WO2007071471A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM EINKLEMMSCHUTZ FÜR EIN MOTORBETRIEBENES SCHLIEßSYSTEM - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM EINKLEMMSCHUTZ FÜR EIN MOTORBETRIEBENES SCHLIEßSYSTEM Download PDF

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WO2007071471A1
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Holger Pruessel
Fabien Batejat
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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    • H02H7/085Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H02H7/0851Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load for motors actuating a movable member between two end positions, e.g. detecting an end position or obstruction by overload signal
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    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05FDEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/40Safety devices, e.g. detection of obstructions or end positions
    • E05F15/41Detection by monitoring transmitted force or torque; Safety couplings with activation dependent upon torque or force, e.g. slip couplings
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05Y2400/00Electronic control; Electrical power; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10Electronic control
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • H02H7/0858Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load characterised by the protection measure taken by reversing, cycling or reducing the power supply to the motor
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    • H02H7/093Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for anti-trap protection for a motor-operated locking system.
  • Motor-operated locking systems with electric drives are used in motor vehicles especially for window lift and sunroof devices.
  • Motors and locking systems are also used for motorized tailgate locking systems. To avoid endangering people and damaging objects, such systems must be anti-pinch. For this purpose, a pinching situation must be reliably detected.
  • the driving motor is controlled via switching elements, which in turn are influenced by a motor monitoring stage.
  • a motor monitoring stage e.g. derived from a certain static motor current value, a reset signal and from an at least temporary change in time of the
  • Motor current another reset signal.
  • a static and dynamic motor current monitoring is performed.
  • the motor is switched off or the direction of rotation reversed, for example, when a rapid moment change or increase in current occurs when the disc hits an obstacle. This happens even if the instantaneous current value is comparatively low.
  • the motor is also switched off when, with a creeping current increase to a value close to the short-circuit current, a further rapid increase in current is no longer possible.
  • the static motor current and the temporal change of the current are evaluated for the detection of the pinching situation.
  • speed monitoring is performed for example by means of Hall sensors to detect creeping or abrupt changes and derive necessary engine control signals.
  • Motor terminals applied voltage and the current flowing in the motor armature current is determined.
  • the inventive method for anti-trap protection for a motor-driven locking system with the features of claim 1 has the advantage that it is designed to detect a pinching situation in two stages and thus particularly fast, reliable and secure prevents trapping in the locking system.
  • a reduced motor speed is detected immediately.
  • the engine is then shut down, further reducing the engine speed during the shutdown process.
  • a sensor signal for detecting a pinching situation is analyzed. It is decided whether there is a pinching situation.
  • the motor is controlled as a function of the detection of a pinching situation.
  • Detecting a small deviation of the engine speed the engine is switched off immediately. This slows down the engine. At the same time, this reduces the moment or force that the engine can transmit.
  • a sensor signal is evaluated during the turn-off of the engine to reliably detect a pinching situation. This method has the great advantage that it is particularly safe because the engine is shut down immediately. The protection of persons is thus ensured in a reliable manner.
  • the subclaims disclose preferred developments of the invention. Particularly advantageous is an embodiment of the method in which the pinching situation is detected within a predetermined time period tdec. Within this time period, the analysis of the sensor signal and the decision on the presence or absence of a pinching situation is made.
  • Motor control is performed at the end of the time period tdec.
  • the predetermined time period tdec is less than a time period tstop in which the engine comes to a standstill. So the engine still moves while the decision is made on the presence of a pinching situation, that is, the engine has not yet been braked to zero speed.
  • the time period tstop is between about 5 to 20 milliseconds, as required and national standard.
  • the engine noise can also influence the time period as a time-limiting element.
  • the time period tdec is correspondingly smaller and is approximately one quarter of the time period tstop, that is, it is between approximately 1, 25 and 5 milliseconds.
  • the rotational speed of the engine is detected and evaluated to detect a pinching situation.
  • the engine speed can be determined; on the other hand, the speed is available as a sensor signal, which is evaluated to detect the pinching situation.
  • the engine speed can either be detected via Hall sensors or by measuring the motor current.
  • the ripples are evaluated at the collector of the motor. As soon as a first ripple occurs, the reduced motor speed is detected in the first step of the method according to the invention and the motor is switched off. To detect a pinching situation, the current signal of the motor or the occurring ripple is then further analyzed, so that after approximately three to eight ripples a reliable evaluation of the pinching situation can be carried out.
