DE102014221246A1

DE102014221246A1 - Verfahren zur Steuerung der Verstellung eines Fahrzeug-Verstellelements und Verstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102014221246A1
Application number: DE102014221246.4A
Authority: DE
Inventors: Marcus Scholz
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-04-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zur Steuerung der Verstellbewegung eines entlang eines Verstellwegs (s) verstellbaren Verstellelements (11, 11.1, 11.n), wobei eine Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) mithilfe wenigstens eines Antriebs und einer elektronischen Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) fremdkraftbetätigt erfolgt und auf Basis wenigstens einer für die Verstellbewegung repräsentativen Messgröße (n) eine Überwachung der Verstellbewegung dahingehend erfolgt, dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird, wenn ein Messwert (n(s, t)) für die Messgröße (n) und/oder mindestens ein mit dem Messwert (n(s, t)) gewonnener Vergleichswert (∆n) einen Schwellwert (h(s, t), h1) über- oder unterschreitet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einer Einlernphase – mindestens eine störungsfreie Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) entlang einer Verstellrichtung (X) in eine Endposition erfolgt, ohne dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird, – auf Basis der Messwerte (n(s, t)) und/oder Vergleichswerte (∆n) für die mindestens eine störungsfreie Verstellung Schwellwerte (h(s, t)) für mindestens zwei entlang des Verstellwegs (s) definierte Verstellbereiche (B, C) zumindest teilweise in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) überschrieben werden und, wenn bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs (s) aufgetreten ist, in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) ein Wert (c0, c1) für mindestens eine Bereichsgrenze eines Verstellbereichs (C) unter Beibehaltung einer voreingestellten Größe dieses Verstellbereichs (C) mit einem neuen Wert (c2, c3) überschrieben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Steuerung einer Verstellbewegung eines Fahrzeug-Verstellelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verstelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Aus dem Fahrzeugbereich sind unterschiedliche Verstellelemente bekannt, die fremdkraftbetätigt verstellbar sind und deren Verstellbewegung über eine elektronische Steuereinheit gesteuert und überwacht wird. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine Fensterscheibe, eine Heckklappe, einen Kofferraumdeckel oder ein Cabrioverdeck. Hierbei ist es grundsätzlich bereits weithin bekannt, die Verstellung des Verstellelements auf Basis wenigstens einer für die Verstellbewegung repräsentativen Messgröße zu überwachen, wobei eine Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert werden kann, wenn ein Messwert für die Messgröße und/oder mindestens ein mit dem Messwert gewonnener Vergleichswert einen Schwellwert über- oder unterschreitet. In der Praxis werden als mögliche Messgrößen beispielsweise der Motorstrom eines Antriebsmotors oder die Drehzahl eines Antriebsmotors herangezogen. Weiterhin sind auch berührungslos arbeitende Systeme bekannt, bei denen als Messgröße eine sich bei der Verstellung des Verstellelements ändernde Kapazität ausgewertet wird.
Ziel einer derartigen Überwachung ist es stets, insbesondere eine Einklemmsituation festzustellen, bei der ein Gegenstand oder ein Körperteil zwischen einem feststehenden Fahrzeugteil und dem verstellten Verstellelement eingeklemmt wird oder, bei weiterer Verstellung des Verstellelements, eingeklemmt würde. Wird eine derartige Einklemmsituation detektiert soll die Verstellbewegung des Verstellelements unterbrochen und/oder reversiert werden.
Je nach gewählter Messgröße sind in der Steuerelektronik vorzugsweise positionsbezogene Schwellwerte hinterlegt, deren Über- oder Unterschreiten auf eine Einklemmsituation schließen lassen. Dabei werden üblicherweise unterschiedliche Verstellbereiche entlang eines Verstellwegs definiert, in denen unterschiedlichen Schwellwerte gültig sein sollen. So ist beispielsweise ein Verstellweg für eine Fensterscheibe in wenigstens zwei Verstellbereiche untergliedert, von denen ein erster Verstellbereich die möglichen Positionen der Fensterscheibe zwischen einem vollständig geöffneten Zustand bis zu einem Zustand, indem die Fensterscheibe zur etwa einem Drittel geschlossen ist, abdeckt. Demgegenüber deckt ein zweiter Verstellbereich die möglichen Verstellpositionen zwischen dem etwa zu einem Drittel geschlossenen Zustand bis kurz vor dem Einfahren der Fensterscheibe in eine Fensterdichtung und/oder bis zum Erreichen einer Endposition ab, in der die Fensterscheibe vollständig geschlossen ist. In diesen unterschiedlichen Vertellbereichen wirken einer Verstellung der Fensterscheibe unterschiedlich große Widerstandskräfte entgegen. Insbesondere sind die Widerstandskräfte beim Einfahren in eine Fensterdichtung im Vergleich zu einer Verstellung bei nahezu vollständig geöffneter Fensterscheibe erheblich größer, so dass hierfür unterschiedlich große Schwellwerte gewählt werden müssen, um ein fehlerhaftes Auslösen des Einklemmschutzes zu verhindern. Gleichzeitig muss jedoch aufgrund gesetzlicher Bestimmungen stets sichergestellt sein, dass mittels der elektronischen Steuereinheit automatisch ein Stoppen und/oder Reversieren einer Verstellbewegung erfolgt, wenn ein 4 mm dicker Stab eingeklemmt wird.
Bei Verstelleinrichtungen für Cabrio-Fahrzeuge ist eine Differenzierung zwischen der sich schließenden Fensterscheibe und einem Erkennen des 4mm-Stabes im Hinblick auf die Auslegung der Geometrie der Fensterdichtung sowie das Design und die Steifigkeit des Cabrioverdecks vergleichsweise kritisch. Am Fensterheberantrieb tritt beim Einfahren der Scheibe in das Dichtungsprofil eine charakteristische Veränderung der erfassten Messgröße auf, z.B. ein Abfalls einer Drehzahl eines Antriebsmotors. Diese Drehzahländerung wird üblicherweise positionsbezogen zum oberen Totpunkt des Fensterheberanschlags ausgewertet. Ist die Drehzahländerung kleiner als die in der elektronischen Steuereinheit hinterlegten Schwellwerte wird die Fensterscheibe sicher geschlossen und die Verstellbewegung weder gestoppt noch reversiert. Die hinterlegten Schwellwerte sind dabei üblicherweise derart voreingestellt, dass der Dichtungseinlauf berücksichtigt ist, und bleiben nach einer bestimmungsgemäßen Anordnung der Fensterscheibe an dem Fahrzeug unverändert.
Aufgrund der zu zulassenden Toleranzen kann nun aber nicht ohne weiteres sichergestellt werden, dass nach der Montage kein fehlerhaftes Auslösen des Einklemmschutzes erfolgt oder der 4mm-Stab zuverlässig erkannt wird. So kann im Extremfall der voreingestellte obere Totpunkt und damit die in der Steuerelektronik hinterlegte Endposition bzw. die hierfür hinterlegte Verstellbereichsgrenze für den oberen Verstellbereich um ein solches Maß von dem tatsächlichen Totpunkt abweichen, dass die für den Dichtungseinlauf vorgesehene Desensibilisierung oder Deaktivierung des Einklemmschutzes bereits in einem Bereich erfolgt, in dem die Oberkante der Fensterscheibe noch einen Abstand von der tatsächlichen oberen Endposition aufweist, der größer als 4mm ist. Demzufolge ist die Steuerelektronik unter Umständen nicht mehr in der Lage, eine Einklemmsituation zu erkennen, bei der sich zwischen der Oberkante der Fensterscheibe und dem Verdeck ein 4 mm dicker Stab befindet. Aus diesem Grund ist gegebenenfalls eine aufwendige Nachjustage notwendig, damit der Einklemmschutz zuverlässig anschlägt.
