DE19944964A1 - Verfahren zum Steuern und Regeln eines Verstellantriebs in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Verfahren zum Steuern und Regeln eines Verstellantriebs in KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Verfahren zum Steuern und Regeln eines Verstellantriebs in Kraftfahrzeugen, insbesondere eines Verstellantriebs für Fensterheber, Schiebedächer, Sitzverstellungen, Zentralverriegelungen oder dergleichen, bei dem die Verstellgeschwindigkeit und/oder die Verstellkraft in Abhängigkeit von Abweichungen des Istwertes der Verstellgeschwindigkeit oder der Verstellkraft von vorgegebenen Sollwerten der Verstellgeschwindigkeit oder Verstellkraft linear verändert wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern
und Regeln eines Verstellantriebs in Kraftfahrzeug gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere auf ein
Verfahren zum Steuern oder Regeln der Drehzahl oder des
Drehmoments eines aus einer Gleichspannungsquelle gespei
sten Elektromotors für Verstellantriebe in Kraftfahrzeugen
sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Steuerung und Regelung elektrischer Verstellantriebe
für Fensterheber, Sitzverstellungen, Schiebedächer, Zentral
verriegelungen oder dergleichen in Kraftfahrzeugen ist es
bekannt, die Drehzahl oder das Drehmoment des Elektromotors
zumindest in einem Teilbereich des Verstellweges zu steuern
oder zu regeln. Aus der DE 30 34 118 A1 ist es bekannt, den
Verstellweg eines Fensterhebersystems in drei Bereiche auf
zuteilen und die Drehzahl des Verstellantriebs in einem der
Teilbereiche zu regeln, während in den beiden anderen
Teilbereichen lediglich der Blockierzustand erfaßt und der
Verstellantrieb abgeschaltet wird.
Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Ansteuerung des Fen
sterhebermotors über eine von einem Mikrocomputer angesteu
erte Relaisschaltung aus einer Gleichspannungsquelle. Bei
ungetakteter Relaisschaltung ist die Regelgeschwindigkeit
stark herabgesetzt, während bei getakteter Relaisschaltung
zur Regelung der Drehzahl bzw. Geschwindigkeit des Elektro
motors oder des Motordrehmoments auf der Basis einer Puls
weitenmodulation Störstrahlungen auftreten, die mit erhebli
chem Aufwand, unter anderem unter Einsatz eines großen Elek
trolytkondensators, der erheblichen Bauraum in Anspruch
nimmt und störanfällig ist, beseitigt werden müssen.
Aus der US 5,410,229 ist eine Schaltungsanordnung zur
Steuerung der Geschwindigkeit eines Elektromotors bekannt,
bei der der Elektromotor bei Erreichen eines vorgegebenen
Gegendrehmoments angehalten wird und zu diesem Zweck der
Motorstrom in Pulsweitenmodulation in Abhängigkeit von der
erfaßten Drehzahl des Elektromotors und einem vorgegebenen
maximalen Drehmoment gesteuert wird. Auch bei dieser bekann
ten Schaltungsanordnung wird vom Prinzip der Pulsweitenmodu
lationsansteuerung Gebrauch gemacht, wodurch Störungen in
der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) auftreten,
die mit erheblichen Mehrkosten für eine Entstörung besei
tigt werden müssen.
Bei der Verwendung von getakteten Feldeffekt-Transistoren
bei einer Regelung mit Pulsweitenmodulation ist zusätzlich
zu berücksichtigen, daß Feldeffekt-Transistoren mit niedri
gem Drain-Source-Widerstand zu verwenden sind, um die
Schaltverluste zu verringern. Derartige Feldeffekt-Transi
storen sind sehr teuer und erhöhen damit zusätzlich den Ge
samtaufwand für die Steuerung und Regelung des Verstellan
triebs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zum Steuern oder Regeln eines Verstellantriebs in Kraftfahr
zeugen der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem der
Gesamtaufwand für die Steuer- oder Regelschaltung unter
Berücksichtigung der elektromagnetischen Verträglichkeit
(EMV) erheblich reduziert wird und die Steuerungs- und Rege
lungsmöglichkeiten im Vergleich zu einer Regelung mit Puls
weitenmodulation zur Ansteuerung des Elektromotors beibehal
ten werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Verstellgeschwindigkeit und/oder die Verstellkraft linear
geregelt wird bzw. werden.
