DE10347318B4 - Device for fine positioning of adjustable openings in motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Steuerung eines Stellantriebs (112) für ein Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit (110), die mit Hilfe eines ersten Betätigungsmittels (100) und eines zweiten Betätigungsmittels (102) ansteuerbar ist, wobei das erste Betätigungsmittel zur Übergabe eines, von einer Betätigungszeit abhängigen, ersten Steuersignals an die Steuereinheit und das zweite Betätigungsmittel zur Übergabe eines, von einer Verstellung abhängigen, zweiten Steuersignals an die Steuereinheit ausgebildet ist, die Steuereinheit zur Steuerung des Stellantriebs ausgebildet ist, das erste Steuersignal unabhängig von der Verstellung des zweiten Betätigungsmittels generierbar ist und der Stellantrieb durch die Steuereinheit mittels eines pulsweitenmodulierten Signals ansteuerbar ist.contraption for controlling an actuator (112) for a motor vehicle with a Control unit (110), which by means of a first actuating means (100) and a second actuating means (102) is controllable, wherein the first actuating means for transfer one, from one actuation time dependent, first control signal to the control unit and the second actuating means to the transfer one, dependent on an adjustment, second control signal is formed to the control unit, the control unit designed to control the actuator, the first control signal independently generated by the adjustment of the second actuating means is and the actuator by the control unit by means of a pulse width modulated Signal is controllable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, eine Steuereinheit, eine Betätigungseinheit sowie ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt zur Steuerung eines Stellantriebs für ein Kraftfahrzeug.The The invention relates to a device, a control unit, an actuating unit and a method and computer program product for control an actuator for a motor vehicle.
Es sind im Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen zur Steuerung eines Stellantriebs bekannt. Dies sind zumeist Schaltvorrichtungen wie zum Beispiel Tastschalter, Wippschalter, Druckschalter oder Zugschalter, die jeweils einen definierten Ein- oder Aus-Schaltzustand einnehmen. Derartige Schaltvorrichtungen werden insbesondere zur Steuerung eines elektrischen Fensterhebers eingesetzt. Typischerweise muss hierbei die Schaltvorrichtung für die komplette Zeit, die der Stellvorgang in Anspruch nimmt, betätigt werden. Um diese Betätigungszeit möglichst zu minimieren, bzw. eine Ablenkung des Insassen zu vermeiden, ist die Verstellgeschwindigkeit eines herkömmlichen elektrischen Fensterhebers relativ groß, so dass der maximale Verstellweg, das heißt ein komplettes Öffnen oder schließen des Fensters, innerhalb weniger Sekunden zurückgelegt werden kann. Mit Hilfe einer solchen Schaltvorrichtung, die nur über eine einzige Verstellgeschwindigkeit verfügt, ist es nicht möglich eine Feinpositionierung des Fensters vorzunehmen.It In the prior art, various devices are for control an actuator known. These are usually switching devices such as push button, rocker switch, pushbutton or Pull switch, each having a defined on or off switching state taking. Such switching devices are in particular for Control of an electric window used. typically, must here the switching device for the entire time, the Actuating process, actuated. To this operating time preferably to minimize, or to avoid distraction of the occupant is the adjustment speed of a conventional power window relatively large, so that the maximum adjustment, that is, a complete opening or closing of the Window, can be covered within a few seconds. With help such a switching device, which only over a single adjustment speed features, it is impossible make a fine positioning of the window.
Herkömmlicherweise betragen die Verstellgeschwindigkeiten elektrisch betätigter Fenster im Kraftfahrzeug 80–160 Millimeter pro Sekunde. Möchte der Insasse beispielsweise ein Fenster um weniger als zehn Millimeter bewegen, so läge die Betätigungszeit der entsprechenden Schaltvorrichtung im Bereich einiger Hundertstel Sekunden. Zudem müssen die Antriebsmotoren für den Stellantrieb ein relativ hohes Drehmoment aufweisen, welches innerhalb einer solch kurzen Betätigungszeit nicht vollständig aufgebaut werden kann.traditionally, be the adjustment speeds of electrically operated windows in the motor vehicle 80-160 Millimeters per second. Would like to the occupant, for example, a window by less than ten millimeters move, that would be so the operating time the corresponding switching device in the range of a few hundredths Seconds. In addition, must the drive motors for the actuator have a relatively high torque, which within such a short operating time not completely set up can be.
Mit Hilfe einer herkömmlichen Schaltvorrichtung für elektrische Fensterheber ist es somit nicht möglich, eine Feinpositionierung der Fensterscheibe des Kraftfahrzeugs vorzunehmen. Derartige Schaltvorrichtungen, bei denen der Verstellweg der Fensterscheibe in Abhängigkeit von der Betätigungszeit eingestellt wird, erscheinen für die Lösung der Aufgabe der Feinpositionierung einer Fensterscheibe als ungeeignet.With Help a conventional Switching device for Electric windows, it is thus not possible, a fine positioning make the window of the motor vehicle. Such switching devices, in which the adjustment of the window in dependence set by the operating time will appear for the solution the task of fine positioning of a window pane as unsuitable.
In
der
Nachteilig hierbei ist, dass der Drehschalter über insgesamt sieben unterschiedliche Positionen verfügt. Das Bedienkonzept für das Fenster wird somit relativ komplex und ist nicht mehr intuitiv. Zudem wird das gezielte Anwählen einer bestimmten Geschwindigkeitsstufe für den Stellantrieb relativ schwierig und erfordert einige Übung des Insassen. Insbesondere durch Erschütterungen des Kraftfahrzeugs, wie sie beim Befahren unebener Straßen auftreten, wird die Fehleranfälligkeit für die Anwahl verschiedener Verstellgeschwindigkeiten für den Stellantrieb relativ groß.adversely Here is that the rotary switch over a total of seven different Positions. The operating concept for the window becomes relatively complex and is no longer intuitive. In addition, the targeted dialing a certain speed level for the actuator relatively difficult and requires some practice of the occupant. In particular, by vibrations of the motor vehicle, as they occur when driving on uneven roads, the susceptibility to errors for the Selection of different adjustment speeds for the actuator relative large.
