WO1998008286A1 - Stellantrieb, insbesondere elektromotor-getriebe-antrieb - Google Patents

Stellantrieb, insbesondere elektromotor-getriebe-antrieb Download PDF

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Definitions

  • Actuator in particular electric motor gear drive
  • the invention relates to an actuator, in particular an electric motor gear drive, according to claim 1.
  • Actuators of the aforementioned type are used in particular as window lifters or sunroof drives in motor vehicles and contain an electric motor, in particular a commutator motor, the rotor shaft of which meshes as a gear shaft with a worm wheel by which the respective closing part is driven; such an actuator is e.g. known from DE-U-89 03 714.
  • an electric motor-driven window lifter for automobiles or similar motor vehicles with an anti-trap safety circuit is known, the window lifter being an electronic power meter for constant measurement of the power consumption of the drive motor.
  • the window lifter being an electronic power meter for constant measurement of the power consumption of the drive motor.
  • an actuator with anti-trap protection which, on the other hand, works with less control or measuring effort and does not unnecessarily slow down the closing time of the closing part, in that the electromotive driving force of the closing part is dependent on the setting of a previously recorded frictional force-stroke path diagram increased frictional force is placed around the permissible closing force;
  • the driving force is calculated from the motor current, which during the first closing process of the
  • L cordClosing part in particular the window or the sunroof, recorded in the course of the manufacture of the motor vehicle, depending on the respective stroke position in a diagram and stored in a memory unit.
  • the motor force corresponds exactly to the friction force required in each case.
  • This frictional force is then increased by the permissible clamping force for the final actuation of the electric motor of the position actuator.
  • the greater the permitted pinching force the faster the locking part can be moved over its stroke.
  • Such anti-trap protection works without delayed reaction times when the closing part hits an obstacle, such that the motor know this resistance can be stopped or reversed immediately.
  • FIG. 1 shows the schematic structure of a window drive with the forces acting on the movement of the window
  • FIG. 2 shows the driving force-stroke path diagram for a power window drive according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle door D with a window pane W that can be moved up and down in its window frame R over a stroke h.
  • the total driving force F of the motor is in itself proportional to the motor current, at least in the setting range of interest here.
  • This motor current can either be measured directly or indirectly via further motor parameters, in particular the battery voltage, the motor speed and the (direct current) mode. internal resistance of the motor taking into account an EMF constant of the motor, also indirectly and with less effort, that is to say more cost-effectively.
  • such a driving force F in particular such a motor current, can then be set in the subsequent operational closing operations that the total driving force F of the required friction force Fl plus the permissible clamping force F2 corresponds.
  • an update of the frictional force stroke diagram is provided in such a way that differences in the course of the manufacture of the motor vehicle or due to aging, temperature, air humidity, pollution, etc. can be taken into account.
  • a further update, in particular to the supply voltage of the actuator is advantageously provided in such a way that these parameters are detected when a closing operation is started and are included in the control dependency of the respective driving force of the closing part.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Window Of Vehicle (AREA)

Abstract

Zum Einklemmschutz bei Schiebedach-/Fensterheberantrieben in Kraftfahrzeugen wird der Motorstrom entsprechend einem vorher abgespeicherten, jeweils aktualisierten Reibungskraft-Hubweg-Diagramm (F1 = f(h)) und einer um die zulässige Einklemmkraft (F2) jeweils erhöhten Reibungskraft (F1) gesteuert.

