DE19539577A1

DE19539577A1 - Verfahren zum Überwachen des Bewegungswegs eines Teils

Info

Publication number: DE19539577A1
Application number: DE19539577A
Authority: DE
Inventors: Holger Dipl Ing Pruessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: ES2122915A1; BR9607068A; JP3921266B2; GB2306702B; FR2740552B1; GB9620605D0; GB2306702A; FR2740552A1; IT1284934B1; WO1997015872A2; JPH09128002A; US5834658A; DE19539577B4; WO1997015872A3; ITMI962104A1; ES2122915B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Bewegungswegs eines Teils, das mittels eines Antriebs gegen wenigstens eine Endposition bewegbar ist, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, Teile mit einem Antrieb zu kombinie ren, welcher die Teile entlang eines Bewegungswegs bewegt. Die Teile können hierbei gegen wenigstens ei ne Endposition bewegt, insbesondere zwischen zwei Endpositionen hin- bzw. herbewegt werden. Derartig bewegbare Teile werden beispielsweise in Kraftfahr zeugen als elektrische Fensterheber beziehungsweise elektrisch betätigbare Schiebedächer eingesetzt. Mit tels eines Schaltmittels sind die Fensterheber be ziehungsweise das Schiebedach über den Antrieb in Bewegung versetzbar, so daß diese automatisch gegen ihre Endpositionen, das heißt, in ihre Schließstel lung, verfahren werden. Hierbei besteht die Gefahr, daß während eines sich automatisch schließenden Fensters beziehungsweise Schiebedaches in den Bewe gungsweg ein Körperteil eines Fahrzeuginsassen ge langt, so daß eine erhebliche Verletzungsgefahr gege ben ist.

Bekannt ist, derartig bewegte Teile mittels einer Einrichtung zu einer Schließkraftbegrenzung auszurü sten, bei der eine auf das bewegte Teil ausgeübte Ge genkraft indirekt ermittelt wird und in Abhängigkeit der indirekt ermittelten Gegenkraft der Antrieb ge stoppt oder reversiert wird. Hierzu wird beispiels weise eine einer wählbaren Umdrehungsanzahl einer Antriebswelle des Antriebs entsprechende Zeitspanne gemessen und infolge einer sich verlängernden Zeit spanne bei gleicher Umdrehungsanzahl der Antriebswel le auf das Vorhandensein einer Einklemmgefahr ge schlossen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DE 30 34 118 C2 bekannt.

