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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese
Anmeldung ist eine Teilfortführung
der ebenfalls anhängigen
US-Patentanmeldung 11/471,563, angemeldet am 21. Juni 2006, deren vollständige Lehre
hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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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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Während diese
Fahrzeugteile automatisch gesteuert werden können, ist die Sicherheit von
Benutzern und Gegenständen
entscheidend. Ein Hindernis, so wie ein Körperteil oder ein physikalischer Gegenstand,
der ein Fahrzeugteil während
des Schließens
behindert, könnte
geschädigt
oder zerdrückt
werden, oder das Fahrzeugteil oder der Antriebsmechanismus könnten geschädigt werden, wenn
das Hindernis nicht erfasst wird, während sich das Fahrzeugteil
bewegt.
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In
dem Fall des Erfassens von Hindernissen in dem Weg einer automatischen
Hebetür
oder eines anderen Verschlusssystems hat eine herkömmliche Technik
für die
Geschwindigkeitssteuerung und das Entdecken eines Hindernisses darin
bestanden, Hall-Effekt-Sensoren oder optische Flügelunterbrechungssensoren zu
verwenden. Die Hall-Effekt-Sensoren oder die optischen Flügelunterbrechungssensoren
werden in einem Motor oder in einem mechanischen Getriebezug angeordnet.
Sensorsignale werden durch die Drehung des Motors, der die Geschwindigkeit
an den Antriebsmechanismus gibt, erzeugt. Die Sensorsignale können verwendet
werden, um eine Änderung
in der Geschwindigkeit zu erfassen und um eine Geschwindigkeitssteuerung
und Hinderniserfassung zu ermöglichen.
Diese Abfühltechnik
ist im Allgemeinen als eine indirekte Abfühltechnik bekannt.
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Ein
Problem bei der Verwendung von Hall-Effekt-Sensoren und optischen
Flügelunterbrechungssensoren
ist ein Ergebnis der mechanischen Gegenbewegung aufgrund von Bedingun gen
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 übt an diese Punkt der Antriebsmechanismus
eine Kraft auf die Hebetür
aus, um das vorzeitige Schließen
zu verhindern. Dies ist ein Zustand, in dem negative Energie von
dem Antriebsmechanismus auf die Hebetür aufgegeben wird. Um ein Hindernis
an diesem Punkt zu erfassen, muss der Antriebsmechanismus aus einem Zustand
negativer Energie in einen Zustand positiver Energie übergehen.
Sobald der Übergang
in den Zustand positiver Energie geschieht, kann ein Controller
des Antriebsmechanismus dann eine Änderung in der Geschwindigkeit
des Antriebsmechanismus erfassen, so dass er einen Aufprall auf
ein Hindernis erfasst. Der Controller kann dem Motor dann signalisieren,
die Richtung zu ändern.
Der Prozess des Erfassens eines Hindernisses kann hunderte Millisekunden
bis zu seinem Abschluss erfordern, was zu lang ist, um eine plötzliche
Bewegung der Hebetür
zu erfassen, und lang genug, um bei einer Person eine Verletzung
oder bei einem Gegenstand, einem Fahrzeugteil oder einem Antriebsmechanismus
eine Schädigung
hervorzurufen. Als ein Ergebnis ist das Erfassen von Hindernissen
am Ende des Bewegungsweges, wenn die Empfindlichkeit gegenüber Hindernissen
am höchsten
sein sollte, um das Beschädigen
von Hindernissen oder das Beschädigen des
Fahrzeugteils zu vermeiden, sehr schwierig.
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Ein
Problem, das bei Drehverschlusssystemen vorhanden ist, ist das Feststellen
bestimmter Winkel, unter denen das System (z. B. die Hebetür) positioniert
ist. Noch weiter, da jedes Drehverschlusssystem unterschiedlich
ist, müssen
die Gestalter von Controller für
diese Systeme für
jedes unterschiedliche Controller ausgestalten, und sie kämpfen oftmals
mit Sensoranbauten und Ausgestaltungen, um die Winkelposition des
Drehverschlusssystems festzustellen. Demgemäß gibt es ein Erfordernis,
die Probleme für
die Controller und die Sensoranordnungen und Ausgestaltungen zu
minimieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um
für eine
verbesserte Geschwindigkeitssteuerung und einen Schutz vor Hindernissen
bei einem Drehverschlusssystem, so wie einer Hebetür, eines
Fahrzeugs zu sorgen, stellen die Grundsätze der vorliegenden Erfindung
eine direkte Abfühltechnik
zu Verfügung.
Die direkte Abfühltechnik
erfasst eine absolute Position des Drehverschlusssystem, anstatt dass
ein Motor oder ein Antriebsmechanismus abgefühlt würden. Ein Controller kann auf
dem Drehverschlusssystem angeordnet sein. Ein gemeinsamer Controller
mit einer konfigurierbaren Winkelsensoreinheit, um unterschiedlichen
Anordnungswinkeln des Controllers in Bezug auf das Drehverschlusssystem
Rechnung zu tragen, kann verwendet werden. Eine Ausführungsform
kann ein Steuermodul zum Steuern eines Drehverschlusssystems eines
Fahrzeugs umfassen. Das Steuermodul kann eine gedruckte Leiterkarte
mit einer darauf angeordneten elektronischen Schaltung umfassen.
Die elektronische Schaltung kann verwendet werden, um ein Drehverschlusssystem
des Fahrzeugs zu steuern. Ein Kopfteil kann mit der gedruckten Leiterkarte
verbunden sein. Das Kopfteil kann eine obere Seite und eine untere
Seite mit einem relativen, von Null verschiedenen Winkel, der zwischen
diesen ausgebildet ist, umfassen. Stifte können sich von dem Boden des Kopfteils
erstrecken, um eine elektrische Verbindung mit der elektronischen
Schaltung auf der gedruckten Leiterkarte zu bilden. Ein Winkelsensor
kann auf der oberen Seite des Kopfteils angeordnet sein und elektrisch
mit den Stiften des Kopfteils verbunden sein, um mit der elektronischen
Schaltung zu kommunizieren. Der Winkelsensor kann ein Winkelsignal
für die elektronische
Schaltung erzeugen, das beim Positionieren des Drehverschlusssystems
verwendet wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
kann ein Fahrzeug umfassen, das eine Karosserie und ein Drehverschlusssystem,
das drehbar mit der Karosserie gekoppelt ist, umfasst. Ein Controller
kann mit dem Drehverschlusssystem gekoppelt sein, wobei der Controller
(i) eine gedruckte Leiterkarte, die unter einem ersten Winkel relativ
zu einer Längsachse
eines Fahrzeugs angeordnet ist, und (ii) einen Winkelsensor, der
an der gedruckten Leiterkarte angebracht ist und unter einem zweiten
Winkel in Bezug auf die Längsachse
angeordnet ist, umfasst.
