DE102009008366B3 - Electromotive locking system with anti-trap protection - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektromotorisches Schließsystem (100), bei dem, wenn sich die Ausgangsstellung des Verschließkörpers (2) des Systems bei Erhalt einer Schließanweisung in der kritischen Zone befindet, der Verschließkörper (2) zunächst einen kurzen Weg in Richtung seiner Offenstellung bewegt wird, bevor die Bewegung umgekehrt wird, um den Verschließkörper (2) in seine Geschlossenstellung zu bewegen. In dem Anlaufbereich vom Umkehren der Bewegung des Verschließkörpers (2) bis zum Erreichen der anfänglichen Ausgangsstellung ist ein Einklemmen von Objekten ausgeschlossen, so dass der Einklemmschutzeinrichtung des elektromotorischen Schließsystems (100) Referenzwerte zur Bestimmung der für das Verschieben des Verschließkörpers (2) charakteristischen Antriebsparameter verfügbar sind.The invention relates to an electromotive locking system (100), in which, when the starting position of the closing body (2) of the system is in the critical zone upon receipt of a closing instruction, the closing body (2) is first moved a short distance in the direction of its open position, before the movement is reversed to move the closure body (2) to its closed position. In the starting region from reversing the movement of the closing body (2) to reaching the initial starting position, jamming of objects is excluded so that reference values for determining the drive parameters characteristic of the displacement of the closing body (2) are available to the anti-entrapment device of the electromotive locking system (100) are.
Description
Die Erfindung betrifft elektromotorische Schließsysteme und insbesondere fernbedienbare elektromechanische Schließsysteme mit integriertem Einklemmschutz.The The invention relates to electromotive locking systems and in particular to remote-controlled electromechanical locking systems with integrated anti-trap protection.
Im Automobilbau finden elektromotorische Schließsysteme unter anderem als elektrisch betätigbare Fensterheber oder Schiebedachantriebe Verwendung. Die elektromotorischen Schließsysteme bewegen einen Verschließkörper zum Verschließen einer Öffnung. Der Verschließkörper kann dabei in einer Führung verschoben werden, die in oder an der Öffnung ausgebildet ist. Dies trifft z. B. auf Fenster zu, die in einem Fahrzeugfensterrahmen geführt sind, oder auf in einer Fahrzeugdachluke geführte Schiebedächer. Der Verschließkörper kann aber unter anderem auch zum Freigeben der Öffnung durch Kippen oder Falten ausgebildet sein, wie es beispielsweise bei Hubdach- oder Faltdachsystemen der Fall ist. Selbstverständlich gibt es Systeme bei denen unterschiedliche Öffnungs- bzw. Verschließbewegungsarten miteinander kombiniert sind.in the Automotive engineering find electromotive locking systems among others as electrically actuated Window regulators or sunroof drives use. The electromotive Move locking systems a closure body for Closing an opening. The closing body can doing a tour be moved, which is formed in or at the opening. This meets z. B. on windows in a vehicle window frame are guided, or on sliding roofs guided in a vehicle roof hatch. Of the Closing body can but also to release the opening by tilting or folding be formed, as for example in Hubdach- or Faltdachsystemen the Case is. Of course There are systems where different types of opening or closing movement combined with each other.
Der Bereich zwischen der Offenstellung des Verschließkörpers, bei der die maximal mögliche Zugänglichkeit der Öffnung gegeben ist, und der Geschlossenstellung des Verschließkörpers, bei der die Öffnung entweder ganz verschlossen oder soweit als möglich verschlossen ist, wird als Schließbereich bezeichnet.Of the Area between the open position of the closing body, in which the maximum possible accessibility the opening is given, and the closed position of the closing body, at the opening either completely closed or locked as far as possible, will as a closing area designated.
