DE202004009922U1

DE202004009922U1 - Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE202004009922U1
Application number: DE202004009922U
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2004-06-24
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2014-06-25
Also published as: US20080119995A1; WO2006000432A1; EP1761985A1

Abstract

Steuerungsvorrichtung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit
– einem Sensor zur Generierung eines einer Antriebsgeschwindigkeit eines Antriebs der Verstelleinrichtung zugeordneten Signals,
– einer Recheneinheit, die Funktionen einer Transformation des Signals und eines Stoppens der Antriebsbewegung im Falle des Einklemmens eines Gegenstandes oder Körperteils in Abhängigkeit von einer Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals aufweist, und
– einem mit der Recheneinheit verbundenen Leistungstreiber zur Steuerung eines Antriebsstromes für den Einklemmfall.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs.
Aufgabe der Erfindung ist es die Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs möglichst zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Demnach weist eine Steuerungsvorrichtung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs einen Sensor zur Generierung eines von einer Antriebsbewegung eines Antriebs der Verstelleinrichtung abhängigen Signals, und eine Recheneinheit, die für eine Auswertefunktion einer Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals zur Steuerung des Antriebs eingerichtet ist, auf. Diese Funktion dient zur Steuerung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Kraftfahrzeugsitzverstellung, eines Fensterhebers oder eines Türöffners. Dabei ist ein in Abhängigkeit von einer Antriebsbewegung eines Antriebs der Verstelleinrichtung generiertes Signal zu transformieren. Die Recheneinheit weist vorzugsweise eine Steuerungsfunktion auf, um den Antrieb in Abhängigkeit von einer Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals zu steuern.
Vorzugsweise wird das Signal in Abhängigkeit von einem Drehmoment der Antriebsbewegung des Antriebs generiert. Hierzu kann ausgenutzt werden, dass das Drehmoment zu einer Motorkenngröße korreliert. Beispielsweise korreliert das Drehmoment zur momentanen Drehzahl oder zum momentanen Motorstrom des Antriebs. Die Korrelation ist beispielsweise eine Proportionalität zwischen Drehmoment und Motorstrom.
Vorteilhafterweise wird zur Transformation eine Fensterfunktion verwendet. Die Fensterfunktion ist vorzugsweise anpassbar, indem insbesondere die Grenzen des Fensters angepasst werden. Die Anpassung erfolgt dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von ermittelten Kenngrößen der Verstelleinrichtung, insbesondere ermittelter Schwergängigkeiten innerhalb des Verstellweges. Eine weitere Möglichkeit besteht darin die Anzahl der Fensterungen anzupassen und insbesondere weitere Fensterfunktionen hinzuzufügen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht eine Transformation des generierten Signals mittels einer Wavelet-Transformation vor. Für die Wavelet-Transformation wird ein Basis-Wavelet verwendet. Mit dem Begriff Wavelet-Transformation wird eine ganze Klasse von Transformationen beschrieben. Wichtige Klassen sind beispielsweise Riesz-, dyadische, einfache, biorthogonale, semiorthogonale und orthogonale Wavelets. Zur Auswertung der generierten Signale mittels einer Wavelet-Transformation wird vorzugsweise eine diskrete Version der Wavelet-Zerlegung verwendet. Die Wavelet-Transformation transformiert das generierte Signal in den Zeit-Skalenbereich. Eine Skale korrespondiert dabei zu einem Frequenzanteil des zu transformierenden Signals. Beispielsweise ist die Skale zu einer dieser Frequenzen invers.
Das generierte Signal weist mehrere unterschiedliche Bestandteile auf. kleben dem zur Motorbewegung zugeordneten Nutzsignal enthält das generierte Signal weitere Signalanteile, wie Störsignale oder Gleichanteile mit eventueller Drift. Vorzugsweise sind die Skalen so ausgelegt, dass die unterschiedlichen Signalanteile in unterschiedlichen Skalen aufgelöst werden. Hierzu ist eine Skale auf die zu erwartende Nennumdrehungsfrequenz des Antriebs ausgelegt. Weiterhin kann eine Skale auf die Welligkeit des Antriebsstromes eines mechanisch kommutierten Elektromotors als Antrieb ausgelegt sein. In Kombination oder alternativ ist es vorteilhaft die niederfrequenteren Anteile der Änderung des Absolutwertes des Motorstromes als Nutzsignal in einer oder mehreren Skalen auszuwerten.
Zudem kann es vorteilhaft sein auch das oder die Nutzsignale jeweils anteilig auf mehrere Skalen gezielt aufzuteilen, um unterschiedliche Betriebszustände oder Betriebsereignisse durch die einzelne oder kombinierte Auswertung mehrerer Skalen zu ermöglichen. Die auszuwertende Kenngröße des transformierten Signals ist vorzugsweise ein Maß für einen Anteil einer oder mehrerer Skalen am generierten Signal. Beispielsweise können zwei Skalen durch einen Algorithmus in Beziehung zueinander gesetzt werden, indem beispielsweise die Werte der einen Skale zumindest einen Schwellwert zur Auswertung einer anderen Skale variieren. Vorteilhafterweise ist die Kenngröße dabei ein Maß für den Anteil am generierten Signal in Bezug auf eine Zeiteinheit. Die Zeiteinheit ist für jede Skale unterschiedlich, wobei für Skalen die einen höher frequenten Signalanteil am generierten Signal zugeordnet sind eine kleinere Zeiteinheit maßgeblich ist gegenüber niederfrequenteren Signalanteilen.
Wie bereits zuvor beschrieben wird die Erfindung vorteilhaft weitergebildet, indem zur abhängigen Steuerung die Kenngrößen für eine oder mehrere Skalen ausgewertet werden. Mit der kombinierten Auswertung werden unterschiedliche Betriebszustände erkannt und zur Steuerung ausgewertet. Hierzu ist in der Steuerungsvorrichtung für die Auswertung des Verhaltens des Antriebsmotors, insbesondere für das Anlaufverhalten, den Nennbetrieb, das Bremsverhalten und von außen auf die Verstelleinrichtung und damit auf den Motor wirkende Kräfte, wie im Falle einer Blockierung oder Schwergängigkeit, ein Algorithmus oder ein Parametersatz gespeichert.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass unterschiedliche Federraten des mechanischen Systems der Verstelleinrichtung insbesondere in unterschiedlichen Skalen ausgewertet werden. Unterschiedliche Federraten können dabei dem mechanischen System der Verstelleinrichtung immanent sein, indem beispielsweise ein Blockierung an einem harten mechanischen Anschlag innerhalb einer Skale detektiert wird. Weitere Federraten können durch äußere Einflüsse, wie durch die Verstelleinrichtung eingeklemmte Gegenstände oder Körperteil verursacht sein. Typische Federraten für weiche und harte eingeklemmte Körperteile sind 65 N/mm und 10 N/mm.