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Eine
weitere Ausführungsform
kann ein Verfahren zum Steuern eines Drehverschlusssystems des Fahrzeugs
umfassen. Das Verfahren kann das Abfühlen eines Winkels des Drehverschlusssystems des
Fahrzeugs umfassen, wobei der Winkel von einem vorbestimmten Versatzwinkel
in Bezug auf eine Längsachse
eines Fahrzeugs abgefühlt
wird. Ein Treibersignal kann erzeugt werden und ein Antriebsmechanismus
kann mit dem Treibersignal betrieben werden, um eine mechanische
Kraft zum Bewegen des Drehverschlusssystems auszuüben. Ein
Winkelsignal, das auf dem abgefühlten
Winkel des Drehverschlusssystems basiert, kann erzeugt werden. Das Winkelsignal
kann rückgespeist
werden und, als Antwort auf das rückgespeiste Winkelsignal, kann
das Treibersignal geändert
werden, während
der Antriebsmechanismus das Drehverschlusssystem zwischen der offenen
und der geschlossenen Position bewegt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Veranschaulichende
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden hiernach in Einzelheiten mit Bezug
auf die angehängten
Zeichnungsfiguren beschrieben, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen
sind, und bei denen:
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1A eine
Veranschaulichung ist, die eine Seitenansicht eines hinteren Bereiches
eines Fahrzeugs mit einer Hebetür
in einer offenen Position zeigt;
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1B eine
Veranschaulichung einer Ansicht des Fahrzeugs von hinten ist;
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1C ein
Blockschaubild eines beispielhaften Controllers mit einem Prozessor,
der Software zum Treiben eines Drehverschlusssystems gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung ausführt,
ist;
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2A eine
Veranschaulichung des Fahrzeugs der 1 ist,
das dazu ausgelegt ist, die Geschwindigkeit des Drehverschlusssystems
zu steuern und ein Hindernis, das die Bewegung für das Drehverschlusssystem
behindert, gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung zu erfühlen;
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2B eine
Veranschaulichung des Fahrzeugs der 2A ist;
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3 eine
Veranschaulichung des Fahrzeugs der 1A mit
einer anderen Ausgestaltung ist, bei der gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung die Geschwindigkeit gesteuert und ein Hindernis
erfasst wird;
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4 eine
Veranschaulichung einer Ansicht des Drehverschlusssystem gemäß der Ausgestaltung
der 3 von Innen her ist;
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5 eine
grafische Darstellung ist, die ein beispielhaftes Winkelsignal in
der Form einer Pulsbreitenmodulation zeigt;
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6 eine
grafische Darstellung ist, die ein beispielhaftes Winkelsignal in
einer analogen Form zeigt;
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7 eine
grafische Darstellung ist, die das Winkelsignal der 6 mit Überlagerung
eines digitalisierten Signals zeigt;
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8 eine
grafische Darstellung ist, die das Winkelsignal mit einer analogen
Form der 6 zeigt, wobei das Winkelsignal
die Form einer Pulsbreitenmodulation der 5 hat, die über dem
analogen Signal liegt;
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9 ein
Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Feststellen, ob
ein Hindernis die Bewegung des Drehverschlusssystems behindert, ist;
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10A und 10B (gemeinsam 10) Ablaufdiagramme für einen beispielhaften Prozess zum
Steuern des Öffnens
des Drehverschlusssystems für
die Tür
sind;
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11A und 11B (gemeinsam 11) Ablaufdiagramme eines beispielhaften
Prozesses zum Steuern des Schließens des Drehverschlusssystems
sind;
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12A, 12B und 12C Veranschaulichungen beispielhafter Kopfteile
zum Anbringen eines Winkelsensors an einer gedruckten Leiterkarte
eines Steuermoduls zum Steuern eines Drehverschlusssystems sind;
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13 eine
Veranschaulichung einer beispielhaften Winkelsensoreinheit zur Verwendung beim
Steuern eines Drehverschlusssystems ist;
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14A und 14B Veranschaulichungen beispielhafter
Ausführungsformen
von Winkelsensoranordnungen zur Verwendung beim Steuern eines Drehverschlusssystems
eines Fahrzeugs sind;
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15A und 15B beispielhafte
Ausführungsformen
eines Kopfteils sind, mit unterschiedlichen Winkeln, die zwischen
einer oberen Seite und einer unteren Seite eines Kopfteilgehäuses gebildet sind;
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16A und 16B Veranschaulichungen beispielhafter
Ausführungsformen
einer gedruckten Leiterkarte mit unterschiedlichen Winkelausrichtungen
sind, wobei unterschiedliche Kopfteile verwendet werden, um ein
Drehverschlusssystem zu steuern;
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17 ein
Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Erzeugen eines
Drehverschlusssystems mit einem Controller gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung ist; und
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18 ein
Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Steuern eines
Drehverschlusssystems ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Direkte
Messungen unterscheiden sich von indirekten Messungen dahingehend,
dass die direkte Messung bei einem Drehverschlusssystem aus der Überwachung
eines Signals abgeleitet wird, das von einem Sensor erzeugt wird,
welcher direkt an dem Drehverschlusssystem (z. B. einer Hebetür) des Fahrzeugs
befestigt ist. Der Sensor kann ein Signal direkt an einen Controller
zurückgeben,
wo es verwendet wird, um die Position und Geschwindigkeit der Hebetür zu steuern
und um die Erfassung von Hindernissen durchzuführen. Der Controller kann weiter
das Rückkopplungssignal
verwenden, um für eine
erhöhte
Empfindlichkeit beim Erfassen von Hindernissen zu sorgen.
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Darüber hinaus
erzeugt die direkte Messung ein intelligentes System, das die Position
des Drehverschlusssystem, das abgefühlt wird, ungeachtet der Umstände kennt.
Anders als die indirekte inkrementale Messung, die ihren Ort am
Beginn des Betriebs einrichten muss, erzeugt die Technik des direkten
Messens Kenntnis über
den Ort des Drehverschlusssystems vor, während und nach einer Bewegungsoperation.
Dies wird bewerkstelligt, indem eine absolute Position in Bezug
auf die Sensorausgabeneingerichtet wird. Als ein Ergebnis liefert
die Technik des direkten Messens eine erhöhte Empfindlichkeit am Ende
des Bewegungsweges des Drehverschlusssystems, wenn geschlossen wird,
und vermindert Verschleißerscheinungen
bei einem System. Die Technik des direkten Messens verleiht dem
System weiter die Vor schau der Kenntnis einer endgültigen Position
des Drehverschlusssystems vor der tatsächlichen Bewegung.
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1A ist
eine Veranschaulichung, die eine Seitenansicht eines hinteren Bereichs
eines Fahrzeugs 100 mit einer Hebetür 102 in einer offenen
Position zeigt. Das Fahrzeug 100 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 101 und
die Hebetür 102,
die über ein
Scharnier 112 mit der Fahrzeugkarosserie 101 gekoppelt
ist. Ein Drehbiegewellencodierer 104a kann an dem Scharnier 112 angebracht
sein. Wenn sich die Hebetür 102 öffnet, dreht
sich das Scharnier 102, was somit bewirkt, dass sich der
Codierer 104a dreht und ein digitales Puls- oder Pulsbreitenmodulations
(PWM – Pulse
Width Modulation)-Signal erzeugt. Bei einer Ausführungsform kann der Codierer an
der Fahrzeugkarosserie (z. B. am Dach) des Fahrzeugs 100 angeordnet
sein. Obwohl die 1A eine Hebetür zeigt
und beschreibt, sollte verstanden werden, dass die Grundsätze der
vorliegenden Erfindung bei irgendeinem Drehverschlusssystem angewendet
werden können,
so wie einem Kofferraumdeckel oder einer Hebetür. Der Bezug auf die Hebetür geschieht
aus beispielhaften Zwecken und bildet eine aus vielen möglichen
Ausführungsformen,
Ausgestaltungen und Anwendungen gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung.
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Ein
Controller 106 kann innerhalb des Fahrzeugs 100 angeordnet
sein. Der Codierer 104a kann elektrisch mit dem Controller 106 gekoppelt
sein und Signale, die von dem Codierer als Antwort auf das Öffnen und
Schließen
der Hebetür 102 erzeugt
werden, können
an den Controller 106 kommuniziert werden. Ein Motor 108,
so wie ein Motor 108 oder ein anderer Antriebsmechanismus
(z. B. eine pneumatische Pumpe), die auch innerhalb des Fahrzeugs
angeordnet sein können,
können
elektrisch mit dem Controller 106 gekoppelt sein. Der Motor 108 kann Kontakte
(nicht gezeigt) haben, so dass er elektrisch in Verbindung mit dem
Controller 106 steht, um ein Treibersignal zum Steuern
des Betriebs des Motors 108 zu empfangen. Obwohl in der 1B ein
Motor gezeigt und beschrieben ist, sollte verstanden werden, dass
die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung auf irgendeinen Antriebsmechanismus angewendet werden
können,
so wie einen hydraulischen Motor, einen pneumatischen Motor oder
einen elektromechanischen Motor, wie es auf dem Gebiet verstanden
wird. Der Bezug auf den Motor geschieht aus beispielhaften Zwecken
und bildet eine von vielen möglichen
Ausführungsformen,
Ausgestaltungen und Anwendungen gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung.