Insbesondere wird die Drehzahl oder das Drehmoment eines
aus einer Gleichspannungsquelle gespeisten Elektromotors
des Verstellantriebs in der Weise geregelt, daß der Motor
strom und/oder die Motorspannung des Elektromotors mittels
eines Stellgliedes in Abhängigkeit von Abweichungen der
Ist-Drehzahl oder des Ist-Drehmoments von der vorgegebenen
Soll-Drehzahl oder einem vorgegebenen Soll-Drehmoment
verändert und der Motorstrom oder die Motorspannung linear
geregelt wird.
Der Einsatz eines Linearreglers für einen Verstellantrieb
in Kraftfahrzeugen führt zu erheblichen Kosteneinsparungen
in Bezug auf die verwendeten Bauelemente sowie durch den
Entfall einer ansonsten erforderlichen Entstörung des
Systems aufgrund elektromagnetischer Unverträglichkeit.
Gleichzeitig werden die Steuerungs- und Regelungsmöglichkei
ten des erfindungsgemäßen Linearreglers im Vergleich zu
einer Pulsweitenmodulation zur Ansteuerung des Verstellan
triebes beibehalten, wobei eine hohe Regelgeschwindigkeit
gewährleistet ist und einfache Leistungs-Transistoren oder
Feldeffekt-Transistoren eingesetzt werden können.
Um eine Überhitzung und damit Zerstörung des Stellgliedes
zu vermeiden bzw. um den Einsatz kostengünstiger Bauelemen
te zu ermöglichen, wird nach einer vorteilhaften Ausgestal
tung der erfindungsgemäßen Lösung die Steuerung oder Rege
lung des Elektromotors auf einen kurzen Zeitraum in Bezug
auf die gesamte Verstelldauer des Verstellantriebs be
schränkt.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, insbesondere bei
einklemmgefährdeten Verstellantrieben, wie Fensterheber
oder Schiebedächer, die Steuerung oder Regelung des Elektro
motors auf mehrere kurze Zeitintervalle in Bezug auf die
gesamte Verstelldauer des Verstellantriebs zu beschränken,
zwischen denen längere Phasen eines ungeregelten Elektromo
tors liegen. In gleicher Weise kann der Elektromotor nur
innerhalb vorbestimmter Verstellbereiche der Verstellvor
richtung gesteuert oder geregelt werden.
Weiterhin kann das Stellglied gesperrt und damit der Ver
stellantrieb stillgesetzt werden, wenn während eines Steue
rungs- oder Regelungsintervalls eine vorgegebene Strom-Zeit
fläche bzw. Temperatur des Stellgliedes überschritten wird.
In Verbindung hiermit kann nach Ablauf einer vorgegebenen
Zeitspanne das Stellglied wieder freigegeben und der vorge
gebene Steuerungs- und Regelungszeitraum fortgesetzt wer
den.