Weist ein Getriebe des mechanischen Systems innerhalb des Verstellweges sich wiederholende Charakteristika auf können diese als eine oder mehrere Eigenfrequenzen des einen oder mehrerer Getriebe dieses mechanischen Systems vorzugsweise in jeweils einer Skale ausgewertet werden. Hierzu können die Getriebe auch spezifisch ausgebildet sein, um eine derartige Auswertung zu ermöglichen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine oder mehrere Skalen rücktransformiert werden, um insbesondere für eine erneute Transformation ermittelte Störsignale von dem generierten Signal zu subtrahieren. Das von den Störsignalen befreite Nutzsignal kann dann entweder erneut transformiert werden oder alternativ oder in Kombination direkt zur Steuerung des Antriebs, insbesondere zur Steuerung der Geschwindigkeit des Antriebs beispielsweise mittels einer Phasenkopplung genutzt werden.
Vorzugsweise wird zur Steuerung der Antrieb gestoppt und nachfolgend die Antriebsrichtung umgekehrt, wenn das Einklemmen eines Gegenstandes oder Körperteils durch die Verstelleinrichtung detektiert wird. Hierzu wird eine Charakteristik der Kenngröße für den Einklemmfall erkannt. Die Charakteristik ist beispielsweise der Anstieg oder Abfall der Kenngröße über beziehungsweise unter einen oder mehrere Schwellwerte.
Vorzugsweise ist die Charakteristik der Kenngröße ein Charakteristikum des zeitlichen Verlaufs der Kenngröße des transformierten Signals. Ein Charakteristikum des zeitlichen Verlaufs der Kenngröße ist insbesondere zu einem bestimmten Zeitpunkt eintretender von der Steuerungsvorrichtung an diesem Verstellort oder zu diesem Verstellzeitpunkt nicht erwarteter Wert der Kenngröße. Vorteilhafterweise ist hierzu in Kombination oder alternativ das Charakteristikum des zeitlichen Verlaufs ein Wert einer zeitlichen Änderung der Kenngröße ist. Die zeitliche Änderung der Kenngröße ist beispielsweise eine oder mehrere Integrationen oder die erste, zweite oder eine oder mehrere weitere Ableitungen nach der Zeit und/oder nach dem Ort, die jeweils einzeln oder auch kombiniert, beispielsweise mittels Algorithmen oder Schwellwerten ausgewertet werden können. Demzufolge ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, dass die Charakteristik ein Überschreiten und/oder Unterschreiten eines oder mehrerer Schwellwerte durch die Kenngröße und/oder einer zeitlichen Änderung der Kenngröße ist.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, dass das Charakteristikum ein Wert einer Transformierten der Kenngröße ist. Hier ist neben der Wavelet-Transformation auch eine andere Transformation nutzbar, die eine einfache Auswertung ermöglicht oder deren Ausgangswerte direkt zur Steuerung verwendet werden können. Die Auswertung des Charakteristikums mittels dieser Transformation wird in einer Ausgestaltung der Erfindung auch vorteilhaft mit der zuvor genannten Auswertung mittels eines Schwellwertes oder eines einfachen Algorithmus kombiniert.
Zumindest einer der zur Auswertung vorgesehenen Schwellwerte wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung angepasst. Eine Anpassung wird beispielsweise durch Überschreiben des Registerwertes für den Schwellwert erreicht. Vorzugsweise erfolgt die Anpassung des zumindest einen Schwellwertes in Abhängigkeit von der Antriebsbewegung und/oder einem Betriebsmodus der Verstelleinrichtung und/oder einer oder mehreren weiteren Kenngrößen des Kraftfahrzeugs. Die Anpassung kann in Abhängigkeit von bekannten oder ermittelten mechanischen Kenngrößen oder Parametern des mechanischen Systems oder von äußeren Bedingungen des Antriebs erfolgen. Beispielsweise erfolgt die Anpassung in Abhängigkeit von einer bestimmten Federrate im Falle der Blockierung der Verstellbewegung. Vorteilhaft ist auch eine Anpassung des Schwellwertes in Abhängigkeit von ermittelten Schwergängigkeiten der Mechanik der Verstelleinrichtung.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zumindest eine Schwellwert in Abhängigkeit von einem bestimmten Flächenintegral der Werte der Kenngröße angepasst wird. Dieses Flächenintegral wird bevorzugt innerhalb einer Skale gebildet. Alternativ ist auch eine Integration über die Fläche mehrerer Skalen vorteilhaft. Die Auswertung mittels Flächenintegral wird besonders vorteilhaft mit der Auswertung der Kenngröße kombiniert, indem ein Fall des Einklemmens eines Körpers durch die kombinierte, insbesondere verUNDete Auswertung des Flächenintegrals und der Kenngröße erfolgt.
Neben den bereits dargestellten Möglichkeiten der Anpassung des Schwellwertes erfolgt die Anpassung in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung insbesondere in Abhängigkeit von einer oder mehrerer Federraten des mechanischen Systems der Verstelleinrichtung, einer gemessenen auf das mechanische System der Verstelleinrichtung wirkende Gewichtskraft, einer gemessenen Temperatur des mechanischen Systems und/oder des Antriebs der Verstelleinrichtung, einer gemessenen oder bestimmten (Puls-Weiten-Modulation) Versorgungsspannung des Antriebs, einer aktuellen Position des zu verstellenden Teils der Verstelleinrichtung, oder einer Kombination der zuvor genannten Größen.
Für die Wavelet-Transformation wird ein Mutter-Wavelet, das auch Basis-Wavelet bezeichnet wird, verwendet. Ein anderer Parameter der Wavelet-Transformation ist die Skalierungsfunktion, auch als Vaterwavelet bezeichnet. Vorteilhafterweise wird das Mutter-Wavelet an Betriebszustände oder Betriebsereignisse angepasst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, dass das Mutter-Wavelet der Wavelet-Transformation in Abhängigkeit von dem Signal und/oder einem Verlauf des Signals im Falle eines Blockierens der Verstellbewegung ausgebildet ist oder angepasst wird. Das Signal ist dabei vorzugsweise das generierte Signal, es kann alternativ oder in Kombination auch das transformierte Signal sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung werden im Falle eines Blockierens der Verstellbewegung zumindest zwei unterschiedliche Mutter-Wavelets der Wavelet-Transformation für zumindest zwei Transformationen in den Zeit-Skalenbereich verwendet. Vorzugsweise erfolgt die Transformation über zumindest teilweise dieselben Eingangsdaten, die insbesondere von einem Sensor generierte Signale als auch zuvor transformierte Signale sein können. Vorzugsweise wird für den Fall der Blockierung zwischen den zumindest zwei Mutter-Wavelets umgeschaltet.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung wird das Mutter-Wavelet als Dichtungswavelet an den Verlauf des generierten Signals für eine Verstellung des zu verstellenden Teils in eine Dichtung angepasst. Wird die Verstellbewegung beispielsweise aufgrund einer detektierten Bewegung mittels eines ersten Mutterwavelets gestoppt, wird mittels des zweiten Dichtungswavelets überprüft, ob die Blockierung auf das Einfahren in eine Dichtung zurückzuführen ist. In Abhängigkeit von dieser Überprüfung wird die Verstellbewegung nachfolgend reversiert, indem die Verstelleinrichtung für eine Verstellbewegung in die entgegengesetzte Richtung betrieben wird. Das Reversieren erfolgt in dem Fall jedoch nicht, wenn das Einfahren in die Dichtung mittels der Überprüfung erkannt wird.
in einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung der Weiterbildung der Erfindung wird das Mutter-Wavelet als Blockwavelet an den Verlauf des generierten Signals für eine Verstellung des zu verstellenden Teils an einen mechanischen Anschlag angepasst. Derartig mechanische Anschläge, beispielsweise der untere mechanische Anschlag eines Fensterhebers, weisen eine geringe Elastizität auf. Der charakteristische Verlauf des transformierten Signals ermöglicht eine präzise Erkennung der Position an diesem mechanischen Anschlag mittels eines spezifischen Blockwavelets.
Eine dritte, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Mutter-Wavelet als Standardwavelet an den Verlauf des generierten Signals für den Fall eines Einklemmens eines oder mehrerer Körperteile angepasst wird. Dies wird insbesondere für Einklemmfälle verwendet, in denen ein besonders harter Gegenstand mit einer niedrigen Federrate eingeklemmt wird und nur kurze Reaktionszeiten für die steuernde Elektronik zur Verfügung stehen.
Für unterschiedliche Funktionen der Verstelleinrichtung ist es erforderlich die aktuelle Position des zu verstellenden Teils der Verstelleinrichtung zu ermitteln. Eine derartige Funktion ist beispielsweise die Memory-Funktion in der mittels eines Tastendruckes beispielsweise ein Fahrzeugsitz in die gespeicherte Position verfahren wird. Hierzu ist die Erfindung vorteilhaft weitergebildet, indem vorzugsweise im Falle der Blockierung zur Normierung der aktuellen Position des zu verstellenden Teils der Verstelleinrichtung die Kenngröße des transformierten Signals für zumindest eine der zwei Mutter-Wavelets ausgewertet wird. Dieses zumindest eine Mutter-Wavelet ermöglicht eine präzise Auswertung der aktuellen Position an dieser Blockierung. Neben Blockierungen werden auch andere signifikante Charakteristika der Verstellbewegung, beispielsweise eine bekannte Schwergängigkeit innerhalb des Verstellweges zur Normierung genutzt.
Um die Position des zu verstellenden Bauteils an einem der Anschläge zu normieren wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung aus dem im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals eine Blockierung der Verstellbewegung an zumindest einem mechanischen Anschlag der Verstelleinrichtung ermittelt. Dieser Anschlag weist dabei eine für ihn charakteristische Federrate auf, die durch die Steuerungsvorrichtung ermittelt und zur Normierung ausgewertet wird.
Die verschiedenen Auswertefunktionen ermöglichen es aus der kombinierten Auswertung mehrerer Skalen des transformierten Signals zwischen einem Einklemmfall und einer Blockierung an einem der mechanischen Anschläge zu unterscheiden. Beispielsweise wird die Kenngröße einer Skale mit einem Schwellwert verglichen und das Vergleichsergebnis mit der Auswertung der Kenngröße einer weiteren Skale verifiziert. Diese Verifikation erfolgt beispielsweise durch eine VerUNDung der jeweiligen Auswerteergebnisse und reduziert die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Reaktion der Verstelleinrichtung auf äußere Einflüsse.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Signal abhängig ist von einem Antriebsstrom des Antriebs der Verstelleinrichtung. Der Signalverlauf des beispielsweise mittels eines Stromsensors ermittelten Antriebsstroms ist dabei für die unterschiedlichen Betriebszustände wie das Anlaufverhalten, den Nennbetrieb, das Bremsverhalten oder das Verhalten im Falle einer Blockierung oder Schwergängigkeit charakteristisch. Im Falle eines erhöhten Drehmoments beispielsweise aufgrund einer Schwergängigkeit steigt der Motorstrom signifikant an. Die Anstiegssteilheit weist Frequenzanteile auf, die insbesondere durch die Wavelet-Transformation wie zuvor ausgeführt auswertbar sind, um insbesondere einen Einklemmfall zu erkennen und die Verstellung entsprechend zu steuern.
Neben der Detektion eines Einklemmfalles wird der Antriebsstrom auch vorteilhafterweise zur Positionsbestimmung des zu verstellenden Teils der Verstelleinrichtung ausgewertet. Hierzu ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Signal abhängig von einer, insbesondere durch die Kommutation des Antriebs bedingten Welligkeit des Antriebsstroms. Die Frequenz der Stromwelligkeit ist dabei eine Funktion von Dreh-, Nut- und Polzahl, d.h. der Algorithmus zur Auswertung erfasst vorteilhafterweise einen Drehzahlbereich vom Stillstand des Motors bis hin zur Nenndrehzahl, um alle Extrema der Stromwelligkeit zu detektieren.
Vorteilhafterweise wird aus dem transformierten Signal eine Position innerhalb des Verstellweges der Verstelleinrichtung bestimmt. Hierzu werden die ermittelten Welligkeiten gezählt, um die aktuelle Position zu inkrementieren beziehungsweise zu dekrementieren. Um die aktuelle Position gegenüber der realen Position des zu verstellenden Teils der Verstelleinrichtung möglichst fehlerfrei zu bestimmen, ist eine möglichst genaue Erfassung der Welligkeit des Antriebsstromes erforderlich.
Hierzu wird in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zur Positionsbestimmung eine Positionskenngröße des transformierten Signals als Kenngröße ausgewertet, indem das Überschreiten und/oder Unterschreiten eines oder mehrerer Positionsschwellwerte gezählt wird. Der beziehungsweise die Schwellwerte sind dabei derart festzulegen, dass das von der Welligkeit des Antriebsstromes abhängige Signal diesen Schwellwert beziehungsweise diese Schwellwerte unter- und/oder überschreitet, wenn der Antriebsmotor betrieben wird.
Bevorzugt wird zumindest ein Schwellwert angepasst. Die Anpassung erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von bestimmten Messwerten und/oder vorgegebenen Parametern. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass eine Anpassung zumindest eines Schwellwertes erfolgt, wenn zuvor eine Welligkeit nicht erkannt wurde. Aus vorhergegangenen Welligkeiten wird dabei eine Welligkeit innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls erwartet. Wird die Welligkeit innerhalb des Zeitintervalls nicht detektiert, wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Empfindlichkeit der Detektion erhöht, indem der oder die Schwellwerte angepasst werden. Zur Anpassung werden beispielsweise die die Schwellwerte repräsentierenden Registereintragungen in einem Mikrocontroller überschrieben. Werden beispielsweise zwei Schwellwerte als Fensterkomparator verwendet, so wird das Fenster zur Erhöhung der Empfindlichkeit vorzugsweise verkleinert.
