DE102004030499A1

DE102004030499A1 - Verfahren und Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004030499A1
Application number: DE200410030499
Authority: DE
Inventors: Jochen Held; Markus Schlesiger
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2006-02-02

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, indem eine Antriebsbewegung eines Antriebs der Verstelleinrichtung gestoppt wird, wenn durch eine Auswertung eines vom Antriebsmoment abhängigen Signals ein Einklemmfall detektiert wird, wobei DOLLAR A - zur Auswertung eine verstellpositionsabhängige Referenzkurve in Abhängigkeit von dem zur aktuellen Verstellposition zugeordneten Signal angepasst wird, und DOLLAR A - im Falle einer Überlagerung des Signals durch ein Störungssignal die Anpassung der Referenzkurve während des Auftretens des Störungssignals verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Es sind Steuerungsverfahren und Steuerungsvorrichtungen zur Steuerung von Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen, insbesondere von Sitzverstellungen, Fensterhebern, Schiebedächern oder Türöffnern bekannt, die aus einer Antriebsbewegung der Verstelleinrichtung einen Einklemmfall detektieren, in dem ein Körperteil eines Fahrzeugbenutzers in den Verstellweg der Verstelleinrichtung gerät.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Steuerungsverfahren und eine Steuerungsvorrichtung anzugeben, die die Auswertung zur Detektion des Einklemmfalls möglichst verbessert.

Diese Aufgabe wird durch das Steuerungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch die Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Demzufolge ist in dem Steuerungsverfahren vorgesehen, dass eine Antriebsbewegung eines Antriebs der Verstelleinrichtung gestoppt wird, wenn durch eine Auswertung eines vom Antriebsmoment abhängigen Signals ein Einklemmfall detektiert wird. Dieses Signal kann dabei beispielsweise durch eine Messung einer Motorkenngröße, wie den Motorstrom, oder durch ein Steuersignal oder durch ein anderes hierzu geeignetes Signal gewonnen werden. Die Auswertung zur Einklemmfalldetektion ist zudem vorteilhafterweise verstellpositionsabhängig oder verstellzeitabhängig.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Auswertung eine verstellpositionsabhängige Referenzkurve in Abhängigkeit von dem zur aktuellen Verstellposition zugeordneten Signal angepasst wird. Die angepasste Referenzkurve wird vorzugsweise in einer nachfolgenden Verstellbewegung über den Verstellweg, dem ein jeweiliger Abschnitt der Referenzkurve zugeordnet ist, zur Detektion des Einklemmfalls verwendet. Hierzu kann die Referenzkurve beispielsweise zur Bestimmung einer verstellpositionsabhängigen Schwelle genutzt werden, wobei beispielsweise im Falle eines Überschreitens der Schwelle ein Einklemmfall detektiert ist. Die Anpassung der Referenzkurve kann beispielsweise durch Überschreiben des der jeweiligen Verstellposition zugeordneten Wertes der Referenzkurve in einem Register einer Steuerungsvorrichtung erfolgen. Weiterhin besteht die Möglichkeit einen oder mehrere verstellpositionsabhängige Werte vorhergehender Referenzkurven mit dem verstellpositionsabhängigen Wert der aktuell ermittelten Referenzkurve zu mitteln.

Die Referenzkurve enthält vorteilhafterweise Eigenschaften des mechanischen und/oder elektrischen Systems der Verstelleinrichtung, beispielsweise Motorkennlinien, mechanische Eigenschaften und Schädigungen des Getriebes, mechanische Eigenschaften einer Dichtung zum Beispiel deren Reibwirkung oder Elastizität. Mehrere Eigenschaften können in der Referenzkurve dabei zusammen abgebildet sein. Auch eine Einzelabbildung einzelner Eigenschaften ist möglich. Vorzugsweise ist die Referenzkurve zumindest von dem vom Drehmoment des Antriebs abhängigen Signal wiederum abhängig. Weiterhin ist es möglich, dass mehrere derartiger Referenzkurven vorgesehen sind, die vorteilhafterweise für unterschiedliche Temperaturbereiche zur Einklemmfalldetektion genutzt werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, dass im Falle einer Überlagerung des vom Antriebsmoments abhängigen Signals durch ein Störungssignal, wie beispielsweise eine auf die Mechanik der Verstelleinrichtung des Kraftfahrzeugs entgegen der Verstelleinrichtung wirkende, sensierte Kraftmessgröße, die Anpassung der Referenzkurve während des Auftretens des Störungssignals und nicht erst nach Auftreten des Störungssignals verändert wird. Das die Anpassung verändert wird, bedeutet im Sinne der Erfindung, dass keine Referenzkurve berechnet wird, die aufgrund des Störungssignals bedingte Fehlerwerte aufweist, die eine Genauigkeit aktueller und/oder nachfolgender Auswertungen zur Detektion eines Einklemmfalls merklich verringern.

