WO2010092074A1 - ELEKTROMOTORISCHES SCHLIEßSYSTEM MIT EINKLEMMSCHUTZ - Google Patents

ELEKTROMOTORISCHES SCHLIEßSYSTEM MIT EINKLEMMSCHUTZ Download PDF

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WO2010092074A1
WO2010092074A1 PCT/EP2010/051637 EP2010051637W WO2010092074A1 WO 2010092074 A1 WO2010092074 A1 WO 2010092074A1 EP 2010051637 W EP2010051637 W EP 2010051637W WO 2010092074 A1 WO2010092074 A1 WO 2010092074A1
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WO
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closing
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distance
electromotive
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Erwin Kessler
Wolfgang Schulter
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Aumovio Germany GmbH
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency 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
    • H02H7/08—Emergency 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
    • H02H7/085—Emergency 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
    • H02H7/0851—Emergency 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

Definitions

  • the invention relates to electromotive locking systems and in particular remote-controlled electromechanical locking systems with integrated anti-trap.
  • electromotive locking systems are used, inter alia, as electrically operated window or sunroof drives.
  • the electromotive locking systems move a closing body to close an opening.
  • the closure body can be displaced in a guide which is formed in or at the opening. This is e.g. on windows, which are guided in a vehicle window frame, or on sliding roofs guided in a vehicle roof hatch.
  • the closing body may also be designed, among other things, to release the opening by tilting or folding, as is the case, for example, with lifting roof or folding roof systems.
  • the area between the open position of the closing body, in which the maximum possible accessibility of the opening is given, and the closed position of the closing body, in which the opening is either completely closed or closed as far as possible, is referred to as the closing area.
  • protection systems are provided on the electromotive locking systems, which in the event of danger Stop closing or reduce the force with which the closing body is moved.
  • the protection systems are divided into two categories: direct measuring systems and indirect measuring systems. Direct measuring sys- tems check the presence of objects in the closing area by means of suitable sensors, indirectly measuring systems indicate the presence of an object jammed in the closing area by means of repercussions on the electromotive drive of the locking system.
  • Direct measuring systems provide the highest level of safety when properly designed, but are relatively expensive and therefore costly to implement.
  • indirect measuring systems are generally relatively inexpensive. Since they usually use the already existing for controlling the e- lektromotorischen drive sensors, often no additional sensors are required.
  • a disadvantage of these systems is that from the retroactive effect of the movement of a closing body on the electric motor drive alone can not immediately detect whether objects or foreign bodies (so-called clamping body) are clamped in the closing area. This is mainly due to the fact that the forces to be applied when moving the closing body depend on a large number of factors, many of which change with time or with changing environmental conditions. For example, particles may accumulate in the lead of a vehicle window over time, making it increasingly difficult to move the window in the window frame.
  • a change Drive serving electric motor with its supply voltage the value of which can vary, for example, between 9 V in old, empty vehicle batteries and 16 V when supplied by the alternator of a vehicle.
  • a power control of the electric motor drives is used for clamping force reduction, which specifically slows down the closing process by means of a pulse-width-modulated control in the critical area and reduces the force applied by the drive.
  • the present invention seeks to provide an electromotive locking system, which ensures a cost-effective, yet secure anti-trap.
  • the invention comprises an electromotive locking system with an electromotive drive for moving a closure body between a first position and a second position, a controllable switching element which connects the electromotive drive with a power supply, a first sensor element for converting the angle of rotation of the electromotive drive into one first electrical measurement, and a controller which is designed to determine the respective position of the closing body between the first position and the second position using the first e- lektrischen measured variable and the switching element in response to an instruction signal and the particular position to control the closing body.
  • the control is further adapted, upon receipt of a command signal designed as a closing instruction for moving the closing body in the direction of the second position and when the starting position of the closing body determined on receipt of the closing instruction falls below a first predetermined distance relative to the second position, forms the switching element in one to control the first switching state in which the connection of the electromotive drive with the power supply causes the closing body to move in the direction of the first position, to determine the distance of the current position of the closing body from the starting position upon receipt of the closing instruction and, if this distance is a predetermined second Distance reaches or exceeds, to control the switching element in a second switching state, in which the connection of the electric motor drive with the power supply moving the closing body in the direction of the two th position, thereby activating the anti-trap device for continuous monitoring of the drive parameters.
  • the invention further comprises a method for controlling an electromotive drive for moving a closing body of an electromotive locking system between a first position and a second position, with steps for checking the presence of a closing instruction for moving the closing body toward the second position, checking the distance of the starting position of the closing body on receipt of the closing instruction relative to the second position, controlling the electromotive drive for moving the closing body in FIG Direction to the first position when the distance falls below a first predetermined distance, and controlling the electric motor drive for moving the closure body towards the second position, as soon as the distance of the current position of the closing body to the initial position of the closing body reaches or exceeds a second predetermined distance , wherein at the same time the anti-trap device is activated for continuous monitoring of the drive parameters.