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Ein
Zylinder 110 kann zwischen der Fahrzeugkarosserie 101 und
der Hebetür 102 angebracht werden.
Der Zylinder 110 kann verwendet werden, um die Hebetür 102 durch
den Motor 108 zu öffnen und
zu schließen,
wobei Fluid, so wie zum Beispiel Luft, in den Zylinder 110 gezwungen
und aus ihm abgezogen wird, wie es auf dem Gebiet verstanden wird.
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1B ist
eine Veranschaulichung einer Ansicht des Fahrzeugs 100 von
hinten. Wie gezeigt kann der Codierer 104 an der Fahrzeugkarosserie 101 angebracht
werden, um die Drehung des Scharniers 112 abzufühlen, wenn
die Hebetür 102 geöffnet und
geschlossen wird. Wenigstens ein Teil des Codierers 104a kann
axial zu dem Scharnier 112 angeordnet werden, das gedreht
werden soll.
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1C ist
ein Blockschaubild eines beispielhaften Controllers 106 mit
einem Prozessor 114, der Software 116 ausführt. Der
Prozessor kann mit einem Speicher 118 zum Speichern von
Information, so wie dem Programm 116 und Daten, die von
dem Programm als Beispiel verwendet werden, und einer Eingabe/Ausgabe
(I/O – Input/Output)-Einheit 120 in Verbindung
stehen. Wenn der Codierer 104a ein Winkelsignal mit einer
PWM-Form erzeugt, empfängt die
I/O-Einheit 120 das Winkelsignal und kommuniziert es an
den Prozessor 114 für
die Verarbeitung durch die Software 116. Das Winkelsignal
kann ein digitales PWM-Signal sein. Zusätzlich erzeugt die Software 116 ein
Treibersignal und kann ein Kompensationssignal basierend auf dem
Winkelsignal erzeugen, das verwendet werden kann, um das Treibersignal
zum Steuern der Geschwindigkeit und zum Erfühlen von Hindernissen während der
Bewegung der Hebetür 102 zu ändern, wobei
ein Positions-, Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- und/oder Kraftcontroller
verwendet wird, wie es auf dem Gebiet verstanden wird. Die I/O-Einheit 120 kann
Teil des Prozessors 114 selbst sein oder kann aus getrennten elektronischen
Komponenten bestehen, die dazu ausgelegt sind, einen Motor zu treiben,
der die Hebetür 102 (1A)
in eine gewünschte
Position bringt.
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2A ist
eine Veranschaulichung des Fahrzeugs der 1A, das
so ausgelegt ist, dass die Geschwindigkeit eines Drehverschlusssystems,
so wie einer Hebetür 102,
gesteuert wird, und ein Hindernis, das die Bewegung des Drehverschlusssystems
behindert, gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung abgefühlt
wird. Anstatt den Codierer 104a (1A) zu
verwenden, kann gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung ein analoger Winkelsensor 104b verwendet
werden. Der analoge Winkelsensor 104b kann an dem Drehverschlusssystem
entfernt von dem Scharnier 112 angeordnet sein (d. h. kein
Teil ist in axialer Ausrichtung mit dem Scharnier oder an dieses
gekoppelt). Zusätzlich
kann der Motor 108 an dem Drehverschlusssystem befestigt
sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann der Controller 104 elektrisch
an einen Antriebsmechanismus, so wie den Motor 108, durch
den Einsatz von Drähten
(nicht gezeigt) oder über
drahtlose Kommunikation gekoppelt sein. Wie es im Hinblick auf die 1C beschrieben
ist, kann das Steuermodul 106 den Motor 108 mit
einem Treibersignal treiben, das auf einem Winkelsignal basieren
kann, welches von dem analogen Winkelsensor 104b erzeugt
wird.
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2B ist
eine Veranschaulichung des Fahrzeugs 100 der 2A.
Wie gezeigt, kann der analoge Winkelsensor 104b entfernt
von dem Scharnier 112 an die Hebetür 102 gekoppelt sein.
Es sollte verstanden werden, dass der analoge Winkelsensor 104b irgendwo
auf der Hebetür 102 angeordnet
sein kann und in einer Position in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie 101 derart
ausgerichtet sein kann, dass das Steuermodul 106 (2A)
den Absolutwinkel der Hebetür 102 kennt.
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3 ist
eine Veranschaulichung des Fahrzeugs 100 der 1A mit
einer weiteren Ausgestaltung zum Steuern der Geschwindigkeit und
zum Erfassen eines Hindernisses gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausgestaltung kann ein Winkelsensor 104c auf
einem Steuermodul 106 angebracht sein. Das Steuermodul 106 kann
auf (d. h. direkt oder indirekt gekoppelt mit) der Hebetür 102 angeordnet
sein. Der Winkelsensor 104c kann ein Winkelsignal mit einer
PWM-Form mit einem Arbeitszyklus, der einem Winkel des Winkelsensors 104c entspricht,
erzeugen. Wie zuvor beschrieben, empfängt das Steuermodul 106 das
Winkelsignal mit einer PWM-Form von dem Winkelsensor 104c und
treibt den Motor 108 mit einem Treibersignal, das basieren
auf dem Winkelsignal angepasst ist, um die Hebetür 102 während des Öffnen und
des Schließens
zu steuern.
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4 ist
eine Veranschaulichung einer Ansicht der Hebetür 102 gemäß der Ausgestaltung
der 3 von Innen her. Wie gezeigt, sind der Winkelsensor 104c und
das Steuermodul 106 auf der Hebetür 102 angeordnet.
Zusätzlich
ist der Motor 108 (1) über eine
Eingangsleitung 402 und eine Rückführleitung 404 mit
dem Zylinder 110 gekoppelt, um Fluid in den und aus dem
Zylinder zum Öffnen und
Schließen
der Hebetür 102 zu
treiben.
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5 ist
eine grafische Darstellung, die ein beispielhaftes Winkelsignal
mit der Form einer Pulsbreitenmodulation zeigt. Ein Winkelsignal 502 mit
einer PWM-Form ist während
dreier Zeitintervalle gezeigt, einem Zeitintervall 504 für das vollständige Schließen, einem
Zeitintervall 506 für
das Bewegen und einem Zeitintervall 508 für das vollständige Öffnen. Während eine
Hebetür
im Zeitintervall 504 für das
volle Schließen
ist, ist ein Arbeitszyklus (d. h. das Verhältnis von Einschalt- zu Abschaltzeit) 20 Prozent.
Wenn die Hebetür
von dem vollständigen Schließen in das
vollständige Öffnen während des
Intervalls 506 für
die Bewegung übergeht,
nimmt der Arbeitszyklus entsprechend zu. Wie gezeigt, erhöht sich
der Arbeitszyklus weiter von 30 Prozent auf 80 Prozent. Wenn die
Hebetür
in einer vollständig
offenen Position im Zeitintervall 508 für das vollständige Öffnen ist,
ist der Arbeitszyklus bei 80 Prozent. Es sollte verstanden werden,
dass die Hebetür
zwischen der offenen und der geschlossenen Position gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung bewegen kann, ohne die vollständig offene
oder vollständig
geschlossene Position zu erreichen.
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6 ist
eine grafische Darstellung, die ein beispielhaftes Winkelsignal 602 in
einer analogen Form zeigt. Das Winkelsignal 602 beträgt Null
Volt, wenn eine Hebetür
in einer vollständig
geschlossenen Position im Zeitintervall 504 für das vollständige Schließen ist
(welche dem Zeitintervall für
das vollständige
Schließen
der 5 entspricht). Während des Zeitintervalls 506 für das Bewegen
geht die Hebetür
aus der vollständig
geschlossenen Position in eine vollständig offene Position über, und
das Winkelsignal zeigt eine Rampe von ungefähr null Volt bis ungefähr fünf Volt,
wie es von einem analogen Sensor (2B) abgefühlt wird.
Jedoch sollte es verstanden werden, dass der Spannungsbereich gestaltet
werden kann und für
diagnostische Zwecke oftmals zwischen 0.5 Volt und 4.5 Volt reicht.
