EP2572448A2 - Verfahren zum einfahren eines durch einen elektromotor innerhalb einer vorbestimmten bewegungsstrecke zwischen zwei jeweils als endanschlag ausgebildeten blockpositionen angetriebenen elements in eine blockposition - Google Patents

Verfahren zum einfahren eines durch einen elektromotor innerhalb einer vorbestimmten bewegungsstrecke zwischen zwei jeweils als endanschlag ausgebildeten blockpositionen angetriebenen elements in eine blockposition

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EP2572448A2 EP11721028A EP11721028A EP2572448A2 EP 2572448 A2 EP2572448 A2 EP 2572448A2 EP 11721028 A EP11721028 A EP 11721028A EP 11721028 A EP11721028 A EP 11721028A EP 2572448 A2 EP2572448 A2 EP 2572448A2
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    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • the invention relates to a method for retracting an element driven by an electric motor within a predetermined movement distance between two block positions designed as an end stop in each case into a block position.
  • Such methods are used for example for operating Versteilantrieben for moving driven elements in a motor vehicle, such as a window, a sunroof and / or a seat.
  • a motor vehicle such as a window, a sunroof and / or a seat.
  • one block position is defined by the closed position of the disk and the other block position by the opened disk position.
  • the power of the electric motor is gradually reduced linearly to a minimum power in order to decelerate the disk from a predetermined adjustment position. With the remaining minimum power, the disc is then retracted to its block position. Described is such a method, for example, in DE 196 18 484 A1. Because of the present at the top of the window frame seal, which causes a slowing down the disc movement in the event of a closing operation anyway, such a procedure when entering the upper block position is usually not provided.
  • This object is achieved in that the retraction of the driven element in at least one of the two block positions after reaching the mechanically defined block position by pulse width modulated switching the supply voltage of the electric motor with a decreasing pulse-pause ratio of the motor current of the electric motor for a predetermined period continuously Zero is reduced.
  • Both when retracting the disc in the lower block position with reduced engine power as well as with an accelerated by the disc seal Einfah- Ren the upper block position can build up by switching the engine to the shutdown after detection of the block position mechanical tension of the engine-transmission unit, which can discharge abruptly and noisily when switching off the engine.
  • the pulse-width-modulated switching of the supply voltage of the electric motor takes place at a frequency greater than or equal to 15 kHz, preferably, for example, at 20 kHz.
  • the pulse-pause ratio is thereby reduced continuously, preferably according to a linear function of time over a period of time between 50 and 200 milliseconds, preferably for example over a period of 100 milliseconds from 100% to 0%.
  • the inventive method is particularly suitable for operating an electrical adjusting device for opening and closing a window, a sunroof or for adjusting a seat in a motor vehicle.
  • the method according to the invention can be used in order to be able to retract the window pane as quietly as possible into the lower block position.
  • the necessary in such an application position detection is carried out via an evaluation of the current ripple contained in the motor current.
  • a sensor-based position detection is about using a Hall sensor in Within the scope of the present invention readily possible.
  • Figure 1 shows a diagram in which the analog motor current signal l Mo gate is shown as a function of time in the lower curve.
  • the upper curve shows a control signal for the pulse width modulated control of the motor.
  • the continuous energization of the motor is called 100%, ie it is constantly charged with its full operating voltage. With 0%, the state is designated, in which no energization of the motor takes place, so the motor is no longer connected to the operating voltage.
  • the analog motor current signal i motor is shown as a function of time in the lower curve and in the upper curve a control signal for the control of the motor.
  • the hitherto continuous application of the motor with its full operating voltage is terminated immediately, ie the operating voltage is abrupt at the time t of recognition of the block position reduced to the value 0.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfahren eines durch einen Elektromotor innerhalb einer vorbestimmten Bewegungsstrecke zwischen zwei jeweils als Endanschlag ausgebildeten Blockpositionen angetriebenen Elements in eine Blockposition, das dadurch gekennzeichnet ist, dass beim Einfahren des angetriebenen Elements in zumindest eine der beiden Blockpositionen nach Erreichen der mechanisch definierten Blockposition durch pulsweitenmoduliertes Schalten der Versorgungsspannung des Elektromotors mit einem abnehmenden Puls-Pausen- Verhältnis der Motorstrom des Elektromotors über einen vorgegebenen Zeitraum kontinuierlich auf Null reduziert wird.