Nachteilig ist weiterhin, dass durch ein versehentliches Betätigen des Drehschalters ein relativ großer Drehwinkel und somit ein relativ großer Verstellweg des Fensters unbeabsichtigt eingestellt werden kann.adversely is still that by accidentally pressing the Rotary switch a relatively large Angle of rotation and thus a relatively large displacement of the window can be set unintentionally.
Die
Druckschrift
Dies erlaubt prinzipiell ein unterschiedliches Ansteuern eines Stellantriebs mittels einem sollpositionsbestimmenden Stellbereich und einem für einen Tippbetrieb ausgebildeten Stellbereich, allerdings können die beiden unterschiedlichen Stellbereiche nicht unabhängig voneinander betätigt werden. Der Tippbetrieb ist nur zugänglich wenn das Potentiometer sich in einem Endanschlag des ersten Stellbereichs befindet. Dies erlaubt nur bedingt eine flexible Betätigung des Stellantriebs.This allows in principle a different driving an actuator by means of a nominal position-determining setting range and one for a jogging operation trained Stellbereich, however, the two different Setting ranges not independent operated from each other become. The jog mode is only accessible when the potentiometer is located in an end stop of the first setting range. This only partially allows flexible actuation of the actuator.
Die
Aus
der
Hier werden zwar verschiedene Steuersignale zur Verstellung eines einzigen Stellantriebs verschiedenartig erzeugt, jedoch kann das von der Haltezeit des Drehschalters abhängige Steuersignal zur weiteren Öffnung des Schiebedachs nur dann erzeugt werden, wenn sich der Drehschalter in einer bestimmten Position A befindet. Dies schränkt die Flexibilität zur Ansteuerung des Stellantriebs in erheblichem Maße ein.Here Although different control signals for the adjustment of a single Actuator produced in various ways, however, that of the Holding time of the rotary switch dependent Control signal for further opening the sunroof only be generated when the rotary switch is located in a certain position A. This limits the flexibility to control of the actuator to a considerable extent.
In
der
Die Steuereinheit ermöglicht somit eine Zuordnung verschiedener Drehgeschwindigkeiten des Drehrads mit verschiedenen Verstellgeschwindigkeiten des Fensters. So kann beispielsweise das Überschreiten einer bestimmten Drehgeschwindigkeit des Drehrads dahingehend interpretiert werden, das Fenster mit der maximalen Verstellgeschwindigkeit in eine Endlage zu fahren.The Control unit allows thus an assignment of different rotational speeds of the rotary wheel with different adjustment speeds of the window. So can for example, crossing interpreted a certain rotational speed of the rotary wheel to the effect the window with the maximum adjustment speed in one End position to drive.
Die Verarbeitung der Steuersignale durch die Steuereinheit erfolgt hierbei sequenziell. Das heißt, während das Fenster in eine Endlage verfahren wird, reagiert die Vorrichtung nicht auf eine fortlaufende Betätigung des Drehrads. Erst nach Erreichen der Endlage des Fensters werden weitere Steuersignale durch die Steuereinheit verarbeitet und ggf. als Steuerbefehle an den Antriebsmotor weitergegeben.The Processing of the control signals by the control unit takes place here sequential. That is, while that Window is moved into an end position, the device responds not on a continuous operation of the wheel. Only after reaching the end position of the window processed further control signals by the control unit and possibly passed as control commands to the drive motor.
Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, dass die Ansteuerung des Antriebsmotors durch die Steuereinheit von der Betätigung des Drehrads entkoppelt ist. Wird eine versehentliche Betätigung des Drehrads als vollständiges Öffnen oder Schließen des Fensters durch die Steuereinheit interpretiert, so hat der Benutzer keinerlei Möglichkeit den fortlaufenden Verstellvorgang des Fensters manuell zu unterbrechen und ggf. entgegenzuwirken.adversely in this device is that the drive of the drive motor is decoupled by the control unit from the operation of the rotary wheel. Is an accidental operation of the rotary wheel as a complete opening or Shut down of the window interpreted by the control unit, so the user has no possibility manually interrupt the continuous adjustment process of the window and counteract if necessary.