Beim Zeitintervall 508 für das vollständige Öffnen ist
die Hebetür
in der vollständig
offenen Position, und das analoge Signal verbleibt bei fünf Volt.
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7 ist
eine grafische Darstellung, die das Winkelsignal der 6 mit
der Überlagerung
eines digitalisierten Signals zeigt. Obwohl ein analoger Sensor
ein Signal erzeugen kann, das sich ändert, wenn die Hebetür ihre Position ändert, wie
es in der 6 gezeigt ist, muss ein Controller
einen Analog-Digital (A/D – Analog
to Digital)-Wandler verwenden, um das analoge Signal in ein digitales
Signal umzuwandeln, damit ein Prozessor die Winkelsignalinformation
beim Steuern der Geschwindigkeit der Hebetür und beim Durchführen der
Hinderniserfassung verwenden kann. Wie es jedoch in der 7 gezeigt
ist, zeigt der A/D-Umwandlungsprozess, dass
ein A/D-Wandler zwei unterschiedliche analoge Werte erzeugen kann,
sie jedoch in dasselbe digitale Signal umwandelt, ungeachtet dessen,
welchen Bewegungsweg die Hebetür
tatsächlich
durchläuft. Ähnlich können zweite
getrennte Werte 702a und 702b aus demselben analogen
Signal erzeugt werden, was über
zwei unterschiedliche Positionen berichtet, selbst wenn die Hebetür sich nicht
bewegt hat. Dieses Problem kann angesprochen werden, indem die Auflösung eines
Decodierers erhöht
wird, so dass er zwi schen kleinen Differenzen bei dem analogen Signal
unterscheiden kann. Jedoch können
diese unrichtig decodierten digitalen Werte weiterhin auftreten,
sie können
jedoch weniger häufig
sein.
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8 ist
eine grafische Darstellung, die das Winkelsignal mit einer analogen
Form nach 6 zeigt, wobei das Winkelsignal
eine Pulsbreitenmodulationsform gemäß 5 hat, die über dem
analogen Signal liegt. Wie gezeigt kann ein Winkelsignal 502 mit
einer PWM-Form (5) einem Winkelsignal 602 (6)
mit einer analogen Form folgen. Da das Winkelsignal in dem Fall
einer PWM-Form digital ist, ist der Controller weniger fehleranfällig.
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9 ist
ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Feststellen,
ob ein Hindernis den Weg der Hebetür behindert. Der Steuerprozess beginnt
im Schritt 902. Im Schritt 904 wird ein Winkel für die Hebetür abgefühlt, wenn
sie sich zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position
bewegt. Im Schritt 906 kann ein Controller ein Treibersignal
zum Treiben eines Motors, um die Hebetür zu bewegen, erzeugen. Im
Schritt 908 wird der Motor mit dem Treibersignal betrieben,
um eine mechanische Kraft zum Bewegen der Hebetür auszugeben. Ein Winkelsignal
mit einer Pulsbreitenmodulationsform mit einem Arbeitszyklus basierend
auf dem Winkel der Hebetür
kann im Schritt 910 erzeugt werden. Das Winkelsignal kann
im Schritt 912 an einen Controller zurückgegeben werden. Als Antwort
auf das zurückgegebene
Winkelsignal kann das Treibersignal geändert werden, um im Schritt 914 die
Ausgabe des Motors zu ändern,
während
der Motor die Hebetür
zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegt. Der
Controller kann einen Positions- und/oder Geschwindigkeitssteueralgorithmus
verwenden, wie es auf dem Gebiet verstanden wird. Das Ändern des
Treibersignals kann das (i) Erhöhen
oder Erniedrigen des Wertes des Treibersignals, um die Geschwindigkeit
der Hebetür
zu erhöhen
oder abzusenken, (ii) das Umkehren des Treibersignals, um die Richtung
der Hebetür
zu ändern,
oder (iii) das Halten des Treibersignals auf einem festen Wert,
um die Hebetür
anzuheben oder sie freizugeben, so dass sie in einem manuellen Modus
ist, umfassen. Der Prozess endet mit dem Schritt 916.
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10 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften
Prozesses 1000 zum Steuern der Hebetür, um die Tür in eine offene Position zu
bewegen. Der Prozess 1000 beginnt mit dem Schritt 1002.
Im Schritt 1004 wird eine Feststellung getroffen, ob eine Verriegelung
zum Halten der Hebetür
geschlossen ist. Wenn die Verriegelung nicht geschlossen ist, dann
läuft ein
Prozessor, der Software für
den Prozess 1000 ausführt,
eine Prozedur, um die Hebetür im
Schritt 1006 zu schließen.
Wenn im Schritt 1004 festgestellt worden ist, dass die
Verriegelung geschlossen ist, dann beginnt im Schritt 1008 der
Prozessor eine Prozedur zum Öffnen
der Hebetür.
Da die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung bei irgendeinem Drehverschlusssystem
angewendet werden können,
kann der Prozess 1000 zum Steuern der Hebetür derselbe
oder ähnlich
sein, wenn er verwendet wird, um andere Drehverschlusssystem zu
steuern.
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Im
Schritt 1010 überprüft der Prozessor
Positionsdaten eines Sensors. Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung liefern die Sensordaten absolute Positionsinformation über die
Hebetür. Zum
Beispiel können
die Positionsdaten Winkelinformation gemäß der Ausführungsform, die in der 3 gezeigt
ist, umfassen und in einer Pulsbreitenmodulationsform vorliegen.
Im Schritt 1012 wird die Hebetür entriegelt und ein Motor
zum Bewegen der Hebetür
wird gestartet. Die Sensorpositionsdaten werden geprüft, alte
Positionsdaten werden gespeichert und neue Positionsdaten werden
empfangen. Im Schritt 1016 wird eine Feststellung getroffen,
ob die Sensorpositionsdaten sich von einer letzten Position in eine neue
Position geändert
haben. Wenn nicht, wird dann im Schritt 1018 festgestellt,
dass sich die Tür nicht
bewegt, und der Prozess kehrt zum Schritt 1014 zurück, um die
Sensorpositionsdaten erneut zu überprüfen. In
dem Fall, dass sich die Hebetür
weiterhin nicht bewegt, kann eine Zeitüberschreitungsprozedur eingeleitet
werden, durch die der Prozess in einen manuellen Modus eintreten
kann. Andere Prozeduren können
zusätzlich
und/oder als Alternative als Antwort darauf, dass sich die Hebetür nicht
bewegt, ausgeführt
werden.
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Wenn
im Schritt 1016 festgestellt wird, dass sich die Sensorpositionsdaten
geändert
haben, dann wird im Schritt 1020 eine Türgeschwindigkeit berechnet,
indem eine Eingangserfas sungszeitverzögerung zwischen der neuen Position
und der alten Position verwendet wird (z. B. zwei Millizoll pro
Millisekunde). Im Schritt 1022 wird ein Positionszähler inkrementiert,
um die Kenntnis über
die absolute Position der Hebetür
zu halten. Im Schritt 1024 werden die Türgeschwindigkeit und Hindernisschwellen
eingestellt. Wenn im Schritt 1026 festgestellt wird, dass
die Geschwindigkeit der Tür
kleiner ist als die Hindernisschwelle, dann wird im Schritt 1028 festgestellt,
dass ein Hindernis die Bewegung der Hebetür behindert. Im Schritt 1030 gibt
der Prozess die Hebetür
frei, so dass sie manuell gesteuert werden kann. Beim Freigeben
der Hebetür,
so dass sie manueller Steuerung unterliegt, kann der Prozess die
Hebetür
vom weiteren Öffnen
abhalten, so dass das Hindernis nicht zerdrückt oder beschädigt wird.
