BRPI1014353B1

BRPI1014353B1 - "método e dispositivo para detectar uma situação de aprisionamento"

Info

Publication number: BRPI1014353B1
Application number: BRPI1014353A
Authority: BR
Inventors: Egger Andreas; Morawek Roman; Holzinger Stefan
Original assignee: Continental Automotive Gmbh
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2010-04-13
Publication date: 2020-01-14
Also published as: WO2010124927A3; BRPI1014353A2; US20120112677A1; WO2010124927A2; CN102414387A; US8704476B2; CN102414387B; DE102009019015A1

Abstract

método e dispositivo para detectar uma situação de aprisionamento para detectar uma situação de aprisionamento quando um componente acionado é ajustado utilizando um sistema de ajuste mecânico o qual compreende um motor elétrico (2), um valor (fakt) relativo à força que atua sobre o componente acionado é comparado com um valor limite (fth) relativo a um valor de referência (fret). o valor de referência (fret), e assim o valor limite (fth), são continuamente correspondidos, para o propósito de rastreamento de força com o valor de força o qual muda durante o movimento de ajuste dependendo do sistema mecânico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E DISPOSITIVO PARA DETECTAR UMA SITUAÇÃO DE APRISIONAMENTO.

A presente invenção refere-se a um método e a um dispositivo para detectar uma situação de aprisionamento quando um componente acionado é ajustado utilizando um sistema de ajuste mecânico que compreende um motor elétrico, em que um valor (F_akt) o qual está relacionado com a força que atua sobre o componente acionado é comparado com um valor limite (F_Th) o qual está relacionado com um valor de referência (F_Ref).

Os sistemas de ajuste ou os dispositivos de ajuste são utilizados, por exemplo, em veículos a motor para ajustar as janelas ou tetos solares como componentes acionados. Outras aplicações são, por exemplo, aquelas para a ativação de portas traseiras elétricas ou portas corrediças, e portanto para o bem da simplicidade referência é abaixo feita a componentes acionados, se apropriado sem restringir a generalidade. Em tais sistemas, existe mais ainda uma provisão, especificamente com base em requisitos legais, para o aprisionamento de um objeto, por exemplo, da mão ou da cabeça de uma pessoa, durante um movimento de fechamento a ser detectado. Esta detecção de aprisionamento está baseada em um curso de fechamento calculado o qual é calculado, por exemplo, da velocidade rotacional e da voltagem e/ou da corrente do motor elétrico o qual está provido para o acionamento. Esta força de fechamento muda quando um objeto é aprisionado. Esta mudança na força de fechamento, isto é, um aumento relativamente súbito na força além de um valor limite predefinido, serve para tomar uma decisão sobre uma situação de aprisionamento.

Uma mudança na força de fechamento pode, no entanto, também ocorrer se nenhuma situação de aprisionamento surgir, especificamente devido a condições mudadas durante o movimento de ajuste tais como, por exemplo, devido a uma mudança de temperatura e portanto mudanças associadas em forças de atrito, especificamente em vedações, mas também devido à contaminação no sistema de ajuste e similares.

É portanto necessário ser capaz de diferenciar tais flutuações

2/20 em força devido a condições periféricas mudadas daqueles aumentos em força os quais são causados por objetos aprisionados.

De modo a ser capaz de fazer tal diferenciação, tentativas já foram feitas para utilizar a diferença entre a força de fechamento em um tempo específico e a força de fechamento em um tempo precedente definido como um critério ao invés do valor absoluto da força de fechamento calculada. A distância entre os tempos é aqui selecionada de modo que o sistema é compatibilizado tão bem quanto possível com a rigidez dos objetos a serem detectados. A formação de diferenças descrita elimina as influências estáticas; mesmo mudanças comparativamente pequenas na força são portanto filtradas. No entanto, é aqui desvantajoso que, por outro lado, exista um grande requisito para espaço de armazenamento para o valor de comparação do passado e que, por outro lado, somente uma seção limitada do passado é utilizada para a detecção de aprisionamento, e portanto as informações mais atrás no tempo não são utilizadas (não podem ser utilizadas).

Seria desejável ser capaz de executar a detecção de aprisionamento com base em valores de força correntes. No entanto, neste contexto é necessário levar em conta, como acima mencionado, o problema que diferentes níveis de força (quase) estáticos podem ocorrer como um resultado de diferentes comportamentos mecânicos, isto quer dizer, diferentes condições periféricas; especificamente como um resultado de um comportamento mecânico correspondente, os perfis de força podem exibir uma tendência ascendente mesmo quando um aprisionamento não ocorre. Tais mudanças em força podem ocorrer, por exemplo, quando iniciando, mais ainda, no caso de tetos solares, devido a componentes mecanicamente arrastados, por exemplo, defletores de vento e um meio de sombreamento solar mas também devido a parâmetros relativos ao sistema tais como, por exemplo, o aquecimento do motor elétrico ou, como já mencionado, devido à sujeira no sistema de ajuste.

Usualmente, um valor de referência é predefinido como uma base para comparação de modo então a ser capaz de detectar uma situação de aprisionamento por comparação do valor de força corrente com o valor de

3/20 referência ou com um valor limite o qual está permanentemente relacionado a este. O valor de referência é definido quando o motor liga e é um valor constante nos sistemas antiaprisionamento anteriores. Se apropriado, mudanças de referência preditíveis, as quais estão armazenadas como curvas características são levadas em conta, conforme, por exemplo, a DE 10 2007 050173 B3 ou DE 19633941 A1. Como foi acima declarado, devido a condições mudadas é então possível que o perfil de força real se afaste do perfil de força previsto como um resultado de mudanças em condições, em cujo caso é até possível que um aprisionamento seja detectado mesmo se nenhum objeto for aprisionado. Forças de aprisionamento aumentadas seriam também possíveis, as quais, sob certas circunstâncias, poderíam fazer com que requisitos legais fossem infringidos.

