DE4000730A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben von fremdkraftbetaetigten teilen mit einklemmgefahr - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Be­ treiben von fremdkraftbetätigten Teilen, bei denen die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen von Personen besteht.

Aus der DE-PS 30 34 118 ist ein Verfahren zur elektronischen Über­ wachung des Öffnungs- und Schließvorgangs von elektrisch be­ triebenen Fensterhebern und Schiebedächern in Kraftfahrzeugen be­ kannt. Der beim Öffnungs- und Schließvorgang des bewegten Teils zu durchlaufende Weg wird in mehrere Bereiche aufgeteilt. In einem ersten und dritten Bereich wird der Elektromotor des Antriebs abge­ schaltet, sobald bei Auftreten eines Blockierzustandes, der durch eine Drehzahlerfassung des Antriebs festgestellt wird, ein zeit­ licher Grenzwert erreicht wird. In einem zweiten Bereich werden beim Schließvorgang von der Drehzahl oder von der Geschwindigkeit des bewegten Teils oder des Antriebsmotors abhängige Meßwerte laufend ermittelt und mit einem auf einen Anfangs-Meßwert bezogenen Grenz­ wert verglichen. Bei Grenzwertüberschreitung wird die Antriebs­ richtung des Elektromotors kurzzeitig umgekehrt und dann der Antrieb abgeschaltet. Der vom bewegten Teil zurückgelegte Weg wird durch Integration eines Drehzahlsignals in einer signalverarbeitenden Anordnung ermittelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben von fremdkraftbetätigten Teilen anzugeben, das unter allen Betriebsbedingungen zuverlässig das Einklemmen von Gegenständen oder Personen durch das Teil zuverlässig erkennt und unverzüglich Gegenmaßnahmen einleitet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung sehen zunächst die Erfassung einer Kenngröße, die einen Bezug zur Betätigungskraft des Teils aufweist, und des von dem Teil zurückgelegten Weges vor. Ermittelt wird anschließend wenigstens eine Ableitung des Verlaufs der Kenngröße nach dem Weg. Unter Ableitung wird die Bildung des Differentialquotienten bei analoger und die Bildung eines Differ­ enzenquotienten bei digitaler Berechnung verstanden. Eine Über­ schreitung eines Grenzwertes, der für das Ergebnis der wenigstens einen Ableitung vorgegeben ist, führt zur Abschaltung des Teils und/oder zur Umkehr der Bewegungsrichtung.

Bereits die Bildung der ersten Ableitung gestattet das Erkennen eines Einklemmvorgangs mit hoher Sicherheit. Die zusätzliche oder alternative Ermittlung höherer Ableitungen, vorzugsweise wenigstens der zweiten Ableitung, erhöht weiter die Detektionssicherheit, weil Änderungen stärker das Ergebnis beeinflussen als bei der ersten Ab­ leitung. Sofern mehr als eine Ableitung gebildet werden, ist jedes Ergebnis mit einem eigenen Grenzwert zu vergleichen, wobei die Grenzwerte unterschiedlich sein können. Die Abschaltung des Teils oder die Umkehr der Bewegungsrichtung erfolgt dann bei nur einem Überschreiten eines Grenzwertes. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung weisen den Vorteil auf, daß die Geschwindigkeit des betätigten Teils unberücksichtigt bleiben kann. Die Geschwindigkeit des Teils kann sich deshalb über den gesamten zurückgelegten Weg in weiten Grenzen ändern, solange das Ergebnis wenigstens einer Ab­ leitung den vorgegebenen Grenzwert nicht übersteigt.

Das erfindungsgemäßen Verfahren und die Vorrichtung ist zum Be­ treiben von Schiebetüren und anderen stationären fremdkraftbe­ tätigten Teilen geeignet, bei denen die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen von Personen besteht. Insbesondere eignet es sich zum Betreiben von Schiebedächern, Fensterhebern, Tür­ schließhilfen und Gurtbringern bei Kraftfahrzeugen. In der Montage­ technik ist es besonders vorteilhaft bei fremdkraftbetätigten Hand­ habungsmaschinen einzusetzen. Ferner eignet es sich zum Betreiben von Rolläden sowie Schranken, insbesondere Parkplatzreservierungs­ teilen.

Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung ergeben sich aus Unteransprüchen. Sofern mehr als eine Ableitung, beispielsweise die erste und zweite, berechnet werden, ergibt sich eine Vereinfachung durch Zusammenfassung der Ergebnisse der Ableitungen und einen anschließenden Vergleich mit einem Grenzwert. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse kann beispiels­ weise durch eine Addition erfolgen, wobei die Summe mit dem Grenz­ wert verglichen wird.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsmäßen Ver­ fahren und der Vorrichtung sieht mehrere Ermittlungen wenigstens einer Ableitung, bezogen auf unterschiedliche Wege vor. Mit dieser Maßnahme ist eine Anpassung an unterschiedliche Gegenstände oder Körperteile von Personen möglich, deren Einklemmung verhindert werden soll. Die unterschiedliche Härte von Gegenständen oder Körperteilen führt zu harten oder entsprechend weichen Einklemmvor­ gängen, die sich unterschiedlich in der Änderung der Kenngröße, be­ zogen auf den Weg, bemerkbar machen. Eine auf eine harte Einklemmung abgestimmte Ermittlung wenigstens einer Ableitung würde beispiels­ weise ein weiches Einklemmen nicht erkennen. Mit der Weiterbildung wird somit schnellstmöglich der Beginn des Einklemmens von unter­ schiedlichen Gegenständen erkennbar. Es ist bereits ausreichend, jeweils die ersten Ableitungen zu berechnen. Eine Erhöhung der Detektionssicherheit ist auch hier durch Ermittlung von höheren Ab­ leitungen, vorzugsweise der ersten und zweiten Ableitung möglich. Die Ergebnisse der mehreren parallel laufenden Berechnungen der Ab­ leitungen werden jeweils mit einem Grenzwert verglichen. Sofern die erste und/oder höhere Ableitungen ebenfalls ermittelt werden, sind auch für diese Ergebnisse getrennte Grenzwerte vorgesehen.

Sofern bei dem Verfahren gemäß Weiterbildung unterschiedliche Ab­ leitungen ermittelt werden, ist auch hier eine Zusammenfassung der ersten und/oder höheren Ableitungen und ein anschließender Vergleich mit einem einzigen Grenzwert möglich. Für die parallel laufenden Berechnungen sind somit nur so viele Grenzwerte vorzusehen, wie Berechnungen durchgeführt werden.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die adaptive Festlegung von Grenzwerten durch Einklemmtests vorgesehen. Mit dieser Maßnahme ist eine Vorgabe von optimalen Grenzwerten jedes einzelnen Teils möglich.

Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung betrifft eine Aufteilung des gesamten Verstellwegs des Teils in mehrere Teilbereiche, denen jeweils eigene Grenzwerte zuge­ ordnet werden. Die Aufteilung in mehrere Teilbereiche ermöglicht die Berücksichtigung von unterschiedlichen Abmessungen der Gegenstände oder Körperteile der Personen.

Eine Signalfilterung in der Erfassung des Verlaufs der Kenngröße erhöht die Zuverlässigkeit des Verfahrens und der Vorrichtung gegen­ über mechanischen Einwirkungen auf das Teil wie beispielsweise Er­ schütterungen und den daraus resultierenden hochfrequenten Störsig­ nalanteilen. Hochfrequente Störsignale würden bei der Ermittlung von höheren Ableitungen zum Tragen kommen und gegebenenfalls einen Ein­ klemmvorgang vortäuschen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders einfach realisierbar, wenn als Kenngröße die Drehzahl eines Antriebs des Teils verwendet wird, die von einem Sensor erfaßt wird. Der zurückgelegte Weg des Teils ist dann in einfacher Weise durch Integration der Drehzahl­ signale berechenbar.

Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung ist möglich durch die Vorgabe einer Mindestdrehzahl, bei deren Unterschreitung das Teil abgeschaltet oder eine Umkehr der Be­ wegungsrichtung veranlaßt wird. Die zusätzliche Überwachung auf eine Mindestdrehzahl schließt auch die Verhinderung des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen von Personen aus, wenn die Ermittlung wenigstens einer Ableitung nicht mehr möglich ist, weil die Drehzahl zu niedrig ist, um eine signifikante Änderung detektieren zu können.