Zum Vermeiden von Personenschäden durch Einklemmen von Körperteilen beim Verschließen der Öffnung mit dem Verschließkörper sind an den elektromotorischen Schließsystemen geeignete Schutzsysteme vorzusehen, die im Gefahrenfall den Schließvorgang anhalten oder die Kraft reduzieren, mit der der Verschließkörper bewegt wird. Prinzipiell werden die Schutzsysteme in zwei Kategorien eingeteilt, direkt messende Systeme und indirekt messende Systeme. Direkt messende Systeme prüfen die Anwesenheit von Objekten im Schließbereich mittels geeigneter Sensoren, indirekt messende Systeme schließen auf die Anwesenheit eines im Schließbereich eingeklemmten Objekts anhand von Rückwirkungen auf den elektromotorischen Antrieb des Schließsystems.To the Avoid personal injury by Pinching of body parts when closing the opening with the closing body are at the electromotive locking systems suitable protection systems provide that stop in the event of danger, the closing or the Reduce the force with which the closing body is moved. In principle, be the protection systems divided into two categories, direct measuring Systems and indirect measuring systems. Direct measuring systems check the presence of objects in the closing area by means of suitable sensors, indirectly measuring systems include the presence of one in the closing area jammed object on the basis of repercussions on the electromotive Drive the locking system.
Direkt messende Systeme bieten bei geeigneter Auslegung ein Höchstmass an Sicherheit, sind jedoch verhältnismäßig aufwändig und damit auch kostspielig in der Implementierung.Directly Measuring systems offer a maximum dimension if suitably designed safety, but are relatively complex and thus also costly in the implementation.
Indirekt messende Systeme sind dagegen in der Regel relativ preisgünstig. Da sie üblicherweise die zur Steuerung des elektromotorischen Antriebs bereits vorhandenen Sensoren nutzen, sind häufig auch keine zusätzlichen Sensoren erforderlich. Nachteilig an diesen Systemen ist allerdings, dass sich aus der Rückwirkung der Bewegung eines Verschließkörpers auf den elektromotorischen Antrieb allein nicht unmittelbar erkennen lässt, ob Objekte bzw. Fremdkörper (sogenannte Klemmkörper) im Schließbereich eingeklemmt sind. Dies liegt vor allem daran, dass die beim Bewegen des Verschließkörpers aufzubringenden Kräfte von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, von denen viele sich mit der Zeit oder mit sich verändernden Umgebungsbedingungen ändern. Beispielsweise können sich mit der Zeit in der Führung eines Fahrzeugfensters Partikel ansammeln, die das Verschieben des Fensters im Fensterrahmen zunehmend erschweren. Aber auch anderen Faktoren, wie z. B. Luftfeuchtigkeit, sehr hohe oder sehr tiefe Temperaturen, lassen die zum Verschieben oder andersartigen Bewegen des Verschließkörpers erforderliche Kraft von Mal zu Mal variieren. Außerdem verändern sich die Betriebsparameter eines als Antrieb dienenden Elektromotors auch mit dessen Versorgungsspannung, deren Wert beispielsweise zwischen 9 V bei alten, leeren Fahrzeugbatterien und 16 V bei Versorgung durch die Lichtmaschine eines Fahrzeugs schwanken kann.Indirectly By contrast, measuring systems are generally relatively inexpensive. There they usually the for controlling the electromotive drive already existing Sensors are also common No additional Sensors required. A disadvantage of these systems, however, is that is out of retroactivity the movement of a closing body not alone recognize the electric motor drive leaves, whether objects or foreign bodies (so-called clamping body) in the closing area are trapped. This is mainly due to the fact that when moving of the closure body to be applied personnel depend on a variety of factors, many of which are over time or with changing ones Change ambient conditions. For example, you can with the time in the lead of a vehicle window accumulate particles that move the Window in the window frame increasingly difficult. But also others Factors, such as As humidity, very high or very low Temperatures leave you to move or otherwise move the closing body required Force vary from time to time. In addition, the operating parameters change a serving as a drive electric motor with its supply voltage, their value, for example, between 9 V for old, empty vehicle batteries and 16 V when supplied by the alternator of a vehicle can fluctuate.