Aus der WO 98/40945 A1 ist zumindest bereits bekannt, die Schwellwerte in den unterschiedlichen Verstellbereichen für eine zu verstellenden Fensterscheibe adaptiv zu verändern, um ein fehlerhaftes Anhalten oder Reversieren der Verstellbewegung aufgrund äußerer Einflüsse, variabler Widerstände oder zu geringer Verstellkraft in den jeweiligen Verstellbereichen möglichst auszuschließen. Die zuvor angesprochenen Schwierigkeiten im Hinblick auf ein etwaiges zu frühes oder zu spätes Desensibilisieren oder Deaktivieren eines Einklemmschutzes aufgrund der zugelassenen Toleranzen bei den verwendeten Fahrzeugteilen kann hiermit jedoch ebenfalls nicht zuverlässig ausgeschlossen werden.
Die zuvor genannten Nachteile und Schwierigkeiten könnten ferner nicht nur bei fremdkraftbetätigten zu verstellenden Fensterscheibe, sondern grundsätzlich auch bei anderen Verstellelementen an einem Fahrzeug auftreten.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Verstellbewegung eines fremdkraftbetätigt verstellbaren Verstellelements für ein Fahrzeug zu verbessern und insbesondere die vorhergenannten Nachteile zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird sowohl mit einem Verfahren des Anspruchs 1 als auch mit einer Verstelleinrichtung des Anspruchs 13 gelöst.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist einerseits – wie bereits bekannt – vorgesehen, dass

– ein zwischen zwei Endpositionen zugelassener Verstellweg des Verstellelements entlang einer Verstellrichtung in wenigstens zwei unterschiedliche Verstellbereiche unterteilt ist, zu denen in der Steuereinheit mindestens ein Wert für eine Bereichsgrenze, zum Beispiel die obere Endposition einer Fensterscheibe, hinterlegt ist und zu denen unterschiedliche Schwellwerte hinterlegt sind, ab deren Erreichen auf eine Einklemmsituation geschlossen wird und ein Einklemmschutz anspricht, und
– an wenigstens einer Bereichsgrenze eines Verstellbereichs eine charakteristische Veränderung des ausgewerteten Messwerts und/oder eine charakteristische Veränderung des ausgewerteten Vergleichswerts auftritt.

Eine solche charakteristische Veränderung ist beispielsweise ein Abfall oder Anstieg des jeweiligen Wertes in Folge eines Erreichens einer Endposition oder eines Einlaufbereichs, in dem das Verstellelement in eine einer Verstellung (zusätzlich) entgegenwirkenden und damit eine (erhöhte) Widerstandkraft aufbringenden Dichtung einfährt.
Andererseits ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Einlernphase vorgesehen wird, in der

– mindestens eine, gegebenenfalls wiederholte störungsfreie Verstellung des Verstellelements entlang der Verstellrichtung in eine der Endpositionen erfolgt, ohne dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird,
– auf Basis der Messwerte und/oder Vergleichswerte für die mindestens eine störungsfreie Verstellung die Schwellwerte für mindestens zwei Verstellbereiche zumindest teilweise in der Steuereinheit überschrieben werden
– und, wenn bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs aufgetreten ist, in der Steuereinheit ein Wert für mindestens eine Bereichsgrenze eines Verstellbereichs unter Beibehaltung einer voreingestellten Größe dieses Verstellbereichs mit einem neuen Wert beschrieben wird.

Im Zuge eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit in einer Einlernphase eine Verschiebung wenigstens einer Bereichsgrenze vorgesehen, wobei sich ein Verstellbereich, der durch diese Bereichsgrenze definiert ist, hinsichtlich seiner Größe nicht ändert. Hierdurch werden für den jeweiligen Verstellbereich gegebenenfalls Anfang und Ende neu gesetzt, jedoch dessen vorgegebene Größe nicht verändert.
So kann beispielsweise vorgegeben sein, dass ein letzter Verstellbereich, der den Dichtungseinlauf einer zu verstellenden Fensterscheibe umfasst, ein Teilstück des zugelassenen Verstellwegs von 3 bis 10 mm abdecken soll. Wird nun während der Einlernphase anhand der ausgewerteten Mess- und/oder Vergleichswerte festgestellt, dass der tatsächliche Dichtungseinlauf früher oder später als ursprünglich hinterlegt erfolgt und/oder der hierüber detektierte obere Endpunkt früher oder später als ursprünglich hinterlegt auftritt, wird der entsprechende Verstellbereich lediglich nach vorne oder hinten „verschoben“. Derart ist sichergestellt, dass sich der Verstellbereich, in dem abweichende Schwellwerte gelten sollen, nach der Einlernphase mit dem gewünschten Ausmaß über den tatsächlich relevanten Abschnitt des zugelassenen Verstellwegs erstreckt. Indem hierbei auch an die tatsächlichen Verhältnisse angepasste Schwellwerte in diesem Verstellbereich und einem hieran angrenzenden, vorzugsweise bezogen auf die Verstellrichtung vorangehenden Verstellbereich hinterlegen werden, ist das Risiko für eine Fehlfunktion im Normalbetrieb weiter reduziert.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung bleibt die Größe wenigstens eines Verstellbereichs, für dessen wenigstens eine Bereichsgrenze ein hinterlegter Wert geändert wurde, und damit die Zeitspanne und/oder die Länge des Verstellwegabschnitts erhalten, an dem ein – im Vergleich zum angrenzenden Verstellbereich – anderer Schwellwert(verlauf) für die Detektion einer Einklemmsituation gültig ist. Jedoch wird der Zeitpunkt und/oder der Ort, ab dem der andere Schwellwert(verlauf) gültig ist, auf Basis der Werte verschoben, die in der Einlernphase bei einer störungsfreien Verstellung oder mehreren störungsfreien Verstellungen ermittelt wurden. Mit anderen Worten bleibt ein zeitlicher oder örtlicher Abstand der Verstellbereichsgrenzen des wenigstens einen Verstellbereichs in einer Auswertelogik der Steuereinheit stets erhalten. Wenigstens eine Bereichsgrenze wandert, das heißt, verschiebt sich, aber gegebenenfalls im Lichte der störungsfreien Verstellung(en) in der Einlernphase automatisiert (unter Nutzung der Auswertelogik), um toleranzbedingte Abweichungen nach der Montage auszugleichen. Hierdurch ist vorzugsweise eine verbesserte Erkennung eines Dichtungseinlaufs und/oder eine verbesserte Unterscheidung zwischen Einklemmsituation und normaler, betriebsbedingter Veränderung der ausgewerteten Werte erreichbar.
In einem Ausführungsbeispiel ist ein zwischen den Bereichsgrenzen wenigstens eines Verstellbereichs voreingestellter und fest vorgegebener Abstand derart gewählt, dass ein (letzter) Verstellbereich stets einen vorgegebenen Teil des Verstellwegs vor Erreichen der Endposition abdeckt, zum Beispiel, die 3 bis 10 mm des Verstellwegs vor Erreichen der Endposition. Dabei ist in den letzten 4mm des Verstellwegs üblicherweise eine Erkennung einer Einklemmsituation gemäß gesetzlicher Vorgaben nicht mehr notwendig, so dass hier eine Auswertlogik der Steuereinheit deaktiviert (zumindest für ein in dem Verstellbereich liegendes Teilstück für eine Verstellwegslänge ≤ 4mm kurz vor Erreichen der Endposition) oder zumindest über einen hinterlegten Schwellwert oder mehrere hinterlegte Schwellwerte weniger sensibel gestaltet werden kann. Gleichzeitig muss aber sichergestellt sein, dass bezüglich des oberen Totpunkts die Desensibilisierung oder Deaktivierung der Auswertlogik der elektronischen Steuereinheit erst nach ausreichender Annäherung des Verstellelements an seinen oberen Totpunkt erfolgt, um noch eine Einklemmsituation zu erkennen, bei der ein 4mm dicker Stab durch das Verstellelement eingeklemmt wird oder würde. Wie bereits eingangs erläutert, fährt aber das Verstellelement typischerweise vor Erreichen der Endposition in eine Dichtung ein, wodurch die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert würde, wenn keine Schwellwerte vorgegeben werden, die von den Schwellwerten für einen bezogen auf die Verstellrichtung vorangehenden Verstellbereich abweichen, in dem kein Dichtungseinlauf berücksichtigt werden muss.
