WO2006086944A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines verstellantriebs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines verstellantriebs Download PDF

Info

Publication number
WO2006086944A1
WO2006086944A1 PCT/DE2006/000194 DE2006000194W WO2006086944A1 WO 2006086944 A1 WO2006086944 A1 WO 2006086944A1 DE 2006000194 W DE2006000194 W DE 2006000194W WO 2006086944 A1 WO2006086944 A1 WO 2006086944A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal value
state change
position counter
identified
state
Prior art date
Application number
PCT/DE2006/000194
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Schnell
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic Gmbh filed Critical Conti Temic Microelectronic Gmbh
Priority to DE112006000027T priority Critical patent/DE112006000027A5/de
Publication of WO2006086944A1 publication Critical patent/WO2006086944A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24471—Error correction
    • G01D5/24476—Signal processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines mit mehreren Drehwinkelgebern (4) versehenen Verstellantriebs (2), insbesondere eines Elektromotors, wobei die Drehwinkelgeber (4) im Falle einer Drehung des Verstellantriebs (2) mindestens zwei zueinander phasenverschobene Signale (S<SUB>1</SUB>, S<SUB>2</SUB>) abgeben, anhand derer ein Positionszähler (6) angesteuert wird, wobei aus einem Zyklus von mehreren, verschiedene Drehrichtungen und Positionen repräsentierenden Signalwertkombinationen der Signale (S<SUB>1</SUB>, S<SUB>2</SUB>) eine momentane Signalwertkombination identifiziert wird, die anhand vorangegangener Signalwertkombinationen auf einen Zustandswechsel überwacht wird, wobei bei einem identifizierten unzulässigen Zustandswechsel der Positionszähler (6) korrigiert und bei einem identifizierten zulässigen Zustandswechsel der Positionszähler (6) fortgezählt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Verstellantriebs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines mit mehreren Drehwinkelgebern versehenen Verstellantriebs, insbesondere eines Elektromotors .
Ein derartiger Verstellantrieb wird beispielsweise in einem Fahrzeug als Antrieb für einen Fensterheber, für einen Kofferraumdeckel, für eine Schiebetür oder ein Schiebedach, für ein automatisches Verdeck oder eine Sitzverstelleinrichtung, verwendet.
Für derartige Verstellantriebe gibt es diverse Vorschriften und Richtlinien wie beispielsweise die 74/60/EWG der Europäischen Union, die EC21 der United Nations Economic Commission for Europe und die FMVSS118 von der amerikanischen National
Highway Traffic Safety Administration. All diese Vorschriften fordern unter bestimmten Betriebs- und Prüfbedingungen eine Begrenzung der Einklemmkraft auf maximal 100 Newton.
Im Stand der Technik werden dazu Verfahren eingesetzt, welche die Belastung eines Antriebsmotors auswerten und daraus indirekt auf eine Einklemmsituation schließen, wenn die Belastung des Motors über ein erwartetes Maß hinausgeht . Diese indirekten Verfahren weisen den Nachteil auf, dass tatsächlich eine Einklemmkraft aufgebaut und im System ein aktuelles Lastprofil hinterlegt sein muss, um eine Einklemmsituation zu erkennen und die maximal zulässige Klemmkraft nicht zu überschreiten. Für viele Anwendungen im Komfortbereich wäre es aber wünschenswert, einen direkten Einklemmschutz zu haben etwa um Verletzungen beim Schließen von Kofferraumdeckeln, Türen, Hub- und Schiebedächern zu verhindern. Aber auch im Anwendungsbereich des klassischen indirekten Einklemmschutzes sind direkte Methoden mit berührungsfreier und kraftloser Erkennung von Vorteil .
Beispielsweise ist es dazu bekannt, die Position des Ver- Stellantriebs fortlaufend zu erfassen und zu überwachen. Dabei werden zur Positionserfassung im allgemeinen Drehwinkelgeber eingesetzt, die beispielsweise im Motor integriert sind. Mit Drehung des Verstellantriebs liefern die Drehwinkelgeber phasenverschobene Signale, aus denen sich die Dreh- richtung und die Position ableiten lassen'. Hierbei werden die phasenverschobenen Signale zur Ansteuerung eines Positionszählers herangezogen.
Insbesondere bei einem Verstellantrieb, der mit einer Kraftü- berschußbegrenzung oder mit einem Einklemmschutz arbeitet, ist eine genaue Positionsbestimmung von großer Bedeutung. Dabei sollten Zählfehler des Positionszählers und daraus resultierende Positions- oder Zustandsfehler des Verstellantriebs vermieden werden. Ein besonderes Problem stellt beispielswei- se die gleichphasige Einkopplung von Störungen auf die Messsignale der Drehwinkelgeber dar, wie sie beispielsweise bei elektromagnetischer Einstrahlung erfolgen kann.