  • the invention enables an indirect anti-pinch detection of foreign bodies clamped in the closing area of an electromotive locking system independently of the displacement force to be applied only for moving the closing body without obstructing foreign bodies. This is achieved by the closure body is first moved from the initial position, by a certain amount in the direction of the open position to be able to determine the value of the displacement force required only for moving the closing body during the subsequent return to the starting position.
  • the method for controlling an electromotive drive of the electromotive locking system then executed when the closing instruction is transmitted from a radio remote control to the locking system.
  • the method for controlling an electromotive drive of the electromotive locking system is preferably also carried out when the closure instruction is generated in dependence on sensor signals.
  • Figure 1 is a block diagram of an electromotive locking system with a displacement force compensated
  • Figure 2 is a flow chart showing the essential steps of a method of controlling an electromotive drive for moving a closing body of an electromotive locking system.
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of an electromotive locking system 100 with a displacement-force-compensated drive control.
  • the electromotive locking system 100 has an electric motor drive 1, which comprises an electric motor Ib and a transmission Ia.
  • the gear Ia is used to translate a rotation of the motor Ib in a movement of the closing body 2.
  • the formation of the Closing body 2 and the nature of his caused by the gear Ia movement are determined by specific function and design of the closure body used in each case. If the closing body 2 is designed, for example, as a window pane of a vehicle window, then the movement can consist in a displacement of the window pane within the window frame.
  • the gear Ia is designed in this case as a window. When forming the closing body 2 as a sunroof, the movement can consist both in a displacement of the sliding roof toward or relative to a vehicle roof hatch, and possibly also in a tilting movement.
  • the motor Ib is designed as a DC motor, which is set in rotation by applying the on-board voltage provided by the vehicle battery 4.
  • the respective position of the closure body 2 between the two end positions, i. between the open position, in which the closing object maximally releases the opening covered by it, and the closed position, in which the closing body 2 closes the opening completely or as far as possible, can be determined via the rotation of the motor 1b.
  • the motor rotation is detected by a sensor 5, for example a Hall sensor, with which the angle of rotation of the motor Ib can be determined or measured.
  • the direction of rotation of the motor Ib when transferring the closing body 2 in the closed position is opposite to the transferring the closing body 2 in the open position.
  • Reversing the motor direction of rotation which is referred to as reversing, is achieved in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 by reversing the voltage supplied to the motor Ib.
  • the polarity reversal takes place with the controllable switching element 3, which can assume three switching positions. In a first switching position of the switching element 3, the lines leading to the motor Ib are connected to the connections in each case to the vehicle battery 4 located at the top in FIG. In the second switching position, the switching element 3 connects the lines leading to the motor Ib in each case with the lines to the vehicle battery 4 shown below in FIG. 1. In the third switching position shown in FIG. 1, there is no electrical connection between the vehicle battery 4 and the vehicle Engine Ib.
  • the control device comprises an anti-pinching device 14 (not shown in FIG. 1) in order to limit the clamping force exerted by the closing body 2 on a clamping body to a predetermined maximum value.
  • the determination of the clamping force by the anti-pinch device 14 can be carried out on the basis of the motor current absorbed by the drive 1.
  • a measuring resistor 6 may be provided for measuring the current absorbed by the motor Ib. The voltage drop caused by the motor current at the measuring resistor 6 is then detected by a voltage measuring device 7. Voltage measuring device 7 and
  • Measuring resistor 6 together form a current measuring sensor which is connected via the signal line 12 to the control device 10 of the electromotive locking system 100.
  • the anti-pinch device 14 can also be based on other methods for indirectly detecting a pinching situation, in particular on those which determine drive parameters for characterizing the force applied by the drive 1.
  • the measurement signals provided by the rotation angle sensor 5 are obtained by the control device 10 via the signal line 11.
  • the present invention is based on the finding that the clamping force with which a foreign body is clamped by the closing body 2 in the closing area of the electromotive locking system 100 can only be reliably determined if the force required to move the closing body alone is known.
  • the closing body 2 In order to avoid pinching objects in the critical zone, it is first determined whether the starting position of the closing body 2 is in the critical zone. If this is the case, then the closing body 2 is first moved over a limited area into the open position, whereby the opening is enlarged. Following this, the direction of movement of the closing body 2 is reversed and the closing body 2 is moved back in the direction of the closed position to the starting position. Since the closing body 2 has been previously withdrawn in the direction of the open position, its movement back to its starting position can not be hindered by foreign bodies. In this starting region, starting with the transition into the closing movement until reaching the starting position, no pinching can thus occur.