Durch das erfindungsgemäße Anpassen einer Verstellbereichsgrenze, insbesondere für den oberen Totpunkt einer Fensterscheibe und/oder den Beginn des Dichtungseinlaufs, bei gleichzeitiger Beibehaltung der voreingestellten Größe des betroffenen und vorzugsweise eine Endposition einschließenden Verstellbereichs ist nun aber der Zeitpunkt oder die Stelle entlang des Verstellwegs, ab dem/der eine Desensibilisierung oder Deaktivierung des Einklemmschutzes erfolgt, an die tatsächliche Einbausituation individuell und automatisiert nach der Montage anpassbar. Es ist somit in der Einlernphase automatisiert ein Ausgleich der zugelassenen Toleranzen effektiv möglich.
Die erfindungsgemäße Lösung kann dabei vorsehen, dass die Steuereinheit keine Auswertung dahingehend vornimmt, ob tatsächlich eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs aufgetreten ist. Vielmehr kann in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen werden, dass ein Wert für eine Endposition, zum Beispiel für den oberen Totpunkt bei einer zu verstellenden Fensterscheibe, stets mit einem neuen Wert während oder nach der Einlernphase überschrieben wird. Da erfindungsgemäß jedoch die ursprünglich festgelegte Größe des Verstellbereichs erhalten bleiben soll, ändert sich durch die Anpassung oder Aktualisierung der oberen Endposition in der Einlernphase auch automatisch die andere Bereichsgrenze, ab der beim Verstellen des Verstellelements in Richtung der Endposition abweichende Schwellwerte gelten sollen, da in diesen Verstellbereich beispielsweise auch der Dichtungseinlauf fällt und hier einer Fehlauslösung des Einklemmschutzes durch Vorgabe abweichender Schwellwerte entgegengewirkt wird.
Gleichwohl kann in einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass eine Auswertlogik der elektronischen Steuereinheit anhand der Messwerte und/oder Vergleichswerte für die mindestens eine störungsfreie Verstellung feststellt, ob eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle aufgetreten ist und eine Verschiebung der mindestens einen Bereichsgrenze nur dann vornimmt, wenn die Veränderung ein vorgegebenes Mindestmaß erreicht. Hierdurch kann vermieden werden, dass in der Einlernphase eine Veränderung der mindestens einen Bereichsgrenze und eine damit verbundene Anpassung der Grenzen des Verstellbereichs erfolgt, selbst wenn nur eine geringfügige Veränderung ermittelt wird. Dies kann gegebenenfalls den Aufwand zur Berechnung neuer Schwellwerte in der Steuereinheit reduzieren.
Bei einem Überschreiben eines Wertes für die mindestens eine Bereichsgrenze oder einen Schwellwert kann auch vorgesehen sein, dass der jeweilige neue Wert zuvor durch eine Multiplikation, z.B. zur Vorgabe einer prozentualen Abweichung, oder Summation des alten Wertes mit einem Korrekturwert errechnet wurde.
In einer Ausführungsvariante werden in der Einlernphase mindestens zwei störungsfreie Verstellungen durchgeführt und auf Basis der Messwerte und/oder Vergleichswerte für die mindestens zwei störungsfreien Verstellungen neue Schwellwerte und mindestens ein neuer Wert für eine Bereichsgrenze in der Steuereinheit hinterlegt. Durch die Nutzung von Mess- und/oder Vergleichswerten aus mehreren störungsfreien Verstellungen und somit aus einer Art „Verstellhistorie“ können Messunsicherheiten minimiert werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der ermittelten Mess- und/oder Vergleichswerte gemittelt werden, um neue Schwellwerte und/oder mindestens einen neuen Wert für eine Bereichsgrenze in der Steuereinheit zu hinterlegen. Auch kann vorgesehen sein, dass die ermittelten und ausgewerteten Mess- und/oder Vergleichswerte unterschiedliche gewichtet werden, um neue Schwellwerte und/oder mindestens einen neuen Wert für eine Bereichsgrenze in der Steuereinheit zu hinterlegen. Eine Gewichtung kann hierbei insbesondere einschließen, dass zur
Bestimmung eines neuen Schwellwertes und/oder eines neuen Wertes für eine Bereichsgrenze, z.B. mithilfe einer (exponentiellen) Glättung, zur verschiedenen Verstellungen und damit Zeitpunkten erfasste Mess- und/oder Vergleichswerte unterschiedlich stark in die aktuelle Berechnung einfließen.
Bei den mindestens zwei störungsfreien Verstellungen kann es sich insbesondere um zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Verstellung handeln. Dabei kann davon ausgegangen werden, dass sich z. B. die klimatischen Verhältnisse zwischen den beiden Verstellung nicht wesentlich geändert haben und der Unterschied der äußeren, das Verstellsystem beeinflussenden Bedingungen vernachlässigbar ist. Es ist auch denkbar, eine maximal zwischen den mindestens zwei Verstellungen zulässige Wartezeit in der Steuereinheit zu hinterlegen. Wird diese Wartezeit überschritten erfolgt keine Neuhinterlegung der Schwellwerte und/oder der Bereichsgrenze.
Darüber hinaus ist es denkbar, die mechanische Konfiguration des Verstellsystems zu berücksichtigen und bei einer definierten Änderung derselben ein Überschreiben nicht zuzulassen. Als Beispiel der mechanischen Konfiguration sei die Position eines Verdecks genannt. Wenn eine erste Verstellung bei geöffnetem und eine zweite Verstellung bei geschlossenem Verdeck erfolgt, ergeben sich allein dadurch wesentliche Änderungen Messwerte, deren Berücksichtigung aber bei einer Anpassung der Schwellwerte und/oder Bereichsgrenze nicht wünschenswert ist. In einer solchen Ausführungsvariante wird folglich das Überschreiben eines Werts für die mindestens eine Bereichsgrenze davon abhängig gemacht, dass wenigstens eine weitere Bedingung erfüllt ist. Das Vorliegen dieser weiteren Bedingung kann dann durch ein Prüfsignal signalisiert sein. Über ein solches der Steuereinheit zugeführtes Prüfsignals kann beispielswiese angezeigt werden, ob ein Verdeck des Fahrzeugs geschlossen war / ist, wenn eine störungsfreie Verstellung des Verstellelements erfolgt(e).
In einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die in der Steuereinheit hinterlegten Schwellwerte und/oder Bereichsgrenzen nur überschrieben werden, wenn wenigstens einer der bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung ermittelten Messwerte und/oder Vergleichswerte um einen in der Steuereinheit hinterlegten Mindestwert abweicht. In der Steuereinheit ist somit zusätzlich zu den Schwellwerten für die Erkennung einer Einklemmsituation wenigstens eine zusätzliche Schwelle hinterlegt, anhand derer vorgegeben ist, ob überhaupt eine Aktualisierung der Schwellwerte und/oder der Bereichsgrenzen in der Einlernphase erfolgen soll. Hierdurch wird eine Berechnung neuer Schwellwerte und deren Abspeicherung in einer Speichereinrichtung der Steuereinheit auf diejenigen Fälle begrenzt, in denen tatsächlich eine größere Abweichung von den ursprünglich hinterlegten Werten festgestellt wurde.