Ein weiterer Nachteil besteht auch darin, dass das gezielte Anwählen verschiedener Verstellgeschwindigkeiten für das Fenster vom Benutzer einige Übung erfordert. Dies wirkt sich negativ auf den Bedienkomfort dieser Vorrichtung aus. Das gezielte Einstellen einer gewünschten Verstellgeschwindigkeit des Fensters ist auch hier unter ungünstigen Bedingungen, wie zum Beispiel Erschütterungen, nur bedingt möglich.One Another disadvantage is that the targeted selection of different Adjustment speeds for the window from the user some practice requires. This has a negative effect on the ease of use of this Device off. The targeted setting of a desired Adjustment speed of the window is also unfavorable here Conditions, such as vibrations, only conditionally possible.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine verbessert Vorrichtung sowie eine verbesserte Steuerungs- und Betätigungseinheit und ein Verfahren zur Feinpositionierung von verstellbaren Öffnungen in Kraftfahrzeugen zur Verfügung zu stellen, die einen größtmöglichen Einfluss des Benutzers sowie eine intuitive und einfach Handhabung ermöglichen.Of the Invention is in contrast the object of an improved device and improved Control and operating unit and a method for fine positioning of adjustable openings in motor vehicles available too provide the highest possible Influence of the user as well as an intuitive and easy handling enable.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The The objects underlying the invention are each with the Characteristics of the independent claims solved. Preferred embodiments of the invention are in the dependent claims specified.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt über zwei Betätigungsmittel, die bei Betätigung Steuersignale an eine Steuereinheit übermitteln. Entsprechend dieser Steuersignale berechnet die Steuereinheit Ansteuersequenzen für den Stellantrieb. Gemäß dieser Ansteuersequenzen übernimmt der Stellantrieb die Positionierung eines zu positionierenden Objekts, welches in einer den Steuersignalen entsprechende Position und/oder mit einer den Steuersignalen entsprechenden Geschwindigkeit in eine vorbestimmte Position positioniert wird.The device according to the invention has two actuating means which transmit control signals to a control unit when actuated. In accordance with these control signals, the control unit calculates actuation sequences for the actuator. According to these drive sequences, the actuator takes over the positioning of an object to be positioned, which ent in one of the control signals speaking position and / or is positioned at a speed corresponding to the control signals in a predetermined position.
Die beiden Steuersignale werden auf unterschiedliche Weise von den beiden Betätigungsmitteln erzeugt. Das erste Steuersignal hängt lediglich von der Betätigungszeit des ersten Steuermittels ab, während das zweite Steuersignal von der Verstellung bzw. von der Dynamik der Verstellung des zweiten Betätigungsmittels abhängt. Weiterhin sind die beiden Betätigungsmittel zur unabhängigen Generierung der beiden Steuersignale ausgebildet. Insbesondere ist das erste Steuersignal vollkommen unabhängig von der Stellung des zweiten Betätigungselement generierbar. Die beiden Betätigungsmittel eignen sich daher zur Erzeugung des ersten Steuersignals und dessen entsprechender Umsetzung durch die Steuereinheit für jede beliebige Position und/oder momentane Betätigung des zweiten Betätigungselements.The Both control signals are different from the two Actuator generated. The first control signal hangs only from the operating time of the first control means while the second control signal from the adjustment or from the dynamics the adjustment of the second actuating means depends. Furthermore, the two actuating means to the independent Generation of the two control signals is formed. In particular the first control signal completely independent of the position of the second actuator be generated. The two actuating means are therefore suitable for generating the first control signal and its appropriate implementation by the control unit for any Position and / or momentary actuation of the second actuating element.
Des Weiteren ist die Steuereinheit zur Erzeugung pulsweitenmodulierter Signale ausgebildet, die von der Steuereinheit an den Stellenantrieb übermittelt werden. Ferner ist der Stellantrieb durch die Steuereinheit mittels pulsweitenmodulierter Signale ansteuerbar. Ein Pulsweitenmodulationsmodul setzt diese von der Steuereinheit erzeugten Pulsfolgen in analoge Spannungssignale für den Antriebsmotor des Stellantriebs um. Dieses Modul zur Pulsweitenmodulation kann hierbei auch im Stellantrieb integriert sein.Of Further, the control unit for generating pulse width modulated Signals are formed, which transmits from the control unit to the actuator become. Furthermore, the actuator by the control unit means pulse width modulated signals can be controlled. A pulse width modulation module sets these generated by the control unit pulse sequences in analog Voltage signals for the drive motor of the actuator to. This module for pulse width modulation can also be integrated in the actuator.
Erfindungsgemäß werden den beiden Steuersignalen unterschiedliche Verstellgeschwindigkeiten für den Stellantrieb zugeordnet. Dem ersten Steuersignal wird hierbei eine maximale Verstellgeschwindigkeit und dem zweiten Steuersignal eine deutlich reduzierte Verstellgeschwindigkeit zugeordnet. Somit kann mit Hilfe des ersten Betätigungsmittels eine schnelle, relativ grobe Positionierung des zu positionierenden Objekts vorgenommen werden und mit Hilfe des zweiten Betätigungselements kann eine genauere, mit einer langsameren Geschwindigkeit erfolgende Positionierung vorgenommen werden.According to the invention the two control signals different adjustment speeds for the Assigned actuator. The first control signal is a maximum adjustment speed and the second control signal one clearly assigned reduced adjustment speed. Thus, with help of the first actuating means a quick, relatively rough positioning of the to be positioned Object be made and with the help of the second actuator can be a more accurate, at a slower speed Positioning be made.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat das zeitabhängige Steuersignal eine höhere Priorität als das von der Verstellung abhängige Steuersignal des zweiten Betätigungsmittels. Infolgedessen kann die Vorrichtung sofort auf eine Betätigung des zeitabhängigen Betätigungsmittels reagieren. Dies ermöglicht ein unmittelbares Eingreifen des Benutzers in die Ansteuerung, was im Stand der Technik bei einer vollständigen elektronischen Entkopplung des Stellantriebs von der Ansteuerung nicht möglich ist. Dort werden Steuersignale von der Steuereinheit in Ansteuersequenzen interpretiert, deren Umsetzung einige Zeit in Anspruch nimmt. Während dieser Umsetzung werden indes weitere Steuersignale ignoriert.To a preferred embodiment of Invention has the time-dependent Control signal a higher priority as that dependent on the adjustment Control signal of the second actuating means. As a result, the device may promptly respond to an actuation of the time-dependent actuating means react. this makes possible an immediate intervention of the user in the control, what in the prior art with a complete electronic decoupling of the actuator of the control is not possible. There are control signals from the control unit is interpreted in control sequences, their implementation takes some time. While however, further control signals are ignored in this implementation.
