JP5044081B2 - 外力作動式の閉鎖面を位置決めする方法 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野：
本発明は、外力で作動される閉鎖面を位置決めする方法に関する。あらゆる種類の自動車において今日、電気作動式のウィンドリフタ（ウィンドレギュレータ）及びスライドルーフを使用することが増大している。これらウィンドリフタ及びスライドルーフの電気駆動装置は、窓ガラス閉鎖面又はルーフ閉鎖面を機械的な終端位置へ送ることによって前記閉鎖面の確実な閉鎖をつかさどる。機械的な終端位置は外的影響によって変化するので、閉鎖位置到達時点がシフトすることがある。
【０００２】
背景技術：
ウィンドレギュレータ系又はスライドルーフ系のような外力作動式の調節システムの場合、閉鎖すべき面を確実に閉鎖することが絶対不可欠であり、従って自動車の乗員室は例えば不法侵入及び盗難に対して確実に防護されている。この目的を達成するために閉鎖系は閉鎖時に、機械的に制限された終端位置へ走行させられる。遮断基準として大抵は低速回転特性、トルク特性又は電流特性が使用される。規定された時間に対して設定された限界値を超えると即座に、閉鎖すべき面の電気駆動装置は停止させられる。閉鎖すべき面の確実な閉鎖を保証するためには、しかしながら前記限界値はそれ相応に高く選ばれねばならない。これは、例えばウィンドレギュレータ、ドア、モータなどのような構成部品に高い機械的な負荷を生じる結果になり、前記構成部品の寸法設計及び摩耗をそれ相応に高く見積もることが必要になる。
【０００３】
更にまた、閉鎖力を制限するウィンドレギュレータの場合、上部ストッパが基準位置として使用される。この基準位置に基づいて、例えば閉鎖系の４ｍｍ域並びに２００ｍｍ域の保護域境界のような重要なデータが特定される。実際の上部ストッパへの到達反復によって、この基準位置は絶えず所定のトレランス範囲内でフォローされる。場合によって生じるシステムメカニズムの変動は、このようにして検出されて追従される。
【０００４】
窓ガラス面又はスライドルーフのために電気的な作動装置を適用するに当たって今日考慮せねばならないことは、重量上の理由から、自動車車体製造において使用されるドア域もしくはルーフ域の板金が益々薄くなっていることである。閉鎖すべき面が機械的なストッパに沿って侵入することによる機械的なブロッキングに基づいて、板金面が締付け応力を受け、極めて不都合なことには、外部から見てはっきり見て取れる板金面の捩れが惹起されることになる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５ ２７ ４５６号明細書に基づいて、部品の位置決め法が開示されている。少なくとも１つの終端位置に最初に到達した場合に駆動装置の位置が検出されて記憶される。部品が前記終端位置へ次に接近すると、駆動装置は終端位置に到達する前に停止され、或いは該駆動装置の駆動方向が逆転される。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許第１９６ ３２ ９１０号明細書に記載の技術は、自動車の外力作動式窓ガラスを下部ストッパ位置に無接触式に到達させる方法に関する。駆動装置による窓ガラスの調整運動は２つの位相に分けられ、該調整運動の第２位相中に、予期される後走行距離が、窓ガラスの運動速度及び／又は電気駆動装置の使用電圧をベースとして算定される。
【０００７】
発明の開示：