Bevorzugt wurden die zuerst in einer Steuereinheit hinterlegten Schwellwerte und Bereichsgrenzen vor einer Anordnung des Verstellelements an einem Fahrzeug abgespeichert und wird die Einlernphase erst nach einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Verstellelements an dem Fahrzeug ausgeführt. So werden beispielsweise in der Steuereinheit zunächst Schwellwerte hinterlegt, bevor ein Fahrzeugteil, an dem das Verstellelement verstellbar gelagert ist, an das Fahrzeug montiert wird. In einer späteren Einlernphase werden dann die Schwellwerte und Bereichsgrenzen in Abhängigkeit von der tatsächlichen Einbausituation optimiert. Dies ist insbesondere bei der zuvor bereits angesprochenen Variante von Vorteil, bei der das Verstellelement eine Fensterscheibe für ein Cabrio-Fahrzeug umfasst und die Fensterscheibe beim Schließen in eine Dichtung an einem Cabrioverdeck einfährt. Hier kann über die erfindungsgemäße Lösung automatisiert direkt am Fahrzeug eine optimierte Einstellung der Schwellwerte und Verstellbereiche erfolgen.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die zuerst hinterlegten Schwellwerte für die wenigstens zwei unterschiedlichen Verstellbereiche durch eine erste fremdkraftbetätgte Verstellung des Verstellelements zwischen seinen beiden Endpositionen eingelernt worden sind, wenn das Verstellelement bereits an einem Fahrzeugteil verstellbar gelagert ist, das anschließend zusammen mit dem hieran gelagerten Verstellelement an das Fahrzeug zu montieren ist. Konkret bedeutet dies beispielsweise, dass insbesondere die Schwellwerte für die Steuerelektronik einer zu verstellenden Fensterscheibe über eine initiale Verstellung eingelernt werden, nachdem die Fensterscheibe bestimmungsgemäß an eine Fahrzeugtür montiert wurde. Nach der Montage dieser Fahrzeugtür an das (Cabrio-)Fahrzeug wird dann die erfindungsgemäße Einlernphase ausgeführt, um die Schwellwerte und Verstellbereiche automatisiert zu optimieren.
In einem Verstellbereich, in dem insbesondere eine Endposition des Verstellelements liegt, können unterschiedliche Schwellwerte vorgegeben sein, die bezogen auf eine Verstellung des Verstellelements in Richtung der Endposition im Mittel bis zu einem Minimum abfallen oder bis zu einem Maximum ansteigen. Eine derartige Weiterbildung erfasst somit insbesondere einen (letzten) Verstellbereich, in dem der Dichtungseinlauf erfasst wird, bei dem sich üblicherweise die einer Verstellung des Verstellelements entgegenwirkenden Kräfte kontinuierlich, gegebenenfalls aber auch unstetig erhöhen, so dass – je nach ausgewertetem Messwert oder Vergleichswert – die in diesem Bereich gültigen Schwellwerte ansteigen oder abfallen müssen, um nicht auch bei einer störungsfreien Verstellung ein Stoppen und/oder Reversieren der Verstellbewegung fehlerhaft auszulösen.
Die in einem oder mehreren Verstellbereichen verwendeten Schwellwerte können über wenigstens eine Schwellwertfunktion in Abhängigkeit vom Ort des jeweiligen Verstellelements und/oder von der Zeit (z. B. gerechnet ab dem Start einer Verstellbewegung) vorgegeben sein. Beispielsweise werden aus wenigstens einer störungsfreien Verstellbewegung ermittelte Soll-Messwerte und/oder gemittelte Soll-Vergleichswerte – je nach Messgröße und Schwellwert – plus oder minus einer vorgegebenen Toleranz zur Berechnung der Schwellwerte genutzt. Derart ist über einen entsprechenden Algorithmus eine Schwellwertfunktion vorgegeben, für die erfasste Soll-Messwerte und/oder erfasste Soll-Vergleichswerte aus mehreren (mindestens zwei) störungsfreien Verstellungen gemittelt und hieraus Schwellwerte berechnet werden, die in einem Speicher der Steuereinheit, nach der Durchführung der Einlernphase, abgespeichert sind.
Wie bereits zuvor erläutert, wird es grundsätzlich bevorzugt, dass eine Bereichsgrenze wenigstens eines Verstellbereichs, für dessen mindestens eine Bereichsgrenze ein neuer Wert in der Einlernphase abgespeichert wird, einer Endposition des Verstellelements entspricht. Somit wird in der Einlernphase beispielsweise der obere Totpunkt einer Fensterscheibe neu eingelernt und es werden hiervon ausgehend der Verstellbereich verschoben, der das Einfahren der Fensterscheibe in eine Dichtung abdeckt, sowie hierfür neue positionsbezogene Schwellwerte abgespeichert.
Grundsätzlich kann das Verstellelement anstatt einer Fensterscheibe eine Heckklappe, einen Fahrzeugsitz, einen Kofferraumdeckel, eine Motorhaube, ein Cabrioverdeck oder eine Fahrzeugtür umfassen. Die genannten Komponenten sind regelmäßig ebenfalls jeweils fremdkraftbetätigt verstellbar, so dass hier die erfindungsgemäße Lösung ohne weiteres vorteilhaft zum Einsatz kommen kann.
Bei einem System mit mehreren verstellbaren Verstellelementen für ein Fahrzeug, die jeweils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren angesteuert werden, wird es in einer Ausführungsvariante bevorzugt, dass die Einlernphase jeweils individuell für jedes der Verstellelemente durchgeführt wird. Derart werden folglich die Ansteuerungen aller Fensterscheiben eines Fahrzeugs individuell im Hinblick auf die tatsächlichen Bauraumbedingungen optimiert. Dabei können aber in den jeweiligen verwendeten Steuereinheiten ursprünglich identische Betriebsparameter und damit insbesondere Bereichsgrenzen und Schwellwerte hinterlegt gewesen sein. Erst im montierten Zustand an dem Fahrzeug werden dann die Bereichsgrenzen und Schwellwerte individuell über die erfindungsgemäße Durchführung einer Einlernphase optimiert.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer vorzugsweise zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Verstelleinrichtung für ein Fahrzeug.
Eine derartige Verstelleinrichtung weist wenigstens das Folgende auf:

a) ein verstellbar gelagertes Verstellelement,
b) eine Antriebseinheit zur fremdkraftbetätigten Verstellung des Verstellelements und
c) eine elektronische Steuereinheit zur Steuerung einer Verstellbewegung des Verstellelements.

Dabei ist die elektronische Steuereinheit dazu eingerichtet und vorgesehen, auf Basis wenigstens einer für die Verstellbewegung repräsentativen Messgröße eine Überwachung der Verstellbewegung dahingehend vorzunehmen, dass die Verstellbewegung automatisch stoppt und/oder reversiert wird, wenn ein Messwert für die Messgröße und/oder mindestens ein mit dem Messwert gewonnener Vergleichswert einen Schwellwert über- oder unterschreitet. Im Einklang mit einem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet und vorgesehen, in einer Einlernphase, in der mindestens eine störungsfreie Verstellung des Verstellelements entlang der Verstellrichtung in eine der Endpositionen erfolgt, ohne dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird,

a) Schwellwerte für mindestens zwei Verstellbereiche zumindest teilweise auf Basis der Messwerte und/oder der Vergleichswerte für die mindestens eine störungsfreie Verstellung zu überschreiben und folglich zu aktualisieren und
b) einen Wert für mindestens eine Bereichsgrenze eines Verstellbereichs unter Beibehaltung einer voreingestellten Größe dieses Verstellbereichs mit einem neuen (erfassten oder berechneten) Wert zu überschreiben, wenn bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung eine charakteristische Veränderung, z. B. der Abfall einer Drehzahl an einer Endposition, an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs aufgetreten ist, die Stelle bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung also von einer ursprünglich angenommen und gegebenenfalls abgespeicherten Stelle abweicht.