Erfindungsgemäß werden die beiden Steuersignale in der Steuereinheit derart verarbeitet, so dass der Verstellweg des zu verstellenden Objekts proportional zur Betätigungszeit des ersten Betätigungsmittels bzw. proportional zur Verstellung des zweiten Betätigungsmittels ist.According to the invention processes the two control signals in the control unit in such a way so that the displacement of the object to be adjusted proportional at the time of operation of the first actuating means or proportional to the adjustment of the second actuating means is.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Verstellweg des zu positionierenden Objekts nach einem nichtlinearen Verhältnis zur Betätigungszeit bzw. zum Verstellweg der Betätigungsmittel zugeordnet werden. Erfolgt beispielsweise die Betätigung des zweiten Betätigungsmittels mit einer gewissen Geschwindigkeit, so kann das daraus resultierende Steuersignal von der Steuereinheit zur Ansteuerung des Stellantriebs mit einer größeren Geschwindigkeit interpretiert werden.To a further embodiment The invention can be the adjustment of the object to be positioned after a nonlinear relationship at the time of operation or to the adjustment of the actuating means be assigned. For example, if the operation of the second actuating means with a certain speed, the result may be Control signal from the control unit to control the actuator at a greater speed be interpreted.
Somit kann der Stellantrieb auch mit Hilfe des zweiten Betätigungsmittels mit einer reduzierten Geschwindigkeit angesteuert werden. Da das zweite Betätigungsmittel mittels des Steuersignals den Grad seiner Verstellung als auch dessen Dynamik an die Steuereinheit überträgt, kann diese nachfolgend den Stellantrieb mit dynamisch variierenden Ansteuersequenzen ansteuern. So kann mit Hilfe der Steuereinheit eine bestimmte Verstellgeschwindigkeit des Betätigungsmittels in eine vorbestimmte Verstellgeschwindigkeit des Stellantriebs umgesetzt werden.Consequently the actuator can also with the help of the second actuating means be driven at a reduced speed. Since that second actuating means by means of the control signal the degree of its adjustment as well Dynamics can transmit to the control unit this subsequently the actuator with dynamically varying control sequences drive. So with the help of the control unit a certain adjustment speed of the actuating means converted into a predetermined adjustment speed of the actuator become.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verfügt die Vorrichtung über ein Positionserfassungsmittel für das zu verstellende Objekt. Erfindungs gemäß bestimmt dieses Positionserfassungsmittel die absolute Position des zu verstellenden Objekts und übergibt diese an die Steuereinheit. Das Positionserfassungsmittel kann mit Hilfe von üblichen Hall-Sensoren und Magneten ausgebildet sein, so dass die Drehrichtung als auch der Drehwinkel des Stellantriebs ermittelt werden kann.To a further embodiment the invention features the device over a position detection means for the object to be adjusted. According to the invention determines this position detection means the absolute position of the object to be adjusted and passes this to the control unit. The position detecting means can with Help from usual Hall sensors and magnets are designed so that the direction of rotation as well as the angle of rotation of the actuator can be determined.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kombiniert die Steuereinheit die beiden Steuersignale der Betätigungsmittel mit der vom Erfassungsmittel übermittelten absoluten Position des zu verstellenden Objekts. Abhängig von dieser absoluten Position sowie der durch die Steuersignale vorgegebenen Zielposition des zu verstellenden Objekts kann die Ansteuerung des Stellantriebs durch die Steuereinheit gemäß einem zeitlichen und/oder örtlichen Geschwindigkeitsprofil erfolgen.To a further embodiment According to the invention, the control unit combines the two control signals the actuating means with the data provided by the surveyor absolute position of the object to be adjusted. Depending on this absolute position and the predetermined by the control signals Target position of the object to be adjusted, the control of the Actuator by the control unit according to a temporal and / or local Speed profile done.
Ist der vorgegebene Verstellweg des zu verstellenden Objekts relativ groß, würde das Objekt zunächst mit der maximal zur Verfügung stehenden Geschwindigkeit und kurz vor Erreichen seiner Zielposition mit einer sukzessiv verringerten Geschwindigkeit bewegt. Alternativ kann die Verringerung der Geschwindigkeit auch nach einer gewissen Verstellzeit erfolgen.If the predetermined adjustment path of the object to be adjusted is relatively large, the object would first pass at the maximum available speed and shortly before reaching its target position at a successively reduced speed emotional. Alternatively, the reduction of the speed can also take place after a certain adjustment time.
Diese dynamische Anpassung der Verstellgeschwindigkeit ist besonders vorteilhaft, wenn die durch die Steuersignale vorgegebene Zielposition jenseits einer durch die Vorrichtung gegebenen Endposition des zu verstellenden Objekts liegt. Zum einen kann die Steuereinheit dadurch verhindern, dass das Objekt über eine Endposition hinausbewegt werden kann. Zum anderen kann ein geräuschvolles, mitunter die Vorrichtung beschädigendes Anschlagen des Objekts mit unverminderter Geschwindigkeit an eine Endposition der Vorrichtung verhindert werden.These dynamic adaptation of the adjustment speed is particularly advantageous if the predetermined by the control signals target position beyond a given by the device end position to be adjusted Object lies. On the one hand, the control unit can prevent this that the object is over an end position can be moved out. On the other hand, one can noisy, sometimes damaging the device Hitting the object with undiminished speed to one End position of the device can be prevented.
