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HINTERGRUND
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Fahrzeuge sind immer mehr automatisiert worden, um den Wünschen der Verbraucher Rechnung zu tragen. Fahrzeugteile, einschließlich Fenster, Schiebedächer, Sitze, Schiebetüren und Hebetüren (z. B. Heckklappen und Kofferraumdeckel) sind automatisiert worden, um es Benutzern zu ermöglichen, einen Knopf am Fahrzeug oder bei einer Fernsteuerung zu drücken, um die Fahrzeugteile automatisch zu öffnen, zu schließen oder auf andere Weise zu bewegen.
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Wenn ein Fahrzeugverschlusssystem, so wie eine Hebetür, vom Boden oder von einer geschlossenen Position bei einem Fahrzeug aus angehoben wird, wird irgendein Verfahren eingesetzt, um sie oben zu halten. Während sie über dem Boden oder über einer geschlossenen Position eines Fahrzeuges gehalten wird, ist die Masse der Hebetür unter dem Einfluss der Schwerkraft gleich einer wesentlichen Größe an Gewicht und potentieller Energie in der Richtung nach unten auf die geschlossene Position zu. Wenn das Verschlusssystem oder die Hebetür aus einer offenen oder gehaltenen Position freigegeben wird, bewegt sie sich nach unten in die geschlossene Position. Typischerweise werden Sensoren benutzt, um die tatsächliche Position der Hebetür zu erfassen, zum Bestimmen der Geschwindigkeit der Hebetür und ob sie gesteuert werden muss oder nicht, um zu verhindern, dass die Hebetür heftig zuschlägt und möglicherweise den Bediener verletzt.
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Mehrere unterschiedliche Sensortypen können verwendet werden, um die Position und die Geschwindigkeit eines sich schließenden Fahrzeugverschlussbauteils zu erfassen, so wie Hall-Effekt-Sensoren oder optische Flügelunterbrechungssensoren. Ein Problem bei der Verwendung von Hall-Effekt-Sensoren oder optischen Flügelunterbrechungssensoren ist die mechanische Gegenbewegung aufgrund von Bedingungen bei Systembiegungen und einem entlasteten Antriebsmechanismus. Als ein Beispiel erreicht, wenn sich eine Hebetür schließt, die Tür einen Punkt, an dem das Gewicht der Hebetür beginnt, die Hebetür ohne einen zusätzlichen Aufwand von dem Antriebsmechanismus zu schließen. Tatsächlich kann an diesem Punkt der Antriebsmechanismus eine Kraft auf die Hebetür ausüben, um das vorzeitige Schließen zu verhindern. Dies ist ein Zustand, in dem negative Energie von dem Antriebsmechanismus auf die Hebetür aufgegeben wird.
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Die negative Energie, die von dem Motor auf die Hebetür aufgegeben wird, wird verwendet, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils nach unten zu steuern. Wenn sich zum Beispiel eine Hebetür zu schnell schließt, dann befiehlt ein Steueralgorithmus im Regelkreis dem Controller, die Leistung zu reduzieren, die auf den Motor oder das Antriebssystem aufgegeben wird, bis die gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist. Im Gegensatz dazu, wenn sich die Hebetür zu langsam schließt, dann befiehlt der Steueralgorithmus im Regelkreis dem Controller, die Leistung zu erhöhen, die auf den Motor oder das Antriebssystem aufgegeben wird, bis die gewünschte Geschwindigkeit erreicht ist. In jedem Fall erfordern diese herkömmlichen Systeme eine zusätzliche Leistungseingabe in den Motor, um die Schließgeschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils zu vermindern oder zu erhöhen.
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Ein weiteres Problem, das mit herkömmlichen Hebetüren-Schließsystemen verbunden ist, ist der Austausch der herkömmlichen Federbeine der Hebetür durch energiebetriebene Federbeine. Typischerweise sind herkömmliche Federbeine für Hebetüren einfachere mechanische Systeme, die für ihren Betrieb einen kleineren Einbauraum oder ein kleineres Einbaugebiet erfordern. Wenn diese durch motorisierte Systeme ersetzt werden, so wie motorisierte Federbeine, werden die motorisierten Federbeine so gestaltet, dass sie in das Gebiet oder den Einbauraum passen, das/der üblicherweise von den herkömmlichen Federbeinen belegt wird. Der Wunsch, ein motorisiertes Federbein oder System in den Einbauraum oder das Gebiet eines herkömmlichen Federbeins einzupassen, erzeugt eine Größenbeschränkung für seinen Getriebezug, dahingehend, dass er so effizient wie möglich gemacht wird und sein Motor eine reduzierte Größe hat. Demgemäß sind diese kleineren Getriebezüge und Motoren weniger in der Lage, die Kräfte von herkömmlichen Verschlussvorrichtungen, so wie Hebetüren, handzuhaben, wenn die Hebetüren sich in die Schließposition aufgrund der Schwerkraft beschleunigen, was so bewirkt, dass die Hebetüren heftig zuschlagen.
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Die
DE 103 23 001 A1 offenbart ein System zum Bremsen eines Fahrzeugverschlussbauteils eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Hier ist ein Antriebskraftverringerungsmechanismus, neben einem Antriebsmechanismus zum Antreiben beispielsweise einer Tür von einem offenen Zustand zu einem geschlossenen Zustand, vorgesehen, der wirksam wird, nachdem eine Erfassungseinrichtung, beispielsweise ein Schalter, erfasst hat, dass der Schließmechanismus der Tür innerhalb des Bereichs positioniert ist, in dem das Schließstück in einen Riegel eingreifen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Durch das System und das Verfahren zum dynamischen Bremsen eines Fahrzeugverschlusssystems („dynamisches Bremssystem”), die in dieser Anmeldung offenbart werden, werden die oben beschriebenen Probleme gelöst und ein technischer Vorteil erreicht. Das vorliegende dynamische Bremssystem steuert die Geschwindigkeit eines Fahrzeugverschlussbauteils ohne die zusätzliche Eingabe externer Leistung an den Motor von einer Energiequelle während des Schließbetriebes. Stattdessen wird die Energie, die aus der kinetischen Energie des Fahrzeugverschlussbauteils während einem Schließarbeitsgang erzeugt wird, von dem vorliegenden dynamischen Bremssystem nutzbar gemacht, um dann die Geschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils während des Schließbetriebs zu steuern. Das vorliegende dynamische Bremssystem fängt die kinetische Energie von der sich schließenden Hebetür durch den Motor ein, um elektrische Energie zu erzeugen, die von dem vorliegenden dynamischen Bremssystem verwendet werden soll, und um dann diese Energie zu verwenden, um auf den Motor eine „Bremswirkung” auszuüben, ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Leistung aus der Energieversorgung.