O objetivo da invenção é então prover uma solução para isto e propor um método como declarado no início no qual uma situação de aprisionamento pode ser confiavelmente diferenciada de outras mudanças em força e detectada sem a necessidade de grandes armazenamentos.

O método de acordo com a invenção do tipo especificado no início está caracterizado pelo fato de que o valor de referência, e portanto o valor limite, são continuamente aproximados no sentido de rastreamento de força, para o valor de força o qual muda como uma função do sistema mecânico durante o movimento de ajuste. Em um modo correspondente, o dispositivo de acordo com a invenção contém um meio de computador o qual está configurado para executar um método de aproximação de acordo com a invenção.

O presente método está portanto baseado na ideia de compensar o lento desvio dos valores de força correntes das forças previstas executando um rastreamento de força da força de referência. A força de referência (valor de referência) é portanto feita rastrear continuamente a força corrente ou os valores de força relativos a esta; consequentemente, em paralelo com isto, a força diferencial, o excedente da qual através da força real faz com que o aprisionamento seja detectado, é também rastreada de modo a eliminar as mudanças no perfil de força no sistema mecânico, por exemplo,

4/20 devido à dificuldade de movimento de um mecanismo, como uma razão possível para a detecção de aprisionamento. Por outro lado, neste contexto as mudanças - usualmente significativamente mais excessivas - em força as quais são devidas aos processos de aprisionamento, para aprisionar um objeto, são extraídas do rastreamento de força descrito e/ou se apropriado tais mudanças em força são incluídas somente a um pequeno grau na aproximação de modo a ser capaz de continuar a detectar confiavelmente tais processos de aprisionamento. Esta exclusão de aumentos em força que resultam de processos de aprisionamento poderia ocorrer, por exemplo, com base em que a taxa de aumento do perfil de força no caso dos processos de aprisionamento é significativamente mais alta do que aquela de flutuações de sistema mecânico, com o resultado que as taxas de aumento as quais são calculadas uma média ao longo de um período de tempo específico, curto podem ser utilizadas como a base para o rastreamento de força. Uma solução significativamente mais simples é aqui obtida se a aproximação contínua do valor de referência (e portanto do valor limite), for limitada em termos de valor absoluto de modo portanto a extrair as mudanças as quais são devidas aos processos de aprisionamento - mudanças relativamente pronunciadas. Como um resultado desta limitação do rastreamento de força, os processos de rastreamento são amortecidos somente insignificantemente, em contraste com as flutuações no perfil de força devido a condições mudadas no mecanismo. A limitação é convenientemente aqui executada de tal modo que as flutuações mecânicas são apenas compensadas e não mais. Isto pode ser feito provendo valores limitantes (máximos) correspondentemente pequenos.

Um algoritmo simples é obtido para isto se, no caso de desvios positivos nos valores de força (F_akt) do valor de referência, especificamente F_akt(s) > FRef(s), onde s = a posição do componente acionado, o valor de referência (Fpef) é aproximado de acordo com a relação

F_Ref(s + As) = F_Ref(s) + min [(F_akt(s) - F_Ref(s)), Fumit], onde s + As denota a posição seguinte à posição s, e F_Limit denota um valor limitante predefinido como um limite de rastreamento. Em um modo correspondente, é

5/20 também favorável para isto se, no caso de desvios negativos, isto quer dizer Fakt(s) < F_Ref(s), onde s = a posição do componente acionado, o valor de referência é aproximado de acordo com a relação

F_Ref(s + As) = F_Ref (s) - min [(F_Ref(s) - F_akt(s)), F_Limit], onde s + As denota a posição a qual segue a posição s, e Fumit denota um valor limitante predefinido como um limite de rastreamento.

Estas limitações acima mencionadas do rastreamento de força podem ser executadas facilmente e rapidamente por meios computacionais, com microprocessadores convencionais, de modo que uma aproximação do valor de referência, isto é, o rastreamento de força, acontece em tempo real. Neste contexto, uma determinação especificamente simples é executada se um valor limitante uniforme F_Limit é predefinido para a aproximação tanto no caso de desvios positivos quanto no caso de negativos dos valores de força do valor de referência.

O presente método pode ser vantajosamente também ligado ao fato que para um respectivo sistema de ajuste mecânico, diagramas característicos mecânicos são usualmente armazenados na memória. Em tal caso, a força de referência primeiramente segue um perfil de curva característico o qual resulta dos diagramas característicos, e além disso uma aproximação, para a força corrente que muda é provida no sentido do rastreamento de força prescrito.

O valor limitante para o rastreamento de força pode ser constante, mas não é necessariamente assim. Durante o ajuste de um componente, predefinido pelo sistema mecânico, diferentes valores de força podem ocorrer tais como são necessários, por exemplo, diretamente após a partida do motor, em que nesta fase forças relativamente altas então ocorrem ou são necessárias para ajustar o componente. Para tais fases com diferentes níveis de força (níveis de força estática) é possível prover, em um desenvolvimento vantajoso do presente método, que o valor limitante não seja constante mas seja, ao contrário, variável; especificamente, o valor limitante pode ser um valor limitante o qual é dependente da posição do componente acionado, isto quer dizer, do percurso de ajuste. É portanto possível que um va

6/20 lor limitante relativamente alto seja utilizado como a base para o início do ajuste, de modo que flutuações de força ainda mais pronunciadas possam ser compensadas nesta fase. No início do movimento de ajuste a força de referência portanto mais grandemente corresponde à força medida (corrente). O valor limitante é então reduzido sucessivamente até que um valor baixo constante seja alcançado para a fase de funcionamento uniforme do motor. Por exemplo, um valor limitante exponencialmente decrescente pode ser provido neste contexto.

Uma diferente possibilidade para um valor limitante mudado durante um movimento de ajuste pode resultar de pontos de problemas mecânicos conhecidos estejam presentes no sistema de ajuste, por exemplo, no caso de um teto solar com um defletor de vento, o que pode levar em certas situações, por exemplo, em certas posições do teto solar, a falhas relevantes, por exemplo, aumentos em força comparativamente grandes, como uma função da temperatura. Nestas regiões de posição é também possível prover um valor limitante aumentado do início de modo a compensar as falhas acima referidas.

