EP1110289A1 - Antriebsvorrichtung und verfahren zum verstellen eines fahrzeugteils - Google Patents
Antriebsvorrichtung und verfahren zum verstellen eines fahrzeugteilsInfo
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- EP1110289A1 EP1110289A1 EP99944601A EP99944601A EP1110289A1 EP 1110289 A1 EP1110289 A1 EP 1110289A1 EP 99944601 A EP99944601 A EP 99944601A EP 99944601 A EP99944601 A EP 99944601A EP 1110289 A1 EP1110289 A1 EP 1110289A1
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- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
- H02H7/0851—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load for motors actuating a movable member between two end positions, e.g. detecting an end position or obstruction by overload signal
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- H02H7/093—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed
Definitions
- the invention relates to a drive device for a vehicle part that can be adjusted between at least two positions, and a method for adjusting a vehicle part between at least two positions.
- a similar drive device in which, however, the threshold value is selected as a function of the position, the speed change between two adjacent positions recorded in a previous run being stored in a memory for certain positions of the adjustment path in order to be dependent on this to calculate the cut-off threshold for the speed depending on the position from the last position and speed currently recorded.
- DE-OS 29 26 938 it is known to detect the engine speed in a sliding roof drive at constant time intervals, to form the differences of successive values, to add up these differences if they are greater than a predetermined threshold value, and to switch off or reverse the Trigger motor as soon as the sum total exceeds a predetermined threshold.
- a drive device for a motor vehicle window which detects the motor speed by means of two Hall detectors and reverses the motor when a threshold value for the relative change in speed is exceeded.
- the threshold value is constantly recalculated as a function of the detected motor voltage and the ambient temperature determined by a temperature sensor on the motor. The standstill / operating times of the motor are also taken into account in order to be able to infer the ambient temperature from the motor temperature.
- a disadvantage of such drive devices detecting the speed is that the pinch protection is not effective between two signals for detecting the period or the engine speed and, in this respect, pinching of an object is only detected with a delay, which leads to increased clamping force and thus damage the actuation mechanism of the adjustable vehicle part or injuries to trapped body parts.
- a drive device for a motor vehicle window which detects the motor current and also detects the window position by means of Hall sensors in the motor and reverses the motor when a threshold value for the motor current is exceeded as a function of the window position.
- a disadvantage of such drive devices that detect the motor current is that additional electronic components are required for motor current detection. It is an object of the present invention to provide a drive device for a vehicle part movable between at least two positions and a method for adjusting a movable vehicle part between at least two positions, by means of which a rapid detection of an object being jammed is made possible without additional components.
- the extrapolation times preferably have a fixed time interval.
- Spring stiffness, damping and friction of the drive device are preferably taken into account when determining the force.
- the trigger threshold can be set lower.
- a measurement of the current period of the engine rotation is determined from the difference to at least one previous pulse signal measured value, an estimated value of the current period being determined taking into account at least one previous measured period, at each extrapolation time, an estimated from the estimated period current speed change is determined and the estimated value of the current force is determined from the estimated speed changes.
- the estimated speed change results from the difference between the period duration estimated for an extrapolation point in time and the period duration estimated for the previous extrapolation point in time, the period duration estimated for each extrapolation point in time being the sum of the last measured period duration and the weighted with parameters Sum of several before the last measured period duration, the latter sum being multiplied by the time elapsed since the last measurement.
- the force effect on the vehicle part is preferably determined by multiplying each estimated speed change by a proportionality factor and adding up the values obtained in this way as soon as the estimated speed change exceeds a lower threshold value. This reduces the influence of small changes in speed, which increases the tripping accuracy.
- the upper threshold value is preferably chosen to be variable depending on the last determined speed change value. This can further increase the triggering accuracy.
- control unit is preferably designed such that the proportionality factor for the determination of the change in force is selected from the change in speed as a function of the engine characteristic curve, which is determined for at least one engine voltage before the vehicle is started without a driven vehicle part. This results in better modeling of the individual system, so that the trigger threshold can be set lower.