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Der Motor des vorliegenden dynamischen Bremssystems erzeugt elektrische Energie als ein Ergebnis dessen, dass kinetische Energie auf ihn aufgegeben wird. Wenn sich das Verschlussbauteil bewegt, wird der Motor gedreht wird elektrische Energie wird erzeugt. Um für eine verbesserte Geschwindigkeitssteuerung und Schutz vor Hindernissen zu sorgen, verwendet das vorliegende dynamische Bremssystem das direkte Erfassen der Position der Hebetür und speist diese Information in einen Controller mit einer konfigurierbaren Schaltung, um unterschiedlichen Fahrzeugverschlussbauteilen bei verschiedenen Systemen Rechnung zu tragen. Das vorliegende dynamische Bremssystem sorgt dafür, dass die erzeugte elektrische Energie zurück in das dynamische Bremssystem gespeist wird, um zum Bremsen der Schließgeschwindigkeit des Verschlussbauteils verwendet zu werden, ohne dass Erfordernis, dass zusätzliche Energie auf das dynamische Bremssystem aufgegeben wird, wobei ein sicherer, gesteuerter Absenk- oder Schließbetrieb zur Verfügung gestellt wird. Das dynamische Bremssystem kann ein Fahrzeugverschlussbauteil, so wie eine Hebetür, entsprechend Benutzerbefehlen, die typischerweise über eine Fernsteuereinheit oder einen Druckknopf gegeben werden, anheben und absenken. Auch liefert das vorlegende dynamische Bremssystem für verbesserte Klemmkräfte. Ohne dass zusätzliche Leistung auf das dynamische Bremssystem aufgegeben wird, gibt es weniger Energie, die gegenüber einem Gegenstand freigesetzt wird/auf ihn übertragen wird, der durch Schließen einer Hebetür eingeklemmt werden kann. Zum Beispiel setzen herkömmliche Systeme einen Gegenstand, der sich zwischen einer Hebetür und der Karosserie eines Fahrzeugs befindet, der vollen Kraft oder dem Impuls der Hebetür aus, wenn die Antriebskraft durch das Antriebssystem ausgeübt wird. Umgekehrt setzt das vorliegende dynamische Bremssystem einen Gegenstand nur dem verringerten Impuls der Hebetür aus, während sie betrieben wird. Da es keine zusätzliche Leistung oder Antriebskraft gibt, die von dem vorliegenden dynamischen Bremssystem ausgeübt wird, reguliert und verringert es den Impuls der Tür und somit jedwede Klemmkräfte.
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Bei einem Aspekt umfasst das vorliegende dynamische Bremssystem einen Antriebsmechanismus, der an dem Fahrzeug angebracht ist, wobei der Antriebsmechanismus elektrische Kontakte hat, um ein Treibersignal zu empfangen, das bewirkt, dass der Antriebsmechanismus das Fahrzeugverschlussbauteil als Antwort auf das Treibersignal zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position bewegt, wobei der Antriebsmechanismus in der Lage ist, ein generiertes Treibersignal während wenigstens eines Abschnitts des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen in die geschlossene Position zu erzeugen; und einen Controller mit elektrischen Ausgängen, die elektrisch mit den elektrischen Kontakten des Antriebsmechanismus gekoppelt sind, und mit elektrischen Eingängen, um dem Antriebsmechanismus die Treibersignale zur Verfügung zu stellen und um generierte Treibersignale von dem Antriebsmechanismus zu empfangen, wobei der Controller weiter so ausgelegt ist, dass er die generierten Treibersignale während des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils zurück zu dem Antriebsmechanismus liefert, um für ein dynamisches Bremsen des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen in die geschlossene Position zu sorgen.
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Nach einem Aspekt ist der Antriebsmechanismus ein Motor, der in der Lage ist, die generierten Treibersignale während des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen in die geschlossene Position zu erzeugen. Zusätzlich kann der Controller eine Schaltkarte mit einer Vielzahl von Mikrocontrollern umfassen, um den Antriebsmechanismus zwischen einer offenen Position, einer geschlossenen Position, einem Freilaufbetrieb und dem dynamischen Bremsbetrieb zu steuern. Auch kann der Controller einen Prozessor umfassen, der ein Softwareprogramm ausführt, welches das Treibersignal als Antwort auf die Position des Fahrzeugverschlussbauteils ändert. Das Softwareprogramm kann so ausgelegt sein, dass es feststellt, wann das Treibersignal an den Antriebsmechanismus gegeben wird, basierend auf der Position des Fahrzeugverschlussbauteils. Weiterhin ist das Softwareprogramm außerdem so ausgelegt, dass es das Treibersignal, das von dem Antriebsmechanismus erzeugt wird, während des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen in die geschlossene Position zurück zu dem Antriebsmechanismus liefert.
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Bei einer Ausführungsform ist das Fahrzeugverschlussbauteil eine Hebetür. Das dynamische Bremssystem kann einen Positionssensor für das Fahrzeugverschlussbauteil umfassen, der an dem Fahrzeug in Kommunikation mit dem Controller angeordnet ist, um an den Controller Daten zu liefern, die sich auf die Schließgeschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils in Bezug auf das Fahrzeug beziehen. Der Positionssensor für das Fahrzeugverschlussbauteil kann entweder ein Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle (rotary flex shaft encoder) oder ein Hall-Effekt-Sensor sein.
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Nach einem weiteren Aspekt umfasst das vorliegende dynamische Bremssystem ein Verfahren zum Erzeugen eines generierten Treibersignals durch einen Antriebsmechanismus unter mechanischer Kraft aus kinetischer Energie von dem Fahrzeugverschlussbauteil während wenigstens eines Abschnitts des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils aus einer offenen Position in eine geschlossene Position; und das Rückspeisen des generierten Treibersignals an den Antriebsmechanismus zum dynamischen Bremsen des Fahrzeugverschlussbauteils während des wenigstens einen Abschnitt des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen Position in die geschlossene Position. Das Verfahren kann weiter das Feststellen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils in Bezug auf das Fahrzeug umfassen. Auch kann das Fahrzeug das Rückspeisen des generierten Treibersignals umfassen und kann das Pulsbreitenmodulieren des generierten Treibersignals für den Antriebsmechanismus umfassen.
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Bei einer Ausführungsform kann das Pulsbreitenmodulieren des generierten Treibersignals für den Antriebsmechanismus weiter das Erhöhen des durch Pulsbreitenmodulation generierten Treibersignals umfassen, um das dynamische Bremsen zu verstärken und die Geschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils zu verringern. Das Pulsbreitenmodulieren des generierten Treibersignals für den Antriebsmechanismus kann weiter das Verkleinern des durch Pulsbreitenmodulation generierten Treibersignals umfassen, um das dynamische Bremsen abzuschwächen und die Geschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils zu erhöhen.
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Nach einem weiteren Aspekt umfasst das vorliegende dynamische Bremssystem ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugverschlussbauteil, das eine Fahrzeugkarosserie umfasst, wobei das Fahrzeugverschlussbauteil betrieblich an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, um zu ermöglichen, dass sich das Fahrzeugverschlussbauteil zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position bewegt; einen Antriebsmechanismus, der betrieblich mit dem Fahrzeug und dem Fahrzeugverschlussbauteil verbunden ist, wobei der Antriebsmechanismus elektrische Kontakte hat, um ein Treibersignal zu empfangen, das bewirkt, dass der Antriebsmechanismus das Fahrzeugverschlussbauteil als Antwort auf das Treibersignal zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegt, wobei der Antriebsmechanismus in der Lage ist, während wenigstens eines Abschnitts des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen in die geschlossene Position ein generiertes Treibersignal zu erzeugen; und einen Controller mit elektrischen Ausgängen, die elektrisch mit den elektrischen Kontakten des Antriebsmechanismus gekoppelt sind, und mit elektrischen Eingängen, um die Treibersignale dem Antriebsmechanismus zur Verfügung zu stellen und um generierte Treibersignale von dem Treibermechanismus zu empfangen, wobei der Controller weiter so ausgelegt ist, dass er die generierten Treibersignale während des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils zurück an den Antriebsmechanismus liefert, um für ein dynamisches Bremsen des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen in die geschlossene Position zu sorgen.
