WO2018002075A1 - Verfahren und vorrichtung zur erkennung einer von einem mit einem elektrischen motor elektrisch verstellbaren teil auf einen ggf. daran anliegenden körper ausgeübten kraft - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur erkennung einer von einem mit einem elektrischen motor elektrisch verstellbaren teil auf einen ggf. daran anliegenden körper ausgeübten kraft Download PDF

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WO2018002075A1
WO2018002075A1 PCT/EP2017/065893 EP2017065893W WO2018002075A1 WO 2018002075 A1 WO2018002075 A1 WO 2018002075A1 EP 2017065893 W EP2017065893 W EP 2017065893W WO 2018002075 A1 WO2018002075 A1 WO 2018002075A1
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Stefan Rath
Andreas Egger
Stefan Holzmann
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Continental Automotive Gmbh
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/005—Measuring force or stress, in general by electrical means and not provided for in G01L1/06 - G01L1/22
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/02—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable
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    • B60N2/02246—Electric motors therefor
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60N2/0272—Non-manual adjustments, e.g. with electrical operation with logic circuits using sensors or detectors for detecting the position of seat parts

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for detecting a part which is electrically adjustable with an electric motor (in particular a seat or closing part such as, in particular, a window lifter or a sliding roof or a sunroof)
  • an electric motor in particular a seat or closing part such as, in particular, a window lifter or a sliding roof or a sunroof
  • Trunk lid or a sliding door of a motor vehicle on a possibly applied thereto body exerted force.
  • DE 10 2009 008 369 A1 DE 10 2009 035 449 B3 and DE10 2005 000753 A1 each describe methods for detecting jamming of a moving closing part.
  • An object of the invention is to optimize a detection of a force on a part, in particular a closing part or a seat.
  • the object is achieved in each case by the subject matters of the independent patent claims. Some particularly before ⁇ some embodiments of the invention are specified in the dependent claims and the description.
  • Embodiments of the invention may, as alternatives to existing solutions, allow effective alternative detection of a force on a part such as, in particular, a closing part or a seat.
  • Embodiments of the invention solve the problem of detecting the force acting on a movable part, in particular a closing part or a seat, in the case of a (standing or almost) standing part.
  • the part is e.g. operated by a DC motor.
  • a voltage whose magnitude is below a predetermined motor voltage threshold before, for example, with the measuring device during the free-running of the engine representing the movement of the motor Magnitude, such as a voltage or current, or an angle transducer value is measured or calculated or estimated, in particular a voltage that is less than a predetermined motor voltage threshold that would be required to move the part.
  • the control can be for example a proven full bridge with electronically controllable switching ⁇ elements such as field effect transistors, which is adapted to the motor connected by them in a freewheeling and / or high impedance and / or exercise (in the opposite direction and / or driving toward a body) force on the part.
  • the drive can also use, for example, a pulse width modulation device to switch the motor connected through it to one freewheel and / or high impedance and / or to a lower voltage or to a voltage for movement / rotational movement into another one last executed direction of the part to switch.
  • Fig. 1 shows a motor vehicle with a closing part, the movement of which by driving a motor in the case of a detected ⁇
  • Fig. 2 shows a drive with a full bridge (in accordance with e.g.
  • FIG. 5 shows a motor vehicle with a part in the form of a motor-movable seat whose force is detected on a body on the basis of a measured / estimated / determined variable.
  • Fig. 1 shows an example of simplistic as a Substituted ⁇ staltung the invention, a motor vehicle having a movable automotive (off, schli) Fen closing part (here in the form of a window).
  • An entrapment of the closure member Fen (e.g., by an article (hereinafter also referred to as a body), Gegl or Geg2, such as a sausage or a hand in the free gap spa above the closure member Fen)
  • a control of a motor M in particular during engine standstill by means of (eg the mean value and / or maximum and / or gradient, etc.) of a variable G measured with a measuring device (eg a voltage U M at the motor Mot),
  • a FET full bridge with transistors T1, T2, T3, T4 is possible as the motor drive control (but, for example, a relay drive would also be applicable).
  • the motor Mot is eg controlled via the control STE with eg FETs T1-T4 in the desired direction off / shli and shorted at the end of the movement (eg with the window closed etc.) for an improved braking effect.
  • One idea of an embodiment of the invention is to perform a force detection (eg clamping force detection) at (for example, with less than 0.1% or 1% of its maximum speed when closing almost stationary or) stationary engine Mot.