Uma possibilidade vantajosa adicional do presente procedimento é que provendo um perfil variável do valor limitante, as flutuações em voltagem, por exemplo, as flutuações na voltagem do sistema de energia a bordo de um veículo a motor, são também compensadas. É portanto possível, por exemplo, que um termo aditivo seja incluído em um valor limitante total, cujo termo aditivo muda como uma função de tais flutuações de voltagem, resultando, por exemplo, em um valor deste termo o qual aumenta quadraticamente com o nível da flutuação de voltagem. Mais ainda, se apropriado, curvas características armazenadas, as quais levam em conta as mudanças de referência preditíveis, como é conhecido por si, podem ser utilizadas de acordo com uma modalidade vantajosa da invenção de modo a executar a aproximação de valor de referência especificamente eficientemente; é consequentemente vantajoso se um perfil de valor de referência com base em dados de curva característica armazenados for utilizado como a base para a aproximação do valor de referência (FR_ef). É também vantajoso se um valor

7/20 limitante temporariamente comparativamente alto for utilizado para um processo de partida de motor de modo a aproximar rapidamente o valor de referência das mudanças de força pronunciadas durante o processo de partida. Neste contexto, é favorável para um simples cálculo se um valor limitante o qual cai exponencialmente de um valor inicial comparativamente alto for utilizado.

A presente proposta de rastreamento de força pode levar a uma situação na qual uma porção do processo de aprisionamento seja compensada e portanto seja perdida em termos da detecção do aprisionamento. De modo a limitar esta possibilidade, como mencionado, um valor limitante bastante baixo é introduzido. No entanto, se um valor limitante relativamente alto for predefinido, somente objetos mais relativamente rígidos com um grande aumento em força na força diferencial podem detectados seletivamente em termos de aprisionamento. Com os algoritmos antiaprisionamento existentes é frequentemente difícil detectar os objetos muito rígidos a tempo. Tais objetos duros são, por exemplo, a constante de mola de 65 N/mm requerida de acordo com a US Guideline FMVSS 118 S5, e se um valor limitante alto for definido, tais objetos rígidos ou duros podem ser satisfatoriamente detectados já que todas as outras interferências são fortemente filtradas. É então possível executar uma detecção de aprisionamento adicional separada para tais objetos específicos, com um valor limitante correspondentemente alto sendo utilizado como a base, cujo valor limitante é então especifica mente correspondido com tais objetos duros. Isto pode ser adicionalmente complementado, por exemplo, provendo em cada caso um processo de detecção de aprisionamento separado para vários graus específicos de dureza de objeto (especificamente os valores de dureza de objeto legalmente requeridos de 10 N/mm, 20 N/mm e 65 N/mm). Como um resultado, limites de disparo bastante específicos podem ser definidos para os diferentes valores de dureza de objeto. As forças de aprisionamento para os diferentes valores de dureza de objeto podem portanto ser facilmente mantidas constantes, o que aumenta a robustez do sistema.

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Consequentemente, é de vantagem específica se um valor limitante o qual é ajustado para a rigidez de objetos aprisionados seja definido para a limitação, em que o valor limitante é mais alto quanto maior for o grau de rigidez do objeto aprisionado, em que é especificamente favorável se pelo menos dois processos de rastreamento de força sejam executados em paralelo com diferentes valores limitantes de modo a executar aproximações adaptadas do valor de referência para os valores de força separadamente para os objetos aprisionados com diferentes graus de rigidez.

A invenção será abaixo explicada em mais detalhes com base em modalidades exemplares especificamente preferidas, às quais, no entanto, a dita invenção não deve estar restrita, e com referência ao desenho, no qual, especificamente:

Figura 1 mostra um diagrama de circuito em blocos de uma modalidade de um sistema de ajuste mecânico com um motor elétrico, por exemplo, para uma janela de veículo a motor, ou então um teto solar, com proteção antiaprisionamentõ;

Figura 2 é uma vista de um diagrama o qual mostra o perfil de tempo da força real F_akt, da força de referência FR_ef e do valor limite F_th assim como também da posição dos componentes movidos ao longo do tempo;

Figura 3 mostra em um pouco mais detalhes o perfil da força real comparada com um valor de referência de força constante ou com uma curva característica de força de referência obtida de acordo com os diagramas característicos armazenados, em que pode ser visto que o perfil de força previsto move afastando do perfil de força real;

Figura 4 mostra o perfil da força corrente e o perfil da força de referência em um diagrama que corresponde à Figura 3, especificamente por um lado para o caso de compensação total de acordo com o método de acordo com a invenção e por outro lado para a compensação parcial;

Figura 5 mostra um diagrama de um perfil dependente de posição ou dependente de tempo possível de um valor limitante F_Limit o qual é utilizado para o rastreamento de força de acordo com a invenção;

Figura 6 mostra um diagrama do perfil de uma diferença na força

9/20 de fechamento como uma função do deslocamento de ajuste, isto é, a posição s, de acordo com a técnica anterior;

Figuras 7 e 8 mostram, em diagramas comparáveis, por um lado (Figura 7) na parte superior um perfil da força de fechamento real sem uma referência aproximada e na parte inferior o perfil de uma força diferencial sem rastreamento de força e um limite de disparo associado, em que fica claro que, sem a aproximação ou o rastreamento de força de acordo com a invenção uma reversão incorreta pode ocorrer como um resultado de uma detecção incorreta de aprisionamento, e (Figura 8) na parte superior um perfil de força de fechamento correspondente com uma referência aproximada e na parte inferior o perfil da força diferencial ou do limite de disparo com rastreamento de força;

Figura 9 mostra um diagrama do perfil da voltagem de bateria, isto é, da voltagem de suprimento de motor, uma voltagem de filtro de passagem baixa e um valor limitante adaptado;

Figura 10 mostra o perfil de uma força corrente, de uma referência associada durante uma aproximação e o valor limite associado em uma fase de partida do motor; e

Figura 11 mostra um diagrama o qual é comparável à Figura 10, mas aqui, em contraste com a Figura 10, um valor de força armazenado é utilizado como a base, em cujo caso a aproximação da fase de partida pode ser acelerada quando a última força de deslocamento a qual está ainda armazenada é utilizada como o valor de partida, com o resultado que o estado estável do algoritmo é alcançado mais cedo.