Zur Änderung der Anpassung der Referenzkurve werden im Folgenden zwei Weiterbildungsvarianten der Erfindung angegeben, die für unterschiedliche Störungssignale auch vorteilhafterweise miteinander, insbesondere zeitlich aufeinander folgend, kombiniert werden können.

In einer ersten Weiterbildungsvariante der Erfindung wird zur Veränderung der Anpassung die Referenzkurve nicht aus dem aktuell während der auftretenden Störung bestimmten Signal sondern aus zumindest einem diesen Verstellpositionen zugeordneten Signal zumindest einer ausschließlich vorausgehenden Verstellung ermittelt. Demzufolge werden mit dem Erkennen der Störung die nachfolgenden Werte nicht zur Aktualisierung der Referenzkurve verwendet. Nach dem Ende der Störung kann die Referenzkurve wiederum fortlaufend aktualisiert werden.

Eine zweite Weiterbildungsvariante der Erfindung sieht vor, dass zur Veränderung der Anpassung die Referenzkurve aus einer kombinierten Auswertung des zur aktuellen Verstellposition zugeordneten Signals und des Störungssignals ermittelt wird, indem der Einfluss des Störungssignals auf das Signal durch Herausrechnung reduziert wird. Hierzu ist vorteilhafterweise bekannt, wie das Störungssignal sich auf das von dem Antriebsmoment abhängige Signal auswirkt. Hierbei ist vorzugsweise die elektrische und mechanische Systemantwort der Verstelleinrichtung auf das Störungssignal in die Herausrechnung mit einzubeziehen.

Beispiele für das Störungssignal sind eine entgegen der Verstellrichtung in einem Einklemmfall wirkende Kraft oder ein temporärer Einbruch der Versorgungsspannung des Antriebs.

In einer bevorzugten Ausbildung der zweiten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zeitliche Änderung der Versorgungsspannung während des temporären Einbruchs kombiniert mit der zeitlichen Änderung der im Signal enthaltenen Verstellgeschwindigkeit zur Herausrechnung ausgewertet wird. Der Versorgungsspannungseinbruch verursacht eine Verlangsamung der Drehgeschwindigkeit. Die Verlangsamung, die durch den Spannungseinbruch bedingt ist, kann aus einer Spannungsdifferenz des Einbruchs, der Zeitdauer des Einbruchs und der zum Einbruch aktuellen Antriebsgeschwindigkeit berechnet werden. Diese errechnete Verlangsamung wird bei der Anpassung (Adaption) berücksichtigt, indem hierdurch bedingte Antriebsgeschwindigkeitsdifferenzen zur Ermittlung der Referenzkurve beispielsweise addiert, beziehungsweise subtrahiert werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Detektion des Einklemmfalls mittels eines neuronalen Netzwerkes unter Auswertung der Referenzkurve erfolgt. Werte der Referenzkurve sind dabei vorzugsweise Eingangswerte einer Eingangsschicht. Zudem erfolgt vorzugsweise die Anpassung der Referenzkurve mittels eines anderen neuronalen Netzwerkes.

Zwar ist es prinzipiell möglich das zuvor dargelegte Verfahren durch eine Hardwaresteuerung zu realisieren, ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist jedoch die Verwendung dieses Verfahrens in einem Programm zur Steuerung eines Fensterhebers eines Kraftfahrzeugs. Das Programm wird vorzugsweise in einem Mikrocontroller ausgeführt. Demnach umfasst die Erfindung auch eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Recheneinheit, die ausgebildet und eingerichtet ist eine Antriebsbewegung eines Antriebs der Verstelleinrichtung zu stoppen, wenn durch eine Auswertung eines vom Antriebsmoment abhängigen Signals ein Einklemmfall detektierbar ist. Zudem ist die Recheneinheit ausgebildet und eingerichtet zur Auswertung eine verstellpositionsabhängige Referenzkurve in Abhängigkeit von dem zur aktuellen Verstellposition zugeordneten Signal anzupassen, und im Falle einer Überlagerung des Signals durch ein Störungssignal die Anpassung der Referenzkurve während des Auftretens des Störungssignals zu verändern.