  • a force detection eg clamping force detection
  • the system should first (in FIG. 3: t31, in FIG. 4: t41) be in a clamped and / or stationary state (of the motor M), for example.
  • a small voltage U M eg, ⁇ 0.1% or 1% or ⁇ 5%, etc. of the usual voltage used when closing (shli) the window Fen
  • the voltage U M is adjusted (eg once empirically) so that the motor pushes Mot against the closing part Fen, but for example is not yet strong enough to set the closing part Fen in motion (Schli, off).
  • a relaxation process (relaxation process) and / or free-running takes place: for example, all four field-effect transistors FET (T1, T2, T3, T4) shown in FIG. 2 are for a short time (in particular approximately in the range of 5-20 ms) via their control ⁇ inputs A, B, C, D high impedance (eg against U B and M, or against M and ground) switched.
  • the engine Mot is in the freewheel and the closing part Fen (and / or the item Geg2) can relax (eg in particular elastically by a slight return movement of the motor against the closing direction schli).
  • the electric motor equation U M ⁇ 2 ⁇ ⁇ in this engine state shows that the motor voltage U M is proportional to the angular velocity ⁇ of the motor M.
  • the motor voltage U M can be measured and evaluated.
  • the curve of the voltage U M during the relaxation process is eg higher than at low load.
  • the voltage (or current) may be averaged over a period of time (eg, 20 ms) and the averaged voltage used as a correlated magnitude to the external force. If the average voltage (or the average current) reaches an empirically determined threshold, for example, which depends on the system (mechanics, drive, motor), a trapping event is detected.
  • a small (eg, smaller than required for the opening / closing / adjusting movement of the part required / used) voltage (Ge ⁇ gene voltage) can be applied (eg 1 V) and / or it could also be a current I Using the motor Mot as a measured variable (which may also represent the voltage, for example) and / or additionally shorten the monitoring period (eg T ⁇ 20ms).
  • Fig. 3 shows (where, for example, window Fen is partially open) no pinching by an object, wherein the
  • Non-clamping case is detected by a measurement of the motor ⁇ voltage U M (as measured size G):
  • the engine Mot is operated to the time t31 the engine Mot with Pulswei ⁇ width modulation PWM, for example, with a supply voltage (supply voltage) of 12V and a duty cycle con 24%;
  • the motor Mot is at standstill (blocked). Thereafter, the motor Mot is operated high impedance.
  • the relaxation process can be observed by the motor voltage measurement (eg, measurement of a generator voltage U M as the quantity G to be measured).
  • the motor Mot is turned on e.g. operated and / or powered (e.g., with a supply voltage of 12V and a duty cycle of 24%).
  • the Mot motor is at standstill (for example, blocked).
  • Relaxation can be observed by a motor voltage measurement (eg, a generator voltage U M as the size G to be measured).
  • FIG. 5 shows a motor vehicle motor vehicle with a part in the form of a seat Stz, which can be moved by a motor Mot (for example, forward (off) and / or backward (slid)).
  • a motor Mot for example, forward (off) and / or backward (slid)
  • the force F is detected, for example, while, for example, at standstill or near-standstill of the motor Mot, a voltage U M is applied to the motor Mot,
  • the motor Mot and / or a current I through the motor Mot and / or a Winkelge ⁇ BER value as the amount of force F of the part Stz (a body Geg3 and / or torque Dr can in the motor) and, for example, be compared with a limit value Max (and, if a limit value Max is exceeded, for example, the motor Mot may be reversed, for example).
  • an applied torque Dr can generally be recognized by a part of a body in that it is recognized whether a measurable force F or an exerted force Torque is applied and / or whether a force F or an applied torque Dr is less than an example stored limit Max exerted.

