DE60106681T2

DE60106681T2 - Einklemmerkennung mit Start-Kompensation für Fenster

Info

Publication number: DE60106681T2
Application number: DE60106681T
Authority: DE
Inventors: Joseph Clawson Tyckowski
Original assignee: Meritor Light Vehicle Technology LLC
Current assignee: ArvinMeritor Technology LLC
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2021-06-19
Also published as: ES2232569T3; EP1168559A1; US6298295B1; EP1168559B1; DE60106681D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen eines Hindernisses im Weg eines sich bewegenden Verschlusses, wobei eine Erfassungsgrenze für das erste Anfahren eingestellt ist, um Hindernisse beim Anfahren festzustellen; und ein Fahrzeugschließsystem.
Fahrzeugverschlüsse wie zum Beispiel Fenster, Glasschiebedächer und Sonnendächer werden normalerweise auf Anforderung eines Schließschalters des Fahrers durch einen Motor angetrieben. Wenn sich der Verschluss bewegt, um eine Öffnung in der Fahrzeugkabine zu schließen, kann es manchmal ein Hindernis im Weg des Verschlusses geben. Solche Hindernisse, wie zum Beispiel der Arm eines Fahrgastes, werden die Last vergrößern, die auf den den Verschluss schließenden Motor wirkt, oder die Geschwindigkeit herabsetzen. Normalerweise sieht sich ein Steuersystem für den Schließmotor eine Charakteristik wie zum Beispiel Geschwindigkeit, Kraft oder Drehmoment an und stellt anhand dieser überwachten Charakteristik ein Hindernis fest, sollte sich die Charakteristik um mehr als einen vorbestimmten Grenzwert weg von einem vorhergesagten Wert ändern.
Schwierigkeiten ergeben sich, wenn der vorhergesagte Wert oder Grenzwert so eingestellt werden soll, dass er der speziellen Systemdynamik für den Verschluss in dem Fahrzeug entspricht. Ferner können noch andere Herausforderungen wie zum Beispiel Schwankungen in der tatsächlichen Charakteristik infolge von Schwingungen, Temperatur, etc. aus anderen Gründen als wegen eines Hindernisses die überwachte Charakteristik verändern.
Um einen genaueren Hinweis auf ein Hindernis bereitzustellen, haben einige Systeme die tatsächliche Systemreaktion überwacht und nutzen diese überwachte Systemreaktion als Hinweis dafür, wie der wahre vorhergesagte Wert lauten sollte. Das heißt, es wird eine Art von "Lern" zyklus verwendet.
Diese Schließsysteme haben normalerweise eine Anlaufreaktion, bei der Änderungen beim Start überwacht werden. Normalerweise würde die Änderung beim Start ein erstes oberes Maximum und dann wiederholt abfallende obere Maxima am unteren Ende umfassen. Ein System, das Maxima beim Start überwacht und die Maxima beim Start als "gelernten" erwarteten Wert nutzt, wird nicht immer einen genauen Hinweis auf ein Hindernis beim Start bereitstellen. Das heißt, wenn ein Hindernis einen niedrigeren Wert als erwartet (wenn zum Beispiel die Geschwindigkeit überwacht wird) verursachen würde, dann könnte ein erniedrigter Wert beim Start als eines der Minima angesehen werden, die dem Maximum beim Start folgen.
Die EP-A-0,945,954 offenbart ein Verfahren zum Überwachen des Schließens eines Fensters mit den folgenden Schritten:

(i) Überwachen einer Systemcharakteristik während einer Schließbewegung;
(ii) Feststellen eines ersten Extremwerts; und
(iii) Verwenden des Extremwerts, um den Grenzwert einzustellen, der mindestens während eines Anlaufzeitraums als Grenzwert verwendet wird; und
(iv) weiteres Überwachen der Charakteristik und Feststellen eines Hindernisses, wenn die überwachte Charakteristik den Grenzwert übersteigt.