本発明の方法によって得られる利点は、電気駆動装置が、実際の上部ストッパに到達するために停止される点にある。早期遮断にも拘わらず、閉鎖すべき面の閉鎖確実性が保証されている。本発明の提案した方法によって、電気駆動装置並びに機械的な構成要素を負荷する応力が、絶対的な最小限に低下される。それというのは、機械的なストッパに制動されずに衝突する閉鎖面による不都合な応力状態が排除されているからである。これによって電気的に作動可能な閉鎖システムの耐用寿命が著しく高められる。いまや閉鎖システムにかかる機械的な応力が極度に低減されているので、シフト運動を実現する構成部品及び構成要素を、より軽量に設計することも可能になる。電気駆動装置の使用を制限する不都合な温度上昇も同じく排除されている。それというのは機械的なストッパに到達する前に駆動装置が適時に停止され、かつ電気駆動装置が適時に遮断されるからである。クリティカルな領域、つまり機械的なストッパに到達する直前の４ｍｍ域が、目下のシステム状態及びすでに求められたシステムデータに基づいて算定され、かつ場合によっては適合される。
【０００８】
その都度先行する遮断位置を援用して導出されるところの新たな遮断位置を、本発明の方法では常に改めて算定することによって、電気駆動装置は、場合によっては閉鎖面を包囲するパッキン内へ該閉鎖面が完全に侵入する前の適正時点に常に静止させることを実現する。
【０００９】
発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。
【００１０】
図１では、パッキン内へ事実上目下の零点に達するまで進入した窓ガラスが図示されている。
【００１１】
電気駆動装置によって走行可能な閉鎖すべき閉鎖面１の上縁２、例えば窓ガラスの上縁２は、自動車ドアのドア枠４内に嵌込まれているパッキン５内へ進入する。窓ガラス１の上縁２は、事実上目下の零点ｐ_２ に位置している。しかしドアのパッキン５を著しく変形させてしか到達することのできない物理的な零点ｐ_１ は符号９で示されている。
【００１２】
電気駆動装置は、閉鎖面１つまり窓ガラスを矢印８の方向で、該窓ガラスの外面３の両側に設けられた入口斜面１２，１３内へ進入運動させる。矢印１１は遮断位置ｐ_ａ を示し、この遮断位置において窓ガラス１の電気駆動装置は、窓ガラス１の上縁２をドア枠４のパッキン５内へ進入させて確実に閉鎖させるように適時に停止される。
【００１３】
閉鎖面１の確実な閉鎖を保証する、確実な遮断位置１１は経験的に求められる。閉鎖面１を包囲するパッキン５内への侵入深さは、例えば電気駆動装置のモータモーメント、温度、パッキンの幾何学形状、モータ電圧、窓ガラス表面特性、パッキンの摩擦係数、システムの運動エネルギー並びにドアの幾何学形状のような閉鎖システムのパラメータに関連して求められる。この場合、センサ２７によって、可変のシステムパラメータＳ _１ …Ｓ _ｎ 、特にモータトルク、モータ回転数、窓ガラス（１）の温度およびモータ電圧が検出される。特にパッキン幾何学形状、ガラス表面、ドア幾何学形状に関する固定的なシステムパラメータＳ _１ …Ｓ _ｎ がある。これらのパラメータに基づいて窓ガラス１の侵入深さは１つの測定系列によって経験的に求められる。この関連は検索後にパラメータフィールドｐ_ａ （ｘ，ｙ，ｚ）として計算機に蓄えられ、かつ、後に計算を行わねばならない場合に常に基準値として援用することができる。
【００１４】
制御ユニット２６に設けられたセンサ２７の検出方式如何に応じて、閉鎖システムの閉鎖システムパラメータＳが検知されかつ同じく蓄えられる。求めるべき閉鎖システムパラメータは、電圧、モータ回転数、モータトルク、パルス幅測定、パッキン周辺の温度検出または閉鎖面１の温度検出である。センサとして、たとえば電圧測定器、回転数測定器、パルス幅測定器、温度検出器等のような上記パラメータの大きさを検出する手段を使用する。経験的な方式で検出された、閉鎖面１の侵入深さ、及びセンサ２７によって検知されたシステム状態に関するデータに基づいて、蓄えられたシステムパラメータによってレアル侵入深さを求めることが可能である。すなわち：
Ｅ_ｘ ＝ｐ _ａ （ＳＺ（Ｓ _１ −Ｓ _ｎ ））
