DE19633941C2

DE19633941C2 - Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Antrieb

Info

Publication number: DE19633941C2
Application number: DE19633941A
Authority: DE
Inventors: Gebhard Dipl Ing Hopfmueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: DE19633941A1; EP0920720A1; WO1998008286A1; CZ57299A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb, insbesondere Elek tromotor-Getriebe-Antrieb zur Bewegung von fremdkraftbetätig ten Schließteilen.

Stellantriebe der vorgenannten Art werden insbesondere als Fensterheber- bzw. Schiebedachantriebe in Kraftfahrzeugen eingesetzt und enthalten einen Elektromotor, insbesondere Kommutatormotor, dessen Rotorwelle als Getriebewelle mit einem Schneckenrad kämmt, von dem das jeweilige Schließteil angetrieben wird; ein derartiger Stellantrieb ist z. B. durch DE 89 03 714 U1 bekannt.

Für einen wirksamen Einklemmschutz zwischen einem durch eine motorische Fremdkraftbetätigung schließenden Fenster- bzw. Schiebedach und einem zur Gegenanlage kommenden Hindernis sind im zunehmenden Masse strengere Vorschriften zu erfüllen; entsprechend diesen Vorschriften muß u. a. der Schließvorgang abgebrochen bzw. das Fenster, die Trennwand oder das Dach teilsystem in umgekehrter Bewegungsrichtung angetrieben wer den, wenn es/sie eine Kraft von 100 Newton oder mehr ausübt auf eine halbstarre, zylindrische Stange mit einem Durchmes ser von 4 mm bis 200 mm, die ein bestimmtes Kraftdurchbiegungs maß aufweist und die als Hindernis durch die Fenster-, Trenn wand- oder Dachteilsystemöffnung an irgend einer Stelle durchgeschoben wird.

Durch die DE 33 03 590 C2 ist ein elektromotorisch angetrie bener Fensterheber für Automobile oder ähnliche Kraftfahr zeuge mit einer Einklemmschutz-Sicherheitsschaltung bekannt, wobei der Fensterheber einen elektronischen Leistungmesser zur ständigen Messung der Leistungsaufnahme des Antriebsmo tors enthält und in einem Programmspeicher ein Leistungs- Hubweg-Diagramm abgelegt ist; dem Leistungs-Hubweg-Diagramm ist eine Leistungs-Toleranzgrenze zugeordnet, derart daß beim Auftreten einer die vorgegebene Toleranzgrenze übersteigenden Leistung die Stromflußrichtung am antreibenden Elektromotor unterbrochen bzw. umgekehrt wird.

Außerdem ist durch die DE 35 32 078 A1, Anspruch 2 ein Elek tromotor-Stellantrieb bekannt
mit einem Motor, der von einer Gleichstrom- oder Wechsel stromleistungsquelle angetrieben wird,
mit einem Handschalter, der den Antrieb des genannten Motors steuert,
mit einer Einrichtung zur Berechnung eines Wertes I, welcher der Belastung des genannten Motors entspricht,
mit einer Takteinrichtung, welche wiederholt die vorbestimm ten Zeitintervalle ΔT aufwärts zählt,
mit einer Einrichtung zum Addieren eines vorbestimmten Wertes ΔX zu dem Wert I der Belastung zu dem Zeitpunkt bei jedem ΔT, welcher der genannten Takteinrichtung entspricht,
mit einer Halteeinrichtung, welche einen Ausgang der ge nannten Addiereinrichtung als Referenzwert Ir enthält,
mit einer Einrichtung zum Erkennen von Ir ≦ I durch Ver gleich des Referenzwertes Ir der genannten Halteeinrichtung und des Wertes I der Belastung und
mit einer Einrichtung zum Suspendieren oder zum Rotieren des genannten Motors in umgekehrter Richtung in Übereinstimmung mit einem Ausgang der genannten Detektoreinrichtung, bei wel cher ferner enthalten sind:
eine zweite Detektoreinrichtung, welche erkennt, daß der re duzierte Wert I der Last zu wachsen beginnt,
eine Einrichtung zur Rückstellung der genannten Takteinrich tung für den Zählbetrieb in Übereinstimmung mit einem Ausgang der genannten zweiten Detektoreinrichtung, und
eine Einrichtung zum Addieren eines vorbestimmten Wertes ΔX zu dem Wert I der Last zu dem Zeitpunkt und welche verur sacht, daß die Halteeinrichtung solch einen Wert entsprechend einem Ausgang der genannten zweiten Detektoreinrichtung hält.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Stell antrieb zu schaffen, der mit geringerem regeltechnischem bzw. meßtechnischem Aufwand arbeitet und die Schließzeit des Schließteils nicht unnötig verlangsamt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merk male gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zweckmäßigerweise wird erfindungsgemäß aus dem Motorstrom die Antriebskraft errechnet, die beim ersten Schließvorgang des Schließteils, insbesondere des Fensters bzw. des Schiebe daches, im Zuge der Herstellung des Kraftfahrzeuges, in Ab hängigkeit von der jeweiligen Hubwegposition in einem Dia gramm erfaßt und in einer Speichereinheit abgelegt ist. Damit läßt sich dann bei den folgenden betriebsmäßigen Bewegungs vorgängen des Schließteils ein solcher Motorstrom einstellen, daß die Motorkraft genau der jeweils benötigten Reibungskraft entspricht. Diese Reibungskraft wird dann zur endgültigen An steuerung des Elektromotors des Stellungsantriebs um die zu lässige Einklemmkraft erhöht. Je größer die zugelassene Ein klemmkraft ist, desto schneller kann das Schließteil über seinen Hubweg bewegt werden. Ein derartiger Einklemmschutz arbeitet ohne verzögernde Reaktionszeiten bei Auflaufen des Schließteils auf ein Hindernis, derart daß der Motor bei Er kennen dieses Widerstandes unmittelbar angehalten bzw. rever siert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Fensterantriebes mit den bei Bewegung des Fensters angreifenden Kräften;