Eine einfache Realisierung des Teils ist mit einem elektromo­ torischen Antrieb möglich.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens und der Vorrichtung bei der Verwendung eines elektromo­ torischen Antriebs sieht eine Korrektur der erfaßten Drehzahl in Abhängigkeit von der Betriebsspannung vor. Eine Änderung der Dreh­ zahl kann sowohl von einem Einklemmen als auch von einer Änderung der Betriebsspannung verursacht sein, wobei eine Unterscheidung zwischen beiden Ursachen in einer signalverarbeitenden Anorndung ohne die entsprechende Korrektur der erfaßten Drehzahl in Abhän­ keit von der Betriebsspannung nicht ohne weiteres möglich wäre. Be­ sonders einfach ist diese Korrektur bei der Verwendung eines Gleich­ strommotor-Antriebs, da eine Veränderung der Betriebsspannung eine Parallelverschiebung der im interessierenden Bereich linearen Dreh­ zahl-Drehmoment-Kennlinie zur Folge hat, wobei der Drehzahlanstieg im betrachteten Arbeitsbereich linear abhängt von der Betriebs­ spannungsänderung. Der Korrekturwert hängt dann von der gemessenen Spannung ab, die mit einem konstanten Wert multipliziert wird.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen des er­ findungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen in Verbindung mit der folgenden Be­ schreibung.

Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Antriebs eines fremdkraftbe­ tätigten Teils und Fig. 2 zeigt einen funktionalen Zusammenhang zwischen Drehzahl und Drehmoment eines Gleichstrom-Elektromotors bei unterschiedlichen Betriebsspannungen.

Fig. 1 zeigt einen Elektromotor 10, der von einer signalverar­ beitenden Anordnung 11 über eine Motortreiberschaltung 12 ange­ steuert wird. Ein Sensor 13 erfaßt die Drehzahl des Motors 10 und leitet sie an die signalverarbeitende Anordnung 11 weiter. Über eine Bedienvorrichtung 14 werden der Anordnung 11 Befehle zum Steuern des Motors 10 gegeben. Ferner kann die Anordnung 11 Signale an die Be­ dienvorrichtung 14 geben, die dort beispielsweise angezeigt werden. Als weitere Eingangsgröße wird der Anordnung 11 die von einem Spannungsmeßgerät 15 erfaßte Betriebsspannung des Elektromotors 10 zugeführt, die beispielsweise aus der Motortreiberschaltung 12 er­ mittelbar ist. Der Elektromotor 10 treibt ein nicht gezeigtes Teil an, bei dem die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körper­ teilen von Personen besteht.

Fig. 2 zeigt einen funktionalen Zusammenhang zwischen der Dreh­ zahl n und dem Drehmoment M eines Gleichstrom-Elektromotors. Einge­ tragen sind drei Kennlinien 16, die bei unterschiedlichen Betriebs­ spannungen U des Elektromotors 10 gelten.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zum Betreiben von fremdkraftbetätigten Teilen, bei denen die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen von Personen besteht, wird anhand des in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbilds und des in Fig. 2 ge­ zeigten funktionalen Zusammenhangs näher erläutert:

Der Elektromotor 10 treibt ein zu betätigendes, in der Figur nicht gezeigtes Teil an, bei dem eine Einklemmgefahr besteht. Anstelle des in Fig. 1 gezeigten Elektromotors 10 kann ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb für das Teil vorgesehen sein. Wesentlich ist die Erfassung einer Kenngröße, die einen Bezug zur Betätigungskraft des Teils aufweist. In Fig. 1 ist hierzu der Sensor 13 vorgesehen, der beispielsweise die Drehzahl n des Motors 10 erfaßt. Anstelle der Motordrehzahl kann eine andere Drehzahl, beispielsweise an einem Getriebe, erfaßt sein. Bei gegebener Drehzahl n ist aus Fig. 2 ein bestimmtes Drehmoment M, und somit eine Betätigungskraft, anhand der Kennlinie angebbar. Der in Fig. 2 gezeigte funktionale Zusammenhang gilt für einen Gleichstrom-Elektromotor, wobei als Parameter die Betriebsspannung U für die drei unterschiedlichen eingetragenen Kennlinien 16 berücksichtigt ist.