レアル侵入深さＥｘ について求められた値に関連して遮断位置が求められる。すなわち：
ｐ_ｘ，０＝ｆ（Ｅ_ｘ）
この遮断位置は、閉鎖面１の確実な閉鎖を保証し、しかも電気駆動装置を早期に停止させて、閉鎖すべき閉鎖面１が実際の機械的ストッパ９に達する直前に静止するように選ばれる。これによって閉鎖システムの駆動構成成分の過度に強い機械的応力が避けられる。
【００１５】
ドア枠４の板金成形材内に嵌込まれたドアパッキン５から成る上位の機械的ストッパ９に対して閉鎖システムを調節する場合、求められた遮断位置ｐ_ｘ，０と、予期される新たな遮断位置ｐ_ｘ，１との偏差が、設定可能な許容範囲内に位置している限り、閉鎖面１の電気駆動装置は、遮断位置ｐ _ｘ，０ 到達時に停止される。許容範囲Ｔは電機子の半回転〜１回転に相当する。
【００１６】
新たな侵入深さの見積は、目下測定されたシステムパラメータＳ_ａｋｔと最後に蓄えられたシステム値Ｓ_{Ｓｐｅｉｃｈｅｒ}とによって予期される侵入深さを見積もることを介して行われる。
【００１７】
ｄ_ｐｘ＝ｐ_ａ（ＳＺ _ａｋｔ （Ｓ _１ −Ｓ _ｎ ））−ｐ_ａ（ＳＺ _{ｓｐｅｉｃｈｅｒ} （Ｓ _１ −Ｓ _ｎ ））
図２には、侵入深さを増大させて閉鎖面をパッキン内へ進入させた状態が図示されている。
【００１８】
ｄｐ_ｘについての前記関係式に基づいて、増大した侵入深さが生じると、ｄｐ_ｘ ＞Ｋ_２となる。Ｋ _２ は予め規定可能なパラメータである。この場合、閉鎖システムの構成要素の機械的な負荷軽減よりも、確実な閉鎖の方が優先される。閉鎖確実性を高めるために遮断位置ｐ_ｘ，０が改めて計算され、電気駆動装置は遮断位置ｐ_ｘ，０に到達時に停止される。侵入深さが、図２に図示したような既知の零位置１０よりも上位に位置している場合には、閉鎖すべき面の電気駆動装置はブロッキングに至るまで作動制御される。システムパラメータＳは蓄えられ、かつ該システムパラメータに基づいて、次の調節のための新たな遮断位置が計算される。図２の図示から判るように、駆動された閉鎖面１の上縁２は零位置１０を超えてパッキン５内へ進入させられている。図１に示した状態に較べて閉鎖面１の上縁２は更にドアパッキン５内へ進入させられており、閉鎖面１の上縁２とドアパッキン５の丸味部６との間に生じる空隙７は著しく小さくなっている。
【００１９】
図３には、侵入深さを減少させてドア枠４内のドアパッキン５内へ進入した閉鎖面の状況が図示されている。
【００２０】
システムの構成に応じて、構成要素の機械的な負荷軽減よりも確実な閉鎖の方が優先されるか、それとも機械的な構成要素をいたわるように閉鎖システムが最適化される。閉鎖位置への確実な到達が、ドアパッキン内への閉鎖面１の上縁２の侵入によって保証されている限り、確実な許容範囲内において、先行の調節周期でその都度計算された遮断位置ｐ_ｘ，０が超えられ、システムパラメータＳが蓄えられ、かつ閉鎖システムは機械的な終端位置へ移動される。
【００２１】
図３に図示した構成では閉鎖面１の上縁２は、零位置１０高さには位置せず、遮断位置１１ｐ _ｘ，０ に対してほぼ平行に位置している。新たな遮断位置ｐ_ｘ，１は符号１１．１で表示されている。閉鎖面１の上縁２はドアパッキン５内へ完全には進入していないので、ドアパッキン５の丸味部６と閉鎖面１の上縁２との間に生じる空隙７は、図２に示した空隙の大きさに比較して、より大きくなっている。
【００２２】
Ｋ，Ｋ_１，Ｋ_２のパラメータ値を所期のように選択かつ設定することによって、閉鎖システムの閉鎖挙動は所期のように影響を受ける。パラメータＫ，Ｋ_１，Ｋ_２は可変であることができる。車両が集中ロッキング装置の作動によって外部から閉鎖される場合、パラメータは、全ての面の確実な閉鎖を保証するように調整される。窓の閉鎖を車両内部から行う場合には、パラメータＫ，Ｋ_１，Ｋ_２の値の選択によって、確実な閉鎖よりも構成要素の機械的な負荷軽減の方を優先することが可能である。
