DE202005019464U1

DE202005019464U1 - Verstelleinrichtung sowie elektronische Baugruppe

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Publication number: DE202005019464U1
Application number: DE202005019464U
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: US7388339B2; US20070133958A1

Abstract

Verstelleinrichtung (1) für ein Stellorgan (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Motor (4) zur Betätigung des Stellorgans (2), mit einem Sensorelement (5) zur Erfassung eines den Motor (4) charakterisierenden Parameters und mit einer mit dem Sensorelement (5) und dem Motor (4) verbundenen Steuereinheit (6) zur Steuerung des Motors (4), wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist,
– den Verlauf des den Motor (4) charakterisierenden Parameters oder eines davon abgeleiteten Signals über den Stellweg aufzunehmen,
– den aufgenommenen Verlauf mit einer stellwegsabhängigen Abschaltschwelle zu vergleichen,
– bei Überquerung der Abschaltschwelle den Antrieb zu stoppen und/oder zu reversieren und
– die Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einer Ausschaltdauer des Stellorgans (2) zu verändern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für ein Stellorgan eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter eine elektronische Baugruppe zur Steuerung des Antriebs eines Stellorgans eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit dem Erkennen eines Einklemmfalles, d.h. mit dem Erkennen eines Hindernisses im Stellweg des Stellorgans.
Unter einem Stellorgan eines Kraftfahrzeugs wird vorliegend jedes in einem Kraftfahrzeug beweglich angeordnete Element verstanden, welches von einem Motor gegenüber einem feststehenden Teil des Kraftfahrzeugs, wie insbesondere der Karosserie, verfahren, bewegt, geöffnet oder geschlossen werden kann. Ein derartiges Stellorgan stellen beispielsweise die Fenster oder Scheiben, elektrisch betätigbare Türen, insbesondere eine Heckklappe, ein Schiebedach oder ein Kraftfahrzeugsitz dar.
Zum Betätigen des Stellorgans wird ein insbesondere elektrisch angetriebener Motor eingesetzt. Bei der Betätigung des Stellorgans besteht das Problem, dass sich im Stellweg des Stellorgans unvorhergesehenermaßen ein Hindernis befindet. Ein solcher Einklemmfall muss insbesondere im Falle eines menschlichen Körperteils als Hindernis sicher detektiert und entsprechende Gegenmaßnahmen, wie z.B. ein Stoppen oder Reversieren des Motors, eingeleitet werden.
Zur Detektion eines Einklemmfalles ist es beispielsweise bekannt, während der Betätigung des Stellorgans mit einem Sensorelement einen den Motor charakterisierenden Parameter zu detektieren und bei Abweichung gegenüber einem Normalbetrieb auf einen Einklemmfall zu schließen. Beispielsweise ist aus der DE 10 2005 000 753 A1 bekannt, das Drehmoment des Motors oder ein zum Drehmoment des Motors korrelierendes Signal über den Verstellweg des Stellorgans aufzunehmen und einen Einklemmfall zu detektieren, wenn das aufgenommene Signal oder Drehmoment eine Ansprechschwelle überschreitet. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, die Ansprechschwelle aktuell während der Verstellung des Stellorgans anzupassen, wobei eine zunehmende zeitliche oder örtliche Änderung des korrelierenden Signals berücksichtigt wird.
Zwar vermag eine derart lernfähige Verstelleinrichtung ein Fehlreversieren des Motors insbesondere bei einer Alterung des Systems zu verhindern. Eine Fehlreversierung bei kurzfristiger Betätigung mit geänderter Gängigkeit des Antriebs ist jedoch nachteiligerweise nicht ausgeschlossen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verstelleinrichtung anzugeben, die eine möglichst geringe Wahrscheinlichkeit zur Detektion eines falschen Einklemmfalles aufweist. Weiter soll eine elektronische Baugruppe zur Steuerung des Antriebs mit gleichen Vorteilen angegeben werden.
Die erstgenannte, eine Vorrichtung betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verstelleinrichtung für ein Stellorgan eines Kraftfahrzeugs gelöst, die einen Motor zur Betätigung des Stellorgans, ein Sensorelement zur Erfassung eines den Motor charakterisierenden Parameters und eine mit dem Sensorelement und dem Motor verbundene Steuereinrichtung zur Steuerung des Motors umfasst. Dabei ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, den Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters oder eines davon abgeleiteten Signals über den Stellweg aufzunehmen, den aufgenommenen Verlauf mit einer stellwegsabhängigen Abschaltschwelle zu vergleichen, bei Überquerung der Abschaltschwelle den Antrieb zu stoppen und/oder zu reversieren und die Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einer Ausschaltdauer des Stellorgans zu verändern.