Bei den bekannten Verfahren ist jedoch nachteilig, daß eine Zeitmessung erst zu einem zeitversetzten Zeitpunkt nach dem Start des Antriebs erfolgt, um ei nen Spielausgleich der mechanischen Teile des An triebs zu berücksichtigen. Da während der Startphase, in der der Spielausgleich erfolgt, das Teil, hier das Fenster, jedoch schon einen bestimmten Betrag seines Bewegungswegs, der beispielsweise einige cm betragen kann, zurücklegt, wird es somit möglich, durch eine getaktete Betätigung des Schaltmittels das Fenster zu schließen, ohne daß der Einklemmschutz aktiviert ist.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet demgegenüber den Vorteil, daß selbst bei einer getakteten Betätigung des Schaltmittels und damit getakteten Inbetriebsetzung des Antriebs, der Einklemmschutz über den gesamten Bewegungsweg des Teils erhalten bleibt. Dadurch, daß unmittelbar nach dem Start des Antriebs wenigstens eine einer wählbaren Umdrehungsanzahl der Antriebs welle entsprechende Zeitspanne gemessen und diese Zeitspanne zwischengespeichert wird, wenn die An triebswelle eine wählbare Mindestumdrehungsanzahl vollzogen hat und bei einem nächsten Start des Antriebs die der wählbaren Umdrehungsanzahl der An triebswelle entsprechende Zeitspanne erneut gemessen und mit der zwischengespeicherten Zeitspanne ver glichen wird und bei Überschreiten der zwischenge speicherten Zeitspanne um ein wählbares Maß der An trieb gestoppt oder reversiert wird, ist es vor teilhaft möglich, eine Überwachung und damit Auswer tung des Bewegungswegs des Teils sofort mit der Inbetriebnahme des Antriebs zu realisieren. Somit kann die Anlaufphase des Antriebs und der hiermit verbundene Spielausgleich der Kraftübertragungsmecha nik auf das zu bewegende Teil unberücksichtigt blei ben, da zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Start vorgänge miteinander verglichen werden und somit das bei beiden Startvorgängen gleiche Anlaufverhalten ausgeblendet werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merk malen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungs beispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 ein Zeitdiagramm eines Startvorgangs.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist schematisch ein allgemein mit 10 bezeichnetes Antriebssystem zum Positionieren eines Teils dargestellt. Das Antriebssystem 10 weist einen als Elektromotor 12 ausgebildeten Antrieb 13 auf. Eine Antriebswelle 14 des Elektromotors 12 greift in ein hier lediglich angedeutetes Getriebe 16 ein. Das Getriebe 16 ist über eine Übertragungseinrichtung 18 mit einem zu positionierenden Teil 20 verbunden. Das Teil 20 ist mittels des Antriebs 13 zwischen einer ersten Endposition 22 und einer zweiten Endposition 24, die jeweils von Endanschlägen 26 beziehungsweise 28 gebildet werden, hin- und herbewegbar. Der Elek tromotor 12 ist über Motoranschlußleitungen 30 bezie hungsweise 32 mit einer Steuerschaltung 34 verbunden. Die Antriebswelle 14 des Elektromotors 12 trägt we nigstens einen Signalgeber 36, dessen Signale von einem Sensor 38 erfaßbar sind. Der Sensor 38 ist mit einer Auswerteschaltung 40 verbunden. Die Auswerte schaltung 40 ist mit einem Eingang 42 der Steuer schaltung 34 verbunden.

Das in der Fig. 1 gezeigte Antriebssystem 10 kann beispielsweise bei der Verstellung elektrischer Fen sterheber in Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Die ses stellt jedoch lediglich ein mögliches Anwendungs beispiel dar. So ist es selbstverständlich möglich, das Antriebssystem 10 bei allen weiteren Anwendungen einzusetzen, bei denen ein Teil zwischen zwei Endpo sitionen verfahrbar ist. Diese Anwendungen beschrän ken sich nicht auf Ausstattungsmöglichkeiten in Kraftfahrzeugen.

Das in der Fig. 1 gezeigte Antriebssystem 10 übt folgende Funktion aus, wobei hier davon ausgegangen wird, daß es sich um ein Antriebssystem für Fenster heber in Kraftfahrzeugen handelt.

Nach Betätigung eines nicht dargestellten Schalt mittels wird der Elektromotor 12 über die Steuer schaltung 34 in Funktion versetzt. Über die ro tierende Antriebswelle 14 wird hierbei das Getriebe 16 gekämmt, so daß sich in bekannter Weise die Über tragungseinrichtung 18 und das Teil 20 gegen einen der Endanschläge 26 beziehungsweise 28 bewegt. Mit Inbetriebsetzung des Elektromotors 12 findet vorerst ein Spielausgleich der mechanischen Komponenten des Antriebssystems 10, im gezeigten Beispiel der Ein griff der Antriebswelle 14 in das Getriebe 16, sowie die Übertragung der Drehbewegung auf die Über tragungseinrichtung 18 statt. Im weiteren wird davon ausgegangen, daß der Endanschlag 26 der untere An schlag des Fensterhebers und der Endanschlag 28 ent sprechend der obere Anschlag ist.