A Figura 1 é um diagrama de circuito em blocos de um dispositivo de ajuste 1 com um motor elétrico 2 para acionar um componente de veículo a motor (não de outro modo ilustrado em mais detalhes) tal como um teto solar, em que um meio de computador central 2 (CPU 3) está provido como um componente essencial do dispositivo 1 de modo a executar a atuação, por exemplo a atuação de PWM, do motor 2 por meio de um comutador de PWM 4; este comutador de PWM 4 está ilustrado somente esquematicamente na Figura 1 e é geralmente implementado na prática pela utilização,

10/20 por exemplo, de um transistor de efeito de campo (FET). O comutador de PWM 4 aplica, de acordo com uma razão nominal de pulso a qual é predefinida pelo meio de computador 3, uma voltagem de suprimento U_Bat, a qual é aplicada nos terminais 5, 6 do dispositivo 1, para o motor 2. A voltagem Urviot a qual é realmente aplicada no motor 2 é opcionalmente medida utilizando um meio de medição 7, em que os valores medidos correspondentes são alimentados para o meio de computádor 3. No exemplo mostrado, um sensor 8 está também provido para medir o movimento rotacional, especificamente com relação à detecção da posição s, da velocidade v e da velocidade angular ω e/ou da força do motor 2; este sensor 8 pode ser utilizado para formar um sistema de controle, além ou ao invés do meio de medição 8, e o dito sensor 8 pode ser, por exemplo, um sensor Hall. O sinal de saída (sinal de medição) do sensor 8 é também alimentado para o meio de computador

3. Mais ainda, o meio de computador 3 está conectado a uma memória 9 na qual os dados relativos à curva característica mecânica do dispositivo de ajuste 1 ou do sistema mecânico deste dispositivo de ajuste estão armazenados. Uma curva característica F(t) possível está ilustrada como exemplo pela curva 10 na Figura 3, em que está aparente que a força F muda como uma função do tempo t ou da posição s de, por exemplo, um teto solar. Esta força F a qual muda com o deslocamento de ajuste (posições) é portanto conhecida para o dispositivo 1.

Da Figura 1 fica então claro que um meio de medição 11 para medir a voltagem de suprimento U_Bat está também presente, em que os valores medidos são também alimentados para o meio de computador 3. O meio de computador 3 forma, em um modo o qual é convencional por si, um meio de atuação de PWM para o motor 2, cujo meio de atuação de PWM é implementado por um módulo de PWM 3A na Figura 1 em combinação com o comutador de PWM 4. Um módulo de antiaprisionamento o qual está indicado por um módulo 3B no meio de computador 3 está conectado a este, do qual para o sistema de antiaprisionamento, o qual também inclui os relés de comutação 12, 13, e também para ser capaz de inverter o motor 2 após a redução da velocidade de motor no caso de detecção de aprisionamento,

11/20 como é conhecido por si.

Os relés de comutação 12, 13 estão mostrados esquematicamente na Figura 1 nas suas posições de operação normal, em que quando o motor 2 inverte, ambos mudam a posição comutada. Na posição de repouso (não mostrada), ambos os relés de comutação 12, 13 assumem a sua posição a qual é a superior de acordo com a Figura 1, isto é, estes então ambos apoiam sobre o terminal 5, como está indicado com uma linha tracejada no caso do relé de comutação 12 na Figura 1. O comutador de PWM 4 está aberto na posição de repouso.

Em um refinamento da modalidade mostrada, é, por exemplo, também concebível prover, ao invés dos relés de comutação 12, 13 e do comutador de PWM (FET) 4, uma ponte completa com quatro FETs os quais são atuados pelo meio de computador 3 através dos (então combinados) módulos 3A, 3B de modo a executar por um lado a atuação de PWM do motor 2 e por outro lado a inversão do motor.

Está aparente da ilustração na Figura 1 que a voltagem de suprimento Ueat θ opcionalmente a voltagem de motor Uwot e a velocidade rotacional do motor ω podem ser consideradas como variáveis predefinidas, isto é, estas variáveis são medidas e a reação ocorre em relação a estas. Esta reação refere-se à atuação de PWM, em que a voltagem de motor U_Mot θ ajustada com o módulo de PWM 3A e o comutador de PWM 4.

Especificamente, as condições físicas definem a relação entre a voltagem Umoí no motor, a força F no motor e a velocidade angular ω do motor como segue:

A equação de motor estática

U_Moí ~ ^_ω·ω + R-1 dá origem a l = Mot

R onde:

I ... corrente de motor (corrente de armadura) do motor 2

12/20 kc ... fator de proporcionalidade ( constante de motor) e

R ... resistência de armadura.

Se uma constante de motor adicional k_m for predefinida como um fator de proporcionalidade, o torque M do motor 2, quando levantado em relação a esta constante k_mé proporcional à corrente de armadura I:

M-k. 1 = -k.a)

Com o raio r do enrolamento de cabo do motor e a razão de translação ü respectivamente fornecida, a força F é obtida no cabo de Bowden e portanto no teto solar, etc., como segue:

ü ü k / \ _F=__M=—^_{u kía}) r r R

A relação seguinte é portanto obtida entre a força F, a voltagem de motor U_Mote a velocidade angular ω em que somente as constantes de sistema conhecidas k1, k2 ocorrem além das variáveis acima mencionadas nesta equação.