- An advantageous further development consists in that, in parallel to the determination of the estimated value of the current force effect in at least one second independent calculation from the detected pulse signals at certain second times, a second value for the current force effect on the vehicle part is determined, the second value as a additional criterion is used when deciding whether the engine is switched off or reversed or not.
- a spectral analysis of the speed changes determined or estimated within a certain time window up to the time of the analysis is preferably carried out at certain points in time, the engine being switched off or reversed only when the determined spectrum meets certain requirements. This protects against false triggering under vibrating conditions.
- FlG. 1 shows a schematic illustration of a drive device according to the invention
- FlG. 2 shows a graphical representation of an exemplary temporal course of the period of the motor rotation
- FlG. 3 shows a schematic representation of an embodiment of the method according to the invention for determining a case of pinching
- FlG. 4 schematically shows a vehicle roof to illustrate the method according to FIG. 3.
- the movable covers 54 of vehicle sunroofs today predominantly designed as sliding / lifting roofs or spoiler roofs, are mostly driven by means of such drive cables 16.
- the window lifters of a motor vehicle door often act on the movable part, ie the pane, via a cable drum and a smooth cable. For the following consideration, it does not matter how the force is applied to the moving vehicle part.
- the cover 54 of a slide-lift is preferably Roof driven, which is, however, only shown in Fig. 4 for better clarity.
- a magnetic wheel 18 with at least one south and one north pole is mounted on the shaft 12 in a rotationally fixed manner.
- several, for example four, north and south poles can also be arranged on the magnetic wheel 18, as a result of which the period of the signals is shortened accordingly.
- Two Hall sensors 20, 22 are arranged near the magnetic wheel 18 in the circumferential direction, each of which sends a pulse signal to a control unit 24 provided with a microprocessor 36 and a memory 38 each time the north or south pole of the magnetic wheel 18 passes emit, which thus receives a signal about every quarter turn of the shaft 12.
- the period duration results in each case from the distance between two successive signals on the same sensor 20 or 22, which are received at a distance of one full rotation of the shaft 12.
- the period is alternately calculated from the time difference between the two last signals at the sensors 20 and 22, so that a new value of the period is available every quarter of a turn.
- the direction of rotation can also be determined on the basis of the phase shift of the signals of the two sensors 20, 22.
- the current position of the cover 54 can also be determined from the signals of the Hall sensors 20, 22 by feeding these signals to a counter 40 assigned to the control unit 24.
- the direction of rotation of the electric motor 10 can be controlled by the control unit 24 via two relays 26, 28 with changeover contacts 30, 32.
- the speed of the motor 10 is controlled by pulse width modulation via a transistor 34 controlled by the control unit 24.
- the microprocessor 36 determines the monthly period of the rotation of the shaft 12 and thus also of the electric motor 10.
- a measurement value for the period is available approximately every quarter of a rotation of the shaft 12 .
- estimates for the period are continuously extrapolated from previous measured values of the period in a fixed time grid, for example every 1 ms, for example according to the following formula:
- T * [k] T [i] + k • (al • T [i-1] + a2 ⁇ T [i-2] + a3 ⁇ T [i-3]) (1)
- al, a2, a3 are parameters, i is an index that every quarter, incremented, and k is the running index of the fixed time grid, which is reset to zero for each new measurement for the period.
- i is an index that every quarter, incremented
- k is the running index of the fixed time grid, which is reset to zero for each new measurement for the period.
- the parameters al, a2, a3 model the overall system of the drive device, i.e. Motor 10, power transmission components and cover, and are determined by the spring stiffness, damping and friction of the overall system. This results in a bandpass effect with the property that spectral components of the period over time, which result from vibrations, are rated weaker than those which result from a pinching event.
- FlG. 2 schematically shows an exemplary temporal course of the measured period durations T and the period durations T * estimated therefrom. The dashed curve represents the true course of the period.