In vielen Ländern existieren Bestimmungen, die eine maximal zulässige Klemmkraft vorschreiben, die unter allen Randbedingungen einzuhalten ist. Insbesondere für die kritische Zone, bei der die aufgrund der unvollständigen Abdeckung der Öffnung durch den Verschließkörper verbliebene Restöffnung in Schließrichtung kleiner oder gleich einem bestimmten Wert ist, dürfen bestimmte Klemmkräfte nicht überschritten werden. In Kapitel S5 der für die Vereinigten Staaten von Amerika gültigen Norm FMVSS118 wird die Öffnungsweite der kritischen Zone beispielsweise mit 20 mm angegeben, und eine maximal zulässige Klemmkraft für diesen Bereich bei einem relativ harten Prüfkörper von 65 N/mm vorgegeben. Bei harten Klemmkörpern wird bereits innerhalb sehr kurzer Verfahrwege eine hohe Klemmkraft ausgebildet. Bei geringem Abstand des Klemmkörpers zum Verschließkörper oder aber, wenn der Klemmkörper bereits eingeklemmt ist, ist die Aktivierung der Schließvorrichtung besonders kritisch.In many countries There are provisions that prescribe a maximum permissible clamping force, the is to be complied with under all boundary conditions. Especially for the critical Zone at which due to the incomplete coverage of the opening through the Closing body remaining residual opening in the closing direction is less than or equal to a certain value, certain clamping forces must not be exceeded become. In chapter S5 the for The United States of America standard FMVSS118 will be the opening width the critical zone, for example, given 20 mm, and a maximum allowed Clamping force for given this range for a relatively hard specimen of 65 N / mm. For hard clamping bodies is already formed within a very short travels a high clamping force. At a small distance of the clamp body to the closing body or but if the clamp body is already clamped, is the activation of the locking device especially critical.
Die höchsten Sicherheitsanforderungen sind an elektromotorische Schließsysteme zu stellen, wenn die Schließung ohne Sichtkontakt des Bedieners vorgenommen wird, und damit keine Kontrolle bezüglich eines eventuellen Einklemmens von Fremdobjekten im Schließbereich gegeben ist. Dies ist insbesondere bei einer Aktivierung des Schließsystems über eine Funkfernbedienung der Fall, aber auch bei einer automatischen Aktivierung von Schließvorgängen durch automatische Systeme, wie z. B. Regensensoren.The highest Safety requirements are for electromotive locking systems to ask if the closure without visual contact of the operator is made, and thus no Control regarding a possible entrapment of foreign objects in the closing area given is. This is especially when activating the locking system via a Radio remote control the case, but also with an automatic activation by closing operations automatic systems, such. B. rain sensors.
Die Verantwortung zum Vermeiden von Schäden obliegt daher allein der technischen Ausführung des Schließsystems.The responsibility for avoiding damage is therefore solely the technical issue management of the locking system.
Bei bekannten elektromotorischen Schließsystemen mit indirektem Einklemmschutz wird zur Klemmkraftreduzierung eine Leistungssteuerung der elektromotorischen Antriebe verwendet, die den Schließvorgang mithilfe einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung im kritischen Bereich gezielt verlangsamt und die vom Antrieb aufgebrachte Kraft reduziert. Eine solche pulsweitenmodulierte Leistungssteuerung des elektromotorischen Antriebs erfordert jedoch zusätzliche Bauelemente, deren Einsatz mit einem Bedarf an zusätzlichem Bauraum und auch mit Mehrkosten verbunden ist.at known electromotive locking systems with indirect anti-trap For the clamping force reduction is a power control of the electromotive Drives used the closing process by means of a pulse width modulated control specifically slowed down in the critical area and the applied by the drive Reduced power. Such a pulse width modulated power control However, the electromotive drive requires additional Components whose use is in need of additional Space and also associated with additional costs.
Die
Druckschrift
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromotorisches Schließsystem anzugeben, das einen kostengünstigen und dennoch sicheren Einklemmschutz gewährleistet.outgoing This is the object of the invention, an electromotive locking system indicate that this is a cost effective and still ensures safe anti-trap protection.
Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen der Erfindung gelöst.The The object is according to the independent claims of Invention solved.