Eine typische Gleichtaktstörung liegt beispielsweise vor, wenn die Signale der Drehwinkelgeber gleichzeitig ihren Zustand von „0u auf „1" oder umgekehrt ändern. Eine derartige Störung kann einfach erkannt und ausgefiltert werden, indem bei einem derartigen gleichphasigen Wechsel der Signale kein Zählimpuls ausgelöst wird. Somit tritt bei beiden gleicharti- gen Zustandswechseln keine Veränderung der Position des Verstellantriebs auf.
Die Unterdrückung der Einkoppelung von Störungen erfolgt gewöhnlich mit Tiefpassfiltern in den Eingangs1eitungen und ei- nem nachfolgenden Komparator zur Entkoppelung. Der Aufwand und somit die Kosten für die Filter richtet sich nach der be- nötigten Dämpfung, Güte und Grenzfrequenz und den Möglichkeiten die durch das Gehäuse und die Leiterplatte gegeben sind.
Die gefilterten Signale werden von einer Auswerteelektronik, üblicherweise einem Mikrokontroller, über ein Pollingverfahren oder über ein Interruptverfahren erfasst und in die entsprechenden Zähl- und Positionsinformationen des Positionszählers bzw. des Verstellantriebs umgesetzt.
Pilterbasierte Verfahren haben den Nachteil, dass Störungen, die im Nutzfrequenzbereich der Sensorsignale liegen, durch die Filter nicht .eliminiert werden können, und somit ungewollt als fehlerhafte Zählimpulse interpretiert werden. Diese führen dann zu einer Verfälschung der Position was, im Falle eines Einklemmschutzes zu schwerwiegenden Folgen führen kann.
Bei den auf Polling oder Interrupt basierenden Verfahren kann es zu Zählfehlern kommen, wenn zwischen den Flanken der Signale der Drehwinkelgeber marginale Laufzeitunterschiede, z. B. bedingt durch unterschiedliche Toleranzen, Sehaltschwellen der Bauteile oder leicht unsymmetrischen Layoutaufbau, auftreten. Diese Laufzeitunterschiede können zu unterschiedlichen Abtastwerten der Signale und somit zu ungewollten Zählimpulsen und daraus resultierend zu einer_ falschen Positions- angäbe sowohl beim stehenden Motor als auch bei laufendem Motor des Verstellantriebs führen.
Eine falsche Positionsangabe kann z. B. zu Verschiebungen des Bereichs für einen aktiven Einklemmschutz des Verstellan- triebs führen. Dies wiederum bewirkt eine sicherheitskritische Funktionseinschränkung bis hin zu einer Fehlnormierung z. B. eines betreffenden Fensterhebersystems.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbes- sertes Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine einfache und sichere Überwachung der Betriebsposition eines Verstellantriebs ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, und eine Vorrichtung, welche die in Anspruch 10 angegebenen Merkmale auf- weist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteranspräche.
Erfindungsgemäß werden beim vorliegenden Verfahren zur Bestimmung der Position eines mit mehreren Drehwinkelgebern versehenen Verstellantriebs, insbesondere eines Elektromotors, im Falle einer Drehung des Verstellantriebs mindestens zwei zueinander phasenverschobene Signale der Drehwinkelgeber erfasst, anhand derer ein Positionszähler angesteuert wird. Dabei wird aus einem Zyklus von mehreren, verschiedene Drehrichtungen und Positionen repräsentierenden Signalwertkombinationen der Signale eine momentane Signalwertkombination i- dentifiziert wird, die anhand vorangegangener Signalwertkom- binationen auf einen Zustandswechsel überwacht wird, wobei bei einem identifizierten unzulässigen Zustandswechsel der Positionszähler korrigiert und bei einem identifizierten zulässigen Zustandswechsel der Positionszähler fortgezählt wird. Mit der Erfassung von momentanen Signalwertkombinatio- nen und vorangegangener Signalwertkombinationen und deren
Vergleich ist in einer besonderes einfachen Art und Weise das Überspringen einer der Zustandskombinationen des Verstellantriebs sicher und schnell, identifizierbar und daraus resultierend korrigierbar. Darüber hinaus können bei Einkopplung von gleichphasigen Störungen auf die Signale der Drehwinkelgeber Zählfehler des Positionszählers sicher vermieden und somit reduziert werden.