Derart kann in der Einlernphase beispielsweise mindestens eine neue Bereichsgrenze für einen oberen Einlaufbereich einer zu verstellenden Fensterscheibe – beispielsweise für ein Cabrio-Fahrzeug – eingelernt werden, wenn bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung in Richtung der geschlossenen Position der Fensterscheibe in Abweichung von einem Wert für eine zuvor hinterlegte Bereichsgrenze eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs auftritt, nachdem die Fensterscheibe an einem Fahrzeug angeordnet wurde. So wird beispielsweise der Schaltzeitpunkt oder -ort entlang des Verstellwegs für eine Desensibilisierung oder Deaktivierung des Einklemmschutzes neu gesetzt, wenn in der Einlernphase der obere Totpunkt (Endposition) früher oder später erreicht wird, als dies über eine ursprüngliche, den oberen Totpunkt definierende Bereichsgrenze vorgesehen war. Damit wird vermieden, dass bei zukünftigen Verstellungen die für den Dichtungseinlauf vorgesehenen Schwellwerte – ohne die Einlernphase – unter Umständen zu früh oder zu spät gültig sind.
Da eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung grundsätzlich zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sein kann, gelten zuvor und nachfolgend im Zusammenhang mit Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebene Vorteile und Merkmale auch für Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung und umgekehrt.
Im Übrigen werden weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Hierbei zeigen:
1 schematisch eine Fahrzeugtür mit einer hieran verstellbar gelagerten Fensterscheibe unter Verdeutlichung dreier unterschiedlicher Verstellbereiche entlang eines Verstellwegs in Richtung der geschlossenen Position der Fensterscheibe;
2A–2C schematisch unterschiedliche Varianten erfindungsgemäßer Verstelleinrichtungen, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind;
3 ein Diagramm, in dem eine Drehzahldifferenz für eine zu verstellende Fensterscheibe über einen Verstellweg und einer Verstellzeit aufgetragen ist und in dem zwei unterschiedliche Verstellbewegungen mit und ohne Hindernis im Verstellweg zusammen mit einer Schwellwertfunktion dargestellt sind;
4A–4C jeweils ein Diagramm, in dem eine Drehzahldifferenz über den Verstellweg und der Verstellzeit dargestellt ist, wobei über die einzelnen Diagramme der Ablauf einer Einlernphase veranschaulicht ist, bei der eine Schwellwertfunktion und für Bereichsgrenzen eines aus der 1 ersichtlichen Verstellbereichs hinterlegte Werte optimiert werden;
5 schematisch ein System mit mehreren erfindungsgemäßen Verstelleinrichtungen, die jeweils zur individuellen Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet und vorgesehen sind.
Die 1 zeigt vereinfacht in Seitenansicht ein Fahrzeugteil in Form einer Fahrzeug(seiten)tür 2, die eine Fensteröffnung definiert. In dieser Fensteröffnung ist eine Fensterscheibe 11 als Verstellelement zwischen einer vollständig geöffneten Endposition und einer vollständig geschlossenen Position entlang einer Verstellrichtung X fremdkraftbetätigt verstellbar. Zur Steuerung der Verstellbewegungen der Fensterscheibe 11 ist eine in der 1 nicht dargestellte elektronische Steuereinheit vorgesehen.
Aus der 1 sind unterschiedliche Verstellbereiche A, B und C ersichtlich, die von der Fensterscheibe 11 beim Öffnen und Schließen in der Fahrzeugtür 2 durchfahren werden. Der erste, untere Bereich A reicht hierbei von der vollständig geöffneten Fensterscheibe bis zu einer etwa zu einem Drittel geschlossenen Fensterscheibe. Ein zweiter sich hieran in Verstellrichtung X anschließender Bereich B erstreckt sich von der zu einem Drittel geschlossenen Fensterscheibe bis zu einer Stelle kurz vor einem Einfahren der Fensterscheibe 11 in eine Fensterdichtung. Ein (letzter) sich hieran anschließender Verstellbereich C erstreckt sich über einen durch die Fensterdichtung definierten Dichtungsbereich bis zur Endposition der vollständig geschlossenen Fensterscheibe 11. Die Fensterdichtung ist hierbei beispielsweise an einem oberen Fensterrahmen der Fahrzeugtür 2 oder bei einem Cabrio-Fahrzeug und einer rahmenlosen Fensteröffnung an einem Cabrioverdeck ausgebildet. Der obere Fensterrahmen oder ein Cabrioverdeck bilden hierbei jeweils ein Fahrzeugelement 13, relativ zu dem die Fensterscheibe 11 verstellbar ist.
Die fremdkraftbetätigt zu verstellende Fensterscheibe 11 ist mit einer Einklemmschutzelektronik versehen, die bei einer Einklemmsituation, bei dem zwischen einer Oberkante der Fensterscheibe 11 und dem Fahrzeugelement 13 ein Hindernis, z. B. ein Gegenstand oder ein Körperteil eingeklemmt wird oder voraussichtlich eingeklemmt würde, ein Stoppen und/oder Reversieren der Verstellbewegung der Fensterscheibe 11 auslöst. Für den Einklemmschutz sind dabei grundsätzlich die Verstellbereiche B und C beim Schließen der Fensterscheibe 11 relevant, während im Verstellbereich A aufgrund des großen Abstandes zwischen der Oberkante der Fensterscheibe 11 und dem Fahrzeugelement 13 ein Einklemmen auch größerer Körperteile nahezu ausgeschlossen ist. Grundsätzlich kann aber auch der (erste, untere) Verstellbereich A in die Überwachung und Steuerung für einen Einklemmschutz einbezogen sein.
Im Verstellbereich B muss in jedem Fall sichergestellt sein, dass in einer Einklemmsituation ein Stoppen und/oder Reversieren der Verstellbewegung der Fensterscheibe 11 erfolgt. Ferner muss sichergestellt werden, dass die Fensterscheibe in einem störungsfreien Zustand ordnungsgemäß angehoben und abgesenkt wird und beispielsweise (kleinere) Schwergängigkeiten nicht zu einem fehlerhaften Auslösen des Einklemmschutzes führen. Im Verstellbereich C wiederum gelten besondere Bedingungen, da hier aufgrund eines erhöhten Widerstandes beim Einlaufen der Fensterscheibe 11 in die Fensterdichtung einerseits ein sicheres Schließen der Fensterscheibe 11 gewährleistet werden muss und andererseits aus Sicherheitsgründen ein 4 mm-Stab erkannt und sicher von den Einflüssen der auftretenden Widerstandskräfte im Dichtungsbereich unterschieden werden muss. In der Praxis werden für die beiden Verstellbereiche B und C daher unterschiedliche Schwellwerte in einer Speichereinrichtung einer elektronischen Steuereinheit hinterlegt. Über die zueinander verschiedenen Schwellwerte für die Verstellbereiche B und C soll eine Einklemmsituation sicher von den normalen Betriebsbedingungen unterschieden werden können. Die einzelnen Schwellwerte werden dabei für eine bestimmte, für die Verstellbewegung der Fensterscheibe 11 repräsentative Messgröße oder eines hieraus berechneten Vergleichswerts hinterlegt. Eine typische Messgröße ist z. B. die Drehzahl eines mit der Fensterscheibe 11 gekoppelten Antriebsmotors oder der Motorstrom eines solchen Antriebsmotors. Eine Vergleichsgröße kann beispielsweise eine Drehzahldifferenz, also die Veränderung der Drehzahl über die Zeit während der Ausführung der Verstellung, sein.