- the speed change at time [k], based on the previous time [k-1], is then estimated from the estimated values for the period, using a motor voltage filter and a travel profile filter to determine the influences of the motor voltage and the position at which the moving vehicle part, ie the cover, just located, to eliminate the engine speed using the following formula:
- Um [k] is the motor voltage at the time [k]
- Vu is a motor voltage filter which simulates the dependence of the speed on the motor voltage detected by the control unit 24
- x [k] is the position of the cover at the time [k]
- Vr is a displacement profile filter that simulates the dependence of the engine speed on the position of the cover.
- the motor voltage filter Vu simulates the dynamic behavior of the motor when the voltage changes.
- the motor voltage filter Vu is preferably designed as a low-pass filter, the time constant of which is equal to the motor time constant.
- the time constant depends on the operating case, i.e. the opening or closing of the cover 54 in the sliding or lowering direction, and the magnitude of the change in voltage.
- the Wegpro filfilter Vr is automatically determined by a learning run after installing the drive device in the vehicle. As mentioned above, the position of the cover 54 is determined from the pulse signals of the Hall sensors 20, 22 which are summed up by means of the counter 40.
- the estimated speed changes ⁇ N * [k] are compared with a fixed lower limit that is constant over time. As soon as they exceed this lower limit, they are each multiplied by a proportionality factor Vf, which represents the steepness of the motor characteristic of the electric motor 10 (torque versus speed). The slope is approximately constant at constant motor voltage and motor temperature, but is different for each electric motor 10.
- Vf proportionality factor
- the ambient temperature is detected by a temperature sensor and the motor temperature is approximated by recording the operating time (instead of the ambient temperature, the motor temperature can also be detected directly by a temperature sensor on the electric motor 10).
- the ⁇ F [k] values are added up as long as the ⁇ N * [k] values are above the specified lower limit. As soon as two consecutive ⁇ N * [k] values are below it again, the sum is set to zero. If a ⁇ N * [k] value exceeds a fixed upper limit, only the value of the upper limit is included in the sum instead of this ⁇ N * [k]. This serves to eliminate as far as possible the effects of vibrations, which lead to brief, periodic peaks in the speed change, on the detection of a glueing accident. In the simplest case, this upper limit can be chosen to be constant. In order to increase the accuracy of the triggering, however, the upper limit can also be selected in a time-dependent manner depending on the currently determined speed change, e.g. in the form that the upper limit is increased with increasing current speed change.
- the control unit 24 triggers a reversal of the electric motor 10 by actuating the relays 26, 28 via the switches 30, 32 in order to immediately release a jammed object or a jammed body part to give.
- the trapping protection is active by the described extrapolation of the period also between two measured values of the period at fixed times, which means that a trapping occurs earlier, i.e. even with lower cycles, force can be recognized, which better prevents injuries or damage and thereby increases the safety of the drive device.
- a spectral analysis of the speed changes determined within a certain time window up to the time of analysis can be carried out.
- Certain spectral characteristics in particular when a clearly pronounced peak occurs, which is not in the spectral range typical for pinching cases, prevents triggering, even if the threshold Fmax is exceeded.
- a second embodiment of the invention is shown schematically in FIG.
- the main difference from the first embodiment described above is that, in parallel and independently of an extrapolation according to the invention of the measured period durations at specific times and the determination of estimated values for the force acting on the adjustable vehicle part, a second calculation 52 with its own parameter set is carried out in a first calculation 50 and another sampling rate is carried out, which also provides a value for the current force.
- a logic stage 54 in the form of an OR operation.
- the rigidity of the overall system is made up of the rigidity of the sliding-lifting roof mechanism, the clamped body and the vehicle body.
- the stiffness of the pinched body depends on the type of body.
- the rigidity of the body is heavily dependent on the place where the body is pinched. This applies in particular to the lowering movement of a cover 54 from an opening position, see FIG. 4. If a body 56 is clamped in the area of the roof center (indicated in FIG. 4 by 58), the overall system is considerably softer due to the possible deflection of the rear edge of the cover than when pinching in the edge area (indicated in Fig. 4 with 60).