Im Folgenden wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Verlaufs einer Referenzkurve eines herkömmlichen Adaptierverfahrens, und
2 eine schematische Darstellung eines Verlaufs einer gemäß der Erfindung veränderten Referenzkurve eines Adaptierverfahrens.
Zu 1 wird eine Verstelleinrichtung bewegt. Hierzu ist in 1 ein zurückgelegter Verstellweg x auf der Abszisse dargestellt. Alternativ zu dieser Darstellung der 1 wäre auch eine Darstellung über die vergangene Verstellzeit möglich.
Die Bordnetzspannung U_B2 des Kraftfahrzeugs der Verstelleinrichtung ist über den dargestellten Verstellweg x ungestört und damit konstant. Demzufolge ist auch die der Bordnetzspannung U_B2 zugeordnete Drehgeschwindigkeit n2 des Antriebs über weite Bereiche des dargestellten Verstellweges x im Wesentlichen konstant. Eine Ausnahme bilden die beiden Schwergängigkeiten V1 und V2 der Mechanik, die an den Verstellpositionen x₁ und x₂ auftreten und eine lokale Abbremsung der Drehgeschwindigkeit n2 des Antriebs bewirken. Diese Schwergängigkeiten V1 und V2 der Mechanik sind den Verstellpositionen x₁ und x₂ zugeordnet, so dass diese Schwergängigkeiten V1 und V2 für ein erneutes Verstellen über diese Verstellpositionen x₁ und x₂ hinaus ausgewertet werden, um diese Schwergängigkeiten V1 und V2 von einer durch einen Einklemmfall bedingten Abbremsung der Drehgeschwindigkeit n2 zu unterscheiden. Ist der Verlauf der Schwergängigkeiten V1 und V2 anhand einer Referenzkurve bekannt, kann zudem während des Auftretens einer der Schwergängigkeiten V1 oder V2 ein Einklemmfall detektiert werden.
Tritt jedoch während der Verstellung eine Störung auf, wird hiervon auch die Referenzkurve beeinträchtigt. Eine derartige Störung ist ebenfalls in 1 dargestellt. In der Verstellposition x₀ sinkt die Bordnetzspannung U_B1 innerhalb kurzer Zeit ab. Hierzu ist in 1 ein entsprechender Spannungseinbruch von U_B1 dargestellt. Der zum Verlauf der Bordnetzspannung U_B1 zugeordnete Drehzahlverlauf n1 des Antriebs ist ebenfalls in 1 dargestellt. Bedingt durch die mechanische Trägheit des Verstellsystems verringert sich die Drehgeschwindigkeit n1 des Antriebs nach dem Spannungseinbruch der Versorgungsspannung U_B1 bis auf einen durch das erreichte Versorgungsspannungsniveau bedingten Wert, der am rechten Rand der 1 erreicht wird.
In 1 ist ebenfalls die durch den Spannungseinbruch der Bordnetzspannung U_B1 bedingte, adaptierte Referenzkurve S₁₂ dargestellt. Da die Referenzkurve S₁₂ zur Detektion eines Einklemmfalls ausschließlich die systemimmanenten Bedingungen, wie deren Schwergängigkeiten oder Leichtgängigkeiten abbilden soll, ist in diesem Fall bedingt durch die Störung durch den Versorgungsspannungseinbruchs die Referenzkurve S₁₂ fehlerhaft und kann für eine nachfolgende Auswertung der Verstellbewegung nicht verwendet werden.
In einem ersten im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Anpassung (Adaption) der Referenzkurve während des Auftretens der Störung verändert. Hierzu wird als Störungssignal der Einbruch der Bordnetzspannung U_B1 detektiert und mit Beginn der Störung die Anpassung ausgesetzt. Zur Veränderung der Anpassung wird die Referenzkurve nicht aus der aktuell während der Störung ermittelten Drehgeschwindigkeit n1, sondern aus einem den Verstellpositionen x₀ ff. zugeordneten Abschnitt einer Referenzkurve einer vorhergehenden Verstellbewegung übernommen. Dies bewirkt, dass der fehlerhafte Teil der Referenzkurve gar nicht berechnet werden muss. Die ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Referenzkurve Teil einer Einklemmdetektion mittels eines neuronalen Netzes ist und für die Anpassung ein neuronales Adaptionsnetz verwendet wird. Würde dagegen wie im Stand der Technik die fehlerhafte Referenzkurve genutzt, müssten umfangreiche, demzufolge fehlerhafte Berechnungen durch das neuronale Netz verworfen werden.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in 2 dargestellt. Dabei stellt wiederum U_B4 das ungestörte, konstante Bordnetzspannungssignal und n4 den Verlauf der Drehzahl des Antriebs über den dargestellten Verstellweg x mit den Schwergängigkeiten V1 und V2 des mechanischen Systems der Verstelleinrichtung dar. Wiederum wird ein Spannungseinbruch der Bordnetzspannung U_B3 im oberen Bereich der 2 dargestellt, dem der Drehzahlverlauf n3 zugeordnet ist. In diesem Fall wird das Störungssignal des Spannungseinbruchs ausgewertet, indem der Verlauf der Bordnetzspannung U_B3 ausgewertet wird. Hierzu wird beispielsweise die Spannungsdifferenz und die Steilheit der Spannungsänderung der Bordnetzspannung U_B3 ermittelt.
Diese Auswertung ergibt eine Kenngröße, die als Anpassungskorrekturverlauf nU3korr bezeichnet werden kann. Dieser Anpassungskorrekturverlauf nU3korr wird in Adaption der Referenzkurve S₃ einbezogen. Diese kombinierte Auswertung des Störsignals U_B3 des Spannungseinbruchs und der Drehgeschwindigkeit n3 ermöglicht daher eine Veränderung der Anpassung der Referenzkurve, indem der Einfluss des Störungssignals auf die Drehzahl n3 durch Herausrechnung reduziert wird. Die veränderte Referenzkurve S₃ ist in 2 dargestellt und zeigt einen von dem Störungssignal der Bordnetzspannung U_B3 im Wesentlichen unabhängigen Verlauf. Zudem ist in 2 noch eine gemittelte Referenzkurve S₃₄ aus der Auswertung der Drehzahlverlauf n3 und der zu Änderung korrigierten Anpassung der Referenzkurve S₃ dargestellt.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können anstelle des Störungssignals durch einen Spannungseinbruch andere Störungssignale, wie das Ausgangssignal eines Sensors, der eine äußere Krafteinwirkung auf die Verstellmechanik ermittelt, zur Änderung der Anpassung verwendet werden. Beispielsweise kann ein Rüttelsensor schlagartige senkrechte Bewegungen in Verstellrichtung der Verstelleinrichtung ermitteln.