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Bei einer Ausführungsform ist der Antriebsmechanismus ein Motor, der in der Lage ist, während des Betreibens des Fahrzeugverschlusses aus der offenen in die geschlossene Position Treibersignale zu erzeugen. Der Controller kann weiter eine Schaltkarte mit einer Vielzahl von Mikrocontrollern umfassen, um den Antriebsmechanismus zwischen einer offenen Position, einer geschlossenen Position, einem Freilaufbetrieb und dem dynamischen Bremsbetrieb zu steuern. Auch kann der Controller einen Prozessor umfassen, der ein Softwareprogramm ausführt, welches das generierte Treibersignal als Antwort auf die Schließgeschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils ändert. Das Softwareprogramm kann so ausgelegt sein, dass festgestellt wird, wann ein generiertes Treibersignal an den Treibermechanismus gegeben wird, basierend auf der Schließgeschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils. Das Softwareprogramm kann weiter so ausgelegt sein, dass es ein generiertes Treibersignal, das von dem Antriebsmechanismus erzeugt worden ist, während des Betreibens des Fahrzeugverschlussbauteils aus der offenen in die geschlossene Position zurück an den Antriebsmechanismus liefert. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Fahrzeugverschlussbauteil eine Hebetür.
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Nach einem weiteren Aspekt umfasst das vorliegende dynamische Bremssystem einen Controller zum dynamischen Bremsen eines Fahrzeugverschlussbauteils, einschließlich eines Prozessors, der so ausgelegt ist, dass er ein Steuersignal empfängt, das für eine Schließgeschwindigkeit des Fahrzeugverschlussbauteils repräsentativ ist, wobei der Prozessor so ausgelegt ist, dass er ein generiertes Treibersignal von einem Antriebsmechanismus, welcher das Fahrzeugverschlussbauteil steuert, empfängt; Software, die von dem Prozessor ausführbar ist, wobei die Software so ausgelegt ist, dass es ein durch Pulsbreitenmodulation generiertes Treibersignal als Antwort auf das generierte Treibersignal erzeugt; und eine Eingabe/Ausgabeeinheit, die so ausgelegt ist, dass sie das durch Pulsbreitenmodulation generierte Treibersignal an den Antriebsmechanismus kommuniziert, um für das dynamische Bremsen des Fahrzeugverschlussbauteils zu sorgen.
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Bei einer Ausführungsform kann der Controller eine erste Mikrocontrollerschaltung umfassen, die zwischen einer Ein-Position und einer Aus-Position betreibbar ist, wobei die erste Mikrocontrollerschaltung in Kontakt mit einer Energiequelle steht, um ein Treibersignal für das Öffnen an den Antriebsmechanismus zu liefern. Der Controller kann außerdem eine zweite Mikrocontrollerschaltung umfassen, die zwischen einer Ein-Position und einer Aus-Position betreibbar ist, wobei die zweite Mikrocontrollerschaltung im Kontakt mit der Energiequelle ist, um für den Antriebsmechanismus ein Treibersignal für das Schließen zur Verfügung zu stellen. Der Controller kann weiterhin eine dritte Mikrocontrollerschaltung umfassen, die zwischen einer Ein-Position und einer Aus-Position betreibbar ist, wobei die dritte Mikrocontrollerschaltung dazu dient, das durch Pulsbreitenmodulation generierte Treibersignal zur Verfügung zu stellen. Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst der Controller eine vierte Mikrocontrollerschaltung, die zwischen einer Ein-Position und einer Aus-Position betreibbar ist, wobei die vierte Mikrocontrollerschaltung in Kontakt mit dem Controller ist, um für das dynamische Bremsen des Fahrzeugverschlussbauteils zu sorgen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Für ein vollständigeres Verständnis der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird nun Bezug auf die genaue Beschreibung der Erfindung zusammen mit den beigefügten Figuren genommen, bei denen sich entsprechende Ziffern in den unterschiedlichen Figuren auf entsprechende Teile beziehen und bei denen:
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1A eine Veranschaulichung einer perspektivischen Ansicht eines hinteren Bereiches eines Fahrzeuges mit einer Hebetür in einer offenen Position gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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1B eine Veranschaulichung einer perspektivischen Ansicht eines hinteren Bereiches des Fahrzeuges mit einer Hebetür nach 1A in einer geschlossenen Position gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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1C eine Veranschaulichung einer Seitenansicht eines hinteren Bereiches eines Fahrzeuges in einer Hebetür in einer offenen Position gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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1D eine Veranschaulichung eines Hecks des Fahrzeuges mit einer Hebetür nach 1C in einer geschlossenen Position gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ein Blockschaubild eines beispielhaften Controllers ist, der einen Prozessor hat, welcher Software zum Betreiben eines Schließsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführt;
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3 ein schematisches Schaubild einer Steuerschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine grafische Darstellung der Hall-Pulsdauer und des PWM-Arbeitszyklus gegen die Position eines herkömmlichen Steuersystems, das versucht, das Schließen einer Tür mit konstanter Geschwindigkeit ohne dynamisches Bremsen zu steuern, veranschaulicht;
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5 eine grafische Darstellung der Hall-Pulsdauer und des PWM-Arbeitszyklus gegen die Position mit dynamischem Bremsen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 ein Ablaufdiagramm für einen beispielhaften Prozess zum Steuern eines PWM-Signals zum Auftreiben und Bremsen eines Motors eines Fahrzeugverschlussbauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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7 ein Ablaufdiagramm für einen beispielhaften Prozess zum Steuern eines PWM-Signals zum Antreiben und Bremsen eines Motors eines Fahrzeugverschlussbauteils gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Mit Bezug auf die 1A–1D (insgesamt 1) sind diese Veranschaulichungen eines hinteren Bereichs eines Fahrzeugs 102 mit einem Fahrzeugverschlussbauteil, so wie einer Hebetür 106, in einer offenen und einer geschlossenen Position, wobei das dynamische Bremssystem 100 verwendet wird. Das Fahrzeug 102 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 104 und eine Hebetür 106, die über ein Scharnier 108 oder eine andere mechanische Befestigungseinheit oder -vorrichtung drehbar oder anders mit der Fahrzeugkarosserie 104 gekoppelt ist, was es ermöglicht, dass die Hebetür 106 nach Wunsch geöffnet und geschlossen werden kann. Das dynamische Bremssystem 100 umfasst weiterhin einen Controller 110, der an dem Fahrzeug 102 angeordnet sein kann. Ein Antriebsmechanismus, so wie ein Motor 112, kann an dem Fahrzeug 102 angeordnet sein und kann elektrisch mit dem Controller 110 gekoppelt sein. Bei einer Ausführungsform ist der Motor 112 an dem Fahrzeug 102 derart angebracht, dass er in direktem mechanischen Kontakt mit einem Antriebselement 116 ist oder innerhalb oder als Teil eines solchen verkörpert ist. Der Motor 112 kann elektrische Kontakte oder Verbinder 114 haben, damit er in elektrischer Verbindung oder im Kontakt mit dem Controller 110 ist, um ein Treibersignal zum Steuern des Betriebs des Motors 112 zu empfangen. Obwohl der Motor 112 in der 1 gezeigt und beschrieben ist, sollte verstanden werden, dass die Grundsätze der vorliegenden Erfindung auf irgendeinen Antriebsmechanismus angewendet werden können, so wie einen elektrischen Motor oder einen elektromechanischen Motor, der in der Lage ist, ein elektrisches Treibersignal zu erzeugen („generiertes Treibersignal”), während wenigstens eines Abschnitts beim Schließbetrieb des Fahrzeugverschlussbauteils. Der Bezug auf den Motor 112 geschieht zu beispielhaften Zwecken und bildet eine aus vielen möglichen Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Anwendungen gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich, obwohl die Grundsätze des vorliegenden dynamischen Bremssystems mit Bezug auf das Fahrzeug 102 beschrieben werden, sollte verstanden werden, dass dieselben Grundsätze auf andere Motoren als denen, die bei Fahrzeugen verwendet werden, angewendet werden können. Zum Beispiel können die Grundsätze des vorliegenden dynamischen Bremssystems bei Motoren, die in Booten, Flugzeugen, Gebäuden (z. B. automatische Türen) verwendet werden, oder irgendwelchen anderen Motoren, die zum Steuern des Betriebes einer mechanische Einheit oder Struktur eingesetzt werden, angewendet werden kann. Diese Grundsätze können sowohl bei mit Gleichstrom („DC” – Direct Current) als auch bei mit Wechselstrom („AC” – Alternating Current) betriebenen Motoren angewendet werden, ebenso wie bei Spulen, wobei beide Anschlüsse zu einem Mikrocontroller zurückgeführt sind.