Description

Beschreibung
Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Antrieb
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Antrieb, gemäß Patentanspruch 1.
Stellantriebe der vorgenannten Art werden insbesondere als Fensterheber- bzw. Schiebedachantriebe in Kraftfahrzeugen eingesetzt und enthalten einen Elektromotor, insbesondere Kommutatormotor, dessen Rotorwelle als Getriebewelle mit einem Schneckenrad kämmt, von dem das jeweilige Schließteil angetrieben wird; ein derartiger Stellantrieb ist z.B. durch DE-U-89 03 714 bekannt.
Für einen wirksamen Einklemmschutz zwischen einem durch eine motorische Fremdkraftbetätigung schließenden Fenster- bzw. Schiebedach und einem zur Gegenanlage kommenden Hindernis sind im zunehmenden Masse strengere Vorschriften zu erfüllen; entsprechend diesen Vorschriften muß u.a. der Schließvorgang abgebrochen bzw. das Fenster, die Trennwand oder das Dachteilsystem in umgekehrter Bewegungsrichtung angetrieben werden, wenn es/sie eine Kraft von 100 Newton oder mehr ausübt auf eine halbstarre, zylindrische Stange mit einem Durchmeε- ser von 4mm bis 200mm, die ein bestimmtes Kraftdurchbiegungs- maß aufweist und die als Hindernis durch die Fenster-, Trennwand- oder Dachteilsystemöffnung an irgend einer Stelle durchgeschoben wird.
Durch die DE-C2-33 03 590 ist ein elektromotorisch angetriebener Fensterheber für Automobile oder ähnliche Kraftfahrzeuge mit einer Einklemmschutz-Sicherheitsschaltung bekannt, wobei der Fensterheber einen elektronischen Leistungmesser zur ständigen Messung der Leistungsaufnahme des Antriebsmo- tors enthält und in einem Programmspeicher ein Leistungs- Hubweg-Diagramm abgelegt ist; dem Leistungs-Hubweg-Diagra m ist eine Leistungs-Toleranzgrenze zugeordnet, derart daß beim Auftreten einer die vorgegebene Toleranzgrenze übersteigenden Leistung die Stromflußrichtung am antreibenden Elektromotor unterbrochen bzw. umgekehrt wird.
Gemäß vorliegender Erfindung kann ein demgegenüber mit geringerem regeltechnischem bzw. meßtechnischem Aufwand arbei- tender, die Schließzeit des Schließteils nicht unnötig verlangsamender Stellantrieb mit Einklemmschutz dadurch geschaffen werden, daß die elektromotorische Antriebskraft des Schließteils in Einstellabhängigkeit von einem zuvor aufgenommenen Reibungskraft-Hubweg-Diagramm mit einer um die zu- lässige Schließkraft jeweils erhöhten Reibungskraft gestellt ist; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche .
Zweckmäßigerweise wird erfindungsgemäß aus dem Motorstrom die Antriebskraft errechnet, die beim ersten Schließvorgang des
Ξchließteils, insbesondere des Fensters bzw. des Schiebedaches, im Zuge der Herstellung des Kraftfahrzeuges, in Abhängigkeit von der jeweiligen Hubwegposition in einem Diagramm erfaßt und in einer Speichereinheit abgelegt ist. Damit läßt sich dann bei den folgenden betriebsmäßigen Bewegungs- vorgängen des Schließteils ein solcher Motorstrom einstellen, daß die Motorkraft genau der jeweils benötigten Reibungskraft entspricht. Diese Reibungskraft wird dann zur endgültigen An- steuerung des Elektromotors des Stellungsantriebs um die zu- lässige Einklemmkraft erhöht. Je größer die zugelassene Einklemmkraft ist, desto schneller kann das Schließteil über seinen Hubweg bewegt werden. Ein derartiger Einklemmschutz arbeitet ohne verzögernde Reaktionszeiten bei Auflaufen des Schließteils auf ein Hindernis, derart daß der Motor bei Er- kennen dieses Widerstandes unmittelbar angehalten bzw. reversiert werden kann.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im folgenden anhand schematisch dargestellter Beispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
FIG 1 den schematischen Aufbau eines Fensterantriebes mit den bei Bewegung des Fensters angreifenden Kräften;
FIG 2 das Antriebskraft-Hubweg-Diagramm zu einem Fensterheberantrieb gemäß FIG 1.
FIG 1 zeigt eine Kraftfahrzeugtür D mit einer in dessen Fen- sterrahmen R über einen Hubweg h auf- und abbewegbaren Fensterscheibe W.
In dem dargestellten Kräftegleichgewicht ist die gesamte Antriebskraft F zur Bewegung der Fensterscheibe W über ihren Hubweg h dargestellt; die gesamte Antriebskraft F ergibt sich aus der jeweils zu überwindenden Reibungskraft Fl und der zulässigen Schließkraft F2. Die Reibungskraft Fl ist gemäß FIG 2 über den gesamten Hubweg h der Fensterscheibe W zweckmäßigerweise in einer Speichereinheit als Reibungskraft-Hubweg- Diagramm Fl = f(h)) erstmalig, zweckmäßigerweise bei der
Herstellung des Kraftfahrzeuges, erfaßt und abgelegt. Die jeweilige Reibungskraft Fl wird um die zulässige Einklemmkraft F2 erhöht und definiert damit die gesamte Antriebskraft F des Motors .
Die gesamte Antriebskraft F des Motors ist an sich zumindest im hier interessierenden Stellbereich proportional zum Motorstrom. Dieser Motorstrom kann entweder direkt gemessen oder indirekt über weitere Motorparameter, insbesondere die Batte- riespannung, die Motordrehzahl sowie den (Gleichstrom) -Mo- torinnenwiderstand des Motors unter Berücksichtigung einer EMK-Konstante des Motors, auch indirekt und aufwands rmer, d.h. kostengünstiger, erfaßt werden.
Nach dem erstmaligen Erfassen und Ablegen des Reibungskraft- Hubweg-Diagramms Fl = f (h) läßt sich dann bei den folgenden betriebsmäßigen Schließvorgängen eine solche Antriebskraft F, insbesondere ein solcher Motorstrom, einstellen, daß die gesamte Antriebskraft F der jeweils benötigten Reibungskraft Fl plus der zulässigen Einklemmkraft F2 entspricht.
Zweckmäßigerweise wird eine Aktualisierung des Reibungskraft- Hubweg-Diagram s derart vorgesehen, daß sich Unterschiede im Zuge der Herstellung des Kraftfahrzeuges oder aufgrund von Alterung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Verschmutzung etc. berücksichtigen lassen. Darüber hinaus ist in vorteilhafter Weise eine weitere Aktualisierung, insbesondere an die speisende Spannung des Stellantriebes, derart vorgesehen, daß diese Parameter beim Start eines Schließvorganges erfaßt und in die Steuerabhängigkeit der jeweiligen Antriebskraft des Schließteils einbezogen sind.