Mit jeder Umdrehung der Antriebswelle 14 wird über den wenigstens einen Signalgeber 36 ein Signal an den Sensor 38 gegeben, der dieses an die Auswerteschal tung 40 weitergibt. Über die Zeitspanne zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Impulsen des Signal gebers 36 beziehungsweise über die Zeitspanne zwi schen einer wählbaren Anzahl n von Impulsen des Signalgebers 36, wobei jeder Impuls beispielsweise einer vollen Umdrehung der Antriebswelle 14 ent spricht, kann der Bewegungsweg des Teils 20 in der Auswerteschaltung 40 über eine entsprechende elektro nische Schaltung simuliert werden.

In der Fig. 2 ist beispielhaft in einem Diagramm die Aufzeichnung einer Impuls folge des Sensors 38 darge stellt. Mit jedem Start des Elektromotors 12 zu einem Zeitpunkt t0 wird über den Sensor 38 mit jeder Umdrehung der Antriebswelle 14 über den Signalgeber 36 ein Impuls 44 bereitgestellt. Die Impulse 44 wer den mittels der Auswerteschaltung 40 gezählt. Hierbei ist der Auswerteschaltung 40 ein Algorithmus vorge geben, der beispielsweise in einer nicht dargestell ten Speichereinheit wählbar einstellbar ist. Dieser Algorithmus bewirkt, daß nach einer bestimmten Anzahl von Impulsen jeweils eine Zeitspanne T gemessen und abgespeichert wird. So kann beispielsweise nach zwei Impulsen 44, das heißt nach zwei Umdrehungen der Antriebswelle 14, eine erste Zeit T1, nach 3, 5 Umdrehungen der Antriebswelle 14 (hierzu besitzt die Antriebswelle 14 über ihren Umfang verteilt mehr als einen Signalgeber 36) eine Zeit T2 und nach fünf Umdrehungen der Antriebswelle 14 eine Zeit T3 erfaßt werden. Diese Zeiten T1, T2 und T3 werden für den Fall in einem Speichermittel zwischengespeichert, wenn die Antriebswelle 14 eine vorgebbare Mindest anzahl von Umdrehungen ausführt, das heißt, eine vor gebbare Mindestanzahl von Impulsen 44, erfaßt werden. Beim Erfassen der Zeitspannen T1, T2 und T3 un mittelbar im Anschluß an den Startzeitpunkt T0 wird ein anfänglicher - bereits erläuterter - Spielaus gleich der mechanischen Teile, soweit sie auf die Um drehung der Antriebswelle 14 sich auswirken, mit berücksichtigt. Hat die Antriebswelle 14 die vorgege bene Mindestanzahl von Impulsen 44 generiert, werden die Zeitspannen T1, T2 und T3 als Referenzzeiten in nerhalb der Auswerteschaltung 14 zwischengespeichert. Die Mindestanzahl der Impulse 44 liegt bei einer Zeitspanne TG an. Da sowohl der Elektromotor 12 als auch die Spannungsversorgung des Elektromotors 12 an sich bekannt sind, kann die theoretische Anzahl von Impulsen 44 innerhalb einer bestimmten wählbaren Zeitspanne vorausberechnet werden. Anhand dieser theoretisch zu erwartenden Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen 44 erkennt die Auswer teschaltung 40, ob bei einem Stopp des Elektromotors 12 eine Tendenz zum Einklemmen eines Gegenstandes oder eines Körperteils zwischen dem sich bewegenden Teil 20 und dem oberen Anschlag 28 gegeben ist. Aufgrund eines Einklemmfalles würde eine Gegenkraft auf das sich bewegende Teil 20 ausgeübt werden, die zu einer Verlangsamung der Drehzahl des Elektromotors 12 führt, so daß der Zeitabstand zwischen aufein anderfolgenden Impulsen 44 größer wird.