Vorzugsweise wird bei einklemmgefährdeten Verstellantrie
ben, wie Fensterheber, Schiebedächer oder dergleichen, die
Verstellkraft des Verstellantriebs auf einen vorgegebenen
Wert begrenzt und in einem vorbestimmten Teilbereich des
Verstellweges, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 25 mm
und 4 mm vor der Schließstellung des Verstellantriebs wird
ein der Verstellkraft proportionaler Parameter des Elektro
motors, vorzugsweise der Motorstrom oder das Motor-Drehmo
ment, auf einen von der Verstellposition abhängigen Grenz
wert geregelt, der der maximal zulässigen Überschußkraft
(die Kraft, die die zum Verstellen des Verstellantriebs
benötigte Kraft übersteigt) an der jeweiligen Verstellposi
tion entspricht.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht
aus mindestens einem zwischen der Spannungsquelle und dem
Elektromotor angeordneten, steuerbaren, den Motorstrom oder
die Motorspannung linear verändernden Stellglied, dessen
Steueranschluss mit einer Steuer- und Regeleinrichtung
verbunden ist, und einen die Motorspannung oder den Motor
strom erfassenden und mit der Steuer- und Regeleinrich
tung verbundenen Istwertgeber.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser
Vorrichtung sind den Merkmalen der Ansprüche 11 bis 24 zu
entnehmen.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spielen soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke
näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zum Steuern und Regeln
eines Elektromotors für einen elektrischen
Fensterheber in einer Kraftfahrzeugtür;
Fig. 2 ein Schaltbild eines Linearreglers mit einem
Mosfet und einem Umschaltrelais;
Fig. 3 ein Schaltbild eines Linearreglers mit in einer
Brückenschaltung angeordneten Mosfets und
Fig. 4 eine schematische Darstellung verschiedener
Verstellbereiche eines Fensterhebersystems
gemäß Fig. 1.
Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild eines Linear
reglers zum Steuern und Regeln der Verstellgeschwindigkeit
bzw. Verstellkraft eines aus einem Fensterhebersystem
bestehenden Verstellantriebs 1 zeigt einen Elektromotor 2,
der den Verstellantrieb 1 in der einen oder anderen Bewe
gungsrichtung antreibt und zu diesem Zweck über ein Stell
glied 3 aus einer Spannungsquelle 6 gespeist wird, wobei
durch Umpolen der Spannungsquelle 6 durch das Stellglied 5
beispielsweise durch die Anordnung von Halbleiter-Bauelemen
ten in Brückenschaltung und eine entsprechende Ansteuerung
der in einem Brückenzweig liegenden Halbleiterelemente die
Stromrichtung durch den Elektromotor 2 geändert werden
kann.
Das Stellglied 3 kann durch Halbleiter-Bauelemente, wie
Transistoren oder Feldeffekt-Transistoren realisiert wer
den, wobei je nach Leistungsbedarf und Güte der verwendeten
Halbleiter-Bauelemente einzelne Transistoren oder Feldef
fekt Transistoren oder mehrere zu einem Leistungsverstärker
miteinander verbundene Transistoren eingesetzt werden
können. Ein solcher Leistungsverstärker kann im Gegentakt-
A-Betrieb, Gegentakt-B-Betrieb oder Gegentakt-AB-Betrieb
betrieben werden und wird vorzugsweise als Emitterfolger
oder komplementärer Emitterfolger aufgebaut.
Die Ansteuerung des Stellgliedes 3 erfolgt durch eine
Steuer- und Regeleinrichtung 5 in Form eines Mikroprozes
sors, der mit einem vorgegebenen Regelalgorithmus versehen
ist, der an die Anforderungen des jeweiligen Verstellan
triebs angepaßt ist. Der Mikroprozessor 5 ist zusätzlich
mit einer Bedienungs- oder Schalteinrichtung 8 sowie mit
einem Istwertgeber 7 verbunden, der entweder Verstellgrößen
des Verstellantriebs 1 oder beispielsweise den Motorstrom
des Elektromotors 2 erfaßt. Daneben können weitere Sensoren
oder Istwertgeber mit dem Mikroprozessor 5 verbunden sein,
beispielsweise zur Erfassung der Versorgungsspannung,
Erwärmung von Halbleiter-Bauelementen des Stellgliedes 3
usw.
In den Fig. 2 und 3 sind Schaltbilder eines
Linearreglers unter Verwendung von Mosfets zur Steuerung
und Regelung der Motordrehzahl bzw. des Motordrehmoments
eines Elektromotors für einen Verstellantrieb in Kraftfahr
zeugen dargestellt. Beide Schaltungen sind nur exempla
risch, da die Realisierung des erfindungsgemäßen Linear
reglers unterschiedlichste Ausführungsformen zuläßt.