Eine auch kombinierbare Alternative zur Anpassung der Schwellwerte kann vorteilhafterweise erfolgen indem der zumindest eine Schwellwert in Abhängigkeit von einem bestimmten Flächenintegral der Werte der Kenngröße angepasst wird. Das Flächenintegral ermöglicht dabei hoch-frequente Störanteile im Nutzsignal herauszufiltern. Zudem wird ein Flächenintegral auch vorteilhaft zur Bestimmung der Welligkeit verwendet, indem der aktuelle Wert des Flächenintegrals mit e einem oder mehreren Schwellwerten verglichen wird.
Bevorzugt erfolgt die Anpassung des zumindest einen Schwellwertes in Abhängigkeit von der Antriebsbewegung und/oder einem Betriebsmodus der Verstelleinrichtung und/oder einer oder mehreren weiteren Kenngrößen des Kraftfahrzeugs. Die Abhängigkeit von der Antriebsbewegung ist beispielsweise durch das Verhalten des Antriebsmotors, insbesondere das Anlaufverhalten, das gleichmäßige Verstellen, das Bremsverhalten oder das Verstellen in einen Anschlag bedingt. Der Betriebsmodus ist beispielsweise durch Automatikläufe, manuelle Verstellung, Tipptastbetrieb oder Normierungsläufe charakterisiert und als Steuerparameter im Mikrocontroller hinterlegt. Die Kenngröße des Kraftfahrzeugs ist beispielsweise die Zündschalterstellung oder das Messsignal eines Beschleunigungssensors.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zur Positionsbestimmung eine Positionskenngröße des transformierten Signals ausgewertet wird, indem ein Positionsinkrement gezählt wird, wenn die Positionskenngröße einen unteren Positionsschwellwert und einen oberen Positionsschwellwert überschreitet und/oder unterschreitet. Die Positionskenngröße ist dabei von der Welligkeit des Antriebsstromes abhängig. Insbesondere ist die Welligkeit des Antriebssignals in ein Band im Skalen-Zeitbereich transformiert. Der obere und der untere Positionsschwellwert müssen vorzugsweise nacheinander über- und/oder unterschritten werden, um ein zu zählendes Positionsinkrement zu detektieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung wird ein Positionsinkrement nur gezählt, wenn das Überschreiten und/oder Unterschreiten des unteren Positionsschwellwertes und des oberen Positionsschwellwertes innerhalb einer bestimmten Zeitdauer erfolgt. Mit der Zeitdauer wird eine Signalsteilheit festgelegt für die ein Positionsinkrement detektiert wird. Zusätzlich zu diesem Signalanstieg wird vorzugsweise ein Flächenintegral ausgewertet. Die Detektion des Positionsinkrementes kann dabei mittels eines Vergleichs des Wertes des Flächenintegrals mit einem Flächenintegralschwellwert erfolgen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass innerhalb eines Zeitintervalls Werte einer Positionskenngröße zur Bestimmung einer Welligkeit des Signals ausgewertet werden. Das Zeitintervall wird dabei bevorzugt um eine zu erwartende Welligkeit angeordnet. Innerhalb dieses Intervalls können die Signalwerte des transformierten Signals ausgewertet werden, was beispielsweise eine Reduktion der Rechenleistung ermöglicht. Vorzugsweise wird eine Breite des Zeitintervalls in Abhängigkeit von der Amplitude der Positionskenngröße angepasst. Dies ermöglicht bei stark gestörten Signalen eine zuverlässigere Auswertung, während im Falle von hohem Signal-Störverhältnis die genutzte Rechenleistung verringert wird.
Eine, auch mit der Anpassung der Breite des Intervalls kombinierbare Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, im Anlauf der Verstellbewegung die zeitlich erste Grenze des Zeitintervalls unabhängig von der zweiten Grenze des Zeitintervalls anzupassen. Hierdurch wird vorzugsweise auch ein Beschleunigungsverhalten oder Bremsverhalten der Verstelleinrichtung reagiert.
Zudem kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine innerhalb des Zeitintervalls erkannte Welligkeit zeitlich korrigiert wird, wenn eine Abweichung von der zeitlichen Aufeinanderfolge von vorhergehenden oder nachfolgenden Welligkeiten ermittelt wird.
Im folgenden wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen
1 einen Welligkeitsanteil eines Stromsignals eines mechanischen kommutierten Elektromotors,
2 eine schematische Darstellung eines transformierten, von der Bewegung eines Elektromotors abhängigen Signals bei unterschiedlichen Federraten eines eingeklemmten Gegenstandes oder Körperteils,
3 schematische Darstellung eines Elektromotors,
4 verschiedene Skalen einer Wavelet-Transformation,
5 ein Messsignal eines Hallsensors im Zeitbereich und im Skalenbereich, und
6 ein Messsignal eines Motorstroms und die Auswertung der Wavelet-Transformierten des Messsignals mittels Schwellwert.
Zu Beginn wird die in den Ausführungsbeispielen verwendete Wavelet-Transformation näher erläutert.
Die klassische Methode der Spektralanalyse ist die Fouriertransformation (FT). Probleme treten bei einer Diskretisierung der Fouriertransformation auf, da die digitale Fouriertransformation nur für periodische Signale definiert ist, d.h. Frequenzänderungen und Unstetigkeiten lassen sich nur schwer beschreiben.
Mit Hilfe der so genannten Wavelet-Transformation (WT), die eine Integraltransformation mit lokalkompaktem Träger darstellt, können diese Probleme der Fouriertransformation umgangen werden. Die Abbildungseigenschaften der Wavelet-Transformation hängen dabei von der Wahl des Wavelet-Kerns und der Wavelet-Basis ab.
Die kontinuierliche Wavelet-Transformation benutzt Verschiebungen und Dehnungen einer bestimmten Funktionsfamilie, den so genannten Wavelet-Basen, um Funktionen zu transformieren, d.h. die Transformation benutzt Funktionen der Form,
um Signale zu untersuchen. Im Falle der kontinuierlichen Wavelet-Transformation werden die Dehnungen und Verschiebungen kontinuierlich über die Menge der reellen Zahlen variiert.
Wavelets sind quadratisch integrierbare Funktionen im L₂(R)-Raum, d.h. es gilt
Außerdem lässt sich schreiben
Damit ein Wavelet eine Wavelet-Basis darstellt, muss folgende Zulässigkeitsbedingung erfüllt sein.
wobei ψ (ω) die Fouriertransformierte ψ (t) darstellt. Erfüllt ein Wavelet diese Bedingung, so lässt sich die Funktion aus ihrer Fouriertransformierten zurückgewinnen.