In der signalverarbeitenden Anordnung 11 wird aus dem Verlauf der Kenngröße wenigstens eine Ableitung nach dem zurückgelegten Weg des Teils ermittelt. Sofern als Kenngröße die Drehzahl des Antriebs 10 verwendet wird, ist der zurückgelegte Weg durch eine Integration des Drehzahlsignals erhaltbar. Wenigstens eine Ableitung wird während des Betriebs des Teils laufend ermittelt und das Ergebnis mit einem vorgebbaren Grenzwert verglichen. Bei Überschreiten des Grenzwertes erfolgt eine Abschaltung oder eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Antriebs 10. Vorzugsweise wird die erste Ableitung ermittelt. Zu­ sätzlich oder alternativ werden höhere Ableitungen, vorzugsweise wenigstens die zweite Ableitung, ermittelt. Die Einbeziehung höherer Ableitungen, gegebenenfalls neben der ersten Ableitung, erhöht die Detektionssicherheit eines Einklemmvorgangs, da sich Anderungen im Verlauf der Kenngröße bezogen auf den zurückgelegten Weg bei höheren Ableitungen stärker als bei der ersten Ableitung bemerkbar machen.

Sofern die Ermittlung von mehreren Ableitungen vorgesehen ist, sind mehrere Grenzwerte vorgebbar, wobei nach Überschreiten nur eines Grenzwertes das Abschalten oder die Umkehr der Bewegungsrichtung veranlaßt wird. Werden mehrere Ableitungen berechnet, ergibt sich eine Vereinfachung des Auswerteverfahrens beim Vergleich durch eine Zusammenfassung der Ergebnisse der Ableitungen. Eine Zusammenfassung erfolgt beispielsweise durch eine Addition der Ergebnisse der einzelnen Ableitungen und einem anschließenden Vergleich der Summe mit einem einzigen Grenzwert.

Vorteilhafterweise sind mehrere Ermittlungen wenigstens einer Ab­ leitung bezogen auf unterschiedliche zurückgelegte Wege des Teils vorgesehen, wobei die Ergebnisse der Ableitungen jeweils mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen werden. Mit dieser Maßnahme ist es möglich, unterschiedliche Härten eines eingeklemmten Gegenstandes oder Körperteils einer Person zu berücksichtigen. Wird beispiels­ weise ein vergleichsweise starkes Absinken der Kenngröße festge­ stellt, so kann der Beginn des Einklemmens eines harten Gegenstandes angenommen werden. Es ist dann eine sehr schnelle Reaktion auf das Beginnen des Einklemmvorgangs möglich. Beim Einklemmvorgang eines weicheren Gegenstandes oder Körperteils einer Person ergibt sich eine Änderung der Kenngröße um den gleichen Betrag wie bei einem harten Gegenstand erst auf einer größeren Strecke des zurückgelegten Wegs mit der Folge, daß der für den harten Einklemmvorgang festge­ legte Grenzwert nicht erreicht werden würde. Die Berechnung wenig­ stens einer weiteren Ableitung bezogen auf einen weiteren Weg und die Vorgabe eines separaten Grenzwertes schafft hier Abhilfe. Somit kann auch schnellstmöglich beim Einklemmen eines weicheren Gegen­ standes abgeschaltet werden.

Auch bei dieser Auswertung ist es möglich, sowohl die erste als auch höhere Ableitungen wahlweise zu ermitteln. Für das Ergebnis der ersten und/oder höheren Ableitungen sind jeweils getrennte Grenz­ werte vorzusehen, wobei nach Überschreitung nur eines Grenzwertes eine Abschaltung oder Umkehr der Bewegungsrichtung veranlaßt wird.

Die Vorgabe von unterschiedlichen Grenzwerten für unterschiedliche Ableitungen sowie jeweils die Vorgabe eines unterschiedlichen Grenz­ wertsatzes für mehrere parallel laufende Ermittlungen der Ab­ leitungen bezogen auf unterschiedliche Wege ergeben eine große Zahl von vorzugebenden Grenzwerten. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht deshalb die Zusammenfassung der Ergebnisse von unterschiedlichen Ableitungen zu einem einzigen Grenzwert vor. Somit entspricht die Anzahl der vorzugebenden Grenzwerte der Anzahl der mehreren parallel laufenden Ableitungen bezogen auf die unterschiedlichen Wege. Die Zusammenfassung kann beispielsweise durch eine Addition der Ergeb­ nisse der unterschiedlichen Ableitungen erfolgen.