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (Steu) zur Erkennung einer von einem mit einem elektrischen Motor (Mot) elektrisch verstellbaren (schli, off) Teil (Fen; Stz), insbesondere Sitz (Stz) oder Schließteil (Fen) wie insbesondere Fensterheber oder Schiebedach oder Heckdeckel oder Schiebetür eines Kraftfahrzeugs (Kfz), auf einen daran (Fen, Stz) anliegenden Körper (Geg1, Geg2, Geg3) ausgeübten Kraft (F) und/oder eines Drehmoments (Dr), -mit einer Ansteuerung (Steu), die dazu ausgebildet ist, am Motor (Mot) eine Spannung (U M ) anzulegen, die eine Kraft (F) des Teils (Fen; Stz) auf einen daran (Fen, Stz) anliegenden Körper (Geg2), falls vorhanden, bewirkt, -mit einer Messeinrichtung (Mess), die dazu ausgebildet ist, während eines Stillstands des Motors (Mot) eine eine Bewegung (ω, off) des Motors (Mot) repräsentierende Größe (G, UM,I) des Motors (Mot) zu messen, -mit einer Vergleichseinrichtung (Steu), die dazu ausgebildet ist, aufgrund der gemessenen Größe (G, UM, I) eine von dem Teil (Fen; Stz) auf einen daran (Fen, Stz) anliegenden Körper (Geg2) ausgeübte Kraft (F) zu erkennen.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer von einem mit einem elektrischen Motor elektrisch verstellbaren Teil auf einen ggf. daran anliegenden Körper ausgeübten Kraft
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung einer von einem mit einem elektrischen Motor elektrisch verstellbaren Teil (insbesondere Sitz oder Schließteil wie insbesondere ein Fensterheber oder ein Schiebedach oder ein
Heckdeckel oder eine Schiebetür eines Kraftfahrzeugs) auf einen ggf. daran anliegenden Körper ausgeübten Kraft.
DE 10 2009 008 369 AI, DE 10 2009 035 449 B3 und DE10 2005 000753 AI beschreiben jeweils Verfahren zur Erkennung eines Einklemmens eines bewegten Schließteils.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Erkennung einer Kraft auf ein Teil wie insbesondere ein Schließteil oder einen Sitz zu optimieren. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Einige besonders vor¬ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben. Ausgestaltungen der Erfindung können als Alternativen zu vorhandenen Lösungen eine effektive alternative Erkennung einer Kraft auf ein Teil wie insbesondere ein Schließteil oder einen Sitz ermöglichen.
Ausgestaltungen der Erfindung lösen das Problem der Erkennung der auf ein bewegliches Teils, insbesondere Schließteil oder Sitz wirkenden Kraft bei (stehendem oder beinahe) stehendem Teil. Das Teil wird dabei z.B. durch einen Gleichstrommotor betrieben.
Zu einigen Ausgestaltungen der Erfindung gemäß den Unteransprüchen :
Nach Ausgestaltungen der Erfindung wird insbesondere für ein Vorspannen des bewegten Teils (insbesondere Schließteils oder Sitzes) und/oder des Motors an den Motor eine Spannung angelegt, deren Betrag unterhalb eines vorgegebenen Motorspan- nungs-Schwellwerts liegt (bevor z.B. mit der Messeinrichtung während des Freilaufs des Motors eine die Bewegung des Motors repräsentierende Größe wie z.B. eine Spannung oder ein Strom oder ein Winkelgeber-Wert gemessen oder berechnet oder geschätzt wird) , insbesondere eine Spannung, deren Betrag unterhalb eines vorgegebenen Motorspannungs-Schwellwerts liegt, der erfor- derlich wäre, um das Teil in Bewegung zu bringen.
Nach Ausgestaltungen der Erfindung kann die Ansteuerung z.B. eine bewährte Vollbrücke mit elektronisch ansteuerbaren Schalt¬ elementen wie z.B. Feldeffekttransistoren sein, die dazu ausgebildet ist, den durch sie geschalteten Motor in einen Freilauf und/oder hochohmig und/oder zur Ausübung einer (in Gegenrichtung und/oder in Richtung auf einen Körper antreibenden) Kraft auf das Teil zu schalten. Nach Ausgestaltungen der Erfindung kann die Ansteuerung z.B. auch eine Pulsweitenmo- dulations-Einrichtung verwenden, um den durch sie geschalteten Motor in einen Freilauf und/oder hochohmig und/oder auf eine niedrigere Spannung oder auf eine Spannung zur Bewegung/Drehbewegung in eine andere als die zuletzt ausgeführte Richtung des Teils zu schalten. Weitere Merkmale und Vorteile einiger vorteilhafter Ausge¬ staltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Dabei zeigt zur Veranschaulichung von einigen möglichen Ausgestaltungen der Erfindung, vereinfachend schematisch:
Fig. 1 ein Kraftfahrzeug mit einem Schließteil, dessen Bewegung durch eine Ansteuerung eines Motors im Falle einer detektierten ^
Einklemmung wegen eines Körpers in der Öffnung oberhalb des Schließteils z.B. verzögert, gestoppt oder invertiert wird, Fig. 2 eine Ansteuerung mit einer Vollbrücke (gemäß z.B.
http : //de . wikipedia . org/wiki /Vierquadrantensteller) ,
Fig. 3 eine Messung in einem durch einen Körper nicht geklemmten Fall,
Fig. 4 eine Messung in einem durch einen Gegenstand geklemmten Fall,
Fig. 5 ein Kraftfahrzeug mit einem Teil in Form eines durch einen Motor bewegbaren Sitzes, dessen Kraft auf einen Körper aufgrund einer gemessenen/geschätzten/bestimmten Größe erkannt wird.