Description

Verfahren zum Einfahren eines durch einen Elektromotor innerhalb einer vorbestimmten Bewegungsstrecke zwischen zwei jeweils als Endanschlag ausgebildeten Blockpositionen angetriebenen Elements in eine
Blockposition
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfahren eines durch einen Elektromotor innerhalb einer vorbestimmten Bewegungsstrecke zwischen zwei jeweils als Endanschlag ausgebildeten Blockpositionen angetriebenen Elements in eine Blockpo- sition.
Derartige Verfahren werden beispielsweise zum Betreiben von Versteilantrieben zum Bewegen angetriebener Elemente in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise einer Fensterscheibe, eines Schiebedaches und/oder eines Sitzes eingesetzt. Bei Fensterheberantrieben in Kraftfahrzeugen ist die eine Blockposition durch die Ge- schlossen-Stellung der Scheibe und die andere Blockposition durch die geöffnete Scheibenstellung definiert.
Um ein Zurückspringen der Scheibe aus der erreichten Blockposition sowie ein Nachfedern der mechanischen Kraftübertragungsmittel zwischen dem Elektromotor und der Scheibe zu verhindert, und um störende Anschlaggeräusche, aufgrund derer ein Benutzer möglicherweise einen Defekt in seiner Fensterhebereinrichtung vermuten könnte, zu vermeiden, ist es bekannt, ein Abbremsen der Scheibenbewegung vor Erreichen insbesondere der unteren, die Offen-Stellung der Scheibe kennzeichnenden Blockposition durchzuführen, um die Scheibe möglichst sanft an ihren Endanschlag zu bringen.
Im Rahmen vorbekannter Verfahren ist es dabei vorgesehen, zum Abbremsen der Scheibe ab einer vorbestimmten Verstellposition derselben die Leistung des Elekt- romotors allmählich auf eine Minimalleistung linear abzusenken. Mit der verbleibenden Minimalleistung wird die Scheibe dann in ihre Blockposition eingefahren. Beschrieben ist ein solches Verfahren beispielsweise in der DE 196 18 484 A1 . Wegen der an der Oberseite des Fensterrahmens vorhandenen Dichtung, die ohnehin eine Abbremsung der Scheibenbewegung im Falle eines Schließvorgangs bewirkt, ist ein solches Vorgehen beim Einfahren in die obere Blockposition in der Regel nicht vorgesehen.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass sowohl bei einem Einsatz dieses vorbekannten Verfahrens beim Einfahren der Scheibe in die untere Blockposition als auch bei dem durch den Einlauf in die Scheibendichtung abgebremsten Einfahren in die obere Blockposition immer noch Geräuschspitzen auftreten können, die benutzer- seitig als störend empfunden werden. Überdies beansprucht im ersten Falle die Durchführung des Abbremsverfahrens eine Zeitspanne, die so lang ist, dass das Abbremsen benutzerseitig spürbar werden kann. Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Verfahren dergestalt weiterzubilden, dass die Abbremsung des angetriebenen Elementes nicht nur ohne spürbare Verzögerung sondern insbesondere auch deutlich geräuschärmer erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass beim Einfahren des angetriebenen Elements in zumindest eine der beiden Blockpositionen nach Erreichen der mechanisch definierten Blockposition durch pulsweitenmoduliertes Schalten der Versorgungsspannung des Elektromotors mit einem abnehmenden Puls-Pausen-Verhältnis der Motorstrom des Elektromotors über einen vorgegebenen Zeitraum kontinuierlich auf Null reduziert wird.
Sowohl beim Einfahren der Scheibe in die untere Blockposition mit reduzierter Motorleistung als auch bei einem durch die Scheibendichtung abgebremsten Einfah- ren in die obere Blockposition können sich durch den Betrieb des Motors bis zur Abschaltung nach Erkennung der Blockposition mechanische Verspannungen der Motor-Getriebe-Einheit aufbauen, die sich beim Abschalten des Motors schlagartig und geräuschvoll entladen können.
Durch die erfindungsgemäß vorgenommene kontinuierliche Verringerung des Motorstroms des Elektromotors über einen vorgegebenen Zeitraum erfolgt statt einer plötzlichen Abschaltung eine allmähliche Reduzierung der auf das mechanisch verspannte System wirkenden Motorkraft. Das mechanische System Motor- Getriebe-Einheit entspannt sich dadurch langsam und nicht schlagartig, wodurch eine erhebliche Reduzierung der Geräuschentwicklung erreicht wird.
In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das pulsweitenmodulierte Schalten der Versorgungsspannung des Elektromotors mit einer Frequenz größer oder gleich 15 kHz, bevorzugt z.B. mit 20 kHz erfolgt. Das Puls-Pausen-Verhältnis wird dabei kontinuierlich, vorzugsweise gemäß einer linearen Funktion der Zeit über einen Zeitraum zwischen 50 und 200 Millisekunden, bevorzugt z.B. über einen Zeitraum von 100 Millisekunden von 100% auf 0% reduziert. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Betreiben einer elektrischen Versteileinrichtung zum Öffnen und Schließen einer Fensterscheibe, eines Schiebedaches oder zum Verstellen eines Sitzes in einem Kraftfahrzeug. Beispielsweise beim Betreiben einer elektrischen Versteileinrichtung zum Betätigen der Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges kann das erfindungsgemäße Ver- fahren eingesetzt werden, um die Fensterscheibe in die untere Blockposition möglichst geräuscharm einfahren zu können. Zweckmäßigerweise wird die bei einem solchen Einsatz notwendige Positionserfassung über eine Auswertung der im Motorstrom enthaltenen Stromrippel vorgenommen. Selbstverständlich ist auch eine sensorbasierte Positionserfassung etwa unter Verwendung eines Hall-Sensors im Rahmen der vorliegenden Erfindung ohne weiteres möglich.