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Bei einer Ausführungsform ist der Motor 112 in der Lage, während des Schließbetriebes der Hebetür 106 ein Treibersignal 132 zu erzeugen. Wie es weiter hiernach beschrieben ist, erzeugt der Motor 112 ein Treibersignal 132 während wenigstens eines Abschnitts des Schließbetriebes als Antwort auf de kinetische Kraft, mit der die Hebetür 106 geschlossen wird, und überträgt dieses Treibersignal von dem Motor 112 zu dem Controller 110, wo es dann zurück an den Motor 112 gespeist wird, damit es von dem Motor 112 verwendet werden kann, um der schließenden Kraft der Hebetür 106 entgegenzuwirken. Auf diese Weise ist kein zusätzliches Treibersignal zum Betreiben des Motors 112 erforderlich, da eine Gegenkraft für die sich schließende Hebetür 110 zur Verfügung gestellt wird.
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Bei einer Ausführungsform kann das dynamische Bremssystem 100 ein Betätigungselement 116 umfassen, so wie ein motorisiertes Federbein zum Anheben und Absenken der Hebetür 106. Nach einem Aspekt kann das Betätigungselement 116 den Motor 112 umfassen und mit ihm eine Einheit bilden. Nach einem weiteren Aspekt kann das Betätigungselement 116 eine vom Motor 112 getrennte Einheit sein, wobei in diesem Fall Verbinder (nicht gezeigt) der Motor 112 mit dem Betätigungselement 116 verbinden können. Der Motor 112 und/oder das Betätigungselement 116 stehen über Verbinder 114 mit dem Controller 110 in Verbindung. Das Betätigungselement 116 kann für eine lineare und/oder nichtlineare Bewegungssteuerung der Hebetür 106 zum Öffnen und Schließen der Hebetür 106 während des Betriebes des dynamischen Bremssystems 100 sorgen. Zusätzlich kann das dynamische Bremssystem 100 weiter eine Gasfeder oder ein Federbein 118 (in der 1C nicht gezeigt) umfassen, um zusätzliche mechanische Energie oder Kraft zum Öffnen und Schließen der Hebetür 106 bereitzustellen. Nach einem Aspekt kann das Betätigungselement 116 oder das dynamische Bremssystem 100 für eine variable Geschwindigkeitssteuerung für den Öffnungs- und Schließbetrieb der Hebetür 106 sorgen. Die Gasfeder 118 kann zum Beispiel zwischen der Fahrzeugkarosserie 104 und der Hebetür 106 angeordnet werden.
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Das dynamische Bremssystem 100 kann weiter einen Positionssensor für das Fahrzeugverschlussbauteil umfassen, um den Abstand zwischen der Hebetür 106 und der Fahrzeugkarosserie 104 während des Öffnungs- und Schließbetriebes festzustellen. Irgendeiner von verschiedenen Typen dieser Positionssensoren für ein Fahrzeugverschlussbauteil kann verwendet werden. Zum Beispiel kann bei einer Ausführungsform ein Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 an dem Scharnier 108 angebracht werden, um die Entfernung zwischen der Hebetür 106 und der Fahrzeugkarosserie 104 festzustellen. Wenn sich die Hebetür 106 öffnet oder schließt, dreht sich das Scharnier 108, was somit bewirkt, dass sich der Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 dreht und ein digitales puls- oder pulsbreitenmoduliertes („PWM” – Pulse Width Modulation)-Signal zu erzeugen. Der Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 kann elektrisch mit dem Controller 110 gekoppelt sein, und die Signale, die von dem Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 als Antwort darauf, dass sich die Hebetür 106 öffnet und/oder schließt, erzeugt werden können an den Controller 110 kommuniziert werden. Bei einer Ausführungsform kann der Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 an der Fahrzeugkarosserie 104 (z. B. an der Hebetür 106 und/oder dem Scharnier 108) des Fahrzeugs 102 angebracht sein. Obwohl 1 eine Hebetür 106 zeigt und beschreibt, sollte verstanden werden, dass die Grundsätze des vorliegenden dynamischen Bremssystems 100 auf Fahrzeugverschlussbauteile oder irgendein Verschlusssystem angewendet werden können, so wie Drehverschlusssysteme, Kofferraumdeckel, Hebetüren, Ladeklappen, Fahrgastraumtüren, Motorhauen, Krankenhausbetten, Sonnenbankabdeckungen, Abteiltüren, Kipplaster und dergleichen. Der Bezug auf die Hebetür 106 geschieht aus beispielhaften Zwecken und bildet eine von vielen möglichen Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Anwendungen gemäß den Grundsätzen des vorliegenden dynamischen Bremssystems 100. Zusätzlich kann sich der Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 auch an einer anderen Position auf der Fahrzeugkarosserie 104 befinden, beispielsweise an die Hebetür 106 entfernt von dem Scharnier 108 entfernt gekoppelt. Auch sollte verstanden werden, dass irgendein Typ eines Winkelsensors angeordnet und von dem dynamischen Bremssystem 100 benutzt werden kann, so wie ein analoger Winkelsensor.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein Hall-Effekt-Sensor 124 verwendet werden, um den Abstand zwischen der Hebetür 106 und der Fahrzeugkarosserie 104 festzustellen. Der Hall-Effekt-Sensor 124 kann an dem Motor 112, einem mechanischen Antriebszug, der mit dem Betätigungselement 116 und/oder dem Motor 112 verknüpft ist, angeordnet sein oder befindet sich an einem anderen Ort auf dem Fahrzeug 102. Signale von dem Hall-Effekt-Sensor 124 werden durch das Öffnen und/oder Schließen der Hebetür 106 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 104 für das dynamische Bremssystem 100 erzeugt. Der Hall-Effekt-Sensor 124 stellt die Position und/oder die Geschwindigkeit der Hebetür 106 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 104 fest. Der Hall-Effekt-Sensor 124 kann über Verbinder 120 in Kommunikation mit dem Controller 110 stehen, und Signale, die als Antwort darauf, dass sich die Hebetür 106 öffnet und/oder schließt, können über Verbinder 120 an den Controller 110 kommuniziert werden. Zusätzlich kann der Hall-Effekt-Sensor 124 verwendet werden, um eine Änderung in der Geschwindigkeit zu erfassen und um die Geschwindigkeitssteuerung und die Hinderniserkennung zu ermöglichen.