Die kontinuierliche Wavelet-Transformation einer Funktion s(t) ∈ L₂(R) lässt sich durch folgenden Ausdruck beschreiben
Bereits aus dieser groben Skizze lassen sich einige Eigenschaften der Wavelet-Tranformation erkennen. Um ihre Wirkungsweise zu verdeutlichen, nehmen wir ein Wavelet ψ mit einem kompakten Träger an. Der Parameter b verschiebt das Wavelet, so dass in der Transformierten lokale Informationen von s um den Zeitpunkt t = b enthalten sind. Der Parameter a steuert die Größe des Einflussbereichs, für a gegen 0 zoomt die Wavelet-Transformierte immer schärfer auf t = b. Die inverse Wavelet-Transformation
Die Beschreibung der kontinuierlichen Wavelet-Transformation im vorausgegangenen Abschnitt diente in der Hauptsache dem Verständnis der Wavelet-Transformation. In der Praxis muss aber nun für einen effizienten Einsatz der Transformation eine Diskretisierung der Allgemeingleichung stattfinden.
Damit man nicht über alle Zahlen kontinuierlich transformieren muss, ist es nützlich, den Parametern a und b spezielle Werte zuzuweisen, um die Basis des Wavelets zu definieren. Die gebräuchlichste Zuweisung ist eine dyadische Variation der Parameter: a = 2^–j und b = k 2^–j, wobei k und j ganze Zahlen darstellen. Mit dieser speziellen Zuweisung gelangt man zu folgenden Wavelets
Mit diesen Wavelets erhält man eine dyadische Wavelet-Transformation.
Ersetzt man jetzt noch das Integral durch eine Summe, ergibt sich die diskrete Transformation (DWT)
Man kann nun mit Hilfe der diskreten Wavelet-Transformation jede beliebige Funktion ähnlich wie mit Fourierreihen mit Wavelet-Reihen darstellen.
Bevorzugt wird die Multiskalenanalyse (MSA) auf der Basis dyadischer Wavelets verwendet.
Bei der Multiskalenanalyse wird davon ausgegangen, ein Signal s(t) aus einem Unterraum V_–1, des L₂(R) in seinem hoch- und niederfrequenten Anteil aufzuspalten. Den glatten Anteil beschreibt man durch einen orthogonale Projektion P₀s auf einen kleineren Raum V₀, der die glatte Funktion V_–1 enthält. Das orthogonale Komplement V₀ in V_–1 bezeichnet man mit W₀, der die rauhen Elemente umfasst. Die Projektion von s auf W₀ ist dann Q₀s. Man kann also schreiben
Analog wird nun mit P₀s verfahren, d.h. man spaltet auch P₀s wieder in Unterräume V₁ und W₁, auf, die jeweils die glatten und auen Elemente enthalten. Man erhält
Man kann diese Gleichung als Zerlegung eines Signals in Frequenzbänder hoher Frequenzen und in ein Frequenzgemisch niedriger Frequenzen verstehen. Diesen Zerlegungsprozess kann man mathematisch mit der Multiskalenanalyse beschreiben. Die Räume V_m sind skalierte Funktionen des Grundraums V₀, der durch Translation einer Funktion φ, der Skalierungsfunktion aufgespannt wird. Diese Skalierungsfunktion erfüllt eine Skalierungsgleichung
In dieser Gleichung liegt der Schlüssel zur Konstruktion sowohl orthogonaler Wavlet-Basen als auch schneller Algorithmen. Die Verbindung zwischen Skalierungsfunktionen und Wavelets zeigen folgende Gleichungen
Die 4 zeigt schematisch eine derartige Zerlegung mittels einer Multiskalenanalyse. Die Skalen SC umfassen dabei unterschiedliche Zeitintervalle. Die Skale 530 entspricht dabei hochfrequenten Signalanteilen, während die Skale 500 im Wesentlichen die sehr niederfrequenten Signalanteile umfasst. Die dazwischen liegenden Skalen 520 und 510 betreffen weitere Frequenzanteile des transformierten Signals. Die 4 illustriert, dass die niederfrequenten Signalanteile der Skale 500 über einen größeren Zeitraum transformiert werden, als die Skale 530 der hochfrequenten Signalanteile. Insbesondere sind die Flächeninhalte der einzelnen Signalanteile zueinander korreliert.
Für den praktischen Einsatz der Wavelet-Transformation ist ein schneller Algorithmus erforderlich, um die diskrete Wavelet-Transformation effektiv anzuwenden. Zentrales Hilfsmittel hierfür ist die im vorherigen Abschnitt beschriebene Multiskalenanalyse.
Eine Funktion s in V₀ besitzt eine Entwicklung der Form
mit dem reellen Entwicklungskoeffizienten
Wie bisher bezeichnet ψ das zu φ gehörende orthogonale Wavelet. Es kann nun mit der Berechnung der diskreten Wavelet-Transformation, d.h. mit der Auswertung der Skalarprodukte
begonnen werden. Dazu werden die Bezeichnungen
eingeführt. Mit Hilfe der Skalierungsgleichung erhält man die Darstellungen
Der Zerlegungsalgorithmus ist damit gegeben. Ausgehend von der Folge C⁰ kann man die diskrete Wavelet-Zerlegung rekursiv durch diskrete Faltung berechnen. Eine etwas andere Zerlegungsvorschrift mit weiteren Stützstellen zwischen den einzelnen Berechnungen ist zudem möglich.
Die Auswahl des passenden Wavelet für eine schnelle und effektive Auswertung der generierten Signale ermöglicht die Optimierung für spezifische Anwendungen. Im Folgenden wird ein relativ einfaches Wavelet gewählt, das sogenannte Haar-Wavelet. Zum einen stellt es das einfachste Wavelet dar mit nur jeweils zwei Koeffizienten für die Skalierungs-Wavelet-Zerlegung, zum anderen lassen sich auch mit anderen komplizierteren Wavelets eine Transformierung der generierten Signale erzielen.
Das Haar-Wavelet wird doch folgende Formel beschrieben
Die dazugehörige charakteristische Skalierungsfunktion lautet
Der Verlauf der Skalierungsfunktion ist somit festgelegt. Für die Filterkoeffizienten h_k und g_k gelten folgende Ausdrücke:
Zur Verdeutlichung einer Einklemmschutzfunktion sind in der 5 mehrere Signalverläufe dargestellt. Im oberen Teil der 5 ist ein Signal dargestellt, dass zur Drehgeschwindigkeit eines Elektromotors einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs abhängig ist. Dieses generierte Signal 4 wird dadurch erzeugt, dass der Abstand zwischen Flanken zeitlich ausgemessen wird, die von einem Drehwinkel des rotierenden Motors abhängen. Diese werden dadurch verursacht, dass ein in diesem Fall vierpoliger Ringmagnet von einem Hallsensor sensiert wird und die vom Hallsensor gemessenen Hallspannungen in Abhängigkeit von der jeweils zum Drehwinkel zugeordneten Polarität des Ringmagneten wechselt. Aufgrund der unterschiedlichen Größe der vier Segmente zeigt die am Anfang konstante Bewegung des rotierenden Motors einen zu den Segmentgrößen korrelierenden Rechteckverlauf der gemessenen Zeiten zwischen den einzelnen Wechseln der Polaritäten des Ringmagneten.
