DE102012007331B4 - Präzise Stellpositionsermittlung bei einem motorisch bewegbaren Fahrzeugteil - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung der Stellposition eines mittels eines elektrischen Stellmotors über eine Stellmechanik bewegbaren Fahrzeugteils. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf eine zugehörige Stellvorrichtung zur automatischen Bewegung des Fahrzeugteils. Bei dem zu bewegenden Fahrzeugteil handelt es sich insbesondere um eine Fahrzeug-Fensterscheibe. Bei der Stellvorrichtung handelt es sich insbesondere um einen elektromotorischen Fensterheber, vorzugsweise um einen Seilzug-Fensterheber.
- Ein herkömmlicher Seilzug-Fensterheber weist üblicherweise einen elektrischen Stellmotor auf, dessen Motorwelle über einen Seilzug mit dem zu verstellenden Fahrzeugfenster gekoppelt ist. Der Stellmotor wird meist mittels einer – z. B. durch einen Mikrocontroller gebildeten – Steuereinheit angesteuert. Insbesondere um bestimmte Fensterpositionen gezielt anfahren zu können, wird durch die Steuereinheit regelmäßig während eines jeden Stellvorgangs die jeweils aktuelle Stellposition der Fensterscheibe laufend berechnet.
- Die Stellposition der Fensterscheibe wird von der Steuereinheit meist aus dem Umdrehungswinkel abgeleitet, um den die Motorwelle des Stellmotors während des Stellvorgangs rotiert. Dieser Umdrehungswinkel, und die daraus ableitbare Drehzahl der Motorwelle werden oft direkt gemessen. Hierzu wird üblicherweise ein Hall-Sensor eingesetzt, der mit einem drehfest auf der Motorwelle angebrachten Ringmagneten zusammenwirkt. Alternativ kann der Umdrehungswinkel der Motorwelle auch aus dem Motorstrom, insbesondere durch Zählung sogenannter Stromrippel, bestimmt werden.
- Nachteillgerweise stimmt die aus dem Umdrehungswinkel der Motorwelle abgeleitete „logische Stellposition” des Fahrzeugfensters mit der tatsächlichen „mechanischen” Stellposition regelmäßig nur innerhalb eines gewissen Fehlers überein. Dies liegt insbesondere daran, dass die die Motorwelle mit der Fensterscheibe koppelnde Stellmechanik stets eine gewisse Systemtoleranz (auch als „Systemlose” bezeichnet) aufweist, aufgrund der die Fensterscheibe mit der Motorwelle lediglich „weich” gekoppelt ist.
- Eine vergleichsweise hohe Systemtoleranz tritt regelmäßig bei einem Seilzug-Fensterheber auf. Hier ist die Systemtoleranz maßgeblich durch das Setzverhalten des Seilzugs bedingt, und deshalb auch als „Seillose” bezeichnet.
- Die Systemlose eines Seilzug-Fensterhebers äußert sich in besonders starkem Maße bei einem Umkehr der Stellrichtung, zumal hier der Seilzug aus dem in der Ursprungsrichtung verspanntem Zustand umgespult werden muss, bis sich in dem Seilzug eine hinreichende Spannung in der Gegenrichtung aufgebaut hat. Während des Umspulens bewegt sich die Motorwelle, während die zu bewegende Fensterscheibe unbewegt verharrt.
- Bei der üblichen Bestimmung der (logischen) Fensterposition aus Pulsen eines Hall-Signals oder Zählung von Stromrippeln führt die Überwindung der Systemlosen somit zu einer Zählung von Pulsen, die nicht mit einer entsprechenden Bewegung der Fensterscheibe korreliert sind. Die logische Fensterposition ist daher gegenüber der mechanischen Fensterposition veränderlich, was sich in Fehlern in der Anfahrung der gewünschten Fensterscheibenposition äußert. Da der mit der Systemlose verbundene Zählfehler mit der Stellrichtung das Vorzeichen wechselt, wird eine gewünschte Stellposition insbesondere aus Stellrichtungen unterschiedlich angefahren.
- Die fehlerbehaftete Positionierung der Fensterscheibe durch herkömmliche Seilzug-Fensterheber ist insbesondere für die sogenannte Kurzhubfunktion von erheblichem Nachteil, bei der die Fensterscheibe aus der oberen Türdichtung einer rahmenlosen Fahrzeugtür herausgefahren wird, um eine widerstandsfreie Öffnung der Fahrzeugtür zu ermöglichen. Für die Kurzhubbewegung werden seitens der Fahrzeughersteller oft enge Grenzen gesetzt. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass einerseits die Fensterscheibe vollständig aus der Fensterdichtung herausgefahren wird, dass aber andererseits die Fensterscheibe nach dem Kurzhub nicht zu weit offen steht, zumal ansonsten nach den geltenden gesetzlichen Vorschriften für das Rückfahren der Fensterscheibe mitunter zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen wie z. B. eine Einklemmschutzautomatik benötigt werden.
- Eine präzise Anfahrung ist aber auch bei anderen Stellpositionen einer Fensterscheibe wünschenswert, insbesondere beim Anfahren des unteren oder oberen Vorabschaltpunktes, an dem die Fensterscheibe üblicherweise gestoppt wird, bevor sie den (unteren bzw. oberen) Blockzustand tatsächlich erreicht. Eine präzise Positionierung einer Fensterscheibe ist desweiteren z. B. auch bei der Anfahrung des sogenannten RELAN(Relax After Normalization)-Punktes wünschenswert. Hiermit wird diejenige Fensterscheibenposition verstanden, zu der die Fensterscheibe häufig nach einer Justierungsfahrt in den unteren oder oberen Blockzustand zur Entspannung der Stellmechanik zurückgefahren wird.
- Eine um den Einfluss der Systemlose bereinigte Ermittlung der Stellposition ist im Übrigen auch bei anderen Fensterhebertypen sowie anderen Stellvorrichtungen in einem Fahrzeug, insbesondere Sitzverstellungen, Tür- und Verdeckverstellungen, etc. von Vorteil.