Claims

Patentansprüche
1. Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Antrieb, zur Bewegung von fremdkraftbetätigten Schließteilen, insbesondere Fenstern, Trennwänden bzw. Dateilsystemen in Kraftfahrzeugen, über einen Hubweg (h) und mit einer definierbaren Schließkraftbegrenzung bei Anlauf des Schließteils gegen ein Hindernis mit einer Steuerabhängigkeit der jeweiligen Antriebskraft (F) des Schließteils entsprechend eines zuvor aufgenommenen betriebsmäßigen Reibungskraft-Hubweg-Diagramms (Fl = f (h) ) und mit einer um die zulässige Schließkraft (F2) jeweils erhöhten Reibungskraft (Fl) .
2. Stellantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch mit einem fortlaufend betriebsmäßig akutalisierten Rei- bungskraft-Hubweg-Diagramm (Fl = f (h) ) .
3. Stellantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch - mit einer erstmaligen fertigungsseitigen Erfassung des
Reibungskraft-Hubweg-Diagramms (Fl = f(h)) und einer jeweils anschließenden betriebsmäßigen Aktualisierung.
. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer zusätzlichen Steuerabhängigkeit der Antriebskraft (F) von zusätzlich jeweils zu Beginn einer Schließteil-Bewegung festgestellten weiteren antriebsrelevanten Parametern, insbesondere der Motorspeisespannung bzw. der Umgebungstemperatur .
5. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem jeweils in einem Speicherelement abgelegten Reibungskraft-Hubweg-Diagramm (Fl = f(h)).
6. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Erfassung bzw. Steuerung der Antriebskraft (F) mittels des jeweiligen Motorstroms des Motor-Getriebe-An- triebes .
7. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer indirekten Erfassung des Motorstroms aus weite- ren Motorparametern, insbesondere der Motorspeisespannung, der Motordrehzahl bzw. dem (Gleichstrom) -Motorinnenwidertand.
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