JP4262309B2 - 可動部分用のクランプ防止手段を備えた調整駆動装置 - Google Patents

Description

技術分野：
本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の、特に自動車の窓及びスライディング・ルーフのような可動部分用のクランプ防止手段を備えた調整駆動装置に関する。
背景技術：
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７３６４００号明細書に基づいて公知になっている前記形式の調整駆動装置では、運動エネルギを低下させるための特定の調整領域における規定のばね率を満たすために、駆動装置の回転数低下もしくは減速が行われる。可動部分は駆動モータによって、可動部分と静止部分との間に異物締め込みの恐れのあるクランプ危険域を経て閉鎖位置へ動かされる。信号処理における遅延及び、機械的に動かされる部分の慣性は避けることができないために、クランプ防止手段としての防護装置の存在にも拘わらず、可動部分と静止部分との間に異物が締め込まれることがある。この異物締め込みを避けるために、前記公知の調整駆動装置では、可動部分の閉鎖時に調整速度が前記のクランプ危険域において減速される。本来のクランプ防止手段はその場合、事情によっては可動部分を瞬間的に停止させ、かつ結果的に運動方向を反転させることができる。
この公知の調整駆動装置では減速は段階的に行われ、すなわち閉鎖速度は高速段からワン・ステップで低速段へ切換えられる。その結果、この唐突に行われる低速切換え時に、クランプ防止手段が誤応働し、これによって他面では閉鎖時間が長引くことになる。
発明の開示：
請求項１の特徴部に記載した構成手段を有する本発明のクランプ防止手段を備えた調整駆動装置は、従来技術に対比して、高い閉鎖速度から所定の低い閉鎖速度へ連続的に移行すると共に最適の閉鎖時間が得られるという顕著な利点を有している。しかもクランプ防止手段の誤応働は確実に回避される。
本発明の作用は原理的には、「閉鎖された」位置に到達する前の規定領域内において駆動装置の回転数及び／又は出力を規定の関数関係に従って低下させ、特定の位置領域内で最低回転数もしくは最低出力への低下を行わせ、前記の「閉鎖された」位置に到達する前の特定位置で前記の最低回転数もしくは最低出力に達し、かつ該最低回転数もしくは最低出力をほぼコンスタントにすることによって得られる。駆動装置の回転数及び／又は出力の低下は、任意に選択可能な関数関係に従って設定することができる。これによってソフトな速度移行が実現される。
請求項１に記載した装置の有利な構成及び改善は、請求項２以降に記載した手段によって可能である。本発明の調整駆動装置の有利な実施形態では回転数の低下は一次関数的に行われる。支持位置検出のための経費は僅かである。
また本発明の別の構成の基礎となっているのは、指数関数に従った低下である。これによって回転数及び／又は出力の突発的な変化が避けられる。
本発明の特に有利な実施形態によれば、規定の関数関係に基づく最低回転数もしくは最低出力への低下は、コンスタントな位置領域にわたって行われ、しかも低下速度は、実際の供給出力、特に供給電圧に関連して変化する。
本発明の特に有利な択一的な実施形態によれば、規定の関数関係に基づく最低回転数もしくは最低出力への低下が、可変の位置領域にわたって行われ、しかもこの可変の位置領域の始点が、実際の各供給出力、特に各供給電圧に関連して変化する。
本発明の特に有利な構成では、所要の最低回転数もしくは最低出力が、特に温度及び湿度のような如何なる条件下にあっても、なお充分な高さの閉鎖力を保証するように経験的に求められる。
本発明の有利な構成では、特に電動式の調整駆動装置の回転数もしくは出力の制御が、特にリニア制御器又は拍動−休止比率が可変のタイミング制御器のような半導体素子によって行われる。
本発明の特に有利な構成では調整駆動装置は、「閉鎖された」位置に設けられた固定ストッパと可動部分との間の異物締め込みを防止するための防止回路と共に併用可能である。
本発明の前記の有利な構成では、締め込み動作による回転数低下の算定時に、調整駆動装置の回転数及び／又は出力の、規定の関数関係に基づく既知の各低下勾配が修正係数として考慮可能である。
このような構成では、修正のために適応メモリが設けられており、該適応メモリ内には、回転数及び／又は出力の制御による低下が僅かな難動性（Schwergaengigkeit）として記憶されていると特に有利である。
本発明の調整駆動装置の更に有利な構成では、クランプ防止手段の評価回路を改善するために、距離検出時の分解能が、２つのホールセンサ間にＥＸＯＲ素子を使用することによって、かつ／又は多重有極磁石リングを使用することによって、高められている。