- Problematisch an der systemlosebedingten Fehlpositionierung einer Fensterscheibe oder eines sonstigen Fahrzeugteils ist insbesondere, dass die Größe der Systemlosen von vielen Faktoren abhängt, insbesondere dem Alter der Stellvorrichtung, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, der Ausgangsposition des Fahrzeugteils, dem vorausgegangenen Stellvorgang, etc.
- Zumal sich die Systemlose bei herkömmlichen Seilzug-Fensterhebern vorrangig durch das altersbedingte Setzverhalten der Stellmechanik verändert, wird bei solchen Fensterhebern mitunter ein Seilspanner eingesetzt, der sich bei einer Längung des Seilweges irreversibel nachstellt, und der somit die altersbedingte Vergrößerung der Systemlosen kompensiert. Ein solcher Seilspanner bedingt aber einen zusätzlichen – wünschenswerterweise zu vermeidenden – Material- und Montageaufwand.
- Ein Verfahren zur systemlosekompensierten Steuerung der Bewegung einer Fensterscheibe ist aus
DE 196 32 139 C1 bekannt. Hierbei wird während eines Stellvorgangs anhand von Bewegungssignalen des Stellmotors oder der Motorwelle die Periodendauer der Motordrehung zeitaufgelöst erfasst. Durch Vergleich der zeitabhängigen Periodendauer mit einem Schwellwert wird eine initiale Leerlaufphase des Stellvorgangs identifiziert, während der die Motorwelle unter Überwindung der Systemlosen ohne Bewegung des Fahrzeugteils rotiert. Im Zuge des bekannten Verfahrens wird ein um die Motordrehung während der Leerlaufphase bereinigtes Stellpositionsmaß für die Stellposition der Fensterscheibe ermittelt, indem alle Bewegungssignale vor der Überschreitung des Schwellwerts der Systemlosen zugeordnet und entsprechend für die Bestimmung des Stellpositionsmaßes nicht gewertet werden. - Aus
WO 2009/121518 A1 - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders präzise, aber mit einfachen Mitteln realisierbare Ermittlung der Stellposition eines elektromotorisch bewegbaren Fahrzeugteils zu ermöglichen. Insbesondere sollen dabei Fehler, die aus der Überwindung der Systemlose resultieren, einfach und präzise kompensierbar sein.
- Bezüglich eines Verfahrens zur Ermittlung der Stellposition eines mittels eines elektrischen Stellmotors über eine Stellmechanik bewegbaren Fahrzeugteils wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich einer Stellvorrichtung zur automatischen Bewegung des Fahrzeugteils wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 9. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
- Verfahrensgemäß werden während eines Stellvorgangs die Drehzahl eines Stellmotors oder ein damit korreliertes Motorsignal, z. B. der Motorstrom, die Periodendauer der Motordrehung etc., zeitaufgelöst erfasst. Es werden also zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während des Stellvorgangs jeweils Werte der Drehzahl bzw. des damit korrelierenden Motorsignals erfasst. Durch Analyse des Verlaufs der Drehzahl oder des sonstigen Motorsignals wird dabei eine initiale Leerlaufphase des Stellvorgangs identifiziert, wobei diese Leerlaufphase dadurch gekennzeichnet ist, das unter Drehung der Motorwelle lediglich die Systemtoleranz (oder Systemlose) der Stellmechanik überwunden wird, ohne dass die Drehung der Motorwelle eine Bewegung des Fahrzeugteils hervorruft.
- Aus der Motordrehung wird nun während des Stellvorgangs ein Stellpositionsmaß für die Stellposition des Fahrzeugteils ermittelt, wobei dieses Stellpositionsmaß um die – nachfolgend als „Leerumdrehungswinkel” bezeichnete – Motordrehung des Stellmotors während der Leerlaufphase bereinigt wird. Das Stellpositionsmaß wird mit anderen Worten ohne Berücksichtigung des Leerumdrehungswinkels bestimmt, so dass der Leerumdrehungswinkel auch nicht zur Änderung des Stellpositionsmaßes beiträgt.
- Insbesondere kann das Stellpositionsmaß im Rahmen der Erfindung in an sich üblicher Weise aus einem Umdrehungswinkel ermittelt werden, um den die Motorwelle während des Stellvorgangs rotiert, der also die Anzahl der Motorwellendrehungen im laufenden Stellvorgang wiedergibt. Der Umdrehungswinkel kann dabei direkt, (z. B. mittels eines Hall-Sensors) oder indirekt (z. B. aus dem Motorstrom) bestimmt werden. Aus dem Umdrehungswinkel wird in zweckmäßiger Ausbildung des Verfahrens zunächst eine „logische Stellposition” ermittelt, die dann anhand des Leerumdrehungswinkels oder einer sonstigen für die Leerlaufphase charakteristischen Größe an die tatsächliche „mechanische Stellposition” des Fahrzeugteils angepasst wird.
- Für die Erkennung des Endes der Leerlaufphase (und damit des Anlaufs des zu verstellenden Fahrzeugteils) wird erfindungsgemäß die zweite Ableitung der Drehzahl bzw. des sonstigen Motorsignals oder eine hiermit zurückgelegten korrelierende Messgröße bestimmt. Aus dieser zweiten Ableitung bzw. der hiermit korrelierenden Messgröße wird durch zeitliche Mittelwertbildung eine Testgröße ermittelt, anhand welcher das Ende der initialen Leerlaufphase identifiziert wird. Das Ende der initialen Leerlaufphase wird dabei dadurch identifiziert, dass die Testgröße einen (von Null verschieden vorgegebenen) Grenzwert überschreitet.