Zweckmäßigerweise wird anhand der phasenverschobenen Zählsig- nale ein Zustandswachsel ermittelt, indem eine momentane Signalwertkombination und mindestens eine vorangegangene Signalwertkombination auf eine Zustandsänderung in einen oder meh- reren Zyklusschritten verglichen werden. Falls' der Zustandswechsel über eine Zustandsänderung hinweg, d.h. von einem Zustand auf den nächsten Zustand, erfolgt, wird hierbei ein zulässiger Zustandswechsel identifiziert und der Positionszäh- ler um eine Zähleinheit in eine mit dem Zustandswechsel korrespondierende Zählrichtung des Positionszählers gezählt. Für den Fall, dass der Zustandswechsel über zwei Zustandsänderun- gen hinweg erfolgt, d.h. ein dazwischen liegender Zustand wird übersprungen, wird ein unzulässiger Zustandswechsel i- dentifiziert und ein Positionszähler um zwei Zähleinheiten entgegengesetzt zu einer letzten Zählrichtung des Positionszählers gezählt.
Mit anderen Worten: Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass nicht zulässige Sprünge bei einem Zustandswechsel über zwei Zustandsänderungen hinweg sicher als unzulässig identifiziert und korrigiert werden können. Vorzugsweise wird der unzulässige Zustandswechsel am nächstfolgenden Abtastzeitpunkt des Drehwinkelgebers korrigiert.
In einer möglichen Ausführungsform der Korrektur wird anhand der letzten erfassten Signalwertkombinationen die Drehrichtung der letzten erfassten Bewegung und die zugehörige Position gespeichert und bei einem unzulässigen Zustandswechsel zur Korrektur verwendet. Die momentane Drehrichtung und Position wird anschließend zweckmäßigerweise anhand der momentanen Signalwertkombination und mindestens einer vorangegangenen Signalwertkombination und/oder anhand der letzten Korrektur des Positionszählers ermittelt. Dazu wird die momentane Signalwertkombination als letzte Signalwertkombination gespeichert .
In einer Weiterbildung wird zudem die momentane Zählrichtung anhand der letzten vorangegangenen Korrektur der Zählrichtung des Positionszählers bestimmt. Hierzu wird die momentane
Zählrichtung des Positionszählers als letzte Zählrichtung gespeichert. Hinsichtlich der Vorrichtung mit einem mit mehreren Drehwinkelgebern versehenen Verstellantrieb, insbesondere einem E- lektromotor, wird anhand von Signalen der Drehwinkelgeber im Falle einer Drehung eine momentane Signalwertkombination aus einem Zyklus von mehreren, verschiedene Drehrichtungen und Positionen eindeutig repräsentierende Signalwertkombinationen identifiziert, anhand derer ein Positionszähler zählbar ist, wobei die momentane Signalwertkombination anhand vorangegan- gener Signalwertkombinationen auf einen Zustandswechsel derart überwacht wird, dass bei einem identifizierten unzulässigen Zustandswechsel der Positionszähler korrigiert und bei einem identifizierten zulässigen Zustandswechsel der Positionszähler fortgezählt wird.
Mittels der Auswerteeinheit wird, falls ein Überspringen einer der zyklischen Signalwertkombinationen für eine oder mehrere Zustandeänderungen und somit ein oder mehrere unzulässige Zustandswechsel identifiziert werden, der Positionszähler automatisch um zwei Einheiten entgegengesetzt zu einer letzten Zählrichtung des Positionszählers korrigiert.
In einer besonders einfachen Ausführungsform umfasst der Verstellantrieb zwei Drehwinkelgeber. Mittels der zwei Drehwin- kelgeber werden zugehörige Signale erfasst; die zueinander phasenverschoben sind. Für eine möglichst einfache Auswertung der erfassten Signalwertkombinationen der beiden Drehwinkelgeber sind die von den zwei Drehwinkelgeber abgegebenen Sig- • nale zueinander um 90° phasenverschoben.
Vorzugsweise sind die Drehwinkelgeber als Hallsensoren ausgebildet. Die als Inkrementalgeber ausgebildeten Hallsensoren ermöglichen eine Messung der Position (Weg/Winkel) durch Zählung von Impulssignalen (= Weginkremente) und Auswertung der Signalflanken. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Po- sition eines mit mehreren Drehwinkelgebern versehenen Verstellantriebs,
Fig. 2 schematisch eine Darstellung über Zustandswechsel im Normalbetrieb einer Verstelleinrichtung anhand von zueinander phasenverschobenen Signalen und einer daraus abgeleiteten Position der Verstelleinrichtung,
Fig. 3 schematisch einen zeitlichen Verlauf der Signale im Normalbetrieb der Verstelleinrichtung mit positiver und negativer Drehrichtung,
Fig. 4 schematisch eine Darstellung über Zustandswechsel der Verstelleinrichtung bei einer Gleichtaktstö- ' rung,
Fig. 5, 6 schematisch eine Darstellung über Zustandswechsel der Verstelleinrichtung bei stehendem Motor und Gleichtaktsignalstörung bei negativer Flanke und zeitversetzter positiver Flanke sowie den zugehörigen zeitlichen Verlauf der Signale,