【００２３】
閉鎖システムの耐用寿命中に生じる機械的変動、例えば構成部品における遊びが、ウィンドリフタ（ウィンドレギュレータ）等、或いはこれに配設された伝動要素、システム挙動に影響を及ぼすことがある。従って機械的なストッパが、規定の時間インターバルで当接されて、算定された遮断位置ｐ_ｘ，０で矢印８の方向での閉鎖面１の送りを制動するために各電気駆動装置の遮断が抑制される。この接近インターバルは経験的に求めることができ、システム変化の追従は、閉鎖面１の進行した調節距離の和に基づいて求められる。進行した総調節距離を採用する以外に、これまで作動されたソフト・ストップ回数、要するに電気駆動装置の所期の適時の遮断回数を検索のために採用することも可能である。
【００２４】
こうして閉鎖システムは初期には比較的頻繁に各機械的な終端位置９へ運転され、調節サイクル数を高めることによって、このような始動は少なくされる。これとは逆に閉鎖システムの耐用寿命の増大に伴って、閉鎖システムの構成部品要素内に生じる遊びを除去するために、或いは各ストップ位置もしくは遮断位置の算定時に前記遊びを考慮するために、機械的な終端位置９への始動をより頻繁に行うこともできる。
【００２５】
図４には、少なくとも１つのメモリ装置を内蔵する制御ユニット内で経過する質問・演算ルーチンが、ここでは閉鎖面１の下部ストッパのために例示されている。
【００２６】
スタート点１４を発進した下部ストッパのために適合したソフト・ストップを求めるための演算ルーチンのスタート後、先ずストッパ位置に対する質問１５が行われる。ストッパ位置は既知であるか又は基準走行によって求めることができる。該ストッパ位置が既知でない場合は、ストッパに到達したか否か質問部２４に分岐される。到達していれば、パラメータ設定部２５においてストッパ位置が目下の位置として設定され、暫定値がＸに設定される。これに対して下部ストッパに到達していなければ、終端点２３において演算ルーチンの分岐が行われる。
【００２７】
質問１５を起点として、目下下降が行われているか否か質問部１６へ分岐される。これが否であれば、位置１４における演算ルーチンの次の周期的な呼出しに至るまで終端位置２３への分岐が行われる。
【００２８】
閉鎖面１の下降運動が行われる場合、記憶されたストッパ位置と目下の遮断位置との差から生じる差値ｙが求められる。電気駆動装置が接続されている場合（これは質問部１８から生じる）には、差値ｙが目下の暫定値と比較される。差値ｙが暫定値より小であれば電気駆動装置は停止され、暫定値よりも大であれば、暫定値比較部１９から演算ルーチンの終端部２３への分岐が行われる。
【００２９】
質問部１８における電気駆動装置の状態についての質問に基づいて、電気駆動装置が遮断されていることが判った場合には、暫定値の補正２１，２２が導入され、この補正は演算素子２２で行われる。次の下降運動時には新たな暫定値が、遮断位置の算定の基礎となる。遮断位置は周期的又は非周期的なストッパへの当接及び／又はオーバランによって修正される。これによって、システムに起因した変動、例えば機械的な構成部品の膨張変動又は、図１〜図３に関連して説明したような調節距離の変動が検索される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 事実上目下の零点に達するまでパッキン内へ進入した窓ガラスの状態を示す断面図である。
【図２】 侵入深さを高めて、窓ガラスを包囲するパッキン内へ進入した窓ガラスの状態を示す断面図である。
【図３】 侵入深さを低下させて進入した窓ガラスの状態を示す断面図である。
【図４】 閉鎖すべき面の電気駆動装置のための新たな遮断位置を求めるために制御ユニット内で経過する演算ルーチンを示す図である。
【符号の説明】
１ 閉鎖面又は窓ガラス、 ２ 上縁、 ３ 外面、 ４ ドア枠、 ５ パッキン、 ６ 物理的な零点又は丸味部、 ７ 空隙、 ８ 駆動方向を示す矢印、 ９ 物理的な零点ｐ_１、 １０ 事実上の目下の零点ｐ_２、 １１ 遮断位置ｐ_ｘ，０を示す矢印、 １２，１３ 入口斜面、 １４ スタート点、 １５ 下部ストッパ位置に対する質問部、 １６ 目下下降中であるか否かの質問部、 １７ 記憶されたストッパ位置と目下の停止位置との差値ｙ、 １８ 駆動装置の接続に対する質問部、 １９ 暫定値比較部、 ２０ 駆動装置作動制御部、 ２１ システム状態に対する質問部、 ２２ 暫定値演算ルーチン、 ２３ ルーチン終端点、 ２４ 下部ストッパへの到達に対する質問部、 ２５ パラメータ設定部、 ２６ 制御ユニット、 ２７ センサ、 ２８ メモリ、 Ａ ストッパ位置、 ｐ_ａ 遮断位置、 Ｓ システムパラメータ

Claims (7)

1. 自動車の外力作動式窓ガラス（１）を、パッキン（５）を備えた固定的なストッパ位置（９）ｐ_１へ無接触式に接近させる方法であって、前記ストッパ位置（９）ｐ_１への窓ガラス上縁（２）の接近時に制御ユニット（２６）によって制御信号を発生させ、これによって駆動装置を遮断位置ｐ_ｘ，０で断ち、かつ／又は該駆動装置の駆動方向を変化させ、窓ガラス上縁（２）を零点位置ｐ_２で静止させる形式において、
   前記ストッパ位置（９）ｐ_１への窓ガラス（１）の接近時にシステムパラメータ（Ｓ_１ −Ｓ_ｎ）をセンサ（２７）によって検出してメモリ（２８）に蓄え、
   システムパラメータ（Ｓ_１ −Ｓ_ｎ）から窓ガラス（１）のレアル侵入深さ（Ｅ_ｘ）を求め、
   該レアル侵入深さ（Ｅ_ｘ）から、窓ガラス（１）の確実な閉鎖を保証し、かつ窓ガラス（１）が前記固定的なストッパ位置（９）ｐ _１ に達する直前に静止する遮断位置ｐ_ｘ，０を求め、
   前記システムパラメータ（Ｓ_１ −Ｓ_ｎ）に関連したシステム状態ＳＺ（Ｓ_１−Ｓ_ｎ）に基づくレアル侵入深さを、パラメータフィールドｐ_ａから読み出し、
   その都度目下のシステム状態ＳＺ_ａｋｔ（Ｓ_１−Ｓ_ｎ）に基づくレアル侵入深さｐ _ａ （ＳＺ _ａｋｔ （Ｓ _１ −Ｓ _ｎ ））と、メモリ（２８）内に蓄えられた比較システム状態ＳＺ_{ｓｐｅｉｃｈｅｒ}（Ｓ_１−Ｓ_ｎ）に基づくレアル侵入深さｐ _ａ （ＳＺ _{ｓｐｅｉｃｈｅｒ} （Ｓ_１−Ｓ_ｎ））との比較を行い、偏差ｄｐ_ｘを求め、かつ、
   求めた偏差ｄｐ_ｘに関連して、目下の閉動作における新たな遮断位置ｐ_ｘ，１を算定することを特徴とする、窓ガラスを上部ストッパ位置へ無接触式に接近させる方法。
2. センサ（２７）によって、可変のシステムパラメータ（Ｓ_１ −Ｓ_ｎ）、特にモータトルク、モータ回転数、窓ガラス（１）の温度およびモータ電圧を検出する、請求項１記載の方法。
3. 特にパッキン幾何学形状、ガラス表面、ドア幾何学形状に関する固定的なシステムパラメータ（Ｓ_１ −Ｓ_ｎ）を設定可能である、請求項１又は２記載の方法。
4. センサ（２７）として電圧測定器、回転数測定器、パルス幅測定器、温度検出器等を使用する、請求項１記載の方法。
5. 偏差ｄｐ_ｘの値が零よりも大でかつ許容範囲Ｔ内にある場合、新たな遮断位置（１１．１）ｐ_ｘ，１を先行の遮断位置（１１）ｐ_ｘ，０に等しくする、請求項１記載の方法。
6. 許容範囲Ｔが電機子の半回転〜１回転に相当する、請求項５記載の方法。
7. 偏差ｄｐ_ｘが許容範囲Ｔ内にありかつ設定されたパラメータＫ２の値よりも大である場合、ガラス上縁（２）が固定的なストッパ位置（９）ｐ_１へ向かって走行させられてブロッキングさせられ、かつ前記ストッパ位置（９）ｐ_１に関連して遮断位置ｐ_ｘ，１が改めて確定される、請求項５記載の方法。

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