Im allgemeinen werden höhere Ableitungen aus den bereits ermittelten niedrigeren Ableitungen gebildet. Eine weitere Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht die Ermittlung von höheren Ab­ leitungen, sofern diese Ermittlung vorgesehen ist, bei jeweils dem kleinsten Weg vor, für den eine niedrigere Ableitung bereits er­ mittelt wurde. Bei mehreren parallel laufenden Ermittlungen von Ab­ leitungen bezogen auf unterschiedliche Wege können dann die höheren Ableitungen in einem Berechnungsgang ermittelt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine adaptive Grenzwert­ festlegung in der signalverarbeitenden Anordnung 11 vorgesehen, bei der der eine oder die unterschiedlichen Grenzwerte anhand eines oder mehrerer Testeinklemmvorgänge in der Anordnung 11 adaptiv festgelegt wird. Mit dieser Maßnahme werden Fertigungstoleranzen in den fremd­ kraftbetätigten Teilen sowie unterschiedliche geometrische Verhält­ nisse für jedes einzelne Teil berücksichtigt durch optimale Fest­ legung der Grenzwerte.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Aufteilung des Verstellwegs des Teils in mehrere Teilbereiche vorgesehen, denen jeweils unterschiedliche Grenzwerte zugeordnet sind. Die dadurch erzielte weitere Verfeinerung des Verfahrens und der Vorrichtung bringt Vor­ teile bei der Erfassung des Einklemmbeginns, da auf unterschiedliche Abmessungen von Körperteilen oder Gegenständen entsprechend unter­ schiedlich schnell reagiert werden kann. Ferner ist mit dieser Maß­ nahme ein sehr weiter Bereich der Kraftänderung oder Geschwindig­ keitsänderung des betätigten Teils möglich, wobei für die unter­ schiedlichen Bereiche optimale Grenzwerte festlegbar sind.

Eine gegebenenfalls vorgesehene Signalfilterung in der signalverar­ beitenden Anordnung 11 filtert höher frequente Störeinflüsse von der erfaßten Kenngröße, die durch mechanische Einwirkungen auf das Teil entstehen können. Sofern die Vorrichtung in Kraftfahrzeuge eingebaut ist, entstehen solche Störungen beispielsweise durch eine Fahrbahn mit Schlaglöchern. Die Möglichkeit einer Fehldetektion, die insbe­ sondere bei der Ermittlung von höheren Ableitungen gegeben ist, wird somit reduziert.

Eine weitere Erhöhung der Betriebssicherheit ist durch die Vorgabe einer Mindestdrehzahl gegeben, bei deren Unterschreitung ein Ab­ schalten oder eine Umkehr der Bewegungsrichtung ausgelöst wird. Eine extrem niedrige Drehzahl tritt beispielsweise bei einer Schwer­ gängigkeit im Antrieb des Teils auf. Eine Ableitung einer Kenngröße nach dem Weg ist gegebenenfalls durch die geringe Änderung der Dreh­ zahl nicht mehr ohne weiteres möglich. Ferner kann mit dieser Maß­ nahme ein Blockieren des Antriebs oder des Teils bereits zu Beginn der Bewegung in des Ruhestellung des Teils detektiert werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens und der Vorrichtung ist eine Korrektur der erfaßten Drehzahl eines Elektromotors oder Getriebes in Abhängigkeit von der Betriebs­ spannung vorgesehen. Die ermittelte Drehzahl wird um einen Dreh­ zahl-Korrekturwert erhöht oder erniedrigt, der aus dem, beispiels­ weise in einem Datenspeicher der signalverarbeitenden Anordnung 11 für die bei der Korrektur zu berücksichtigenden Betriebsspannungen, hinterlegten funktionalen Zusammenhang zwischen Drehzahl und Dreh­ moment oder einer zum Drehmoment proportionalen Größe in Abhängig­ keit von der gemessenen Drehzahl und der gemessenen Betriebsspannung bei gegebenen Drehmoment ermittelt wird. Als bekannt vorausgesetzt wird die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie des Elektromotors 10, wobei als Parameter dessen Betriebsspannung vorgegeben ist. Bei einem Gleichstrom-Elektromotor 10 ist deshalb die Korrektur der erfaßten Drehzahl aus der gemessenen Betriebsspannung, die mit einer aus dem in Fig. 2 gezeigten funktionalen Zusammenhang ermittelten Kon­ stanten gewichtet wird, auf besonders einfache Weise möglich. Eine Änderung der Betriebsspannung führt zu einer Parallelverschiebung der linearen Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie. Ferner hängt die Dreh­ zahl bei festem Drehmoment linear von der Betriebsspannung ab. Bei gegebenen Drehmoment ist die Ermittlung der Konstanten bei nur zwei unterschiedlichen Drehzahlen möglich. Der funktionale Zusammenhang zwischen Drehmoment M und Drehzahl n ist aus dem Datenblatt des eingesetzten Elektromotors ersichtlich. Die Drehzahl n kann auch auf eine beliebige Zwischenstufe innerhalb des Antriebs bezogen sein.

