WO2009121518A1 - Verstelleinrichtung mit einklemmschutz und offset in der anlaufphase - Google Patents

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WO2009121518A1
WO2009121518A1 PCT/EP2009/002223 EP2009002223W WO2009121518A1 WO 2009121518 A1 WO2009121518 A1 WO 2009121518A1 EP 2009002223 W EP2009002223 W EP 2009002223W WO 2009121518 A1 WO2009121518 A1 WO 2009121518A1
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operating parameter
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motor
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PCT/EP2009/002223
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Jürgen Buhlheller
Ralf Hübner
Detlef Russ
Alex Kromer
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Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt
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Definitions

  • the invention relates to a method for adjusting a motor-driven actuating element, in particular of a motor vehicle.
  • the invention further relates to an adjusting device for carrying out the adjustment.
  • an actuator of a motor vehicle is understood to mean any element which is movably arranged in a motor vehicle and which can be moved, opened or closed by an engine relative to a stationary part of the motor vehicle, in particular the body.
  • Such an actuator is for example a side window, a sunroof, an electrically operated door or a tailgate.
  • An electrically actuated vehicle seat also represents such a control element.
  • a danger zone of an adjustable control element is usually associated with a pinch protection system for timely detection of an obstacle, in particular of a human body part, so that a pinching event is detected in good time and a corresponding countermeasure initiated, for example by stopping or reversing the drive becomes.
  • the object of the invention is to specify a further developed or alternative method for adjusting a motor-driven actuating element, in particular of a motor vehicle, in which, in particular in the start-up phase, a maladjustment of the actuating element with respect to a Clamping case detection is avoided as far as possible.
  • Another object is to provide a correspondingly suitable device.
  • a trapping case is determined in principle in that the course of an operating parameter characterizing the load of the motor is detected along a control parameter characterizing the travel, wherein a measured value of the operating parameter is compared with a predetermined tripping threshold and if the tripping threshold is exceeded or undershot by the trigger threshold Measured value of the engine is stopped and / or reversing driven.
  • the value of the setting parameter assigned to the turning point is used to adapt the check to the presence of a trapping case.
  • the invention is based on the recognition that, in particular during a motorized adjustment of the actuating element in a start-up phase, load fluctuations of the motor due to the mechanical clearance compensation occur. In the context of an anti-pinch system, which interprets an unexpected change in load as a pinching, this can lead to an undesirable erroneous control of the control element.
  • the invention is further based on the consideration that a mechanical drive system of actuator / gear / motor in the start-up phase from the change between clearance compensation and acceleration of the actuator shows a vibration behavior until an equilibrium state is reached, in which the motor runs stationary at constant motor voltage and the actuator is moved at a constant speed.
  • the invention now recognizes that, in particular in a start-up from an opposite direction, initially a clearance compensation takes place, the engine first until the Abuse of the game is accelerated, then slowed down by the entrainment of the actuator and finally gets into the stationary state.
  • Extensive investigations have now shown that the transition between the acceleration / deceleration phase into the stationary phase is marked by a turning point in the course of the operating parameter. Especially from the point of inflection, it may come to a vibration behavior due to the change between clearance compensation and acceleration of the actuator until the equilibrium state is reached, in which the actuator is moved at a constant speed. It is precisely such vibrations that are the cause of the load fluctuations observable by means of the operating parameter, from which a conventional anti-jamming system often erroneously concludes an entrapment situation.
  • the triggering threshold can be predefined without danger or track the course of the operating parameter, for example by using preceding measured values of the operating parameter to adapt the current triggering threshold value or the tripping threshold value to the actual profile of the operating parameter at a predetermined distance in parallel to be led. From the point of inflection, the problematic course begins with regard to a timely recognition of a real trapping case without the risk of erroneous reversal.
  • the turning point is also an indication of when it is likely that a consistent course of the operating parameter will be achieved.
  • the invention now realizes that a faulty control of the actuating element with the highest possible degree of safety for detecting a trapping case can be avoided if, as a precautionary measure, the check for the presence of a trapping case is adapted from the inflection point, ie from the value of the actuating parameter assigned to the inflection point becomes.
  • This adaptation can be done, for example, by an artificial offset, which is added to the triggering threshold or the respective triggering threshold value, so that, as it were, for a transitional time the risk of a faulty control due to a vibration behavior is avoided.
  • the adaptation can be carried out by the known progression of the tripping threshold value up to the inflection point artificially specified at this point. It is exploited that usually has a curve in the vicinity of a turning point has a certain symmetry. Also, from the inflection point, a fixed trigger threshold could be set for a certain period of time. Finally, it is also conceivable to derive from the position of the inflection point a criterion for a switch-on value of the setting parameter, from which the oscillation behavior has subsided. From this switch-on value, the anti-trap protection can then be safely switched on or activated.
  • the motor current is detected.
  • a load-dependent rotational parameter is detected, such as the angular velocity or rotational speed or a torque of the motor derived therefrom.
  • the speed of the motor is detected as the operating parameter.
  • the speed of the motor indicates the number of revolutions of the motor per time. The speed decreases with an increasing load of the motor, so that the tripping threshold value, from which on a jamming case is interpreted, is lowered compared to an expected value of the operating parameter. If the predetermined tripping threshold value is undershot by the actually recorded value of the operating parameter, then a jamming case is interpreted.
  • the detection of the rotational speed is particularly advantageous because it is possible to fall back on technically sophisticated rotary encoders, such as a Hall sensor, for speed determination.
  • the motor shaft is applied a ring magnet with alternating polarity, so that over the periodicity of the detected Hall signal, the number of revolutions per time and thus the speed can be derived.
  • the course of the operating parameter is detected as a function of the number of revolutions of the engine.
  • the speed can be derived as operating parameter from this actuating parameter.
  • only a single sensor means is required for detecting the operating parameter and for detecting the setting parameter.
  • further and especially expensive sensors such as position sensors or distance sensors are required.
  • the inflection point is closed by an incremental comparison of the operating parameters detected at a time interval. Specifically, this means that the difference between two successive measured values of the operating parameter is observed, and in the case of reaching an extremum in this difference value, the presence of the inflection point is concluded.
  • the second derivative could also be formed, and in the case where the second derivative reaches zero, the inflection point can be defined.
  • the incremental comparison of the measured values allows the adjustment-dependent position of the inflection point to be approximated by means of discrete measured values, as is generally the case.
  • an extreme value is deduced from the profile of the operating parameter and an orientation value for the actuating parameter is predicted from the value of the setting parameter assigned to the extreme value, up to which the inflection point is to be expected.
  • An extreme value can be determined relatively easily by forming differences from real measured values of the operating parameter. Since such an extreme value, in the case of starting the engine from an opposite direction, heralds the beginning of the deceleration phase in which the actuator is seized after exhaustion of the game, a value up to which the inflection point will occur can be predicted from this.
  • the orientation value can be determined, for example, from the value of the setting parameter assigned to the extreme value by means of a proportionality factor.
  • the orientation value can be assumed to be twice the value of the value of the setting parameter assigned to the extreme value.
  • the profile of the operating parameter can be checked for the presence of the inflection point and, in the case of an inflection point, before reaching the orientation value from the value of the setting parameter assigned to the inflection point, the predetermined trigger threshold value by an offset value be adjusted. If no turning point is determined, the anti-pinching system either remains unadjusted or is at least activated when the orientation value is reached. If no inflection point is determined, this indicates - as mentioned at the beginning - that the motor started in a rectification, so that no oscillatory behavior is to be expected.
  • an expected value for the adjustment parameter assigned to the point of inflection is therefore preferably predicted from the orientation value and, when the expected value is reached, the predefined trigger threshold is adjusted by an OfT set value. Since, in the case of a start from the opposite direction, the extreme value initiates the deceleration phase of the engine, it is possible, as mentioned above, to deduce the orientation value up to which the point of inflection is to be expected from the position of the extreme value. Further, since the course of the operating parameter with respect to the inflection point can be regarded as approximately symmetrical (there is a point symmetry), therefore, the position of the inflection point between the orientation value and the value of the setting parameter for the extreme value can be given.