Der untere Teil der 5 zeigt vier transformierte Signale 41, die aus dem generierten Signal 4 des oberen Teils der 5 gewonnen wurden. Dabei ist in diesem Fall jeder Transformierten ein Polsegment des Ringmagneten zugeordnet. Das transformierte Signal 41 ist für die zu Beginn im Wesentlichen konstante Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors der Verstelleinrichtung des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen konstant. Vor dem Unterschreiten des Schwellwertes S3 ist zudem eine durch das mechanische System bedingte kurze Beschleunigung durch die vier transformierten Kurven erkennbar. Im Bereich 410 des transformierten Signals liegen die transformierten Signalwerte aller 4 Segmente unterhalb des Schwellwertes S3. Diese Situation kann von einer Steuerungsvorrichtung als Einklemmfall detektiert werden und der Antrieb im nachfolgenden Verfahrensschritt in die Gegenrichtung angesteuert werden, so dass es zu einem Reversieren der Verstellbewegung im Einklemmfall kommt. Die Messwerte und das transformierte Signal 41 der Bewegung der Gegenrichtung ist im hinteren Randbereich der 5 dargestellt.
In 2 sind zwei unterschiedliche Kurven 200 und 210 dargestellt, die unterschiedlichen Federraten im Falle einer Blockierung zugeordnet sind. In der rein schematischen Darstellung der 2 sind die Skalenwerte D gegenüber dem zeitlich fortschreitenden Abtastpunkten SP aufgetragen. Hierzu sind in 2 zwei Kurven eingezeichnet, wobei die Kurve 200 zu einer Federrate von 10 N/mm korreliert und die Kurve 210 zu werten mit einer Federrate von 65 N/mm korreliert. Die Kurven 200 und 210 beziehen sich damit auf einen harten und einen relativ weichen eingeklemmten Gegenstand.
Die von der Bewegung der Verstellvorrichtung abhängigen Signale werden mittels der Wavelet-Transformation transformiert und erzeugen für die beiden in der 2 dargestellten Einklemmfälle die schematisch dargestellten Kurvenverläufe. Die von der Verstellbewegung abhängigen Signale des generierten Signals, können beispielsweise die in 5 in deren oberen Teil dargestellten Zeitintervallen 4 zwischen mehreren Hallflanken eines Hallsensorsignales sein, das mit dem zuvor beschriebenen Ringmagneten wechselwirkt.
Neben Hallsignalen können alternativ andere Sensorssignale verwendet werden, die von der Verstellbewegung der Verstelleinrichtung abhängen. Vorteilhafterweise wird ein Antriebsstrom eines Elektromotors der Verstelleinrichtung zur Auswertung des Antriebsmoments der Verstelleinrichtung genutzt. Ein derartiger Elektromotor ist beispielhaft in der 3 dargestellt. 3 zeigt dabei ein einfaches Motormodell mit zwei Polen. Der Ständer aus massiven Eisen trägt einen Elektro- oder wie in diesem Fall einen Dauermagneten, der die Durchflutung liefert, welches zum Aufbau eines magnetischen Feldes benötigt wird.
Die Hauptpole N und S sind nach innen durch sogenannte Polschuhe 140 erweitert, um eine möglichst große Zahl an Ankerwicklungen 100 zu erfassen. Der magnetische Rückschluss wird durch das Gehäuse bzw. den Jochring 130 gewährleistet. Ein aus Dynamoblechen geschichteter Eisenkörper umschließt die Welle des Motors. Der magnetische Kreis ist damit bis auf den zur Drehung des Motors benötigten Luftspalt zwischen Anker 110 und Hauptpol 140 aus Eisen aufgebaut. Die Leiterstäbe bilden zusammen mit den Verbindungen die Ankerwicklungen 100. Den rotierenden Teil bezeichnet man als den oben bereits erwähnten Anker 110.
Damit im Ständerfeld ein Drehmoment von den stromdurchflossenen Leitern 100 erzeugt wird, muss während der Drehung des Ankers 110 eine Umschaltung der Stromrichtung beim Wechsel des Polbereichs N bzw. S im Ankerleiter 100 erfolgen. Diese Aufgabe übernimmt ein Stromwender der auch Kommutator bezeichnet wird. Dieser besteht aus voneinander isolierten Lamellen oder Kupfersegmenten und ist fest mit der Welle verbunden. Die Spulen der Ankerwicklung 100 sind mit ihrem Anfang und Ende fest mit dem einzelnen Segment verbunden. Über Kohle oder bei kleineren Motoren über Metallbürsten 150 erfolgt die Stromzufuhr in die Ankerwicklung 100. Bürste 150 und Kommutator bilden hierbei einen Gleitkontakt.
Wenn der Leiter durch die neutrale Zone wechselt, wird seine Stromrichtung geändert. Der Kommutator dient somit als mechanischer Schalter. Die mechanische Kommutierung des zuvor dargestellten prinzipiellen Elektromotors generiert eine Welligkeit des Antriebsstromes, wobei der Abstand dieser Maxima bzw. Minima mit einem Drehwinkel des Elektromotors korrelieren. Der oberste Teil der 6 zeigt einen Motorstrom während der Anlaufphase der Verstelleinrichtung. Der Motorstrom 2 weist dabei eine Welligkeit auf. Die Welligkeit dieses Signals bleibt auch erhalten, wenn dieses generierte Signal 2 mittels Wavelet-Transformation transformiert wird.
Die Wavelet-Transformierte ist im mittleren Bereich der 6 dargestellt. Das Signal 1 der Wavelet-Transformierten zeigt deutlich, dass eine Welligkeit dieses Signals auch im transformierten Bereich erhalten bleibt und ausgewertet werden kann. Hierzu wird das Signal mittels des eingezeichneten Schwellwertes ausgewertet, indem beim Überschreiten des Schwellwertes durch das transformierte Signal 1 ein Ausgangssignal eines Schwellwertschalters erzeugt wird, das im unteren Teil der 6 dargestellt ist. Dieses Ausgangssignal 3 des Schwellwertschalters ist ein binäres Signal, das zu dem zuvor dargestellten Überschreiten der Schwelle durch das transformierte Signal 1 zeitlich korreliert. Demzufolge sind die Abstände des Ausgangssignals 3 des Schwellwertschalters zu Drehwinkeln des Elektromotors korreliert.