Fig. 1 zeigt beispielhaft grob vereinfachend als eine Ausge¬ staltung der Erfindung ein Kraftfahrzeug Kfz mit einem beweglichen (off, schli) Schließteil Fen (in Form hier eines Fensters) .
Eine Einklemmung des Schließteil Fen (z.B. durch einen Gegenstand (nachfolgend auch Körper genannt) Gegl oder Geg2, wie z.B. eine Wurst oder eine Hand im freien Spalt Spa oberhalb des Schließteils Fen) wird
durch eine Ansteuerung Steu eines Motors M insbesondere im Motor-Stillstand mittels (z.B. des Mittelwerts und/oder Maximums und/oder Verlaufs etc.) einer mit einer Messeinrichtung Mess gemessenen Größe G (z.B. einer Spannung UM am Motor Mot) de- tektiert ,
worauf z.B. die Bewegungsrichtung (schlie) des Schließteil Fen verzögert, gestoppt oder invertiert (off) werden könnte.
In Fig. 1 wird hinsichtlich des Schließteils Fen das Vorliegen einer Einklemmung (=eines sogenannten Einklemmfalls mit einer Kraft F) durch z.B. einen Gegenstand Geg2 entschieden, weil er nach oben in der Öffnung (hier in Form eines Spalts) Spa kein Spiel hat, also eingeklemmt wird.
In Fig. 1 wird hinsichtlich des Schließteils Fen je nach Ausgestaltung der Entscheidung (Vergleichseinrichtung Steu) entweder (vorsichtig bereits) eine Einklemmung oder keine Einklemmung durch den Gegenstand Gegl, der nach oben in der Öffnung noch Spiel hat, entschieden.
Eine Bestimmung der externen Kraft bei (zumindest beinahe) stehendem Schließteil Fen wird zurzeit bei zumindest intern bekanntem Stand der Technik nicht verwendet. Aktuelle, zumindest intern bekannte Kraftbegren- zungs-/Drehmomentbegrenzungs-/Einklemmschutzsysteme treffen eine Reversierentscheidung während des Laufs, also bevor das Schließteil Fen steht. Durch diese vorzeitige Entscheidung könnte ein Teil der Robustheit bezüglich Fehlreversierens verloren gehen, da die Auslöseschwelle aufgrund der Schließ- geschwindigkeit bzw. des Gradienten der Geschwindigkeit an- gepasst werden würde. Wird das bewegliche Schließteil Fen sukzessive bis zum Stillstand abgebremst, kann die Robustheit vorteilhaft angehoben werden. Ausführungseispiele der Erfindung beschreiben alternative
Bestimmungsmethoden der externen Kraft (auf einen Motor Mot) durch einen aufliegenden Gegenstand Gegl oder Geg2.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist als Motor-Ansteuerung Steu insbesondere eine FET-Vollbrücke mit Transistoren Tl, T2, T3, T4 möglich (aber es wäre z.B. auch eine Relay-Ansteuerung anwendbar) .
Im normalen Betriebsablauf wird der Motor Mot z.B. über die Steuerung Steu mit z.B. FETs T1-T4 in der gewünschten Laufrichtung off/schli angesteuert und am Bewegungsende (z.B. bei geschlossenem Fenster etc.) für eine verbesserte Bremswirkung kurzgeschlossen. N
5
Eine Idee einer Ausgestaltung der Erfindung ist es, eine Krafterkennung (z.B. Klemmkrafterkennung) bei (z.B. mit weniger als 0,1 % oder 1% seiner Maximalgeschwindigkeit beim Schließen beinahe stehendem oder) stehendem Motor Mot durchzuführen. Dies kann mit der folgenden Vorgehensweise durchgeführt werden: -Das System soll sich zunächst (in Fig. 3: t31, in Fig.4: t41) z.B. in einem verspannten und/oder stehendem Zustand (des Motors M) befinden. Dann wird zeitweise eine kleine Spannung UM (z.B. <0,1% oder 1% oder <5% etc. der üblichen Spannung die beim Schließen (schli) des Fensters Fen verwendet wird) an den Motor Mot angelegt. Die Spannung UM wird (z.B. einmal empirisch) so eingestellt, dass der Motor Mot gegen das Schließteil Fen drückt, z.B. aber noch nicht stark genug ist, um das Schließteil Fen in Bewegung (schli, off) zu setzen.