- the sampling rate means the distance between the times at which a value for the momentary force is determined. If the system works with a single fixed sampling rate, the parameter set of the calculation, in particular the threshold or Limit values and the selected sampling rate can only be optimized for a single stiffness of the overall system, although in practice different stiffnesses of the overall system can be decisive depending on the type and location of the clamped body.
- a second parallel calculation 52 it is possible, by appropriate selection of the calculation parameters and the sampling rate on which the calculation is based, that is to say the choice of the times at which a new value of the momentary force action is calculated, this second calculation 52 for a different stiffness to optimize.
- the second calculation 52 is preferably for the detection of slow changes in force, i.e. small stiffnesses optimized, while the first calculation 50 for the detection of rapid changes in force, i.e. great stiffness is optimized.
- the second calculation 52 does not require an extrapolation of measured values of the period duration, but, depending on the relevant stiffness range, a calculation 52 is made after the receipt of a new measured value or only after every nth input of a measured value a new value of the momentary force applied. In principle, however, if necessary, the second calculation 52 can also use an extrapolation algorithm, the extrapolation times being selected at a greater distance than in the first calculation 50.
- the first sampling rate is selected so that it is used for the detection of pinching with the The highest detection system stiffness is optimal
- the speed detection stage 62 is used jointly by the first calculation 50 and the second calculation 52.
- the change in speed ⁇ N * is converted to the by means of the formula (3) in the manner described above using a first value for the fixed lower limit, a first value for the fixed upper limit and a first value for the threshold value Fmax the first sampling rate specified points in time, ie the extrapolation points in time [k], determined whether the momentary force effect exceeds this first threshold value Fmax.
- the values of this first parameter set are optimized for the detection of pinching cases with the greatest expected system rigidity.
- the sampling rate is selected so that it is optimal for the detection of pinching cases with the lowest expected system stiffness.
- This second sampling rate can e.g. should be chosen so that only every fourth measured value of the period T should be taken into account.
- the second calculation is only carried out by the Hall sensors 20, 22 every fourth signal input, i.e. only every fourth speed N [i] determined by the stage 62, which goes back to a measured period T, is taken into account in the sampling stage indicated by 66 in FIG. 4.
- the speeds N * [k] determined from extrapolated period durations T * are of course not taken into account anyway.
- the second calculation 52 is therefore only carried out every fourth point in time [i].
- the speed change ⁇ N [i] compared to the last measured value is determined. Then it is determined in an analogous manner by means of the formula (3) using a second value for the fixed lower limit, a second value for the fixed upper limit and a second value for the threshold value Fmax whether the momentary force action exceeds this second threshold value Fmax.
- the values of this second parameter set are optimized for the detection of pinching cases with the lowest expected system rigidity.
- the results of the first and the second calculation are logically linked to one another in a logic stage 64 for the decision as to whether there is a jamming situation, ie the engine should be switched off or reversed. In the simplest case, this is an OR operation. In this case, the motor is switched off or reversed when one of the two calculations has detected a case of jamming.
- the decision becomes everyone Time when the first calculation 50 delivers a new result. Since new results of the second calculation 52 are available much less frequently, the last result of the second calculation 52 is always supplied to the logic stage 64.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen eines Fahrzeugteils zwischen mindestens zwei Stellungen sowie eine Antriebsvorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens. Das Fahrzeugteil wird von einem Elektromotor (10) angetrieben. Es wird ein Pulssignal entsprechend der Drehbewegung des Elektromotors (10) erzeugt und einer Steuereinheit (24) zum Steuern des Elektromotors (10) zugeführt. Der Zeitpunkt des Eingangs eines jeden Signals an der Steuereinheit (24) wird erfasst und zwischen zwei solchen Eingangszeitpunkten wird zu bestimmten Extrapolationszeitpunkten aus mindestens einem Teil dieser gemessenen Zeitpunkte die aktuelle Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil abgeschätzt, wobei dieser Schätzwert als ein Kriterium bei der Entscheidung verwendet wird, ob der Elektromotor (10) abgeschaltet bzw. reversiert wird oder nicht.