Die Erfindung geht in einem ersten Schritt von der Beobachtung aus, dass bei einem erstmaligen Betätigen des Stellorgans nach einer Ausschaltzeit des Stellorgans eine fehlerhafte Detektion eines Einklemmfalles gehäuft auftritt.
In einem zweiten Schritt geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass eine derartige Fehldetektion ihre Ursache darin hat, dass sich während der Ausschaltzeit die Gängigkeit des Systems ändert. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass sich im Antrieb die lange Standzeit des Stellorgans mechanisch einprägt, was zu lokalen Schwergängigkeiten und damit zu gehäuften Fehldetektionen führt. Auch können äußere Effekte wie Temperatur, Feuchtigkeit etc. während der Standzeit die Gängigkeit des Systems insgesamt beeinflussen.
In einem dritten Schritt erkennt die Erfindung, dass sich eine derartige Fehldetektion vermeiden lässt, wenn die Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einer Ausschaltdauer des Stellorgans verändert wird. Durch Berücksichtigung der Ausschaltdauer kann dann nämlich die Abschaltschwelle entsprechend so verändert werden, wie es der zu erwartenden Gängigkeit des Systems entspricht. Hierzu kann es sowohl erforderlich sein, die Abschaltschwelle anzuheben als auch, sie abzusenken. Die Vorzeichenwahl der Änderung hängt hierbei von dem den Motor charakterisierenden Parameter ab. Wird beispielsweise die Drehzahl als den Motor charakterisierender Parameter verwendet, so empfiehlt es sich, die Abschaltschwelle abzusenken, da sich eine Schwergängigkeit durch eine verringerte Drehzahl manifestiert. Umgekehrt verhält es sich bei der Verwendung des Drehmoments als den Motor chrakterisierenden Parameter. In diesem Fall empfiehlt sich ein Anheben der Abschaltschwelle, da ein Schwergängigkeit durch ein erhöhtes Drehmoment angezeigt wird. Die Änderung der Abschaltschwelle kann insbesondere auch aus der Ausschaltzeit berechnet werden, wozu Erfahrungswerte oder Modellvorhersagen berücksichtigt werden können. Auch können weitere Parameter mit in die Berechnung einfliessen.
Insbesondere kann ein funktionaler Zusammenhang implementiert sein, der die Abhängigkeit der Abschaltschwelle oder die Abhängigkeit einer Änderung der Ab schaltschwelle von der Ausschaltdauer angibt. Dabei können insbesondere auch weitere Parameter einfließen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Abhängigkeit der Abschaltschwelle von der Ausschaltdauer in einem Kennfeld in der Steuereinheit abgelegt sein. Dabei kann jeder Ausschaltdauer ein Änderungswert für die Abschaltschwelle oder eine entsprechende mathematische Formel zur Berechnung einer neuen aus einer alten Abschaltschwelle vorgegeben sein. Das Kennfeld kann stunden-, tag- oder monatsgenau erstellt sein.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, die Abschaltschwelle derart zu verändern, dass die Empfindlichkeit für die Feststellung eines Einklemmfalles verringert wird. In der Regel ist davon auszugehen, dass sich nach einer längeren Standzeit bzw. Ausschaltdauer des Stellorgans eine Schwergängigkeit des Systems eingestellt hat. Dies liegt daran, dass – wie bereits erwähnt – sich die während der Standzeit gegebene Position des Stellorgans in die Mechanik des Antriebs einprägt. Auch können sich während einer Standzeit Schmierrückstände, Schmutz, etc. im mechanischen Antrieb ablagern, wodurch das System insgesamt ebenfalls schwergängiger wird. Wird die Abschaltschwelle nun derart verändert, dass die Empfindlichkeit für die Feststellung eines Einklemmfalles verringert wird, so wird bei einer derart aus einer Standzeit resultierenden Schwergängigkeit kein fehlerhafter Einklemmfall detektiert.
Führt andererseits die Standzeit zu einer leichteren Gängigkeit des mechanischen Antriebs, so würde dies nicht zu einer Erhöhung der Wahrscheinlichkeit eines Fehldetektierens eines Einklemmfalles führen, sondern es könnte passieren, dass ein gegebener Einklemmfall nicht erkannt wird. Der Benutzer würde hierbei bei einem erstmaligen Betätigen nach einer Standzeit keine Fehlfunktion der Verstelleinrichtung bemerken. Nach einer wiederholten Betätigung würde zudem eine selbstlernende Verstelleinrichtung die Abschaltschwelle erneut angepasst haben.
Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, die Abschaltschwelle um einen Offset-Wert zur Erhöhung des Abstands gegenüber dem Verlauf zu verschieben. Mit anderen Worten wird die vor dem Stillstand des Stellorgans in der Steuereinheit vorgesehene Abschaltschwelle, die beispielsweise lokalen Gegebenheiten entlang des Stellwegs insbesondere durch Selbstlernen angepasst ist, insgesamt um einen Offset-Wert derart verschoben, dass der Verlauf der Abschaltschwelle zum Verlauf des Parameters einen erhöhten Abstand aufweist. Hierdurch wird eine höhere Abweichung des den Motor charakterisierenden Parameters vom Sollwert zugelassen, wodurch die Empfindlichkeit für einen Einklemmfall insgesamt erniedrigt wird. Wird beispielsweise als den Motor charakterisierender Parameter dessen Drehzahl aufgenommen, so verringert sich die Drehzahl bei einer lokalen Schwergängigkeit. Hier muss die Abschaltschwelle insgesamt abgesenkt werden. Wird das Drehmoment des antreibenden Motors als den Motor charakterisierender Parameter detektiert, so erhöht sich dieses bei Verschlechterung der Gängigkeit des Systems. Folglich muss hierbei die Abschaltschwelle angehoben werden, um eine verringerte Detektionsempfindlichkeit zu erhalten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, die Abschaltschwelle lokal an vorgegebenen Stellwegwerten zu ändern. Diese Variante bietet den Vorteil, dass die Empfindlichkeit zur Detektion eines Einklemmfalles an vielen Stellen entlang des Stellweges nicht beeinflusst wird. Lediglich an lokal bekannten Verstellpositionen wird die Abschaltschwelle angepasst, um die Wahrscheinlichkeit für eine Fehldetektion eines Einklemmfalles und somit für einen Fehlbetrieb, wie beispielsweise dem Reversieren des Motors, zu verringern.
Als vorgegebene lokale Stellwegwerte können insbesondere bekannte Schwergängigkeitsstellen vorgesehen werden oder es können die Stellwegwerte anhand der gegebenen Antriebscharakteristik aus einer Stellorganstellung vorherberechnet werden. Letzterer Fall bietet sich insbesondere für einen mechanischen Antrieb an, in den die Position des Stellorgans während einer Stillstandzeit einge prägt ist. Eine solche Störstelle kann auch dadurch auftreten, dass beispielsweise bei einer hohen Außentemperatur das Stellorgan geschlossen wird. Hierbei arbeitet der antreibende Motor mit großer Kraft bzw. mit hohem Moment, wobei eine entsprechende Krafteinwirkung auf einen Zahn eines Antriebs-Zahnrades einwirkt. Ein solcher lokaler Defekt führt während der Betätigung des Stellorgans zu einer periodisch wiederkehrenden Schwergängigkeit, an der bei einem ersten Betätigen nach einer Stillstandszeit die beispielsweise zuvor erlernte Abschaltschwelle überschritten wird. Dem wird dadurch vorgebeugt, dass die periodisch wiederkehrende Schwergängigkeit vorherberechnet und an dieser Stelle die Empfindlichkeit zur Detektion eines Einklemmfalles durch eine entsprechende Änderung der Abschaltschwelle herabgesetzt wird.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit weiter dafür eingerichtet, die Änderung der Abschaltschwelle als Funktion der Zeit rückgängig zu machen. Hierzu kann beispielsweise die Anzahl der Betätigungen des Stellorgans nach einer Stillstandszeit berücksichtigt werden. Da sich die durch eine Stillstandszeit des Stellorgans ergebenden Änderungen im Antrieb nach einer entsprechenden Betätigungsdauer wieder normalisieren, ist diese Ausgestaltung zweckmäßig, um die Empfindlichkeit zur Detektion eines Einklemmfalles wiederum auf den gewünschten Wert zu bringen. Alternativ kann auch nach einer vorgegebenen Zeit die Änderung rückgängig gemacht werden. Auch ist es vorstellbar, die Änderung in Stufen oder mit einem mit der Zeit korrelierten Verringerungsfaktor allmählich zurückzunehmen. Auch kann die Änderung nach einer Exponentialfunktion mit der Zeit rückgängig gemacht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, die Änderung der Abschaltschwelle in Abhängigkeit von dem erfassten tatsächlichen Verlauf rückgängig zu machen. Wird insbesondere bei einem erstmaligen Betätigen des Stellorgans keine Veränderung des aufgenommenen Verlaufs des den Motor charakterisierenden Parameters erfasst, so kann die Änderung der Abschaltschwelle sofort zurückgenommen werden.