- Bei der zweiten Ableitung kann es sich hierbei um die zweite Ableitung nach der Zeit handeln. Bevorzugt wird die Drehzahl oder das sonstige Motorsignal aber nach dem Umdrehungswinkel oder einem sonstigen logischen Stellpositionsmaß abgeleitet. Als mit der zweiten Ableitung korrelierende Messgröße kann im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Differenz aufeinanderfolgender Messwerte der Drehzahl oder des sonstigen Motorsignals herangezogen werden. Unter dem Begriff „zeitliche Mittelwertbildung” wird allgemein eine Mittelwertbildung verstanden, in die mehrere zu verschiedenen Zeitpunkten erfasste Werte der zweiten Ableitung bzw. korrelierende Messgröße eingehen.
- Der Begriff „(Grenzwert-)Überschreitung” ist richtungsunabhängig dahingehend zu verstehen, dass an diesem Punkt die Differenz der Testgröße und des Grenzwertes das Vorzeichen wechselt. Je nach Definition der Testgröße kann die für das Ende der Leerlaufphase charakteristische Grenzwertüberschreitung also darin bestehen, dass die Testgröße größer oder kleiner wird als der Grenzwert.
- Das vorstehend beschriebene Verfahren beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass sich in dem zeitlichen Mittelwert der zweiten Drehzahlableitung der Anlauf des zu verstellenden Fahrzeugteils besonders prägnant und eindeutig äußert, so dass diese Größe besonders gut zur präzisen und störungsfreien Stellpositionskorrektur heranziehen lässt.
- Die zeitliche Reihenfolge der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte kann hierbei variieren. Insbesondere wird in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zuerst ein unkorrigiertes Stellpositionsmaß berechnet, in dem dann der Beitrag der Leerlaufphase erst nachträglich korrigiert wird, während in anderen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens der Beitrag der Leerlaufphase bereits vor oder bei der Berechnung des Stellpositionsmaßes kompensiert wird.
- In einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird ein aktueller Neuwert der Testgröße rekursiv durch gewichtete Summierung eines aktuellen Werts der zweiten Ableitung bzw. der hiermit korrelierenden Messgröße und eines zuvor berechneten Altwertes der Testgröße bestimmt. Aus Normierungsgründen sind die Wichtungsfaktoren hierbei zweckmäßigerweise so gewählt, dass sie sich zu dem Wert Eins summieren. Vorzugsweise werden der Altwert der Testgröße und der aktuelle Wert der zweiten Ableitung bzw. der hiermit korrelierenden Messgröße im Verhältnis 3/4:1/4 gewichtet.
- Der für die Identifizierung des Leerlaufphasenendes vorgegebene Grenzwert wird vorzugsweise empirisch bestimmt. In einem zweckmäßigen Verfahren wird dieser Grenzwert derart bestimmt, dass das von dem Anlauf des Fahrzeugteils erzeugte Extremum (d. h. Maximum oder Minimum) der zweiten Ableitung oder der hiermit korrelierenden Messgröße den Grenzwert bei der höchsten vorgesehenen Betriebstemperatur (z. B. bei ca. 80°C) im Mittel über eine vorgegebene Anzahl von Testzyklen (z. B. über 10.000 Testzyklen) um ein vorgegebenes Maß (z. B. um 10% des Extremalwerts) überschreitet. Mit diesem Verfahren wird berücksichtigt, dass mit steigenden Betriebstemperaturen das Fahrzeugteil regelmäßig zunehmend leicht und sanft anläuft, so dass die Schwankungsamplitude der zweiten Ableitung in entsprechendem Maß abnimmt.
- In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des Verfahrens wird ein Erwartungswert des Leerumdrehungswinkels oder einer damit korrelierenden Größe bestimmt. Das Ende der initialen Leerlaufphase wird dabei nur dann identifiziert, wenn die Testgröße den Grenzwert innerhalb eines vorgegebenen Intervalls um den Erwartungswert überschreitet. Grenzwertüberschreitungen außerhalb dieses Intervalls werden dagegen verworfen. Insbesondere wird der Grenzwertvergleich nur für Umdrehungswinkel innerhalb dieses Intervalls durchgeführt. Der Erwartungswert wird dabei insbesondere durch Mittelwertbildung über die in vorausgegangenen Stellvorgängen ermittelten Leerumdrehungswinkel bestimmt. Durch die Vorgabe des Intervalls wird für die Bestimmung des Leerlaufphasenendes ein – sich insbesondere selbsttätig anpassendes – Messfenster geschaffen. Hierdurch können Fehler bei der Bestimmung des Leerumdrehungswinkels vermieden werden. Der eingelernte Erwartungswert wird außerdem vorzugsweise zur leerlaufbereinigten Bestimmung des Stellpositionsmaßes, insbesondere also zur Anpassung der logischen Stellposition an die mechanische Stellposition verwendet.
- Zur weiteren Verbesserung der Fehlersicherheit wird vorzugsweise ein während eines Stellvorgangs ermittelter Wert des Leerumdrehungswinkels für die Bildung des Erwartungswerts nur dann berücksichtigt, wenn während dieses Stellvorgangs die Batteriespannung in einen vorgegebenen zulässigen Wertebereich liegt. Ansonsten wird der im aktuellen Stellvorgang ermittelte Wert des Leerumdrehungswinkels verworfen. Auf diese Weise wird verhindert, dass Stellvorgänge, bei denen der Leerumdrehungswinkel aufgrund irregulärer Batteriespannung stark vom Normalfall abweicht, den Erwartungswert verfälschen. Die Batteriespannung wird in einer vorteilhaften Weiterentwicklung dieser Verfahrensvariante allerdings erst nach Überschreitung eines vorgegebenen Zeitintervalls oder eines vorgegebenen Umdrehungswinkelintervalls nach dem Beginn des Stellvorgangs überprüft, so dass der zu Beginn eines Stellvorgangs durch den Anlauf des Stellmotors regelmäßig auftretende Einbruch der Batteriespannung ausgeblendet wird.