In der Praxis werden die Schwellwerte für die unterschiedlichen Verstellbereiche B und C zunächst einmalig in der Steuereinheit hinterlegt und gegebenenfalls einmalig eingelernt. Auch ist es bekannt, die zum sicheren Verstellen der Fensterscheibe 11 erforderlichen Verstellkräfte an die äußeren Einflüsse, wie Umgebungstemperatur, Widerstand beim Durchfahren des Verstellwegs und/oder eine Motorkennlinie des Antriebsmotors anzupassen. Eine weitergehende Optimierung der Schwellwerte und insbesondere der Verstellbereichsgrenzen, über die ein Beginn oder ein Ende eines bestimmten Verstellbereichs A, B oder C definiert ist, wird hierbei üblicherweise jedoch nicht vorgenommen.
Die erfindungsgemäße Lösung setzt nun hieran an, um eine Optimierung der in einer Auswertelogik der Steuereinheit hinterlegten Parameter automatisiert zu ermöglichen, wodurch eine individuelle Anpassung dieser Parameter nach der bestimmungsgemäßen Montage eines Fahrzeug-Verstellelements, wie z. B. der Fensterscheibe 11, erheblich erleichtert werden kann.
Dabei ist anhand der 2A, 2B und 2C schematisch veranschaulicht, dass die erfindungsgemäße Lösung nicht nur im Zusammenhang mit einer zu verstellenden Fensterscheibe 11 zum Einsatz kommen kann, sondern auch ohne weiteres bei anderen Verstelleinrichtungen 1 für andere Fahrzeug-Verstellelemente 11. Die 2A zeigt dabei als Verstellelement eine Fensterscheibe 11, deren Verstellung über eine elektromotorische Antriebseinheit 18 und eine elektronische Steuereinheit 10 gesteuert wird. Der obere Verstellbereich C umfasst hierbei, wie bereits im Zusammenhang mit der 1 erläutert, einen Einlaufbereich 110, in dem die Fensterscheibe 11 in eine Fensterdichtung 111 einfährt und eine charakteristische Veränderung einer Messgröße, z. B. ein Abfall einer erfassten Drehzahl eines Antriebsmotors auftritt, die jedoch sicher von einer Einklemmsituation unterschieden werden muss. Bei der Variante der 2B ist das verstellbare Verstellelement durch einen längsverschieblichen Fahrzeugsitz 11 gebildet, der fremdkraftbetätigt relativ zu einer karosseriefesten Rückbank als Fahrzeugteil 13 verstellbar ist. In der 2C weist eine Verstelleinrichtung 1 als Verstellelement eine Fahrzeug-Heckklappe 11 auf, die fremdkraftbetätigt um eine Schwenkachse verstellbar ist.
Die 3 zeigt exemplarisch ein Diagramm, in der eine auszuwertende Drehzahldifferenz ∆n über den Verstellweg s und der Zeit t für eine sich schließende Fensterscheibe 11 insbesondere im letzten Verstellbereich C dargestellt ist. Der Verstellbereich C ist hierbei durch zwei Verstellbereichsgrenzen definiert, e durch Werte c₁ und c₀ charakterisiert sind. Dabei beginnt an der Verstellbereichsgrenze c₁ der Dichtungseinlauf, so dass die Drehzahldifferenz ∆n ab hier kontinuierlich abfällt, bis die Fensterscheibe 11 dem oberen Totpunkt erreicht, der der anderen Verstellbereichsgrenze c₀ entspricht.
In der 3 ist einerseits ein Verlauf f_N für eine störungsfreie Verstellung der Fensterscheibe 11 veranschaulicht. Darüber hinaus ist der Verlauf der in den unterschiedlichen Verstellbereichen und für die unterschiedlichen Verstellpositionen gültigen Schwellwerte für das Auslösen eines Einklemmschutzes durch eine Schwellwertfunktion h(s, t) dargestellt. Über die damit definierte Schwellwertfunktion h ist somit für jede Vertellposition entlang des Verstellwegs s und/oder zu jedem Zeitpunkt t ab dem Start einer Verstellbewegung ein Schwellwert hinterlegt. Dieser Schwellwert muss vorliegend unterschritten werden, damit der Einklemmschutz auslöst und die Verstellbewegung der Fensterscheibe 11 gestoppt und/oder reversiert wird. So ist beispielsweise in dem Verstellbereich C vorangehenden Verstellbereich B ein konstanter Schwellwert h₁ vorgesehen, während – aufgrund des Dichtungseinlaufs – im Verstellbereich C unterschiedliche, in Richtung der Endposition abfallende Schwellwerte über die Schwellwertfunktion h hinterlegt sind.
Fällt nun bei einer Verstellung der Fensterscheibe 11 die durch eine Auswertlogik der elektronischen Steuereinheit 10 ausgewertete Drehzahldifferenz ∆n durch ein Anstoßen der Oberkante der Fensterscheibe 11 an ein Hindernis und gegebenenfalls dessen Einklemmen zwischen der Oberkante und dem Fahrzeugteil 13 unter einen durch die Schwellwertfunktion h vorgegebenen Schwellwert ab, löst der Einklemmschutz aus und die Verstellbewegung wird gestoppt und/oder reversiert. In der 3 ist die Detektion einer derartigen Einklemmsituation durch einen Verlauf f_B veranschaulicht, bei dem kurz vor Erreichen des Einlaufbereichs 110 und damit des Verstellbereichs C ein Hindernis, zum Beispiel ein 4 mm-Stab, im Verstellweg der Fensterscheibe 11 vorliegt und damit an einer Stelle zu einem Abfall der ausgewerteten Drehzahldifferenz ∆n unter den hierfür hinterlegten Schwellwert führt.
Wird in der Praxis jedoch für alle Fensterscheiben eines Fahrzeugs stets nur eine übereinstimmende und unveränderliche Schwellwertfunktion h in der jeweiligen Steuereinheit hinterlegt, kann es aufgrund der zuzulassenden (Fertigungs- und Montage-)Toleranzen nach dem bestimmungsgemäßen Einbau der Fensterscheibe 11 in ein Fahrzeug ohne zusätzliche Maßnahmen zu Fehlauslösungen des Einklemmschutzes oder zu einem verspäteten Auslösen des Einklemmschutzes kommen, so dass i die gesetzlich vorgeschriebene Erkennung eines 4mm-Stabes fehlschlägt. So wird beispielsweise in der Auswertelogik die Schwellwertfunktion im Verstellbereich C auf Basis des oberen Totpunkts und damit der Verstellbereichsgrenze c₀ berechnet. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von der Berechnung einer Hüllkurve, die unter Bezug auf den oberen Totpunkt durch den Schwellwertverlauf h beschrieben ist. Weicht aber der tatsächliche Totpunkt nach dem Einbau der Fensterscheibe 11 von den ursprünglich hierfür hinterlegten Wert c₀ ab, erfolgt eine an der Verstellbereichsgrenze c₁ vorgenommene Desensibilisierung der Steuerelektronik im Hinblick auf den Dichtungseinlauf zum falschen Zeitpunkt und an der falschen Stelle entlang des Verstellwegs s.
Diese Schwierigkeiten werden durch die nachfolgend beschriebene Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Lösung vermieden. Dabei ist in den Diagrammen der 4A, 4B und 4C einerseits das Einlernen einer ersten Schwellwertfunktion h sowie deren nachfolgendes Überschreiben nach Durchführung einer Einlernphase mit einer neuen Schwellwertfunktion h’ veranschaulicht. Andererseits ist hieraus das Überschreiben des den oberen Totpunkt der Fensterscheibe 11 bezeichneten Wertes c₀ mit einem neuen Wert c₂ ersichtlich, wodurch sich eine „Verschiebung“ des oberen Verstellbereichs C in der Einlernphase ergibt.
Entsprechend dem Diagramm der 4A wird zum Initialisieren einer Verstelleinrichtung 1 und deren zugehöriger Steuereinheit 10 nach einer Montage der Verstelleinrichtung 1 eine initialisierende Verstellbewegung der Fensterscheibe 11 in die geschlossene Position durchgeführt. Anhand des störungsfreien Ablaufs der Verstellbewegung ergibt sich ein initialer Soll-Verlauf f₀ für die Drehzahldifferenz ∆n. Aus diesem ergeben sich auch anschaulich initiale Werte c₀ und c₁ für die Bereichsgrenzen des oberen Verstellbereichs C.