Description
Antriebsvorrichtung und Verfahren zum Verstellen eines Fahrzeugteils
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein zwischen mindestens zwei Stellungen verstellbares Fahrzeugteil sowie ein Verfahren zum Verstellen eines Fahrzeugteils zwischen mindestens zwei Stellungen.
Aus der DE 43 21 264 AI ist eine Antriebsvorrichtung bekannt, bei welcher ein Elektromotor eine Kfz-Fensterscheibe antreibt. Mittels zweier um 90 Grad versetzter Hall-Sensoren, die mit einem auf der Motorwelle angeordneten Magneten zusammenwirken, wird ein Signal erzeugt, aus welchem die momentane Periodendauer der Motordrehung und damit die monentane Drehzahl des Motors zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein solches Signal an einer Steuereinheit zum Steuern des Motors eingeht, bestimmt wird. Sobald die momentane Drehzahländerung, die sich aus der Differenz zweier aufeinanderfolgender Drehzahl-Meßwerte ergibt, einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, wird der Motor reversiert, um einen eventuell eingeklemmten Gegenstand freizugeben.
Aus der DE 195 11 581 AI ist eine ähnliche Antriebsvorrichtung bekannt, bei welcher jedoch der Schwellwert positionsabhängig variabel gewählt ist, wobei in einem Speicher für bestimmte Positionen des Verstellwegs die in einem früheren Lauf erfaßte Geschwindigkeitsänderung zwischen zwei benachbarten Positionen gespeichert ist, um daraus in Abhängigkeit von der letzten aktuell erfaßten Position und Geschwindkeit den Abschaltschwellwert für die Geschwindigkeit jeweils positionsabhängig zu berechnen.
Aus der DE-OS 29 26 938 ist bekannt, bei einem Schiebedachantrieb in gleichbleibenden zeitlichen Abständen die Motordrehzahl zu erfassen, die Differenzen aufeinander folgender Werte zu bilden, diese Differenzen aufzuaddieren, wenn sie größer als ein vorbestimmter Schwellwert sind, und ein Abschalten oder Reversieren des Motors auszulösen, sobald die aufaddierte Summe einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt.
Aus der DE 43 12 865 AI ist eine Antriebsvorrichtung für ein Kfz-Fenster bekannt, welche die Motordrehzahl mittels zweier Hall-Detektoren erfaßt und bei Überschreiten eines Schwellwerts für die relative Änderung der Drehzahl den Motor reversiert. Dabei wird der Schwellwert in Abhängigkeit von der erfaßten Motorspannung und der durch einen Temperatursensor am Motor ermittelten Umgebungstemperatur ständig neu berechnet. Dabei werden auch die Stand/Betriebszeiten des Motors berücksichtigt, um von der Motortemperatur auf die Umgebungstemperatur schließen zu können.
Aus der DE 196 18 219 AI ist bekannt, bei einem Schiebedachantrieb die Drehzahlschwelle bzw. die Drehzahländerungsschwelle des Motors, ab welcher ein Reversieren des Motors erfolgt, aus den positionsabhängigen Drehzahldaten eines vorher erfolgten Referenzlaufs abhängig von der Postion des Deckels zu ermitteln.
Nachteilig bei solchen die Drehzahl erfassenden Antriebsvorrichtungen ist, daß zwischen zwei Signalen zur Erfassung der Periode bzw. der Motordrehzahl der Einklemmschutz nicht wirksam ist und insoweit unter Umständen ein Einklemmen eines Gegenstands nur mit Verzögerung erkannt wird, was zu einer erhöhten EinMemmkraft und damit zu Beschädigungen an der Betätigungsmechanik des verstellbaren Fahrzeugteils oder zu Verletzungen an eingeklemmten Körperteilen führen kann.
Aus der DE 195 14 954 AI ist eine Antriebsvorrichtung für ein Kfz-Fenster bekannt, welche den Motorstrom erfaßt und außerdem die Fensterstellung mittels Hall-Sensoren im Motor erfaßt und bei Überschreiten eines Schwellwerts für den Motorstrom in Abhängigkeit von der Fensterstellung den Motor reversiert.