Wenn im Schritt 1026 festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit
der Hebetür
größer oder
gleich der Hindernisschwelle ist, dann wird im Schritt 1030 eine
Feststellung getroffen, ob die Geschwindigkeit der Hebetür eine Anpassung
erfordert. Diese Entscheidung basiert auf der tatsächlichen
Geschwindigkeit der Hebetür,
um eine konstante Geschwindigkeit der Hebetür während des Öffnens zu halten. Im Schritt 1032 wird
eine Geschwindigkeitssteuerung durchgeführt, um die Geschwindigkeit
der Hebetür
zu erhöhen
oder zu senken. Wenn die Geschwindigkeit der Hebetür keiner
Anpassung bedarf, dann wird im Schritt 1034 eine Feststellung
getroffen, ob eine Garagenposition aktiviert ist. Die Garagenposition
bedeutet, dass die Hebetür nur
bis in eine bestimmte Höhe
angehoben wird, um zu verhindern, dass die Hebetür auf eine Decke in einer Garage
trifft. Wenn im Schritt 1034 festgestellt wird, dass eine
Garagenposition aktiviert ist, dann wird im Schritt 1036 eine
Feststellung getroffen, ob der Positionszähler gleich der Garagenposition
ist. Wenn dies der Fall ist, wird dann im Schritt 1038 der Motor,
der die Hebetür
bewegt, angehalten. Im Schritt 1040 geht ein Bus zum Treiben
des Motors schlafen, um den Energieverbrauch zu verringern.
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Wenn
bei einem der Schritte 1034 oder 1036 eine Feststellung
zum Negativen führt,
dann wird im Schritt 1042 eine Feststellung getroffen,
ob der Positionszähler
kleiner oder gleich einem maximalen Zählwert ist. Wenn es im Schritt 1042 festgestellt wird,
dass der Positionszähler
kleiner oder gleich einem maximalen Zählwert ist, dann wird im Schritt 1044 eine Feststellung
getroffen, dass die Hebetür nicht
in einem Maximum ist. Wenn im Schritt 1042 festgestellt
wird, dass der Positionszähler
größer ist als
der maximale Zählwert,
dann wird im Schritt 1046 eine Feststellung getroffen,
ob der Antriebsmechanismus oder der Motor stehengeblieben sind.
Wenn festgestellt wird, dass der Motor stehengeblieben ist, dann
wird im Schritt 1048 eine Feststellung getroffen, dass
die Hebetür
in einer maximalen Position ist. Im Schritt 1050 wird eine Überprüfung des
Türmaximums
vorgenommen, und es wird im Schritt 1052 festgestellt,
dass die Hebetür
in einer vollständig
offenen Position ist. Der Prozess läuft mit dem Schritt 1040 weiter,
um den Bus in den Schlaf zu bringen, damit Energie gespart wird.
Der Prozess endet mit dem Schritt 1054, nachdem der Systembus
in den Schlaf gebracht worden ist, nachdem entweder der Motor stehengeblieben
ist, wie es im Schritt 1046 festgestellt wurde, oder die
Position der Hebetür
im Schritt 1036 als in einer Garagenposition befindlich festgestellt
worden ist und der Motor im Schritt 1038 angehalten wurde.
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Wenn
jedoch im Schritt 1046 festgestellt wird, dass der Motor
nicht stehengeblieben ist, dann wird im Schritt 1056 festgestellt,
dass die Hebetür nicht
in einem Maximum ist. Im Schritt 1048 treibt der Prozessor,
der die Software für
den Prozess 1000 ausführt,
den Motor im Schritt 1058 weiter. Der Motor wird auch als
Antwort auf eine Feststellung, die im Schritt 1030 getroffen
wird, betrieben, dass die Hebetür
eine Geschwindigkeitsanpassung benötigt, und die Geschwindigkeitssteuerung
wird im Schritt 1032 durchgeführt. Nachdem der Motor durch
ein aktualisiertes Treibersignal getrieben wird, das im Schritt 1058 an
den Motor gegeben wird, läuft
der Prozess mit dem Schritt 1014, weiter, indem Sensorpositionsdaten überprüft werden,
die alten Sensorpositionsdaten gespeichert werden und ein neuer
Datenwert für die
Sensorposition erhalten wird. Der Prozess läuft weiter, bis festgestellt
wird, dass die Geschwindigkeit der Hebetür derart ist, dass ein Hindernis
erfasst wird, die Hebetür
eine Garagenposition erreicht (wenn eine Garagenposition eingestellt
ist) oder die Hebetür
eine maximal offene Position erreicht.
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11 ist ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften
Prozesses zum Steuern der Hebetür,
der mit einer offenen Position beginnt. Der Prozess 1100 für die Schließposition
der Tür
beginnt im Schritt 1102. Im Schritt 1104 wird
eine Feststellung getroffen, ob eine Verriegelung zum Halten der
Hebetür
in einer geschlossenen Position geschlossen ist. Wenn festgestellt
wird, dass die Verriegelung geschlossen ist, dann wird im Schritt 1106 eine
Prozedur zum Öffnen
der Tür
durchgeführt.
Wenn im Schritt 1104 festgestellt wird, dass die Verriegelung
nicht geschlossen ist, dann läuft
der Prozess mit dem Schritt 1108 weiter, um eine Prozedur
zum Schließen
der Hebetür zu
beginnen.
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Im
Schritt 1110 werden Sensorpositionsdaten überprüft, und
der Motor wird im Schritt 1112 gestartet. Im Schritt 1114 überprüft der Prozess 1100 Sensorpositionsdaten,
speichert alte Sensorpositionsdaten und erhält neue Sensorpositionsdaten.
Im Schritt 1116 wird eine Feststellung getroffen, ob die neuen
Sensorpositionsdaten sich gegenüber
den letzten gespeicherten Sensorpositionsdaten geändert haben.
Wenn sich die Daten nicht geändert
haben, dann wird im Schritt 1118 festgestellt, dass sich die
Hebetür
nicht bewegt. Der Prozess läuft
weiter zum Schritt 1114, wo der Prozess standardmäßig in einen
manuellen Modus oder etwas anderes überführt wird.
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Wenn
im Schritt 1116 festgestellt wird, dass sich die Sensorpositionsdaten
für die
Hebetür
geändert
haben, dann wird im Schritt 1120 die Geschwindigkeit der
Hebetür über die
Entfernung berechnet, über
die sich die Hebetür
im Laufe der Zeit zwischen abgefühlten
konstruktiven Positionen der Hebetür bewegt hat. Im Schritt 1122 wird
ein Positionszähler dekrementiert,
um die Kenntnis über
die absolute Position der Hebetür
zu behalten. Im Schritt 1124 werden die Geschwindigkeit
der Hebetür
und Hindernisschwellwerte eingestellt.
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Im
Schritt 1126 wird eine Feststellung getroffen, ob die Geschwindigkeit
der Hebetür
kleiner ist als der Hindernisschwellwert. Wenn die Geschwindigkeit
der Hebetür
kleiner ist als der Hindernisschwellwert, dann wird im Schritt 1128 ein
Hindernis erfasst, das die Bewegung der Hebetür behindert. Die Hebetür kann im
Schritt 1130 für
eine manuelle Steuerung freigegeben werden, und ein Motor, der die
Hebetür
bewegt, kann angehalten oder reversiert werden, um Schaden am Hindernis,
Verletzungen bei einer Person oder Schädigungen an der Hebetür oder an
ihrem Antriebssystem zu vermeiden.
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Wenn
im Schritt 1126 festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit
der Hebetür
nicht kleiner ist als die Hindernisschwelle, dann wird im Schritt 1132 eine Feststellung
getroffen, ob die Hebetür
nahe oder in einer Verriegelung ist, die verwendet wird, um die
Hebetür
in einer geschlossenen Position zu sichern. Wenn die Hebetür nicht
nahe oder in der Verriegelung ist, dann wird im Schritt 1134 eine
Feststellung getroffen, ob die Geschwindigkeit der Hebetür eine Anpassung
erfordert. Wenn dies der Fall ist, wird dann im Schritt 1136 die
Geschwindigkeitssteuerung durchgeführt, um die Geschwindigkeit
der Hebetür
so anzupassen, dass sie schneller oder langsamer wird. Der Prozess
läuft weiter
mit dem Schritt 1138, in dem der Motor, der die Hebetür treibt,
durch ein Treibersignal befehligt wird. Der Prozessor läuft mit
Schritt 1114 weiter.