Fig. 7 schematisch einen zeitlichen Verlauf der Signale bei wiederholt auftretenden Gleichtaktstörungen und deren Korrektur, und
Fig. 8 schematisch einen zeitlichen Verlauf der Signale bei wiederholt auftretenden GleichtaktStörungen und deren Korrektur mit Drehrichtungsänderung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Bestimmung der Position eines Verstellantriebs 2 dargestellt. Beim Verstellantrieb 2 handelt es sich beispielsweise um einen Antrieb, z. B. einen Elektromotor, für einen Fensterheber, für einen Kofferraumdeckel, für eine Schiebetür, für ein Schiebedach, für ein automatisches Verdeck oder für eine Sitzverstelleinrichtung in einem Fahrzeug. Beim Betrieb derartiger Antriebe ist die Ü- berwachung der Position und der Drehrichtung des Verstellan- triebs 2 und daraus resultierend des Verstellwegs beispielsweise für einen Einklemmschutz von Bedeutung.
Zur Erfassung der Position umfasst der Verstellantrieb 2 integrierte, als Drehwinkelgeber 4 ausgebildete Sensoren Si, Sg. Als Drehwinkelgeber 4 werden beispielsweise Hallsensoren eingesetzt. Darüber hinaus können weitere, z. B. als binäre Geber ausgebildete Sensoren Si, S2 zur Bestimmung der Endlage vorgesehen sein. Im Weiteren wird die Erfassung der Position anhand der Drehwinkelgeber 4 näher erläutert. Die Vorrichtung 1 umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform zwei Drehwinkelgeber 4.
Die Drehwinkelgeber 4 oder Inkrementalgeber dienen der Messung der Position, d.h. des Weges und des Winkels, durch Zäh- lung von Impulssignalen (= Weginkremente) beispielsweise durch photo-elektrische Abtastung. Der jeweilige Drehwinkelgeber 4 erzeugt im Falle einer Drehung des Verstellantriebs 2 phasenverschobene Signale Si, S2. Beispielsweise liefern die Drehwinkelgeber 4 zwei um 90° phasenversetzte Signale Si, S2 die einem Positionszähler 6 zur Zählung der Flanken und Impulse der phasenversetzten Signale Si, S2 (auch Zählsignale genannt) zugeführt werden. Der Positionszähler 6 umfasst eine Auswerteelektronik, z. B. einen MikroController, einen ASIC (= anwendungsspezifische elektronische Schaltung) oder einen FPGA (= frei programmierbarer Logikbaustein) , der sowohl die Impulse der Signale Si, S2 zählt als auch eine Flankenauswertung ausführt. Beispielsweise wird mittels des Positionszäh- lers 6 anhand der phasenversetzten Signale Si, S2, insbesondere deren Flanken und Impulse die Drehrichtung und die Position sowie der Zustand des Verstellantriebs 2 bestimmt.
Je nach Art und Ausführung des Drehwinkelgebers 4 ist der Positionszähler 6 im Sensor Si bzw. S2 integriert. Der Drehwinkelgeber 4 kann darüber hinaus auch im Motor oder Verstellantrieb 2 integriert sein.
Figur 2 zeigt beispielhaft ein Zustandübergangsdiagramm, welches vier Zustände A bis D jeweils anhand von zugehörigen Signalwertkombinationen und Verknüpfungen der phasenversetzten Signale Si, S2 der Drehwinkelgeber 4 beschreibt. Der Positionszähler 6 zählt dabei je nach zugehörigen Zustandswech- sei von „A" auf „B" , von „B" auf „C", von „C" auf „D" und von „D" wieder auf „Aλλ bei positiver Flanke eine Zähleinheit „+ln oder „Pos+1" in positiver Zählrichtung. Bei einem Zustands- wechsel von „A" auf „D" , von „Dw auf „C", von „C" auf „Bw und von „B" wieder auf „An bei negativer Flanke wird der Positi- onszähler 6 um eine Zähleinheit „-1" oder „Pos-lu in negativer Zählrichtung gezählt. In Figur 3 sind der zeitliche Verlauf der Signale Si, S2 für mehrere Zyklen der Signalwertkombinationen für die vier Zustände A bis D und die zugehörige Zählposition des Positionszählers 6 bei normalem Betrieb dar- gestellt.
Insbesondere bei Verstellantrieben 2, die mit einer Kraftüberschussbegrenzung oder einem Einklemmschutz arbeiten, ist es von Bedeutung Zählfehler des Positionszählers 6 und somit Positionsverluste zu vermeiden. Ein besonderes Problem stellt hierbei die gleichphasige Einkoppelung von Störungen beispielsweise durch elektromagnetische Einstrahlung auf beiden Sensorsignalen Si, S2 dar. Für eine einfache Bestimmung und Überwachung der genauen Position und einer möglicherweise fehlerhaften Position durch eine Störung wird mittels des Positionszählers 6 anhand von mehreren Signalwertkombinationen, vorzugsweise anhand der momentanen Signalwertkombination für einen Zustand A und einer oder mehreren vorangegangenen Signalwertkombinationen für die Zustände D, C, B die Position, z. B. n, n+1, n+2 , und die Drehrichtung, z. B. positive Drehrichtung oder negative Drehrichtung, bestimmt.