Sowohl für die Vornahme der Änderung als auch für deren Rücknahme kann es vorteilhaft sein, diese Änderung in Stufen durchzuführen. Dies erlaubt eine Berücksichtigung aktueller Gegebenheiten, da die nächste Änderungsstufe z.B. in Abhängigkeit von einer vorhandenen Schwergängigkeit ein- oder abgeschaltet werden kann.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, die Änderung der Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einem den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und/oder die Umgebung charakterisierenden Parameter vorzunehmen. Dies erlaubt eine Wichtung der von der Ausschaltdauer abhängigen Änderung der Abschaltschwelle mit einem derartigen Parameter. Beispielsweise kann es während einer kurzen Ausschaltdauer zu einer starken Temperaturveränderung kommen, woraus geschlossen werden kann, dass eine starke Änderung der Abschaltschwelle erforderlich ist. Andererseits kann eine lange Ausschaltdauer zu keiner Änderung des Antriebssystems führen, da äußere Parameter konstant geblieben sind. Als den die Umgebung und/oder den Betriebszustand charakterisierender Parameter ist vorteilhafterweise eine Außentemperatur, ein Temperaturverlauf, ein Temperaturunterschied zwischen Kraftfahrzeug und Außentemperatur und/oder eine Batteriespannung vorzusehen. Nimmt beispielsweise während einer längeren Standzeit des Kraftfahrzeugs die Batteriespannung ab, so verringert sich hierdurch die Drehzahl des das Stellorgan antreibenden Motors. Diese Änderung kann bei der Vorhersehung der Änderung des Abschaltwertes berücksichtigt werden. Im Falle der Drehzahl als den Motor charakterisierenden Parameter muss hierbei die Abschaltschwelle abgesenkt werden.
Da für die Änderung der Gängigkeit des Systems nicht nur der zeitlich punktuelle Wert eines Außenparameters vor und nach der Stillstandszeit maßgeblich ist, sondern auch dessen Verlauf während der Stillstandszeit, ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit dafür eingerichtet ist, während einer Standzeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere in vorgegebenen Intervallen, den den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und/oder die Umgebung charakterisierenden Parameter zu erfassen. Hierzu kann die Steuereinheit beispielsweise in vorgegebenen Intervallen die Elektronik des Kraftfahrzeugs aufwecken, den Parameter erfassen und einen Verlauf des Parameters während der Ausschaltzeit ermitteln. Dieser Verlauf kann dann bei der Berechnung der vorgesehenen Änderung des Abschaltwertes berücksichtigt werden.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Steuereinheit dafür eingerichtet, aus dem aufgenommenen Verlauf abschnittsweise einen Abschaltschwellenwert und einen dem Verlauf näheren Nachführwert zu ermitteln, wenn der Verlauf den Nachführwert im vorherigen Abschnitt nicht quert und den Abschaltschwellenwert festzuhalten, wenn der Verlauf im vorherigen Abschnitt den Nachführwert quert.
Mit einer derartigen Ausgestaltung wird selbstlernend der Verlauf der Abschaltschwelle, die ein Abschalten oder ein Reversieren des antreibenden Motors festlegt, bei einer Betätigung des Stellorgans den tatsächlich vorliegenden Bedingungen angepasst. Hierzu wird ein stellwegsabhängiger Nachführwert festgelegt, der dem Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters näher liegt als die gegebene Abschaltschwelle bzw. der abschnittsweise gegebene Abschaltschwellenwert. Abhängig vom stellwegsabhängigen Nachführwert wird die Abschaltschwelle beibehalten oder angepasst. Hierzu wird entlang des Stellweges abschnittsweise überprüft, ob der gegebene Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters den gegebenen Nachführwert quert. Ist dies nicht der Fall, so wird für den nachfolgenden Abschnitt aus dem gegebenen Wert des den Motor charakterisierenden Parameters ein neuer Abschaltschwellenwert und ein neuer Nachführwert berechnet. Dies kann beispielsweise durch eine Integration aus dem bisherigen Verlauf, wobei Erfahrungswerte einfließen oder bekannte Gegebenheiten über den Stellweg des Stellorgans berücksichtigt werden können, erfolgen. Auch kann ein gegebener Verlauf des Abschaltwertes entsprechend den realen Umständen angepasst werden. Quert der gemessene Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters den im Abschnitt vorgegebenen Nachführwert, so wird der Abschaltschwellenwert für den nachfolgenden Abschnitt festgehalten. Quert der Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters dann im nachfolgenden Abschnitt den festgehaltenen Abschaltschwellenwert, so wird ein Ein klemmfall erkannt. Der Motor wird gestoppt oder reversierend angetrieben. Quert im nachfolgenden Abschnitt der Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters lediglich den Nachführwert, so bleibt der alte Abschaltschwellenwert weiter bestehen. Quert im nachfolgenden Abschnitt der Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters weder den Nachführwert noch den vorgegebenen Abschaltschwellenwert, so wird für den übernächsten Abschnitt ein neuer Nachführwert und ein neuer Abschaltschwellenwert bestimmt.