  • the expected value for the inflection point can be assumed to be located centrally between the value of the setting parameter assigned to the extreme value and the orientation value.
  • this variant assumes an actual following inflection point and as a precaution changes the trigger threshold by the offset value at the expected value, even if no actual inflection point occurs.
  • the offset value is expediently taken back exponentially in the further course.
  • the anti-pinch system returns to the normal operating state.
  • the time constant for the decay of the offset value is to be chosen in particular such that a expected oscillation behavior has decayed.
  • the adjusting device comprises an adjusting element, a motor for driving the adjusting element, a sensor means for detecting the course of an operating parameter characterizing the load of the motor and a control device which is connected to the motor and the sensor means, wherein the control device is designed to carry out the method described above ,
  • the course of the operating parameter is detected by the sensor means as a function of the setting parameter.
  • Such sensor means may be of optical, acoustic, magnetic or electromagnetic type and used to detect a rotational parameter, e.g. be assigned to the drive shaft or another axle driven by the engine.
  • the sensor means is a Hall sensor.
  • the use of a Hall sensor is also particularly suitable because it is often used in the automotive sector as a proven and robust sensor for speed determination of a drive motor, so that optionally can be used on an existing Hall sensor.
  • FIG. 1 shows a typical course of an operating parameter characterizing the load of a motor via a setting parameter during a start-up phase from opposite direction without trapping
  • FIG. 2 shows a typical course of an operating parameter characterizing the load of the motor via a setting parameter during a start-up phase from opposite direction with trapping case
  • FIG. 3 shows a typical course of an operating parameter characterizing the load of the motor via a setting parameter during a start-up phase from rectification without trapping
  • FIG. 4 shows a typical course of an operating parameter characterizing the load of the motor via a setting parameter during a start-up phase from rectification with trapping case
  • FIG. 5 shows a schematic course of an operating parameter characterizing the load of the motor via a setting parameter during a start-up phase from the opposite direction with the course of the associated triggering threshold indicated
  • FIG. 6 shows schematically the course of the adjustment of the tripping threshold associated with FIG. 5
  • FIG. 7 shows an alternative course of the adaptation of the tripping threshold according to FIG. 6, and
  • FIG. 6 shows schematically the course of the adjustment of the tripping threshold associated with FIG. 5
  • Fig. 8 shows schematically a vehicle door with an adjusting device for adjusting an electrically operable window pane.
  • the measured values for an operating parameter 3 characterizing the load of the engine are plotted in a graph along a setting parameter 1 during a start-up phase of an engine.
  • the motor driving an actuator of a motor vehicle thereby runs from an opposite direction, i. it is smoked up to the actual seizure of the actuating element as a load initially mechanical game-0.
  • the profile of the first derivative 6 determined from the individual measured values by forming differences is entered.
  • setting parameter 1 the number of revolutions of the motor, i. a travel, used.
  • operating parameter 1 the speed is detected.
  • the engine accelerates up to a maximum speed, as it first uses up game without counter-burden.
  • the mechanical clearance 0 is used up and the motor sees as load the actuating element to be moved. Consequently, the speed decreases after reaching the maximum.
  • a certain mechanical elasticity results after running on the actuator a certain oscillatory behavior, which in the course 5 between the maximum and the achievement a stationary state on the right edge of the picture is very well recognizable.
  • the motor turns a constant load with a constant revolution.
  • Fig. 2 the same measurement is shown for the case of a start of the motor from an opposite direction, but now the action taken control element runs against a eino ought obstacle.
  • the engine accelerates again up to a maximum speed, whereby he uses up mechanical play.
  • the engine is braked.
  • the seized control element then runs on a set obstacle. Consequently, after the actuator has reached the obstacle, the engine is further decelerated. From the course 5, it can be seen on the right-hand border that the rotational speed finally approaches zero. It is thus a typical Einklemmfall.
  • the curve 5 of the operating parameter 3 with respect to the setting parameter 1 is shown in the same representation, with the motor now starting from a rectification. That no mechanical play is used up. To a certain extent, the motor drives the control element one after the other in the same direction.
  • an inflection point in the course of the operating parameter during the start-up phase offers a decision possibility with regard to starting from a rectification or from an opposite direction.
  • a turning point When approaching from the opposite direction, there is always a turning point with both obstacle and obstacle.
  • no turning point When starting from rectification no turning point is visible. It can also be seen that there can be no trapping event before a point of inflection. Because there is used up mechanical game until the actuator is engaged.
  • the criterion of a turning point is suitable for adjusting a triggering threshold, which is set, for example, for detecting a trapping case.
  • the triggering threshold would first be arranged at a certain distance below the course 5 of the operating parameter 3. If, unexpectedly, the operating parameter 3 falls, that is to say the rotational speed below the triggering threshold value, then a trapping case is concluded and the motor is either stopped or reversely driven. From Fig. 1 it is immediately apparent that such a built Einklemmfallerkennung gets into trouble by the occurring after the inflection point vibration behavior. Because the respective actually unexpected decreases of the operating parameter 3 due to the vibration behavior can be erroneously interpreted as an entrapment.
  • FIG. 5 now shows a procedure for the case of a start-up from an opposite direction.
  • the operating parameter 3 is the speed n and the setting parameter s is the set travel s derived from the number of revolutions.
  • phase ⁇ s1 the engine first accelerates up to a maximum speed under Spielaufbrauch. Thereafter, in this case, the speed n in a plateau phase, which may occur in certain mechanical constellations.
  • This phase is designated ⁇ s2.
  • the plateau phase .DELTA.s2 now follows a deceleration phase .DELTA.s3 + .DELTA.s4, in which the motor engages the actuator and is decelerated as a result.
  • the operating parameter 3 or the speed n decreases.
  • the phase .DELTA.s4 is followed by the phase .DELTA.s5, within which the curve 5 of the operating parameter 3 shows a certain oscillation behavior.
  • the stationary phase is gradually reached, in which the speed n remains constant.
  • a curve 9 for the currently valid triggering threshold is shown. If the operating parameters 3 and / or the rotational speed n unexpectedly fall below this triggering threshold, it would be concluded that there was a jamming situation and the motor was stopped or reversing driven.
  • the tripping threshold is initially given by a distance 10 with respect to the relative course 5 of the operating parameter 3.
  • s ⁇ denotes the starting point.
  • the rotational speed n has reached its maximum value.
  • the speed n decreases as a result of entrainment of the actuating element.
  • the values s3 and s4 are now predicted from the values of s1 and s2.
  • the value s4 represents an orientation value for the actuating parameter up to which a turning point is to be expected.
  • the extremum of the curve 5 of the operating parameter 3 is determined by forming differences. The extremum is located approximately at the point s1.
  • Fig. 5 is not to scale, but only schematically reflects the actual conditions and distances selected.
  • a fictitious position s3 for the expected position of a point of inflection in the course 5 of the operating parameter 3 is now predicted.
  • the triggering threshold is adjusted. This can be seen from the changed distance 10 between the course 5 of the operating parameter 3 and the course 9 of the tripping threshold value. The distance is increased in particular from the position s3 of the fictitious inflection point and then gradually decreases again to the right edge of the image.
  • the critical course around the turning point is predicted and given a reasonable assumption a realistic course of the triggering threshold. This can be detected as early as possible at the highest possible security without the risk of Albertreversierens in a start-up phase trapping.
  • a fictitious force F - also denoted by 12 - applied - whose course 13 is recognizable.
  • a fictitious force is understood here as an example of the speed-dependent portion of the force that is caused by the start from the opposite direction. Initially, the engine accelerates under load and plays with the fictitious force against the actuator. Until reaching equilibrium, the actuator is accelerated. From the actual course 5 of the operating parameter until reaching the inflection point, this fictitious force can be determined.