  • the anti-pinching device can determine the operating parameters of the drive 1 or of the motor Ib, which are to be assigned to unimpeded movements of the closing body 2. A change in these operating parameters during the further closing operation thus makes it possible to conclude that the movement of the closing body 2 and thus an entrapment process are impeded.
  • the essential steps of the method performed by the controller 10 for the above-described shift force compensated control of the electromotive drive of an electromotive locking system shown in Figure 1 are shown.
  • step S1 After receiving a closing instruction via a signal line (not shown in FIG. 1) in step S0, the control device 10 checks in step S1 the distance between the current position of the closing body 2 and its closed position. The test is carried out as indicated above preferably via a continuous monitoring of the engine rotation. In the next step S2, it is checked whether the distance determined in step S1 is smaller than a predetermined distance. If the specified distance is not undershot, then the closing body 2 is not in the critical zone. In this case, the method is continued with step S4 and the closing body 2 is moved in the direction of its closed position. During this closing operation, the anti-pinch device is active, whereby the drive is reversed upon detection of a jamming state in order to move the closing body 2 by a certain amount in the direction of the open position.
  • step S3 the closing body is first moved by a predetermined amount in the direction of its open position. In other words, the release of the opening controlled via the closing body 2 is increased.
  • step S4 the movement of the closing body 2 is reversed, ie the closing body is moved in the direction of its closed position, at the same time the anti-trap device is activated.
  • the present invention enables Einklemmschutzein- direction reliable monitoring of closing operations with the benefits of a high robustness against Friedreversieren while reliable Einklemmerkennung especially when the distance between the closure body and the clamp body is very low or even zero.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromotorisches Schließsystem (100), bei dem, wenn sich die Ausgangsstellung des Verschließkörpers (2) des Systems bei Erhalt einer Schließanweisung in der kritischen Zone befindet, der Verschließkörper (2) zunächst einen kurzen Weg in Richtung seiner Offenstellung bewegt wird, bevor die Bewegung umgekehrt wird, um den Verschließkörper (2) in seine Geschlossenstellung zu bewegen. In dem Anlaufbereich vom Umkehren der Bewegung des Verschließkörpers (2) bis zum Erreichen der anfänglichen Ausgangsstellung ist ein Einklemmen von Objekten ausgeschlossen, so dass der Einklemmschutzeinrichtung des elektromotorischen Schließsystems (100) Referenzwerte zur Bestimmung der für das Verschieben des Verschließkörpers (2) charakteristischen Antriebsparameter verfügbar sind.

Description

Beschreibung
Elektromotorisches Schließsystem mit Einklemmschutz
Die Erfindung betrifft elektromotorische Schließsysteme und insbesondere fernbedienbare elektromechanische Schließsysteme mit integriertem Einklemmschutz.
Im Automobilbau finden elektromotorische Schließsysteme unter anderem als elektrisch betätigbare Fensterheber oder Schiebedachantriebe Verwendung. Die elektromotorischen Schließsysteme bewegen einen Verschließkörper zum Verschließen einer Öffnung. Der Verschließkörper kann dabei in einer Führung verschoben werden, die in oder an der Öffnung ausgebildet ist. Dies trifft z.B. auf Fenster zu, die in einem Fahrzeugfensterrahmen geführt sind, oder auf in einer Fahrzeugdachluke geführte Schiebedächer. Der Verschließkörper kann aber unter anderem auch zum Freigeben der Öffnung durch Kippen oder Falten ausgebildet sein, wie es beispielsweise bei Hubdach- oder Faltdachsystemen der Fall ist. Selbstverständlich gibt es
Systeme bei denen unterschiedliche Öffnungs- bzw. Verschließ- bewegungsarten miteinander kombiniert sind.
Der Bereich zwischen der Offenstellung des Verschließkörpers, bei der die maximal mögliche Zugänglichkeit der Öffnung gegeben ist, und der Geschlossenstellung des Verschließkörpers, bei der die Öffnung entweder ganz verschlossen oder soweit als möglich verschlossen ist, wird als Schließbereich bezeichnet .