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Wenn
im Schritt 1134 festgestellt wird, dass die Geschwindigkeit
der Hebetür
keine Anpassung erfordert, dann wird im Schritt 1138 eine
Feststellung getroffen, ob die Verriegelung nicht geschlossen ist. Wenn
festgestellt wird, dass die Verriegelung nicht geschlossen ist,
dann wird im Schritt 1140 festgestellt, dass die Tür nicht
in einer geschlossenen Position ist, und ein Treibersignal wird
an den Motor gesendet, um im Schritt 1138 das Treiben der
Hebetür fortzuführen. Wenn
im Schritt 1138 festgestellt wird, dass die Verriegelung
geschlossen ist, dann wird im Schritt 1142 die Hebetür eingezogen
und im Schritt 1142 verriegelt. Der Prozess 1100 wird
mit dem Schritt 1144 weitergeführt, indem der Bus zum Treiben
des Motors in den Schlaf gebracht wird, um Energie zu sparen und
um die weitere Bewegung der Hebetür oder der Verriegelung zu
verhindern. Der Prozess endet mit dem Schritt 1146.
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Wenn
im Schritt 1132 festgestellt wird, dass die Hebetür nahe oder
in der Verriegelung ist, dann wird im Schritt 1148 eine
Feststellung getroffen, ob sich die Hebetür nahe der Verriegelung befindet. Wenn
im Schritt 1148 festgestellt wird, dass sich die Hebetür nahe der
Verriegelung befindet, dann wird im Schritt 1142 die Hebetür eingezogen
und im Schritt 1142 verriegelt. Wenn jedoch im Schritt 1148 festgestellt
wird, dass sich die Hebetür
nicht nahe der Verriegelung befindet, dann wird der Bus im Schritt 1144 zum
Schlafen gebracht. Wenn der Bus zum Schlafen gebracht wird, während die
Hebetür
noch offen ist, kann der Controller standardmäßig in einen manuellen Modus übergehen.
Wenn der Bus schlafen geht, kann der Controller in einem Modus „niedriger
Leistung” ein,
in dem der Controller die Steuerung aufgibt, bis irgendjemand ihn
wieder aktiviert. Es sollte verstanden werden, dass alternative
Ausführungsformen
verwendet werden können,
um das Drehverschlusssystem sowohl im Steuer- als auch im manuellen Modus zu steuern.
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Die
Grundsätze
der vorliegenden Erfindung stellen ein direktes Messsystem zur Verfügung, das einen
Winkelsensor verwendet, welcher ein Winkelsignal mit einer Pulsbreitenmodulation
mit einem Arbeitszyklus entsprechend dem Winkel einer Hebetür verwendet,
um Rückkopplungssignalgebung
einer absoluten Position der Hebetür zur Verfügung zu stellen. Eine Ausführungsform
verwendet eine hydraulische Pumpe, die an der Hebetür angeordnet
ist. Ein Controller kann an der Hebetür angeordnet sein und der Winkelsensor
kann an einer Schaltkarte des Controllers angeordnet sein, um die
Rückkopplung
der Position der Hebetür
von dem Winkelsensor zu empfangen, um die Geschwindigkeit zu steuern
und um festzustellen, ob ein Hindernis die Bewegung der Hebetür behindert.
Es sollte verstanden werden, dass weitere Ausführungsformen in Betracht gezogen werden,
die dieselbe oder eine ähnliche
Funktion ausführen,
wobei dieselbe oder eine äquivalente Ausgestaltung,
wie oben beschrieben, verwendet wird.
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12A ist eine Veranschaulichung eines beispielhaften
Kopfteiles 1200a zum Anbringen eines Winkelsensors an einer
gedruckten Leiterkarte eines Steuermoduls zum Steuern eines Drehverschlusssystems.
Das Kopfteil 1200a umfasst ein Kopfteilgehäuse 1202,
im Allgemeine aus nichtleitendem Material gebildet, und Anschlussstifte 1204.
Das Kopfteilgehäuse 1202 umfasst
eine obere Seite 1206 und eine untere Seite 1208.
Die obere Seite 1206 und die untere Seite 1208 können so
ausgelegt werden, dass zwischen ihnen ein von Null verschiedener
Winkel gebildet wird. Die Anschlussstifte 1204 können obere Anschlussstifte 1204a–1204n und
untere Anschlussstifte 1204a'–1204n' umfassen. Die
Anschlussstifte 1204 können
durch das Kopfteilgehäuse 1202 verlaufen
und so gebogen sein, dass die unteren Anschlussstifte 1204a'–1204n' im Wesentlichen
senkrecht zu der unteren Seite 1208 des Kopfteilgehäuses 1202 sind.
In ähnlicher
Weise können
sich die oberen Anschlussstifte 1204a–1204n im Wesentlichen
senkrecht von der oberen Seite 1206 des Kopfteilgehäuses 1202 erstrecken.
Bei einer weiteren Ausführungsform
können
die Anschlussstifte 1204 aus getrennten Anschlussstiften
gebildet sein, so dass die oberen Anschlussstifte 1204a–1204n und die
untern Anschlussstifte 1204a'–1204n' jeweils über leitendes
Material innerhalb des Kopfteilgehäuses 1202 verbunden
sind. Es sollte verstanden werden, dass andere Ausgestaltungen des
Kopfteils 1200a gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Zum Beispiel können, anstatt
dass man Stifte hat, die sich von der oberen Seite 1206 des
Kopfteilgehäuses 1202 erstrecken,
Fassungen, die Stifte aufnehmen, gemäß den Grundsätzen bei
der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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12B ist eine Veranschaulichung eines weiteren
beispielhaften Kopfteils 1200b zum Anbringen eines Winkelsensors
an einer gedruckten Leiterkarte eines Steuermoduls zum Steuern eines
Drehverschlusssystems. Das Kopfteil 1200b umfasst einen
Vorsprung 1210, so wie einen Zapfen, der verwendet werden
kann, um einen Winkelsensor, der an dem Kopfteil 1200b angeordnet
ist, festzulegen. Der Vorsprung 1210 ist als eine Säule gezeigt,
jedoch kann irgendeine Ausgestaltung eines Vorsprungs verwendet
werden. Es sollte verstanden werden, dass eine Arretierung, eine
Vertiefung, ein Ausschnitt oder ein anderer Identifizierer (z. B.
eine Markierung oder ein Stift, der sich von der Oberseite des Kopfteils 1200b erstreckt),
der bei oder nahe einem Ende des Kopfteils 1200b angeordnet
ist, verwendet werden kann, um einem Benutzer eine Chiffre zur Verfügung zu
stellen, damit er weiß,
wie das Kopfteil 1200b an einer gedruckten Leiterkarte
angebracht werden sollte. Bei einer Ausführungsform kann der Stift 1204b' auch einen
Abstand D (nicht gezeigt) umfassen, der dem Abstand D zwischen den
Stiften 1204e' und 1204f' entspricht.
Zusätzlich
oder als Alternative zum Vorsprung 1210 kann ein Stiftabstand D
zwischen den Stiften 1204e' und 1204f' gebildet werden.
Die Stifte 1204e und 1204f können ebenso beabstandet sein,
wie die anderen Stifte 1204 oder können einen entsprechenden Abstand
D wie bei den Stiften 1204e' und 1204f' haben. Der
Abstand kann so ausgelegt sein, dass es ein unterschiedlicher Abstand
gegenüber
den Abständen
zwischen einer Überzahl
anderer Stifte ist. Das heißt,
die meisten anderen Stifte haben einen regelmäßigen Abstand und der Abstand
oder die Ausrichtung eines Chiffrestiftes unterschiedet sich von
diesem regelmäßigen Abstand.