  • the sensor signal of a monitoring sensor is evaluated to detect a pinching situation.
  • This sensor can have the only function of monitoring and detecting a pinching situation.
  • sensors may be located either on the engine which drives the locking system. In this case, the speed, current, force, moment or voltage of the driving motor is detected by sensors.
  • a sensor may also be arranged, for example, on the pane or the sunroof to be closed and detect the movement of the pane or of the sunroof.
  • infrared sensors or optical sensors could be used. Ultrasonic sensors, capacitive sensors or contact strips are also suitable as a basis for detecting a pinching situation.
  • the direction of rotation of the motor is reversed and the motor speed increased when a pinching situation is detected.
  • Violation of a trapped person or damage to a trapped object is reduced.
  • the motor is switched on again and operated with the same direction of rotation when it is detected that no
  • Pinching situation is present.
  • the motor is accelerated again, so that the closing operation of the sunroof or the window pane is continued.
  • a reduction in the engine speed of the driving engine of the locking system may occur when the vehicle is traveling over an uneven road and there are shocks on the
  • the analyzed sensor signal is particularly advantageously filtered out. This can be done on rough roads though
  • Characteristic of the motor during shutdown considered. Normally, the detection of a pinching situation is based on a relatively constant engine speed. According to the method of the invention, however, the motor is decelerated during the analysis of the sensor signals for detecting the pinching situation. This creates a changed characteristic of the engine speed.
  • Motor characteristic curve represents a curve that falls from the working or maximum speed of the motor to a standstill of the motor. It must be taken into account when evaluating the sensor signals, in particular when the motor current or the voltage induced in the motor is taken as the basis. This improves the reliability in detecting the pinching situation.
  • the inventive method for detecting pinching situations is carried out by a device comprising a motor, a detection unit, a
  • Control unit and at least one sensor monitors the motor driving the device.
  • the sensor signal is evaluated by a recognition unit.
  • the change in the engine speed and a pinching situation is detected by analyzing the sensor signal.
  • the control unit After detecting a jamming situation or when determining a reduced engine speed, the control unit causes the engine to be decelerated or the direction of rotation of the engine reversed and the engine speed increased or the engine continues to be operated in the same direction of rotation. Since the engine is braked immediately, so even before the final detection of a pinching situation, which is applied by the engine Moment or the power reduced. In this way, strict normative requirements can be realized with simple and inexpensive electronic components.
  • Einklemmsituationen provided as a drive for a window lift or sunroof or tailgate device in motor vehicles.
  • Figure 1 is a diagram in which the engine speed is reproduced when using the method according to the invention, if a
  • Figure 2 is a graph of engine speed in the event that no
  • FIG. 3 is a flowchart for illustrating the invention
  • FIG. Figure 1 shows the engine speed in different situations when a vehicle is on a flat road or moves, so if no shocks o.a. be exercised on the engine.
  • a dashed curve 1 in Figure 1 shows the time decrease of the engine speed from the working or maximum speed, if at a time TO, denoted by reference numeral 4, the engine is turned off in normal operation.
  • a window lift is driven into its final position or stopped by the vehicle occupants.
  • the curve 2 represents the course of the engine speed, if detected at the time TO a reduction in engine speed, because an object is trapped by the window. The engine is then switched off. If this switch-off process were continued without analyzing the sensor signals in order to determine whether there is a pinching situation, the motor speed would be reduced to zero at a point in time Tstop, designated by reference numeral 6. At this time, the engine would stop.
  • the curve 2 runs at a greater slope than the curve 1, because the engine in the "anti-pinch" mode is slowed down more by the jammed object between the window and the window frame than in normal operation.
  • the curve 3 of Figure 1 shows the course of the engine speed, if a
  • Pinching situation is detected and the engine is controlled according to the inventive method.
  • a reduced engine speed is detected and the engine is turned off.
  • the speed of the motor then follows the curve 2.
  • reference numeral 4 it is then decided whether a pinching situation exists.
  • reference numeral 5 in the presence of a pinching situation, the motor rotation direction is reversed and the motor speed is increased again to maximum speed. It follows that the reversal of the motor after a very short time, at the time Tu, reference numeral 7, is reached.