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Das dynamische Bremssystem 100 kann weiterhin einen Transponder für einen entfernten schlüssellosen Zugang („RKE” – Remote Keyless Entry)/elektronischen Sicherheitsschlüssel 126 zum Senden drahtloser Signale 130, so wie Hochfrequenz- oder Infrarotstrahlungssignale, an den Controller 110 zum Öffnen und Schließen der Hebetür 106 umfassen. Zusätzlich kann der Transponder/elektronische Sicherheitsschlüssel 126 Autorisierungscodes 128 zum Zugriff auf ein bestimmtes dynamisches Bremssystem 100 in einem bestimmten Fahrzeug 102 gegenüber einem anderen, wie es auf dem Gebiet bekannt ist, senden. Der Controller 110 kann eine RKE-Antenne (nicht gezeigt) umfassen, um die Funktionalität für den Transponder/elektronischen Sicherheitsschlüssel 126 zur Verfügung zu stellen. Wenn auf dem Transponder/elektronischen Sicherheitsschlüssel 126 ein Knopf gedrückt wird, wird die entsprechende Nachricht (d. h. „Hebetür öffnen” oder „Hebetür schließen” beispielsweise über UHF-HF-Signale von dem Transponder/elektronischen Sicherheitsschlüssel 126 gesendet, wobei sie von dem Controller 110 im Fahrzeug 102 empfangen wird. Der Controller 110 kann diese Information empfangen und wiederum eine Nachricht über die Verbinder 114 senden, die dem Betätigungselement 116 und dem Motor 112 befiehlt, entsprechend zu reagieren. Das dynamische Bremssystem 100 umfasst weiterhin Treibersignale und Steuersignale (gemeinsam oder getrennt) 132, die über Verbinder 114 zwischen dem Controller 110 und dem Motor 112 zum Steuern des Motors 112 kommuniziert werden.
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2 ist eine Ausführungsform 200 eines Blockschaubilds eines beispielhaften Controllers 110 mit einem Prozessor 202, der Software 204 ausführt. Der Prozessor 202 kann mit einem Speicher 206 zum Speichern von Information, so wie einem Programm, Software 204 und/oder Daten, die zum Beispiel von dem Programm oder der Software 204 verwendet werden, und einer Eingabe/Ausgabe(I/O – Input/Output)-Einheit 108 in Verbindung stehen. Bei einer Ausführungsform kann der Drehwellencodierer 122 ein Winkelsignal mit einer PWM-Form erzeugen und/oder der Hall-Effekt-Sensor 124 kann ein Signal erzeugen, das sich auf den Abstand zwischen der Hebetür 106 und dem Fahrzeugkörper 104 bezieht. Die I/O-Einheit 208 kann das Signal empfangen und es an den Prozessor 202 zum Beispiel für die Verarbeitung mittels Software 204 kommunizieren. In dem Fall des Drehgebers mit flexibel gekoppelter Welle 122 kann das Signal ein digitales PWM-Signal sein. Zusätzlich können der Controller 110, die Software 204 und/oder der Prozessor 202 ein Treibersignal und ein Kompensationssignal basierend auf dem Winkelsignal oder dem Abstandssignal erzeugen, das verwendet werden soll, um das Treibersignal zum Steuern der Geschwindigkeit und zum Erfühlen von Hindernissen während der Bewegung der Hebetür 106 zu ändern, wobei ein Positions-, Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Kraftcontroller, wie es weiter hiernach beschrieben wird, verwendet wird. Die I/O-Einheit 208 kann ein Teil des Prozessors 202 selbst sein oder aus getrennten elektronischen Komponenten bestehen, die so ausgelegt sind, dass sie den Motor 112 antreiben, um die Hebetür 106 (1) in eine gewünschte Position zu bringen.
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Der Controller 110 kann weiter Schaltung zum dynamischen Bremsen eines Fahrzeugverschlussbauteils umfassen. 3 veranschaulicht eine Ausführungsform 300 einer schematischen Darstellung einer beispielhaften Schaltung für das dynamische Bremsen eines Fahrzeugverschlussbauteils. Die Schaltung 300 kann so ausgelegt sein, dass sie den Motor 112 in eine Vorwärtsrichtung treibt, den Motor 112 in eine Rückwärtsrichtung treibt, ermöglicht, dass der Motor 112 frei läuft, wenn er nicht von dem dynamischen Bremssystem angeregt wird, und/oder für das dynamische Bremsen des Motors 112 sorgt.
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Mit Bezug auf die 1A, 1C und 3 kann der Motor 112 einen ersten Anschluss 302a und einen zweiten Anschluss 302b (gemeinsam 302) umfassen, um zu ermöglichen, dass Spannungen zum Steuern der Geschwindigkeit und Richtung des Motors 112 angelegt werden. Ein erster Verbinder 114a und ein zweiter Verbinder 114b (gemeinsam 114) sind elektrisch mit dem ersten Anschluss 302a bzw. dem zweiten Anschluss 302b und mit der Schaltung 300 des Controllers 110 verbunden. Bezüglich des Vorhandenseins „an dem Motor” wird jedwede Schaltung oder elektrische Einheit, die entweder mit den Verbindern 114 und/oder den Anschlüssen 302 selbst oder mit dem Motor 112 selbst verbunden sind, als an dem Motor befindlich betrachtet.
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Die Software 204, die von dem Controller 110 ausgeführt wird, kann außerdem Software umfassen, die im Zusammenwirken mit der Schaltung 300 arbeitet. Ein Controllerbus (nicht gezeigt) kann zwischen den Controller 110 und die Schaltung 300 geschaltet sein, um die Kommunikation von Treibersignalen und/oder Steuersignalen 132 zwischen dem Controller 110, der Schaltung 300 und/oder dem Motor 112 zu ermöglichen. Eine oder mehrere Steuersignale 132 können ein oder mehrere Signale umfassen, die Schalter ein- und ausschalten, welche im Controller 110 gesteuert werden. Es sollte verstanden werden, dass die Steuersignale 132 digital oder analog sein können, entsprechend dem Controller 110 und der Schaltung 300. Bei einer Ausführungsform kann der Controller 110 analoge Eingangsports umfassen. Als Alternative kann eine analog in digital („A/D” – Analog-to-Digital) umwandelnde Einheit (nicht gezeigt) im Zusammenwirken mit dem Controller 110 eingesetzt werden. Noch weiter kann die Schaltung 300 eine A/D-Wandlereinheit umfassen, um zum Beispiel über den Controllerbus zu kommunizieren.
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Um das dynamische Bremssystem 100 mit Energie zu versorgen, einschließlich des Controllers 110 und des Motors 112, kann eine Batterie oder eine Energieversorgung 306 des Fahrzeugs 102 mit einer oder mehreren Komponenten des dynamischen Bremssystems 100 verbunden sein. Im normalen Betrieb wird eine Energieversorgung 306 verwendet, um den Motor 112 zu versorgen (d. h. ihn zu aktivieren und zu deaktivieren), wie es in dem Gebiet verstanden wird. In Übereinstimmung mit der 2 ist die Schaltung 300 mit dem Motor 112 über die Verbinder 114 verbunden.
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Bei einer Ausführungsform umfasst die Schaltung 300 des dynamischen Bremssystems 100 einen ersten Mikrocontrollerport 308a, einen zweiten Mikrocontrollerport 308b, einen dritten Mikrocontrollerport 308c und einen vierten Mikrocontrollerport 308d (gemeinsam 308). Die Schaltung 300 des dynamischen Bremssystems 100 kann weiter einen ersten Transistor 310a, einen zweiten Transistor 310b, einen ersten Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor („MOSFET” – Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) 310c, einen zweiten MOSFET 310d und einen dritten Transistor 310e (gemeinsam 310) umfassen. Weiter kann die Schaltung 300 des dynamischen Bremssystems 100 auch ein erstes Relais 312a, ein zweites Relais 312b und ein drittes Relais 312c (gemeinsam 312) umfassen. Die Relais 312 können irgendein Typ Relais 312 sein, der üblicherweise auf dem Gebiet bekannt ist. Sie können durch eine analoge oder digitale Ausgabe aus dem Controller 110 gesteuert werden.