Die Erfindung umfasst ein elektromotorisches Schließsystem mit einem elektromotorischen Antrieb zum Bewegen eines Verschließkörpers zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, einem steuerbaren Schaltelement, das den elektromotorischen Antrieb mit einer Spannungsversorgung verbindet, einem ersten Sensorelement zum Wandeln des Drehwinkels des elektromotorischen Antriebs in eine erste elektrische Messgröße, und einer Steuerung, die ausgebildet ist, die jeweilige Lage des Verschließkörpers zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung unter Verwendung der ersten elektrischen Messgröße zu bestimmen und das Schaltelement in Abhängigkeit eines Anweisungssignals und der bestimmten Lage des Verschließkörpers zu steuern. Die Steuerung ist ferner dazu ausgebildet, bei Erhalt eines als Verschließanweisung ausgebildeten Anweisungssignals zum Bewegen des Verschließkörpers in Richtung zur zweiten Stellung und wenn die bei Erhalt der Verschließanweisung bestimmte Ausgangslage des Verschließkörpers relativ zur zweiten Stellung einen ersten vorgegebenen Abstand unterschreitet, das Schaltelement in einen ersten Schaltzustand zu steuern, bei dem die Verbindung des elektromotorischen Antriebs mit der Spannungsversorgung ein Bewegen des Verschließkörpers in Richtung der ersten Stellung bewirkt, den Abstand der aktuellen Lage des Verschließkörpers von der Ausgangslage bei Erhalt der Verschließanweisung zu bestimmen und, wenn dieser Abstand einen vorgegebenen zweiten Abstand erreicht oder überschreitet, das Schaltelement in einen zweiten Schaltzustand zu steuern, bei dem die Verbindung des elektromotorischen Antriebs mit der Spannungsversorgung ein Bewegen des Verschließkörpers in Richtung der zweiten Stellung bewirkt, und dabei die Einklemmschutzeinrichtung zur fortlaufenden Überwachung der Antriebsparameter aktiviert.The The invention comprises an electromotive locking system with an electromotive drive for moving a closing body between a first position and a second position, a controllable Switching element, which is the electric motor drive with a power supply connects, a first sensor element for converting the angle of rotation of the electric motor drive in a first electrical measurement, and a controller which is formed, the respective position of the closing body between the first position and the second position using the to determine the first electrical parameter and the switching element in dependence an instruction signal and the particular position of the closing body Taxes. The controller is further adapted to receive upon receipt of a as a closing instruction trained instruction signal for moving the closing body in Direction to the second position and if that on receipt of the closing instruction certain starting position of the closing body relative to the second position falls below a first predetermined distance, the switching element to control in a first switching state, in which the connection of the electromotive drive with the power supply Moving the closing body into Direction of the first position causes the distance of the current Position of the closing body of the To determine the starting position upon receipt of the sealing instruction and when this distance reaches a predetermined second distance or exceeds to control the switching element in a second switching state at the connection of the electromotive drive with the power supply moving the closure body in Direction of the second position causes, while the anti-trap device for continuous monitoring the drive parameter activated.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe ”umfassen”, ”aufweisen”, ”beinhalten”, ”enthalten” und ”mit”, sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell eine nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen bezeichnen, die in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließt.In In this context, it should be noted that in this Description and claims to the list terms used to describe "comprise", "comprise", "include", "contain" and "with", as well as their grammatical modifications, generally a non-exhaustive list of Characteristics, such. B. process steps, facilities, areas, Sizes and denote the like, in no way the presence of others or additional Excludes features or groupings from other or additional features.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs zum Bewegen eines Verschließkörpers eines elektromotorischen Schließsystems zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, mit Schritten zum Prüfen des Vorhandenseins einer Verschließanweisung zum Bewegen des Verschließkörpers in Richtung zur zweiten Stellung, Prüfen des Abstands der Ausgangslage des Verschließkörpers bei Erhalt der Verschließanweisung relativ zur zweiten Stellung, Steuern des elektromotorischen Antriebs zum Bewegen des Verschließkörpers in Richtung zur ersten Stellung, wenn der Abstand einen ersten vorgegebenen Abstand unterschreitet, und Steuern des elektromotorischen Antriebs zum Bewegen des Verschließkörpers in Richtung zur zweiten Stellung, sobald der Abstand der aktuellen Lage des Verschließkörpers zur Ausgangslage des Verschließkörpers einen zweiten vorgegebenen Abstand erreicht oder überschreitet, wobei gleichzeitig die Einklemmschutzeinrichtung zur fortlaufenden Überwachung der Antriebsparameter aktiviert wird.The The invention further comprises a method for controlling an electromotive Drive for moving a closing body of an electromotive locking system between a first position and a second position, with steps for Check the presence of a closure instruction for moving the Closing body in the direction to the second position, check the distance of the initial position of the closing body upon receipt of the closing instruction relative to the second position, controlling the electric motor drive for moving the closing body in Direction to the first position, if the distance is a first predetermined Distance falls below, and controlling the electric motor drive for moving the closing body in Direction to the second position as soon as the distance of the current Position of the closing body for Initial position of the closing body a reaches or exceeds the second predetermined distance, at the same time the anti-pinch device for continuous monitoring of the drive parameters is activated.