-Danach erfolgt (nach dem zeitweisen Anlegen der kleinen Spannung) ein Entspannungsvorgang (Relaxvorgang) und/oder Freilauf: Z.B. werden alle z.B. vier in Fig. 2 gezeigten Feldeffekttransistoren FET (Tl, T2, T3, T4) für eine kurze Zeit (insbesondere etwa im Bereich von 5-20ms) über ihre Steuer¬ eingänge A, B, C, D hochohmig (z.B. gegenüber UB und M, oder gegenüber M und Masse) geschalten. Dadurch befindet sich der Motor Mot im Freilauf und das Schließteil Fen (und/oder der Gegenstand Geg2) kann sich (z.B. insbesondere elastisch durch eine geringfügige Zurückbewegung des Motors entgegen der Schließrichtung schli) entspannen.
Hierzu ist die Motor-Bewegungsgleichung:
J dco/dt = MA - L
wobei J das Massenträgheitsmoment, ML das Lastmoment und MA das Ankermoment (welches sich aus der Lorenzkraft wie folgt ergibt: L = ο2φ IA ) , ist.
Der Strom IA ist nach einem elektrischen Abklingvorgang z.B. null. Damit ergibt sich die Gleichung J dco/dt = ML . Aus dem Verlauf der Winkelgeschwindigkeit ω kann dann auf das Lastmoment ML geschlossen .
Die elektrische Motorgleichung UM = ο2ψ ω in diesem Motorzustand zeigt, dass die Motorspannung UM proportional zur Winkelge- schwindigkeit ω des Motors M ist. Die Motorspannung UM kann gemessen und ausgewertet werden.
Bei Belastung des Schließteils Fen durch eine externe Kraft (Klemmfall, z.B. durch einen Gegenstand Gegl oder Geg2), ist der Verlauf der Spannung UM während des Relaxvorgangs z.B. steiler und der Maximalwert ist z.B. höher als bei geringer Belastung. Beispielsweise kann die Spannung (oder der Strom) über einen Zeitraum (z.B. von 20 ms) gemittelt werden und die gemittelte Spannung als korrelierte Größe zur externen Kraft verwendet werden. Erreicht die gemittelte Spannung (oder der gemittelte Strom) einen z.B. empirisch festgelegten Schwellwert, der abhängig vom System (Mechanik, Antrieb, Motor) ist, wird ein Einklemmfall erkannt.
Eine weitere Möglichkeit bietet eine Taktung zwischen kurz- geschlossenem Motor Mot und Hochimpedanz. Es kann ein bestimmter vorher eingestellter Duty Cycle verwendet werden und festge¬ stellt werden ob ein Rückdrehen in diesem Betriebszustand stattfindet oder nicht. Einige mögliche Vorteile:
Durch eine Schätzung der Schließkraft und/oder Winkelge¬ schwindigkeit ω bei stehendem Motor Mot können sich bei Einsatz in Einklemmschutzverfahren insbesondere im Wesentlichen folgende Vorteile ergeben:
-Geringere Klemmkräfte, vor allem bei Motorstart
-Höhere Robustheit bezüglich „fehlerhafter" Klemmerkennung (Fehlreversieren), da z.B. geschwindigkeitsabhängiger Offset der Auslöseschwelle auf das Maximum angehoben werden kann. ^
Anstatt über die Spannung könnte man die Bewegung und/oder Winkelgeschwindigkeit des Motors z.B. auch mit einem Winkelgeber und/oder Hall-Sensor messen, oder einen Strom I durch den Motor messen .
Auch ohne einen Freilauf zu erzeugen kann eine kleine (also z.B. kleinere als die zur öffnenden/schließenden/verstellenden Bewegung des Teils erforderliche/verwendete) Spannung (Ge¬ genspannung) angelegt werden (z.B. 1 V) und/oder es könnte auch ein Strom I durch den Motor Mot als Messgröße (die z.B. auch die Spannung repräsentieren kann) verwenden und/oder zusätzlich die Überwachungsdauer verkürzt werden (z.B. T < 20ms) .