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Die Schaltung 300 des dynamischen Bremssystems 100 kann außerdem einen ersten Widerstand 314a, einen zweiten Widerstand 314b und einen dritten Widerstand 314c (gemeinsam 314) umfassen. Bei einer Ausführungsform sind das erste Relais 312a und das zweite Relais 312b in Kommunikation mit einem Anschlussstift 316a, einem Anschlussstift 316b, einen Anschlussstift 316c, einem Anschlussstift 316d, einem Anschlussstift 316e und einem Anschlussstift 316f (gemeinsam 316); und das dritte Relais 312 ist in Kommunikation mit einem Anschlussstift 316g, einem Anschlussstift 316h und einem Anschlussstift 316i (gemeinsam 316). Wie oben beschrieben stellt das dynamische Bremssystem 100 eine Funktionalität in Vorwärtsrichtung, Rückwärtsrichtung, Freilauf und dynamischem Bremsen zum Öffnen und Schließen der Hebetür 106 des Fahrzeugs 102 zur Verfügung. Durch Schalten durch diese unterschiedlichen Modi während des Betriebes liefert das dynamische Bremssystem 100 eine verbesserte Geschwindigkeitssteuerung und Hinderniserfassung für den Betrieb der Hebetür 106 durch Verringern der Reaktionszeit und durch effizientes und effektives Verwalten der Energie innerhalb des vorliegenden dynamischen Bremssystems 100.
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Der erste Mikrocontrollerport 308a kann den Motor 110 in einer ersten oder Vorwärtsrichtung treiben, indem der erste Transistor 310a durchgeschaltet wird, der eine Spule des ersten Relais 312a anregt, um das erste Relais 312a zu aktivieren. Dies verbindet einen Anschlussstift 316a mit der Energieversorgung 306 über den Anschlussstift 316e. Die Software 204 in dem Controller 110 bewirkt, dass der zweite Mikrocontrollerport 308b abschaltet, was somit bewirkt, dass der zweite Transistor 310b und das zweite Relais 312b deaktiviert werden. Bei dieser Ausführungsform wird der vierte Mikrocontrollerport 308d angeschaltet, was das dritte Relais 312c aktiviert, so dass der Anschlussstift 316g des dritten Relais 312c mit dem Anschlussstift 316h des dritten Relais 312c verbunden wird. Nach einem Aspekt führt der dritte Mikrocontrollerport 308c Pulsbreitenmodulation bei dem ersten MOSFET 310c und dem zweiten MOSFET 310d durch, um die Geschwindigkeit des Motors 312 zu steuern. Dies bewirkt, dass der Motor 112 in einer ersten oder Vorwärtsrichtung betrieben wird, so dass die Hebetür 106 in eine erste oder Vorwärtsposition zu einer offenen Position hin bewegt wird, wie sie in den 1A und 1C gezeigt ist.
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Weiter mit Bezug auf die 3 und wie oben diskutiert, sorgt das dynamische Bremssystem 100 auch für die Steuerung der Hebetür 106 in eine zweite oder Rückwärtsrichtung. Nach diesem Aspekt wird der erste Mikrocontrollerport 308a abgeschaltet, und als ein Ergebnis werden der erste Transistor 310a und das erste Relais 312a deaktiviert. Der zweite Mikrocontrollerport 308b wird aktiviert, was den zweiten Transistor 310b durchschaltet, der die Spule des zweiten Relais 312b anregt, so dass das zweite Relais 312b aktiviert wird. Diese Tätigkeit bewirkt, dass der Anschlussstift 316b des zweiten Relais 312b die Energieversorgung 306 über den Anschlussstift 316f verbindet. Der vierte Mikrocontrollerport 308d wird angeschaltet, was das dritten Relais 312c aktiviert, so dass der Anschlussstift 316g des dritten Relais 312c mit dem Anschlussstift 316h des dritten Relais 312c verbunden wird. Der dritte Mikrocontrollerport 318 führt Pulsbreitenmodulation bei dem ersten MOSFET 310c und dem zweiten MOSFET 310d durch, um die Geschwindigkeit des Motors 112 zu steuern. In jeder Richtung, zum Öffnen oder zum Schließen, arbeiten die MOSFETs 310c und/oder 310d so, dass sie teilweise die Schaltung zum Öffnen oder Schließen der Hebetür 106 treiben, wie es weiter hierin beschrieben ist.
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Weiter mit Bezug auf die 3 kann das dynamische Bremssystem 100 dem Motor 112 weiter eine Freilauffunktionalität verleihen, um die Hebetür 106 von Hand durch einen Benutzer zu betätigen, wenn dies gewünscht wird. Im Allgemeinen ist der Freilauf die Möglichkeit für den Motor 112, sich frei zu drehen, wenn er nicht mit Energie versorgt oder von dem dynamischen Bremssystem 100 angeregt wird. Dies kann bei Arbeitsabläufen wünschenswert sein, wenn zusätzlich zu einer antreibbaren Hebetür 106 ein manueller Modus erforderlich oder gewünscht ist. Nach diesem Aspekt liefert das dynamische Bremssystem 100 keine Energie an die Schaltung 300, somit sind die Mikrocontrollerports 308 abgeschaltet, und als ein Ergebnis werden der erste Transistor 310a, der zweite Transistor 310b, der erste MOSFET 310c, der zweite MOSFET 310d und die Relais 312 deaktiviert. Dies ermöglicht es dann, die Hebetür 106 von Hand betätigt wird, ohne dass Energie an den Motor 112 geliefert wird.
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Wie oben beschrieben stellt das dynamische Bremssystem 100 dem Motor 112 weiter ein dynamisches Bremsen zur Verfügung. Das dynamische Bremsen nutzt die Energie, die durch das Öffnen und/oder das Schließen der Hebetür 106 des Fahrzeugs 102 erzeugt wird, und verwendet sie, um eine Bremskraft durch das dynamische Bremssystem 100 auszuüben, um sie ohne zusätzliche Energie an den Motor 112 zu verlangsamen. Nach einem Aspekt sind der erste Mikrocontrollerport 308a, der zweite Mikrocontrollerport 308b und der vierte Mikrocontrollerport 308d abgeschaltet, so dass der erste Transistor 310a, der zweite Transistor 310b, der dritte Transistor 310e und die Relais 312 deaktiviert sind. Um die Energie zu nutzen, die von dem Motor 112, der die Hebetür 106 bei einem Schließbetrieb betätigt, erzeugt wird, führt der dritte Mikrocontrollerport 308c eine Pulsbreitenmodulation bei dem ersten MOSFET 310c und dem zweiten MOSFET 310d aus, um für die gewünschte Geschwindigkeitsteuerung der Hebetür 106 zu sorgen. Abhängig von der Bewegungsrichtung der Hebetür 106, vorwärts oder rückwärts, arbeitet nur einer, der erste MOSFET 310c oder der zweite MOSFET 310d, auf das Bereitstellen von Geschwindigkeitssteuerung hin, während der andere aus erstem MOSFET 310c und zweitem MOSFET 310d als eine Diode wirkt. Die Schaltung 300 kann weiter zusätzliche Funktionalität umfassen, so wie eine Filter-, Klammer- und Entprellfunktionalität, die typischerweise bei Schaltungsgestaltungen gefunden werden. Bei einer Ausführungsform wird der Motor 112, wenn er angetrieben wird, zu einem Generator, und durch Kuzzschließen der Energie zurück zu dem Motor 112 liefert er eine negative Energie an sich selbst zurück, die die erzeugte Energie auslöscht. Der Controller 110 steuert, wie viel der Energie an den Motor 112 zurückfließt, durch PWM. Weiter manipuliert und verwaltet der Controller 110 die Energie, die er aus dem dynamischen Bremsen erhält, jedoch wird der Controller 110 selbst von der Energieversorgung 306 des Fahrzeugs 102 versorgt.