Die Erfindung ermöglicht einem indirekten Einklemmschutz ein Erkennen von im Schließbereich eines elektromotorischen Schließsystems eingeklemmten Fremdkörpern unabhängig von der lediglich zum Bewegen des Verschließkörpers ohne behindernde Fremdkörper aufzubringenden Verschiebekraft. Dies wird erreicht, indem der Verschließkörper zunächst von der Ausgangslage, um einen bestimmten Betrag in Richtung der Offenstellung bewegt wird um beim anschließenden Zurückführen in die Ausgangslage den Wert der lediglich zum Verschieben des Verschließkörpers erforderlichen Verschiebekraft bestimmen zu können.The invention enables an indirect anti-pinch detection of foreign bodies clamped in the closing area of an electromotive locking system independently of the displacement force to be applied only for moving the closing body without obstructing foreign bodies. This is achieved by the closing body first from the initial position to a be true amount is moved in the direction of the open position to be able to determine the value of only required to move the closing body displacement force during the subsequent return to the starting position.
Die Erfindung wird in ihren abhängigen Ansprüchen weitergebildet.The Invention is in their dependent claims further training.
Vorteilhaft wird das Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs des elektromotorischen Schließsystems dann ausgeführt, wenn die Verschließanweisung von einer Funkfernbedienung an das Schließsystem übertragen wird.Advantageous becomes the method for controlling an electromotive drive the electromotive locking system then executed, if the closing instruction is transmitted from a radio remote control to the locking system.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs des elektromotorischen Schließsystems vorzugsweise auch dann ausgeführt, wenn die Verschließanweisung in Abhängigkeit von Sensorsignalen generiert wird.According to one another embodiment becomes the method for controlling an electromotive drive the electromotive locking system preferably even then executed if the closing instruction dependent on is generated by sensor signals.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denenFurther Features of the invention will become apparent from the following description inventive embodiments in connection with the claims as well as the figures. The individual features may in one embodiment according to the invention ever for be realized or more than one. In the following explanation some embodiments the invention is referred to the attached figures, of which
In
In
der in
Die
Drehrichtung des Motors
Die
Umpolung erfolgt mit dem steuerbaren Schaltelement
Die
Steuereinrichtung umfasst eine (in
Die
vom Drehwinkelsensor
Die
vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Klemmkraft,
mit der ein Fremdkörper
vom Schließkörper
Zum
Vermeiden eines Einklemmens von Objekten in der kritischen Zone,
wird zunächst
festgestellt, ob sich die Ausgangslage des Verschließkörpers
In
dem Flussdiagramm der
Nach
Erhalt einer Schließanweisung über eine
in
Wird
in Schritt S2 jedoch festgestellt, dass der vorgegebene Abstand
unterschritten ist, der Verschließkörper sich somit in der kritischen
Zone befindet, so wird in Schritt S3 der Schließkörper zunächst um einen vorgegebenen
Betrag in Richtung seiner Offenstellung bewegt. Mit anderen Worten,
wird die über
den Verschließkörper
Die vorliegende Erfindung ermöglicht der Einklemmschutzeinrichtung eine zuverlässige Überwachung von Schließvorgängen mit den Vorzügen einer hohen Robustheit gegen Fehlreversieren bei gleichzeitiger zuverlässiger Einklemmerkennung insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen dem Verschließkörper und dem Klemmkörper sehr gering oder sogar null ist.The present invention enables the anti-pinch device reliable monitoring of closing operations with the benefits of a high robustness against misreversing while reliable pinching detection especially when the distance between the closing body and the clamp body is very low or even zero.
- 100100
- elektromotorisches Schließsystemelectromotive locking system
- 11
- elektromotorischer Antriebelectromotive drive
- 1a1a
- Elektromotorelectric motor
- 1b1b
- Getriebetransmission
- 22
- Verschließkörperclosing body
- 33
- Schaltelementswitching element
- 44
- Fahrzeugbatterievehicle battery
- 55
- DrehwinkelsensorRotation angle sensor
- 66
- Messwiderstandmeasuring resistor
- 77
- SpannungsmesseinrichtungVoltage measuring device
- 1010
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1111
- Signalleitungsignal line
- 1212
- Signalleitungsignal line
- 1313
- Steuerleitungcontrol line
- 1414
- indirekte Einklemmschutzeinrichtungindirect anti-trapping
- S0–S4S0-S4
- Verfahrensschrittesteps
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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