Sofern als Antrieb 10 ein Elektromotor Verwendung findet, ist der in Fig. 2 gezeigte funktionale Zusammenhang zwischen Drehzahl n und Drehmoment M Ausgangspunkt bei der Festlegung der Grenzwerte. Die maximal zulässige Einklemmkraft entspricht einem Lastmoment am Motor, woraus eine Drehzahlabnahme erfolgt. Somit ist die Einklemm­ kraft abhängig von der Steigung der Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie des entsprechenden Motors. Die Grenzwerte können theoretisch abge­ leitet werden. Vorzugsweise ist eine experimentielle Grenzwertfest­ legung vorgesehen. Besonders vorteilhaft ist die bereits be­ schriebene adaptive Grenzwertfestlegung, da die Kennlinie 16 zwischen den einzelnen Motoren Streuungen unterworfen sein kann.

Dies würde zu einer nicht tolerierbaren Schwankung der Einklemm­ kräfte führen. Die Adaption wird an dem fertig aufgebauten Teil durchgeführt. Das Teil wird durch definierte Lastmomente beauf­ schlagt, woraus die Drehzahl des Motors ermittelt wird.

Aus verschiedenen Meßpunkten wird die für diesen Motor spezifische Steigung der Kennlinie ermittelt. Dieser Meßablauf kann beispiels­ weise für jede Drehrichtung separat durchgeführt werden, wobei auch eine Berücksichtigung der Eigenerwärmung des Motors während des Meß­ vorgangs erfolgt. Aus den ermittelten Kennlinien 16 werden die Grenzwerte sowie die Konstante bei der Korrektur der erfaßten Dreh­ zahl in Abhängigkeit von der Betriebsspannung festgelegt.

Zur Erfassung der Drehzahl des Antriebs 10 ist in besonderem Maße ein Hall-Geber geeignet, der vorzugsweise zwei Hall-Elemente ent­ hält. Mit zwei Elementen ist eine Drehrichtungsbestimmung möglich. Der Hall-Effekt hat sich insbesondere bei rauhen Umgebungsbe­ dingungen als besonders störungsunempfindlich und preisgünstig in der Herstellung erwiesen.

Claims (23)

1. Verfahren zum Betreiben von fremdkraftbetätigten Teilen, bei denen die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen von Personen besteht, mit den Merkmalen:

• - Erfassung einer Kenngröße, die einen Bezug zur Betätigungskraft aufweist;
• - Erfassung des von dem Teil zurückgelegten Weges;
• - Ermittlung wenigstens einer Ableitung des Verlaufs der Kenngröße nach dem Weg;
• - Vergleich des Ergebnisses der Ableitung mit einem Grenzwert;
• - Abschaltung oder Umkehrung der Bewegungsrichtung bei Überschreiten des Grenzwerts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ergebnisse der ersten und/oder höheren Ableitung zusammengefaßt und mit einem Grenzwert verglichen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mehrere Ableitungen bezogen auf unterschiedliche zurückgelegte Wege ermittelt und die Ergebnisse jeweils mit einem Grenzwert verglichen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Ergebnisse der ersten und/oder höheren Ableitungen jeweils zusammengefaßt und mit jeweils einem Grenzwert verglichen werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die höheren Ableitungen aus den niedrigeren Ableitungen ermittelt werden, die auf den kleinsten Weg bezogen sind.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der gesamte Betätigungsweg des fremdkraftbetätigten Teils in mehrere Teilbereiche aufgeteilt ist, denen unterschiedliche Grenzwerte zuge­ ordnet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Signalfilterung für hochfrequente Störsignale der erfaßten Kenngröße in einer signalverarbeitenden Anordnung (11) .

