DE19916400C1

DE19916400C1 - Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19916400C1
Application number: DE19916400A
Authority: DE
Inventors: Peter Heinrich; Mike Eichhorn
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2019-04-07
Also published as: ES2205707T3; DE59906568D1; EP0974479A3; US6225770B1; EP0974479B1; EP0974479A2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zurRegelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen bei dem: a) ein mit dem Motor gekoppelter Signalgeber ein die Drehzahl des Motors repräsentierendes Signal erzeugt, b) ein dem Signalgeber zugeordneter Detektor dieses Signal detektiert und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt und c) eine mit einem Regelalgorithmus versehene Regeleinheit das Ausgangssignal auswertet und die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einstellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß nach dem Betätigen des Motors toleranzbedingte charakteristische Werte des Signalgebers ermittelt und daraus Korrekturwerte bestimmt werden, die bei der Auswertung der Ausgangssignale (U¶1¶, U¶2¶) berücksichtigt werden, und die Korrekturwerte zumindest solange angepaßt werden, bis ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist, und während der Bestimmung und Anpassung der Korrekturwerte Zwischenresultate dieser Werte gebildet und zur Festlegung von Reglerparametern des Regelalgorithmus verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung motorisch angetriebender Verstelleinrichtungen in Kraftfahr zeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei den Verstelleinrichtungen kann es sich beispielsweise um einen Fensterheber, ein Schiebedach und insbesondere eine Sitzver stelleinrichtung handeln.

Aus der US 5 404 673 ist ein Fensterheber mit einem Antrieb zum Heben und Senken einer Fensterscheibe und mit einer Einklemmschutzeinrichtung bekannt, mit der die Dreh zahl des Antriebs und damit die Öffnungs- und Schließge schwindigkeit der Fensterscheibe sowie die Bewegungsrich tung und Stellung der Fensterscheibe erfaßt werden. Beim Einklemmen eines Körperteils oder Gegenstandes zwischen der Fensterscheiben-Oberkante und dem Türrahmen steigt die Bela stung des Antriebs, und der Abfall der Antriebsdrehzahl unterhalb eines vorgegebenen Wertes führt zu einem Abschal ten und gegebenenfalls zum Reversieren des Antriebs und damit zum Anhalten bzw. Öffnen der Fensterscheibe.

Da beim Einlaufen der Fensterscheibe in die Türdichtung vor dem völligen Schließen der Fensterscheibe aufgrund des erhöhten Widerstandes die Antriebsdrehzahl aber bis zum Stillstand des Antriebs sinkt, muß die Scheibenposition möglichst genau erfaßt und der Einklemmschutz im Dichtungs bereich ausgeschaltet werden.

Hierfür sind ein Stellungs- und ein Drehrichtungssensor vorgesehen. Der Drehrichtungssensor besteht aus einer mit der Antriebswelle verbundenen Magnetscheibe mit einem Nord- und einem Südpol sowie zwei in einem Winkel von 90° um die Magnetscheibenachse zueinander versetzten Hallsensoren, die um eine Viertelperiode versetzte Sensorsignale abgeben, aus denen die Drehrichtung und damit die Bewegungsrichtung der Fensterscheibe ermittelt wird.

Der Stellungssensor besteht aus einem ringförmigen, mit der Antriebswelle verbundenen Multipolmagneten mit abwechselnd magnetisierten Magnetpolen und zwei Hallsensoren, die im Abstand eines halben Magnetpoles zueinander angeordnet sind. Die von den Hallsensoren erfaßten Magnetisierungswech sel bei einer Rotation des Antriebs und damit des ringförmi gen Multipolmagneten werden als Zählimpulse einem Zähler zusammen mit den Sensorsignalen des Drehrichtungssensors zugeführt, wobei die Zählimpulse je nach Drehrichtung des Antriebs aufwärts oder abwärts gezählt werden und somit die jeweilige Stellung der Fensterscheibe angeben.