  • the fictitious force 12 up to the position s3 of the inflection point may be off be taken from the braking behavior.
  • the trip threshold 9 is already lowered here.
  • this derived profile of an offset value is mirrored at the point of inflection and thus artificially continued.
  • the offset value or the fictitious force 12 accordingly increases symmetrically until the orientation value s4 is reached. Accordingly, in FIG. 5, the distance 10 between the course 5 of the operating parameter 3 and the course 9 of the triggering threshold value is increased.
  • the raised offset value is gradually decreased exponentially decaying.
  • an additional offset 15 is introduced at the location of the inflection point s3 at a distance from the triggering threshold. This becomes clear from FIG. 7. After reaching the orientation value s4, the offset value is in turn decayed exponentially decaying.
  • a vehicle door 17 is shown schematically, which includes an adjusting device 19 for adjusting an actuator 20 given as a window.
  • the adjusting device 19 has a motor 22 which is mechanically coupled to the actuating element 20.
  • the adjusting device 19 further comprises a sensor means 24 which measures the rotational speed of the motor 22 and is designed, for example, as a Hall sensor.
  • the motor 22 is controlled by means of a control device 26 which has a microcontroller 27.
  • the control device 26 as a whole is designed to carry out the method of adapting the tripping threshold value just described during the start-up phase of the motor 22 in both a DC and an opposite direction. It will for example, the microcontroller 27 for detecting the rotational speed values and for forming a numerical derivative provided.

Abstract

Es werden ein Verfahren zum Verstellen eines motorisch angetriebenen Stellelements (20), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie eine entsprechende Verstelleinrichtung (19) angegeben. Dabei wird der Verlauf eines die Belastung des Motors (22) charakterisierenden Betriebsparameters (3) in Abhängigkeit eines den Stellweg (s) charakterisierenden Stellparameters (1) erfasst, wobei eine Überprüfung des Verlaufs (5) des Betriebsparameters (3) auf das Vorliegen eines Einklemmfalles erfolgt, indem ein Messwert des Betriebsparameters (3) mit einem vorgegebenen Auslöseschwellwert (9) verglichen wird und bei einer Über- oder Unterschreitung des Auslöseschwellwerts (9) durch den Messwert des Betriebsparameters (3) der Motor (22) angehalten und/oder reversierend angetrieben wird. Dabei ist vorgesehen, in einer Anlaufphase nach dem Einschalten des Motors (22) aus dem Verlauf (5) des Betriebsparameters (3), insbesondere aus einem Maximum auf einen Wendepunkt zu schließen und den Auslöseschwellwert (9) an dem tatsächlichen oder vorhergesagten Wendepunkt im Verlauf des Betriebsparameters (3) um einen Offset-Wert (15) anzupassen.

Description

Beschreibung
VERSTELLEINRICHTUNG MIT EINKLEMMSCHUTZ UND OFFSET IN DER ANLAUFPHASE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen eines motorisch angetriebenen Stellelements, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter eine Verstelleinrichtung zur Durchführung der Verstellung.
Unter einem Stellelement eines Kraftfahrzeugs wird vorliegend jedes in einem Kraft- fahrzeug beweglich angeordnete Element verstanden, welches von einem Motor gegenüber einem feststehenden Teil des Kraftfahrzeug, wie insbesondere der Karosserie verfahren, bewegt, geöffnet oder geschlossen werden kann. Ein derartiges Stellelement ist beispielsweise eine Seitenscheibe, ein Schiebedach, eine elektrisch betätigbare Tür oder eine Heckklappe. Auch ein elektrisch betätigbarer Fahrzeugsitz stellt ein derarti- ges Stellelement dar.
Gerät ein Hindernis in den Stellweg eines derart angetriebenen Stellelements, so muss aus Sicherheitsgründen ein Einklemmen dieses Hindernisses verhindert werden. Die Drehmomente der verwendeten Antriebe sind nämlich groß genug, um im Falle des Einklemmens eines Körperteiles ernsthafte Verletzungen zu verursachen.
Aus diesem Grund ist in einem modernen Kraftfahrzeug einem Gefährdungsbereich eines verstellbaren Stellelements in der Regel ein Einklemmschutzsystem zum rechtzeitigen Erkennen eines Hindernisses, insbesondere eines menschlichen Körperteils, zugeordnet, so dass ein Einklemmfall rechtzeitig festgestellt und beispielsweise durch ein Stoppen oder Reversieren des Antriebs eine entsprechende Gegenmaßnahme eingeleitet wird.
Aus der DE 10 2005 000 753 A1 ist es hierzu bekannt, stellwegsabhängig den Wert eines die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameters zu erfassen, den jeweils aktuellen Wert des Betriebsparameters mit jeweils einem dem Stellweg zugeordneten, vorgegebenen Schwellwert zu vergleichen und bei Über- oder Unterschreiten des Schwellwerts durch den jeweils aktuellen Wert des Betriebsparameters den Motor abzuschalten und/oder reversierend anzutreiben. Mit anderen Worten wird entlang des Stellwegs aus einer unvorhergesehenen Änderung eines Betriebsparameters des Motors, z.B. der Drehzahl, des Drehmoments oder des Motorstroms, auf einen Einklemmfall geschlossen.
In der DE 197 19 338 C2 wird ein Verfahren angegeben, wobei zur Gewährleistung eines Einklemmschutzes das Anlaufverhalten einer Schließvorrichtung hinsichtlich des Ausgleichs eines Antriebsspiels und hinsichtlich der Schwergängigkeit bestimmt wird. Insbesondere wird hierzu der stellwegsabhängige Verlauf des Motorstroms als Be- triebsparameter erfasst.
Dabei wird berücksichtigt, dass insbesondere in der Anlaufphase eines Stellvorgangs des Stellelements, d.h. in der Phase nach dem Einschalten des Motors, und insbesondere bei einem Schließvorgang, der unmittelbar auf einen Öffnungsvorgang folgt, zu- nächst ein Ausgleich eines Antriebsspiels, ein so genannter „Spielausgleich", erfolgt, wobei die mechanischen Komponenten der Motor-/Getriebeanordnung verspannt werden. Diese Anlaufphase des Motors endet, wenn das Antriebsspiel aufgebraucht ist und das Stellelement als Last bewegt wird. Aufgrund der in der Anlaufphase schwankenden Motorströme kann nur schwierig zwischen einer Lastzunahme nach erfolgtem Spielausgleich und einem Einklemmfall unterschieden werden. Dadurch kann es in der Anlaufphase des Stellvorgangs unerwünschterweise zu einer Fehlsteuerung des Stellelements kommen, beispielsweise zu einem Fehlreversieren des Antriebs, obwohl kein tatsächlicher Einklemmfall vorliegt. Gemäß der DE 197 10 338 C2 wird dieses Problem dadurch gelöst, dass erst nach Erreichen eines stellwegsabhängigen Aktivierungswer- tes der Einklemmschutz aktiviert und der weitere Verlauf des Betriebsparameters bis zum Erreichen einer gleichförmigen Bewegung unter Berücksichtigung vorangegangener Messwerte und davon abhängig der Schwellwert vorgegeben wird.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein wei- terentwickeltes oder alternatives Verfahren zum Verstellen eines motorisch angetriebenen Stellelements, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, anzugeben, bei dem insbesondere in der Anlaufphase eine Fehlsteuerung des Stellelements hinsichtlich einer Ein- klemmfallerkennung möglichst vermieden wird. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine hierzu entsprechend geeignete Vorrichtung anzugeben.
Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Ver- fahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Demgemäß wird prinzipiell ein Einklemmfall festgestellt, indem der Verlauf eines die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameters entlang eines den Stellweg charakterisierenden Stellparameters erfasst wird, wobei ein Messwert des Be- triebsparameters mit einem vorgegebenen Auslöseschwellwert verglichen wird und bei einer Über- oder Unterschreitung des Auslöseschwellwerts durch den Messwert der Motor angehalten und/oder reversierend angetrieben wird. Dabei wird in der an sich schwierigen Anlaufphase nach dem Einschalten des Motors aus dem Verlauf des Betriebsparameters auf einen Wendepunkt geschlossen und der dem Wendepunkt zu- geordnete Wert des Stellparameters zu einer Anpassung der Überprüfung auf das Vorliegen eines Einklemmfalles herangezogen.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass es insbesondere während einer motorischen Verstellung des Stellelements in einer Anlaufphase zu Belastungsschwan- kungen des Motors aufgrund des mechanischen Spielausgleichs kommt. Im Rahmen eines Einklemmschutzsystems, welches eine unerwartete Belastungsänderung als einen Einklemmfall interpretiert, kann es hierdurch zu einer unerwünschten Fehlsteuerung des Stellelements kommen.
Die Erfindung geht weiter von der Überlegung aus, dass ein mechanisches Antriebssystem aus Stellelement/Getriebe/Motor in der Anlaufphase aus dem Wechsel zwischen Spielausgleich und Beschleunigung des Stellelements ein Schwingungsverhalten zeigt, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist, in dem bei konstanter Motorspannung der Motor stationär läuft und das Stellelement mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird.
Weiter erkennt nun die Erfindung, dass insbesondere bei einem Anlauf aus einer Gegenrichtung, wobei zunächst ein Spielausgleich stattfindet, der Motor zunächst bis zum Aufbrauch des Spiels beschleunigt wird, anschließend durch die Mitnahme des Stellelements abgebremst und schließlich in den stationären Zustand gelangt. Umfangreiche Untersuchungen haben nun gezeigt, dass der Übergang zwischen der Beschleuni- gungs-/Abbremsphase in die stationäre Phase durch einen Wendepunkt im Verlauf des Betriebsparameters markiert wird. Gerade ab dem Wendepunkt kann es aufgrund des Wechsels zwischen Spielausgleich und Beschleunigung des Stellelements zu einem Schwingungsverhalten kommen, bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist, in dem das Stellelement mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Gerade solche Schwingungen sind die Ursache für die mittels des Betriebsparameters beobachtbaren Belas- tungsschwankungen, aus denen ein herkömmliches Einklemmschutzsystem oftmals irrtümlich auf einen Einklemmfall schließt.
Weitere Untersuchungen haben nun ergeben, dass ein Wendepunkt nur im Falle des problematischen Anlaufens des Motors aus einer Gegenrichtung auftritt. Da der Wen- depunkt, wie bereits erwähnt, den Übergang der Abbremsphase in die stationäre Phase markiert, ist somit im Falle des Auftretens eines Wendepunktes ein Einklemmfall vor diesem ausgeschlossen. Vor dem Wendepunkt kann somit die Auslöseschwelle ohne Gefahr fest vorgegeben oder dem Verlauf des Betriebsparameters nachgeführt werden, indem beispielsweise vorangehende Messwerte des Betriebsparameters zu einer An- passung des aktuellen Auslöseschwellwerts herangezogen oder der Auslöseschwell- wert zu dem tatsächlichen Verlauf des Betriebsparameters in einem vorgegebenen Abstand parallel geführt wird. Ab dem Wendepunkt beginnt der problematische Verlauf hinsichtlich eines rechtzeitigen Erkennens eines realen Einklemmfalles ohne die Gefahr einer Fehlreversierung. Auch ist der Wendepunkt ein Indiz dafür, wann voraussichtlich ein gleichbleibender Verlauf des Betriebsparameters erreicht sein wird.
Die Erfindung realisiert nun, dass ein Fehlsteuern des Stellelements bei einer möglichst hohen Sicherheit zur Erkennung eines Einklemmfalles vermieden werden kann, wenn ab dem Wendepunkt, d.h. ab dem dem Wendepunkt zugeordneten Wert des Stellpa- rameters die Überprüfung auf das Vorliegen eines Einklemmfalles vorsorglich ange- passt wird. Diese Anpassung kann beispielsweise durch einen künstlichen Offset erfolgen, der der Auslöseschwelle bzw. dem jeweiligen Auslöseschwellwert hinzugefügt wird, so dass gewissermaßen für eine Übergangszeit die Gefahr für eine Fehlsteuerung aufgrund eines Schwingungsverhaltens vermieden wird. Auch kann im Falle eines Nachführens des Auslöseschwellwerts, wonach der jeweils aktuelle Auslöseschwellwert aus dem bisherigen Verlauf des Betriebsparameters abgeleitet und insofern der Verlauf des Auslöseschwellwerts dem tatsächlichen Verlauf des Betriebsparameters angepasst wird, die Anpassung dadurch vorgenommen werden, dass der bekannte Verlauf des Auslöseschwellwerts bis zum Wendepunkt an diesem punktgespiegelt künstlich vorge- geben wird. Dabei wird ausgenutzt, dass in der Regel ein Kurvenverlauf in der Nähe eines Wendepunktes eine gewisse Symmetrie aufweist. Auch könnte ab dem Wendepunkt für einen gewissen Zeitraum ein fester Auslöseschwellwert vorgegeben werden. Schließlich ist es auch noch vorstellbar, aus der Lage des Wendepunktes ein Kriterium für einen Einschaltwert des Stellparameters abzuleiten, ab welchem das Schwingungs- verhalten abgeklungen ist. Ab diesem Einschaltwert kann dann der Einklemmschutz sicher eingeschaltet bzw. aktiviert sein.
Weitere Untersuchungen haben nun überraschend gezeigt, dass bei einen Anlauf aus einer Gleichrichtung, wobei also kein Spielausgleich erfolgt, sondern das Stellelement sofort beschleunigt wird, der Verlauf des Betriebsparameters keinen Wendepunkt zeigt. Wird demnach innerhalb eines beispielsweise fest vorgegebenen Stellwegs nach dem Anlaufen des Motors kein Wendepunkt festgestellt, so deutet eine unerwartete Unteroder Überschreitung eines vorgegebenen Auslöseschwellwerts durch den erfassten Wert des Betriebsparameters auf einen tatsächlichen Einklemmfall hin. Das Einklemm- Schutzsystem braucht in diesem Fall keiner Anpassung unterzogen werden bzw. kann ab dem vorgegebenen Wert des Stellparameters aktiviert werden, für den Fall, dass kein Wendepunkt erkannt ist.
Als Betriebsparameter, der die Belastung des Motors während eines Stellvorgangs cha- rakterisiert, wird beispielsweise der Motorstrom erfasst. Alternativ wird beispielsweise ein lastabhängiger Drehparameter erfasst, wie beispielsweise die Winkelgeschwindigkeit oder Drehzahl oder ein hiervon ableitbares Drehmoment des Motors. Zweckmäßigerweise wird als Betriebsparameter die Drehzahl des Motors erfasst. Die Drehzahl des Motors gibt die Anzahl der Umdrehungen des Motors pro Zeit an. Die Drehzahl nimmt mit einer steigenden Belastung des Motors ab, so dass der Auslöse- schwellwert, ab welchem auf einen Einklemmfall interpretiert wird, gegenüber einem zu erwartenden Wert des Betriebsparameters abgesenkt ist. Wird der vorgegebene Auslö- seschwellwert durch den tatsächlich erfassten Wert des Betriebsparameters unterschritten, so wird auf einen Einklemmfall interpretiert. Die Erfassung der Drehzahl ist insbesondere vorteilhaft, da zur Drehzahlbestimmung auf technisch ausgereifte Drehgeber, wie beispielsweise einem Hall-Sensor, zurückgegriffen werden kann. Dabei ist der Motorwelle ein Ringmagnet mit abwechselnder Polung aufgebracht, so dass über die Periodizität des erfassten Hall-Signals die Anzahl der Umdrehungen pro Zeit und somit die Drehzahl abgeleitet werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Verlauf des Betriebspara- meters in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen des Motors erfasst. D.h., dass als der den Stellweg des Stellelements charakterisierende Stellparameter die Anzahl der zurückgelegten Umdrehungen des Motors erfasst wird. Aus diesem Stellparameter kann zugleich die Drehzahl als Betriebsparameter abgeleitet werden. Damit ist zur Erfassung des Betriebsparameters und zur Erfassung des Stellparameters nur ein einziges Sensormittel erforderlich. Für eine direkte Erfassung des Stellwegs sind hingegen weitere und insbesondere teuere Sensoren, wie Positionssensoren oder Abstandssensoren erforderlich.