Ist jedoch der durch das zweite Betätigungsmittel vorgegebene Verstellweg relativ gering, so wird dies von der Steuereinheit als eine Feinpositionierung des zu verstellenden Objekts interpretiert. In diesem Fall wird der Stellantrieb mit seiner minimalen bzw. einer relativ geringen Geschwindigkeit angesteuert. Somit wird es dem Benutzer ermöglicht, eine Feinpositionierung des zu verstellenden Objekts in einer einfachen Art und Weise vorzunehmen.is however, by the second actuating means given displacement relatively low, this is done by the control unit is interpreted as a fine positioning of the object to be adjusted. In this case, the actuator with its minimum or one driven relatively low speed. Thus it becomes the Allows users to a fine positioning of the object to be adjusted in a simple Make way.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Ansteuerung des Stellantriebs auch während der Betätigung des zweiten Betätigungsmittels dynamisch angepasst werden. Ist die Verstellgeschwindigkeit des zweiten Betätigungsmittels zunächst relativ gering, so wird der Stellantrieb durch die Steuereinheit zunächst mit einer relativ geringen Geschwindigkeit angesteuert.To a further embodiment the invention, the control of the actuator during the activity the second actuating means be dynamically adjusted. Is the adjustment speed of the second actuating means first relatively low, so is the actuator by the control unit first driven at a relatively low speed.
Wird das zweite Betätigungsmittel jedoch während dieses Verstellprozesses mit einer größeren Verstellgeschwindigkeit durch den Benutzer betätigt, so ermittelt die Steuereinheit abhängig von der momentanen absoluten Position des zu verstellenden Objekts und von dem empfangenen Steuersignal eine größere Geschwindigkeit für den Stellantrieb, mit der dieser schließlich angesteuert wird. Somit wird einer fortlaufend variierenden Betätigung des Betätigungselements durch den Benutzer in eine entsprechend variierende Ansteuerung des Stellantriebs umgesetzt.Becomes the second actuating means however during this adjustment process with a larger adjustment speed operated by the user, so determines the control unit depending from the current absolute position of the object to be adjusted and from the received control signal, a greater speed for the actuator, with this one finally is controlled. Thus, a continuously varying operation of the actuating element by the user in a correspondingly varying control implemented the actuator.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, der eine sequenzielle Verarbeitung der Steuersignale in der Steuereinheit vorsieht und der es nicht ermöglicht während der Ausführung einer Ansteuerung weitere Steuersignale zu empfangen bzw. diese zu verarbeiten, erfolgt hier die Ansteuerung des Stellantriebs zu jeder Zeit adaptiv an die Steuersignale der Betätigungsmittel. In dem die Steuereinheit permanent einer durch die Steuersignale vorgegebene Ziel- oder Sollposition mit der durch das Positionserfassungsmittel ermittelten Ist-Position des zu verstellenden Objekts vergleicht, kann eine auftretende Differenz zwischen Soll- und Ist-Position des zu verstellenden Objekts durch variable Anpassung der Verstellgeschwindigkeit durch die Steuereinheit minimiert werden.in the Contrary to the prior art, which is a sequential processing the control signals in the control unit provides and it does not allows during the execution a control to receive further control signals or these To process, here is the control of the actuator to each Time adaptive to the control signals of the actuating means. In which the control unit permanently a predetermined by the control signals target or target position with the determined by the position detecting means actual position of the object to be adjusted, an occurring difference between Target and actual position of the object to be adjusted by variable adjustment of the adjustment speed be minimized by the control unit.
Besonders hervorzuheben ist hierbei, dass die Steuersignale des ersten Betätigungsmittels stets eine höhere Priorität als die Steuersignale des zweiten Betä tigungsmittels aufweisen. Da das Steuersignal des ersten Betätigungsmittels von der Betätigungszeit abhängt, wird der Stellantrieb sofort und für die Dauer der Betätigung des ersten Betätigungsmittels mit maximaler Geschwindigkeit angesteuert. Somit setzt bei Betätigung des ersten Betätigungsmittels eine sofortige Positionierung des zu verstellenden Objekts mit maximaler Geschwindigkeit ein, unabhängig von einem bereits verarbeiteten Steuersignal des zweiten Betätigungsmittels.Especially It should be emphasized here that the control signals of the first actuating means always a higher one priority having the control signals of the second actuator. There the control signal of the first actuating means from the operating time depends the actuator is immediately and for the duration of actuation of the first actuating means driven at maximum speed. Thus, upon actuation of the first actuating means an immediate positioning of the object to be adjusted with maximum Speed, independent from an already processed control signal of the second actuating means.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Betätigungsmittel in Form eines Wipp-, Tast-, Schnapp-, Druck- oder Zugschalters ausgebildet. Bei Betätigung durch den Benutzer wird der Schalter in eine AN-Stellung gebracht. Solange der Schalter in dieser AN-Stellung ist, übermittelt er Steuersignale an die Steuereinheit, die für die Fortdauer der Betätigung den Stellantrieb mit maximaler Geschwindigkeit ansteuert.To a further preferred embodiment The invention is the first actuating means designed in the form of a rocker, tactile, snap, push or pull switch. When pressed by the user, the switch is placed in an ON position. As long as the switch is in this ON position, it transmits control signals to the control unit, which for the continuation of the operation activates the actuator at maximum speed.
Dieser Schalter übernimmt im Wesentlichen die Funktion, den Stellantrieb mit einer möglichst großen Geschwindigkeit anzusteuern. Derartige Schalter finden standardmäßig zur Ansteuerung herkömmlicher Stellantriebe wie zum Beispiel für elektrische Fensterheber im Kraftfahrzeug Verwendung.This Switch takes over essentially the function, the actuator with a possible huge To control speed. Such switches are standard Control conventional Actuators such as for electric windows in motor vehicle use.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Stellantrieb in einen Automatiklauf versetzt werden, welcher beispielsweise in einer „automatisch zu" bzw. „automatisch auf" Funktion des Stellantriebs mündet. Das heißt der Stellantrieb wird im Automatiklauf in eine definierte Endposition verfahren. Das Auslösen des Automatiklaufs kann sowohl mit Hilfe des ersten als auch mit Hilfe des zweiten Betätigungsmittels ausgelöst werden.To a further preferred embodiment the invention, the actuator can be placed in an automatic run which, for example, in an "automatically too" or "automatically on "function of the Actuator opens. This means the actuator is in automatic mode in a defined end position method. The triggering the automatic run can be done both with the help of the first and with Help the second actuator triggered become.