Ferner offenbart die EP-A-0,945,954 ein Fahrzeugschließsystem mit:
einem beweglichen Verschluss;
einem Motor zum Antreiben des beweglichen Verschlusses und einer Steuerung zum Überwachen der Funktionsweise des Motors; und
wobei die Steuerung betätigt werden kann, um eine Charakteristik zu überwachen und einen ersten Extremwert in der Charakteristik nach Beginn der Bewegung des Verschlusses festzustellen, und wobei die Steuerung betätigt werden kann, um einen Grenzwert zum Vergleich mit überwachten Werten einzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in den Nebenansprüchen definiert. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
Bei einer offenbarten Ausführungsform dieser Erfindung wird ein Anfangswert in eine Richtung weg von der Änderung in der überwachten Charakteristik, die bei einem Hindernis erwartet wird, dazu benutzt, einen Grenzwert einzustellen. Im Falle der Geschwindigkeit wird also der obere Anfangswert verwendet und mit einem Skalar multipliziert, um einen festen Grenzwert zum Start einzustellen. Wenn der überwachte Wert diesen festen Grenzwert übersteigt, dann wird ein Hindernis angezeigt. Bei Verwendung dieses ersten oberen Werts wird das System nicht feststellen, dass die erwarteten abfallenden Minima einen Grenzwert übersteigen. Das System wird jedoch auch in der Lage sein, während der Anlaufzeit zwischen einem Hindernis und diesen erwarteten Minima zu unterscheiden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der mit dem anfänglichen oberen Maximalwert multiplizierte Skalar so gewählt, dass er kleiner ist als das Verhältnis des ersten Minimums dividiert durch das erste Maximum. Das heißt, der Skalar ist so gewählt, dass er etwas kleiner ist als 1. Auf diese Weise wird ein Grenzwert beim Start gewählt, der Hindernisse sogar beim Start erkennen lassen wird. Dieser Grenzwert kann nach einem kurzen Anlaufzeitraum in einen charakteristischen Grenzwert oder vorbestimmten Wert übergehen oder könnte während des gesamten Schließvorgangs verwendet werden.
Bei einem System, das die Kraft überwacht, wird das anfängliche Minimum bzw. der Minimalwert verwendet, um den Grenzwert auszuwählen. In einem solchen Fall wird der Skalar so gewählt, dass er größer ist als 1 und auch größer als das Verhältnis des Maximalwerts dividiert durch den aktuellen Minimalwert.
Schließlich erkennt eine Ausführungsform die Wirkung der Systemhysterese. Dabei geht es um die Erkenntnis, dass die Systemreaktion beim Start je nach der vorherigen Bewegung des Fensters eine andere sein wird. Wenn die vorherige Bewegung ein Schließen war, dann sind die Maxima und Minima im Allgemeinen ausgeprägter, als wenn die vorherige Bewegung ein Öffnen war. Somit wird vorgeschlagen, andere Skalarwerte auszuwählen, die je nach der letzten Bewegung verwendet werden können. Die Steuerung wird die letzte Bewegung noch wissen und den entsprechenden Skalarwert wählen, um den entsprechenden Grenzwert einzustellen.
Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden am besten verständlich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, die im Folgenden kurz beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines Fenstersystems.
2 ist eine graphische Darstellung einer ersten Ausführungsform, wenn kein Gegenstand vorhanden ist.
3 zeigt eine erste Ausführungsform, wenn ein Gegenstand vorhanden ist.
4 zeigt die Auswirkung eines solchen Gegenstands auf die Systemcharakteristik, bezogen auf die letzte Bewegung.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt ein System 20, das ein Schließelement 24 in einen Rahmen 22 treibt. Ein Motor 26 und eine Steuerung 28 sind schematisch dargestellt. Bekanntlich wird der Motor 26 durch einen Schließschalter des Fahrers betätigt, um den Verschluß 24 anzutreiben. Die Steuerung überwacht eine Charakteristik während dieser Bewegung und vergleicht überwachte Werte der Charakteristik mit erwarteten Werten und einem Grenzwert. Wenn der Grenzwert von den überwachten Werten überschritten wird, dann kann die Steuerung feststellen, dass das Gehäuse auf ein Hindernis 19 trifft. Wenn dies der Fall ist, wird der Motor entweder gestoppt oder umgesteuert.
2 zeigt eine typische Systemreaktion 29 auf eine überwachte Charakteristik. Die überwachte Charakteristik ist in diesem Fall die Geschwindigkeit.
Wie gezeigt, gibt es beim Start ein anfängliches Maximum 30 nach oben, das in 1 außerdem als Kreis dargestellt ist, und ein entsprechendes Minimum 32. Die Begriffe "Maximum" und "Minimum" sind im Vergleich mit der Charakteristik 33 bei konstanter Geschwindigkeit nach dem Start zu verstehen. Wie zu sehen ist, gibt es ein kleineres Maximum 34 und ein kleineres Minimum 36.
Bei dieser Ausführungsform wird ein Grenzwert für den Betrieb zumindest während des Starts eingestellt, der ausgewählt wird nach der folgenden Gleichung: Grenzwert = maximale Geschwindigkeit × A
Das heißt, der Grenzwert ist gleich der maximalen Geschwindigkeit multipliziert mit einem Skalar.
A ist so gewählt, dass es der folgenden Gleichung genügt:
A < minimale Geschwindigkeit/maximale Geschwindigkeit
(In 2 ist dies 32/30).