Die bekannte Antriebssteuerung und Einklemmschutzeinrich tung umfaßt zur Erfassung der Geschwindigkeit, Bewegungs richtung und Stellung der Fensterscheibe zwei Magnetschei ben als Signalgeber mit vier Hallsensoren, wobei der zur Auslösung des Einklemmschutzkriteriums durch Verringerung der Drehzahl des Antriebs vorgesehene Signalgeber mit einem Polwechsel pro Umdrehung eine nur geringe Auflösung auf weist.

Zur Drehzahlregelung von rotierenden Antrieben oder bei einer linearen Verstellung wie beispielsweise einer Sitz längsverstellung zum Erzielen einer konstanten Verstellge schwindigkeit über den Verstellweg ist ein hochauflösendes Sensorsystem notwendig, um kurze Reaktionszeiten im Rege lungsprozeß zu ermöglichen. Dazu verwendet man partitionier te Signalgeber wie beispielsweise Multipolmagnete, die jedoch Toleranzen unterliegen, welche sich negativ auf das Regelverhalten auswirken können.

Wird deshalb zur Erhöhung der Auflösung bei der Erfassung der Drehzahl eines Elektromotors ein Multipolmagnet als Si gnalgeber eingesetzt, so tritt das Problem auf, daß bei Ro tationsmagneten mit mehr als zwei Polen die Verteilung der Pole auf dem Magneten nicht exakt symmetrisch ist, sondern einen Fehler von ca. 5% pro Sektor aufweist. Diese Fehler rate gilt allgemein für alle Signalgeber für Drehzahlerfas sungssensoren, die nicht exakt genug gefertigt werden können und mit einem optoelektrischen, induktiven, kapaziti ven Sensor oder dergl. als Signalempfänger arbeiten.

Die beschriebenen Toleranzen und fertigungsbedingten Fehler von Abschnitt zu Abschnitt des Signalgebers bzw. von Sektor zu Sektor bei einem kreisscheibenförmigen Signalgeber führen zu Fehlinterpretationen bei der Signalauswertung. Beispielsweise wird aufgrund von Fehlinterpretationen ein Absinken der Geschwindigkeit festgestellt, obwohl der Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit betrieben wird, und gegebenenfalls eine Fehlreaktion der Steuerungsvorrichtung der Verstellvorrichtung ausgelöst, beispielsweise ein Fehl reversieren einer Fensterscheibe aufgrund einer fehlerhaf ten Erfassung einer Drehzahlabnahme, die von einer Einklemm schutzeinrichtung als Einklemmfall interpretiert wird.

Zusätzliche Anforderungen ergeben sich, wenn anstelle der Drehzahl eines Fensterhebers die Drehzahl einer Sitzver stelleinrichtung geregelt werden soll. In diesem Fall ist neben der Einstellung einer konstanten Drehzahl (Solldreh zahl) im Arbeitspunkt des Motors auch ein gleichmäßiges, er schütterungsfreies An- und Abfahren des Sitzes von Bedeu tung. Der Arbeitspunkt des Motors der Sitzverstelleinrich tung wird dabei unter Berücksichtigung der Resonanzfrequen zen der aus Antriebsmotor, Verstellgetriebe und mechani schen Sitzkomponenten bestehenden Sitzeinheit sowie der Fahrzeugkarosserie festgelegt. Zusätzlich müssen Vorgaben hinsichtlich der Geschwindigkeit des zu verstellenden Sitzes sowie hinsichtlich einer Stellenergiereserve beach tet werden.

Beim An- und Abfahren einer elektrischen Sitzverstellein richtung dürfen keine die Fahrzeuginsassen störenden Bewe gungen oder Geräusche durch das Anfahren bzw. Anhalten des Sitzes auftreten. Darüber hinaus ist ein materialschonender möglichst verschleißfreier Betrieb der Sitzverstelleinrich tung wünschenswert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen zu schaffen, das einerseits eine präzise Erfassung der Position, Drehzahl und gegebenenfalls Be schleunigung eines Antriebs bei hoher Auflösung der Meßwer te ermöglicht und das andererseits ein ruhiges, gleichmäßi ges An- und Abfahren der Verstelleinrichtung gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Danach ist vorgesehen, daß nach dem Betätigen des Antriebs motors zunächst toleranzbedingte charakteristische Werte des Signalgebers ermittelt und daraus Korrekturwerte be stimmt werden, die bei der Auswertung der Ausgangssignale des dem Signalgeber zugeordneten Detektors (Sensors) berück sichtigt werden sollen. Durch diesen Verfahrensschritt wird eine hohe Auflösung und Genauigkeit der Meßwerte zur Erfas sung der Position, Drehzahl oder Beschleunigung des An triebs gewährleistet. Insbesondere können so eventuelle Meßfehler, die durch fertigungsbedingte oder sonstige Ungenauigkeiten des Signalgebers hervorgerufen werden, weitgehend eleminiert werden. Hinsichtlich weiterer Einzel heiten bei der Verwirklichung dieses Verfahrenschrittes und hinsichtlich weiterer Vorteile sei auf die nachveröffent lichte DE 198 35 091 C1 verwiesen.

Nach der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus vorgese hen, daß die Korrekturwerte im Betrieb des Antriebsmotors zumindest so lange angepasst werden, wie nicht ein vorgege benes Abbruchkriterium erfüllt ist, und daß während der Be stimmung und Anpassung der Korrekturwerte Zwischenresultate dieser Werte gebildet und zur Festlegung von Reglerparame tern des Regelalgorithmus verwendet werden. Aufgrund dieser weiteren Verfahrensschritte kann die Regelung des Antriebs motors frühzeitig nach dessen Betätigung einsetzen. Es ist insbesondere nicht erforderlich, mit dem Beginn der Rege lung zu warten, bis sämtliche Korrekturwerte bestimmt worden sind, die bei der Auswertung der Ausgangssignale des Detektors berücksichtigt werden müssen. Vielmehr werden hier die frühzeitig gebildeten Zwischenresultate dieser Korrekturwerte herangezogen. Hierdurch wird beim Anfahren des Sitzes die Abweichung der tatsächlichen Drehzahl des An triebsmotors der Verstelleinrichtung von der angestrebten Drehzahl minimiert.

Die vorliegende Anmeldung dient damit als Zusatz zur Verbes serung und weiteren Ausgestaltung der DE 198 35 091 C1, auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Anpassung der Korrekturwer te bedeutet, daß die Korrekturwerte solange verändert werden, wie nicht ein bestimmtes Abbruchkriterium erreicht worden ist, mit dem die Anpassung der Korrekturwerte abge schlossen wird. Beispielsweise können die Korrekturwerte sukzessive mit einer immer größeren Genauigkeit bestimmt werden, bis eine vorgegebene Genauigkeit der Korrekturwerte erreicht ist. Davon soll insbesondere auch der Fall umfaßt sein, bei dem die Anpassung der Korrekturwerte während der gesamten Dauer der Aktivierung der Verstelleinrichtung erfolgt. Dies entspricht dem Abbruchkriterium "maximal erreichbare Genauigkeit", d. h. die Anpassung der Korektur werte wird hier immer weiter fortgesetzt, um die Genauig keit noch zu erhöhen. Alternativ könnte man dieses Abruch kriterium auch definieren als "Abbruch der Anpassung der Korrekturwerte bei Abschluß der Verstellbewegung".

Eine permanente Verbesserung der Genauigkeit der Korrektur werte ist nach der vorliegend beanspruchten Lehre ohne wei teres möglich, da die damit verbundene längere Dauer bei der Bestimmung der Korrekturwerte das frühzeitige Einsetz ten der Regelung nicht verhindert. Vielmehr werden ja zur Regelung auch die vorläufigen, weniger genauen Korrekturwer te herangezogen. Somit kann die Anpassung der Korrekturwer te insbesondere auch nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Antriebsmotors fortgesetzt werden.

Die Bestimmung der Korrekturwerte erfolgt dabei vorzugswei se automatisch bei jedem neuen Anfahren des Motors des Verstellantriebs, so daß Veränderungen, die auf Abnutzung, Umwelteinflüsse oder dergleichen zurückgehen, stets aktuell berücksichtigt werden können. Andererseits ist es aber auch möglich, die Korrekturwerte in bestimmten, vorgebbaren zeitlichen Abständen neu zu bestimmen und in der Zwischen zeit mit abgespeicherten Korrekturwerten zu arbeiten.

Der Regelalgorithmus selbst kann beispielsweise aus einem rekursiv aufgebauten, zeitdiskreten PID-Regler mit einer Stellgrößenbegrenzung und Rückrechnung bestehen; ein solcher Regler benötigt einen Satz von drei Regleparame tern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Antriebsmotors die Reglerparameter neu festgesetzt, d. h. es wird ein neuer Satz von Reglerparametern gewählt. In der Regel werden dabei nach dem Erreichen des Arbeitspunktes "härtere" Reglerparameter ausgewählt als beim Anfahren des Antriebs, so daß nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors nur noch kleinere Schwankungen der Drehzahl toleriert werden als während des Anfahrens des Motors.

In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Reglerparameter erst dann neu festgesetzt werden, wenn sowohl der Arbeitspunkt des Motors erreicht als auch die Anpassung der Korrekturwerte abgeschlossen ist. In diesem Fall bedeutet die Neufestset zung der Reglerparameter nach dem Erreichen des Arbeitspunk tes des Motors, daß diese Festsetzung endgültig ist und keine weiteren Veränderungen der Reglerparameter vorgenom men werden, solange der Motor am Arbeitspunkt mit seiner Solldrehzahl arbeitet. Selbst wenn aber nach einer anderen Variante der Erfindung auch nach dem Erreichen des Arbeits punktes des Motors die Korrekturwerte ohne Begrenzung weiter angepasst werden, so ist es grundsätzlich vorteil haft, nach dem Erreichen des Arbeitspunktes mit neuen, härteren Reglerparameter zu arbeiten.

Nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors wird zudem zur Regelung der Drehzahl vorzugsweise das Pulsweitenmodula tions-Verhältnis herangezogen.

Nach dem Auslösen des Motors wird dessen Drehzahl vorzugs weise mit einer im wesentlichen konstanten Beschleunigung erhöht. Die Änderung der Drehzahl über der Zeit bildet dann eine Gerade; der Motor wird also entlang einer "Rampe" bis zu seinem Arbeitspunkt hochgefahren. Abweichungen von der durch die Steigung der Rampe vorgegebenen jeweiligen Soll- Drehzahl beim Anfahren des Motors werden dabei durch die vorstehend beschriebene Regelung korrigiert.

Solange die Korrekturwerte noch nicht mit hinreichender Genauigkeit bestimmt worden sind, wird nach dem Auslösen des Antriebsmotors die Drehzahl vorzugsweise durch Mitte lung über mehrere jeweils die Drehzahl des Motors repräsen tierende Signale ermittelt. Hierbei kann insbesondere eine gleitende Mittelwertbildung herangezogen werden. Durch diese Mittelwertbildung können toleranzbedingte Schwankun gen der Drehzahlinformationen des Signalgebers zumindest teilweise eliminiert werden. Gleichzeitig nimmt aber der Echtzeitgehalt der Drehzahlinformation ab.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit einem Signalgeber ausgeführt werden, der eine Partitionierung aufweist, wobei die Korrekturwerte zur Kompensation von Toleranzen dienen, die auf diese Partitionierung zurückzu führen sind. Ein Beispiel für einen solchen partitionierten Signalgeber ist ein Multipolmagnet, der mit der Antriebswel le des Motors der Verstelleinrichtung verbunden ist und sich zusammen mit dieser bewegt. Toleranzen können hier einerseits in der Ausdehnung der einzelnen Segmente des Multipolmagneten auftreten und zum anderen auch auf unter schiedliche Schaltschwellen der Nord-Süd- und der Süd-Nord- Übergänge des Multipolmagneten zurückzuführen sein. Letzte re machen sich insbesondere bei der Digitalisierung des von dem Signalgeber erzeugten Signals bemerkbar. Bei einem derartigen Signalgeber dienen die Korrekturwerte also zum einen dazu, fertigungsbedingte Schwankungen in der Ausdeh nung der einzelnen Partitionen des Signalgebers auszuglei chen, und zum anderen dazu, Ungenauigkeiten zu eliminieren, die auf die Übergänge zwischen den einzelnen Partitionen des Signalgebers zurückzuführen sind.

Bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auch deutlich, daß durch Mittelung über die Signale, die nacheinander von verschiedenen Partitionen des Signalgebers erzeugt werden, die Genauigkeit der Drehzahlinformation erhöht werden kann. So kann im Fall eines Multipolmagneten schon bei der Mittelung über je einen Nord-Süd- und einen Süd-Nord-Übergang die auf unterschiedliche Schaltschwellen zurückzuführende Ungenauigkeit zumindest erheblich redu ziert werden. Bei Bedarf kann die Mittelwertbildung jedoch auch über eine größere Anzahl von Werten, z. B. über vier oder acht Werte, erfolgen.

Bei einem Signalgeber der mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist und daher zusammen mit dieser rotiert, kann vorgesehen sein, daß für jede Partition des Signalgebers ein eigener Korrekturwert in Form einer Korrektur des der jeweiligen Partition zugeordneten Drehwinkels ermittelt wird, so daß die korrigierten Drehwinkel die tatsächliche Ausdehnung der Partition entlang des Umfangs des Signalge bers repräsentieren.

Die vorliegende Erfindung ist unabhängig davon, nach wel chem Prinzip der Signalgeber arbeitet, der das die Drehung des Motors repräsentierende Signal erzeugt. Der Signalgeber kann insbesondere nach einem magnetischen, induktiven, kapazitiven, resestiven oder auch optischen Prinzip arbei ten.

Als ein magnetischer Signalgeber kommt insbesondere ein Multipolmagnet in Frage, der durch eine zusammen mit der Antriebswelle des Motors rotierende, mehrpolige Magnetschei be gebildet wird. Das von dem Multipolmagneten erzeugte magnetische Signal läßt sich in bekannter Weise mittels Hall-Sensoren detektieren. Sowohl bei der Anwendung des magnetischen als auch des induktiven oder kapazitiven Prinzips kommen darüber hinaus Zahnradscheiben zur Erzeu gung eines die Drehung der Antriebswelle repräsentierenden Signals in Frage. Zur Erzeugung optischer Signale, die eine Drehbewegung des Motors repräsentieren, kann schließlich ein mit Schlitzen versehener Signalgeber vorgesehen sein, der jeweils dann für ein optisches Signal durchlässig ist, wenn sich einer der Schlitze zwischen einer Lichtquelle und einem der Lichtquelle zugeordneten Empfänger befindet.

Der Signalgeber kann auch Bestandteil des elektromechani schen Systems des Antriebsmotors der Verstelleinrichtung sein, wie z. B. bei Verwendung des Kollektors eines Kommuta tormotors, des Spulensystems eines kommutatorlosen Motors oder des Piezoelementes eines Piezomotors als Signalgeber.

Ferner kann auch der Motorstrom selbst als Signalgeber, dienen, wenn dieser die für die Bestimmung der Drehzahl erforderlichen Informationen enthält, etwa bei Kommutator- Motoren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 - einen Signalgeber und einen zugeordneten Detek tor zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfah rens;

Fig. 2 - eine zweite Ausführungsform eines Signalgebers und eines zugeordneten Detektors zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 - eine grafische Darstellung der Zeitabhängigkeit der Drehzahl eines Antriebsmotors während des Betriebs einer Sitzverstelleinrichtung.

In Fig. 1 ist ein Signalgeber 1 in Form einer mehrpoligen, kreisförmigen Magnetscheibe dargestellt, die auf der An triebswelle 10 eines rotierenden Antriebs einer Sitzverstel leinrichtung angeordnet ist und die insgesamt 6 Partitio nen 11 bis 16 in Form von Kreissegmenten aufweist, wobei jedem Kreissegment 11 bis 16 ein manetischer Nordpol N₁, N₂, N₃ bzw. ein magnetischer Südpol S₁, S₂, S₃ zugeordnet ist. Gegenüber diesem Signalgeber 1 ist als Detektor ein Hall-Sensor 2 angeordnet, der in bekannter Weise aufgrund des von dem Signalgeber 1 erzeugten magnetischen Signales ein die Drehbewegung der Antriebswelle 10 repräsentierendes Ausgangssignal U₁ erzeugt, das einer (in Fig. 1 nicht dargestellten) Elektronikeinheit der Sitzverstelleinrich tung zur Auswertung zugeführt wird. Mittels der Elektroni keinheit können in bekannter Weise die Position, die Dreh zahl und die Beschleunigung der Antriebswelle 10 bestimmt werden.

Bei Verwendung eines zweiten Hall-Sensors 3, der gemäß Fig. 2 neben dem ersten Hall-Sensor 2 angeordnet wird und der ein zweites Ausgangssignal U₂ erzeugt, kann zusätzlich auch die Drehrichtung der Antriebswelle 10 ermittelt wer den.

Derartige Signalgeber und zugeordnete Sensoren zur Bestimmung der Position, Drehzahl, Drehrichtung sowie Beschleunigung eines Antriebsmotors sind bekannt und brau chen daher nicht näher beschrieben zu werden. Im übrigen sei diesbezüglich auch auf die DE 198 35 091 verwiesen.

Bei einer derartigen Vorrichtung können Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Drehzahl, Beschleunigung etc. zum einen dadurch auftreten, daß die Ausdehnung der einzelnen Kreis segmente 11 bis 16 entlang des Umfangs des Signalgebers 1 fertigungsbedingten Schwankungen unterliegt. Ferner können bei der Digitalisierung des Signales, das an den Übergängen zwischen den einzelnen Nord- und Südpolen erzeugt wird, weitere Ungenauigkeiten auftreten; insbesondere weisen Nord-Süd-Übergänge in der Regel eine etwas andere Charakte ristik auf als Süd-Nord-Übergänge. Hinzu kommen eventuelle weitere Meßfehler, die auf Toleranzen des Hall-Sensors 2 bzw. 3 zurückzuführen sind, etwa Toleranzen der Hysterese der Schaltschwellen von Hall-Sensoren.

Die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Partitionen 11 bis 16 des Signalgebers 1 sowie der Übergän ge zwischen den einzelnen Partitionen 11 bis 16 (und ggf. des Detektors 2 bzw. 3) werden vorzugsweise nach jedem Start des Antriebs der Sitzverstelleinrichtung ermittelt. Auf deren Grundlage wird für jede Partition 11 bis 16 des Signalgebers 1 ein Korrekturwert ermittelt und mit den Aus gangssignalen U₁, U₂ der Hall-Sensoren 2 bzw. 3 verknüpft. Diese Korrekturwerte werden den Partitionen 11 bis 16 zugeordnet und entsprechend abgespeichert. Beim weiteren Betrieb des Antriebs bzw. Motors wird bei jeder Messung der Drehzahl mittels des Signalgebers 1 und der Hall-Senso ren 2, 3 der jeweilige Meßwert mit dem zugehörigen abgeleg ten Korrekturwert verknüpft, wodurch die toleranzbedingten Meßfehler erheblich vermindert werden.

Einzelheiten zur Bestimmung der Korrekturwerte können der DE 198 35 091 C1 entnommen werden. Vorliegend sei nur noch einmal zusammenfassend erwähnt, daß die Korrekturwerte vorzugsweise rekursiv bestimmt werden, wobei das Abbruchkri terium zur Beendigung der Bestimmung der Korrekturwerte dann erfüllt ist, wenn die Korrekturwerte in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zyklen innerhalb eines vorgegebe nen Toleranzbereiches liegen und/oder die Summe der korri gierten Partitionen des Signalgebers 1 während eines Zyklus innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches um den Wert einer Periode des Signalgebers 1 liegt (also die Summe der Winkelausdehnungen der einzelnen Segmente der Magnetscheibe bis auf zulässige Abweichungen gleich 360° ist).

Durch diese zusammenfassende Darstellung des Verfahrens bei der Bestimmung der Korrekturwerte wird insbesondere deut lich, daß hierbei ständig Zwischenresultate gebildet wer den, anhand derer laufend überprüft wird, ob das Abbruchkri terium hinsichtlich der Bestimmung der Korrekturwerte erfüllt ist. Die Besonderheit des vorliegenden Verfahrens zur Regelung einer Verstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge, und insbesondere einer Sitzverstelleinrichtung, liegt darin, daß bereits diese Zwischenresultate in die Regelung des Antriebs der Verstelleinrichtung einbezogen werden. Dies soll nachfolgend anhand der Fig. 3 näher erläutert werden.

In Fig. 3 ist die Drehzahl n des Antriebsmotors einer Sitzverstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge über der Zeit t aufgetragen. In diesem Diagramm bezeichnen ferner n_AP die Soll-Drehzahl des Motors an seinem Arbeitspunkt und t_AP den Zeitpunkt, bis zu dem der Motor zu seiner Soll-Drehzahl hochgefahren werden soll.

Die in dem Diagramm gemäß Fig. 3 mit S bezeichnete Linie zeigt zu jedem Zeitpunkt t die Soll-Drehzahl des Motors bei einer definierten Bewegung der Sitzverstelleinrichtung an. In einem ersten Zeitabschnitt (bis zum Zeitpunkt t_AP) soll demnach der Motor mit einer konstanten Beschleunigung (auf einer "Rampe") bis zu seiner Soll-Drehzahl am Arbeitspunkt hochgefahren werden. Anschließend soll mit konstanter Drehzahl die eigentliche Verstellbewegung durchgeführt werden. Anschließend wird der Motor mit einer konstanten negativen Steigung, also entlang einer abfallenden Rampe, wieder heruntergefahren.

Die Aufgabe besteht nun darin, die tatsächliche Drehzahl, die in dem Diagramm gemäß Fig. 3 durch die mit T bezeichne te Linie repräsentiert ist, derart zu regeln, daß die Abweichungen der tatsächlichen Drehzahl von der Soll-Dreh zahl möglichst gering sind.

Hierzu ist nach der Erfindung vorgesehen, daß einerseits nach dem Betätigen des Motors toleranzbedingte charakteri stische Werte des Signalgebers ermittelt und daraus Korrek turwerte bestimmt werden, die bei der Auswertung der Aus gangssignale berücksichtigt werden und die zumindest solan ge angepaßt werden, bis ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist, und daß andererseits bereits während der Bestimmung und Anpassung der Korrekturwerte Zwischenresulta te dieser Werte zur Festlegung von Reglerparametern des Regelalgorithmus verwendet werden. Aufgrund der letzteren Maßnahme kann die Regelung der Drehzahl bereits einsetzen, bevor die Korrekturwerte hinreichend genau bestimmt wurden. Insbesondere kann (sobald die ersten Zwischenresultate der Korrekturwerte ermittelt wurden) bereits beim Anfahren des Motors entlang der ansteigenden Rampe eine Regelung der Drehzahl stattfinden. Hierbei werden vorzugsweise ver gleichsweise "weiche" Reglerparameter verwendet, die größe re Schwankungen der Drehzahl um den Soll-Wert zulassen. Nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors und nach Erfüllung des Abbruchkriteriums werden dann entsprechend "härtere" Reglerparameter zur Regelung der Drehzahl herange zogen, so daß die Drehzahl dann nur noch geringfügig von der Soll-Drehzahl abweichen darf.