Zur Auslösung des Automatiklaufs mit Hilfe des ersten Betätigungsmittels ist dieses vorzugsweise mit verschiedenen Schaltebenen ausgebildet. Ein Versetzen des ersten Betätigungsmittels in eine entsprechende Schaltebene bewirkt schließlich einen Automatiklauf des Stellantriebs. Wird das erste Betätigungsmittel wiederholt betätigt, während sich der Stellantrieb noch im Automatiklauf befindet, so kann dies zur Folge haben, dass der Automatiklauf abgebrochen wird, oder das der Automatiklauf abgebrochen und eine neue Aktion ausgelöst wird. Wird hingegen das zweite Betätigungselement während eines solchen Automatiklaufs betätigt, so wird keine weitere Aktion ausgelöst, d.h. die Betätigung des zweiten Betätigungselements wird ignoriert. Mit anderen Worten, das erste Betätigungsmittel hat Priorität gegenüber dem zweiten Betätigungsmittel Eine andere Möglichkeit eines solchen Automatiklaufs kann durch die Verstellung des zweiten Betätigungsmittel realisiert werden, wobei eine bestimmte Soll-Position des Stellantriebs vorgegeben wird, in die das zu verstellende Objekt zu bewegen ist. Wird während eines solch initiierten Automatiklaufs das erste Betätigungsmittel betätigt, so wird der Automatiklauf zu Gunsten des ersten Betätigungsmittel unterbrochen und eine dem ersten Betätigungsmittel entsprechende Aktion wird ausgelöst.To trigger the automatic run with the aid of the first actuating means, this is preferably formed with different switching levels. A displacement of the first actuating means in a corresponding switching level eventually causes an automatic operation of the actuator. If the first actuating means is repeatedly actuated while the actuator is still in automatic mode, this can result in the automatic mode being aborted or the automatic mode being aborted and a new action being triggered. If, however, the second actuator during egg Pressed such automatic run, so no further action is triggered, ie the operation of the second actuator is ignored. In other words, the first actuating means has priority over the second actuating means Another possibility of such an automatic run can be realized by the adjustment of the second actuating means, wherein a certain desired position of the actuator is predetermined, in which the object to be adjusted is to move. If the first actuating means is actuated during such an initiated automatic run, then the automatic run is interrupted in favor of the first actuating means and an action corresponding to the first actuating means is triggered.
Wird hingegen während eines solch initiierten Automatiklaufs das zweite Betätigungsmittel wiederholt betätigt, so wird der Automatiklauf durch diese wiederholte Betätigung beeinflusst, d.h. es wird beispielsweise die zu erreichende Soll-Position des Objektes nachgestellt oder der Automatiklauf sonst geeignet, beispielsweise hinsichtlich der Verstellgeschwindigkeit, beeinflusst.Becomes while during of such an initiated automatic run, the second actuating means repeatedly pressed, so the automatic run is affected by this repeated actuation, i.e. For example, it will be the target position of the object to be reached readjusted or the automatic run otherwise suitable, for example with regard to the adjustment speed.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Betätigungsmittel in Form eines Betätigungselements mit Dreh- oder Schiebefunktion ausgebildet. Hierbei kann unabhängig von der Betätigungszeit ein Drehwinkel oder eine Verschiebestrecke vom Benutzer angewählt werden, die mit Hilfe der zu erzeugenden Steuersignale in der Steuereinheit in eine vorgegebene Soll-Position des zu bewegenden Objekts umgesetzt werden. Zusätzlich dazu kann eine Betätigungszeit des zweiten Betätigungsmittels zur Verstellung eines Drehwinkels oder Verschiebewegs berücksichtigt werden. Aus dieser daraus resultierenden Verstellgeschwindigkeit des zweiten Betätigungsmittels kann somit von der Steuereinheit eine Verstellgeschwindigkeiten für den Stellantrieb generiert werden.To a further preferred embodiment The invention is the second actuating means in the form of an actuating element designed with rotary or sliding function. This can be independent of the operating time a rotation angle or a displacement distance are selected by the user, the with the help of the control signals to be generated in the control unit be converted into a predetermined desired position of the object to be moved. additionally this can be an operating time of the second actuating means be taken into account for adjusting a rotation angle or displacement. From this resulting adjustment speed of the second actuating means can thus from the control unit a Verstellgeschwindigkeiten for the Actuator can be generated.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Betätigungsmittel in einem einzigen Betätigungselement integriert. So kann beispielsweise ein Dreh- oder Schiebeschalter in die Oberseite eines Wipp-, Tast- oder Schnappschalters eingebracht werden. Ein Niederdrücken oder Ziehen am Betätigungselement erzeugt somit ein zeitabhängiges Steuersignal, während ein Drehen oder Verschieben des Dreh- oder Schiebeschalters ein vom Grad der Verstellung abhängiges Steuersignal für die Steuereinheit erzeugt.To a preferred embodiment of Invention are the two actuating means in a single actuator integrated. For example, a rotary or sliding switch be placed in the top of a rocker, tactile or snap-action switch. A depression or pulling on the actuator thus generates a time-dependent Control signal while turning or moving the rotary or slide switch dependent on the degree of the adjustment Control signal for the control unit generates.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Betätigungsmittel als ein endlos drehbares Drehrad mit äquidistanten Raststellungen ausgebildet. Dreht der Benutzer an diesem Drehrad, so werden pro durchlaufener Raststellung zwei elektrische Pulsfolgen als Steuersignal generiert. Die beiden auf diese Weise erzeugten Pulsfolgen sind zeitlich zueinander versetzt, das heißt, sie sind zueinander phasenverschoben.To a further embodiment The invention is the second actuating means as an endless rotatable wheel with equidistant locking positions educated. If the user turns on this wheel, then pro passed detent position two electrical pulse trains as a control signal generated. The two pulse sequences generated in this way are offset in time, that is, they are out of phase with each other.