Durch diese Maßnahmen werden sich ändernde Gegebenheiten während des Stellwegs des Stellorgans erlernt. Die Abschaltschwelle wird während der Betätigung des Stellorgans festgelegt. Die Kombination eines derartigen Verfahrens mit der beschriebenen Berücksichtigung einer längeren Ausschaltdauer des Stellorgans führt insbesondere auch beim erstmaligen Einschalten des Stellorgans nach einer längeren Ausschaltdauer zu einem Vermeiden der Fehldetektion eines Einklemmfalles. Durch wiederholtes Betätigen des Stellorgans wird dann die Abschaltschwelle und der Nachführwert den tatsächlichen Gegebenheiten angepasst.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist als Sensorelement eine Drehzahlerfassungseinrichtung, insbesondere ein Hall-Sensor, vorgesehen, wobei die Steuereinheit dafür eingerichtet ist, als Verlauf des den Motor charakterisierenden Parameters die Rotationszeit, die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors über den Verstellweg aufzunehmen. Sowohl die Rotationszeit, die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors stellen den Motor charakterisierende Parameter dar, aus dessen Verlauf auf die Gängigkeit des Stellorgans in Abhängigkeit vom Stellweg zu schließen. Beispielsweise nimmt bei einer vorgegebenen Steuerspannung die Rotationszeit und die Drehzahl des Motors bei einer Schwergängigkeit im Stellweg des Stellorgans ab. Wird beispielsweise aus der aufgenommenen Leistung und einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors auf dessen Drehmoment rückgeschlossen, so ist dieses an Stellen einer Schwergängigkeit im Stellweg des Stellorgans erhöht.
Natürlich ist es nicht ausgeschlossen, als den Motor charakterisierende Größen eine Antriebsspannung oder einen Antriebsstrom heranzuziehen. Eine einfache und zuverlässige Möglichkeit, einen den Motor charakterisierenden Parameter zu erhalten, ist es jedoch, eine Drehzahlerfassungseinrichtung einzusetzen. Bewährt hat sich hierzu insbesondere ein Hall-Sensor, der zur Drehzahl proportionale Impulse abgibt. Hierzu wird ein Ringmagnet auf die Antriebsachse montiert. Das bei Drehung infolge des Ringmagneten zeitlich veränderliche Magnetfeld induziert im Hall-Sensor eine periodische Hall-Spannung. Durch Zählen der vom Hall-Sensor generierten Spannungsimpulse kann der Stellweg des Stellorgans ortsaufgelöst erfasst werden. Insofern bietet sich diese Ausgestaltung auch dazu an, an bekannten Schwergängigkeit die Abschaltschwelle lokal zu verändern.
Die auf eine Baugruppe gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektronische Baugruppe zur Steuerung des Antriebs eines Stellorgans eines Kraftfahrzeugs gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst, die einen Mikroprozessor aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den auf eine Baugruppe gerichteten Unteransprüchen. Dabei sind die vorgenannt für eine Vorrichtung beschriebenen Vorteile sinngemäß auf die vorteilhaften Ausgestaltungen der Baugruppe zu übertragen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 schematisch eine Verstelleinrichtung zur Ansteuerung einer elektrisch antreibbaren Seitenscheibe eines Kraftfahrzeugs.