- Zusätzlich oder alternativ hierzu wird in einer weiteren Verfahrensvariante der während eines Stellvorgangs ermittelte Wert des Leerumdrehungswinkels für die Bildung des Erwartungswerts um einen Korrekturterm verändert, der von der Startposition des Fahrzeugteils in diesem Stellvorgang abhängig ist. Insbesondere wird der ermittelte Wert des Leerumdrehungswinkels für die Bildung des Erwartungswerts um einen festen Korrekturterm erhöht, wenn das Fahrzeugteil nicht aus einer gegen einen Anschlag eines Verstellweges verspannten Endposition (Blockposition oder Vorabschaltposition), sondern aus einer anderen Stellposition gestartet wird. Hiermit wird berücksichtigt, dass bei Verstellung des Fahrzeugteils aus einer Endposition stets eine erhöhte Systemlose auftritt, da in diesem Fall zunächst die Verspannung der Stellmechanik gelöst werden muss. Durch die startpositionsabhängige Anpassung des Leerumdrehungswinkels wird eine Fluktuation des Erwartungswertes vermieden.
- Wiederum zusätzlich oder alternativ hierzu wird in einer weiteren Verfahrensvariante der während eines Stellvorgangs ermittelte Wert des Leerumdrehungswinkels für die Bildung des Erwartungswerts dann nicht berücksichtigt, wenn das Fahrzeug vor dem Stellvorgang bewegt wurde und/oder starken Erschütterungen ausgesetzt war. Als „starke” Erschütterungen werden dabei – in Abgrenzung von normalen fahrtbedingten Vibrationen – Erschütterungen verstanden, in deren Folge die auf das zu verstellende Fahrzeugteil und/oder die Stellvorrichtung wirkende Beschleunigung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Damit wird berücksichtigt, dass durch starke Erschütterungen der Stellmechanik, wie sie insbesondere beim Fahren über Schlechtweg (z. B. Gelände, Feldweg oder Pflaster) auftreten, das Fahrzeugteil mitunter geringfügig bewegt wird, wodurch bei einem anschließenden Stellvorgang eine irreguläre Systemlose auftritt. Zur Erkennung, ob das Fahrzeug bewegt wurde, wird dabei insbesondere ein Geschwindigkeitssignal einer Bordelektronik abgefragt. Zur Erkennung, ob das Fahrzeug Erschütterungen ausgesetzt war, kann im Rahmen der Erfindung ein stellvorrichtungsinterner oder -externer Beschleunigungssensor abgefragt werden. In letzterem Fall wird der aktuelle Wert des Leerumdrehungswinkels vorzugsweise nur dann nicht für die Bildung des Erwartungswerts berücksichtigt, wenn die von dem Beschleunigungssensor ermittelten Erschütterungen einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten. Zur Erschütterungserkennung kann im Rahmen der Erfindung alternativ ein Schlag- oder Schwingfilter der Stellvorrichtung abgefragt werden, wie er ohnehin oft im Rahmen eines Einklemmschutzsystems der Stellvorrichtung vorhanden ist. Ein solcher Schlag- oder Schwingfilter analysiert typischerweise die zeitliche Änderung der Drehzahl der Stellvorrichtung, um erschütterungs- bzw. schwingungsbedingte Drehzahländerungen von einem Einklemmfall zu unterscheiden.
- Die Stellvorrichtung umfasst einen elektrischen Stellmotor, eine den Stellmotor mit dem Fahrzeugteil koppelnde Stellmechanik sowie eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Stellmotors. Erfindungsgemäß ist hierbei die Steuereinheit programm- und/oder schaltungstechnisch zur automatischen Durchführung des vorstehenden Verfahrens in einer seiner Ausführungsvarianten eingerichtet.
- In bevorzugter Ausgestaltung ist die Steuereinheit zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller gebildet, in dem das erfindungsgemäße Verfahren in Form einer Betriebssoftware programmtechnisch implementiert ist, so dass das Verfahren bei Ausführung der Betriebssoftware in dem Mikrocontroller automatisch durchgeführt wird. Bei dem zu bewegenden Fahrzeugteil handelt es sich insbesondere um eine Fahrzeug-Fensterscheibe. Bei der Stellvorrichtung handelt es sich insbesondere um einen Fensterheber, vorzugsweise um einen Seilzug-Fensterheber, bei dem die Stellmechanik einen Seilzug umfasst.