Zum Vermeiden von Personenschäden durch Einklemmen von Körperteilen beim Verschließen der Öffnung mit dem Verschließkörper sind an den elektromotorischen Schließsystemen geeignete Schutzsysteme vorzusehen, die im Gefahrenfall den Schließvorgang anhalten oder die Kraft reduzieren, mit der der Verschließkörper bewegt wird. Prinzipiell werden die Schutzsysteme in zwei Kategorien eingeteilt, direkt messende Systeme und indirekt messende Systeme. Direkt messende Syste- me prüfen die Anwesenheit von Objekten im Schließbereich mittels geeigneter Sensoren, indirekt messende Systeme schließen auf die Anwesenheit eines im Schließbereich eingeklemmten Objekts anhand von Rückwirkungen auf den elektromotorischen Antrieb des Schließsystems.
Direkt messende Systeme bieten bei geeigneter Auslegung ein Höchstmass an Sicherheit, sind jedoch verhältnismäßig aufwändig und damit auch kostspielig in der Implementierung.
Indirekt messende Systeme sind dagegen in der Regel relativ preisgünstig. Da sie üblicherweise die zur Steuerung des e- lektromotorischen Antriebs bereits vorhandenen Sensoren nutzen, sind häufig auch keine zusätzlichen Sensoren erforderlich. Nachteilig an diesen Systemen ist allerdings, dass sich aus der Rückwirkung der Bewegung eines Verschließkörpers auf den elektromotorischen Antrieb allein nicht unmittelbar erkennen lässt, ob Objekte bzw. Fremdkörper (sogenannte Klemmkörper) im Schließbereich eingeklemmt sind. Dies liegt vor allem daran, dass die beim Bewegen des Verschließkörpers auf- zubringenden Kräfte von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, von denen viele sich mit der Zeit oder mit sich verändernden Umgebungsbedingungen ändern. Beispielsweise können sich mit der Zeit in der Führung eines Fahrzeugfensters Partikel ansammeln, die das Verschieben des Fensters im Fensterrahmen zunehmend erschweren. Aber auch anderen Faktoren, wie z.B. Luftfeuchtigkeit, sehr hohe oder sehr tiefe Temperaturen, lassen die zum Verschieben oder andersartigen Bewegen des Verschließkörpers erforderliche Kraft von Mal zu Mal variieren. Außerdem verändern sich die Betriebsparameter eines als Antrieb dienenden Elektromotors auch mit dessen Versorgungsspannung, deren Wert beispielsweise zwischen 9 V bei alten, leeren Fahrzeugbatterien und 16 V bei Versorgung durch die Lichtmaschine eines Fahrzeugs schwanken kann.
In vielen Ländern existieren Bestimmungen, die eine maximal zulässige Klemmkraft vorschreiben, die unter allen Randbedingungen einzuhalten ist. Insbesondere für die kritische Zone, bei der die aufgrund der unvollständigen Abdeckung der Öff- nung durch den Verschließkörper verbliebene Restöffnung in Schließrichtung kleiner oder gleich einem bestimmten Wert ist, dürfen bestimmte Klemmkräfte nicht überschritten werden. In Kapitel S5 der für die Vereinigten Staaten von Amerika gültigen Norm FMVSS118 wird die Öffnungsweite der kritischen Zone beispielsweise mit 20 mm angegeben, und eine maximal zulässige Klemmkraft für diesen Bereich bei einem relativ harten Prüfkörper von 65 N/mm vorgegeben. Bei harten Klemmkörpern wird bereits innerhalb sehr kurzer Verfahrwege eine hohe Klemmkraft ausgebildet. Bei geringem Abstand des Klemmkörpers zum Verschließkörper oder aber, wenn der Klemmkörper bereits eingeklemmt ist, ist die Aktivierung der Schließvorrichtung besonders kritisch.
Die höchsten Sicherheitsanforderungen sind an elektromotori- sehe Schließsysteme zu stellen, wenn die Schließung ohne
Sichtkontakt des Bedieners vorgenommen wird, und damit keine Kontrolle bezüglich eines eventuellen Einklemmens von Fremdobjekten im Schließbereich gegeben ist. Dies ist insbesondere bei einer Aktivierung des Schließsystems über eine Funkfern- bedienung der Fall, aber auch bei einer automatischen Aktivierung von Schließvorgängen durch automatische Systeme, wie z.B. Regensensoren. . Die Verantwortung zum Vermeiden von Schäden obliegt daher allein der technischen Ausführung des Schließsystems.
Bei bekannten elektromotorischen Schließsystemen mit indirek- tem Einklemmschutz wird zur Klemmkraftreduzierung eine Leistungssteuerung der elektromotorischen Antriebe verwendet, die den Schließvorgang mithilfe einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung im kritischen Bereich gezielt verlangsamt und die vom Antrieb aufgebrachte Kraft reduziert. Eine solche puls- weitenmodulierte Leistungssteuerung des elektromotorischen
Antriebs erfordert jedoch zusätzliche Bauelemente, deren Einsatz mit einem Bedarf an zusätzlichem Bauraum und auch mit Mehrkosten verbunden ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromotorisches Schließsystem anzugeben, das einen kostengünstigen und dennoch sicheren Einklemmschutz gewährleistet .
Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen der Erfindung gelöst.
Die Erfindung umfasst ein elektromotorisches Schließsystem mit einem elektromotorischen Antrieb zum Bewegen eines Ver- schließkörpers zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, einem steuerbaren Schaltelement, das den elektromotorischen Antrieb mit einer Spannungsversorgung verbindet, einem ersten Sensorelement zum Wandeln des Drehwinkels des elektromotorischen Antriebs in eine erste elektrische Messgröße, und einer Steuerung, die ausgebildet ist, die jeweilige Lage des Verschließkörpers zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung unter Verwendung der ersten e- lektrischen Messgröße zu bestimmen und das Schaltelement in Abhängigkeit eines Anweisungssignals und der bestimmten Lage des Verschließkörpers zu steuern. Die Steuerung ist ferner dazu ausgebildet, bei Erhalt eines als Verschließanweisung ausgebildeten Anweisungssignals zum Bewegen des Verschließkörpers in Richtung zur zweiten Stellung und wenn die bei Er- halt der Verschließanweisung bestimmte Ausgangslage des Verschließkörpers relativ zur zweiten Stellung einen ersten vorgegebenen Abstand unterschreitet, das Schaltelement in einen ersten Schaltzustand zu steuern, bei dem die Verbindung des elektromotorischen Antriebs mit der Spannungsversorgung ein Bewegen des Verschließkörpers in Richtung der ersten Stellung bewirkt, den Abstand der aktuellen Lage des Verschließkörpers von der Ausgangslage bei Erhalt der Verschließanweisung zu bestimmen und, wenn dieser Abstand einen vorgegebenen zweiten Abstand erreicht oder überschreitet, das Schaltelement in ei- nen zweiten Schaltzustand zu steuern, bei dem die Verbindung des elektromotorischen Antriebs mit der Spannungsversorgung ein Bewegen des Verschließkörpers in Richtung der zweiten Stellung bewirkt, und dabei die Einklemmschutzeinrichtung zur fortlaufenden Überwachung der Antriebsparameter aktiviert.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatika- lische Abwandlungen, generell eine nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z.B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen bezeichnen, die in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließt.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs zum Bewegen eines Verschließkörpers eines elektromotorischen Schließsystems zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, mit Schritten zum Prüfen des Vorhandenseins einer Verschließanweisung zum Bewegen des Verschließkörpers in Richtung zur zweiten Stellung, Prüfen des Abstands der Ausgangslage des Verschließkörpers bei Erhalt der Verschließanweisung relativ zur zweiten Stellung, Steuern des elektromotorischen Antriebs zum Bewegen des Verschließkörpers in Richtung zur ersten Stellung, wenn der Abstand einen ersten vorgegebenen Abstand unterschreitet, und Steuern des elektromotorischen Antriebs zum Bewegen des Ver- schließkörpers in Richtung zur zweiten Stellung, sobald der Abstand der aktuellen Lage des Verschließkörpers zur Ausgangslage des Verschließkörpers einen zweiten vorgegebenen Abstand erreicht oder überschreitet, wobei gleichzeitig die Einklemmschutzeinrichtung zur fortlaufenden Überwachung der Antriebsparameter aktiviert wird.
Die Erfindung ermöglicht einem indirekten Einklemmschutz ein Erkennen von im Schließbereich eines elektromotorischen Schließsystems eingeklemmten Fremdkörpern unabhängig von der lediglich zum Bewegen des Verschließkörpers ohne behindernde Fremdkörper aufzubringenden Verschiebekraft. Dies wird erreicht, indem der Verschließkörper zunächst von der Ausgangslage, um einen bestimmten Betrag in Richtung der Offenstellung bewegt wird um beim anschließenden Zurückführen in die Ausgangslage den Wert der lediglich zum Verschieben des Verschließkörpers erforderlichen Verschiebekraft bestimmen zu können .
Die Erfindung wird in ihren abhängigen Ansprüchen weiterge- bildet.
Vorteilhaft wird das Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs des elektromotorischen Schließsystems dann ausgeführt, wenn die Verschließanweisung von einer Funkfernbedienung an das Schließsystem übertragen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs des elektromotorischen Schließsystems vorzugsweise auch dann ausgeführt, wenn die Verschließanweisung in Abhängigkeit von Sensorsignalen generiert wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Die einzelnen Merkmale können bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung je für sich oder zu mehreren verwirklicht sein. Bei der nach- folgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen
Figur 1 ein Prinzipschaltbild eines elektromotorischen Schließsystems mit einer verschiebekraftkompensierten
Antriebssteuerung zeigt, und
Figur 2 ein Flussdiagramm mit den wesentlichen Schritten eines Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs zum Bewegen eines Verschließkörpers eines elektromotorischen Schließsystems zeigt.