  • Figure 2 also shows the time course of the engine speed, but in the event that shocks are transmitted to the engine from the outside. This is the case when the vehicle is moving over an uneven road or driving over a curb, for example.
  • the curve 1 here shows the case that the vehicle at the time TO (reference 4), for example, drives up a curb.
  • the shocks on the vehicle are transmitted to the engine.
  • the speed or the speed of the engine is thereby influenced so that the speed of the engine follows the curve 1. There is no pinching situation.
  • FIG. 2 shows the case that a reduction of the engine speed is detected at the time TO, reference symbol 4.
  • the engine is then switched off.
  • the motor speed follows the curve 2.
  • reference numeral 5 it is recognized that there is no pinching situation.
  • the engine speed is increased again immediately after the decision that there is no pinching situation.
  • the engine speed follows from the recognition time TErk the curve 3 and no longer the curve 2.
  • the curve 3 then assumes the basic course of the curve 1, since the shocks occurring are transmitted to the engine in this situation.
  • FIG. 3 shows a flow chart which describes the engine control according to the method according to the invention.
  • step S 1 it is asked whether a locking system, for example a window lifter, should be closed. If no such signal is present, the motor remains switched off.
  • a locking system for example a window lifter
  • step S 2 If the request for closing the locking system is present, the motor is operated in step S 2 and at the same time monitors the engine speed. At the same time the engine is switched on and starts to turn. In step S 3, it is determined whether there is a reduction in engine speed, in particular, whether an abnormal reduction is detected.
  • step S 2 If no reduction of the engine speed is detected, the flow returns to step S 2 and the engine speed is further monitored.
  • step S 3 If a reduction in the engine speed is detected in step S 3, then
  • Step S 4 the engine is turned off and analyzed a sensor signal for detecting a pinching situation.
  • the method can react even at the slightest deviations of the engine speed or the speed. Since the engine is switched off immediately, the engine speed and torque are reduced. On Based on the sensor signal is decided whether a pinching situation exists. This happens within the time period tdec.
  • step S5 it is decided whether a pinching situation is detected. If there is a pinching situation, then in step S 6 the direction of motor rotation is changed and the motor is accelerated in the opposite direction of rotation until it has reached its maximum speed. Once a predefined position is reached, e.g. the window lift has moved the window pane downwards by a predefined distance, the motor is stopped. For this purpose, after the flowchart of Figure 3 is referred back to the position "engine off".
  • step S 7 the engine speed is increased again and the engine is driven on with the same direction of rotation.
  • the analyzed sensor signal is stored and filtered out so that such a sensor signal no longer has to be taken into account in the next processing step. This is particularly advantageous when the filtered signal results from impacts on the body due to road bumps and a poor road surface.
  • step S2 the monitoring of the engine speed is continued according to step S2.

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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 vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einklemmschutz für ein motorbetriebenes Schließsystem. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Erkennen einer reduzierten Motorgeschwindigkeit, Ausschalten des Motors, Analysieren eines Sensorsignals zum Erkennen einer Einklemmsituation, Entscheiden, ob eine Einklemmsituation vorliegt, und Steuern des Motors in Abhängigkeit des Erkennens einer Einklemmsituation. Die Vorrichtung zum Erkennen einer Einklemmsituation umfasst einen Motor, eine Erkennungseinheit, eine Steuereinheit und wenigstens einen Sensor. Die Vorrichtung ist eingerichtet zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Einklemmschutz für ein motorbetriebenes Schließsystem
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einklemmschutz für ein motorbetriebenes Schließsystem.
Motorbetriebene Schließsysteme mit elektrischen Antrieben werden in Kraftfahrzeugen insbesondere für Fensterhebe- und Schiebedachvorrichtungen eingesetzt. Auch für motorisch betriebene Heckklappenschließanlagen kommen Motoren und Schließsysteme zum Einsatz. Um die Gefährdung von Personen und die Beschädigung von Objekten zu vermeiden, müssen derartige Systeme über einen Einklemmschutz verfügen. Dazu muss eine Einklemmsituation zuverlässig erkannt werden.