Figur 1 zeigt ein Diagramm, in dem das analoge Motorstromsignal lMotor als Funktion der Zeit in der unteren Kurve dargestellt ist. Die obere Kurve zeigt ein Steuer- Signal für die pulsweitenmodulierte Ansteuerung des Motors. Dabei ist mit 100% die kontinuierliche Bestromung des Motors bezeichnet, d.h. er wird ständig mit seiner vollen Betriebsspannung beaufschlagt. Mit 0% ist der Zustand bezeichnet, in dem keine Bestromung des Motors mehr stattfindet, der Motor also überhaupt nicht mehr mit der Betriebsspannung verbunden wird.
Das Einfahren einer Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges in eine Blockposition vollzieht sich bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung demnach wie folgt: In einem Zeitpunkt ti, in dem aus dem Verlauf der dem analogen Motorstromsignal lMotor überlagerten Stromrippel erkannt worden ist, dass sich die Fens- terscheibe in ihrer Blockposition befindet, etwa weil eine vorgegebene Höchstdauer für den Abstand zweier benachbarter Stromrippel überschritten wurde, wird damit begonnen, die Betriebsspannung des Motors nicht mehr kontinuierlich zuzuführen sondern getaktet. Dabei wird über einen Zeitraum von 100 msec die Betriebsspannung des Motors mit einer Frequenz von 20 kHz ein- und ausgeschaltet. Im Rahmen einer so genannten Pulsweitenmodulation wird dabei das Puls- Pausen-Verhältnis, d.h. das Verhältnis zwischen der Einschaltzeit der Versorgungsspannung und der Ausschaltzeit der Versorgungsspannung des Motors gemäß einer linearen Funktion von 100% zum Zeitpunkt t1 auf 0% zum Zeitpunkt t2 reduziert. Aus dem Verlauf des analogen Motorstromsignals I Motor zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 ist zu erkennen, dass der Motorstrom I Motor ebenfalls annähernd linear von seinem Maximalwert auf den Wert Null abnimmt.
In dem in Figur 2 gezeigten Diagramm ist zum Vergleich dargestellt, wie der entsprechende Vorgang bei einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik abläuft. Hier ist ebenfalls das analoge Motorstromsignal i Motor als Funktion der Zeit in der unteren Kurve dargestellt und in der oberen Kurve ein Steuersignal für die An- steuerung des Motors. Sobald aus dem Verlauf der dem analogen Motorstromsignal überlagerten Stromrippel erkannt worden ist, dass sich die Fensterscheibe in ihrer Blockposition befindet, wird die bis dahin kontinuierliche Beaufschlagung des Motors mit seiner vollen Betriebsspannung unmittelbar beendet, d.h. die Betriebsspannung wird zum Zeitpunkt t des Erkennens der Blockposition schlagartig auf den Wert 0 reduziert.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Einfahren eines durch einen Elektromotor innerhalb einer vorbestimmten Bewegungsstrecke zwischen zwei jeweils als Endanschlag ausgebildeten Blockpositionen angetriebenen Elements in eine Blockposition, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einfahren des angetriebenen Elements in zumindest eine der beiden Blockpositionen nach Erreichen der mechanisch definierten Blockposition durch pulsweitenmoduliertes Schalten der Versorgungsspannung des Elektromotors mit einem abnehmenden Puls-Pausen-Verhältnis der Motorstrom des Elektromotors über einen vorgegebenen Zeitraum kontinuierlich auf Null reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das pulswei- tenmodulierte Schalten der Versorgungsspannung des Elektromotors mit einer Frequenz größer oder gleich 15 kHz erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Puls-Pausen-Verhältnis des pulsweitenmodulierten Schaltens der Versorgungsspannung des Elektromotors gemäß einer linearen Funktion der Zeit von 100% auf 0% reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Puls-Pausen-Verhältnis des pulsweitenmodulierten Schaltens der Versorgungsspannung des Elektromotors über einen Zeitraum mit einer Länge zwischen 50 und 200 Millisekunden von 100% auf 0% reduziert wird
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Positionserfassung des angetriebenen Elements über eine Auswertung der im Motorstrom enthaltenen Stromrippel erfolgt.
EP11721028A 2010-05-19 2011-05-17 Verfahren zum einfahren eines durch einen elektromotor innerhalb einer vorbestimmten bewegungsstrecke zwischen zwei jeweils als endanschlag ausgebildeten blockpositionen angetriebenen elements in eine blockposition Ceased EP2572448A2 (de)

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