Vorzugsweise wird auf den Wendepunkt durch einen inkrementellen Vergleich der in einem zeitlichen Abstand erfassten Betriebsparameter geschlossen. Konkret heißt das, dass die Differenz zweier aufeinander folgender Messwerte des Betriebsparameters beobachtet, und im Falle des Erreichens eines Extremums in diesem Differenzwert auf das Vorhandensein des Wendepunkts geschlossen wird. Mathematisch könnte zusätzlich auch die zweite Ableitung gebildet werden, und in dem Fall, in dem die zweite Ab- leitung den Wert Null erreicht, der Wendepunkt definiert werden. Durch den inkrementellen Vergleich der Messwerte kann die stellwegabhängige Lage des Wendepunkts mittels diskreter Messwerte angenähert werden, wie sie in der Regel vorliegen. In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus dem Verlauf des Betriebsparameters auf einen Extremwert geschlossen und aus dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters ein Orientierungswert für den Stellparameter vorhergesagt, bis zu welchem der Wendepunkt zu erwarten ist. Ein Extremwert kann durch Differenzenbildung aus real ermittelten Messwerten des Betriebsparameters relativ leicht ermittelt werden. Da ein solcher Extremwert im Falle eines Anlaufs des Motors aus einer Gegenrichtung den Beginn der Abbremsphase einläutet, in welcher das Stellelement nach Aufbrauch des Spiels ergriffen wird, kann hieraus ein Wert vorhergesagt werden, bis zu welchem der Wendepunkt auftreten wird. Beispielsweise kann aus der Überlegung, dass ein mechanisches Antriebssystem aus Stellelement/Getriebe/Motor insbesondere nach einem Einschaltvorgang wie eine Feder/Masse-Anordnung betrachtet werden kann, eine gewisse Symmetrie zwischen der Beschleunigungs- und der Abbremsphase abgeleitet werden. Aus dieser Betrachtung heraus ergibt sich, dass der Orientierungswert beispielsweise aus dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters mittels eines Proportionalitätsfaktors ermittelt werden kann. Insbesondere kann der Orientierungswert als der doppelte Wert des dem Extremwert zugeordneten Wertes des Stellparameters angenommen werden.
Wird ein Orientierungswert vorhergesagt, so kann in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung der Verlauf des Betriebsparameters auf das Vorhandensein des Wendepunktes überprüft werden und im Falle eines Wendepunktes vor dem Erreichen des Orientierungswerts ab dem dem Wendepunkt zugeordneten Wert des Stellparameters der vorgegebene Auslöseschwellwert um einen Offset-Wert angepasst werden. Wird kein Wendepunkt ermittelt, so bleibt das Einklemmschutzsystem entweder unange- passt oder wird zumindest beim Erreichen des Orientierungswerts aktiviert. Wird kein Wendepunkt ermittelt, so deutet dies nämlich - wie eingangs erwähnt - darauf hin, dass der Anlauf des Motors in einer Gleichrichtung erfolgte, so dass kein Schwingverhalten zu erwarten ist.
Die Ermittlung des Wendepunktes durch zweifache Differenzenbildung zwischen tatsächlich erfassten Messwerten der Betriebsparameter kostet grundsätzlich Zeit. Auch bei einer äußerst raschen Analyse mittels eines schnellen Mikroprozessors entsteht eine Zeitverzögerung, bis eine Aussage über das Vorhandensein eines Wendepunktes vorliegt. Das reale Geschehen ist während dieser Zeitspanne bereits weiter fortgeschritten. Auch ist es teilweise schwierig, aus den tatsächlich erfassten Messwerten ein klares Kriterium für das Vorliegen eines Wendepunktes abzuleiten. Dies ist insbesondere bei schwachen Signalen der Fall und insbesondere bei Vorhandensein eines ge- wissen Rauschpegels.
In einer anderen Alternative wird daher bevorzugt aus dem Orientierungswert ein Erwartungswert für den dem Wendepunkt zugeordneten Stellparameter vorhergesagt und bei Erreichen des Erwartungswerts der vorgegebene Auslöseschwellwert um einen OfT- set-Wert angepasst. Da im Falle eines Anlaufs aus Gegenrichtung der Extremwert die Abbremsphase des Motors einläutet, kann aus der Lage des Extremwerts wie erwähnt - auf den Orientierungswert geschlossen werden, bis zu dem der Wendepunkt zu erwarten ist. Da weiter der Verlauf des Betriebsparameters bezüglich des Wendepunktes als in etwa symmetrisch betrachtet werden kann (es liegt eine Punktsymmetrie vor), kann daher die Lage des Wendepunkts zwischen dem Orientierungswert und dem Wert des Stellparameters für den Extremwert angegeben werden. Insbesondere kann der Erwartungswert für den Wendepunkt als mittig zwischen dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters und dem Orientierungswert gelegen angenommen werden. Diese Variante geht im Falle der Ermittlung eines Extremwerts von einem tatsächlich folgenden Wendepunkt aus und ändert insofern vorsorglich am Erwartungswert den Auslöseschwellwert um den Offset-Wert, selbst dann, wenn gar kein tatsächlicher Wendepunkt auftritt.
Wurde ein Wendepunkt tatsächlich ermittelt oder dessen Erwartungswert vorhergesagt, und infolge dessen der Auslöseschwellwert um den Offset-Wert angepasst, so wird zweckmäßigerweise der Offset-Wert im weiteren Verlauf wieder exponentiell zurückgenommen. Innerhalb einer vorgebbaren Zeitkonstante gelangt damit das Einklemmschutzsystem wieder in den normalen Betriebszustand zurück. Die Zeitkonstante für das Abklingen des Offset-Wertes ist dabei insbesondere so zu wählen, dass ein zu er- wartendes Schwingverhalten abgeklungen ist.
Die auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des auf eine Verstelleinrichtung gerichteten Patentanspruchs. Demnach umfasst die Verstelleinrichtung ein Stellelement, einen Motor zum Antrieb des Stellelements, ein Sensormittel zur Erfassung des Verlaufs eines die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameters und eine Steuereinrichtung, die mit dem Motor und dem Sensormittel verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
Weitere vorteilhafte Ausführungen finden sich in den auf die Vorrichtung rückbezogenen Unteransprüchen. Dabei können die für das Verfahren geschilderten Vorteile sinngemäß auf die Vorrichtung übertragen werden.