Esta força de fechamento a qual é calculada de acordo com a relação acima é utilizada, de acordo com a técnica anterior, como a base para a detecção de aprisionamento. A força de fechamento muda aqui se um objeto, por exemplo, um braço, uma mão ou então uma cabeça, for aprisionado pelo componente acionado, por exemplo, uma janela lateral ou um teto solar de um veículo a motor. A força de fechamento pode, no entanto, também mudar durante a operação, sem um objeto ser aprisionado, se as condições ambientes mudarem. É assim possível, por exemplo, que forças de atrito em vedações mudem devido a mudanças de temperatura e para criar uma força de fechamento flutuante. É então necessário impedir que tais mudanças mecânicas na força devido a condições periféricas mudadas tais como, por exemplo, mudanças de temperatura, etc., sejam detectadas como o aprisionamento de um objeto, mas ao contrário seja capaz de assegurar que estas mudanças mecânicas de força sejam diferenciadas de flutuações em força as quais são causadas por objetos aprisionados.

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Com relação à explicação geral, a Figura 2 ilustra um diagrama no qual, por exemplo, um perfil da força corrente F_akt, e também o perfil de uma força de referência F_Ref assim como, paralelo ao último, o perfil de um valor limite, de uma força de valor limite F-m, estão ilustrados. Além disso, a Figura 2 mostra o movimento do componente acionado, por exemplo, um teto solar, durante o processo de fechamento por meio do perfil da posição s, em que no caso normal, este perfil de posição ocorre aproximadamente linearmente com o tempo. De acordo com a Figura 2, um processo de aprisionamento então começa na posição 14, no tempo fi, em que, como um resultado do objeto aprisionado, a força real F_akt aumenta relativamente fortemente em relação à força de referência F_Ref até que o valor limite F_Th seja alcançado no tempo t₂, na posição 15. Quando o valor limite F_Th é alcançado, o sistema, isto é, o meio de computador 3 na Figura 1, decide que um processo de aprisionamento está ocorrendo, em que como um resultado o motor 2 é parado e revertido, o que está indicado no tempo t₃ no contexto do perfil das posições na Figura 2. No entanto, no exemplo na Figura 2, as forças F_akt e F_Ref são uniformes até o tempo t-ι, isto é, nenhuma flutuação mecânica em força ocorre.

No entanto, tais flutuações mecânicas em força ocorrem, por exemplo, nas Figuras 3 e 4 para a força corrente F_akt, em que está aparente que a força de referência F_Ret move afastando da força corrente F_akt. No diagrama de acordo com a Figura 3, o perfil - previsto - de força é, como acima mencionado, adicionalmente aqui inserido com a curva 10, devido aos dados de curva característica armazenados. A remoção gradual da força corrente F_akt devido outros parâmetros no sistema mecânico, por exemplo, valores de atrito mudados, mas também a ocorrência de contaminação, etc., é também descoberto ocorrer em conexão com esta curva 10, a qual leva em conta do início os parâmetros para o perfil de curva previsto os quais são inerentes no sistema mecânico, e cuja curva pode ser gravada empiricamente no início quando o sistema antiaprisionamento é instalado. Este afastamento dos valores indica, por exemplo, uma dificuldade de movimento relativa de um mecanismo a qual desenvolveu (em certas áreas ou geralmente), e este afas

14/20 tamento gradual de valores, este desvio relativamente lento da força F_akt da força de referência F_Ref, será agora diferenciado de um aumento relativamente pronunciado devido ao aprisionamento de um objeto.

Isto é conseguido em virtude do fato que no curso de rastreamento de força o valor de referência ou a força de referência F_Ref é continuamente aproximada ou ajustada na direção da força corrente F_akt- No entanto, este rastreamento de força é limitado em termos absolutos de modo a impedir que os processos de aprisionamento sejam também compensados. A limitação deve consequentemente ser citada de modo que as mudanças mecânicas em força as quais levam a um movimento de afastamento de valores, tal como está mostrado nas Figuras 4 e 5, são compensadas ou atenuadas, enquanto que, devido às taxas de aumento significativamente mais altas no caso de processos de aprisionamento, comparado com as flutuações mecânicas, a limitação especificada envolve somente uma atenuação significativa pelo rastreamento de força.

Por exemplo, a seguinte relação pode ser utilizada para esta aproximação dos valores de referência F_Ref para a força corrente F_akt, em que, nesta relação F_Ref(s) denota a força de referência na posição s e F_akt(s) denota a força medida (corrente) do mecanismo nesta posição s; mais ainda, a distância entre duas posições sucessivas onde a determinação correspondente da força e da aproximação ocorre, é denotada por As; e a força de referência portanto ocorre em uma posição subsequente s + As como segue:

F_Ref (s + As) = F_Ref(s) + min [F_akt(s) = F_Ref(s), F_Limit]

Nesta relação, Fumit denota um valor limitante o qual deve ser definido para o rastreamento de força, isto é, um limite de rastreamento. Este valor limitante descreve a rigidez máxima de um objeto virtual o qual é aprisionado no mecanismo e é também totalmente compensado pelo rastreamento de força. A relação acima aplica-se a desvios positivos, isto quer dizer, a F_akt(s) > F_Ref(s). O presente rastreamento de força pode, no entanto, também ser provido no caso de desvios negativos, isto quer dizer, para F_akt(s) > F_Ref(s), em que o seguinte então se aplica:

F_Ref(s + As) = F_Ref(s) - min [F_Ref(s) - F_akt(s), Fumit]

15/20

Em um caso ideal quando não existem flutuações no sistema mecânico, isto é, o valor de diferença AF entre F_akte F_Ref = 0, o valor de referência F_Ref também não muda. No caso de diferenças entre o valor de força corrente F_akt e o valor de referência F_Ref, esta diferença é utilizada para compensação, isto é, adicionada ao valor de referência temporária F_Ref(s) ou subtraída do mesmo de modo a chegar ao valor de referência na posição seguinte s + As desde que este valor de diferença não exceda o valor limitante F_Limit De outro modo, o valor limitante F_Limit θ atualizado para a aproximação.