Mit Hilfe dieser Phasenverschiebung kann die Drehrichtung des Drehrades für die Steuereinheit codiert werden. Das Vorzeichen dieser Phasenverschiebung definiert somit die Drehrichtung des Rades. Wird die erste Pulsfolge zeitlich vor der zweiten Pulsfolge von der Steuereinheit detektiert, so wird dies beispielsweise als Rechtslauf interpretiert. Im umgekehrten Fall, wenn die zweite Pulsfolge vor der ersten Pulsfolge detektiert wird, so bedeutet dies eine linksläufige Drehrichtung. Dadurch, dass das Drehrad lediglich beim Durchlaufen einer Raststellung eine definierte Pulsfolge an die Steuereinheit abgibt, ist lediglich eine inkrementelle Drehung des Drehrades unabhängig von der absoluten Winkelstellung des Drehrades für die Erzeugung von Steuersignalen ausschlaggebend.With Help this phase shift, the direction of rotation of the rotary wheel for the Control unit to be coded. The sign of this phase shift thus defines the direction of rotation of the wheel. Becomes the first pulse train detected in time before the second pulse train by the control unit, this is interpreted as a clockwise rotation, for example. In the reverse Case when the second pulse train detected before the first pulse train is, this means a left-handed direction of rotation. Thereby, that the wheel only when passing through a detent position defined Pulse train to the control unit is only an incremental Rotation of the rotary wheel independently from the absolute angular position of the rotary wheel for the generation of control signals crucial.
Die Soll-Position des zu verstellenden Objekts wird hierbei aus der Anzahl der durchlaufenen Raststellung, das heißt, aus der Anzahl der erzeugten elektrischen Pulse bestimmt. Ist hingegen eine dynamische Ansteuerung des Stellantriebs erwünscht, so kann aus der absoluten Anzahl der erfolgten Pulse sowie deren Frequenz eine dynamische Verstellgeschwindigkeit für das zu positionierende Objekt ermittelt werden.The The target position of the object to be adjusted is in this case from the Number of traversed rest position, that is, from the number of generated determined by electrical pulses. Is however a dynamic control desired the actuator, so can from the absolute number of the pulses as well as their Frequency a dynamic adjustment speed for that too positioning object can be determined.
Die Modulation eines analogen Spannungssignals nach dem Pulsweitenmodulationsverfahren basiert auf einer der Amplitude entsprechenden zeitlichen Unterteilung des Signals im Rahmen einer vorgegebenen Taktfrequenz. Das pulsweitenmodulierte Signal hat hierbei nur zwei Zustände, welche hier als 0. und 1. Zustand bezeichnet werden. Ein pulsweitenmoduliertes Signal, welches für die gesamte Dauer eines Taktintervalls im ersten Zustand ist, entspricht einer maximalen Spannungsamplitude. Geht das Signal bereits nach der Hälfte eines Taktintervalls in den 0. Zustand über, so entspricht dies einem Spannungswert, der der Hälfte des Maximalwerts entspricht.The Modulation of an analog voltage signal based on the pulse width modulation method on a temporal subdivision corresponding to the amplitude Signal within a given clock frequency. The pulse width modulated signal has only two states, which are referred to here as the 0th and 1st state. A pulse width modulated Signal, which for the entire duration of a clock interval in the first state is equal a maximum voltage amplitude. Is the signal already following? half of a clock interval in the 0th state, this corresponds to a voltage value, the half corresponds to the maximum value.
Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung zur Feinpositionierung eines Stellantriebs für verschiedene Stellantriebe im Kraftfahrzeug verwendet werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient der Stellantrieb zum Antrieb eines elektrischen Fensterhebers oder eines Schiebedachs. Weitere Ausführungsformen beziehen sich auf elektrisch verstellbare Außenspiegel oder elektrisch verstellbare Fahrzeugsitze.According to the invention, the Device for fine positioning of an actuator for various Actuators are used in the motor vehicle. After a preferred embodiment The invention is the actuator for driving an electric Window lifter or a sunroof. Further embodiments refer to electrically adjustable exterior mirrors or electric adjustable vehicle seats.
Insbesondere während des Fahrbetriebs bei teilweise geöffnetem Fenster entstehen in Abhängigkeit von der Öffnungsweite eines Fensters sowie von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs Luftverwirbelungen, die mitunter recht laute Geräusche im Fahrzeuginnenraum verursachen. Diese werden vom Insassen als unangenehm empfunden und könnten durch geringfügige Veränderung der Öffnungsweite des Fensters unterbunden werden. Während herkömmliche Schaltvorrichtungen für elektrische Fensterheber solch geringfügige Änderung der Fensteröffnung nicht ermöglichen, erlaubt die Erfindung ein gezieltes Einstellen beliebig kleiner Verstellwege des Fensters.In particular, during driving with partially open window arise depending on the opening width of a window and the speed of the vehicle Luftverwirbelun sometimes causing quite loud noises in the vehicle interior. These are perceived by the occupant as unpleasant and could be prevented by slightly changing the opening width of the window. While conventional switching devices for power windows do not allow such slight change of the window opening, the invention allows a targeted setting arbitrarily small displacement of the window.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die von der Steuereinheit empfangenen Steuersignale nur dann in Ansteuersequenzen für den Stellantrieb umgesetzt, wenn verschiedene Freigabeelemente dies erlauben. Ein solches Freigabeelement kann zum Beispiel durch die Zündung oder durch einen Auswahlknopf des Automobils ausgeprägt sein.To a further preferred embodiment The invention relates to the control signals received by the control unit only in drive sequences for implemented the actuator when different release elements this allow. Such a release element can, for example, by the ignition or pronounced by a selection button of the automobile.