- Das erfindungsgemäße Verfahren kommt insbesondere bei der Anfahrung der Kurzhubposition des Fensterhebers zur Anwendung. Von besonderem Vorteil ist das Verfahren ferner bei festgelegten Stellpositionen, die aus beiden Stellrichtungen angefahren werden können. Über das Anwendungsgebiet der Fensterheber hinausgehend ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei beliebigen anderen Stellvorrichtungen in einem Fahrzeug vorteilhaft einsetzbar.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 in schematischer Darstellung einen Seilzug-Fensterheber mit einem elektrischen Stellmotor, einer Steuereinheit und einer einen Seilzug umfassenden Stellmechanik sowie eine mit dem Seilzug gekoppelte Fahrzeug-Fensterscheibe, -
2 in übereinander angeordneten Diagrammen gegen den Umdrehungswinkel des Stellmotors den Verlauf der Drehzahl des Elektromotors (oberes Diagramm), die negierte erste Ableitung des Drehzahlverlaufs (mittleres Diagramm) sowie die negierte zweite Ableitung des Drehzahlverlaufs und eine durch Mittelwertbildung über die zweite Ableitung gebildete Testgröße (unteres Diagramm), -
3 in einem schematisch vereinfachten Flussdiagramm ein von der Steuereinheit automatisch durchgeführtes Verfahren zur Bestimmung der Stellposition der Fensterscheibe und zur Durchführung eines Kurzhub-Stellvorgangs, und -
4 in einem vergrößerten Ausschnitt VI gemäß2 die dort im unteren Diagramm dargestellte zweite Ableitung der Drehzahl und die Testgröße. - Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch eine Stellvorrichtung in Form eines (Seilzug-)Fensterhebers1 für eine (Fahrzeug-)Fensterscheibe2 eines Kraftfahrzeugs. - Der Fensterheber
1 umfasst einen elektrischen Stellmotor3 , der über eine Stellmechanik4 derart mechanisch mit der Fensterscheibe2 gekoppelt ist, dass die Fensterscheibe2 durch den Stellmotor3 entlang eines Verfahrweges5 zwischen zwei Endstellungen, nämlich einer Öffnungsstellung6 und einer Schließstellung7 , reversibel verfahrbar ist. -
1 zeigt die Fensterscheibe2 in der Öffnungsstellung6 und der Schließstellung7 jeweils mit gestrichelten Umrisslinien. Mit durchgezogener Umrisslinie ist die Fensterscheibe2 in einer mittleren Stellposition x zwischen den beiden Endstellungen dargestellt. Die Stellposition x hat beispielsweise den Wert Null, wenn sich die Fensterscheibe2 in der Schließstellung7 befindet. - Die Stellmechanik
4 umfasst eine auf einer Motorwelle8 des Stellmotors3 aufgebrachte Antriebsschnecke9 , die mit einem Schneckenrad10 kämmt. Die Stellmechanik4 umfasst des Weiteren einen – in1 nur stark vereinfacht angedeuteten – Seilzug11 , der mit dem Schneckenrad10 über ein (nicht näher dargestelltes) Getriebe gekoppelt ist. Mittels eines Mitnehmers ist der Seilzug11 wiederum mit der Fensterscheibe2 gekoppelt. - Die Stellvorrichtung
1 umfasst weiterhin eine Steuereinheit12 in Form eines Mikrocontrollers sowie einen Drehstellungssensor13 . Der Drehstellungssensor13 umfasst einen auf der Motorwelle8 drehfest aufgebrachten, mehrpoligen Ringmagneten14 sowie einen mit diesem zusammenwirkenden Hall-Sensor15 . Im Betrieb des Stellmotors3 erzeugt der zusammen mit der Motorwelle8 relativ zu dem Hall-Sensor15 rotierende Ringmagnet14 in Zusammenwirkung mit dem Hall-Sensor15 ein periodisch oszillierendes Pulssignal SH, das der Steuereinheit12 durch den Hall-Sensor15 als Eingangsgröße zugeführt wird. Die Steuereinheit12 berechnet hierbei durch Zählung der (Hall-)Pulse des Pulssignals SH eine zu der Anzahl der Drehungen der Motorwelle8 im laufenden Stellvorgang proportionale Größe, die nachfolgend als Umdrehungswinkel φ bezeichnet ist. Durch Summierung des Umdrehungswinkels φ mit einem gespeicherten Anfangswert x'0 berechnet die Steuereinheit12 eine zeitabhängige logische Stellposition der Fensterscheibe2 , die nachfolgend als Stellpositionsmaß x' bezeichnet ist. Zusätzlich zu dem Stellpositionsmaß x' berechnet die Steuereinheit12 durch Zählung der Hall-Pulse des Steuersignals SH pro Zeiteinheit bzw. durch Messung der Interpulszeiten die Drehzahl n der Motorwelle8 . - Die Steuereinheit
12 steuert den Stellmotor3 durch Abgabe eines Motorstroms I an. Die Steuereinheit12 wird ihrerseits durch eine Fahrzeugbatterie mit elektrischer Spannung versorgt. - In der Anfangsphase eines Stellvorgangs, in dem die Fensterscheibe
2 beispielsweise aus ihrer Schließstellung7 in Richtung auf die Öffnungsstellung6 verfahren werden soll, folgt die Drehzahl n der Motorwelle8 typischerweise einem Verlauf, wie er in dem oberen Diagramm der2 in Abhängigkeit des Umdrehungswinkels φ schematisch dargestellt ist. Dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass die Drehzahl n unmittelbar nach dem Anlaufen des Stellmotors3 schnell auf einen hohen Wert ansteigt, zumal die Drehung der Motorwelle8 anfänglich durch die noch in Schließrichtung verspannte Stellmechanik4 unterstützt wird. Nach Durchschreiten eines Drehzahlmaximums bei einem Umdrehungswinkel φ1 fällt die Drehzahl n bei einem Umdrehungswinkel φ2 auf einen – immer noch vergleichsweise hohen – Plateauwert ab. Bei dem Umdrehungswinkel φ2 ist die anfängliche Verspannung der Stellmechanik4 vollständig gelöst. Der Seilzug11 wird nun – unter näherungsweise konstanter Drehzahl n – umgespult, bis die Stellmechanik4 (insbesondere der Seilzug11 ) in Öffnungsrichtung hinreichend verspannt ist, um eine zur Bewegung der Fensterscheibe2 ausreichende Kraft übertragen zu können. - Das Anfahren der Fensterscheibe