Mit dem Sensormittel wird insbesondere der Verlauf des Betriebsparameters in Abhängigkeit von dem Stellparameter erfasst. Ein derartiges Sensormittel kann optischer, akustischer, magnetischer oder elektromagnetischer Bauart sein und zur Erfassung eines Drehparameters z.B. der Antriebswelle oder einer weiteren vom Motor getriebe- nen Achse zugeordnet sein. Vorzugsweise ist das Sensormittel ein Hall-Sensor. Die Verwendung eines Hall-Sensors bietet sich insbesondere auch deshalb an, da er im Kraftfahrzeugbereich als ein bewährter und robuster Sensor häufig zur Drehzahlbestimmung eines Antriebsmotors eingesetzt wird, so dass gegebenenfalls auf einen bereits vorhandenen Hall-Sensor zurückgegriffen werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen typischen Verlauf eines die Belastung eines Motors charakterisierenden Betriebsparameters über einen Stellparameter während einer Anlaufphase aus Gegenrichtung ohne Einklemmfall, Fig. 2 einen typischen Verlauf eines die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameters über einen Stellparameter während einer Anlaufphase aus Gegenrichtung mit Einklemmfall, Fig. 3 einen typischen Verlauf eines die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameters über einen Stellparameter während einer Anlaufphase aus Gleichrichtung ohne Einklemmfall, Fig. 4 einen typischen Verlauf eines die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameters über einen Stellparameter während einer Anlaufphase aus Gleichrichtung mit Einklemmfall,
Fig. 5 einen schematischen Verlauf eines die Belastung des Motors s charakterisierenden Betriebsparameters über einen Stellparameter während einer Anlaufphase aus Gegenrichtung mit eingezeichnetem Verlauf des zugeordneten Auslöseschwellwerts,
Fig. 6 schematisch den zu Fig. 5 gehörigen Verlauf der Anpassung des Auslöseschwellwerts, io Fig. 7 einen alternativen Verlauf der Anpassung des Auslöseschwellwerts gemäß Fig. 6, und
Fig. 8 schematisch eine Fahrzeugtür mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen einer elektrisch betätigbaren Fensterscheibe. 5 In Fig. 1 sind in einer Grafik entlang einem Stellparameter 1 während einer Anlaufphase eines Motors die Messwerte für einen die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameter 3 aufgetragen. Der ein Stellelement eines Kraftfahrzeugs antreibende Motor läuft dabei aus einer Gegenrichtung an, d.h. es wird bis zum tatsächlichen Ergreifen des Stellelements als Last zunächst mechanisches Spiel aufgeb-0 raucht.
Neben dem resultierenden Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 ist der Verlauf der aus den einzelnen Messwerten durch Differenzenbildung ermittelten ersten Ableitung 6 eingetragen. Als Stellparameter 1 wird die Anzahl der zurückgelegten Umdrehungen dess Motors, d.h. ein Stellweg, herangezogen. Als Betriebsparameter 1 wird die Drehzahl erfasst.
In einer ersten Phase beschleunigt der Motor bis zu einer maximalen Drehzahl, da er ohne Gegenlast zunächst Spiel aufbraucht. Im Maximum ist das mechanische Spiel0 aufgebraucht und der Motor sieht als Last das zu bewegende Stellelement. Folglich nimmt die Drehzahl nach Erreichen des Maximums ab. Als Folge einer gewissen mechanischen Elastizität resultiert nach dem Auflaufen auf das Stellelement ein gewisses Schwingverhalten, was in dem Verlauf 5 zwischen dem Maximum und dem Erreichen eines stationären Zustande am rechten Bildrand sehr gut erkennbar ist. Im stationären Zustand dreht der Motor mit konstanter Umdrehung eine konstante Last.
Es wird ersichtlich, dass der Verlauf 5 nach Erreichen des Maximums einen Wende- s punkt an der eingezeichneten Position 8 aufweist. An dieser Position 8 hat die Ableitung 6 ein lokales Minimum.
In Fig. 2 ist die gleiche Messung für den Fall eines Anlaufes des Motors aus einer Gegenrichtung gezeigt, wobei nun jedoch das ergriffene Stellelement gegen ein einges-o telltes Hindernis läuft. Nach dem Start beschleunigt zunächst der Motor wiederum bis auf eine Maximaldrehzahl, wobei er mechanisches Spiel aufbraucht. Nach Ergreifen des Stellelements wird der Motor abgebremst. Das ergriffene Stellelement läuft danach auf ein eingestelltes Hindernis auf. Folglich wird der Motor, nachdem das Stellelement das Hindernis erreicht hat, weiter abgebremst. Aus dem Verlauf 5 wird am rechten BiId-5 rand ersichtlich, dass die Drehzahl schließlich gegen Null tendiert. Es handelt sich somit um einen typischen Einklemmfall.
Auch in diesem Fall wird aus dem Verlauf 5 ersichtlich, dass nach Erreichen des Maximums die Position 8 eines Wendepunkts gegeben ist. Auch hier erreicht die Ableitungo 6 ein lokales Minimum.
In Fig. 3 ist in gleicher Darstellung nun der Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 gegenüber dem Stellparameter 1 gezeigt, wobei nun der Motor aus einer Gleichrichtung anläuft. D.h. es wird kein mechanisches Spiel aufgebraucht. Gewissermaßen treibt der5 Motor das Stellelement hintereinander in dieselbe Richtung an.
Man entnimmt dem Verlauf 5 des Betriebsparameters 3, dass der Motor in diesem Fall vom Startpunkt an kontinuierlich mit dem ergriffenen Stellelement auf eine konstante Drehzahl beschleunigt. Aus dem Verlauf der Ableitung 6 wird zudem ersichtlich, dass dem Verlauf 5 des Betriebsparameters kein Wendepunkt zuzuordnen ist. In Fig. 4 ist nun der gleiche Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 in einem Anlauf aus Gleichrichtung dargestellt, wobei das ergriffene Stellelement gegen ein eingestelltes Hindernis anläuft.
Man erkennt, dass der Motor nach dem Start wiederum zunächst unter Mitnahme des Stellelements bis zu einem gewissen Wert beschleunigt, dann aber bei Auflaufen des Stellelements auf das Hindernis abgebremst wird, wobei die Enddrehzahl am rechen Bildrand schließlich gegen null tendiert. Auch hier ist im Unterschied zu Fig. 2 aus dem Verlauf der Ableitung 6 kein Wendepunkt zu entnehmen.
Zusammenfassend wird aus den Fig. 1 bis 4 ersichtlich, dass ein Wendepunkt im Verlauf des Betriebsparameters während der Anlaufphase eine Entscheidungsmöglichkeit hinsichtlich eines Anlaufens aus einer Gleichrichtung oder aus einer Gegenrichtung bietet. Bei einem Anlaufen aus Gegenrichtung zeigt sich sowohl mit Hindernis als auch ohne Hindernis stets ein Wendepunkt. Bei einem Anlaufen aus Gleichrichtung ist kein Wendepunkt erkennbar. Weiter ist erkennbar, dass vor einem Wendepunkt kein Einklemmfall liegen kann. Denn dort wird mechanisches Spiel aufgebraucht bis das Stellelement ergriffen ist.
Es wird demnach verständlich, dass sich das Kriterium eines Wendepunkts zum Anpassen einer Auslöseschwelle eignet, die beispielsweise zum Erkennen eines Einklemmfalles gesetzt ist. Vorliegend würde zunächst die Auslöseschwelle mit einem gewissen Abstand unterhalb des Verlaufes 5 des Betriebsparameters 3 angeordnet sein. Fällt unerwarteterweise der Betriebsparameter 3, d.h. die Drehzahl unterhalb des Aus- löseschwellwerts, so wird auf einen Einklemmfall geschlossen, und der Motor entweder gestoppt oder reversierend angetrieben. Aus Fig. 1 wird sofort ersichtlich, dass eine derart aufgebaute Einklemmfallerkennung durch das nach dem Wendepunkt eintretende Schwingverhalten in Schwierigkeiten gerät. Denn die jeweiligen eigentlich unerwarteten Abnahmen des Betriebsparameters 3 infolge des Schwingverhaltens können fehlerhafterweise als ein Einklemmfall interpretiert werden. Wird aber in den Verläufen 5 des Betriebsparameters 3 die Position 8 eines Wendepunktes identifiziert, so kann auf einen Anlauf aus Gegenrichtung geschlossen werden und dem Schwingverhalten durch eine entsprechende Anpassung der Auslöseschwelle begegnet werden. In Fig. 5 ist nun eine Vorgehensweise für den Fall eines Anlaufes aus einer Gegenrichtung dargestellt. Man erkennt wiederum den typischen Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 entlang des Stellparameters 1. Als Betriebsparameter 3 ist dabei die Dreh- zahl n und als Stellparameter 1 der aus der Anzahl der Umdrehungen abgeleitete Stellweg s aufgetragen.