Das in Fig. 2 dargestellte Schaltbild eines Linearreglers
für den Elektromotor 2 eines Verstellantriebes zeigt einen
in Reihe zu einer Speisespannungsquelle 6 und den Motorklem
men des Elektromotors 2 angeordneten Mosfet, dessen Drain-
und Source-Elektroden mit einem Pol der Speisespannungsquel
le 6 bzw. einer Motorklemme des Elektromotors 2 verbunden
sind. Die Gate-Elektrode des Mosfets 3 ist über einen
Tiefpassfilter 41 und einen Analogtreiber 42 mit einem
Ausgang eines Mikroprozessors 5 mit eingegebenem Regelal
gorithmus verbunden, der an diesem Ausgang 51 eine pulswei
tenmodulierte Steuerspannung abgibt.
Anstelle eines Tiefpassfilters 41 und Analogtreibers 42
kann auch ein beliebiger Digital/Analog-Wandler eingesetzt
werden, der die digitalen Ausgangssignale des Mikroprozes
sors 5 in analoge Steuersignale für den Mosfet 3 umwandelt.
Zur Istwert-Erfassung der Motorspannung ist ein Spannungs
teiler mit in Reihe geschalteten Widerständen 71, 72 eines
Istwertgebers 7 parallel zu den Motorklemmen des Elektromo
tors 2 geschaltet. Die Verbindung der beiden Spannungstei
lerwiderstände 71, 72 ist über eine Spannungsrückkopplungs
leitung 73 an den Analog/Digital-Wandlereingang 52 des
Mikroprozessors 5 angeschlossen.
Ein zusätzlich in der Schaltungsanordnung vorgesehenes
Relais 9 ist parallel zu den Motorklemmen des Elektromo
tors 2 geschaltet und dient zur Spannungsumpolung für eine
Drehrichtungsumkehr des Elektromotors 2. Zu diesem Zweck
ist das Relais 9 über eine weitere Ansteuerleitung mit dem
Mikroprozessor 5 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung
eines Digital/Analog-Wandlers verbunden.
Der Mikroprozessor 5 steuert den Mosfet 3 in der Weise an,
daß die Spannung UBatterie der Speisespannungsquelle 6 in
Abhängigkeit von der über den Istwertgeber 7 erfaßten
Rückkopplungsspannung die Motorspannung an den Klemmen des
Elektromotors 2 bzw. den Motorstrom in durch den Regelalgo
rithmus vorgegebener Weise einstellt.
Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung mit in Brückenschal
tung angeordneten Mosfets 31, 32, 33, 34, in deren eine
Brückendiagonale der Elektromotor 2 geschaltet ist, während
an der anderen Brückendiagonale die Speisespannungsquelle 6
parallel zu einem Glättungskondensator 11 angeschlossen
ist.
Die Mosfets 31-34 werden paarweise unterschiedlich betrie
ben. Während die in den oberen Brückenzweigen angeordneten
Mosfets 31, 32 im Gegentakt statisch ein- und ausgeschaltet
werden und so einen Stromfluß in der einen oder anderen
Richtung durch den Elektromotor 2 bewirken, werden die in
den unteren Brückenzweigen angeordneten Mosfets 33, 34 als
lineare Stellglieder betrieben und stellen den Motorstrom
bzw. die Motorspannung in Abhängigkeit vom Strom- oder
Spannungs-Istwert und dem Regelalgorithmus des Mikroprozes
sors 5 den Motorstrom bzw. die Motorspannung des Elektromo
tors 2 und. damit dessen Drehzahl bzw. Drehmoment linear
ein.
Parallel zu den linear betriebenen Mosfets 33, 34 ist
jeweils ein Spannungsteiler mit in Reihe geschalteten
Spannungsteilerwiderständen 74, 75 bzw. 76, 77 geschaltet,
deren Verbindung über Spannungsrückkopplungsleitungen 78,
79 an den Analog/Digital-Wandlereingang 52 des Mikroprozes
sors 5 angeschlossen sind. Ein digitale Signale abgebender
Ausgang 53 des Mikroprozessors 5 gibt Steuersignale HS1 und
HS2 ab, die im Gegentakt "high" und "low" sind, so daß die
über Treiber 43, 44 mit den Steuersignalen HS1 und HS2
beaufschlagten statisch betriebenen Mosfets 31, 32 wechsel
weise ein- und ausgeschaltet sind, das heißt bei eingeschal
tetem Mosfet 31 befindet sich der Mosfet 32 im ausgeschalte
ten Zustand und umgekehrt.