Der Grenzwert ist durch den Maximalwert fixiert und ändert sich nicht mehr, nachdem der erste Spitzenwert erreicht ist. Der Grenzwert ist also bei 38 in 2 dargestellt. Würde sich der Grenzwert mit der tatsächlichen Geschwindigkeit ändern, dann würde der Grenzwert mehr wie der gestrichelt skizzierte Wert 40 aussehen. Der Grenzwert würde sich also bei zukünftigen Minima von selbst einstellen und würde sich auch bei einem Hindernis von selbst einstellen.
Gemäß 3 überschreitet die Systemreaktion 46 für den Betrieb unter einem Hindernis den Grenzwert 38 im Punkt 48. Ein Hindernis wird also rasch festgestellt. Würde sich der Grenzwert mit der Geschwindigkeit ändern, wie bei 40 dargestellt, dann würde der Grenzwert mit der infolge des Hindernisses abfallenden Geschwindigkeit abfallen. Das heißt, indem das System als Prozentsatz der Geschwindigkeit beim Start folgt, würde es glauben, dass ein "Minimum" eintritt und würde den Grenzwert nach unten verlagern, so dass das Hindernis erst später festgestellt wird.
In Summe könnte man sagen, dass die Erfindung ein anfängliches Maximum bei einem Wert während des Starts dazu nutzt, einen Grenzwert einzustellen für den Fall, bei dem das Maximum in der entgegengesetzten Richtung zur Bewegung der Charakteristik nach Erfassen eines Hindernisses liegt. Das heißt, bei der Ausführungsform von 1 wird das erste Maximum nach oben zum Einstellen des Grenzwerts verwendet, da ein Hindernis den Wert nach unten verlagert.
4 zeigt ein weiteres Merkmal. Gemäß 4 hat eine erste Reaktion ein hohes Maximum 52 und ein niedriges Maximum 54. Eine zweite Reaktion 56 hat ein viel sanfteres Maximum 58 und ein Minimum 60. Beide erreichen einen gemeinsamen konstanten Wert 61. Die Kurve 50 würde man für die Geschwindigkeit erwarten, wenn die vorherige Bewegung des Fensters vor der überwachten Bewegung ein Schließen war. Die Kurve 56 zeigt die erwartete Reaktion, wenn die vorherige Bewegung ein Öffnen war.
Indem sie den Unterschied in den Werten beim Start je nach der vorherigen Bewegung des Fensters erkennt, berücksichtigt eine Ausführungsform ein als Systemhysterese bezeichnetes Phänomen. Das heißt, die vorherige Bewegung bewirkt die nächste. Somit wird von der Steuerung vielleicht ein anderer Wert des Skalars A in Abhängigkeit von dieser vorherigen Bewegung gewählt. Die Steuerung könnte also zwei Werte von A speichern, die dazu verwendet werden, die anfänglichen Grenzwerte einzustellen, wobei ein erster Wert gewählt wird, wenn die vorherige Bewegung ein Schließen war, und ein zweiter Wert gewählt wird, wenn die vorherige Bewegung ein Öffnen war.
Gemäß 5 überwacht eine zweite Ausführungsform 62 den Motorstrom 64. Wenn in einem solchen Fall ein Hindernis in den Weg kommt, steigt der Motorstrom an. Der Motorstrom hat einen ersten Maximalwert 66 und einen ersten Spitzenwert 68. Wie bei der vorherigen Ausführungsform gibt es weitere abfallende Spitzenwerte 70 wie bei der früheren Ausführungsform. In diesem Fall ist der Grenzwert so eingestellt, dass er ein dem Maximum 66 entsprechendes Maximum 72 hat. Nach diesem Maximum basiert jedoch der übrige Grenzwert auf dem Minimalwert 68. Auf diese Weise wird der zweite Spitzenwert 70 den Grenzwert nicht beeinflussen. Würde man den zweiten Spitzenwert 70 dazu verwenden, den Grenzwert zu verändern, dann könnte ein Hindernis zum Zeitpunkt des zweiten Spitzenwerts 70 einfach als der nächste Spitzenwert identifiziert und ignoriert werden.
Würde man den entsprechenden Spitzenwert 70 berücksichtigen, dann gäbe es, wie dargestellt, ein Maximum 74 bei dem Grenzwert. Die Linie 74 zeigt außerdem den Grenzwert, wenn er bei sich veränderndem Geschwindigkeitswert mit der Geschwindigkeit verändert werden würde. Der Grenzwert wird jedoch stattdessen durch die folgende Gleichung eingestellt: Grenzwert = Mindeststromstärke × Anach dem Stromstoß am ersten Ende. Das heißt, den erwähnten Grenzwert erhält man durch Multiplizieren der Mindeststromstärke mit einem Skalar.
A wird so gewählt, dass es der folgenden Gleichung genügt:
A ist > maximale Stromstärke/minimale Stromstärke.
Es wird nun ein System bereitgestellt, bei dem nach dem Stromstoß am ersten Ende der Grenzwert anhand des Minimalwerts 66 eingestellt wird. Es versteht sich, dass ein Hindernis die Stromstärke erhöhen wird, und somit würde sich die Stromstärke über den erwarteten Stromwert 64 nach oben bewegen. Indem zumindest während des Starts der Grenzwert anhand des ersten unteren Werts 68 eingestellt wird, identifiziert die vorliegende Erfindung ein Hindernis nach dem Wert 68 nicht einfach als den nächsten Spitzenwert wie zum Beispiel den Spitzenwert 70, und stellt den Grenzwert nicht anhand des fälschlicherweise festgestellten "zweiten Spitzenwerts" ein.
In Summe nutzt die vorliegende Erfindung einen Grenzwert, der nach einem ersten Anfangswert in Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, in der sich die Charakteristik bewegen wird, eingestellt wird, wenn ein Hindernis in den Weg kommt. Indem der Grenzwert auf diese Weise eingestellt wird, kann die vorliegende Erfindung ein Hindernis besser feststellen, falls beim Start eines in den Weg kommt.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung wurden offenbart, doch würde ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennen, dass Modifikationen in den Rahmen dieser Erfindung fallen würden. Aus diesem Grund sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Erfindung zu ermitteln.