Em um caso ideal, este valor limitante Fumit θ selecionado de modo que o perfil de acordo com a curva 16 na Figura 4 seja obtido para o valor de referência aproximada F_Raf. No entanto, se o valor limitante Fi_jmjt for comparativamente menor, o perfil de acordo com a curva 17 é obtido para o valor de referência s. F_Ref' na Figura 4. Neste caso, um aumento linear ocorre já que o um valor constante, especificamente FLimit, é adicionado ao valor de referência precedente em cada intervalo de amostragem As. No entanto, este é apenas um exemplo de diversas possibilidades.

O presente método de aproximação de valor de referência pode ser combinado, por exemplo, com uma vantagem específica com os diagramas de característica mecânica armazenados, com valores de referência que correspondem ao perfil de curva 10 na Figura 3, em que um valor de referência que corresponde a esta curva 10, isto quer dizer, um valor de referência o qual não é constante, é então utilizado como o valor de referência de saída F_Ret nas relações precedentes. O valor de referência o qual é obtido então não é formado meramente pelo rastreamento de força descrito com base em um valor constante mas é ao invés obtido como uma soma do perfil de força de referência 10 (de acordo com a curva característica do mecanismo) e o componente de rastreamento de força de acordo com as relações anteriores no caso de flutuações de força mecânica.

O valor limitante Fumit para o rastreamento de força foi acima assumido ser uma constante, por exemplo. No entanto, este não necessariamente precisa ser o caso, já que ao invés um valor limitante F Limit variável

16/20 pode também ser vantajosamente utilizado na presente aproximação de valor de referência, em que por meio da variável do valor limitante Fumit θ possível fazer uma concessão para as condições do sistema mecânico.

Por exemplo, um valor limitante F_Limit temporariamente alto pode ser provido para o processo de partida de motor, o dito valor limitante F_Limít diminuindo, por exemplo, de acordo com uma curva exponencial conforme o tempo (ou o deslocamento) progride, como é aparente do diagrama na Figura 5. Um alto valor limitante F_Limit θ portanto utilizado na fase de partida, de modo que mesmo as flutuações de força pronunciadas podem ser compensadas nesta fase de partida. Isto assegura que nesta fase o valor de referência F_Ref corresponda tão confiável mente quanto possível à força corrente Fakt a qual muda muito fortemente neste intervalo de tempo. No entanto, o valor limitante, isto é, o limite de rastreamento, é então gradualmente reduzido até que o valor baixo, por exemplo constante, o qual pode ser visto na Figura 5, na parte direita do diagrama, seja atingido para o funcionamento estável do motor.

Em um modo similar, valores limitantes Fumit temporariamente aumentados podem também mostrar-se vantajosos, por exemplo, se dependendo da posição, por exemplo, quando um teto solar está em uma posição específica próxima do estado fechado e existe um defletor de vento, um comportamento mecanicamente irreproduzível ocorre (por exemplo, como uma função da temperatura). Consequentemente, nesta região o limite de rastreamento pode ser aumentado como uma função da posição de modo a ser capaz de melhor compensar tal interrupção.

Em uma proposta alternativa levando em conta tal aumento em força aumentado em uma posição específica (intermediária), isto é, um ponto de problema, seria aumentar o limite de disparo F_Th neste ponto. No entanto, como ficou claro, um requisito de força aumentada após o ponto de problema no perfil de posição (onde tal requisito de força aumentada pode ocorrer) não é acomodada, em contraste com a tecnologia de rastreamento de força anteriormente descrita.

Neste contexto, referência é feita, para começar ao diagrama de

17/20 acordo com a Figura 6 o qual mostra que o valor absoluto da força de fechamento é utilizado como um critério para a detecção de aprisionamento mas ao invés a diferença AF entre a força de fechamento em um tempo específico e a força de fechamento em um tempo específico no passado. O intervalo entre estes tempos é selecionado de modo que a rigidez dos objetos a serem detectados é considerada. As influências estáticas são eliminadas pela formação de diferenças. No entanto, uma desvantagem desta solução é que existe um grande requisito para espaço de armazenamento para os valores de comparação do passado e que somente uma seção limitada do passado é utilizada para a detecção de aprisionamento, mas as informações mais anteriores não podem ser utilizadas.

As Figuras 7 e 8 cada uma mostra, na parte superior, os perfis de força para a força corrente F_akt e para a força de referência não aproximada F_Ref (Figura 7) e respectivamente para a referência aproximada F_Ref (Figura 8). O perfil de referência aproximada é obtido no modo acima descrito, conforme especificamente também a Figura 4. É aparente que um ponto de problema está presente no sistema mecânico na região ao redor do tempo 200 ms. De acordo com a Figura 7, nesta região o limite de disparo F_Th é brevemente aumentado com antecedência, este aumento sendo denotado por 18 na Figura 7. A curva 19 denota a força diferencial a qual é obtida sem o rastreamento de força, como acima descrito. Neste contexto, é aparente de 20 no diagrama de acordo com a Figura 7 que esta proposta de acordo com a técnica anterior desvantajosamente levaria a uma reversão incorreta.

Se, de acordo com a Figura 8, uma força diferencial a qual é determinada de acordo com o princípio de rastreamento de força for então utilizada como a base, conforme a cura 21, o valor limite - o qual é aqui constante, por exemplo, de acordo com a linha reta 22, não é alcançado; uma detecção incorreta de aprisionamento portanto não ocorre na região do ponto de problema 18 (Figura 7, e portanto uma reversão incorreta não ocorre.