In Figur 1 ist ein Prinzipschaltbild eines elektromotorischen Schließsystems 100 mit einer verschiebekraftkompensierten An- triebssteuerung dargestellt. Das elektromotorische Schließsystem 100 weist einen elektromotorischen Antrieb 1 auf, der einen Elektromotor Ib und ein Getriebe Ia umfasst. Das Getriebe Ia dient der Übersetzung einer Drehung des Motors Ib in eine Bewegung des Verschließkörpers 2. Die Ausbildung des Verschließkörpers 2 sowie die Art seiner durch das Getriebe Ia bewirkten Bewegung sind durch konkrete Funktion und Ausbildung des jeweils eingesetzten Verschließkörpers bestimmt. Ist der Verschließkörper 2 beispielsweise als Fensterscheibe eines Fahrzeugfensters ausgeführt, so kann die Bewegung in einer Verschiebung der Fensterscheibe innerhalb des Fensterrahmens bestehen. Das Getriebe Ia ist in diesem Fall als Fensterheber ausgebildet. Bei Ausbildung des Verschließkörpers 2 als Schiebedach kann die Bewegung sowohl in einem Ver- schieben des Schiebedachs hin zu oder relativ zu einer Fahrzeugdachluke bestehen, als auch und eventuell zusätzlich in einer Kippbewegung.
In der in Figur 1 dargestellten beispielhaften Ausführungs- form ist der Motor Ib als Gleichstrommotor ausgebildet, der durch Anlegen der von der Fahrzeugbatterie 4 bereitgestellten Bordspannung in Drehung gesetzt wird. Die jeweilige Lage des Verschließkörpers 2 zwischen den beiden Endstellungen, d.h. zwischen der Offenstellung, bei welcher der Verschließgegens- tand die von ihm abgedeckte Öffnung maximal freigibt, und der Geschlossenstellung, bei der der Verschließkörper 2 die Öffnung ganz oder soweit als möglich verschließt, kann über die Drehung des Motors Ib festgestellt werden. Die Motordrehung wird über einen Sensor 5 erfasst, beispielsweise ein Hallsen- sor, mit dem der Drehwinkel des Motors Ib bestimmt bzw. gemessen werden kann.
Die Drehrichtung des Motors Ib beim Überführen des Schließkörpers 2 in die Geschlossenstellung ist der beim Überführen des Schließkörpers 2 in die Offenstellung entgegengesetzt. Das als Reversieren bezeichnete Umkehren der Motordrehrichtung wird bei der in Figur 1 dargestellten beispielhaften Ausführungsform durch Umpolen der dem Motor Ib zugeführten Spannung erreicht. Die Umpolung erfolgt mit dem steuerbaren Schaltelement 3, das drei Schaltstellungen einnehmen kann. In einer ersten Schaltstellung des Schaltelements 3 sind die zum Motor Ib führenden Leitungen mit den in Figur 1 jeweils oben gelegenen Anschlüssen zur Fahrzeugbatterie 4 verbunden. In der zweiten Schaltstellung verbindet das Schaltelement 3 die zum Motor Ib führenden Leitungen jeweils mit den in Figur 1 unten gelegen dargestellten Leitungen zur Fahrzeugbatterie 4. In der in Fi- gur 1 dargestellten dritten Schaltstellung besteht keine e- lektrische Verbindung zwischen der Fahrzeugbatterie 4 und dem Motor Ib.
Die Steuereinrichtung umfasst eine (in Figur 1 nicht darge- stellte) Einklemmschutzeinrichtung 14, um die vom Schließkörper 2 auf einen Klemmkörper ausgeübte Klemmkraft auf einen vorgegebenen maximalen Wert zu begrenzen. Die Ermittlung der Klemmkraft durch die Einklemmschutzeinrichtung 14 kann auf der Grundlage des vom Antrieb 1 aufgenommenen Motorstroms er- folgen. In diesem Fall kann im Motorstromkreislauf, wie in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, ein Messwiderstand 6 zur Messung des vom Motor Ib aufgenommen Stroms vorgesehen sein. Der vom Motorstrom am Messwiderstand 6 verursachte Spannungsabfall wird dann über eine Spannungs- messeinrichtung 7 erfasst. Spannungsmesseinrichtung 7 und
Messwiderstand 6 bilden zusammen einen Strommesssensor, der über die Signalleitung 12 mit der Steuereinrichtung 10 des elektromotorischen Schließsystems 100 verbunden ist. Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Ein- klemmschutzeinrichtung 14 auch auf anderen Verfahren zum indirekten Erfassen einer Einklemmsituation beruhen, insbesondere auf solchen, die Antriebsparameter zur Charakterisierung der vom Antrieb 1 aufgebrachten Kraft ermitteln. Die vom Drehwinkelsensor 5 bereitgestellten Messsignale werden von der Steuereinrichtung 10 über die Signalleitung 11 erhalten. Die Steuerung des Schaltelements 3 durch die Steuerung 10 erfolgt über die Steuerleitung 13.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Klemmkraft, mit der ein Fremdkörper vom Schließkörper 2 im Schließbereich des elektromotorischen Schließsystems 100 eingeklemmt wird, nur dann zuverlässig bestimmt werden kann, wenn die zum Bewegen des Schließkörpers allein erforderliche Kraft bekannt ist.