Zum Erkennen einer Einklemmsituation wird beispielsweise der antreibende Motor über Schaltelemente gesteuert, die ihrerseits von einer Motorüberwachungsstufe beeinflusst werden. Dazu wird z.B. aus einem bestimmten statischen Motorstromwert ein Rücksetzsignal abgeleitet und aus einer zumindest zeitweisen zeitlichen Änderung des
Motorstroms ein weiteres Rücksetzsignal. Bei dieser Anordnung wird eine statische und dynamische Motorstromüberwachung durchgeführt. Dadurch wird der Motor abgeschaltet oder dessen Drehrichtung umgekehrt, wenn etwa beim Auftreffen der Scheibe auf ein Hindernis eine schnelle Momentänderung bzw. Stromerhöhung auftritt. Dies geschieht auch, wenn der momentane Stromwert vergleichsweise gering ist. Der
Motor wird aber auch dann abgeschaltet, wenn bei einem schleichenden Stromanstieg auf einen Wert nahe des Kurzschlussstroms eine weitere rasche Stromerhöhung nicht mehr möglich ist. Es werden also der statische Motorstrom und die zeitliche Änderung des Stroms zur Erkennung der Einklemmsituation ausgewertet. Allgemein bekannt ist auch eine Drehzahlüberwachung des Motors durchzuführen, um eine Kraftbegrenzung und einen Einklemmschutz bei Verstellantrieben im Kraftfahrzeug zu gewährleisten. Die Drehzahlüberwachung wird beispielsweise mittels Hallsensoren vorgenommen, um schleichende oder abrupte Änderungen zu detektieren und notwendige Motorsteuersignale abzuleiten.
Eine Einklemmsituation wird im Stand der Technik auch aus der im Anker des Motors induzierten Spannung erkannt, wobei die induzierte Spannung aus der an den
Motorklemmen anliegenden Spannung und dem im Motoranker fließenden Strom ermittelt wird.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einklemmschutz für ein motorbetriebenes Schließsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass es zum Erkennen einer Einklemmsituation zweistufig ausgebildet ist und damit besonders schnell, zuverlässig und sicher ein Einklemmen in dem Schließsystem verhindert. In einem ersten Schritt wird eine reduzierte Motorgeschwindigkeit sofort erkannt. Daraufhin wird der Motor ausgeschaltet, so dass sich die Motorgeschwindigkeit während des Ausschaltvorgangs weiter reduziert. Nun wird ein Sensorsignal zum Erkennen einer Einklemmsituation analysiert. Dabei wird entschieden, ob eine Einklemmsituation vorliegt. In einem weiteren Schritt wird der Motor in Abhängigkeit des Erkennens einer Einklemmsituation gesteuert. Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist, dass schon beim
Erkennen einer kleinen Abweichung der Motorgeschwindigkeit der Motor sofort ausgeschaltet wird. Damit wird der Motor abgebremst. Gleichzeitig verringert sich so das Moment bzw. die Kraft, die der Motor übertragen kann. Im nächsten Schritt wird während des Ausschaltvorgangs des Motors ein Sensorsignal ausgewertet, um zuverlässig eine Einklemmsituation zu erkennen. Dieses Verfahren hat den großen Vorteil, dass es besonders sicher ist, da der Motor sofort abgeschaltet wird. Der Schutz von Personen ist somit auf zuverlässige Weise gewährleistet.
Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Besonders vorteilhaft erweist sich eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem die Einklemmsituation innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode tdec erkannt wird. Innerhalb dieser Zeitperiode wird die Analyse des Sensorsignals und die Entscheidung über das Vorliegen oder Nichtvorliegen einer Einklemmsituation getroffen. Die
Motorsteuerung wird am Ende der Zeitperiode tdec vorgenommen.
Vorteilhafterweise ist die vorbestimmte Zeitperiode tdec kleiner als eine Zeitperiode tstop, in der der Motor zum Stillstand kommt. Der Motor bewegt sich also noch während die Entscheidung über das Vorliegen einer Einklemmsituation getroffen wird, das heißt der Motor ist noch nicht auf die Geschwindigkeit null abgebremst worden. Bevorzugterweise liegt die Zeitperiode tstop zwischen circa 5 bis 20 Millisekunden, je nach Anforderung und nationaler Norm. Zusätzlich kann auch das Motorgeräusch als zeitbegrenzendes Glied Einfluss auf die Zeitperiode nehmen. Die Zeitperiode tdec ist entsprechend kleiner und beträgt etwa ein Viertel der Zeitperiode tstop, d.h., sie liegt etwa zwischen 1 ,25 und 5 Millisekunden.