2 ist geprägt durch einen sprunghaften Anstieg der Motorlast, der sich in dem Drehzahlverlauf gemäß2 in einem scharfen Abfall der Drehzahl n bei einem Umdrehungswinkel φ3 äußert. Dieser Umdrehungswinkel φ3, der in2 den Wendepunkt16 in der abfallenden Flanke des Drehzahlverlaufs markiert, fällt näherungsweise – aber regelmäßig nicht exakt – mit dem Ende einer initialen Leerlaufphase PL des Stellvorgangs und dem Übergang zu einer anschließenden Anfahrphase PA zusammen, in der sich die Fensterscheibe2 in Bewegung setzt. Der Umdrehungswinkel φ3 entspricht somit näherungsweise – aber regelmäßig wiederum nicht exakt – dem nachfolgend als Leerumdrehungswinkel φL bezeichneten Umdrehungswinkel φ, um den die Motorwelle8 während der Leerlaufphase PL gedreht wird (φL ≈ φ3). Die Anfahrphase PA endet bei einem Umdrehungswinkel φ4, bei dem sich die Drehzahl n des Stellmotors3 auf einen konstanten Wert eingeschwungen hat. - Wie aus dem mittleren bzw. unteren Diagramm der
2 zu entnehmen ist, äußert sich dieser Wendepunkt16 in der (hier negierten, also mit einem Faktor –1 multiplizierten) ersten Ableitung dn des Drehzahlverlaufs in einem ausgeprägten Maximum17 und in der (hier ebenfalls negierten) zweiten Ableitung d2n in einem Nulldurchgang18 . - Dieser charakteristische Verlauf der Drehzahl n wird von der Steuereinheit
12 ausgenutzt, um den tatsächlichen Beginn der Fensterbewegung festzustellen, und somit das Stellpositionsmaß x' um den Leerumdrehungswinkel φL zu bereinigen. in der Steuereinheit12 ist hierzu das in3 schematisch vereinfacht dargestellte Verfahren softwaretechnisch implementiert. - Im Zuge dieses Verfahrens startet die Steuereinheit
12 zunächst in einem ersten (Verfahrens-)Schritt20 den Stellmotor3 , wodurch unmittelbar die Motorwelle8 in Rotation verseht wird. In einem folgenden (Verfahrens-)Schritt21 bestimmt die Steuereinheit12 jeweils einen aktuellen Wert (nachfolgend Neuwert φN bzw. nN) des Umdrehungswinkels φ und der Drehzahl n. Die Steuereinheit12 bestimmt des Weiteren die zugehörige erste und zweite Ableitung dn bzw. d2n der Drehzahl n. Als Maß für die erste Ableitung dn ermittelt die Steuereinheit12 die Differenz zweier aufeinanderfolgender Werte der Drehzahl n:dn = n4 – nN Glg. 1 - Entsprechend bestimmt die Steuereinheit
12 als Maß für die zweite Ableitung d2n die Differenz zweier aufeinanderfolgender Werte der ersten Ableitung dn. Durch rekursive gewichtete Mittelwertbildung über aufeinanderfolgende Werte der zweiten Ableitung bestimmt die Steuereinheit12 schließlich einen aktuellen Wert (Neuwert TN) einer Testgröße T:TN = 1 / 4·d2n + 3 / 4·TA Glg. 2 - Die Größen nA und TA in Glg. 1 bzw. 2 bezeichnen gespeicherte Altwerte der Drehzahl n bzw. der Testgröße T. Um bei der numerischen Umsetzung auf einfachen Mikroprozessoren signifikante Rundungsfehler zu vermeiden, wird die Glg. 2 – in mathematisch äquivalenter Umformung – in den Formeln
T* = 32·(d2n – TA)+T* Glg. 3 TN = 1 / 128·T* Glg. 4 - Der Verlauf dieser Testgröße T in Abhängigkeit des Umdrehungswinkels φ ist im unteren Diagramm der
2 der zweiten Ableitung d2n gegenübergestellt. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, eilt die Testgröße T der zweiten Ableitung d2n nach. Hierdurch hat die Testgröße T bei dem dem Wendepunkt16 des Drehzahlverlaufs entsprechenden Umdrehungswinkel φ3 einen von Null deutlich verschiedenen Wert. - Im Anschluss an diese Berechnungen prüft die Steuereinheit
12 in einem (Verfahrens-)Schritt22 , ob der Neuwert φN des Umdrehungswinkels φ einen hinterlegten Grenzwert φG überschreitet (φ > φG?). Sofern die im Schritt22 geprüfte Bedingung erfüllt ist, führt die Steuereinheit12 einen (Verfahrens-)Schritt23 aus. Andernfalls (N) geht die Steuereinheit12 zu einem weiteren Verfahrensschritt24 über. - Im Schritt
23 prüft die Steuereinheit12 , ob die Batteriespannung U der Fahrzeugbatterie einen vorgegebenen Grenzwert Umin von beispielsweise 10 V überschreitet (U > Umin?). Gebenenfalls (J) geht die Steuereinheit12 unmittelbar zu dem Schritt24 über. Andernfalls (N) setzt die Steuereineinheit12 zuvor in einem (Verfahrens-)Schritt25 eine auf einen Batteriefehler hinweisende Variable (nachfolgend Batteriefehler-Flag F) auf den Wert Eins (F = 1). - In Schritt
24 prüft die Steuereinheit12 , ob der Neuwert φN des Umdrehungswinkels φ innerhalb eines Messfensters liegt, das sich aus einem vorgebenen Intervall 2Δφ um einen gespeicherten Erwartungswert φE ergibt (φE – Δφ ≤ φ ≤ φE + Δφ?). Die Größe Δφ bezeichnet hierbei die halbe Weite des Intervalls 2Δφ, das in4 exemplarisch eingetragen ist. Der Erwartungswert φE gibt den zu erwartenden Leerumdrehungswinkel φL an. Abweichend von dem vorstehend beschriebenen Beispiel kann das Intervall 2Δφ auch unsymmetrisch bezüglich des Erwartungswertes φE definiert sein. - Sofern die im Schritt