Falls vom Hersteller oder vom Benutzer erwünscht, kann ein elektrischer Fensterheber nur bei aktivierter Zündung des Kraftfahrzeugs betätigt werden. Eine ausgeschaltete Zündung würde somit das Öffnen oder Schließen eines Fensters verhindern. Ferner kann mit Hilfe entsprechender Freigabeelemente beispielsweise eine Kindersicherung auf einfachste Art und Weise implementiert werden. So kann die Ansteuerung eines oder mehrerer ausgewählter Fenster deaktiviert werden. Weiterhin können verschiedene Betriebsmodi der Steuereinheit beispielsweise durch eine Bordelektronik angewählt werden, so dass verschiedene dynamische Verstellmodi des Fensters nur in gewissen Fahrsituationen angewählt werden können. So könnte beispielsweise ein rasches vollständiges Öffnen des Fensters bei hoher Geschwindigkeit, was zu einer Ablenkung des Insassen führen kann, verhindert werden.If desired by the manufacturer or the user, an electrical Windows are operated only with activated ignition of the motor vehicle. A switched off ignition would thus the opening or close prevent a window. Furthermore, with the help of appropriate Release elements, for example, a parental control in the simplest Way to be implemented. So the activation of a or more selected ones Windows are disabled. Furthermore, different operating modes the control unit are selected for example by an on-board electronics, so that different dynamic adjustment modes of the window only in certain driving situations selected can be. So could For example, a quick complete opening of the window at high Speed, which can lead to a distraction of the occupant, be prevented.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezugnahme auf die Bezeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the The following are preferred embodiments of the invention with reference to the names explained in more detail. It demonstrate:
Die
Der
Wippschalter
Der
Stellantrieb
Die
Steuereinheit
Das
Pulsweitenmodulationsmodul
Der
Positionssensor
Im
Betrieb kann der Insasse den Wippschalter
Betätigt der
Benutzer das Drehrad
Ferner
ermittelt sie aus der Anzahl der eingehenden Pulse einen vorgesehenen
Verstellweg für das
Fenster. Weiterhin kann die Steuereinheit aus der Frequenz der eingehenden
Pulsfolgen eine Verstellgeschwindigkeit für den Stellantrieb ermitteln. Abhängig von
einem durch das Programmmodul
So
kann beispielsweise das Fenster
Ferner
kann auch die Geschwindigkeit mit der das Drehrad
Weiterhin
kann in Abhängigkeit
der vom Positionssensor
Die
vom Wippschalter
Schalter
1 entspricht hierbei dem vorbezeichneten Wipp- oder Tast- oder Schnappschalter, welcher
ein seiner Betätigungszeit
t entsprechendes Steuersignalerzeugt. Schalter 2 entspricht hier
dem vorbezeichneten Drehrad, das ein Steuersignal erzeugt, welches
aus zwei verschiedenen Pulsfolgen besteht. Dieses Steuersignal gibt
einen Drehwinkel W sowie eine Verstellgeschwindigkeit des Drehrads V
an. Die Betätigung
des ersten Schalters
Die
Schritte
Ferner
können
mit Hilfe der Pulsweitenmodulation eventuell auftretende Schwankungen
des Betriebsspannung des Stellantriebs ausgeglichen werden. Derartige
Schwankungen der Betriebsspannung des Kraftfahrzeugs können besonders
bei extremen externen Bedingungen auftreten. Sinkt oder steigt die
Betriebsspannung des Kraftfahrzeugs, so kann das Pulsweitenmodulationsmodul
Entsprechend
dem eingestellten Betriebsmodus der Steuereinheit
Im
Schritt
Im
Schritt
Ausgehen
von der vom Schritt
Der
Puls
- 100100
- Wipp-/Tast-/SchnappschalterRocker / tactile / snap switch
- 102102
- Drehradrotating wheel
- 104104
- Zündungignition
- 106106
- Auswahlmodulselection module
- 108108
- MultifunktionsschalterMulti-function switch
- 110110
- Steuereinheitcontrol unit
- 112112
- Stellantriebactuator
- 114114
- Fensterwindow
- 116116
- Positionssensorposition sensor
- 118118
- PulsweitenmodulationsmodulPulse Width Modulation module
- 120120
- elektrische Verbindungelectrical connection
- 122122
- elektrische Verbindungelectrical connection
- 124124
- elektrische Verbindungelectrical connection
- 126126
- mechanische Kopplungmechanical coupling
- 130130
- elektrische Verbindungelectrical connection
- 140140
- Programmmodulprogram module
- 200200
- erstes Signalfirst signal
- 202202
- zweites Signalsecond signal
- 300300
- Wipp-/Tast-/SchnappschalterRocker / tactile / snap switch
- 302302
- Drehradrotating wheel
- 304304
- Wippachserocking axis
- 310310
- multifunktionales Betätigungselementmultifunctional actuator
- 312312
- Drehradrotating wheel
- 314314
- Tastebutton
- 316316
- Tastebutton
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