In einer bevorzugten Variante des erfmdungsgemäßen Verfahrens wird zum Erkennen einer Einklemmsituation die Drehzahl des Motors erfasst und ausgewertet. Damit kann zum einen die Motorgeschwindigkeit festgestellt werden; zum anderen steht die Drehzahl als Sensorsignal zur Verfügung, das zum Erkennen der Einklemmsituation ausgewertet wird. Die Motordrehzahl kann entweder über Hallsensoren erfasst werden oder durch Messung des Motorstroms. Dabei werden die Rippel am Kollektor des Motors ausgewertet. Sobald ein erster Rippel auftritt, wird im ersten Schritt des erfmdungsgemäßen Verfahrens die reduzierte Motorgeschwindigkeit erkannt und der Motor abgeschaltet. Zum Erkennen einer Einklemmsituation wird dann das Stromsignal des Motors bzw. die auftretenden Rippel weiter analysiert, so dass nach circa drei bis acht Rippeln eine zuverlässige Bewertung der Einklemmsituation vorgenommen werden kann.
Vorteilhafterweise wird zum Erkennen einer Einklemmsituation das Sensorsignal eines Überwachungssensors ausgewertet. Dieser Sensor kann als einzige Funktion die Überwachung und das Erkennen einer Einklemmsituation haben. Solche Sensoren können entweder am Motor angeordnet sein, der das Schließsystem antreibt. In diesem FaIl wird die Geschwindigkeit, der Strom, die Kraft, das Moment oder die Spannung des antreibenden Motors über Sensoren detektiert. Alternativ kann ein Sensor auch beispielsweise an der zu schließenden Scheibe oder dem Schiebedach angeordnet sein und die Bewegung der Scheibe bzw. des Schiebedachs erfassen. Dazu könnten Infrarotsensoren oder optische Sensoren verwendet werden. Auch Ultraschallsensoren, kapazitive Sensoren oder Kontaktstreifen eignen sich als Grundlage zum Erkennen einer Einklemmsituation.
Vorteilhafterweise wird nach dem Verfahren die Drehrichtung des Motors umgekehrt und die Motorgeschwindigkeit erhöht, wenn eine Einklemmsituation erkannt wird. In diesem
Fall wird der Ausschaltvorgang des Motors dahingehend beschleunigt, dass die Motorgeschwindigkeit schnellstmöglich auf null reduziert und dann auf die Arbeitsgeschwindigkeit bzw. maximale Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Drehrichtung gesteuert wird. Dadurch wird beim Erkennen einer Einklemmsituation die Scheibe des Fensters bzw. das Schiebedach wieder geöffnet, so dass die Gefahr einer
Verletzung einer eingeklemmten Person oder die Beschädigung eines eingeklemmten Objekts reduziert wird.
Bevorzugterweise wird nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren der Motor wieder eingeschaltet und mit der gleichen Drehrichtung betrieben, wenn erkannt wird, dass keine
Einklemmsituation vorliegt. Ist also kein Objekt in dem Schließsystem eingeklemmt, wird der Motor wieder beschleunigt, so dass der Schließvorgang des Schiebedachs oder der Fensterscheibe fortgesetzt wird. Beispielsweise kann eine Reduzierung der Motorgeschwindigkeit des antreibenden Motors des Schließsystems dann auftreten, wenn das Fahrzeug über eine unebene Straße fährt und es zu Stößen kommt, die auf die
Karosserie und damit auf das Schließsystem übertragen werden. In diesem Fall ist die Reduzierung der Motorgeschwindigkeit aber auf den einzelnen Stoß beschränkt, so dass durch Auswertung des Sensorsignals erkannt werden kann, dass keine Einklemmsituation vorliegt. Da der Motor zum Zeitpunkt der Entscheidung über die Einklemmsituation sich noch in Schließrichtung bewegt, wird der Schließvorgang praktisch ohne Verzögerung fortgesetzt. Die Reduzierung der Motorgeschwindigkeit ist so gering, dass sie vom Fahrer bzw. den Fahrzeuginsassen nicht bemerkt wird. Dadurch wird trotz unebener Straße der Schließvorgang eines Fensterhebers bzw. des Schiebedachs auf komfortable Weise fortgeführt. Es wird somit zuverlässig vermieden, dass beispielsweise das Fenster ständig hoch und runter fährt, nur weil Stöße von der Fahrbahn auf die Fahrzeugkarosserie übertragen werden.