Figur 4 zeigt eine typische Gleichtaktstörung, bei der die Signale Si und S2 gleichzeitig ihren Zustand von „0" auf „1" bzw. zurück ändern. Mit anderen Worten: Bedingt durch die Gleichtaktstörung erfolgt ein Zustandswechsel von Zustand „A" auf Zustand „C" oder vom Zustand „C" auf Zustand „A" und somit ein Überspringen des Zustands „Bu bzw. „D" . Zur Vermeidung von Zählfehlern und einer daraus resultierenden fehlerhaften Position wird mittels des Positionszählers 6 durch Vergleich der momentanen Signalwertkombination aus den Zu- ständen „...A, C,..." und mindestens einer vorangegangenen Signalwertkombinationen aus den Zuständen „...A, B, C,...w eine Zustandsänderung in den betreffenden Zyklusschritten identifiziert. Bei der Zustandsänderung von, Zustand „A* auf Zustand „C" wird zudem ein Überspringen des Zustands „B" und bei der Zustandsänderung von Zustand „C" auf Zustand „A" ein Überspringen des Zustands „D" und somit jeweils ein unzulässiger Zustandswechsel identifiziert, der automatisch korrigiert wird. Dazu wird der Positionszähler 6 um zwei Zähleinheiten „-2" oder „+2" entgegengesetzt zu der letzten Zählrichtung des Positionszählers 6 gezählt.
Beispielhaft ist in den Figuren 5 und 6 eine weitere Gleichtaktstörung gezeigt. Dabei zeigt die Figur 5 die Störung beim Zustandswechsel von „C" auf „A" , der gleichzeitig für beide Signale Si, S2 bei negativer Flanke ausgeführt wird, so dass der -Zustand „Dw übersprungen wird. In Gegenrichtung erfolgen zulässige Zustandswechsel von „A" auf „B" und von „B" auf „C" mit einer Phasenverschiebung der Signale Sx, S2 bei positiver Flanke. In Figur 6 sind dabei mehrere derartige, durch wiederkehrende Störungen verursachte unzulässige Zustandswechsel bei negativer Flanke dargestellt. Solche wiederkehrenden Störungen führen zu Positionsverfälschungen, die von herkömmlichen Systemen nicht als solche erkannt werden. Die Störungen können insbesondere bei stehendem Motor M, jedoch auch bei laufendem Motor M zu Verfälschungen der Position führen .
Die von der Auswerteelektronik des Positionszählers 6 über ein Pollingverfahren oder über Interrupts erfassten Signale Si, S2 werden in die entsprechenden Zählinformation, z. B. +1 (= bei positiver Flanke und zulässigem Zustandswechsel) , 0 (= kein Zustandswechsel) , -1 (= bei negativer Flanke und zulässigem Zustandswechsel) , -2 (= bei negativer Flanke und unzulässigem Zustandswechsel) , +2 {= bei positiver Flanke und unzulässigem Zustandswechsel) und Positionsinformationen n-2 , n-1, n, n+1, n+2, etc. umgesetzt.
Zur Korrektur von unzulässigen Zustandswechseln werden mittels des Positionszählers 6 Zustandswechsel, die über zwei Zustandsänderungen, z. B. „Cλl auf „A", und somit über den Zustand „D" oder „B" hinweg springen (siehe Figur 5 bzw. 6), als unzulässig identifiziert und automatisch korrigiert.
Bei einer möglichen Ausführungsform zur Korrektur der unzulässigen Zustandswechsel wird die Drehrichtung der letzten erfassten Bewegung anhand der vorangegangen Signalwertkombi- nationen abgespeichert und bei einem unzulässigen Zustandswechsel zur Korrektur verwendet. Figur 7 zeigt ein Beispiel für die Korrektur von wiederholt auftretenden Gleichtaktstörungen gemäß Figur 6 bei fallender Flanke beim Zustandswechsel von „C" auf „DΛΛ bei stehendem Motor am nächstfolgenden Abtastzeitpunkt durch Zählen des Positionszählers 6 um zwei
Zähleinheiten „-2" entgegengesetzt zur letzten Zählrichtung. Die Gleichtaktstörung ist in den Figuren 6, 7 , 8 durch den Pfeil Pl dargestellt.
Es spielt hierbei keine Rolle, ob die den Zählfehler verursachende Phasenverschiebung am Beginn oder am Ende des Störimpulses liegt. Figur 8 zeigt einige Beispiele für Störimpulse am Anfang oder Ende einer Phasenverschiebung, siehe Pfeil Pl. Die notwendigen Korrekturen erfolgen an den nächstfolgenden Abtastzeitpunkten, die durch die Pfeile P2 kenntlich gemacht sind.
Erfolgen die unzulässigen Zustandswechsel direkt aufeinander, so findet ebenfalls eine Korrektur im entgegen gesetzten Drehsinn zur letzten Zählrichtung um „+2" oder „-2" und somit um zwei Positionen statt. Die .letzte Zählrichtung kann auch durch die let'zte Korrektur festgelegt werden.
Die maximale Positionsabweichung beträgt im ungünstigsten Fall ±4 Positionen. Dieser Wert kann auch durch wiederholtes Auftreten von gleichphasigen Störimpulsen nicht überschritten werden.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Ver- stellantriebs
2 Verstellantrieb
4 Drehwinkelgeber
6 Positionszähler
M Elektromotor
Sl , S2 Sensor
Si , S2 phasenversetzte Signale