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Die Ausgestaltung der Schaltung 300 ermöglicht das dynamische Bremsen am Motor 112, wie es weiter hierin beschrieben ist. Es sollte verstanden werden, dass alternative Ausführungsformen der Schaltung 300 verwendet werden können, um dieselbe oder eine funktional äquivalente Prüfung der Schaltung 300 des Motors 112 durchzuführen. Noch weiter können alternative elektrische Komponenten eingesetzt werden und/oder unterschiedliche Werte für die elektrischen Komponenten können entsprechend den Grundsätzen des vorliegenden dynamischen Bremssystems verwendet werden.
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Im Allgemeinen hat die Dauer des Pulses eine umgekehrte Beziehung zu der Geschwindigkeit der Hebetür 106; je länger die Dauer desto langsamer verfährt oder bewegt sich die Hebetür 106. Zum Beispiel können zwei unterschiedliche Bereiche für die Pulsdauern, 0 bis 100 und 100 bis 250, verwendet werden. Bei diesem Beispiel kann, zwischen Pulsposition 250 und der Pulsposition 100, der Einstellpunkt 30 Millisekunden („ms”) sein, und zwischen der Pulsposition 100 und der Pulsposition 0 kann der Einstellpunkt 40 ms sein. Um die Unterschiede zwischen herkömmlichen Steuersystemen und der vorliegenden dynamischen Bremssystem zu zeigen, veranschaulicht die 4 eine grafische Darstellung 400 für ein herkömmliches System, das das Schließen einer Tür steuert, und 5 veranschaulicht eine grafische Darstellung 500 des vorliegenden dynamischen Bremssystems, das das Schließen einer Tür, so wie der Hebetür 106, steuert. 4 veranschaulicht eine grafische Darstellung 400 einer Hall-Pulsdauer und eines PWM-Arbeitszyklus gegen die Position in einer Situation, in der ein herkömmliches Steuersystem kein dynamisches Bremsen bei einem Motor ausübt. Während eine Tür von vollständig offen (Pulsposition 250) nach geschlossen (Pulsposition 0) übergeht, passt eine Steuereinheit die Treiber-PWM-Signale 402, in einem Versuch, das Schließen einer Tür bei einer konstanten Geschwindigkeit zu halten an, wie es mit der Pulsdauer 404 gezeigt ist. In dem ersten Bewegungsgebiet (250–100) versucht ein herkömmliches Steuersystem, eine Pulsdauer von zum Beispiel 30 ms zu halten. Sobald das zweite Bewegungsgebiet (100–0) betreten wird, ändert sich die Bewegungsdynamik der Tür, da die Schwerkraft das Schließen der Tier unterstützt, und ein herkömmliches Steuersystem hat es schwer, eine Pulsdauer von 40 ms zu halten. Die Treiber-PWM-Signale 402 passen sich an, um eine Pulsdauer von 40 ms zu halten, wenn sich jedoch die Tür aufgrund der Schwerkraft schnell zu schließen beginnt, kann sich ein herkömmliches Bremssystem nicht schnell genug anpassen, und die Tür schlägt hart zu.
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5 veranschaulicht eine grafische Darstellung 500 des vorliegenden dynamischen Bremssystems, das das Schließen der Tür, so wie der Hebetür 106, dynamisch steuert. Wenn die Hebetür 106 von vollständig offen (Pulsposition 250) nach geschlossen (Pulsposition 0) übergeht, passt der Controller 110 die Treiber-PWM-Signale 502 an, um die Hebetür 116 mit einer konstanten Geschwindigkeit schließend zu halten, wie es mit der Pulsdauer 504 gezeigt ist. In dem ersten Bewegungsgebiet (250–100) hält das dynamische Bremssystem 100 eine Pulsdauer von zum Beispiel ungefähr 30 ms. Sobald das zweite Bewegungsgebiet (100–0) betreten wird, ändert sich die Bewegungsdynamik der Hebetür 106, da die Schwerkraft das Verschließen der Hebetür 106 unterstützt. Wie es in den 4 und 5 zu sehen ist, gibt es wenig Unterschiede für die ersten ungefähr 200 Pulse bei der Bewegung zwischen dem herkömmlichen System der 4 und dem dynamischen Bremssystem 100, wie es in der 5 gezeigt ist. Für die ersten ungefähr 200 Pulse ist das dynamische Bremsen durch das vorliegende dynamische Bremssystem 100 nicht aktiviert worden. Bei einer Ausführungsform, bei einer ungefähren Pulsdauer von 50, greift das dynamische Bremssystem 100 ein, wie es durch das Brems-PWM-Signal 506 gezeigt ist. Während dieser Zeit wird keine zusätzliche Leistung auf den Motor 112 durch den Controller 110 aufgegeben, wie es aus den Treiber-PWM-Signalen 502 zu sehen ist. Das dynamische Bremssystem 100 verwendet die generierten Treibersignale, die von dem Motor 112 unter mechanischer Kraft aus kinetischer Energie aus der Hebetür 106 während ihres Fall- oder Schließbetriebes erzeugt werden und speist sie in das dynamische Bremssystem 100 zurück, um sich zu verlangsamen. Als ein Ergebnis hilft der Controller 110 besser dabei, seine geplante Pulsdauer von 40 ms zu halten und die Hebetür 106 schlägt nicht stark zu. Zusätzlich kann das vorliegende dynamische Bremssystem 100 ebenso das Öffnen der Hebetür 106 unterstützen.
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Zusätzlich zu den zuvor genannten Aspekten und Ausführungsformen des vorliegenden dynamischen Bremssystems 100 umfasst das vorliegende dynamische Bremssystem weiterhin Verfahren zum dynamischen Bremsen des Schließens eines Fahrzeugverschlussbauteils, so wie der Hebetür 106. 6 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform 600 für einen solchen Prozess. Der Prozess 600 beschreibt, wie die PWM durch den Controller 106, die Software 204 und/oder die Schaltung 300 gesteuert wird, um die Hebetür 106 während des Schließens zu betreiben und dynamisch zu bremsen. Der Steuerprozess 600 beginnt im Schritt 602. Beim Schritt 604 wird eine Anfrage getätigt, ob das dynamische Bremsen bereits von dem Controller 110, der Software 204 und/oder der Schaltung 300 bereitgestellt ist. Wenn die Antwort auf diese Anfrage „Nein” ist, dann steuern im Schritt 606 der Controller 110, die Software 204 und/oder die Schaltung 300 des dynamischen Bremssystems 100 den Motor 112 durch PWM, wie es hierin beschrieben ist. Dieser Schritt kann umfassen, dass der Controller 110, die Software 204, die Schaltung 300 und/oder die Energieversorgung 306 ein herkömmliches PWM-Signal an den Motor 112 liefern.