In 1 ist schematisch eine Verstelleinrichtung 1 dargestellt, die der Ansteuerung einer elektrisch antreibbaren Seitenscheibe als ein betätigbares Stellorgan 2 eines Kraftfahrzeugs dient. Als Teil des Kraftfahrzeugs ist eine Seitentür 3 gezeigt, dessen Seitenscheibe als Stellorgan 2 von einem in der Türverkleidung angeordneten elektrischen Motor 4 geöffnet und geschlossen werden kann. Das Stellorgan 2 ist in halb geöffneter Stellung eingezeichnet.
Dem Motor 4, der aufgrund des teilentfernten Türaußenbleches gut erkennbar ist, ist als Sensorelement 5 ein Hall-Sensor zugeordnet, der mittels eines auf der Antriebsachse des Motors 4 platzierten Ringmagneten die Drehzahl des Motors 4 misst.
Die Verstelleinrichtung 1 umfasst neben dem Stellorgan 2 und dem zugeordneten Motor 4 sowie dem Motor 4 zugeordneten Sensorelement 5 eine Steuereinheit 6, die über eine Steuerleitung 8 sowohl mit dem Motor 4 als auch mit dem Sensorelement 5 verbunden ist. Über die Steuerleitung 8 werden dabei sowohl Steuersignale von der Steuereinheit 6 zu dem Motor 4 gesendet, als auch Informationen über die Stellung des Stellorgans 2 sowie über die Drehzahl des Motors 4 empfangen. Als derartige Signale fungieren beispielsweise die Spannungsimpulse des Hall-Sensors.
Zur Ansteuerung des Motors 4 sendet die Steuereinheit 6 entsprechende Steuersignale über die Steuerleitung 8. Der Motor 4 betätigt daraufhin über ein nicht näher dargestelltes Antriebselement 10 das Stellorgan 2. Die als Stellorgan 2 dargestellte Seitenscheibe wird entsprechend in Richtung der Pfeile 11 dann entweder geschlossen oder geöffnet.
Zur Ansteuerung des Stellorgans 2 weist die Steuereinheit 6 eine elektronische Baugruppe 13 auf, die einen Mikroprozessor 14 umfasst. Weiter sind der Steuereinheit 6 über Anschlussleitungen 16 und 17 und Anschlüssen 18 bzw. 19 ein Temperatursensor 20 sowie ein Spannungssensor 21 zugeordnet. Zur Generierung der entsprechenden Messdaten ist dem Temperatursensor 20 und dem Spannungssensor 21 eine Messelektronik 24 zugeordnet. Die Messelektronik 24 kann über eine Steuerleitung 26 von der Steuereinheit 6 betätigt werden.
Während der Betätigung des Stellorgans 2 mittels des Motors 4 registriert die Steuereinheit 6 über die Spannungsimpulse des als Sensorelement 5 eingesetzten Hall-Sensors als den Motor charakterisierenden Parameter seine Drehzahl. Mit anderen Worten erhält die Steuereinheit 6 während einer Betätigung des Stellorgans 2 einen Verlauf der Drehzahl über den Stellweg. In dem Mikroprozessor 14 wird aus dem gewonnenen Drehzahlverlauf basierend auf Erfahrungswerten abschnittsweise jeweils ein Abschaltschwellenwert und ein Nachführwert für den Drehzahlverlauf erzeugt. Der Drehzahlverlauf wird mit der entsprechend errechneten Abschaltschwelle abschnittsweise verglichen. Als Abschnitt kann beispielsweise eine oder mehrere Vollumdrehungen des Motors definiert sein. Fällt die Drehzahl innerhalb des beobachteten Abschnitts unter den Nachführwert, so wird für den nachfolgenden Abschnitt kein neuer Abschaltschwellenwert errechnet. Andernfalls wird der Abschaltschwellenwert aus dem gegebenen Verlauf für den nachfolgenden Abschnitt ermittelt. Fällt die ermittelte Drehzahl unter den Abschaltschwellenwert, so wird der Motor reversierend angetrieben. Es ist ein Einklemmfall erkannt. Somit lernt die Steuerung, sich an geänderte Gegebenheiten während der Betätigung des Stellorgans 2 im Verlauf des Stellwegs anzupassen.
Gleichzeitig erfasst die Steuereinheit 13 eine Ausschaltdauer des Stellorgans 2. Während der Ausschaltdauer des Stellorgans 2 wird weiter in vorgegebenen zeitlichen Abständen durch die Steuereinheit 6 die Messelektronik 24 aktiviert. Auf diese Art und Weise erhält die Steuereinheit 6 während der Ausschaltdauer des Stellorgans 2 den durch die entsprechenden Messstellen generierten Verlauf der Außentemperatur und der Batteriespannung. Hierzu werden bei aktivierter Messelektronik 24 die generierten Messdaten des Temperatursensors 20 bzw. des Spannungssensors 21 abgerufen.