Ein eine pulsweitenmodulierte Steuerspannung abgebender
Ausgang 51 des Mikroprozessors 5 gibt die Steuersignale LS1
und LS2 über Tiefpassfilter 45, 47 und Analogtreiber 46, 48
an die Gate-Elektroden der Mosfets 33, 34 ab, die infolge
der aus den digitalen pulsweitenmodulierten Signal abgelei
teten analogen Signale entsprechend linear betrieben wer
den.
Parallel zu den Drain-Source-Elektroden der Mosfets 31-34
sind Freilaufdioden 10 geschaltet.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Linearregler
können für beliebige Verstellantriebe in Kraftfahrzeuge
eingesetzt werden. Vorzugsweise werden sie aber in Ver
stellantriebe eingesetzt, die nur über einen Teil des Ver
stellweges geregelt werden müssen, um in Folge thermischer
Überlastung eine Zerstörung von als Halbleiter-Bauelemente
ausgebildeten Stellgliedern zu vermeiden bzw. den Einsatz
kostengünstiger Halbleiter-Bauelemente zu ermöglichen. Aus
diesem Grunde bietet sich der Einsatz eines Linearreglers
insbesondere zur Drehmomentregelung bei einklemmgefährdeten
Verstellantrieben in Kraftfahrzeugen, wie Fensterhebersyste
men und Schiebedächern, zur Drehmomentreduzierung kurz vor
dem Verstellanschlag von Verstellantrieben, zur Geschwindig
keitsreduzierung vor dem Anschlag eines Verstellantriebes,
das heißt zur Beschränkung der Steuerung und Regelung auf
kurze Zeiträume mit dem Ziel der Beherrschung von Verlust
leistungen an.
Als ein mögliches Anwendungsbeispiel ist schematisch in
Fig. 4 anhand ein Einklemmschutz für ein Fensterhebersy
stem dargestellt.
Die in Fig. 4 dargestellten Verstellbereiche, die von
einer Fensterscheibe beim Öffnen und Schließen der Fenster
scheibe in der Tür eines Kraftfahrzeugs durchfahren werden,
können grundsätzlich in drei Bereiche unterteilt werden:
In einen Bereich A, der von der vollständig geöffneten Fen
sterscheibe bis zu einer etwa zu einem Drittel geschlosse
nen Fensterscheibe reicht, einen Bereich B, der sich von
der zu einem Drittel geschlossenen Fensterscheibe bis kurz
vor ein Einfahren der Fensterscheibe in die Fensterdichtung
erstreckt, sowie einen Bereich C, der sich über den Dich
tungsbereich erstreckt. Für einen Einklemmschutz sind
grundsätzlich die Bereiche B und C beim Schließen der
Fensterscheibe relevant, während im Bereich A aufgrund des
großen Abstandes zwischen der Oberkante der Fensterscheibe
und dem Türrahmen ein Einklemmen auch größerer Körperteile
ausgeschlossen werden kann.
Während im Teilbereich B sichergestellt sein muß, daß bei
einem Einklemmzustand die auf den eingeklemmten Gegenstand
oder das eingeklemmte Körperteil einwirkende Kraft einen
bestimmten, vorgegebenen Betrag nicht überschreiten darf
und das Anheben und Absenken der Fensterscheibe gegen
Bewegungswiderstände des Fensterhebersystems und gegebenen
falls äußere Einflüsse gewährleistet sein muß, gelten im
Teilbereich C besondere Bedingungen, da hier aufgrund
erhöhten Widerstandes infolge der Dichtung einerseits ein
sicheres Schließen der Fensterscheibe gewährleistet sein
muß und andererseits aus Sicherheitsgründen ein 4 mm-Stab
erkannt und sicher von den Einflüssen der Verschiebekräfte
im Dichtungsbereich unterschieden werden muß.
