, Kofferraumdeckel) können also in Fahrzeugen hingehend ihres Verstellverhaltens klassifiziert und daraufhin eine Anpassung des Einklemmschutzes vorgenommen werden.
Das Verstellverhalten kann unterschieden werden, durch:

– Messen der Verstellzeit zwischen den Endanschlägen
– Erfassen des Strom- / Drehzahl / Momentniveaus
– Auswertung des Momentenanstiegs nach Losbrechen der Verstelleinheit

Mit dem Wert für die Leichtgängigkeit des Systems wird nun die Empfindlichkeit des Einklemmschutzes verändert, so dass schwergängige Antriebe unempfindlicher gegenüber Kraftschwankungen während der Verstellung sind. So werden in Abhängigkeit von der Schwergängigkeit vorangehender Verstellvorgänge vorzugsweise die Schwellen angepasst, mit denen die eigentliche eine für einen Einklemmfall signifikante Größe verglichen wird. So kann beispielsweise die Toleranzgrenze angepasst werden, aus der ausgehend von einer Sollkennlinie die Schwelle als Kennlinie über den zeitlichen Verlauf der einklemmrelevanten Größe ermittelt wird.
Eine weitere Anwendung ist, mit dem Wert für die Leichtgängigkeit die Kriterien für die Betriebsartumschaltung des Einklemmschutzes zu verändern.
Der Verstellvorgang ist also in zumindest zwei Betriebsphasen unterteilt, wobei für die unterschiedlichen Betriebsphasen abweichende Bedingungen für die Erkennung eines Einklemmfalls verwendet werden. Die Grenze zwischen den Betriebsphasen wird in Abhängigkeit von der Zeitdauer zumindest eines vorangehenden Verstellvorgangs angepasst.
Betriebsartumschaltung bedeutet, dass der Einklemmschutz eine Anlaufphase aufweist, in der die einklemmsignifikante Größe mit einem deutlich größeren Schwellwert verglichen wird. Nach dem Zurücklegen definierter Wege oder Kraftverläufe wird die Betriebsart in die Hauptbetriebsphase weitergeschaltet, in welcher der Einklemmschutz bei geringen Schwellen anspricht. Die Grenzwerte der Wege und Kraftverläufe bzw. der Zeitpunkt der Umschaltung von der Anlaufphase in den Normalbetrieb sind nun nicht mehr starr, sondern werden je nach erkannter Schwergängigkeit anders gewählt.
Es zeigen als Ausführungsbeispiele skizzenhaft:
1 Anpassung der Schwelle in Abhängigkeit von der Zeitdauer eines vorangehenden Schließvorgangs
2 Anpassung der Grenze zwischen Betriebsphasen in Abhängigkeit von der Zeitdauer eines vorangehenden Schließvorgangs
Die 1 skizziert zeigt einen vorgegebenen Sollverlauf f0 der einklemmrelevanten Größe, bspw. dem Motorstrom l oder die Motordrehzahl n über den Einklemmvorgang hinweg. f0 wird ausgehend von Standardverläufen dabei vorzugsweise anhand vorangehender Schließvorgänge abgeleitet. Die Schwelle zur Erkennung eines Einklemmfalls wird bezüglich diesem Sollverlauf f0 durch einen Toleranzzuschlag Δ abgeleitet.
Überschreitet der aktuelle Wert der einklemmrelevanten Größe die Schwelle s, wird der Motor reversiert. Zur Anpassung der Schwelle in Abhängigkeit von der Zeitdauer T eines vorangehenden Schließvorgangs wird nun dieser Toleranzzuschlag Δ angepasst, d.h. bei schwergängigen Verstellantrieben ein größerer Toleranzzuschlag Δ2 und damit eine größere Schwelle s2 gewählt.
2 zeigt demgegenüber die Grenze G zwischen zwei Betriebsphasen, der Anlaufphase B1 und der Normalbetriebsphase B2. Die Grenze G kann bspw. zeitlich bezogen auf den Start der Motorbestromung oder als Wegstrecke bzw. entsprechende Umdrehungen des Motors definiert sein. Für die unterschiedlichen Betriebsphasen B1 und B2 werden abweichende Bedingungen für die Erkennung eines Einklemmfalls verwendet, bspw. in der Betriebsphase B1 ein schwellenbezogener Vergleich mit einem ersten Toleranzzuschlag, wie in 1 beschrieben und in der Betriebsphase B2 ein schwellenbezogener Vergleich mit einem geringeren Toleranzzuschlag. Alternativ könnte in der zweiten Betriebsphase eine völlig abweichende Erkennung erfolgen.
Die Grenze G zwischen den Betriebsphasen B1, B2 wird in Abhängigkeit von der Zeitdauer T zumindest eines vorangehenden Verstellvorgangs angepasst, d.h. bei schwergängigen Verstellvorgängen die Grenze G entsprechend später gesetzt und somit die empfindliche Einklemmerkennung in der zweiten Betriebsphase später aktiviert.
Vorzugsweise erfolgt eine Anpassung auf der Grundlage der Zeitdauern mehrerer vorangehender Verstellvorgänge.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines elektrisch betriebenen Verstellantriebs mit Einklemmschutz, – wobei zumindest eine für einen Einklemmfall signifikante Größe überwacht und mit einer Schwelle verglichen und in Abhängigkeit von diesem Vergleich ein Einklemmfall erkannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß – die Position des Verstellantriebs oder eines damit verbundenen Teils erfasst und die Zeitdauer eines Verstellvorgangs von einer ersten bekannten Position zu einer zweiten bekannten Position berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle in Abhängigkeit von der Zeitdauer zumindest eines vorangehenden Verstellvorgangs angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellvorgang zumindest zwei Betriebsphasen unterteilt ist, wobei für die unterschiedlichen Betriebsphasen abweichende Bedingungen für die Erkennung eines Einklemmfalls verwendet werden und die Grenze zwischen den Betriebsphasen in Abhängigkeit von der Zeitdauer zumindest eines vorangehenden Verstellvorgangs angepasst wird.
Steuergerät zur Steuerung eines elektrisch betriebenen Verstellantriebs, insbesondere einem Fensterheber für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche.