DE19633941A1 - Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Antrieb - Google Patents
Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-AntriebInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb, insbeson
dere Elektromotor-Getriebe-Antrieb, gemäß Patentanspruch 1.
Stellantriebe der vorgenannten Art werden insbesondere als
Fensterheber- bzw. Schiebedachantriebe in Kraftfahrzeugen
eingesetzt und enthalten einen Elektromotor, insbesondere
Kommutatormotor, dessen Rotorwelle als Getriebewelle mit
einem Schneckenrad kämmt, von dem das jeweilige Schließteil
angetrieben wird; ein derartiger Stellantrieb ist z. B. durch
DE-U-89 03 714 bekannt.
Für einen wirksamen Einklemmschutz zwischen einem durch eine
motorische Fremdkraftbetätigung schließenden Fenster- bzw.
Schiebedach und einem zur Gegenanlage kommenden Hindernis
sind im zunehmenden Masse strengere Vorschriften zu erfüllen;
entsprechend diesen Vorschriften muß u. a. der Schließvorgang
abgebrochen bzw. das Fenster, die Trennwand oder das Dach
teilsystem in umgekehrter Bewegungsrichtung angetrieben wer
den, wenn es/sie eine Kraft von 100 Newton oder mehr ausübt
auf eine halbstarre, zylindrische Stange mit einem Durchmes
ser von 4 mm bis 200 mm, die ein bestimmtes Kraftdurchbiegungs
maß aufweist und die als Hindernis durch die Fenster-, Trenn
wand- oder Dachteilsystemöffnung an irgend einer Stelle
durchgeschoben wird.
Durch die DE-C2-33 03 590 ist ein elektromotorisch angetrie
bener Fensterheber für Automobile oder ähnliche Kraftfahr
zeuge mit einer Einklemmschutz-Sicherheitsschaltung bekannt,
wobei der Fensterheber einen elektronischen Leistungmesser
zur ständigen Messung der Leistungsaufnahme des Antriebsmo
tors enthält und in einem Programmspeicher ein Leistungs-
Hubweg-Diagramm abgelegt ist; dem Leistungs-Hubweg-Diagramm
ist eine Leistungs-Toleranzgrenze zugeordnet, derart daß beim
Auftreten einer die vorgegebene Toleranzgrenze übersteigenden
Leistung die Stromflußrichtung am antreibenden Elektromotor
unterbrochen bzw. umgekehrt wird.
Gemäß vorliegender Erfindung kann ein demgegenüber mit ge
ringerem regeltechnischem bzw. meßtechnischem Aufwand arbei
tender, die Schließzeit des Schließteils nicht unnötig ver
langsamender Stellantrieb mit Einklemmschutz dadurch geschaf
fen werden, daß die elektromotorische Antriebskraft des
Schließteils in Einstellabhängigkeit von einem zuvor aufge
nommenen Reibungskraft-Hubweg-Diagramm mit einer um die zu
lässige Schließkraft jeweils erhöhten Reibungskraft gestellt
ist; weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßigerweise wird erfindungsgemäß aus dem Motorstrom die
Antriebskraft errechnet, die beim ersten Schließvorgang des
Schließteils, insbesondere des Fensters bzw. des Schiebe
daches, im Zuge der Herstellung des Kraftfahrzeuges, in Ab
hängigkeit von der jeweiligen Hubwegposition in einem Dia
gramm erfaßt und in einer Speichereinheit abgelegt ist. Damit
läßt sich dann bei den folgenden betriebsmäßigen Bewegungs
vorgängen des Schließteils ein solcher Motorstrom einstellen,
daß die Motorkraft genau der jeweils benötigten Reibungskraft
entspricht. Diese Reibungskraft wird dann zur endgültigen An
steuerung des Elektromotors des Stellungsantriebs um die zu
lässige Einklemmkraft erhöht. Je größer die zugelassene Ein
klemmkraft ist, desto schneller kann das Schließteil über
seinen Hubweg bewegt werden. Ein derartiger Einklemmschutz
arbeitet ohne verzögernde Reaktionszeiten bei Auflaufen des
Schließteils auf ein Hindernis, derart daß der Motor bei Er
kennen dieses Widerstandes unmittelbar angehalten bzw. rever
siert werden kann.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol
genden anhand schematisch dargestellter Beispiele in der
Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Fensterantriebes mit
den bei Bewegung des Fensters angreifenden Kräften;
Fig. 2 das Antriebskraft-Hubweg-Diagramm zu einem Fenster
heberantrieb gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Kraftfahrzeugtür D mit einer in dessen Fen
sterrahmen R über einen Hubweg h auf- und abbewegbaren Fen
sterscheibe W.
In dem dargestellten Kräftegleichgewicht ist die gesamte An
triebskraft F zur Bewegung der Fensterscheibe W über ihren
Hubweg h dargestellt; die gesamte Antriebskraft F ergibt sich
aus der jeweils zu überwindenden Reibungskraft F1 und der zu
lässigen Schließkraft F2. Die Reibungskraft F1 ist gemäß Fig.
2 über den gesamten Hubweg h der Fensterscheibe W zweckmäßi
gerweise in einer Speichereinheit als Reibungskraft-Hubweg-Dia
gramm F1 = f(h) erstmalig, zweckmäßigerweise bei der
Herstellung des Kraftfahrzeuges, erfaßt und abgelegt. Die je
weilige Reibungskraft F1 wird um die zulässige Einklemmkraft
F2 erhöht und definiert damit die gesamte Antriebskraft F des
Motors.
Die gesamte Antriebskraft F des Motors ist an sich zumindest
im hier interessierenden Stellbereich proportional zum Motor
strom. Dieser Motorstrom kann entweder direkt gemessen oder
indirekt über weitere Motorparameter, insbesondere die Batte
riespannung, die Motordrehzahl sowie den (Gleichstrom)-Mo
torinnenwiderstand des Motors unter Berücksichtigung einer
EMK-Konstante des Motors, auch indirekt und aufwandsärmer,
d. h. kostengünstiger, erfaßt werden.
Nach dem erstmaligen Erfassen und Ablegen des Reibungskraft-
Hubweg-Diagramms F1 = f(h) läßt sich dann bei den folgenden
betriebsmäßigen Schließvorgängen eine solche Antriebskraft F,
insbesondere ein solcher Motorstrom, einstellen, daß die ge
samte Antriebskraft F der jeweils benötigten Reibungskraft F1
plus der zulässigen Einklemmkraft F2 entspricht.
Zweckmäßigerweise wird eine Aktualisierung des Reibungskraft-
Hubweg-Diagramms derart vorgesehen, daß sich Unterschiede im
Zuge der Herstellung des Kraftfahrzeuges oder aufgrund von
Alterung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Verschmutzung etc.
berücksichtigen lassen. Darüber hinaus ist in vorteilhafter
Weise eine weitere Aktualisierung, insbesondere an die spei
sende Spannung des Stellantriebes, derart vorgesehen, daß
diese Parameter beim Start eines Schließvorganges erfaßt und
in die Steuerabhängigkeit der jeweiligen Antriebskraft des
Schließteils einbezogen sind.
Claims (7)
1. Stellantrieb, insbesondere Elektromotor-Getriebe-Antrieb,
zur Bewegung von fremdkraftbetätigten Schließteilen,
insbesondere Fenstern, Trennwänden bzw. Dateilsystemen in
Kraftfahrzeugen, über einen Hubweg (h) und mit einer defi
nierbaren Schließkraftbegrenzung bei Anlauf des Schließteils
gegen ein Hindernis
- - mit einer Steuerabhängigkeit der jeweiligen Antriebskraft (F) des Schließteils entsprechend eines zuvor aufgenom menen betriebsmäßigen Reibungskraft-Hubweg-Diagramms (F1 = f(h)) und mit einer um die zulässige Schließkraft (F2) jeweils erhöhten Reibungskraft (F1).
2. Stellantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch
- - mit einem fortlaufend betriebsmäßig akutalisierten Rei bungskraft-Hubweg-Diagramm (F1 = f (h)).
3. Stellantrieb nach dem vorhergehenden Anspruch
- - mit einer erstmaligen fertigungsseitigen Erfassung des Reibungskraft-Hubweg-Diagramms (F1 = f(h)) und einer je weils anschließenden betriebsmäßigen Aktualisierung.
4. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche
- - mit einer zusätzlichen Steuerabhängigkeit der Antriebs kraft (F) von zusätzlich jeweils zu Beginn einer Schließ teil-Bewegung festgestellten weiteren antriebsrelevanten Parametern, insbesondere der Motorspeisespannung bzw. der Umgebungstemperatur.
5. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche
- - mit einem jeweils in einem Speicherelement abgelegten Reibungskraft-Hubweg-Diagramm (F1 = f (h)).
6. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche
- - mit einer Erfassung bzw. Steuerung der Antriebskraft (F) mittels des jeweiligen Motorstroms des Motor-Getriebe-An triebes.
7. Stellantrieb nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche
- - mit einer indirekten Erfassung des Motorstroms aus weite ren Motorparametern, insbesondere der Motorspeisespan nung, der Motordrehzahl bzw. dem (Gleichstrom) -Motorinnen widertand.
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