In der Steuereinheit 6 ist eine Wertetabelle abgelegt, die taggenau für eine gemessene Ausschaltdauer eine Berechnungsfunktion enthält, die ausgehend von dem ermittelten Temperaturverlauf und der ermittelten Batteriespannung einen Offset-Wert bestimmt, durch welchen die Abschaltschwelle erniedrigt wird. Bei einem erstmaligen Betätigen des Stellorgans 2 nach einer Ausschaltdauer führt dies zu einem Absenken der Empfindlichkeit zur Detektion eines Einklemmfalles. Der Offset-Wert wird allmählich zurückgenommen. Insbesondere geschieht dies durch den beschriebenen selbstlernenden Algorithmus.
In einer weiteren Variante sind in der Steuereinheit 6 lokale Schwergängigkeiten im Stellweg des Stellorgans 2 gespeichert. Auch werden ausgehend von der Ruhestellung des Stellorgans 2 während einer Ausschaltdauer durch Einprägung in der Mechanik resultierende periodische Schwergängigkeit entlang des Stellwegs berechnet. Der aus der Wertetabelle entnehmbare bzw. errechenbare Offset-Wert wird an diesen lokalen Schwergängigkeiten bei einem erstmaligen Betätigen des Stellorgans 2 nach einer Ausschaltdauer entsprechend der gegebenen Abschaltschwelle abgezogen.

1: Verstelleinrichtung
2: Stellorgan
3: Seitentür
4: Motor
5: Sensorelement
6: Steuereinheit
8: Steuerleitung
10: Antriebselement
11: Pfeil
13: elektronische Baugruppe
14: Mikroprozessor
16: Anschlussleitung
17: Anschlussleitung
18: Anschluss
19: Anschluss
20: Temperatursensor
21: Spannungssensor
24: Messelektronik
26: Steuerleitung

Claims

Verstelleinrichtung (1) für ein Stellorgan (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Motor (4) zur Betätigung des Stellorgans (2), mit einem Sensorelement (5) zur Erfassung eines den Motor (4) charakterisierenden Parameters und mit einer mit dem Sensorelement (5) und dem Motor (4) verbundenen Steuereinheit (6) zur Steuerung des Motors (4), wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, – den Verlauf des den Motor (4) charakterisierenden Parameters oder eines davon abgeleiteten Signals über den Stellweg aufzunehmen, – den aufgenommenen Verlauf mit einer stellwegsabhängigen Abschaltschwelle zu vergleichen, – bei Überquerung der Abschaltschwelle den Antrieb zu stoppen und/oder zu reversieren und – die Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einer Ausschaltdauer des Stellorgans (2) zu verändern.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Abhängigkeit der Abschaltschwelle von der Ausschaltdauer in einem Kennfeld in der Steuereinheit (6) abgelegt ist.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, die Abschaltschwelle derart zu verändern, dass die Empfindlichkeit für die Feststellung eines Einklemmfalles verringert wird.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, die Abschaltschwelle um einen Offset-Wert zur Erhöhung des Abstands gegenüber dem Verlauf zu verschieben.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, die Abschaltschwelle lokal an vorgegebenen Stellwegwerten zu ändern.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, als vorgegebene Stellwegwerte bekannte Schwergängigkeitsstellen vorzusehen oder die Stellwegwerte anhand der gegebenen Antriebscharakteristik aus einer Stellorganstellung vorherzuberechnen.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, die Änderung der Abschaltschwelle als Funktion der Zeit rückgängig zu machen.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, die Änderung der Abschaltschwelle in Abhängigkeit von dem erfassten tatsächlichen Verlauf rückgängig zu machen.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) für eine stufenweise Änderung der Abschaltschwelle eingerichtet ist.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, die Änderung der Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einem den Betriebszustand des Kraft fahrzeugs und/oder die Umgebung charakterisierenden Parameter vorzunehmen.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 10, wobei die Steuereinheit (6) dafür ausgerichtet ist, als den die Umgebung und/oder den Betriebszustand charakterisierenden Parameter eine Außentemperatur, einen Temperaturverlauf, einen Temperaturunterschied zwischen Kraftfahrzeug- und Außentemperatur, und/oder eine Batteriespannung vorzusehen.
Verstelleinrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, während einer Standzeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere in vorgegebenen Intervallen, den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und/oder die Umgebung charakterisierenden Parameter zu erfassen.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, aus dem aufgenommenen Verlauf abschnittsweise einen Abschaltschwellenwert und einen dem Verlauf näheren Nachführwert zu ermitteln, wenn der Verlauf den Nachführwert im vorherigen Abschnitt nicht quert, und den Abschaltschwellenwert festzuhalten, wenn der Verlauf im vorherigen Abschnitt den Nachführwert quert.
Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei als Sensorelement (5) eine Drehzahlerfassungseinrichtung, insbesondere ein Hall-Sensor, vorgesehen ist, und wobei die Steuereinheit (6) dafür eingerichtet ist, als Verlauf des den Motor (4) charakterisierenden Parameters die Rotationszeit, die Drehzahl oder das Drehmoment des Motors über den Verstellweg aufzunehmen.
Elektronische Baugruppe (13) zur Steuerung des Antriebs eines Stellorgans (2) eines Kraftfahrzeugs mit einem Mikroprozessor (14), die dafür eingerichtet ist, – den Verlauf eines einen Motor (4) charakterisierenden Parameters oder eines davon abgeleiteten Signals über den Stellweg aufzunehmen, – den aufgenommenen Verlauf mit einer stellwegsabhängigen Abschaltschwelle zu vergleichen, – bei Überquerung der Abschaltschwelle den Antrieb zu stoppen und/oder zu reversieren und – die Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einer Ausschaltdauer des Stellorgans (2) zu verändern.
Baugruppe (13) nach Anspruch 15, wobei die Abhängigkeit der Abschaltschwelle von der Ausschaltdauer in einem Kennfeld abgelegt ist.
Baugruppe (13) nach Anspruch 15 oder 16, die dafür eingerichtet ist, die Abschaltschwelle derart zu verändern, dass die Empfindlichkeit für die Feststellung eines Einklemmfalles verringert wird.
Baugruppe (13) nach Anspruch 17, die dafür eingerichtet ist, die Abschaltschwelle um einen Offset-Wert zur Erhöhung des Abstands gegenüber dem Verlauf zu verschieben.
Baugruppe (13) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, die dafür eingerichtet ist, die Abschaltschwelle lokal an vorgegebenen Stellwegwerten zu ändern.
Baugruppe (13) nach Anspruch 19, die dafür eingerichtet ist, als vorgegebene Stellwegwerte bekannte Schwergängigkeitsstellen vorzusehen oder die Stellwegwerte anhand der gegebenen Antriebscharakteristik aus einer Stellorganstellung vorherzuberechnen.
Baugruppe (13) nach einem der Ansprüche 15 bis 20, die dafür eingerichtet ist, die Änderung der Abschaltschwelle als Funktion der Zeit rückgängig zu machen.
Baugruppe (13) nach einem der Ansprüche 15 bis 21, die dafür eingerichtet ist, die Änderung der Abschaltschwelle in Abhängigkeit von dem erfassten tatsächlichen Verlauf rückgängig zu machen.
Baugruppe (13) nach einem der Ansprüche 15 bis 22, die für eine stufenweise Änderung der Abschaltschwelle eingerichtet ist.
Baugruppe (13) nach einem der Ansprüche 15 bis 23, die dafür eingerichtet ist, die Änderung der Abschaltschwelle in Abhängigkeit von einem den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und/oder die Umgebung charakterisierenden Parameter vorzunehmen.
Baugruppe (13) nach Anspruch 24, die dafür eingerichtet ist, als den die Umgebung und/oder den Betriebszustand charakterisierenden Parameter eine Außentemperatur, einen Temperaturverlauf, einen Temperaturunterschied zwischen Kraftfahrzeug- und Außentemperatur, und/oder eine Batteriespannung vorzusehen.
Baugruppe (13) nach Anspruch 24 oder 25, die dafür eingerichtet ist, während einer Standzeit des Kraftfahrzeugs, insbesondere in vorgegebenen Intervallen, den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs und/oder die Umgebung charakterisierenden Parameter zu erfassen.
Baugruppe (13) nach einem der Ansprüche 15 bis 26, die dafür eingerichtet ist, aus dem aufgenommenen Verlauf abschnittsweise einen Abschaltschwellenwert und einen dem Verlauf näheren Nachführwert zu ermitteln, wenn der Verlauf den Nachführwert im vorherigen Abschnitt nicht quert, und den Abschaltschwellenwert festzuhalten, wenn der Verlauf im vorherigen Abschnitt den Nachführwert quert.