Fig. 2 das Antriebskraft-Hubweg-Diagramm zu einem Fenster heberantrieb gemäß Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Kraftfahrzeugtür D mit einer in dessen Fen sterrahmen R über einen Hubweg h auf- und abbewegbaren Fen sterscheibe W.

In dem dargestellten Kräftegleichgewicht ist die gesamte An triebskraft F zur Bewegung der Fensterscheibe W über ihren Hubweg h dargestellt; die gesamte Antriebskraft F ergibt sich aus der jeweils zu überwindenden Reibungskraft F1 und der zu lässigen Schließkraft F2. Die Reibungskraft F1 ist gemäß Fig. 2 über den gesamten Hubweg h der Fensterscheibe W zweckmäßi gerweise in einer Speichereinheit als Reibungskraft-Hubweg- Diagramm F1 = f(h)) erstmalig, zweckmäßigerweise bei der Herstellung des Kraftfahrzeuges, erfaßt und abgelegt. Die je weilige Reibungskraft F1 wird um die zulässige Einklemmkraft F2 erhöht und definiert damit die gesamte Antriebskraft F des Motors.

Die gesamte Antriebskraft F des Motors ist an sich zumindest im hier interessierenden Stellbereich proportional zum Motor strom. Dieser Motorstrom kann entweder direkt gemessen oder indirekt über weitere Motorparameter, insbesondere die Batte riespannung, die Motordrehzahl sowie den (Gleichstrom)-Mo torinnenwiderstand des Motors unter Berücksichtigung einer EMK-Konstante des Motors, auch indirekt und aufwandsärmer, d. h. kostengünstiger, erfaßt werden.

Nach dem erstmaligen Erfassen und Ablegen des Reibungskraft- Hubweg-Diagramms F1 = f(h) läßt sich dann bei den folgenden betriebsmäßigen Schließvorgängen eine solche Antriebskraft F, insbesondere ein solcher Motorstrom, einstellen, daß die ge samte Antriebskraft F der jeweils benötigten Reibungskraft F1 plus der zulässigen Einklemmkraft F2 entspricht.

Zweckmäßigerweise wird eine Aktualisierung des Reibungskraft- Hubweg-Diagramms derart vorgesehen, daß sich Unterschiede im Zuge der Herstellung des Kraftfahrzeuges oder aufgrund von Alterung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Verschmutzung etc. berücksichtigen lassen. Darüber hinaus ist in vorteilhafter Weise eine weitere Aktualisierung, insbesondere an die spei sende Spannung des Stellantriebes, derart vorgesehen, daß diese Parameter beim Start eines Schließvorganges erfaßt und in die Steuerabhängigkeit der jeweiligen Antriebskraft des Schließteils einbezogen sind.

Claims

1. Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Antrieb, zur Bewegung von fremdkraftbetätigten Schließteilen, insbesondere Fenstern, Trennwänden bzw. Dachteilsystemen in Kraftfahrzeugen, über einen Hubweg (h) und mit einer defi nierbaren Schließkraftbegrenzung bei Anlauf des Schließteils gegen ein Hindernis

1. mit einer Steuerabhängigkeit der jeweiligen Antriebskraft (F) des Schließteils entsprechend eines zuvor aufgenom menen betriebsmäßigen Reibungskraft-Hubweg-Diagramms (F1 = f(h)) und mit einer um die zulässige Schließkraft (F2) jeweils erhöhten Reibungskraft (F1).

2. Stellantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch

1. mit einem fortlaufend betriebsmäßig akutalisierten Rei bungskraft-Hubweg-Diagramm (F1 = f(h)).

3. Stellantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch

1. mit einer erstmaligen fertigungsseitigen Erfassung des Reibungskraft-Hubweg-Diagramms (F1 = f(h)) und einer je weils anschließenden betriebsmäßigen Aktualisierung.

4. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche

1. mit einer zusätzlichen Steuerabhängigkeit der Antriebs kraft (F) von zusätzlich jeweils zu Beginn einer Schließ teil-Bewegung festgestellten weiteren antriebsrelevanten Parametern, insbesondere der Motorspeisespannung bzw. der Umgebungstemperatur.

5. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche

1. mit einem jeweils in einem Speicherelement abgelegten Reibungskraft-Hubweg-Diagramm (F1 = f(h)).

6. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche

1. mit einer Erfassung bzw. Steuerung der Antriebskraft (F) mittels des jeweiligen Motorstroms des Motor-Getriebe-An triebes.

7. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche

1. mit einer indirekten Erfassung des Motorstroms aus weite ren Motorparametern, insbesondere der Motorspeisespan nung, der Motordrehzahl bzw. dem (Gleichstrom)-Motorinnen widertand.