Auf Basis dieses Soll-Verlaufs f₀ wird eine initiale Schwellwertfunkton h berechnet und in der Auswertlogik der Steuereinheit 10 hinterlegt, so das zu jeder Verstellposition entlang des Verstellwegs s ein Schwellwert hinterlegt ist, ab dessen Unterschreiten der Einklemmschutz auslöst. Die hiermit definierte Schwellwertfunktion h ist in der 4B zusammen mit dem Soll-Verlauf f₀ dargestellt. Dabei können die Schwellwerte beispielsweise stets dem positionsbezogenen Soll-Wert des Soll-Verlauf f₀ abzüglich eines Toleranzwertes entsprechen.
Entsprechend der Darstellung in der 4C werden im Anschluss, vorzugsweise nach Einbau der Fensterscheibe 11 an der Fahrzeugtür 2 oder an dem Fahrzeug (bei einem Cabrio), weitere störungsfreie Verstellbewegungen ausgeführt. Die gemittelten Drehzahldifferenzen ∆n dieser zusätzlichen störungsfreien Verstellbewegungen während der Einlernphase sind in dem Diagramm 4C als Verlauf f₁ dargestellt. Auf Basis dieses die tatsächlichen Einbauverhältnisse abbildenden Verlaufs f₁ beziehungsweise der entsprechenden Drehzahldifferenzen ∆n wird eine neue Schwellwertfunktion h’ berechnet und abgespeichert. Bei der Berechnung wird dabei berücksichtigt, dass sich insbesondere der obere Totpunkt und damit das eine Verstellbereichsende des Verstellbereichs C, das zuvor durch den Wert c₀ charakterisiert war, nach vorne verschoben hat. Die Fensterscheibe 11 hat also in dem gezeigten Beispiel ihre obere Endposition früher erreicht. Es wird folglich ein neuer Wert c₂ hierfür hinterlegt und der ursprüngliche Wert c₀ überschrieben. Der neue Wert c₂ kann hierbei auch durch eine Multiplikation zur Vorgabe einer prozentualen Abweichung, oder eine Summation des alten Wertes c₀ mit einem Korrekturwert errechnet worden sein.
Um aber über den Verstellbereich C weiterhin den Dichtungseinlauf der Fensterscheibe 11 und somit den Einlaufbereich 110 abzudecken, bleibt die ursprünglich festgelegte Größe des Verstellbereichs C auch nach der Verschiebung des oberen Totpunkts erhalten. Dementsprechend verschiebt sich der Beginn des Verstellbereichs C, so dass hierfür ein neuer Wert c₃ gültig ist. Dabei müssen die Werte c₁ und c₃ für den Beginn des Verstellbereichs C nicht zwingend separat abgespeichert sein. Entscheidend ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel lediglich, dass über die Auswertlogik und den darin implementierten Algorithmus zur Berechnung der neuen Schwellwertefunktion h’ zumindest der geänderte Wert c₂ für den oberen Totpunkt und die sich daraus ergebende Verschiebung des Verstellbereichs C berücksichtigt werden, so dass die Schwellwertfunktion h’ für den Verstellbereich C ab der passenden und sich im voreingestellten Abstand zu dem oberen Totpunkt befindenden Stelle, die durch den Wert c₃ in der 4C visualisiert ist, über den Verstellweg s und/oder die Zeit t sich ändernde Schwellwerte vorgibt, während hierüber – wie auch über die ursprüngliche Schwellwertfunktion h – in dem Verstellbereich B lediglich ein konstanter Schwellwert h1 vorgegebenen ist. Derart kann automatisiert sichergestellt werden, dass eine Schließbewegung der Fensterscheibe 11 stets aus einer gesetzlich zulässigen Öffnungsweite mit desensibilisiertem oder sogar ohne Einklemmschutz erfolgt, aber dennoch die gesetzlich vorgeschriebenen Sicherheitsanforderungen eingehalten werden. So werden hierbei immer sicher die optimierten Schwellwerte für die Drehzahldifferenzen ∆n des Dichtungseinlaufes gelernt.
In der Einlernphase wird – im Unterschied zu einem etwaigen initialen Einlernen der (ursprünglichen) Schwellwerte gemäß dem Schwellwertverlauf h – bevorzugt keine vollständige Verstellung der Fensterscheibe 11 zwischen unterer und oberer Endposition ausgeführt, sondern lediglich ein Kurzhub oder mehrere Kurzhübe in Richtung der oberen Endposition.
Mit der 5 wird schematisch ein System mit mehreren Verstelleinrichtungen 1.1 bis 1.n veranschaulicht, bei denen die Steuerung eines jeweils zu verstellenden Verstellelements 11.1 bis 11.n nach den zuvor beschriebenen Prinzipien erfolgt. Die Verstellbewegung eines Verstellelements 11.1 bis 11.n wird hierbei jeweils über eine Antriebseinheit 18.1 bis 18.n und eine zugehörige und hiermit gekoppelte Steuereinheit 10.1 bis 10.n gesteuert.
Jede Steuereinheit 10.1 bis 10.n weist eine Steuerelektronik 100, eine Erfassungseinrichtung 101 und eine Auswertlogik 102 auf. Über die Steuerelektronik 100 wird der jeweilige Antriebsmotor einer Antriebseinheit 18.1 bis 18.n angesteuert. Über die Erfassungseinrichtung 101 wird eine Messgröße, zum Beispiel die Drehzahl n, erfasst. Über die Auswertlogik 102 wird aus den erfassten Drehzahlen n die auszuwertende Drehzahldifferenz ∆n ermittelt und diese dann zur Anpassung der Schwellwertfunktion h und der Verschiebung der Verstellbereichsgrenzen genutzt.
Das in der 5 dargestellte System kann beispielsweise die zwei oder vier innerhalb eines Fahrzeugs verstellbaren Seitenscheiben als Verstellelemente 11.1 bis 11.n umfassen. Deren Steuerung wird dann individuell über eine erfindungsgemäß vorgesehene Einlernphase angepasst, so dass ursprünglich identisch für alle Verstelleinrichtungen 1.1 bis 1.n voreingestellte Schwellwerte und Schwellwertfunktonen h mit neuen Werten einer Schwellwertfunktion h’ überschrieben werden und gegebenenfalls eine Verschiebung des in der jeweiligen Auswertelogik 102 berücksichtigen Verstellbereichs C erfolgt.