Zum Vermeiden eines Einklemmens von Objekten in der kritischen Zone, wird zunächst festgestellt, ob sich die Ausgangs- läge des Verschließkörpers 2 in der kritischen Zone befindet. Ist dies der Fall, so wird der Verschließkörper 2 zunächst über einen begrenzten Bereich in die Offenstellung bewegt, wodurch sich die Öffnung vergrößert. Im Anschluss daran wird die Bewegungsrichtung des Verschließkörpers 2 umgekehrt und der Verschließkörper 2 in Richtung der Geschlossenstellung zur Ausgangslage zurück bewegt. Da der Verschließkörper 2 zuvor in Richtung der Offenstellung zurückgezogen wurde, kann dessen Bewegung zurück zu seiner Ausgangsstellung nicht durch Fremdkörper behindert sein. In diesem Anlaufbereich beginnend mit dem Übergang in die Schließbewegung bis zum Erreichen der Ausgangsposition kann somit kein Einklemmen vorliegen. Hierdurch kann die Einklemmschutzeinrichtung die Betriebsparameter des Antriebs 1 bzw. des Motors Ib bestimmten, die einer ungehinderten Bewegungen des Verschließkörpers 2 zuzuordnen sind. Eine Veränderung dieser Betriebsparameter während des weiteren Schließvorgangs lässt somit auf eine Behinderung der Bewegung des Verschließkörpers 2 und somit auf einen Einklemmvorgang schließen. In dem Flussdiagramm der Figur 2 sind die wesentlichen Schritte des von der Steuerung 10 ausgeführten Verfahrens zur oben beschriebenen verschiebekraftkompensierten Steuerung des elektromotorischen Antriebs eines in Figur 1 dargestellten elektromotorischen Schließsystems gezeigt.
Nach Erhalt einer Schließanweisung über eine in Figur 1 nicht dargestellte Signalleitung in Schritt SO prüft die Steuereinrichtung 10 in Schritt Sl den Abstand der aktuellen Lage des Schließkörpers 2 zu seiner Geschlossenstellung. Die Prüfung erfolgt wie oben angegeben vorzugsweise über eine fortgesetzte Überwachung der Motordrehung. Im nächstfolgenden Schritt S2 wird überprüft, ob der in Schritt Sl festgestellte Abstand kleiner ist als ein vorgegebener Abstand. Wird der vorgegebe- ne Abstand nicht unterschritten, dann befindet sich der Verschließköper 2 nicht in der kritischen Zone. In diesem Fall wird das Verfahren mit Schritt S4 fortgeführt und der Verschließkörper 2 in Richtung seiner Geschlossenstellung bewegt. Während dieses Schließvorgangs ist die Einklemmschutz- einrichtung aktiv, wodurch bei Erkennen eines Einklemmzustands der Antrieb reversiert wird, um den Schließkörper 2 um einen bestimmten Betrag in Richtung der Offenstellung zu verfahren .
Wird in Schritt S2 jedoch festgestellt, dass der vorgegebene Abstand unterschritten ist, der Verschließkörper sich somit in der kritischen Zone befindet, so wird in Schritt S3 der Schließkörper zunächst um einen vorgegebenen Betrag in Richtung seiner Offenstellung bewegt. Mit anderen Worten, wird die über den Verschließkörper 2 gesteuerte Freigabe der Öffnung vergrößert. Im darauffolgenden Schritt S4 wird die Bewegung des Verschließkörpers 2 umgekehrt, d.h. der Verschließkörper wird in Richtung seiner Geschlossenstellung bewegt, wobei gleichzeitig die Einklemmschutzeinrichtung aktiviert ist .