24 geprüfte Bedingung erfüllt ist (J), geht die Steuereinheit12 zu einem (Verfahrens-)Schritt26 über. Andernfalls (N) springt die Steuereinheit12 über einen (Verfahrens-)Schritt27 , in dem die Neuwerte nN und TN als korrespondierende Altwerte nA bzw. TA gespeichert werden (nA = nN; TA = TN), zurück auf Schritt21 . Es werden also ein neuer Neuwert φN des Umdrehungswinkels φ und ein neuer Neuwert nN der Drehzahl n ermittelt, und zu letzterem erneut die Ableitungen dn und d2n sowie ein neuer Neuwert TN der Testgröße T gebildet. - In Schritt
26 prüft die Steuereinheit12 , ob der Neuwert TN der Testgröße T einen empirisch festgelegten Grenzwert TG überschreitet (T > TG?). Die Überschreitung des auch in4 eingetragenen Grenzwertes TG durch die Testgröße T wird von der Steuereinheit12 gegebenenfalls als Anzeichen für das Ende der Leerlaufphase PL interpretiert. Sofern die in Schritt26 geprüfte Bedingung erfüllt ist (J), geht die Steuereinheit12 zu einem (Verfahrens-)Schritt28 über. Andernfalls (N) springt die Steuereineinheit12 wiederum über den Schritt27 zurück auf Schritt21 . - In Schritt
28 prüft die Steuereinheit12 , ob die Fensterscheibe2 in dem laufenden Stellvorgang aus der Schließposition7 (insbesondere also der oberen Vorabschaltposition) gestartet wurde, und der Anfangswert x'0 des Stellpositionsmaßes x somit Null ist (x'0 = 0?). Gegebenenfalls (J) übernimmt die Steuereinheit12 den Neuwert φN des Umdrehungswinkels φ unverandert als Leerumdrehungswinkel φL (φL = φN). Andernfalls (N) erhöht die Steuereinheit12 in einem (Verfahrens-)Schritt29 den Leerumdrehungswinkel φL gegenüber dem Neuwert φN um einen vorgegebenen Korrekturterm φK von beispielsweise zehn Vierteldrehungen der Motorwelle8 (φL = φN + φK). - In einem auf den Schritt
28 bzw.29 folgenden (Verfahrens-)Schritt30 prüft die Steuereinheit12 , ob das den Fensterheber1 enthaltende Fahrzeug in dem Zeitraum zwischen dem laufenden Stellvorgang und dem vorausgehenden Stellvorgang bewegt wurde. Die Steuereinheit12 prüft hierzu, ob eine die Fahrzeugbewegung anzeigende Variable (nachfolgend Bewegungs-Flag B) gesetzt ist und entsprechend den Wert Eins hat (B = 1?). Das Bewegungs-Flag B wird von der Steuereinheit12 auf den Wert Eins gesetzt, wenn eine mit der Steuereinheit12 datenübertragungstechnisch verbundene Bordelektronik des Fahrzeugs zwischen zwei Stellvorgängen eine von Null verschiedene Fahrzeuggeschwindigkeit meidet. - Wenn die in Schritt
30 geprüfte Bedingung nicht erfüllt ist (N), das Fahrzeug also nicht bewegt wurde, lernt die Steuereinheit12 in einem (Verfahrens-)Schritt31 den im laufenden Stellvorgang ermittelten Leerumdrehungswinkel φL ein, indem sie durch rekursive, gewichtete Mittelwertbildung dieses Leerumdrehungswinkels φL mit den Leerumdrehungswinkeln vorangegangener Stellvorgänge den Erwartungswert φE neu bestimmt:φE = 1 / w·φL + w – 1 / w·φE, Glg. 5 - Wenn die in Schritt
30 geprüfte Bedingung dagegen erfüllt ist (J), verwirft die Steuereinheit12 den im laufenden Stellvorgang ermittelten Leerumdrehungswinkel φL und geht unmittelbar zu einem (Verfahrens-)Schritt32 über. - In Schritt
32 ermittelt die Steuereinheit12 einen neuen Neuwert φN des Umdrehungswinkels φ. Des Weiteren berechnet die Steuereinheit12 das Stellpositionsmaß x' aus dem Neuwert φN unter Abzug des Erwartungswerts φE für den Leerumdrehungswinkel φL.x' = x ' / 0 + r·c·(φN – φE). Glg. 6 - Der Parameter r in Glg. 6 hat für eine Stellbewegung in Öffnungsrichtung den Wert +1, und für eine Stellbewegung in Schließrichtung den Wert –1. Der Parameter c steht für eine empirisch festgelegte Proportionalitätskonstante.
- In einem (Verfahrens-)Schritt
33 prüft die Steuereinheit12 nun, ob das nach Glg. 6 bestimmte Stellpositionsmaß x einen vorgegebenen Zielwert x'Z erreicht oder überschritten hat (r – x' ≥ r·x'Z?). Solange diese Bedingung nicht erfüllt ist (N), und somit die Fensterscheibe2 ihre Zielposition noch nicht erreicht hat, springt die Steuereinheit12 auf Schritt32 zurück. Andernfalls (J) beendet die Steuereinheit12 durch Ausschalten des Stellmotors3 in einem (Verfahrens-)Schritt34 den laufenden Stellvorgang. Gleichzeitig, anschließend oder – wie in3 exemplarisch dargestellt – zuvor setzt die Steuereinheit12 in einem (Verfahrens-)Schritt35 das Batteriefehler-Flag F und das Bewegung-Flag B auf den Wert Null und speichert das zuletzt bestimmte Stellpositionsmaß x' als Anfangswert x'0 für den nächsten Stellvorgang. - Das vorstehend beschriebene Verfahren wird auf alle mit der Stellvorrichtung
1 durchgeführten Stellvorgänge angewendet, und dient insbesondere zur präzisen Anfahrung der Kurzhubposition. - Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere kann die Reihenfolge der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte vertauscht werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Des Weiteren können im Rahmen der Erfindung Verfahrensschritte zusammengefasst oder geteilt, und die angegebenen Formeln in mathematisch umgeformter Gestalt verwendet werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- (Seilzug-)Fensterheber
- 2
- (Fahrzeug-)Fensterscheibe
- 3
- Stellmotor
- 4
- Stellmechanik
- 5
- Verfahrweg
- 6
- Öffnungsstellung
- 7
- Schließstellung
- 8
- Motorwelle
- 9
- Antriebsschnecke
- 10
- Schneckenrad
- 11
- Seilzug
- 12
- Steuereinheit
- 13