Besonders vorteilhaft wird im Falle, wenn keine Einklemmsituation vorliegt, das analysierte Sensorsignal herausgefiltert. Dadurch können bei unebenen Straßen wenn
Mehrfachstöße auf die Karosserie ausgeführt werden, diese Störsignale eliminiert werden, so dass zur Beurteilung der Einklemmsituation diese Signale nicht mehr beachtet werden müssen. Dadurch wird das Erkennen einer Einklemmsituation zuverlässiger und schneller. Die Sicherheit für die Insassen bzw. für eingeklemmte Objekte bleibt erhalten. Bevorzugt wird nach dem Verfahren bei der Erkennung der Einklemmsituation die
Kennlinie des Motors während der Abschaltung berücksichtigt. Im Normalfall wird zum Erkennen einer Einklemmsituation von einer relativ konstanten Motorgeschwindigkeit ausgegangen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Motor jedoch während der Analyse der Sensorsignale zum Erkennen der Einklemmsituation abgebremst. Dadurch entsteht eine veränderte Kennlinie der Motorgeschwindigkeit. Diese
Motorkennlinie stellt eine von der Arbeits- bzw. Maximalgeschwindigkeit des Motors zum Stillstand des Motors hin abfallende Kurve dar. Sie muss bei der Auswertung der Sensorsignale, insbesondere wenn der Motorstrom oder die in den Motor induzierte Spannung als Grundlage genommen wird, berücksichtigt werden. Damit wird die Zuverlässigkeit beim Erkennen der Einklemmsituation verbessert. Die Sicherheit des
Schließsystems für Personen, insbesondere für Fahrzeuginsassen, wird dadurch deutlich erhöht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen von Einklemmsituationen wird von einer Vorrichtung ausgeführt, die einen Motor, eine Erkennungseinheit, eine
Steuereinheit und wenigstens einen Sensor umfasst. Der Sensor überwacht den die Vorrichtung antreibenden Motor. Das Sensorsignal wird von einer Erkennungseinheit ausgewertet. Dabei wird die Änderung der Motorgeschwindigkeit sowie eine Einklemmsituation durch Analyse des Sensorsignals erkannt. Nach Erkennen einer Einklemmsituation bzw. bei der Feststellung einer reduzierten Motorgeschwindigkeit veranlasst die Steuereinheit, dass der Motor abgebremst bzw. die Drehrichtung des Motors umgekehrt und die Motorgeschwindigkeit erhöht bzw. der Motor mit der gleichen Drehrichtung weiter betrieben wird. Da der Motor sofort abgebremst wird, also noch vor dem endgültigen Erkennen einer Einklemmsituation, wird das vom Motor aufgebrachte Moment bzw. die Kraft reduziert. Auf diese Weise können strenge normative Anforderungen mit einfachen und preiswerten elektronischen Komponenten realisiert werden.
Besonders bevorzugt ist der Motor der Vorrichtung zur Erkennung von
Einklemmsituationen als Antrieb für eine Fensterhebe- oder Schiebedach- oder Heckklappenvorrichtung in Kraftfahrzeugen vorgesehen.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 ein Diagramm, in dem die Motorgeschwindigkeit wiedergegeben wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn eine
Einklemmsituation erkannt wird;
Figur 2 ein Diagramm der Motorgeschwindigkeit im Falle, dass keine
Einklemmsituation vorliegt;
Figur 3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 1 der Verlauf der Geschwindigkeit des Motors eines Fensterhebers über der Zeit erläutert. Figur 1 zeigt die Motorgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl in unterschiedlichen Situationen, wenn sich ein Fahrzeug auf einer ebenen Straße befindet oder bewegt, wenn also keine Stöße o.a. auf den Motor ausgeübt werden.
Eine gestrichelte Kurve 1 in Figur 1 zeigt den zeitlichen Abfall der Motorgeschwindigkeit aus der Arbeits- bzw. Maximalgeschwindigkeit, wenn zu einem Zeitpunkt TO, mit Bezugszeichen 4 bezeichnet, der Motor im normalen Betrieb ausgeschaltet wird. In diesem Fall wird beispielsweise ein Fensterheber in seine Endstellung gefahren oder vom Fahrzeuginsassen gestoppt.