Além destas variações dependentes de tempo ou dependentes de posição no valor limitante Fumit, valores limitantes variáveis (aumentados) podem também mostrar-se convenientes para o caso de flutuações de volta

18/20 gem na voltagem de sistema de energia a bordo U_Bat (conforme Figura 1). Neste caso, uma porção das relações acima a qual é proporcional ao nível da flutuação de voltagem pode ser adicionada ao valor limitante Fumit especificado. Este termo o qual é devido à flutuação de voltagem pode ser determinado, por exemplo, em virtude do fato que um valor de voltagem U_Lp(t) é subtraído, após uma filtragem de passagem baixa, da voltagem não filtrada U_Bat(t). A seguinte relação é portanto obtida desta valor limitante modificado Fumit ·

F|_imit' ⁼ Fumit ⁺ k · |U_Bat(t) — Ulp(Í)|

Neste contexto, k é um parâmetro de sistema o qual indica a qual grau o valor limitante precisa ser aumentado como uma função do nível da corrente de voltagem. Este parâmetro de sistema k pode então ser determinado empiricamente com antecedência. A Figura 9 mostra como exemplo um perfil correspondente de F_Limit (ou F_Limit) em conjunto com uma voltagem de bateria U_Bat subitamente crescente e uma voltagem filtrada em passagem baixa U[_p.

Ao invés do parâmetro de sistema constante k, é também concebível utilizar um parâmetro k como uma função da voltagem U, isto quer dizer k(U), em que uma relação não linear entre k e U é possível. Especificamente, é aqui concebível que uma relação quadrática seja provida entre k e U, isto quer dizer, o parâmetro k aumenta quadraticamente com o nível do salto de voltagem.

Por exemplo, a voltagem de bateria aumenta no final de um pulso de movimento de manivela, e no caso de tal voltagem crescente um perfil de força pode ocorrer o qual corresponde àquele de acordo com as Figuras 7 e 8. Esta influência pode ser eliminada pelo valor limitante F_Limit correspondentemente aumentado, de modo que uma inversão incorreta seja evitada.

Uma variante vantajosa adicional é obtida se o último movimento de deslocamento for somente um tempo curto no passado e a força de deslocamento permanece relativamente satisfatoriamente constante. É então possível que a última força de deslocamento seja utilizada como um valor de

19/20 partida para a força de referência F_Ref para este caso especial ou apenas uma curta interrupção, como um resultado da qual o valor de partida pode ser melhor adaptado ao rastreamento de força e a fase de partida pode ser encurtada, com o resultado que o estado estável do algoritmo é atingido mais cedo. Isto fica aparente de uma comparação da Figura 10 com a Figura 11, em que na Figura 10 o rastreamento de força é iniciado virtualmente em zero após o movimento de deslocamento ser desligado e o movimento de deslocamento é iniciado novamente logo após, com o resultado que é um período de tempo relativamente longo até que o valor de referência F_Ref seja aproximado da força corrente F_akf. No entanto, se, como ilustrado na Figura 11,o valor da força de deslocamento a qual é provida quando o motor é desligado é armazenado e é utilizado como um valor de partida para o rastreamento de força, para o valor de referência F_Ref, uma aproximação mais rápida do valor de referência para a força real F_akt pode ser conseguida.

Apesar da invenção ter sido acima explicada com base em modalidades exemplares especificamente preferidas, refinamentos e modificações adicionais são também possíveis dentro do escopo da invenção. É portanto concebível, por exemplo, executar o rastreamento de força descrito em processos de cálculo os quais são executados em paralelo uns com os outros, utilizando diferentes valores limitantes em um modo o qual é correspondido a vários valores de rigidez de objetos. Com um valor limitante relativamente alto é portanto possível assegurar que somente objetos especificamente rígidos são levados em conta com um grande aumento em força. É algumas vezes desejado e não é fácil de detectar objetos muito rígidos a tempo neste contexto. Tais objetos duros são, por exemplo, as molas de 65 N/mm, tais como são requeridas na US Guideline FMVSS 118 S5. Se um valor limitante relativamente alto for então definido, tais objetos rígidos ou duros podem ser bem detectados já que todas as outras interrupções são altamente filtradas. É portanto concebível executar uma detecção adicional, separada de aprisionamento para tais objetos rígidos, em paralelo com a detecção de aprisionamento de objetos relativamente macios, de modo portanto a detectar especificamente tais objetos duros ou objetos rígidos. Esta

20/20 proposta pode ser generalizada executando respectiva mente uma detecção de aprisionamento separada para valores de dureza de objetos específicos prescritos, especificamente para os valores de dureza de objetos legalmente requeridos de 10 N/mm, 20 N/mm e 65 N/mm, com uma aproximação sepa5 rada do valor de referência utilizando um valor limitante separado o qual é correspondido com o respectivo valor de dureza de objeto. Como um resultado, limites de disparo F-y-h bastante específicos podem ser predefinidos para diferentes valores de dureza de objeto.

Mais ainda, a invenção pode, é claro, também ser aplicada em dispositivos de ajuste 1 sem atuação de PWM (como mostrado na Figura 1) em que outros métodos de atuação, especificamente os métodos de atuação que envolvem relés, são conhecidos na técnica anterior.

Claims

1. Método para detectar uma situação de aprisionamento quando um componente acionado é ajustado utilizando um sistema de ajuste mecânico que compreende um motor elétrico (2), compreendendo as etapas de, medir a tensão alimentada para o motor elétrico (2) e um movimento rotacional do motor elétrico (2);

calcular a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado baseado pelo menos em parte na tensão alimentada ao motor elétrico (2) ou no movimento rotacional do motor elétrico (2);

comparar a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado com um valor limite (FTh) o qual está relacionado com um valor de referência (FRef) empregando meio de computador (3), o valor de referência (FRef) armazenado em um meio não transitório em comunicação com o meio de computador (3);

continuamente aproximar o valor de referência (FRef), e portanto o valor limite (FTh), no sentido de rastreamento de força, para o valor de força o qual muda como uma função do sistema mecânico durante o movimento de ajuste, sendo que o valor de referência (FRef) depende pelo menos em parte da posição do sistema mecânico durante a ajustagem, caracterizado pelo fato de que, se a diferença entre a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado e o valor de referência (FRef) excede um primeiro valor limite (FTh) ajustado à rigidez de um primeiro objeto potencialmente aprisionado, identificando uma possível primeira situação de aprisionamento; e se a diferença entre a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado e o valor de referência (FRef) excede um segundo valor limite (FTh) ajustado à rigidez de um segundo objeto potencialmente aprisionado, identificando uma possível segunda situação de aprisionamento.