U_B1, U_B2, U_B3, U_B4,: Batteriespannung, Bordnetzspannung
n1, n2, n3, n4: Drehzahl des Antriebs
S₁₂, S₃, S₃₄,: Referenzkurve, Schwellwert
V₁, V₂: mechanische Verzögerung, Schwergängigkeit
x, x₀, x₁, x₂: Verstellposition
nU3korr: Anpassungskorrekturverlauf, Adaptionskorrektur

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, indem eine Antriebsbewegung eines Antriebs der Verstelleinrichtung gestoppt wird, wenn durch eine Auswertung eines vom Antriebsmoment abhängigen Signals ein Einklemmfall detektiert wird, wobei – zur Auswertung eine verstellpositionsabhängige Referenzkurve in Abhängigkeit von dem zur aktuellen Verstellposition zugeordneten Signal angepasst wird, und – im Falle einer Überlagerung des Signals durch ein Störungssignal die Anpassung der Referenzkurve während des Auftretens des Störungssignals verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Anpassung die Referenzkurve nicht aus dem aktuell während der auftretenden Störung bestimmten Signal sondern aus zumindest einem diesen Verstellpositionen zugeordneten Signal zumindest einer ausschließlich vorausgehenden Verstellung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Anpassung die Referenzkurve aus einer kombinierten Auswertung des zur aktuellen Verstellposition zugeordneten Signals und des Störungssignals ermittelt wird, indem der Einfluss des Störungssignals auf das Signal durch Herausrechnung reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Störungssignal eine entgegen der Verstellrichtung in einem Einklemmfall wirkende Kraft ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Störungssignal ein temporärer Einbruch der Versorgungsspannung des Antriebs ist.
Verfahren zumindest nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Änderung der Versorgungsspannung während des temporären Einbruchs kombiniert mit der zeitlichen Änderung der im Signal enthaltenen Verstellgeschwindigkeit zur Herausrechnung ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion des Einklemmfalls mittels eines neuronalen Netzwerkes unter Auswertung der Referenzkurve erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Referenzkurve mittels eines neuronalen Netzwerkes erfolgt.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Programm zur Steuerung eines Fensterhebers eines Kraftfahrzeugs.
Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einer Recheneinheit, die ausgebildet und eingerichtet ist ein Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Programm zur Steuerung der Verstelleinrichtung auszuführen.