Die vorliegende Erfindung ermöglicht der Einklemmschutzein- richtung eine zuverlässige Überwachung von Schließvorgängen mit den Vorzügen einer hohen Robustheit gegen Fehlreversieren bei gleichzeitiger zuverlässiger Einklemmerkennung insbesondere dann, wenn der Abstand zwischen dem Verschließkörper und dem Klemmkörper sehr gering oder sogar null ist.
Bezugs zeichenliste
100 elektromotorisches Schließsystem
1 elektromotorischer Antrieb Ia Elektromotor
Ib Getriebe
2 Verschließkörper
3 Schaltelement
4 Fahrzeugbatterie 5 Drehwinkelsensor
6 Messwiderstand
7 Spannungsmesseinrichtung
10 Steuereinrichtung
11 Signalleitung 12 Signalleitung
13 Steuerleitung
14 indirekte Einklemmschutzeinrichtung
S0-S4 Verfahrensschritte

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotorisches Schließsystem mit einem elektromotorischen Antrieb (1) zum Bewegen eines Verschließkörpers (2) zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung, einem steuerbaren Schaltelement (3) , das den elektromotorischen Antrieb (1) mit einer Spannungsversorgung (4) verbindet, - einem ersten Sensorelement (5) zum Wandeln des Drehwinkels des elektromotorischen Antriebs in eine erste e- lektrische Messgröße, einer Steuerung (10), die ausgebildet ist, die jeweilige Lage des Verschließkörpers (2) zwischen der ersten Stel- lung und der zweiten Stellung unter Verwendung der ersten elektrischen Messgröße zu bestimmen und das Schaltelement in Abhängigkeit eines Anweisungssignals und der bestimmten Lage des Verschließkörpers zu steuern, und einer Einklemmschutzeinrichtung, die zur Überwachung der von dem Verschließkörper auf einen Klemmkörper ausgeübten Klemmkraft anhand von Antriebsparametern ausgebildet ist, wobei die Steuerung (10) ferner dazu ausgebildet ist, bei Erhalt eines als Verschließanweisung ausgebildeten Anweisungssignals zum Bewegen des Verschließkörpers (2) in Richtung zur zweiten Stellung und wenn die bei Erhalt der Verschließanweisung bestimmte Ausgangslage des Verschließkörpers relativ zur zweiten Stellung einen ersten vorgegebenen Abstand unterschreitet, - das Schaltelement (3) in einen ersten Schaltzustand zu steuern, bei dem die Verbindung des elektromotorischen Antriebs (1) mit der Spannungsversorgung (4) ein Bewegen des Verschließkörpers in Richtung der ersten Stellung bewirkt, den Abstand der aktuellen Lage des Verschließkörpers (2) von der Ausgangslage bei Erhalt der Verschließanweisung zu bestimmen und, wenn dieser Abstand einen vorgegebenen zweiten Abstand erreicht oder überschreitet, - das Schaltelement (3) in einen zweiten Schaltzustand zu steuern, bei dem die Verbindung des elektromotorischen Antriebs (1) mit der Spannungsversorgung ein Bewegen des Verschließkörpers (2) in Richtung der zweiten Stellung bewirkt, und dabei die Einklemmschutzeinrichtung zur fortlaufenden Überwachung der Antriebsparameter aktiviert .
2. Verfahren zum Steuern eines elektromotorischen Antriebs zum Bewegen eines Verschließkörpers (2) eines elektromo- torischen Schließsystems (100) zwischen einer ersten
Stellung und einer zweiten Stellung, wobei das Verfahren Schritte umfasst zum
Prüfen der Anwesenheit einer Verschließanweisung zum Bewegen des Verschließkörpers (2) in Richtung zur zweiten Stellung (SO),
Prüfen des Abstands der Ausgangslage des Verschließkörpers (2) bei Erhalt der Verschließanweisung relativ zur zweiten Stellung (Sl), Steuern des elektromotorischen Antriebs (1) zum Bewegen des Verschließkörpers (2) in Richtung zur ersten Stellung, wenn der Abstand einen ersten vorgegebenen Abstand unterschreitet (S2),
Steuern des elektromotorischen Antriebs (1) zum Bewegen des Verschließkörpers (2) in Richtung zur zweiten Stel- lung, wenn der Abstand der aktuellen Lage des Verschließkörpers (2) zur Ausgangslage des Verschließkörpers (2) einen zweiten vorgegebenen Abstand erreicht o- der überschreitet, und aktivieren einer Einklemmschutz- einrichtung zur fortlaufenden Überwachung von Betriebsparametern des Antriebs (1) .
3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Verschließanweisung von einer Funkfernbedienung an das Schließsystem (100) übertragen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, worin die Verschließanweisung in Abhängigkeit von Sensorsignalen generiert wird.
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