Die Kurve 2 stellt den Verlauf der Motorgeschwindigkeit dar, wenn zu dem Zeitpunkt TO eine Verringerung der Motorgeschwindigkeit erkannt, weil ein Objekt vom Fensterheber eingeklemmt ist. Der Motor wird darauf folgend abgeschaltet. Würde dieser Abschaltvorgang ohne Analyse der Sensorsignale zur Feststellung, ob eine Einklemmsituation vorliegt, fortgeführt werden, so würde zu einem Zeitpunkt Tstop, mit Bezugszeichen 6 bezeichnet, die Motorgeschwindigkeit auf null reduziert sein. Zu diesem Zeitpunkt würde der Stillstand des Motors eintreten. Die Kurve 2 verläuft mit einer größeren Steigung als die Kurve 1, weil der Motor in der Betriebsart "Einklemmschutz" durch das eingeklemmte Objekt zwischen Fensterscheibe und Fensterrahmen stärker abgebremst wird als im normalen Betrieb.
Die Kurve 3 aus Figur 1 zeigt den Verlauf der Motorgeschwindigkeit, wenn eine
Einklemmsituation erkannt wird und der Motor gemäß dem erfmdungsgemäßen Verfahren gesteuert wird. Zum Zeitpunkt TO, mit Bezugszeichen 4 bezeichnet, wird eine reduzierte Motorgeschwindigkeit erkannt und der Motor ausgeschaltet. Die Geschwindigkeit des Motors folgt dann der Kurve 2. Innerhalb einer Zeitperiode tdec ab dem Zeitpunkt TO, Bezugszeichen 4, wird dann entschieden, ob eine Einklemmsituation vorliegt. Zum Zeitpunkt Tdec, Bezugszeichen 5, wird beim Vorliegen einer Einklemmsituation die Motordrehrichtung umgekehrt und die Motorgeschwindigkeit wieder auf Maximalgeschwindigkeit erhöht. Damit folgt die Motorgeschwindigkeit der Kurve 3. Hierbei ist festzustellen, dass die Umkehr des Motors schon nach sehr kurzer Zeit, zum Zeitpunkt Tu, Bezugszeichen 7, erreicht wird.
Figur 2 zeigt ebenfalls den zeitlichen Verlauf der Motorgeschwindigkeit, jedoch für den Fall, dass Stöße auf den Motor von außen übertragen werden. Dies ist der Fall, wenn sich das Fahrzeug über eine unebene Straße bewegt oder beispielsweise über einen Bordstein fährt.
Die Kurve 1 zeigt hier den Fall, dass das Fahrzeug zum Zeitpunkt TO (Bezugszeichen 4) z.B. einen Bordstein herauf fährt. Die auf das Fahrzeug wirkenden Stöße werden auf den Motor übertragen. Die Geschwindigkeit bzw. die Drehzahl des Motors wird dadurch beeinflusst, so dass die Geschwindigkeit des Motors der Kurve 1 folgt. Es liegt keine Einklemmsituation vor.
In Figur 2 ist der Fall dargestellt, dass im Zeitpunkt TO, Bezugszeichen 4, eine Reduzierung der Motorgeschwindigkeit erkannt wird. Daraufhin wird der Motor ausgeschaltet. Die Motorgeschwindigkeit folgt der Kurve 2. Innerhalb der Periode zwischen TO und Tdec, Bezugszeichen 5, wird erkannt, dass keine Einklemmsituation vorliegt. In diesem Fall wird die Motorgeschwindigkeit sofort nach der Entscheidung, dass keine Einklemmsituation vorliegt, wieder erhöht. Die Motorgeschwindigkeit folgt ab dem Erkennungszeitpunkt TErk der Kurve 3 und nicht mehr der Kurve 2. Die Kurve 3 nimmt dann den prinzipiellen Verlauf der Kurve 1 an, da die auftretenden Stöße auch in dieser Situation auf den Motor übertragen werden.
Figur 3 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das die Motorsteuerung nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren beschreibt.
Ausgehend von dem ausgeschalteten Motor wird in einem Schritt S 1 erfragt, ob ein Schließsystem, beispielsweise ein Fensterheber geschlossen werden soll. Liegt kein derartiges Signal vor, bleibt der Motor ausgeschaltet.