Um den verhältnismäßig langen Zeitraum der Linearregelung
im Teilbereich B weiter abzukürzen, wird in einer bevorzug
ten Ausführungsform die Einklemmschutzregelung durch eine
Überschußkraftregelung gebildet und der Teilbereich B in
die Unterbereiche b1 und b2 unterteilt.
Während im Unterbereich b1 keine Linearregelung oder eine
Linearregelung in vorgegebenen Intervallen erfolgt, wird
die Linearregelung im Unterbereich b2 aus Einklemmschutz
gründen fortlaufend durchgeführt und gegebenenfalls im
Teilbereich C aus Gründen des sogenannten "Softeinlaufs"
der Fensterscheibe in die obere Türdichtung fortgesetzt. In
einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Unterbe
reich b2 25 mm, in denen der Linearregler betrieben wird.
Bei einer Überschußkraftregelung wird zunächst die notwendi
ge Verstellkraft in Abhängigkeit von der jeweiligen Posi
tion der Fensterscheibe, das heißt die wegabhängige Ver
stellkraft, ermittelt und zu diesen wegabhängigen Kraftwer
ten eine vorgegebene konstante Überschußkraft hinzugefügt,
die ausreichend ist, auch bei geänderten Witterungsverhält
nissen oder aus Gründen sonstiger Schwergängigkeit die Fen
sterscheibe des Fensterhebersystems zu schließen, die aber
einen vorgegebenen Betrag nicht übersteigt, oberhalb dessen
eine Gefährdung von im Schließbereich der Fensterscheibe
befindlichen Körperteilen bzw. eine Zerstörung von Gegen
ständen oder des Fensterhebersystems auftritt.
Durch die Beschränkung der Linearregelung auf wenige Zeit
räume eines gesamten Verstellvorgangs bzw. auf bestimmte
Teilbereiche des Verstellweges kann die thermische Bela
stung der Halbleiterelemente, das heißt der Transistoren
und Mosfets, begrenzt werden, so daß keine Gefährdung der
Schaltkreiselemente auftritt.
Da das Stellglied vom gleichen Strom durchflossen wird wie
der Elektromotor, kann als zusätzliche Maßnahme auch ein
einfacher Übertemperaturschutz für den Elektromotor und ein
als Transistor oder Mosfet ausgebildetes Stellglied reali
siert werden, zumal bekannte Leistungs-Halbleiter die
eigene Betriebstemperatur erfassen können, um eine thermi
sche Zerstörung des Halbleiters auszuschließen. Bei Verwen
dung eines Halbleiters ohne Temperaturerfassung kann dieser
beispielsweise mit einem temperaturabhängigen Widerstand
oder dergleichen thermisch gekoppelt werden, um bei Errei
chen einer kritischen Temperatur den Halbleiter abzuschal
ten und die weitere Stromzufuhr zum Elektromotor damit zu
unterbrechen.
Eine weitere Maßnahme zum Schutz von Transistoren oder
Mosfets vor thermischer Zerstörung besteht darin, die
Transistoren oder Mosfets mit einer gut wärmeableitenden
Fläche zu verbinden, beispielsweise mit dem Trägerblech
eines Türmoduls im Falle eines Fensterhebersystems, durch
Aufkleben auf eine mit einer Kühlfläche versehene oder als
Kühlfläche ausgebildete Schaltungsplatine oder durch
Verbinden mit thermisch gut leitenden metallischen Bauteile
in einer Kraftfahrzeugtür, einem Kraftfahrzeugdach oder der
gleichen.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf
die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispie
le, sondern es ist eine Anzahl von Varianten denkbar,
welche von der in der Zeichnung und Beschreibung dargestell
ten Lösung auch bei grundsätzlich andersgearteten Ausführun
gen Gebrauch macht.