Zusätzlich kann unmittelbar nach dem Starten des Antriebs noch vorgesehen sein, daß die Ermittlung der Drehzahl mittels des Signalgebers und der zugehörigen Detektoren sowie mittels der mit dem Regelalgorithmus programmierten Elektronikeinheit durch eine gleitende Mittelwertbildung über mehrere die Drehzahl des Antriebsmotors repräsentieren de Signale erfolgt. Hierdurch wird die Genauigkeit bei der Ermittlung der Drehzahl erhöht, allerdings auf Kosten des Echtzeitgehaltes der Drehzahlinformation. Sobald die Korrek turwerte mit hinreichender Genauigkeit bestimmt worden sind, kann daher die Mittelwertbildung aufgegeben werden.

Es sei noch erwähnt, daß die nach diesem Verfahren bestimm ten Korrekturwerte der Reglerparameter auch beim Herunter fahren des Antriebs am Ende der Verstellbewegung berücksich tigt werden können.

Hinsichtlich weiterer Einzelheiten und möglicher Varianten bei der Regelung des Antriebs sei auf die diesbezüglichen Ausführungen in der Beschreibungseinleitung verwiesen. Diese lassen sich ohne weiteres auf das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel übertragen.

Claims

1. Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstell einrichtungen in Kraftfahrzeugen, bei dem

a) ein mit dem Motor gekoppelter Signalgeber ein die Drehzahl des Motors repräsentierendes Signal erzeugt,
b) ein dem Signalgeber zugeordneter Detektor dieses Si gnal detektiert und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt und
c) eine mit einem Regelalgorithmus versehene Regelein heit das Ausgangssignal auswertet und die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einstellt, in Weiterbildung des Gegenstandes des Deutschen Patentes DE 198 35 091 C1,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) nach dem Betätigen des Motors toleranzbedingte charak teristische Werte des Signalgebers (1) ermittelt und daraus Korrekturwerte bestimmt werden, die bei der Auswertung der Ausgangssignale (U₁, U₂) berücksich tigt werden,
b) die Korrekturwerte zumindest solange angepaßt werden, wie ein vorgegebenes Abbruchkriterium nicht erfüllt ist, und
c) während der Bestimmung und Anpassung der Korrekturwer te Zwischenresultate dieser Werte gebildet und zur Festlegung von Reglerparametern des Regelalgorithmus verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Korrekturwerte auch nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors fortgesetzt wird, solange das Abbruchkriterium nicht erfüllt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Korrekturwerte nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors ohne Begrenzung fortgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors die Reglerparameter neu festge setzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerparameter neu festgesetzt werden, sobald der Arbeitspunkt des Motors erreicht und die Anpassung der Korrekturwerte abgeschlossen ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auslösen des Motors dessen Solldrehzahl (n_soll) mit im wesentlichen konstanter Beschleunigung erhöht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auslösen des Motors zur Ermittlung von dessen Drehzahl (n) zunächst jeweils über mehrere die Drehzahl (n) des Motors reprä sentierende Ausgangssignale (U₁, U₂) gemittelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Drehzahl (n) über eine gleitende Mit telwertbildung erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) eine Partitionierung (11-16) aufweist und daß die Korrek turwerte zur Kompensation von Toleranzen dienen, die auf die Partitionierung (11-16) zurückzuführen sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Partition (11-16) des Signalgebers (1) ein Korrekturwert ermittelt und mit den Ausgangssigna len (U₁, U₂) verknüpft wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) beim Betrieb des Motors rotiert und daß für jede Partition (11-16) ein korrigierter Drehwinkel ermittelt wird, der die tatsächliche Ausdeh ung der Partition (11-16) entlang des Umfangs des Si gnalgebers (1) repräsentiert.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) die Signale nach einem magnetischen, induktiven, kapaziti ven, resistiven oder optischen Prinzip erzeugt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) als Mul tipolmagnet ausgebildet ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) als mehrpolige Magnetscheibe ausge bildet ist, die im Betrieb des Motors rotiert.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber Bestandteil des elektromechanischen Systems des Motors ist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstrom als Signalgeber dient.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Regelung von Sitzver stelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen dient.