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Position eines mit mehreren Drehwinkelgebern (4) versehenen Verstellantriebs (2), insbe-
5 sondere eines Elektromotors, wobei die Drehwinkelgeber (4) im Falle einer Drehung des Verstellantriebs (2) mindestens zwei zueinander phasenverschobene Signale (Si, S2) abgeben, anhand derer ein Positionszähler (6) angesteuert wird, wobei aus einem Zyklus von mehreren, verschiedene Drehrichtungen und Po-
10 sitionen repräsentierenden Signalwertkombinationen der Signale (Si, S2) eine momentane Signalwertkombination identifiziert wird, die anhand vorangegangener Signalwertkombinationen auf einen Zustandswechsel überwacht wird, wobei bei einem identifizierten unzulässigen Zustandswechsel der Positions-
15 zähler (6) korrigiert und bei einem identifizierten zulässigen Zustandswechsel der Positionszähler (6) fortgezählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem anhand der phasenverschobenen Signale (Si, S2) ein Zustandswechsel ermittelt
20 wird, indem eine momentane Signalwertkombination und mindestens eine vorangegangene Signalwertkombination auf eine Zu- standsänderung in einen oder mehreren Zyklusschritten verglichen werden.
25 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem, falls der Zustandswechsel über eine Zustandsänderung hinweg erfolgt, ein zulässiger Zustandswechsel identifiziert wird und der Positionszähler (6) um eine Zähleinheit (+1, -1) in eine mit dem Zustandswechsel korrespondierende Zählrichtung des Positions-
,30 Zählers (6) gezählt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, falls der Zustandswechsel über zwei Zustandsänderungen hinweg erfolgt, ein unzulässiger Zustandswechsel identifi- 35 ziert wird und ein Positionszähler (6) um zwei Zähleinheiten (+2, -2) entgegengesetzt zu einer letzten Zählrichtung des Positionszählers (6) gezählt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der unzulässige Zustandswechsel am nächstfolgenden Ab- tastzeitpunkt des Drehwinkelgebers (4) korrigiert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die momentane Drehrichtung und Position (n) anhand der momentanen Signalwertkombination und mindestens einer voran- gegangenen Signalwertkombination und/oder anhand der letzten Korrektur des Positionszählers (6) ermittelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die momentane Signalwertkombination als letzte- Signal- wertkombination gespeichert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die momentane Zählrichtung des Positionszählers (6) als letzte Zählrichtung gespeichert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die momentane Zählrichtung anhand der letzten vorangegangenen Korrektur der Zählrichtung des Positionszählers (6) bestimmt wird.
10. Vorrichtung (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen mit mehreren Drehwinkelgebern (4) versehenen Verstellantrieb (2), insbesondere einen Elektromotor, wobei anhand von Signalen (Si, S2) der Drehwinkelgeber (4) im Falle einer Drehung eine momentane Signalwertkombination aus einem Zyklus von mehreren, verschiedene Drehrichtungen und Positionen eindeutig repräsentierende Signalwertkombinationen identifizierbar ist, anhand derer ein Positionszähler (6) des Verstellantriebs zählbar ist, wobei die momentane Signalwertkombination anhand vorangegangener Signalwertkombinationen auf einen Zustandswechsel derart überwacht wird, dass bei einem identifizierten unzulässigen Zustandswechsel der Positionszähler (6) korrigiert und bei einem identifizierten zulässigen Zustandswechsel der Positionszähler (6) fortgezählt wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei, falls ein Überspringen einer der zyklischen Signalwertkornbinationen und ein unzulässiger Zustandswechsel identifizierbar ist, der Positionszähler (6) automatisch umJ zwei Zähleinheiten (+2, -2) entgegengesetzt zu einer letzten Zählrichtung des Positionszäh- lers (6) korrigierbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Verstellantrieb zwei Drehwinkelgeber (4) umfasst.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die von den zwei
Drehwinkelgeber (4) abgegebenen Signale (Si, S2) zueinander um 90° phasenverschoben sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Drehwinkelgeber (4) als Hallsensoren ausgebildet sind.
15. Verwendung einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14 in Verbindung mit einem Einklemmschutz für eine Verstelleinrichtung (2) eines Fahrzeugs.
PCT/DE2006/000194 2005-02-15 2006-02-07 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines verstellantriebs WO2006086944A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112006000027T DE112006000027A5 (de) 2005-02-15 2006-02-07 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Verstellantriebs