- Drehstellungssensor
- 14
- Ringmagnet
- 15
- Hall-Sensor
- 16
- Wendepunkt
- 17
- Maximum
- 18
- Nulldurchgang
- 20–35
- (Verfahrens-)Schritt
- 2Δφ
- Intervall
- φ
- Umdrehungswinkel
- φ1–φ4
- Umdrehungswinkel
- φE
- Erwartungswert
- φG
- Grenzwert
- φK
- Korrekturterm
- φL
- Leerumdrehungswinkel
- φN
- Neuwert (des Umdrehungswinkels)
- Δφ
- (halbe) Weite
- dn
- erste Ableitung (der Drehzahl)
- d2n
- zweite Ableitung (der Drehzahl)
- n
- Drehzahl
- nA
- Altwert (der Drehzahl)
- nN
- Neuwert (der Drehzahl)
- x
- Stellposition
- x'
- Stellpositionsmaß
- x'0
- Anfangswert
- x'Z
- Zielwert
- B
- Bewegungs-Flag
- F
- Batteriefehler-Flag
- I
- Motorstrom
- PA
- Anfahrphase
- PL
- Leerlaufphase
- SH
- Pulssignal
- T
- Testgröße
- TA
- Altwert (der Testgröße)
- TG
- Grenzwert
- TN
- Neuwert (der Testgröße)
- U
- Batteriespannung
- Umin
- Grenzwert
Claims (10)
- Verfahren zur Ermittlung der Stellposition (x) eines mittels eines elektrischen Stellmotors (
3 ) über eine Stellmechanik (4 ) bewegbaren Fahrzeugteils (2 ) eines Fahrzeugs, – bei welchem während eines Stellvorgangs die Drehzahl (n) eines Stellmotors (3 ) oder ein damit korreliertes Motorsignal zeitaufgelöst erfasst werden, – bei welchem eine durch Analyse des Verlaufs der Drehzahl (n) bzw. Motorsignals eine initiale Leerlaufphase (PL) des Stellvorgangs identifiziert wird, während der der Stellmotor (3 ) unter Überwindung der Systemtoleranz der Stellmechanik (4 ) ohne Bewegung des Fahrzeugteils (2 ) rotiert, – bei welchem während des Stellvorgangs aus der Motordrehung ein Stellpositionsmaß (x') für die Stellposition des Fahrzeugteils (2 ) ermittelt wird, das um den Leerumdrehungswinkel (φL) des Stellmotors (3 ) während der Leerlaufphase (PL) bereinigt ist, dadurch gekennzeichnet, – dass die zweite Ableitung (d2n) der Drehzahl (n) bzw. des Motorsignals oder eine hiermit korrelierende Messgröße bestimmt wird, – dass durch zeitliche Mittelwertbildung aus der zweiten Ableitung (d2n) bzw. der hiermit korrelierenden Messgröße eine Testgröße (T) ermittelt wird, und – dass das Ende der initialen Leerlaufphase (PL) identifiziert wird, wenn die Testgröße (T) einen vorgegebenen Grenzwert (TG) überschreitet. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass ein aktueller Neuwert (TN) der Testgröße (T) durch gewichtete Summierung eines aktuellen Werts der zweiten Ableitung (d2n) bzw. der hiermit korrelierenden Messgröße und eines zuvor berechneten Altwertes (TA) der Testgröße (T) bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Altwert (TA) der Testgröße (T) und der aktuelle Wert der zweiten Ableitung (d2n) bzw. der damit korrelierenden Messgröße im Verhältnis 3/4:1/4 gewichtet werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erwartungswert (φE) des Leerumdrehungswinkels (φL) bestimmt wird, und dass das Ende der initialen Leerlaufphase (PL) nur dann identifiziert wird, wenn die Testgröße (T) den Grenzwert (TG) innerhalb eines vorgegebenen Intervalls (2Δφ) um den Erwartungswert (φE) überschreitet.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein während eines Stellvorgangs ermittelter Leerumdrehungswinkel (φL) für die Bildung des Erwartungswerts (φE) nur dann berücksichtigt wird, wenn während dieses Stellvorgangs die Batteriespannung (U) in einem vorgegebenen zulässigen Wertebereich liegt.
- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriespannung (U) erst ab einem vorgegebenen Zeitintervall oder Motordrehungsintervall (φG) nach dem Beginn des Stellvorgangs geprüft wird.
- Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein während eines Stellvorangs ermittelter Leerumdrehungswinkel (φL) für die Bildung des Erwartungswerts (φE) um einen von der Startposition (x'O) des Fahrzeugteils (
2 ) in diesem Stellvorgang abhängigen Korrekturterm (φK) verändert wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein während eines Stellvorgangs ermittelter Leerumdrehungswinkel (φL) für die Bildung des Erwartungswerts (φE) dann nicht berücksichtigt wird, wenn das Fahrzeug vor dem Stellvorgang bewegt wurde und/oder starken Erschütterungen ausgesetzt war.
- Stellvorrichtung (
1 ) zur automatischen Bewegung eines Fahrzeugteils (2 ), mit einem elektrischen Stellmotor (3 ), mit einer den Stellmotor (3 ) mit dem Fahrzeugteil (2 ) koppelnden Stellmechanik (4 ) sowie mit einer Steuereinheit (12 ) zur Ansteuerung des Stellmotors (3 ), wobei die Steuereinheit (12 ) zur automatischen Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist. - Stellvorrichtung (
1 ) nach Anspruch 9, wobei die Stellmechanik (4 ) einen Seilzug (11 ) umfasst.
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-
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- 2012-04-12 DE DE102012007331.3A patent/DE102012007331B4/de active Active
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DE19632139C1 (de) * | 1996-08-09 | 1997-07-31 | Brose Fahrzeugteile | Verfahren zur Steuerung der Bewegung einer Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür |
WO2009121518A1 (de) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt | Verstelleinrichtung mit einklemmschutz und offset in der anlaufphase |
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