Claims (24)
1. Verfahren zum Steuern und Regeln eines Verstellan
triebs in Kraftfahrzeugen, insbesondere eines Ver
stellantriebs für Fensterheber, Schiebedächer, Sitzver
stellungen, Zentralverriegelungen oder dergleichen,
bei dem die Verstellgeschwindigkeit und/oder die Ver
stellkraft in Abhängigkeit von Abweichungen des Istwer
tes der Verstellgeschwindigkeit oder der Verstellkraft
von vorgegebenen Sollwerten der Verstellgeschwindig
keit oder Verstellkraft verändert wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellgeschwindigkeit und/oder die Verstell kraft linear geregelt wird bzw. werden.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstellgeschwindigkeit und/oder die Verstell kraft linear geregelt wird bzw. werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehzahl oder das Drehmoment eines aus einer
Gleichspannungsquelle (6) gespeisten Elektromotors (2)
des Verstellantriebs (1) geregelt wird, indem der Mo
torstrom und/oder die Motorspannung des Elektromo
tors (2) mittels eines Stellgliedes (3) in Abhängig
keit von Abweichungen der Ist-Drehzahl oder des
Ist-Drehmoments von der vorgegebenen Soll-Drehzahl
oder einem vorgegebenen Soll-Drehmoment verändert
wird, und daß der Motorstrom oder die Motorspannung
linear geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuerung oder Regelung des Elektromotors (2) auf
einen kurzen Zeitraum in Bezug auf die Verstelldauer
des Verstellantriebs (1) beschränkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Steuerung oder Regelung des Elektromo
tors (2) auf mehrere kurze Zeitintervalle in Bezug auf
die Verstelldauer des Verstellantriebs (1) beschränkt
wird, zwischen denen längere Phasen eines ungeregelten
Elektromotors (2) liegen.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromo
tor (2) nur innerhalb vorbestimmter Verstellberei
che (B) des Verstellantriebs (1) gesteuert oder gere
gelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Elektromotor (2) in einem vorgegebenen Bereich (B)
vor einer Schließstellung des Verstellantriebs (1) ge
steuert oder geregelt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stell
glied (3) gesperrt wird, wenn während des Steuerungs-
oder Regelungszeitraumes eine vorgegebene Strom-Zeit
fläche oder Temperatur des Stellgliedes (3) überschrit
ten wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne das Stell
glied (3) wieder freigegeben und das vorgegebene Steue
rungs- oder Regelungsintervall fortgesetzt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einklemmge
fährdeten Verstellantrieben, wie Fensterheber, Schiebe
dächer oder dergleichen, die Verstellkraft des Ver
stellantriebs (1) auf einen vorgegebenen Wert begrenzt
wird und daß in einem vorbestimmten Teilbereich (B)
des Verstellweges, vorzugsweise in einem Bereich
zwischen 25 mm und 4 mm vor der Schließstellung des
Verstellantriebs (1) ein der Verstellkraft proportiona
ler Parameter des Elektromotors (2), vorzugsweise der
Motorstrom oder das Motor-Drehmoment, auf einen von
der Verstellposition abhängigen Grenzwert geregelt
wird, der der maximal zulässigen Überschußkraft (die
Kraft, die die zum Verstellen des Verstellantriebs
benötigte Kraft übersteigt) an der jeweiligen Verstell
position entspricht.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach
mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, gekenn
zeichnet durch mindestens ein zwischen der Gleichspan
nungsquelle (6) und dem Elektromotor (2) angeordnetes,
steuerbares, den Motorstrom oder die Motorspannung
linear veränderndes Stellglied (3), dessen Steueran
schluss mit einer Steuer- und Regeleinrichtung (5)
verbunden ist, und einen die Motorspannung oder den
Motorstrom erfassenden und mit der Steuer- und Regel
einrichtung (5) verbundenen Istwertgeber (7).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stellglied (3) aus einem Transistor oder
mehreren, einen Leistungsverstärker bildenden Transi
storen besteht und daß die Lastanschlüsse des Transi
stors oder der Verstärkerschaltung in Reihe zum Elek
tromotor (2) und der Gleichspannungsquelle (6) geschal
tet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transistor aus einem Feldeffekt-Transistor,