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005006694.1 2005-02-15
DE200510006694 DE102005006694A1 (de) 2005-02-15 2005-02-15 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines Verstellantriebs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006086944A1 true WO2006086944A1 (de) 2006-08-24

Family

ID=36581586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2006/000194 WO2006086944A1 (de) 2005-02-15 2006-02-07 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines verstellantriebs

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102005006694A1 (de)
WO (1) WO2006086944A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100097026A1 (en) * 2006-12-14 2010-04-22 Stefan Holzmann Method and device for tracking the position of a component driven by an electric motor

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007023396B4 (de) * 2007-05-18 2011-02-03 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung eines Sensorsignals
DE102007045986A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-23 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Reversiererkennung bei einer elektrischen Betätigungseinheit eines Fahrzeugs
DE102014201855A1 (de) * 2014-02-03 2015-08-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Kalibrieren einer elektrischen Maschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3736400A1 (de) * 1987-10-28 1989-05-11 Reitter & Schefenacker Kg Sicherheitsvorrichtung fuer bewegliche teile, vorzugsweise fuer fensterheber und schiebedaecher von kraftfahrzeugen
EP0472246A2 (de) * 1990-08-24 1992-02-26 Dynamics Research Corporation Digitalzähler mit mehrfacher asynchroner Erzeugung von Zählergebnissen
DE10222206A1 (de) * 2002-05-18 2003-11-27 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Anordnung zur Erfassung der Bewegung eines Elements