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Im Schritt 608 wird eine Anfrage getätigt, ob die Hebetür 106 zu schnell geschlossen wird. Wenn die Antwort auf diese Anfrage „Nein” ist, dann erhöhen im Schritt 610 der Controller 110, die Software 204, die Schaltung 300 und/oder die Energieversorgung 306 des dynamischen Bremssystems 100 das PWM-Signal proportional basierend auf Information, die von dem Controller 110, der Software 204 und/oder der Schaltung 200 erhalten wird. Bei einer Ausführungsform, im Schritt 608, kann das dynamische Bremssystem 100 feststellen, ob die Hebetür 106 zu schnell geschlossen wird, indem Daten im Hinblick auf die Geschwindigkeit und/oder Position der Hebetür 106 durch den Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 und/oder den Hall-Effekt-Sensor 124 erhalten werden. Zum Beispiel kann im Schritt 608 ein Winkelsignal mit einer PWM- oder analogen Form mit einem Arbeitszyklus basierend auf dem Winkel der Hebetür 106 erzeugt werden. Diese Winkelsignal kann im Schritt 608 an den Controller 110 zurückgespeist werden. Zusätzlich kann der Controller 110 einen Positions- und/oder Geschwindigkeitsteueralgorithmus verwenden, wie es in dem Gebiet verstanden wird.
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Wenn die Antwort auf die Anfrage im Schritt 602 „Ja” ist, dann führt das dynamische Bremssystem 100 eine weitere Anfrage durch, ob die Schließgeschwindigkeit der Hebetür 106 zu schnell ist. Wenn die Antwort auf diese Anfrage „Nein” ist, dann verringern im Schritt 614 der Controller 110, die Software 204 und/oder die Schaltung 300 des dynamischen Bremssystems 100 das bremsende PWM-Signal, das an den Motor 112 geliefert wird. Im Schritt 616 wird eine Anfrage getätigt, ob das dynamische Bremsen abgeschaltet werden sollte. Wenn die Antwort auf diese Anfrage „Ja” ist, dann wird im Schritt 618 ein Treiberhinweiszähler inkrementiert. Ein Bremshinweiszähler kann sich in der Software 204 befinden, der eine Verzögerung zur Verfügung stellen kann, die der Software 204 genug Zeit gibt, um festzustellen, ob die normale Geschwindigkeitssteuerung nicht in der Lage ist, die Geschwindigkeit der Hebetür 106 während des Schließens oder des Öffnens zu steuern. Wenn zum Beispiel der Zähler einen bestimmten Wert erreicht, dann wird das dynamische Bremsen eingeschaltet. In ähnlicher Weise braucht ein Treiberhinweiszähler des dynamischen Bremssystems 100 nicht mehr feststellen, ob das dynamische Bremsen nicht weiter benötigt wird, so dass er zurück zur normalen Geschwindigkeitssteuerung übergeht.
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Wenn die Antwort auf die Anfrage im Schritt 612 „Ja” ist, dann erhöht im Schritt 620 das dynamische Bremssystem 100 das bremsende PWM-Signal, beispielsweise durch Erhöhen der PWM für das dynamische Bremssystem bis hinauf zu 100%, dem vollen Bremsen. Mit Bezug zurück auf den Schritt 608, wenn die Antwort auf die Anfrage „Ja” ist, dann verringert im Schritt 622 das dynamische Bremssystem 100 das PWM-Signal proportional basierend auf Information, die von den Geschwindigkeitsalgorithmen des dynamischen Bremssystems 100, dem Drehgeber mit flexibel gekoppelter Welle 122 und/oder dem Hall-Effekt-Sensor 124 geliefert werden. Im Schritt 624 wird eine Anfrage getätigt, ob sich das PWM-Signal im minimalen Bereich oder in der minimalen Einstellung befindet. Wenn die Antwort auf diese Anfrage „Ja” ist, dann wird im Schritt 626 eine weitere Anfrage vorgenommen, ob sich die Hebetür 106 weiterhin zu schnell schließt. Wenn die Antwort bei beiden Schritten 624 und 626 „Nein” ist, dann kehrt der Prozess 600 zum Schritt 604 zurück. Wenn die Antwort auf die Anfrage im Schritt 626 „Ja” ist, dann wird im Schritt 628 der Bremshinweiszähler inkrementiert.
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Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Prozess 600 umfasst das dynamische Bremssystem 100 weiter einen Prozess zum Überprüfen des Status des dynamischen Bremsens und des Ein- oder Ausschaltens des dynamischen Bremsens. 7 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform 700 eines solchen Prozesses. Der Prozess 700 beginnt im Schritt 702. Im Schritt 704 wird eine Anfrage vorgenommen, ob der Bremshinweiszähler an seiner Grenze ist. Wenn die Antwort auf diese Anfrage Ja ist, dann werden im Schritt 706 alle Relais, so wie die Relais 312, abgeschaltet oder deaktiviert, so dass das dynamische Bremsen des Motors 112 eingeleitet wird. Im Schritt 708 passt das dynamische Bremssystem 100 den PWM-Wert an, um ein Treibersignal in eine Bremssignal zu verlagern. Im Schritt 710 wird das dynamische Bremsen des Motors 112 ausgeführt.
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Zurück zum Schritt 704, wenn die Antwort auf diese Anfrage „Nein” ist, dann wird im Schritt 712 eine Anfrage vorgenommen, ob der Treibersignal-Hinweiszähler an seiner Grenze ist. Wenn die Antwort auf diese Anfrage „Ja” ist, dann schaltet im Schritt 714 das dynamische Bremssystem 100 die Relais 312 an, um den Motor 112 in eine Vorwärts- oder eine Rückwärtsrichtung zu bringen. Im Schritt 716 wird der Wert des PWM-Signals angepasst, um aus einem Bremsbetrieb in einen Antriebsbetrieb zu verlagern. Im Schritt 718 wird das dynamische Bremsen durch das dynamische Bremssystem 100 abgeschaltet oder deaktiviert.
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Zusätzlich zu diesen Schritten oben kann das vorliegende dynamische Bremssystem weiter anfragen, ob eine Verriegelung zum Halten der Hebetür geschlossen ist. Wenn die Verriegelung nicht geschlossen ist, dann können der Controller 110, die Software 204 und/oder die Schaltung 300 eine Prozedur laufen, um die Hebetür zu schließen. Wenn festgestellt wurde, dass die Verriegelung verschlossen ist, dann können der Controller 110, die Software 204 und/oder die Schaltung 300 eine Prozedur zum Öffnen der Hebetür beginnen, wie sie oben beschrieben ist.
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Weiter, zusätzlich zu den Schritten oben, kann das vorliegende dynamische Bremssystem weiter anfragen, ob die Geschwindigkeit der Hebetür 106 geringer ist als ein Hindernis-Schwellenwert. Wenn die Geschwindigkeit der Hebetür 106 geringer ist als der Hindernis-Schwellenwert, dann wird ein Hindernis erfasst, das die Bewegung der Hebetür 106 blockiert. Die Hebetür kann für eine manuelle Steuerung freigegeben werden und der Motor 112, der die Hebetür 106 bewegt, kann angehalten oder umgekehrt werden, um Schäden am Hindernis, Verletzungen bei einer Person oder Schädigungen an der Hebetür oder ihrem Antriebssystem zu vermeiden.
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Die vorliegende genaue Beschreibung besteht aus einer kleinen Anzahl von Ausführungsformen zum Implementieren der Erfindung und ist nicht als den Umfang beschränkend gedacht. Ein Fachmann auf diesem Gebiet wird unmittelbar die Verfahren und Variationen ins Auge fassen, die verwendet werden, um diese Erfindung auf anderen Gebieten als denen, die in Einzelheiten beschrieben sind, zu implementieren. Die folgenden Ansprüche führen eine Anzahl dieser Ausführungsform der Erfindung auf, die in weiteren Einzelheiten offenbart sind.