目標終点から例えば４ｍｍ未満の極めて僅かな距離領域、特にシールゴム域に達すると、最大閉鎖力を得るために回転数及び／又は出力を再び最大可能な値にアップすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は速度変化が異なっている場合に一定の位置領域にわたって一次関数的な速度低下を行わせるようにした、クランプ防止手段を備えた本発明の調整駆動装置の第１実施形態の概略的な線図である。
図２は速度変化が一定である場合に可変の位置領域にわたって一次関数的な速度低下を行わせるようにした、クランプ防止手段を備えた本発明の調整駆動装置の第２実施形態の概略的な線図である。
実施例の説明
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
本発明の調整駆動装置は、回転数及び／又は出力が規定の関数関係に従って低下することを特徴としている。
規定の関数関係は、連続的又は不連続的な数学的関数の全スペクトルを含んでいる。実施例に基づいて追って説明する一次関数的（線形）経過以外に、ｅ関数による低下も提供される。これによって、両回転数段間及び／又は両出力段間のソフトな移行を保証する加速動作もしくは制動動作が実現される。これは正弦関数、余弦関数又は正接関数及びこれらの逆関数に従った低下によっても得られる。ｎ次多項式も同じく突発的な移行を阻止し、これによって板ガラスのクランプするリスクが低減される。ここで説明した関数関係を代表する実施例は一次関数的な線形低下に関する。以下の説明は、任意の関数に転用することができる。
図１の線図では、クランプ防止手段を備えた本発明の調整駆動装置の第１実施形態の速度経過が略示されている。本実施形態では、可動部分の速度の変化もしくは使用モータ（特に電動モータ）の回転数ｎの変化が異なる場合、一定の位置領域１０にわたって線形の速度低下が行われる。垂直軸には調整駆動装置の出力Ｐもしくは回転数ｎがプロットされ、また水平軸には距離ｘがプロットされている。この距離ｘとは、駆動される可動部分が、本発明の範囲内で利害関係のあるクランプ危険域を経て「閉鎖された」位置に設けられている（肉太垂直線によって表示されている）固定ストッパ１１、つまり位置ｘ０に到達するに至るまでの距離である。
当該実施例によれば出力Ｐもしくは回転数ｎは、「閉鎖された」位置ｘ０に達する前の、特定の一領域つまり位置ｘ４と位置ｘ３との間の位置領域内で一次関数的に（線形に）最低値Ｐminもしくはｎminに低下される。要するに、最低値を得ようとする位置ｘ３を目標点とする一種の照準制動が行われる。この最低値は次いで「閉鎖された」位置に達するまで一定に維持される。但し前記最低値は、位置ｘ０への確実な到着を可能にする出力値又は回転数値である。この最低値は、本発明が使用される如何なる機構においても、有利な形式で各事情を考慮して経験的に求められる。この最低値は、如何なる条件下にあっても、要するに例えば異なった温度及び湿度を考慮した場合でも「閉鎖された」位置ｘ０への確実な入着を可能にするような大きさに選ばれる。
図１に示した実施形態では、低下が行われる特定の位置領域１０は、コンスタントな長さｘ４〜ｘ３を有し、出力Ｐ及び／又は回転数ｎの低下は、直線１２，１３及び１４に相応して異なった勾配で行われる。線形の低下は、特定の位置つまりｘ３への到達をもって終了する。この終了時点に出力最低値Ｐmin及び／又は最低回転数値ｎminが得られている。直線１２の勾配は最大であり、従って出力減少もしくは回転数減少の低下速度も最大である。この直線１２は位置ｘ４において最大出力Ｐmaxからスタートしており、これは例えば自動車の場合バッテリの最大供給電圧に相当する。直線１３の勾配は、直線１２の場合よりも小さく、従って出力減少もしくは回転数減少の低下速度もより小さい。この直線１３は位置ｘ４において、より低い出力Ｐ２からスタートしており、これは例えば自動車のバッテリの場合、最大供給電圧よりも低い供給電圧に相当する。直線１４の勾配はより浅く、従って出力減少もしくは回転数減少の低下速度もより小さい。この直線１４も同じく位置ｘ４においてスタートしているが、しかし例えば自動車のバッテリの場合、なお一層低い供給電圧に相当する出力Ｐ１からスタートしている。最低出力Ｐminは最低限に許容可能な供給電圧と見做すことができる。要するに線形の低下は、目下の供給出力とは無関係に常に特定の位置つまりｘ４でスタートするように行われる。固定位置つまりｘ３において最低値への低下は終了している。本実施形態では、異なった実際の供給出力は、直線１２，１３，１４の異なった勾配によって考慮され、或いは換言すれば可変の変更低下速度によって考慮される。