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2758525B1 (de) * 1977-12-28 1979-06-28 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Messeinrichtung mit codierter Unterteilung
DE3732962C1 (de) * 1987-09-30 1989-01-12 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Auswerteschaltung fuer Rechtecksignale
DE3815533C1 (de) * 1988-05-06 1989-11-30 Heidelberger Druckmaschinen Ag, 6900 Heidelberg, De
DE4033764C2 (de) * 1990-10-24 1998-09-17 Mannesmann Vdo Ag Meßeinrichtung
DE19730806A1 (de) * 1997-07-18 1999-01-21 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zur Signalauswertung bei Inkrementalgebern
JP4752095B2 (ja) * 2000-09-18 2011-08-17 アイシン精機株式会社 開口覆材の開閉制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3736400A1 (de) * 1987-10-28 1989-05-11 Reitter & Schefenacker Kg Sicherheitsvorrichtung fuer bewegliche teile, vorzugsweise fuer fensterheber und schiebedaecher von kraftfahrzeugen
EP0472246A2 (de) * 1990-08-24 1992-02-26 Dynamics Research Corporation Digitalzähler mit mehrfacher asynchroner Erzeugung von Zählergebnissen
DE10222206A1 (de) * 2002-05-18 2003-11-27 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Anordnung zur Erfassung der Bewegung eines Elements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HEBERT B ET AL: "A HIGH EFFICIENCY INTERFACE FOR A BIPHASE INCREMENTAL ENCODER WITH ERROR DETECTION", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 40, no. 1, 1 February 1993 (1993-02-01), pages 155 - 156, XP000336949, ISSN: 0278-0046 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100097026A1 (en) * 2006-12-14 2010-04-22 Stefan Holzmann Method and device for tracking the position of a component driven by an electric motor
US8742714B2 (en) 2006-12-14 2014-06-03 Continental Automotive Gmbh Method and device for tracking the position of a component driven by an electric motor

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005006694A1 (de) 2006-08-24
DE112006000027A5 (de) 2007-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1763915B1 (de) Steuerungsvorrichtung und verfahren zur steuerung einer verstelleinrichtung eines kraftfahrzeugs
DE102005046052B4 (de) Drehwinkelbestimmung eines Elektromotors
EP2659318B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bereitstellen einer bewegungsangabe, insbesondere für eine blockiererkennung eines schliesssystems
EP1208638A1 (de) Verfahren zum bestimmen der drehstellung der antriebswelle eines gleichstrommotors
DE10011982B4 (de) Verfahren zur Überwachung und Beeinflussung eines Elektromotors
WO2006086944A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position eines verstellantriebs
EP1390763B1 (de) Verfahren zum korrigieren einer drehstellungsbestimmung einer antriebswelle eines kommutierten gleichstrommotors
WO2009065699A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur positionsbestimmung eines beweglichen schliessteils eines fahrzeugs
EP1853927B1 (de) Mit encoderüberwachungsschaltung ausgestatteter sensor zur erfassung von bewegungen und und entsprechendes encoderüberwachungsverfahren
EP1389361B1 (de) Verfahren zum korrigieren einer drehstellungsbestimmung einer antriebswelle eines kommutierten gleichstrommotors
EP2746732B2 (de) Gebervorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Position
DE102005055630A1 (de) Verfahren zum Schutz einer elektronischen Vorrichtung, die von einem Gleichstrom-Motor angetrieben wird, und Schaltung zum Erkennen von Positioniersignalen davon
DE3424247A1 (de) Kollektorloser gleichstrommotor
EP2096414B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Drehstellung eines rotierenden Elements
EP2053363B1 (de) Vorrichtung zum Ermitteln von Umdrehungen einer Welle
DE102018216327A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinheit, vorzugsweise zum Verstellen eines Bauteils im Kraftfahrzeug, sowie eine Antriebseinheit zum Ausführen des Verfahrens
EP2545650A1 (de) Verfahren zur auswertung eines analogen signals
EP1393433B1 (de) Verfahren zum bestimmen der drehstellung der antriebswelle eines kommutierten gleichstrommotors
WO2017167908A1 (de) Verfahren zur bestimmung des drehwinkels bei einem elektromotor
DE10028036A1 (de) Verfahren zum Bestimmen der Drehstellung der Antriebswelle eines Gleichstrommotors
DE102013218954A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels eines Rotors in einem elektrischen Motor mittels Zähler mit entgegengesetzten Zählrichtungen.
EP2180591B1 (de) Verfahren zur automatischen Bestimmung der Systemdynamik und/oder der Position eines permanenterregten Gleichstrommotors
DE102017204987A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Drehung eines Geberrads, und elektrische Maschine
DE102016204162A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Stellposition eines motorisch verstellbaren Kraftfahrzeugteils und zugehörige Stellvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120060000276

Country of ref document: DE

REF Corresponds to

Ref document number: 112006000027

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20070531

Kind code of ref document: P

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06705922

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 6705922

Country of ref document: EP