Um eine verbesserte Auswertung des transformierten Signals 1 zu erhalten, ist in 1 nun dargestellt, dass das transformierte Signal – hier mit 1 bezeichnet – für eine als gültig erkannte Welligkeit einen unteren Schwellwert S2 als auch einen oberen Schwellwert S1 überschreiten muss. Das Überschreiten des unteren und oberen Schwellwertes muss dabei innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer ΔT erfolgen, damit die Welligkeit des Signals als gültig erkannt werden kann. 1 ist dabei eine rein schematische Darstellung des transformierten Signals 1, wobei die Amplitude des transformierten Signals A über die Zeit t aufgetragen dargestellt ist. Das Ausgangssignal im unteren Bereich der 6 des Schwellwertschalters, das von einem oder wie im 1 dargestellten Zweischwellwerten zur Auswertung abhängig sein kann, kann wiederum zur Detektion eines Einklemmfalls genutzt werden. Hierzu wird das Zeitintervall zwischen zwei Ausgangssignalen 3, die den Wert 1 nehmen, gemessen und wiederum einer Wavelet-Transformation zugeführt. Dies kann deswegen erfolgen, da die zeitlichen Intervalle zwischen den Ausgangssignalen 3 des Schwellwertschalters mit den Zeitintervallen der Hallsensorssignale des oberen Teils der 5 vergleichbar sind. Mittels der Welligkeit des Antriebsstromes ist es möglich die momentane Geschwindigkeit der Antriebsbewegung zu bestimmen. Zudem ist beispielsweise durch Zählen der einzelnen erkannten Welligkeiten eine Bestimmung einer Positionsänderung möglich.
Bevorzugt wird alternativ oder kombiniert neben der Welligkeit des Antriebsstromes zur Detektion einer Blockierung der Verstellung der momentane Strom bzw. die momentane Stromänderung des Motorstromes ausgewertet. Hierbei wird die Beziehung zwischen dem momentanen Motorstrom und dem vom Motor aufgebrachten Drehmoment genutzt. Steigt beispielsweise der Motorstromsignifikant an, so ist das Drehmoment des Motors proportional erhöht. Zudem kann kombiniert die Verlangsamung der Motorgeschwindigkeit durch die Vergrößerung der Zeitintervalle zwischen erkannten Welligkeiten des Antriebsstromes ausgewertet werden und zur Detektion einer Blockierung, insbesondere eines Einklemmfalles verwendet werden.
Bevorzugs wird die Einklemmdetektion mittels der Wavelet-Transformation für niedrige Federraten eingeklemmter Gegenstände oder Körperteile verwendet. Dabei ist eine Verwendung insbesondere für Federraten < 60Nm und insbesondere < 10Nm besonders vorteilhaft. Besonders bevorzugt wird das transformierte Signal zusätzlich integriert, um Rüttel- und Stoßkräfte auszufiltern. Zur Realisation einer Einklemmdetektion wird der aus der Integration gewonnene Integrationswert mit einem Integrationsschwellwert verglichen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwei unterschiedliche Ermittlungen eines Einklemmfalles zeitgleich erfolgen. Dabei erfolgt eine parallele Auswertung der gemessenen Daten zum einen mittels der Wavelet-Transformation und zum anderen mittels eines Algorithmus der die Messdaten im Zeitbereich auswertet. Dabei ist die Auswertung im Zeitbereich für größere Federraten als die Auswertung mittels Wavelet-Transformation ausgelegt.

A: Amplitude
ΔT: Zeitintervall, Zeitdauer
S1, S2, S3: Schwellwert
d: Amplitude
SP: Abtastungen
t: Zeit
N, S: magnetische Pole
U_A: Motorspannung
I_A: Motorstrom
SC: Skale
1, 1': transformiertes Signal
2: generiertes Signal
3: Ausgangssignal eines Schwellwertschalters
4: drehzahlabhängiges, insbesondere generiertes Signal, Hallzeit in Sekunden
41: transformiertes Signal, Wavelettransformierte der einzelnen Hallsegmentzeiten
410: Blockierungsfall, Einklemmfall
100: Ankerwicklung
110: Ankerblechpacket
120: Kommutator
130: Jochring
140: Hauptpol
150: Bürsten
200: transformiertes Signal für Federrate 10N/mm
210: transformiertes Signal für Federrate 65N/mm
500, 510, 520, 530

Claims

Steuerungsvorrichtung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit – einem Sensor zur Generierung eines einer Antriebsgeschwindigkeit eines Antriebs der Verstelleinrichtung zugeordneten Signals, – einer Recheneinheit, die Funktionen einer Transformation des Signals und eines Stoppens der Antriebsbewegung im Falle des Einklemmens eines Gegenstandes oder Körperteils in Abhängigkeit von einer Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals aufweist, und – einem mit der Recheneinheit verbundenen Leistungstreiber zur Steuerung eines Antriebsstromes für den Einklemmfall.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fensterfunktion zur Transformation.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Anpassungsfunktion der hierzu eingerichteten Recheneinheit zur Anpassung der Grenzen des Fensters der Fensterfunktion.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Anpassung, insbesondere Hinzufügung der Anzahl der Fensterungen.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformation eine Wavelet-Transformation ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Stoppen der Antriebsbewegung die Recheneinheit zur Auswertung zumindest einer Kenngröße einer oder mehrerer Skalen eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße ein Maß für einen Anteil einer oder mehrerer Skalen am generierten Signal ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße ein Maß für diesen Anteil in Bezug auf eine Zeiteinheit ist.
Steuerungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Auswertung unterschiedliche Federraten des mechanischen Systems der Verstelleinrichtung insbesondere in unterschiedlichen Skalen eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Auswertung einer oder mehrerer Eigenfrequenzen eines oder mehrerer Getriebe des mechanischen Systems der Verstelleinrichtung insbesondere in unterschiedlichen Skalen eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Rücktransformation einer oder mehrerer Skalen, um insbesondere ermittelte Störsignale bestimmter Skalen zu reduzieren.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Erkennung einer Charakteristik der Kenngröße für den Einklemmfall eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik der Kenngröße ein Charakteristikum des zeitlichen Verlaufs der Kenngröße des transformierten Signals ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Charakteristikum des zeitlichen Verlaufs ein Wert einer zeitlichen Änderung der Kenngröße ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Charakteristik ein Überschreiten und/oder Unterschreiten eines oder mehrerer Schwellwerte durch die Kenngröße und/oder einer zeitlichen Änderung der Kenngröße ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Charakteristikum ein Wert einer Transformierten der Kenngröße ist.
Steuerungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Anpassung zumindest eines Schwellwertes eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Anpassung zumindest eines Schwellwertes in Abhängigkeit von einem bestimmten Flächenintegral der Werte der Kenngröße.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Anpassung des zumindest einen Schwellwertes in Abhängigkeit von der Antriebsbewegung und/oder einem Betriebsmodus der Verstelleinrichtung und/oder einer oder mehreren weiteren Kenngrößen des Kraftfahrzeugs.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Anpassung des zumindest einen Schwellwertes in Abhängigkeit von – einer oder mehrerer Federraten des mechanischen Systems der Verstelleinrichtung, – einer gemessenen auf das mechanische System der Verstelleinrichtung wirkende Gewichtskraft, – einer gemessenen Temperatur des mechanischen Systems und/oder des Antriebs der Verstelleinrichtung, – einer gemessenen oder bestimmten (PWM) Versorgungsspannung des Antriebs, – einer aktuellen Position des zu verstellenden Teils der Verstelleinrichtung, oder einer Kombination der zuvor genannten Größen.
Steuerungsvorrichtung zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Anpassung eines Mutter-wavelets und/oder eines Vater-wavelets der Wavelet-Transformation in Abhängigkeit von dem Signal und/oder einem Verlauf des Signals im Falle eines Blockierens der Verstellbewegung eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Transformation in den Zeit-Skalenbereich von zumindest zwei unterschiedlichen Mutter-wavelets und/oder Vater-wavelets der Wavelet-Transformation insbesondere im Falle eines Blockierens der Verstellbewegung.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, gekennzeichnet durch ein Dichtungswavelet als Mutterwavelet und/oder Vater-wavelet, das an den Verlauf des generierten Signals für eine Verstellung des zu verstellenden Teils in eine Dichtung angepasst ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, gekennzeichnet durch ein Blockwavelet als Mutterwavelet und/oder Vater-wavelet, das an den Verlauf des generierten Signals für eine Verstellung des zu verstellenden Teils an einen mechanischen Anschlag angepasst ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, gekennzeichnet durch ein Standardwavelet als Mutterwavelet und/oder Vater-wavelet, das an den Verlauf des generierten Signals für den Fall eines Einklemmens eines oder mehrerer Körperteile angepasst ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Umschaltung zwischen den zumindest zwei Mutterwavelets und/oder Vater-wavelets für den Fall der Blockierung eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Normierung der aktuellen Position des zu verstellenden Teils der Verstelleinrichtung eingerichtet ist, wobei die Funktion der Recheneinheit die Auswertung der Kenngröße des transformierten Signals für zumindest eine der zwei Mutterwavelets und/oder Vater-wavelets insbesondere (aber nicht nur) für den Fall der Blockierung umfasst.
Steuerungsvorrichtung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit – einem Sensor zur Generierung eines von einer Antriebsbewegung eines Antriebs der Verstelleinrichtung abhängigen Signals, – einer Recheneinheit, die Funktionen einer Transformation des Signals und der Ermittlung einer Blockierung an einem mechanischen Anschlag anhand einer Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals aufweist, und – einem mit der Recheneinheit verbundenen Leistungstreiber zur Steuerung eines Antriebsstromes für den Blockierungsfall.
Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur kombinierten Auswertung mehrerer Skalen des transformierten Signals, um zwischen einem Einklemmfall und einer Blockierung an einem der mechanischen Anschläge zu unterscheiden.
Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal abhängig ist von einem Antriebsstrom des Antriebs der Verstelleinrichtung.
Steuerungsvorrichtung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit – einem Stromsensor zur Generierung eines von einer Welligkeit eines Antriebsstromes der Verstelleinrichtung abhängigen Signals, – einer Recheneinheit, die eingerichtet ist zur Transformation des Signals, zur Ermittlung einer Verstellposition und/oder einer Verstellgeschwindigkeit aus der Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals und zur Steuerung des Antriebs in Abhängigkeit von der ermittelten Verstellposition, und – einem mit der Recheneinheit verbundenen Leistungstreiber zur Steuerung eines Antriebsstromes.
Steuerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit die Funktion der Bestimmung einer Position des zu verstellenden Teil der Verstelleinrichtung innerhalb des Verstellweges aus dem transformierten Signal umfasst.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionsbestimmung die Recheneinheit eingerichtet ist zur Auswertung einer Kenngröße des transformierten Signals durch das Zählen des Überschreitens und/oder Unterschreitens eines oder mehrerer Positionsschwellwerte durch Werte der Kenngröße.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit die Funktion der Anpassung zumindest eines Schwellwertes aufweist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit die Funktion der Anpassung des zumindest einen Schwellwertes in Abhängigkeit von einer nicht erkannten Welligkeit aufweist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Anpassung des zumindest einen Schwellwertes in Abhängigkeit von einem bestimmten Flächenintegral der Werte der Kenngröße.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur Anpassung des zumindest einen Schwellwertes in Abhängigkeit von der Antriebsbewegung und/oder einem Betriebsmodus der Verstelleinrichtung und/oder einer oder mehreren weiteren Kenngrößen des Kraftfahrzeugs.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionsbestimmung die Recheneinheit eingerichtet ist zur Auswertung einer Positionskenngröße des transformierten Signals, wobei die Recheneinheit zur Zählung eines Positionsinkrement in Abhängigkeit von der Unterschreitung und/oder Überschreitung eines unteren Positionsschwellwertes und eines oberen Positionsschwellwertes eingerichtet ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist einen Positionsinkrement nur zu zählen, wenn das Überschreiten und/oder Unterschreiten des unteren Positionsschwellwertes und des oberen Positionsschwellwertes innerhalb einer bestimmten Zeitdauer erfolgt.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit zur Auswertung von Werten einer Positionskenngröße zur Bestimmung einer Welle einer Welligkeit des Signals innerhalb eines Zeitintervalls.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des Zeitintervalls in Abhängigkeit von der Amplitude der Positionskenngröße anpassbar ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass im Anlauf der Verstellbewegung die zeitlich erste Grenze des Zeitintervalls unabhängig von der zweiten Grenze des Zeitintervalls anpassbar ist.
Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit eingerichtet ist zur zeitlichen Korrektur einer innerhalb des Zeitintervalls erkannten Welle, wenn eine Abweichung von der zeitlichen Aufeinanderfolge von vorhergehenden oder nachfolgenden Wellen ermittelbar ist.
Digitales Speichermedium, insbesondere Datenträger, mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die so mit einer programmierbaren Recheneinheit zusammenwirken können, dass die Schritte des Transformierens eines Signals einer Antriebsgeschwindigkeit eines Antriebs der Verstelleinrichtung und des Stoppens des Antriebs und/oder des Umkehrens der Antriebsrichtung ausgeführt werden, wenn das Einklemmen eines Gegenstandes oder Körperteils in Abhängigkeit von einer Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals bestimmt wird.
Rechner-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung eines Programmablaufes auf einer Recheneinheit, indem die Schritte des Transformierens eines Signals einer Antriebsgeschwindigkeit eines Antriebs der Verstelleinrichtung und des Stoppens des Antriebs und/oder des Umkehrens der Antriebsrichtung ausgeführt werden, wenn das Einklemmen eines Gegenstandes oder Körperteils in Abhängigkeit von einer Kenngröße im Zeit-Skalenbereich des transformierten Signals bestimmt wird.