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12C ist eine Veranschaulichung eines weiteren
beispielhaften Kopfteils 1200c zum Anbringen eines Winkelsensors
an einer gedruckten Leiterkarte eines Steuermoduls zum Steuern eines
Drehverschlusssystems. Das Kopfteil 1200c kann einen Chiffrestift 12041' umfassen, der
sich von der Unterseite des Kopfteils her erstreckt. Der Chiffrestift 1204f' kann einen
Abstand zu einem Stift 1204g' haben,
der unterschiedlich von den Abständen
zwischen einer Überzahl
der weiteren Stifte ist, so dass für einen Benutzer des Kopfteils 1202 eine
visuelle Unterscheidung zur Verfügung
gestellt wird. Die Verwendung eines Chiffremerkmals, so wie dem
Vorsprung 1210 (12B)
oder dem Chiffrestift 1204g' (12C) sollte im Wesentlichen die Möglichkeit
des unrichtigen Einsetzens oder Verwendens des Kopfteils ausschalten.
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13 ist
eine Veranschaulichung einer beispielhaften Winkelsensoreinheit 1300 zur
Verwendung beim Steuern eines Drehverschlusssystems. Die Winkelsensoreinheit 1300 kann
einen Winkelsensor 1302 und eine gedruckte Leiterkarte
(PCB – Printed
Circuit Board) 1304 für
den Winkelsensor umfassen, mit der der Winkelsensor 1302 verbunden
ist. Bei einer Ausführungsform
ist der Winkelsensor 1302 ein MEMSIC-Beschleunigungsmesser
mit der Teilenummer MKD2040. Der Beschleunigungsmesser kann programmiert
oder auf andere Weise ausgestaltet sein, dass er einen anfänglichen
Versatzwinkel hat, der nach der Herstellung des Beschleunigungsmessers
eingestellt und gespeichert werden kann. Weitere Winkelsensoren,
wie sie auf dem Gebiet vorhanden sind, können gemäß den Grundsätzen der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Die PCB 1304 für den Winkelsensor
wird verwendet, um den Winkelsensor elektronisch mit anderen Einheiten
zu verbinden, so wie dem Kopfteil 1200a (12A).
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Die 14A und 14B sind
Veranschaulichungen beispielhafter Ausführungsformen von Winkelsensoranordnungen 1400a bzw. 1400b zur Verwendung
beim Steuern eines Drehverschlusssystems eines Fahrzeugs. Wie es
in der 14A gezeigt ist, umfasst die
Winkelsensoranordnung 1400a eine Winkelsensoreinheit 1300 (13),
die mit dem Kopfteil 1200a (12A) über die
oberen Stifte 1204a–1204n verbunden
ist, welche mit der PCB 1304 für den Winkelsensor verbunden
sind. Diese Verbindung ermöglicht
es, dass der Winkelsensor 1302 mit einer externen Einheit
kommuniziert, so wie einem Controller zum Steuern der Drehbewegung
eines Drehverschlusssystems. Bei einer Ausführungsform ist der Controller
an einer gedruckten Leiterkarte angebracht, an der das Kopfteil
angebracht ist (siehe 2A). Als Alternative ist der
Controller an einer weiteren gedruckten Leiterkarte angebracht,
die sich innerhalb des Fahrzeugs befindet (siehe 1A). 14B ist eine alternative Ausführungsform eines Kopfteils 1401,
das ein Kopfteilgehäuse 1402 und Anschlussstifte 1404 umfasst.
Bei dieser Ausführungsform
werden die Anschlussstifte 1404 in Bezug auf das Kopfteil 1200a gedreht
(14A), so dass sie entlang einer vorderen Kante 1406 und
einer hinteren Kante 1408 des Kopfteilgehäuses 1402 verlaufen.
Wie gezeigt kann ein Winkelsensor 1410 mit den Anschlussstiften 1404 über eine
PCB 1412 für
einen Winkelsensor verbunden sein.
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Die 15A und 15B sind
beispielhafte Ausführungsformen
eines Kopfteils 1500a mit unterschiedlichen Winkeln, die
zwischen einer oberen Seite 1502a und einer unteren Seite 1504a eines
Kopfteilgehäuses 1501 gebildet
sind. Wie es in der 15a gezeigt ist, ist ein Winkel θA zwischen einer oberen Seite 1502a und
einer unteren Seite 1504a gebildet. Es sollte ver standen
werden, dass die obere Seite 1502a und die untere Seite 1504a sich
auf irgendwelche Merkmale auf dem Kopfteilgehäuse 1501 beziehen
können,
die bewirken, dass ein Winkelsensor (nicht gezeigt) einen bestimmten
Versatzwinkel in Bezug auf eine Ebene einer gedruckten Leiterkarte
hat, an der beispielsweise das Kopfteil 1500a angebracht
ist. Bei dieser Ausführungsform
beträgt der
Winkel θA 15 Grad. Wie gezeigt, ist der Winkel θA zwischen zwei Linien 1506a und 1506b dargestellt. Wieder
sollte verstanden werden, dass jedwede Flächen oder Punkte des Kopfteils 1500a,
die den Winkel einrichten oder zu ihm in Bezug stehen, unter dem
ein Winkelsensor in Bezug auf eine gedruckte Leiterkarte positioniert
wird (siehe 16A), mit dem das Kopfteil verbunden
werden kann, verwendet werden können.
Wie es in der 15B gezeigt ist, hat das Kopfteil 1500b einen
Winkel θA von 5 Grad. Diese Kopfteile 1500a und 1500b mit
unterschiedlichen Winkeln sind beispielhaft dahingehend, dass sie
gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung zum Einrichten eines Winkels verwendet werden können, unter
dem der Winkelsensor in einem Ruhezustand (z. B. wenn eine Hebetür geschlossen
ist) angeordnet werden kann. Durch Verwenden gewinkelter Kopfteile
kann ein gemeinsames Steuermodul für unterschiedliche Drehverschlusssysteme
verwendet werden, da die unterschiedlichen gewinkelten Kopfteile
mit den Controller verwendet werden können, um die Winkelsensoren
zu versetzen, so dass sie so drehausgerichtet sind, dass sie in
derselben Winkelausrichtung beginnen, so wie 45 Grad in Bezug auf
eine Längsachse
eines Fahrzeugs (d. h. in Längsrichtung
entlang einem Fahrzeug).
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Die
Grundsätze
der vorliegenden Erfindung stellen weiter einen Prozess zum Herstellen
eines Kopfteils zur Verfügung,
das so ausgelegt ist, dass eine elektronische Einheit an einer gedruckten
Leiterkarte angebracht werden kann. Der Prozess umfasst das Bilden
eines Kopfteilgehäuses
mit einer Unterseite und einer Oberseite, wobei sich die Unterseite entlang
einer ersten Ebene erstreckt und sich die Oberseite entlang einer
zweiten Ebene erstreckt. Die erste und die zweite Ebene könne so ausgestaltet sein,
dass zwischen ihnen ein relativer, von Null Grad verschiedener Winkel
gebildet wird. Ein erster Satz Stifte kann sich von der Unterseite
des Kopfteilgehäuses
zum Verbinden des Kopfteilgehäuses
mit einer gedruckten Leiterkarte erstrecken. Beim Herstellen des
Kopfteils können
herkömmliche
Spritzgussprozesse oder andere herkömmliche Prozesse zum Bilden
von Kopfteilen verwendet werden. Ein zweiter Satz Stifte kann sich
von der Oberseite des Kopfteilgehäuses her erstrecken und so
ausgelegt sein, dass er mit einer elektronischen Einheit, so wie
einer gedruckten Leiterkarte, verbunden wird. Der erste und der
zweite Satz Stifte sind so ausgelegt, dass sie sich im Wesentlichen
senkrecht von dem Kopfteilgehäuse erstrecken.