Man erkennt zunächst, dass in der Phase Δs1 der Motor zunächst bis zu einer Maximaldrehzahl unter Spielaufbrauch beschleunigt. Danach geht vorliegend die Drehzahl n in eine Plateauphase über, die bei gewissen mechanischen Konstellationen auftreten kann. Diese Phase ist mit Δs2 bezeichnet. Der Plateauphase Δs2 schließt sich nun eine Abbremsphase Δs3 + Δs4 an, in welcher der Motor das Stellelement ergreift und infolge dessen abgebremst wird. Infolge dessen nimmt der Betriebsparameter 3 respektive die Drehzahl n ab. An die Phase Δs4 schließt sich die Phase Δs5 an, innerhalb derer der Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 ein gewisses Schwingverhalten zeigt. Am rechten Bildrand wird dann allmählich die stationäre Phase erreicht, in der die Drehzahl n konstant bleibt. Zusätzlich zu dem Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 ist ein Verlauf 9 für den jeweils geltenden Auslöseschwellwert eingezeichnet. Würde der Betriebsparameter 3 respektive die Drehzahl n unerwartet unterhalb diese Auslöse- schwelle fallen, so würde auf einen Einklemmfall geschlossen und der Motor gestoppt bzw. reversierend angetrieben werden. Vorliegend ist der Auslöseschwellwert zunächst durch einen Abstand 10 gegenüber dem relaen Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 gegeben. Man erkennt den jeweiligen Abstand 10 zwischen dem Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 und dem Verlauf 9 des Auslöseschwellwerts. Bei einem Anlauf aus Gegenrichtung kann bis zum Erreichen eines Wendepunktes, erwartet bei s3, kein Einklemmfall auftreten.
Entlang dem Stellparameter 1 sind einzelne Werte des Stellwegs s eingetragen. sθ bezeichnet den Startpunkt. An der Stelle s1 hat die Drehzahl n etwa ihren Maximalwert erreicht. An der Stelle s2 endet die Plateauphase, und die Drehzahl n nimmt infolge des Mitführens des Stellelements ab. Aus den Werten von s1 und s2 werden nun die Werte s3 und s4 vorhergesagt. Dabei stellt der Wert s4 einen Orientierungswert für den Stellparameter dar, bis zu dem ein Wendepunkt zu erwarten ist. Dabei wird zunächst das Extremumg des Verlaufs 5 des Betriebsparameters 3 durch Differenzenbildung ermittelt. Das Extremum befindet sich etwa an der Stelle s1. Die für die Abbremsung relevante Phase Δs3 + Δs4 wird ab dem Wert s2, d.h. ab dem Ende der Plateauphase Δs2, angenommen. Dabei wird aus der Lage des Extremums an der Stelle s1 die Breite der Abbremsphase vorhergesagt. Der Abbremsweg wird dabei als Δs3 + Δs4 = s2 + Δs1 fingiert. Dabei sei darauf hingewiesen, dass Fig. 5 nicht maßstabsgerecht, sondern lediglich schematisch die tatsächlich gewählten Bedingungen und Abstände wiedergibt.
Aus dem derart ermittelten Orientierungswert s4 ist nun eine fiktive Position s3 für die zu erwartende Lage eines Wendepunkts im Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 vorhergesagt. Bei dieser Position s3 des vorhergesagten Wendepunkts wird die Auslöseschwelle angepasst. Man erkennt dies an dem geänderten Abstand 10 zwischen dem Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 und dem Verlauf 9 des Auslöseschwellwerts. Der Abstand wird insbesondere ab der Position s3 des fiktiven Wendepunkts vergrößert und nimmt dann allmählich zum rechten Bildrand wieder ab.
Mit anderen Worten wird der kritische Verlauf um den Wendepunkt vorhergesagt und unter einer vernünftigen Annahme ein realistischer Verlauf der Auslöseschwelle vorgegeben. Dadurch kann bei einer möglichst hohen Sicherheit ohne die Gefahr eines Fehlreversierens in einer Anlaufphase möglichst frühzeitig ein Einklemmfall erkannt werden.
Aus Fig. 6 ist die vorgenommene Anpassung deutlich erkennbar. Dabei entsprechen die eingezeichneten Markierungen hinsichtlich des Stellwegs s denen aus Fig. 5. Über den Stellparameter 1 ist hierbei eine fiktive Kraft F - auch mit 12 bezeichnet - aufgetragen, deren Verlauf 13 erkennbar wird. Als fiktive Kraft wird hier beispielhaft der geschwindigkeitsabhängige Anteil der Kraft verstanden, die durch den Anlauf aus Gegenrichtung hervorgerufen wird. Der Motor wird anfänglich unter Spielaufbrauch beschleu- nigt und läuft mit der fiktiven Kraft gegen das Stellelement auf. Bis zum Erreichen eines Gleichgewichts wird das Stellelement beschleunigt. Aus dem tatsächlichen Verlauf 5 des Betriebsparameters bis zum Erreichen des Wendepunktes kann diese fiktive Kraft ermittelt werden. Die fiktive Kraft 12 bis zur Position s3 des Wendepunkts kann aus dem Abbremsverhalten entnommen werden. Um einen entsprechend angepassten Wert wird hier bereits die Auslöseschwelle 9 abgesenkt. Bis zum Erreichen des Orientierungswerts s4 wird dieser gewonnene Verlauf eines Offset-Wertes an dem Wendepunkt gespiegelt und somit künstlich fortgesetzt. Der Offset-Wert bzw. die fiktive Kraft 12 nimmt dementsprechend symmetrisch bis zum Erreichen des Orientierungswerts s4 zu. Entsprechend ist in Fig. 5 der Abstand 10 zwischen dem Verlauf 5 des Betriebsparameters 3 und dem Verlauf 9 des Auslöseschwellwerts vergrößert.
Nach Erreichen des Orientierungwerts 4 wird der angehobene Offset-Wert exponentiell abklingend allmählich wieder zurückgenommen.
In einer alternativen Ausgestaltung des Offset-Wertes wird an der Stelle des Wendepunktes s3 im AbstandiO zur Auslöseschwelle ein zusätzlicher Offset 15 eingebracht. Dies wird aus Fig. 7 deutlich erkennbar. Nach Erreichen des Orientierungswerts s4 wird der Offset-Wert wiederum exponentiell abklingend zurückgenommen.
Der jeweils in den Fig. 6 und 7 gezeichnete Verlauf 13 ist identisch für die angenommene fiktive Kraft F bzw. 12 sowie für den eingesetzten Offset-Wert. Diese unterscheiden sich lediglich durch einen gewissen Proportionalitätsfaktor.
In Fig. 8 ist schematisch eine Fahrzeugtür 17 dargestellt, die eine Verstelleinrichtung 19 zum Verstellen eines als Fenster gegebenen Stellelements 20 umfasst. Dazu weist die Verstelleinrichtung 19 einen Motor 22 auf, der mit dem Stellelement 20 mechanisch gekoppelt ist.
Die Verstelleinrichtung 19 umfasst weiter ein Sensormittel 24, welches die Drehzahl des Motors 22 misst und beispielsweise als ein Hall-Sensor ausgebildet ist. Der Motor 22 wird mittels einer Steuereinrichtung 26 gesteuert, die über einen Mikrokontroller 27 verfügt.
Die Steuereinrichtung 26 insgesamt ist zur Durchführung des soeben beschriebenen Verfahrens zur Adaption des Auslöseschwellwerts während der Anlaufphase des Motors 22 sowohl in einer Gleich- als auch in einer Gegenrichtung ausgebildet. Dabei wird beispielsweise der Mikrokontroller 27 zur Erfassung der Drehzahl-Werte und zur Bildung einer numerischen Ableitung vorgesehen.