vorzugsweise aus einem Mosfet (3; 31-34) besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drain- und Source-Elektroden des Feldeffekt-
Transistors (3) mit einem Pol der Spannungsquelle (6)
und einer Motorklemme verbunden sind und daß die
Gate-Elektrode des Feldeffekt-Transistors (3) mit
einer einen analogen Steuerstrom oder eine analoge
Steuerspannung abgebenden Steuer- oder Regeleinrich
tung (5) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leistungsverstärker aus einem im Gegentakt-A-
Betrieb, Gegentakt-B-Betrieb oder Gegentakt-AB-Betrieb
betriebenen, vorzugsweise als Emitterfolger oder
komplementärer Emitterfolger ausgebildeten Verstärker
besteht.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuer- oder Regeleinrichtung (5) aus einem Mikropro
zessor (5) mit vorgegebenem Regelalgorithmus besteht,
der über einen Analog/Digital-Wandler (52) mit einem
analogen Istwertgeber (7) und über einen Digital/Ana
log-Wandler (41, 42) mit dem Steueranschluss des Fel
deffekt Transistors (3) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß der Istwertgeber (7) aus einem parallel zu den
Klemmen des Elektromotors (2) geschalteten Spannungs
teiler (71, 72) besteht.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Digital/Analog-Wandler aus einem
Tiefpassfilter (41) und einem Analogtreiber (42) be
steht, die mit einem Pulsweitenmodulationsausgang (51)
des Mikroprozessors (5) verbunden sind.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
Klemmen des Elektromotors (2) mit einem Relais (9)
verbunden sind, dessen Lastkontakte mittels des Mikro
prozessors (5) umsteuerbar sind.
19. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das
Stellglied aus einer Halbleiter-Brückenschaltung mit
vier Transistoren (31-34) besteht, an dessen eine
Brückendiagonale die Spannungsquelle (6) angeschlossen
ist und in dessen andere Brückendiagonale der Elektro
motor (2) geschaltet ist und daß die Steueranschlüsse
der Transistoren (31-34) mit der Steuer- und Regelein
richtung (5) verbunden sind.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß in jeweils einem Brückenzweig zwei im Gegentakt
betriebene, statisch ein- oder ausgeschaltete Transi
storen (31, 32) und in den anderen Brückenzweigen zwei
linear betriebene Transistoren (33, 34) angeordnet
sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß parallel zu den Lastenanschlüssen der Transistoren
(31-34) Freilaufdioden (10) geschaltet sind.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß die im Gegentakt ein- und ausgeschalte
ten Transistoren (31, 32) über einen Treiber (43, 44)
mit einem digitale Signale abgebenden Ausgang (53) des
Mikroprozessors (5) und die linear betriebenen Transi
storen (33, 34) über einen Tiefpassfilter (45, 47) und
einen Analogtreiber (46, 48) mit einem Pulsweitenmodu
lationsausgang (51) des Mikroprozessors (5) verbunden
sind.
23. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden
Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß
parallel zu den linear betriebenen Transistoren (33,
34) jeweils ein Spannungsteiler (74, 75; 76, 77)
geschaltet ist, der über je eine Spannungsrückkopp
lungsleitung (78, 79) mit einem Analog/Digital-Wand
ler (52) des Mikroprozessors (5) verbunden ist.
24. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche 19
bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren
aus Mosfets (31-34) bestehen und daß die Freilaufdi
oden (10) parallel zu den Drain-Source-Elektroden der
Mosfets (31-34) geschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19944964A DE19944964A1 (de) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | Verfahren zum Steuern und Regeln eines Verstellantriebs in Kraftfahrzeugen |
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DE19944964A DE19944964A1 (de) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | Verfahren zum Steuern und Regeln eines Verstellantriebs in Kraftfahrzeugen |
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ID=7922611
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DE19944964A Ceased DE19944964A1 (de) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | Verfahren zum Steuern und Regeln eines Verstellantriebs in Kraftfahrzeugen |
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