Fig. 3 zeigt (wobei z.B. Fenster Fen teilweise geöffnet steht) keinen Einklemmfall durch einen Gegenstand, wobei der
nicht-Klemmfall detektiert ist durch eine Messung der Motor¬ spannung UM (als gemessene Größe G) :
Z.B. wird bis zum Zeitpunkt t31 der Motor Mot mit Pulswei¬ tenmodulation PWM betrieben, z.B. mit einer Supply-Spannung (Versorgungsspannung) von 12V und einem duty cycle con 24%; der Motor Mot befindet sich dabei im Stillstand (blockiert) . Danach wird der Motor Mot hochohmig betrieben.
Der Relaxvorgang kann durch die Motorspannungsmessung (z.B. Messung einer Generatorspannung UM als zu messende Größe G) beobachtet werden. Hier ist ohne Einklemmfall die maximale Generatorspannung bei Delta-U=706.25mV nach t32=18.4ms.
Fig. 4 zeigt ein Detektieren einer Einklemmung (durch einen eingeklemmten Gegenstand Geg 1 oder Geg2) , mit einer Messung der Motorspannungsmessung (als gemessene Größe G) :
Bis zum Zeitpunkt t41 wird der Motor Mot z.B. mit PWM betrieben und/oder angetrieben (z.B. mit einer Supplyspannung von 12V und einem duty cycle von 24%) . Der Motor Mot befindet sich dabei im Stillstand (z.B. blockiert).
Danach ab z.B. t41 wird der Motor Mot hochohmig betrieben. Ein 0
o
Relaxvorgang kann durch eine Motorspannungsmessung (z.B. einer Generatorspannung UM als zu messende Größe G) beobachtet werden. Die maximale Generatorspannung UM (aus dem Motor M) bei einem Einklemmfall ist hier z.B. Delta-U=981.25mV nach t42= 14.5ms.
Fig. 5 zeigt ein Kraftfahrzeug Kfz mit einem Teil in Form eines durch einen Motor Mot (z.B. vorwärts (off) und/oder rückwärts (schl) ) bewegbaren Sitzes Stz,
dessen (Stz) Kraft F und/oder dessen Drehmoment Dr auf einen Körper Geg3 aufgrund einer gemessenen/geschätzten/bestimmten Größe (wie z.B. der Spannung UM am Motor und/oder des Stroms I durch den Motor Mot und/oder einer Winkelgeber-Messung am Motor Mot) erkannt wird.
Die Kraft F wird z.B. erkannt, während z.B. bei Stillstand oder Beinahe- Stillstand des Motors Mot eine Spannung UM am Motor Mot angelegt wird,
welche Spannung UM z.B. kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist und/oder welche Spannung eine Kraft F des Teils Stz kleiner als ein vorgegebener Grenzwert auf den Körper Geg3 bewirken soll und/oder klein genug ist noch keine (nennenswerte) Bewegung des Körpers Geg3 auszulösen,
und/oder welche Spannung UM so gerichtet ist, dass sie wenn sie größer wäre eine Bewegung in eine zur letzten Bewegung des Gegenstands Geg3 entgegengesetzte Richtung bewirken würde. Aufgrund z.B. einer gemessenen Spannung UM am Motor Mot und/oder eines Stroms I durch den Motor Mot und/oder eines Winkelge¬ ber-Werts kann z.B. der Betrag einer Kraft F des Teils Stz auf einen Körper Geg3 (und/oder eines Drehmoments Dr im Motor) erkannt werden und z.B. mit einem Grenzwert Max verglichen werden (und bei Überschreitung eines Grenzwerts Max ggf. der Motor Mot z.B. reversiert werden).