Bezugszeichenliste
1 Stellparameter
3 Betriebsparameter
5 Verlauf des Betriebsparameters
6 erste Ableitung (numerisch)
8 Position Wendepunkt
9 Verlauf der Auslöseschwelle
10 Abstand
12 Fiktive Kraft
13 Verlauf Kraft/Abstand
15 Offset-Wert
17 Fahrzeugtür
19 Verstelleinrichtung
20 Stellelement
22 Motor
24 Sensormittel
26 Steuereinrichtung
27 Mikrocontroller
F Kraft
Δs Stellwegsabschnitte
S Stellweg n Drehzahl

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Verstellen eines motorisch angetriebenen Stellelements (20), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei - der Verlauf (5) eines die Belastung eines Motors charakterisierenden Betriebsparameters (3) in Abhängigkeit eines den Stellweg (s) charakterisierenden Stellparameters (1 ) erfasst wird,
- eine Überprüfung des Verlaufs (5) des Betriebsparameters (3) auf das Vorliegen eines Einklemmfalles erfolgt, wobei ein Messwert des Betriebsparameters (3) mit einem vorgegebenen Auslöseschwellwert verglichen wird und bei einer Überoder Unterschreitung des Auslöseschwellwerts durch den Messwert der Motor (22) angehalten und/oder reversierend angetrieben wird,
- in einer Anlaufphase nach dem Einschalten des Motors aus dem Verlauf (5) des Betriebsparameters (3) auf einen Wendepunkt geschlossen wird und - der dem Wendepunkt zugeordnete Wert (8) des Stellparameters (1 ) zu einer Anpassung der Überprüfung auf das Vorliegen eines Einklemmfalles herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei als Betriebsparameter (3) eine Drehzahl (n) des Motors (22) erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verlauf (5) des Betriebsparameters (3) in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen des Motors (22) erfasst wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf den Wendepunkt durch einen inkrementellen Vergleich der in einem zeitlichen Abstand (10) erfassten Betriebsparameter (3) geschlossen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- aus dem Verlauf (5) des Betriebsparameters (3) auf einen Extremwert geschlossen wird und - aus dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters (1 ) ein Orientierungswert für den Stellparameter (1 ) vorhergesagt wird, bis zu welchem der Wendepunkt zu erwarten ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei
- der Verlauf (5) des Betriebsparameters (3) auf das Vorhandensein des Wendepunktes überprüft wird und
- im Falle eines Wendepunktes vor dem Erreichen des Orientierungswerts bei dem dem Wendepunkt zugeordneten Wert des Stellparameters (1 ) der vorgegebene Auslöseschwellwert um einen Offset-Wert (15) angepasst wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei - aus dem Orientierungswert ein Erwartungswert (s3) für den dem Wendepunkt zugeordneten Stellparameter (1 ) vorhergesagt wird und
- bei Erreichen des Erwartungswerts (s3) der vorgegebene Auslöseschwellwert um einen Offset-Wert (15) angepasst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Offset-Wert (15) im weiteren Verlauf exponentiell zurückgenommen wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Auslöseschwellwert für den nächsten Messwert des Betriebsparameters (3) als Abstand (10) zu dem aktuell bestimmten Messwert nachgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Auslöseschwellwert nach der Anpassung um den Offset-Wert (15) bis zum Erreichen des Orientierungswerts bezüglich des bisherigen nachgeführten
Verlaufs spiegelsymmetrisch fortgeführt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der Orientierungswert aus dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters (1 ) mittels eines Proportionalitätsfaktors ermittelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11 ,
5 wobei der Erwartungswert (s3) als mittig zwischen dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters (1 ) und dem Orientierungswert gelegen angenommen wird.
13. Verstelleinrichtung (19) zum Verstellen eines motorisch angetriebenen Stellele-o ments (20), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stellelement (20), mit einem mit dem Stellelement (20) verbundenen Motor (22), mit einem Sensormittel (24) zur Erfassung eines die Belastung des Motors (22) charakterisierenden Betriebsparameter (3) und mit einer Steuereinrichtung (26), die mit dem Motor (22) und dem Sensormittel (24) verbundenen ist, wobei die Steuereinrich-5 tung (26) dafür eingerichtet ist,
- den Verlauf (5) eines die Belastung des Motors charakterisierenden Betriebsparameters (3) in Abhängigkeit eines den Stellweg (s) charakterisierenden Stellparameters zu erfassen,
- den Verlauf (5) des Betriebsparameters (3) auf das Vorliegen eines Einklemmfal-o les durch das Vergleichen eines Messwerts des Betriebsparameters (3) mit einem vorgegebenen Auslöseschwellwert zu überprüfen und bei einer Über- oder Unterschreitung des Auslöseschwellwerts durch den Messwert der Motor (22) anzuhalten und/oder reversierend anzutreiben,
- in einer Anlaufphase nach dem Einschalten des Motors (22) aus dem Verlauf (5)5 des Betriebsparameters (3) auf einen Wendepunkt zu schließen und
- den dem Wendepunkt zugeordneten Wert (8) des Stellparameters (1 ) zur Anpassung der Überprüfung auf das Vorliegen eines Einklemmfalles heranzuziehen.
14. Verstelleinrichtung (19) nach Anspruch 13, wobei das Sensormittel (24) zur Erfassung der Drehzahl (n) des Motors (22) ausgebildet ist.
15. Verstelleinrichtung (19) nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist, auf den Wendepunkt durch einen inkrementellen Vergleich der in einem zeitlichen Abstand erfassten Betriebsparameter (3) zu schließen.
16. Verstelleinrichtung (19) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist,
- auf den Verlauf (5) des Betriebsparameters (3) auf einen Extremwert zu schließen und - aus dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters (1 ) einen
Orientierungswert für den Stellparameter (1 ) vorherzusagen, bis zu welchem der Wendepunkt zu erwarten ist.
17. Verstelleinrichtung (19) nach Anspruch 16, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist,
- den Verlauf (5) des Betriebsparameters (3) auf das Vorhandensein des Wendepunktes zu überprüfen und
- im Falle eines Wendepunktes vor dem Erreichen des Orientierungswerts bei dem dem Wendepunkt zugeordneten Wert des Stellparameters (1 ) den vorge- gebenen Auslöseschwellwert um einen Offset-Wert (15) anzupassen.
18. Verstelleinrichtung (19) nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist,
- aus dem Orientierungswert ein Erwartungswert (s3) für den dem Wendepunkt zugeordneten Stellparameter (1 ) vorherzusagen und
- bei Erreichen des Erwartungswerts (s3) der vorgegebene Auslöseschwellwert um einen Offset-Wert (15) anzupassen.
19. Verstelleinrichtung (19) nach Anspruch 18, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist, den Offset-Wert (15) im weiteren Verlauf exponentiell zurückzunehmen.
20. Verstelleinrichtung (19) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist, den Auslöseschwellwert für den nächsten Messwert des Betriebsparameters (3) als Abstand zu dem aktuell bestimmten Messwert nachzuführen.
21. Verstelleinrichtung (19) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist, den Auslöseschwellwert nach der Anpassung um den Offset-Wert (15) bis zum Erreichen des Orientierungswerts bezüglich des bisherigen nachgeführten Verlaufs spiegelsymmetrisch fortzuführen.
22. Verstelleinrichtung (19) nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist, den Orientierungswert aus dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters (1 ) mittels eines Proportionalitätsfaktors zu ermitteln.
23. Verstelleinrichtung (19) nach einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei die Steuereinrichtung (26) ausgebildet ist, den Erwartungswert (s3) als mittig zwischen dem dem Extremwert zugeordneten Wert des Stellparameters (3) und dem Orientierungswert gelegen vorzugeben.
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