Liegt die Anforderung zum Schließen des Schließsystems vor, wird im Schritt S 2 der Motor betrieben und gleichzeitig die Motorgeschwindigkeit überwacht. Gleichzeitig wird der Motor eingeschaltet und beginnt zu drehen. Im Schritt S 3 wird ermittelt, ob eine Reduzierung der Motorgeschwindigkeit vorliegt, insbesondere, ob eine nicht normale Reduzierung erkannt wird.
Wird keine Reduzierung der Motorgeschwindigkeit erkannt, geht der Ablauf zum Schritt S 2 zurück und die Motorgeschwindigkeit wird weiter überwacht.
Wird eine Reduzierung der Motorgeschwindigkeit im Schritt S 3 erkannt, so wird im
Schritt S 4 der Motor ausgeschaltet und ein Sensorsignal zum Erkennen einer Einklemmsituation analysiert. Das Verfahren kann dabei schon bei kleinsten Abweichungen der Motorgeschwindigkeit bzw. der Drehzahl reagieren. Da der Motor sofort ausgeschaltet wird, wird die Drehzahl und das Moment des Motors reduziert. Auf Grundlage des Sensorsignals wird entschieden, ob eine Einklemmsituation vorliegt. Dies geschieht innerhalb der Zeitdauer tdec.
Im nächsten Schritt S5 wird entschieden, ob eine Einklemmsituation erkannt wird. Liegt eine Einklemmsituation vor, so wird im Schritt S 6 die Motordrehrichtung geändert und der Motor mit der umgekehrten Drehrichtung beschleunigt, bis er seine Maximalgeschwindigkeit erreicht hat. Sobald eine vordefmierte Position erreicht ist, also z.B. der Fensterheber die Fensterscheibe um eine vordefinierte Strecke nach unten bewegt hat, wird der Motor gestoppt. Dazu wird nach dem Ablaufdiagramm aus Figur 3 zurückverwiesen in die Position „Motor aus".
Liegt im Schritt S 5 keine Einklemmsituation vor, bzw. wird entschieden, dass keine Einklemmsituation vorliegt, so wird im Schritt S 7 die Motorgeschwindigkeit wieder erhöht und der Motor mit der gleichen Drehrichtung weiter gefahren. Zusätzlich wird das analysierte Sensorsignal gespeichert und ausgefiltert, so dass ein derartiges Sensorsignal im nächsten Verarbeitungsschritt nicht mehr beachtet werden muss. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das ausgefilterte Signal durch Stöße auf die Karosserie aufgrund von Fahrbahnunebenheiten und einem schlechten Fahrbahnbelag resultiert.
Anschließend wird die Überwachung der Motorgeschwindigkeit entsprechend Schritt S2 fortgesetzt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Einklemmschutz für ein motorbetriebenes Schließsystem, umfassend die folgenden Schritte:
Erkennen einer reduzierten Motorgeschwindigkeit; Ausschalten des Motors;
Analysieren eines Sensorsignals zum Erkennen einer Einklemmsituation;
Entscheiden, ob eine Einklemmsituation vorliegt; und
Steuern des Motors in Abhängigkeit des Erkennens einer Einklemmsituation.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einklemmsituation innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode (tdec) erkannt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitperiode (tdec) kleiner ist als eine Zeitperiode (tstop), in der der Motor nach dem Ausschalten zum Stillstand kommt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen einer Einklemmsituation die Drehzahl des Motors erfasst und ausgewertet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen einer Einklemmsituation das Sensorsignal eines Überwachungssensors ausgewertet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung des Motors umgekehrt und die Motorgeschwindigkeit erhöht wird, wenn erkannt wird, dass ein Objekt in dem Schließsystem eingeklemmt ist.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor wieder eingeschaltet wird und mit der gleichen Drehrichtung betrieben wird, wenn erkannt wird, dass kein Objekt in dem Schließsystem eingeklemmt ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das analysierte
Sensorsignal ausgefiltert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erkennung der Einklemmsituation die Kennlinie der Motorabschaltung berücksichtigt wird.
10. Vorrichtung zur Erkennung von Einklemmsituationen, umfassend einen Motor, eine Erkennungseinheit, eine Steuereinheit und wenigstens einen Sensor, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor als Antrieb für eine Fensterhebe- oder Schiebedach- oder Heckklappenvorrichtung in Kraftfahrzeugen vorgesehen ist.
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