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer adaptiven Grenzwertfestlegung, bei der der funktionale Zusammenhang zwischen Kenngröße und Betätigungskraft experimentell durch Vorgabe von wenigstens zwei unterschiedlichen Einklemmkräften ermittelt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Drehzahl eines Antriebs (10) als Kenngröße von wenigstens einem Sensor (13) erfaßt und an die signalverarbeitenden Anordnung (11) weitergeleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der von dem Teil zurückge­ legte Weg aus der Integration des Drehzahlsignals ermittelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem eine Mindestdrehzahl vorgegeben wird, bei deren Unterschreitung eine Abschaltung oder Umkehr der Bewegungsrichtung veranlaßt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem elektromotorischen Antrieb (10).

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem pneuma­ tischen oder hydraulischen Antrieb (10).

14. Verfahren nach Anspruch 12, mit einer Korrektur der erfaßten Drehzahl des Elektromotors (10) in der signalverarbeitenden An­ ordnung (11), wobei die ermittelte Drehzahl (n) um einen Dreh­ zahl-Korrekturwert erhöht oder erniedrigt wird, der aus dem funktionalen Zusammenhang zwischen Drehzahl (n) und Drehmoment (M) oder einer zum Drehmoment (M) proportionalen Größe in Abhängigkeit von der gemessenen Drehzahl (n) und der gemessenen Betriebsspannung (U) bei gegebenen Drehmoment (M) ermittelt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, mit einer Korrektur der erfaßten Drehzahl eines Gleichstrom-Elektromotors (10) in der signalverar­ beitenden Anordnung (11), wobei die ermittelte Drehzahl (n) um einen Drehzahl-Korrekturwert erhöht oder erniedrigt wird, der aus der ge­ messenen Betriebsspannung (U) ermittelt und mit einer Konstanten gewichtet wird, die aus dem funktionalen Zusammenhang zwischen Dreh­ zahl (n) und Drehmoment (M) oder einer zum Drehmoment (M) propor­ tionalen Größe bei mindestens zwei unterschiedlichen Betriebs­ spannungen (U) und gegebenen Drehmoment (M) ermittelt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem als Dreh­ zahl-Sensor wenigstens ein Hall-Sensor vorgesehen wird.

17. Vorrichtung zum Betreiben von fremdkraftbetätigten Teilen, bei denen die Gefahr des Einklemmens von Gegenständen oder Körperteilen von Personen besteht, mit den Merkmalen:

• - Erfassung einer Kenngröße, die einen Bezug zur Betätigungskraft aufweist;
• - Erfassung des von dem Teil zurückgelegten Weges;
• - Ermittlung wenigstens einer Ableitung des Verlaufs der Kenngröße nach dem Weg;
• - Vergleich des Ergebnisses der Ableitung mit einem Grenzwert;
• - Abschaltung oder Umkehrung der Bewegungsrichtung bei Überschreiten des Grenzwertes.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, mit der Ermittlung von mehreren Ableitungen bezogen auf unterschiedliche zurückgelegte Wege und einen Vergleich der Ergebnisse jeweils mit einem Grenzwert.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der der gesamte Be­ tätigungsweg des fremdkraftbetätigten Teils in mehrere Teilbereiche aufgeteilt ist, denen unterschiedliche Grenzwerte zugeordnet sind.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, mit einer adaptiven Grenzwertfestlegung, bei der der funktionale Zusammenhang zwischen Kenngröße und Betätigungskraft experimentell durch Vorgabe von wenigstens zwei unterschiedlichen Einklemmkräften gegeben ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei der die Drehzahl eines Antriebs 10 als Kenngröße von wenigstens einem Sensor (13) erfaßt und an die signalverarbeitende Anordnung (11) weiterge­ leitet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, mit einem elektromotorischen Antrieb (10).

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, mit einer Korrektur der erfaßten Drehzahl eines Gleichstrom-Elektromotors (10) in der signalverarbeitenden Anordnung (11), wobei die ermittelte Drehzahl (n) um einen Drehzahl-Korrekturwert erhöht oder erniedrigt ist, der aus der gemessenen Betriebsspannung (U) ermittelt und mit einer Konstanten gewichtet ist, die aus dem funktionalen Zusammen­ hang zwischen Drehzahl (n) und Drehmoment (M) oder einer zum Dreh­ moment (M) proportionalen Größe bei mindestens zwei unterschied­ lichen Betriebsspannungen (U) und gegebenen Drehmoment (M) ermittelt ist.