Eine ausgeübte Kraft F bzw . ein ausgeübtes Drehmoment Dr kann z.B. generell insofern von einem Teil auf einen Körper erkannt werden, dass erkannt wird, ob eine messbare Kraft F bzw. ein ausgeübtes Drehmoment ausgeübt wird und/oder ob eine Kraft F bzw. ein ausgeübtes Drehmoment Dr kleiner als ein z.B. gespeicherter Grenzwert Max ausgeübt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (Steu) zur Erkennung einer von einem mit einem elektrischen Motor (Mot) elektrisch verstellbaren (schli, off) Teil (Fen; Stz) ,
insbesondere Sitz (Stz) oder Schließteil (Fen) wie ins¬ besondere Fensterheber oder Schiebedach oder Heckdeckel oder Schiebetür eines Kraftfahrzeugs (Kfz) ,
auf einen daran (Fen, Stz) anliegenden Körper (Gegl, Geg2, Geg3) ausgeübten Kraft (F) ,
-mit einer Ansteuerung (Steu) , die dazu ausgebildet ist, am Motor (Mot) eine Spannung (UM) anzulegen, die eine Kraft (F) des Teils (Fen; Stz) auf einen daran (Fen, Stz) anliegenden Körper (Geg2), falls vorhanden, bewirkt,
-mit einer Messeinrichtung (Mess) , die dazu ausgebildet ist, während eines Stillstands des Motors (Mot) eine eine Bewegung (ω, off) des Motors (Mot) repräsentierende Größe (G, UM , I) des Motors (Mot) zu messen,
-mit einer Vergleichseinrichtung (Steu) , die dazu ausgebildet ist, aufgrund der gemessenen Größe (G, UM , I) eine von dem Teil (Fen; Stz) auf einen daran (Fen, Stz) anliegenden Körper (Gegl, Geg2, Geg3) ausgeübte Kraft (F) zu erkennen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist, zu entscheiden, ob eine über einem Maximum (Max) liegende Kraft (F) und/oder eine Einklemmung eines Körpers (Gegl, Geg2) durch das Teil (Fen) in Form eines Schließteils (Fen) vorliegt .
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist, eine Kraft (F) , die bzw. das das Teil (Fen; Stz) in Form eines Sitzes (Stz) auf einen Körper (Geg3) ausübt, zu erkennen.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist, zu entscheiden, ob die Kraft (F) , die das Teil (Fen; Stz) in Form eines Sitzes (Stz) auf den Körper (Geg3) ausübt, ein Maximum (Max) überschreitet,
insbesondere um in diesem Fall das Anliegen eines Körpers (Geg3) am Sitz (Stz) festzustellen und/oder die Kraft (F) zu verringern und/oder eine Bewegung des Sitzes (Stz) anzupassen oder zu stoppen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die die Bewegung des Motors (Mot) repräsentierende Größe (G, UM, I) eine am Motor (Mot) anliegende Spannung (UM) und/oder ein durch den Motor (Mot) fließender Strom (I) und/oder eine mit einem Winkelgeber am Motor (Mot) gemessene Größe ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist,
dass, insbesondere nachdem eine insbesondere kleine Ge¬ genspannung an den Motor (Mot) angelegt wird,
ein durch den Motor (Mot) fließender Strom (I) gemessen wird.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die die Bewegung (ω, off) des Motors (Mot) repräsen¬ tierende Größe (G, UM, I) eine die Winkelgeschwindigkeit (ω) des Motors (Mot) repräsentierende Größe (G, UM, I) ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist,
dass an den Motor (Mot) eine Spannung (UM> angelegt wird, deren Betrag unterhalb eines vorgegebenen Motorspan- nungs-Schwellwerts liegt,
insbesondere eine Spannung ( UM> , deren Betrag unterhalb eines vorgegebenen Motorspannungs-Schwellwerts liegt,
der erforderlich wäre, um das Schließteil (Fen) in Bewegung zu bringen und/oder der eine Kraft (F) auf den Körper (Gegl, eg2, Geg3) kleiner als ein Maximum (Max) bewirkt,
bevor mit der Messeinrichtung (Mess) während insbesondere des
Freilaufs des Motors (Mot) eine die Bewegung (ω, off) des Motors
(Mot) repräsentierende Größe (G) gemessen wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (Mess) dazu ausgebildet ist, dass während des Freilaufs eine die Bewegung oder Winkel¬ geschwindigkeit des Motors (Mot) repräsentierende Größe (G) in Form der am Motor (Mot) anliegenden Spannung (UM) gemessen wird,
wobei aufgrund der gemessenen am Motor (Mot) anliegenden Spannung (UM) entschieden wird,
wie groß eine auf einen am Teil (Fen, Stz) anliegenden Körper (Geg2) ausgeübte Kraft (F) ist,