図２に概略的な線図で示した実施形態では、特定の位置領域１０内、つまり位置ｘ４と位置ｘ３との間における最低回転数ｎminもしくは最低出力Ｐminへの線形低下は可変の低下区間にわたって行われ、しかも該低下区間の始点は、実際の供給出力、特に供給電圧に関連して変化する。直線２４の勾配はコンスタントであり、これはコンスタントな変更低下速度に相当している。異なった高さの供給出力に応じて、特に自動車バッテリの異なった高さの供給電圧に応じて、各低下をスタートさせるための始点は変化する。低下は位置ｘ３でその都度終了するので、符号２０で示した低下区間は最高供給出力Ｐmaxの場合が最長である。より低い出力Ｐ２に対応した低下区間２１はより短い。前記出力Ｐ２よりもなお一層低い供給出力Ｐ１に対応した低下区間２２は一層短い。図２に示した本実施形態では、異なった実際の供給出力は、変更低下速度を一定にしたままで低下区間２０，２１，２２の可変長さによって考慮される。
本発明によって構成された調整駆動装置は、有利には可動部分と固定ストッパ１１との間に異物を締め込むのを防止するための回路と相俟って「閉鎖された」位置ｘ０で併用される。本発明の低下処理によって生じる低下速度は、締め込み動作時に惹起される低下速度よりも小さい。これによって、閉鎖運動を即座に停止し、事情によっては回転方向を逆転させるようにした本来のクランプ防止手段は実質的にいかなる影響も受けない。低下の直線勾配は夫々既知であるので、これは、締め込み動作による回転数低下を算出する場合に適当な修正値によって考慮することができる。修正のために特に適当な適応メモリを設け、該適応メモリ内に、システム自体が学習した難動性をインプットすることができる。この場合本発明によって制御される出力及び／又は回転数の線形低下は、僅かな難動性としてインプットされて記憶される。これに対してクランプ防止手段において締め込みによる回転数低下を算定する場合に、線形の回転数低下が算出される。
本発明の調整駆動装置では、回転数もしくは出力の制御は、有利な構成では特にリニア制御器又は拍動−休止比率（Puls-Pausen-Verhaeltnis）が可変のタイミング制御器の形の半導体素子によって行われる。その場合駆動モータとしては、電動式駆動モータを使用するのが有利である。
本発明の別の構成では、距離検出時に高められた分解能を適用することによって、クランプ防止手段の評価回路に付加的な改良を施すことが可能である。これは、モータ軸の９０°位相のずらされた位置信号を送出する２つのホールセンサ間にＥＸＯＲ素子を使用することによって行われ、この使用によって距離精度の増倍化を達成することが可能である。この距離精度の増倍化は、前記ＥＸＯＲ素子と多重有極磁石リングとを併用して、或いは択一的に該多重有極磁石リングを用いて行うこともできる。
本発明の調整駆動装置は特に、自動車の窓及びスライディング・ルーフを開閉するために使用される。その場合、図１及び図２に示した「閉鎖された」位置ｘ０から測定すれば、位置値はｘ４≒５００ｍｍ、ｘ３≒５０ｍｍ、ｘ２≒２５ｍｍ、ｘ１≒４ｍｍである。位置ｘ２が約２５ｍｍの値を有しているということは、多くの適用例について、いずれにしてもクランプ力が所定値を下回り、例えば１００Ｎより小さくなるような、なお許容可能な値に運動エネルギが低下されていなければならないことを意味している。この場合前記クランプ力は、６５Ｎ／ｍｍのばね率を有する弾性的なバーで測定される。この理由から、最低値への回転数及び／又は出力の低下が、いずれにしても最悪の条件下にあってもこの規定限界値において達成されているようにするために、位置ｘ３の値は約５０ｍｍに選ばれている。到達目標から約４ｍｍより小さな距離領域、すなわち所謂シールゴム域における位置ｘ１と位置ｘ０との間の領域では、最大閉鎖力を得るために、出力Ｐもしくは回転数ｎを再びフル出力にアップすることができる。図１及び図２では、このフル出力は符号１５，１６，１７で表示されており、これらの符号は夫々、実際の出力Ｐmax，Ｐ２，Ｐ１と対応関係にある。
本発明では調整駆動装置の速度が、予め定めた関数関係に従って出力及び／又は回転数の最低値へ低下されることによって、変更低下速度は既知でありかつ予見可能である。この低下は、コンスタントな領域にわたって供給出力に相当する可変の勾配をもって行われるか、或いは供給出力に相当する可変の長さもしくは時間でもって行われる。何れにしても調整駆動装置の速度は、最低値としての照準点へ向かって最適に低下される。本発明に基づく出力及び／又は回転数の低下によって惹起される回転数の変化は、締め込み動作に起因した回転数変化よりも小さい。従ってクランプ防止回路と組合せる場合、変更速度が既知であるために、クランプ防止手段がこの変更速度の影響を実質的に受けることなく最適にかつ独立して働くという前提条件が与えられている。

Claims (10)

1. 自動車の特に窓及びスライディング・ルーフのような可動部分用のクランプ防止手段を備えた調整駆動装置であって、クランプ防止機能を満たすために、前記可動部分の運動エネルギを低下させるための調整駆動装置の回転数もしくは速度を低減させるようにした形式のものにおいて、
   ・「閉鎖された」位置（ｘ０）に到達する以前の規定の位置領域（１０，２０，２１，２２）内の、クランプ防止機能を有すべき特定の調整領域（ｘ３〜ｘ１）において、調整駆動装置の回転数（ｎ）及び／又は出力（Ｐ）が、予め規定された関数に従って、前記の規定の位置領域（１０，２０，２１，２２）から前記の特定の調整領域（ｘ３〜ｘ１）を除いた領域における回転数よりも低下され、
   ・調整駆動装置の規定された最低回転数（ｎmin）もしくは最低出力への低下が、「閉鎖された」位置（ｘ０）より手前の予め規定された目標位置（ｘ３）において行われ、
   ・前記の最低回転数もしくは最低出力がコンスタントであり、
   ・規定の関数関係に基づく最低回転数もしくは最低出力への低下が、コンスタントな位置領域（１０）にわたって行われ、低下速度（１２，１３，１４）が、実際の供給出力（Ｐmax，Ｐ２，Ｐ１）、特に供給電圧に関連して変化することを特徴とする、可動部分用のクランプ防止手段を備えた調整駆動装置。
2. 自動車の特に窓及びスライディング・ルーフのような可動部分用のクランプ防止手段を備えた調整駆動装置であって、クランプ防止機能を満たすために、前記可動部分の運動エネルギを低下させるための調整駆動装置の回転数もしくは速度を低減させるようにした形式のものにおいて、
   ・「閉鎖された」位置（ｘ０）に到達する以前の規定の位置領域（１０，２０，２１，２２）内の、クランプ防止機能を有すべき特定の調整領域（ｘ３〜ｘ１）において、調整駆動装置の回転数（ｎ）及び／又は出力（Ｐ）が、予め規定された関数に従って、前記の規定の位置領域（１０，２０，２１，２２）から前記の特定の調整領域（ｘ３〜ｘ１）を除いた領域における回転数よりも低下され、
   ・調整駆動装置の規定された最低回転数（ｎmin）もしくは最低出力への低下が、「閉鎖された」位置（ｘ０）より手前の予め規定された目標位置（ｘ３）において行われ、
   ・前記の最低回転数もしくは最低出力がコンスタントであり、
   ・規定の関数関係に基づく最低回転数（ｎmin）もしくは最低出力（Ｐmin）への低下が、可変の位置領域（２０，２１，２２）にわたって行われ、しかもこの可変の位置領域の始点が、実際の各供給出力（Ｐmax，Ｐ２，Ｐ１）、特に各供給電圧に関連して変化することを特徴とする、可動部分用のクランプ防止手段を備えた調整駆動装置。
3. 低下が一次関数的に行われる、請求項１又は２記載の調整駆動装置。
4. 低下が指数関数の経過に従って行われる、請求項１又は２記載の調整駆動装置。
5. 所要の最低回転数（ｎmin）もしくは最低出力（Ｐmin）が、特に温度及び湿度のような如何なる条件下にあっても、なお充分な高さの閉鎖力を保証するように経験的に求められる、請求項１から４までのいずれか１項記載の調整駆動装置。
6. 特に電動式の調整駆動装置の回転数（ｎ）もしくは出力（Ｐ）の制御が、特にリニア制御器又は拍動−休止比率が可変のタイミング制御器のような半導体素子によって行われる、請求項１から５までのいずれか１項記載の調整駆動装置。
7. 「閉鎖された」位置（ｘ０）に設けられた固定ストッパ（１１）と可動部分との間の異物締め込みを防止するための防止回路と共に併用される、請求項１から６までのいずれか１項記載の調整駆動装置。
8. 締め込み動作による回転数低下の算定時に、調整駆動装置の回転数（ｎ）及び／又は出力（Ｐ）の、規定の関数関係に基づく既知の各低下勾配（１２，１３，１４，２４）が修正係数として考慮可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の調整駆動装置。
9. 修正のために適応メモリが設けられており、該適応メモリ内に、回転数（ｎ）及び／又は出力（Ｐ）の制御による低下が僅かな難動性として記憶されている、請求項８記載の調整駆動装置。
10. 目標終点から約４ｍｍ未満の極めて僅かな距離領域、特にシールゴム域に達すると、最大閉鎖力を得るために回転数（ｎ）及び／又は出力（Ｐ）を再び最大可能な値にアップすることが可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の調整駆動装置。

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