2/5 aos processos de aprisionamento.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a aproximação contínua do valor de referência (FRef) é limitada em termos de valor absoluto de modo a extrair as mudanças as quais são devidas

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3/5

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, no caso de desvios positivos nos valores de força (Fakt) do valor de referência, especificamente Fakt(s) > FRef(s), onde s = a posição do componente acionado, o valor de referência (FRef) é aproximado de acordo com a relação

FRef(s + As) = FRef(s) + min [(Fakt(s) - FRef(s)), FLimit], onde s + As denota a posição seguinte à posição s, e FLimit denota um valor limitante predefinido como um limite de rastreamento.

4/5 calcular a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado baseado pelo menos em parte na tensão alimentada ao motor elétrico (2) ou no movimento rotacional do motor elétrico (2);

comparar a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado com um valor limite (FTh) o qual está relacionado com um valor de referência (FRef);

continuamente aproximar o valor de referência (FRef), e portanto o valor limite (FTh), no sentido de rastreamento de força, para o valor de força o qual muda como uma função do sistema mecânico durante o movimento de ajuste;

sendo que o valor de referência (FRef) depende pelo menos em parte na posição do sistema mecânico durante a ajustagem;

caracterizado pelo fato de que, se a diferença entre a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado e o valor de referência (FRef) excede um primeiro valor limite (FTh) ajustado à rigidez de um primeiro objeto potencialmente aprisionado, identificando uma possível primeira situação de aprisionamento; e se a diferença entre a força (Fakt) que atua sobre o componente acionado e o valor de referência (FRef) excede um segundo valor limite (FTh) ajustado à rigidez de um segundo objeto potencialmente aprisionado, identificando uma possível segunda situação de aprisionamento.

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a aproximação contínua do valor de referência (FRef) é limitada em termos de valor absoluto de modo a extrair as mudanças as quais são devidas aos processos de aprisionamento.

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que, no caso de desvios positivos nos valores de força (Fakt) do valor de referência, especificamente Fakt(s) > FRef(s), onde s = a posição do componente acionado, o valor de referência (FRef) é aproximado de acordo com a relação

FRef(s + As) = FRef(s) + min [(Fakt(s) - FRef(s)), FLimit], onde s + As denota a posição seguinte à posição s, e FLimit denota

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4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, no caso de desvios negativos, isto quer dizer Fakt(s) < FRef(s), onde s = a posição do componente acionado, o valor de referência é aproximado de acordo com a relação

FRef(s + As) = FRef (s) - min [(FRef(s) - Fakt(s)), FLimit], onde s + As denota a posição a qual segue a posição s, e Fumit denota um valor limitante predefinido como um limite de rastreamento.

5 mado de acordo com a relação

FRef(s + As) = FRef (s) - min [(FRef(s) - Fakt(s)), Fumit], onde s + As denota a posição a qual segue a posição s, e Fumit denota um valor limitante predefinido como um limite de rastreamento.

18. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo

5/5 um valor limitante predefinido como um limite de rastreamento.

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que, no caso de desvios negativos, isto quer dizer Fakt(s) < FRef(s), onde s = a posição do componente acionado, o valor de referência é aproxi-

5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que um valor limitante uniforme (FLimit) é predefinido para a aproximação tanto no caso de desvios positivos quanto no caso de desvios negativos dos valores de força do valor de referência.

6. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um valor limitante variável (FLimit) é predefinido para a limitação.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o valor limitante (FLimit) é dependente da posição (s) do componente acionado.

8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o valor limitante (FLimit) é dependente de flutuações na tensão de motor (U).

9. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um perfil de valor de referência (10) com base em dados de curva característica armazenados é utilizado como a base para a aproximação do valor de referência (FRef).

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10 fato de que um valor limitante uniforme (Fumit) é predefinido para a aproximação tanto no caso de desvios positivos quanto no caso de desvios negativos dos valores de força do valor de referência.

19. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que um valor limitante variável (FLimit) é predefinido para a limitação.

10. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que um valor limitante (Fumit) temporariamente comparativamente alto é utilizado para um processo de partida de motor de modo a aproximar rapidamente o valor de referência (FRef) das mudanças de força pronunciadas durante o processo de partida.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que é utilizado um valor limitante (FLimit) o qual cai exponencialmente de um valor inicial comparativamente alto.

12. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um valor limitante (FLimit) o qual é ajustado para a rigidez de objetos aprisionados é definido para a limitação, sendo que o valor limitante é mais alto quanto maior for o grau de rigidez do objeto aprisionado.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que pelo menos dois processos de rastreamento de força são executados em paralelo com diferentes valores limitantes (FLimit) de modo a executar aproximações adaptadas do valor de referência (FRef) para os valores de força (Fakt) separadamente para os objetos aprisionados com diferentes graus de rigidez.

14. Dispositivo para detectar uma situação de aprisionamento quando um componente acionado é ajustado utilizando um sistema de ajuste mecânico que compreende um motor elétrico (2), em que um valor (Fakt) o qual está relacionado com a força que atua sobre o componente acionado é comparado com um valor limite (FTh) o qual está relacionado com um valor de referência (FRef), o dispositivo estando configurado para executar o método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, compreendendo, sensores medido a tensão alimentada ao motor elétrico (2) e o movimento rotacional do motor elétrico (2);

meio legível por computador não transitório armazenando um valor de referência (FRef) para uma força atuando em um componente acionado; e meio de computador (3) em comunicação com o meio legível por computador não transitório que é configurado para,

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15 20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o valor limitante (FLimit) é dependente da posição (s) do componente acionado.