insbesondere ob eine Einklemmung vorliegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (Mess) dazu ausgebildet ist, dass während des Freilaufs eine die Bewegung (ω, off) des Motors (Mot) repräsentierende Größe (G) in Form eines durch den Motor (Mot) fließenden Stroms (I) gemessen oder aus einer anderen Größe (G; UM ) bestimmt wird,
wobei aufgrund des Stroms (I) entschieden wird,
wie groß eine auf einen am Teil (Fen, Stz) anliegenden Körper (Geg2) ausgeübte Kraft (F) ist,
insbesondere ob eine Einklemmung vorliegt.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (Mess) dazu ausgebildet ist, dass während des Freilaufs eine eine Bewegung (ω, off) des Motors (Mot) repräsentierende Größe (G) mehrmals gemessen wird.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Vergleichseinrichtung (Steu) dazu ausgebildet ist, dass aufgrund der Steilheit des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe (G) , und/oder aufgrund des Überschreitens eines Maximalwerts durch die gemessene Größe (G) , und/oder aufgrund eines Mittelwerts der gemessenen Größe (G) in einem vorgegebenen Zeitintervall
entschieden wird,
wie groß eine auf einen am Teil (Fen, Stz) anliegenden Körper
(Geg2) ausgeübte Kraft (F) ist,
insbesondere ob eine Einklemmung vorliegt.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Vergleichseinrichtung (Steu) dazu ausgebildet ist, dass aufgrund der Steilheit des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Größe (G) , und/oder aufgrund des Überschreitens eines Maximalwerts (Max) durch die gemessene Größe (G) , und/oder aufgrund eines Mittelwerts der gemessenen Größe (G) in einem vorgegebenen Zeitintervall
entschieden wird,
ob eine auf einen am Teil (Fen, Stz) anliegenden Körper (Geg2) ausgeübte Kraft (F) größer als ein Maximum (Max) ist. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist,
dass der Motor (Mot) in einen Freilauf geschaltet (Tl, T2, T3, T4) wird,
und/oder dass der Motor (Mot) in einen hochohmigen Zustand geschaltet (Tl, T2, T3, T4) wird, insbesondere um ihn in einen Freilauf zu schalten.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) eine Vollbrücke aus elektronisch ansteuerbaren Schaltelementen (Tl, T2, T3, T4), insbesondere aus Feldeffekttransistoren aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) eine Pulsweitenmodulati- ons-Einrichtung verwendet, insbesondere eine Pulsweiten- modulations-Einrichtung die dazu ausgebildet ist, den durch sie geschalteten Motor (Mot) in einen Freilauf zu schalten. 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist,
dass bei unterhalb eines Geschwindigkeits-Schwellwerts liegender Geschwindigkeit, insbesondere bei Stillstand, des Schließteils (Fen) der Motor (Mot) in einen Freilauf ge- schaltet wird.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Ansteuerung (Steu) dazu ausgebildet ist,
im Falle einer mit Hilfe der Vergleichseinrichtung (Steu) erkannten Einklemmung ein weiteres Schließen (schli) des
Schließteils (Fen) durch den Motor (Mot) zu verhindern und/oder das Schließteil (Fen) insbesondere mittels des Motors (Mot) in eine weiter geöffnete Position zu verfahren und/oder ein das Einklemmen repräsentierendes Signal aus- zugeben.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
welche dazu ausgebildet ist,
eine Bewegung (ω, off) des Motors (Mot) zu erkennen, welche Bewegung (ω, off) durch eine Relaxation des Teils (Fen; Stz) entsteht,
nachdem auf das Teil (Fen; Stz) eine Kraft (F) bewirkt wurde durch eine -insbesondere relativ zur für eine Bewegung (off, schli) des Teils (Fen; Stz) erforderlichen Spannung kleine - angelegte Spannung (UM) am Motor (Mot) .
Verfahren zur Erkennung einer Kraft (F) und/oder eines Drehmoments (Dr) eines durch einen elektrischen Motor (Mot) bewegbaren Teils,
insbesondere eines Schließteils (Fen) oder Sitzes (Stz) eines Kraftfahrzeugs (Kfz) ,
auf einen Körper (Gegl, Geg2, Geg3) ,
wobei insbesondere während eines insbesondere im Wesent¬ lichen stillstehenden Motors (Mot) und/oder nach Anlegen einer Spannung (UM) am Motor (Mot)
eine eine Bewegung (ω, off) des Motors (Mot) durch eine Relaxation eines an dem Teil (Fen, Stz) anliegenden Körpers (Gegl, Geg2, Geg3) repräsentierende Größe (G, UM , I) gemessen wird,
wobei aufgrund der gemessenen Größe (G, UM , I) eine Erkennung der Kraft (F) und/oder des Drehmoments (Dr) erfolgt.
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