Claims

Verfahren zum Überwachen des Schließens eines Fensters (24) mit den folgenden Schritten: (i) Überwachen einer Systemcharakteristik während einer Schließbewegung; (ii) Feststellen eines ersten Extremwerts in eine Richtung entgegengesetzt zu der Richtung, die bei der Änderung der Charakteristik infolge eines Hindernisses zu erwarten wäre; und (iii) Verwenden des ersten überwachten Extremwerts multipliziert mit einem Skalar A, um den Grenzwert (38; 71) einzustellen, der mindestens während eines Anlaufzeitraums als Grenzwert verwendet wird; und (iv) weiteres Überwachen der Charakteristik und Feststellen eines Hindernisses, wenn die überwachte Charakteristik den Grenzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die überwachte Charakteristik die Geschwindigkeit ist und der erste Extremwert ein erster Maximalwert der Geschwindigkeit (30) ist, wobei der erste Maximalwert mit einem Skalar multipliziert wird, der kleiner ist als 1.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Skalar so gewählt wird, dass er kleiner ist als das Verhältnis der ersten maximalen Geschwindigkeit dividiert durch eine erste minimale Geschwindigkeit (32), die der ersten maximalen Geschwindigkeit folgt.
System nach Anspruch 1, wobei die Charakteristik eine ist, bei der ein überwachter Wert ansteigen wird, wenn ein Hindernis festgestellt wird, und der erste Extremwert ein erster Minimalwert (68) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die überwachte Charakteristik der Motorstrom ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei ein Grenzwert eingestellt ist, der während des dem ersten Spitzenwert entsprechenden Zeitraums einen Abstand von dem ersten Spitzenwert hat, und wobei der Grenzwert dann nach dem Ende des ersten Spitzenwerts in den mit dem Skalar multiplizierten ersten Minimalwert geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei verschiedene Skalare verwendet werden, um den Grenzwert in Abhängigkeit davon einzustellen, ob die letzte Bewegung des Verschlusses ein Schließen oder ein Öffnen war.
Fahrzeugschließsystem mit: einem beweglichen Verschluss (24); einem Motor (26) zum Antreiben des beweglichen Verschlusses und einer Steuerung (28) zum Überwachen der Funktionsweise des Motors; und wobei die Steuerung betätigt werden kann, um eine Charakteristik zu überwachen und einen ersten Extremwert in der Charakteristik nach Beginn der Bewegung des Verschlusses festzustellen, wobei die erste extreme Charakteristik definiert ist als der erste Extremwert in eine Richtung entgegengesetzt zu der Änderung in der Charakteristik, die zu erwarten wäre, wenn ein Gegenstand (19) in den Weg kommt, und wobei die Steuerung betätigt werden kann, um einen Grenzwert (38; 71) zum Vergleich mit überwachten Werten einzustellen, wobei der Grenzwert durch einen mit dem ersten Extremwert multiplizierten Skalar eingestellt wird.