Erkennt die Auswerteschaltung 40 einen Einklemmfall, werden beim nachfolgenden Einschalten des Elektro motors 12 wiederum die Zeitspannen T1, T2 und T3 zu der gleichen Anzahl von Impulsen 44 gemessen und mit den zwischengespeicherten Referenzwerten für die Zeitspannen T1, T2 und T3 aufgrund der vorhergehenden Messung verglichen. Überschreiten die neu gemessenen Zeitspannen T1, T2 und T3 die Referenzzeiten, erkennt die Ansteuerschaltung 40 auf einen Einklemmfall, worauf an die Steuerschaltung 34 ein entsprechendes Signal gegeben wird und der Elektromotor 12 still gesetzt oder reversiert, das heißt, in die ent gegengesetzte Richtung gedreht wird. Hierdurch wird ein durchgehender Einklemmschutz für das sich bewe gende Teil 20 gewährleistet, der unmittelbar mit dem Einschalten des Elektromotors 12, also ohne Berück sichtigung eines eventuellen Spielausgleichs, akti viert ist.

Die Anzahl der Zeitspannen T, die gemessen und als Referenzzeiten zwischengespeichert werden, sind frei wählbar und können beispielsweise zwischen 1 und n betragen. Gleichfalls ist die Anzahl der Impulse 44 wählbar, zu denen eine oder mehrere Zeitspannen T er faßt werden. Die Mindestanzahl der Impulse 44 und da mit der Gesamtzeitspanne TG, die vergehen muß, bevor die zuvor gemessenen Zeitspannen T als Referenzzeiten gespeichert werden, ist ebenfalls wählbar. Die ent sprechende Anzahl der Impulse 44 beziehungsweise der Zeitspannen T sind mittels der Auswerteschaltung 40 für jeden konkreten Anwendungsfall gesondert ein gebbar beziehungsweise vorgebbar.

Durch die Vorgabe einer Mindestanzahl von Impulsen 44 beziehungsweise der damit verbundenen Mindestzeit spanne TG, wird sichergestellt, daß für den Fall, daß mit dem ersten Start des Elektromotors 12 ein Ein klemmfall vorliegt, die gemessenen Zeitspannen T1, T2 und T3 nicht als Referenzwerte erfaßt und zwischen gespeichert werden können.

Claims

1. Verfahren zum Überwachen des Bewegungswegs eines Teils, das mittels eines Antriebs gegen wenigstens eine Endposition bewegbar ist, wobei wenigstens eine einer wählbaren Umdrehungsanzahl einer Antriebswelle entsprechende Zeitspanne gemessen wird und die wenig stens eine Zeitspanne ausgewertet wird und ein Maß für ein Laufverhalten des Teils liefert, dadurch ge kennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Start des An triebs wenigstens eine einer wählbaren Umdrehungsan zahl der Antriebswelle entsprechende Zeitspanne ge messen wird, diese Zeitspanne zwischengespeichert wird, wenn die Antriebswelle eine wählbare Mindestum drehungsanzahl vollzogen hat und bei einem nächsten Start des Antriebs die der wählbaren Umdrehungsanzahl der Antriebswelle entsprechende Zeitspanne erneut ge messen und mit der zwischengespeicherten Zeitspanne verglichen wird und bei Überschreiten der zwischenge speicherten Zeitspanne um ein wählbares Maß der An trieb gestoppt oder reversiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Zeitspannen (T1, T2, T3) gemessen werden, die jeweils einer von dem Antrieb gelieferten Anzahl von Impulsen (44) entsprechen.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse (44) von wenigstens einem mit der Antriebswelle (14) rotieren den Signalgeber (36) generiert werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Impulse (44) empfangende Auswerteschaltung (40) die Zeitspannen (T1, T2, T3) ermittelt, zwischenspeichert und mit den Zeitspannen (T1, T2, T3) des vorhergehenden Start vorgangs vergleicht.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb gestoppt oder reversiert wird, wenn die bei einem Folgestart des Antriebs gemessenen Zeitspannen (T1, T2, T3) die zwi schengespeicherten Zeitspannen (T1, T2, T3) um ein wählbares Maß überschreiten und beim unmittelbar vor dem Folgestart erfolgten Stop des Antriebs auf eine Einklemmgefahr erkannt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einklemmgefahr durch eine Auswertung der Impulse (44) während des Betriebes des Antriebs erkannt wird.