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Die 16A und 16B sind
beispielhafte Ausführungsformen
eines Steuermoduls 1600 mit einer gedruckten Leiterkarte 1602,
bei der unterschiedliche Kopfteileinheiten 1604a zur Verwendung
beim Steuern eines Drehverschlusssystems verwendet werden. Wie es
in der 16A gezeigt ist, umfasst das
Steuermodul 1600 eine gedruckte Leiterkarte 1602,
die innerhalb oder auf einem Drehverschlusssystem unter einem Winkel θ1 von 30 Grad angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform
kann das Drehverschlusssystem ein Steuermodul umfassen, das so programmiert
ist, dass es als anfänglichen
Startwinkel einen Winkel von 45 Grad hat. Da die gedruckte Leiterkarte 1602 winklig
angeordnet ist, wobei θ1 bei 30 Grad liegt, wird ein weiterer Versatz
von 15 Grad verwendet, um einen Winkelsensor auszurichten. Wie gezeigt,
verwendet die Winkelsensoranordnung 1604a ein Kopfteil 1606a mit
einer Winkelausrichtung von 15 Grad, so wie das Kopfteil 1500a,
das in der 15a gezeigt ist. Durch Verwenden
des Kopfteils 1606a mit 15 Grad ist ein Winkel θ2, der den Winkel darstellt, unter dem ein
Winkelsensor 1603 angeordnet ist, wenn das Drehverschlusssystem
in einem geschlossenen Zustand ist, gleich 45 Grad. Bei einer alternativen
Ausführungsform,
die in der 16B gezeigt ist, kann die gedruckte
Leiterkarte 1602 in einem Drehverschlusssystem mit einem
Winkel θ3 bei 50 Grad ausgelegt sein. Um den Winkelsensor 1603 unter
45 Grad auszurichten, so dass das Steuermodul ein Winkelsignal mit
einer bekannten oder vorab festgelegten Ausrichtung, ebenso wie
andere Fahrzeuge empfängt,
um die Kosten zum Auslegen von Steuermodulen zu verringern, verwendet
eine Winkelsensoranordnung 1604B ein Kopfteil 1606B mit einem
negativen Winkel von 5 Grad zwischen der oberen und der unteren
Seite des Kopfteils 1604B, so dass ein Winkel θ4 45 Grad ist. Wieder kann das Steuermodul
für unterschiedliche Fahrzeuge,
das verwendet wird, um das Drehverschlusssystem zu steuern, dasselbe
oder ein gemeinsames sein, und eine variable Komponente, so wie
ein Kopfteil, kann verwendet werden, um einen Winkelsensor für die Rückkopplung
beim Steuern des Drehverschlusssystems auszurichten.
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17 ist
ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 1700 zum
Herstellen eines Drehverschlusssystems mit einem Controller gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung. Der Prozess 1700 beginnt mit dem
Schritt 1702. Im Schritt 1704 kann ein Controller
mit einem Winkelsensor, der winklig unter einem von Null verschiedenen
Winkel in Bezug auf eine gedruckte Leiterkarte, mit der der Winkelsensor
kommuniziert, ausgerichtet ist, ausgewählt werden. Beim Auswählen des
Controllers kann der Controller aus Controllern mit jeweiligen Winkelsensoren
ausgewählt
werden, die winklig unter anderen von Null verschiedenen Winkeln
in Bezug auf jeweilige gedruckte Leiterkarten ausgerichtet sind.
Zum Beispiel kann es eine Anzahl von Controllern geben, die mit
Winkelsensoren ausgestattet sind, die von Null verschiedene Winkel,
so wie 10, 15, 25, 30, 35 und 45 Grad, in Bezug auf gedruckte Leiterkarten
haben. Als Alternative kann das Auswählen des Controllers das Bestellen
von Controllern bei einem Lieferanten umfassen, mit Winkelsensoranordnungen
mit Kopfteilen, die bestimmte Winkel haben, welche bei einem bestimmten
Drehverschlusssystem verwendet werden sollen. Im Schritt 1706 wird
der Controller an einem Drehverschlusssystem angebracht, was bewirkt,
dass die gedruckte Leiterkarte des Controllers unter einem ersten
Winkel und der Winkelsensor, der an der gedruckten Leiterkarte angebracht
ist, unter einem zweiten Winkel in Bezug auf die Horizontale liegt.
Hinsichtlich dessen, dass der Winkelsensor an der gedruckten Leiterkarte „angebracht” ist, kann
der Winkelsensor an einer kleineren gedruckten Leiterkarte angebracht
sein, die mit einem Kopfteil (z. B. 16A und 16B) verbunden ist. Der Ausdruck „angebracht”, „verbunden” oder ein
anderer Verbindungsausdruck, wie er in dieser Anmeldung verwendet
wird, ist nicht so gedacht, dass er für eine Einheit (z. B. einen
Winkelsensor) derart beschränkend
ist, so dass er direkt mit einer anderen Einheit (z. B. einer PCB)
ohne eine zwischengeschaltete Einheit, so wie ein Kopfteil, verbunden
ist. Bei einer Ausführungsform
ist der Controller derart unter einem Winkel angebracht, dass der zweite
Winkel ungefähr
45 Grad ist. Durch Gestalten der Controller bei verschiedenen Drehverschlusssystemen
mit Winkelsensoren unter demselben Winkel (z. B. 45 Grad in Bezug
auf eine Längsachse
eines Fahrzeugs) kann ein gemeinsamer Controller bei unterschiedlichen
Fahrzeugen verwendet werden.
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18 ist
ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses 1800 zum
Steuern eines Drehverschlusssystems. Der Prozess 1800 beginnt mit
dem Schritt 1802. Im Schritt 1804 wird ein Winkel eines
Drehverschlusssystems eines Fahrzeugs ausgehend von einem Versatzwinkel
relativ zu der Horizontalen abgefühlt. Im Schritt 1806 wird
ein Treibersignal erzeugt. Das Treibersignal wird verwendet, um einen
Antriebsmechanismus so zu treiben, dass eine mechanische Kraft zum
Bewegen des Drehverschlusssystems im Schritt 1808 ausgegeben
wird. Bei einer Ausführungsform
ist der Antriebsmechanismus ein Motor. Der Motor kann hydraulisch,
pneumatisch, elektromechanisch oder anders sein. Im Schritt 1810 wird
ein Winkelsignal basierend auf dem abgefühlten Winkel des Drehverschlusssystems
erzeugt. Das Winkelsignal wird im Schritt 1812 rückgespeist. Die
Rückkopplung
kann ein geschlossenes Rückkopplungsregelsystem
oder ein offenes Rückkopplungsregelsystem
sein. Im Schritt 1814 kann ein Treibersignal als Antwort
auf das rückgekoppelte
Winkelsignal geändert
werden, während
der Antriebsmechanismus das Drehverschlusssystem zwischen der offenen
und der geschlossenen Position bewegt.
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Die
voranstehende genaue Beschreibung umfasst eine geringe Anzahl von
Ausführungsformen zum
Implementieren der Erfindung und ist nicht so gedacht, dass sie
den Umfang beschränkt.
Ein Fachmann wird unmittelbar die Verfahren und Abänderungen
ins Auge fassen, die verwendet wurden, um diese Erfindung zu implementieren,
für andere
Gebiete als die, die in Einzelheiten beschrieben worden sind. Die
folgenden Ansprüche
führen
eine Anzahl von Ausführungsformen
der Erfindung, die mit größerer Genauigkeit
offenbart sind, auf.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein
Steuermodul zum Steuern eines Drehverschlusssystems eines Fahrzeugs.
Das Steuermodul kann eine gedruckte Leiterkarte mit einer darauf angeordneten
elektronischen Schaltung umfassen. Die elektronische Schaltung kann
verwendet werden, um ein Drehverschlusssystem des Fahrzeugs zu steuern.
Ein Kopfteil kann mit der gedruckten Leiterkarte verbunden sein.
Das Kopfteil kann eine obere Seite und eine untere Seite umfassen,
zwischen denen ein relativer, von Null verschiedener Winkel gebildet
ist. Stifte können
sich von der Unterseite des Kopfteils erstrecken, um eine elektrische
Verbindung mit der elektronischen Schaltung auf der gedruckten Leiterkarte
zu bilden. Ein Winkelsensor kann auf der oberen Seite des Kopfteils
angeordnet sein und elektrisch mit den Stiften des Kopfteils verbunden
sein, um mit der elektronischen Schaltung zu kommunizieren. Der
Winkelsensor kann ein Winkelsignal für die elektronische Schaltung
erzeugen, das beim Positionieren des Drehverschlusssystems zu verwenden
ist.