Bezugszeichenliste

1, 1.1, 1.n: Verstelleinrichtung
10, 10.1, 10.n: Steuereinheit
100: Steuerelektronik
101: Erfassungseinrichtung
102: Auswertelogik
11, 11.1, 11.n: Verstellelement
110: Einlaufbereich
111: Fensterdichtung
13: Fahrzeugelement
18, 18.1, 18.n: Antriebseinheit
2: Fahrzeugtür
A, B, C: Verstellbereich
c₀, c₁, c₂, c₃: Verstellbereichsgrenze
f₀, f₁, f_N, f_B: Verlauf einer Drehzahldifferenz
h, h’: Schwellwertfunktion
h1: Schwellwert
n: Drehzahl
s: Verstellweg
t: Zeit
X: Verstellrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 98/40945 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Steuerung der Verstellbewegung eines Verstellelements (11, 11.1, 11.n) für ein Fahrzeug, wobei – eine Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) mithilfe wenigstens eines Antriebs und einer elektronischen Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) fremdkraftbetätigt erfolgt und auf Basis wenigstens einer für die Verstellbewegung repräsentativen Messgröße (n) eine Überwachung der Verstellbewegung dahingehend erfolgt, dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird, wenn ein Messwert (n(s, t)) für die Messgröße (n) und/oder mindestens ein mit dem Messwert (n(s, t)) gewonnener Vergleichswert (∆n) einen Schwellwert (h(s, t), h1) erreicht oder über- oder unterschreitet, – ein zwischen zwei Endpositionen zugelassener Verstellweg (s) des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) entlang einer Verstellrichtung (X) in wenigstens zwei unterschiedliche Verstellbereiche (A, B, C) unterteilt ist, zu denen in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) o mindestens ein Wert (c₀, c₁) für eine Bereichsgrenze hinterlegt ist sowie o unterschiedliche Schwellwerte (h(s, t)) hinterlegt sind, und – an wenigstens einer Bereichsgrenze eines Verstellbereichs (C) eine charakteristische Veränderung des ausgewerteten Messwerts (n(s, t)) und/oder eine charakteristische Veränderung des ausgewerteten Vergleichswert (∆n) auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Einlernphase – mindestens eine störungsfreie Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) entlang der Verstellrichtung (X) in eine der Endpositionen erfolgt, ohne dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird, – auf Basis der Messwerte (n(s, t)) und/oder Vergleichswerte (∆n) für die mindestens eine störungsfreie Verstellung die Schwellwerte (h(s, t)) für mindestens zwei Verstellbereiche (B, C) zumindest teilweise in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) überschrieben werden und, – wenn bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs (s) aufgetreten ist, in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) ein Wert (c₀, c₁) für mindestens eine Bereichsgrenze eines Verstellbereichs (C) unter Beibehaltung einer voreingestellten Größe dieses Verstellbereichs (C) mit einem neuen Wert (c₂, c₃) überschrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einlernphase mindestens zwei störungsfreie Verstellungen durchgeführt werden und auf Basis der Messwerte (n(s, t)) und/oder Vergleichswerte (∆n) für die mindestens zwei störungsfreien Verstellungen neue Schwellwerte (h’(s, t)) und mindestens ein neuer Wert (c₂, c₃) für eine Bereichsgrenze in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) hinterlegt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Messwerte (n(s, t)) und/oder Vergleichswerte (∆n) für die mindestens zwei störungsfreien Verstellungen gemittelt werden, um neue Schwellwerte (h’(s, t)) und/oder mindestens einen neuen Wert (c₂, c₃) für eine Bereichsgrenze in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) zu hinterlegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) hinterlegten Schwellwerte (h(s, t)) und/oder Bereichsgrenzen (c₀, c₁) nur überschrieben werden, wenn wenigstens einer der bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung ermittelten Messwerte (n(s, t)) und/oder Vergleichswerte (∆n) um einen in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) hinterlegten Mindestwert abweicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zuerst in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) hinterlegten Schwellwerte (h(s, t)) und Bereichsgrenzen (c₀, c₁) vor einer Anordnung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) an dem Fahrzeug abgespeichert wurden und die Einlernphase nach einer bestimmungsgemäßen Anordnung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) an dem Fahrzeug ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zuerst mindestens zwei unterschiedlichen Schwellwerte (h(s, t)) für die wenigstens zwei unterschiedlichen Verstellbereiche (A, B, C) durch eine erste fremdkraftbetätigte Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) zwischen seinen beiden Endpositionen eingelernt werden, wenn das Verstellelement (11, 11.1, 11.n) bereits an einem Fahrzeugteil (2) verstellbar gelagert ist, welches zusammen mit dem hieran gelagerten Verstellelement (11, 11.1, 11.n) an das Fahrzeug zu montieren ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verstellbereich (C, C’), der eine Endposition (c₀, c₂) des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) einschließt, unterschiedliche Schwellwerte (h(s, t), h’(s, t)) vorgegeben sind, die bezogen auf eine Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) in Richtung der Endposition (c₀, c₂) im Mittel bis zum einem Minimum abfallen oder bis zu einem Maximum ansteigen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwerte über wenigstens eine Schwellwertfunktion (h(s, t), h’(s, t)) vorgegeben sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bereichsgrenze wenigstens eines Verstellbereichs (C, C’) einer Endposition des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (11) eine Fensterscheibe, eine Heckklappe, einen Fahrzeugssitz, einen Kofferraumdeckel, eine Motorhaube, ein Cabrioverdeck oder eine Fahrzeugtür umfasst.
Verfahren nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einlernphase mindestens eine neue Bereichsgrenze für einen oberen Einlaufbereich (110) einer zu verstellenden Fensterscheibe (11, 11.1, 11.n) eingelernt werden, wenn bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung in Richtung der geschlossenen Position der Fensterscheibe (11, 11.1, 11.n) in Abweichung von einem Wert (c₀, c₁) für eine zuvor hinterlegte Bereichsgrenze eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs (s) auftritt, nachdem die Fensterscheibe (11, 11.1, 11.n) an einem Fahrzeug angeordnet wurde.
System mit mehreren verstellbaren Verstellelementen (11, 11.1, 11.n) für ein Fahrzeug, bei dem eine Steuerung der einzelnen Verstellelemente (11, 11.1, 11.n) jeweils individuell gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 erfolgt.
Verstelleinrichtung (1, 1.1, 1.n) für ein Fahrzeug, mit mindestens – einem Verstellelement (11, 11.1, 11.n), – einer Antriebseinheit (18, 18.1, 18.n) zur fremdkraftbetätigten Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) und – einer elektronischen Steuereinheit (10, 10.1, 10.1n) zur Steuerung einer Verstellbewegung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n), wobei – die elektronische Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) dazu eingerichtet und vorgesehen ist, auf Basis wenigstens einer für die Verstellbewegung repräsentativen Messgröße (n) eine Überwachung der Verstellbewegung dahingehend vorzunehmen, dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird, wenn ein Messwert (n(s, t)) für die Messgröße (n) und/oder mindestens ein mit dem Messwert (n(s, t)) gewonnener Vergleichswert (∆n) einen Schwellwert (h(s, t), h1) über- oder unterschreitet, – ein zwischen zwei Endpositionen zugelassener Verstellweg (s) des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) entlang einer Verstellrichtung (X) in wenigstens zwei unterschiedliche Verstellbereiche (A, B, C) unterteilt ist, zu denen in der Steuereinheit (10, 10.1, 10.n) o mindestens ein Wert (c₀, c₁) für eine Bereichsgrenze hinterlegt ist sowie o unterschiedliche Schwellwerte (h(s, t)) hinterlegt sind, und – an wenigstens einer Bereichsgrenze eines Verstellbereichs (C) eine charakteristische Veränderung des ausgewerteten Messwerts (n(s, t)) und/oder eine charakteristische Veränderung des ausgewerteten Vergleichswert (∆n) auftritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (10, 10.1, 10.1n) ferner dazu eingerichtet und vorgesehen ist, in einer Einlernphase, in der mindestens eine störungsfreie Verstellung des Verstellelements (11, 11.1, 11.n) entlang der Verstellrichtung (X) in eine der Endpositionen erfolgt, ohne dass die Verstellbewegung automatisch gestoppt und/oder reversiert wird, – die Schwellwerte (h(s, t)) für mindestens zwei Verstellbereiche (B, C) zumindest teilweise (10, 10.1, 10.n) auf Basis der Messwerte (n(s, t)) und/oder Vergleichswerte (∆n) für die mindestens eine störungsfreie Verstellung zu überschreiben und, – wenn bei der mindestens einen störungsfreien Verstellung eine charakteristische Veränderung an einer anderen Stelle entlang des Verstellwegs (s) aufgetreten ist, einen Wert (c₀, c₁) für mindestens eine Bereichsgrenze eines Verstellbereichs (C) unter Beibehaltung einer voreingestellten Größe dieses Verstellbereichs (C) mit einem neuen Wert (c₂, c₃) zu überschreiben.