Nachteilig bei solchen den Motorstrom erfassenden Antriebsvorrichtungen ist, daß zur Motorstromεrfassung zusätzliche elektronische Bauteile erforderlich sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung für ein zwischen mindestens zwei Stellungen bewegliches Fahrzeugteil sowie ein Verfahren zum Verstellen eines beweglichen Fahrzeugteils zwischen mindestens zwei Stellungen zu schaffen, durch welche(s) ohne zusätzliche Bauteile ein rasches Erfassen eines Einklemmens eines Gegenstands ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 30.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft, daß der Einklemmschutz auch zwischen zwei Signalen, d.h. zwischen zwei Meßwerten, ohne zusätzlichen Aufwand, wie er z.B. bei der Motorstromerfassung nötig ist, wirksam ist und so auch sehr schnell auf Einklemmfälle reagieren kann.
Bevorzugt weisen die Extrapolationszeitpunkte einen festen zeitlichen Abstand auf.
Vorzugsweise werden Federsteifigkeiten, Dämpfungen und Reibungen der Antriebsvorrichtung bei der Bestimmung der Krafteinwirkung berücksichtigt. Durch diese Modellierung des Systems kann die Auslöseschwelle niedriger gelegt werden.
Vorzugsweise wird jeweils bei Eingang eines neuen Pulssignals aus der Differenz zu mindestens einem früheren Pulssignalmeßwert ein Meßwert der aktuellen Periodendauer der Motordrehung bestimmt, wobei zu jedem Extrapolationszeitpunkt ein Schätzwert der aktuellen Periodendauer unter Berücksichtigung mindestens einer vorangegangenen gemessenen Periodendauer ermittelt wird, aus den abgeschätzten Periodendauern eine abgeschätzte aktuelle Drehzahländerung bestimmt wird und aus den abgeschätzten Drehzahländerungen der Schätzwert der aktuellen Krafteinwirkung bestimmt wird.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, daß sich die abgeschätzte Drehzahländerung aus der Differenz der für einen Extrapolationszeitpunkt abgeschätzten Periodendauer und der für den vorhergehenden Extrapolationszeitpunkt abgeschätzten Periodendauer ergibt, wobei sich die für jeden Extrapolationszeitpunkt abgeschätzte Periodendauer ergibt als Summe aus der letzten gemessenen Periodendauer und der mit Parametern gewichteten Summe aus mehreren
vor der letzten gemessenen Periodendauer gemessenen Periodendauern, wobei letztere Summe mit der seit der letzten Messung vergangenen Zeit multipliziert ist.
Vorzugsweise werden in der Summe nur die letzten drei der der letzten Messung vor dem Extrapolationszeitpunkt vorangegangen Messwerte der Periodendauer berücksichtigt. Dies ist für eine zufriedenstellende Funktion ausreichend.
Bevorzugt wird die Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil dadurch ermittelt, daß jede abgeschätzte Drehzahländerung mit einem Proportionalitätsfaktor multipliziert wird und die so erhaltenen Werte aufsummiert werden, sobald die abgeschätzte Drehzahländerung einen unteren Schwellwert übersteigt. Dadurch wird der Einfluß kleiner Drehzahländerungen vermindert, was die Auslösegenauigkeit erhöht.
In bevorzugter Ausfuhrung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß, wenn die abgeschätzte Drehzahländerung einen oberen Schwellwert übersteigt, statt der abgeschätzten Drehzahländerung nur der obere Schwellwert in die Summation eingeht. Dadurch werden Fehlauslösungen des Einklemmschutzes durch Vibrationseinflüsse verhindert.
Der obere Schwellwert ist vorzugsweise variabel in Abhängigkeit von dem letzten ermittelten Drehzahländerungswert gewählt. Dadurch kann die Auslösegenauigkeit weiter erhöht werden.
Ferner ist die Steuereinheit vorzugsweise so ausgebildet, daß der Proportionalitätsfaktor für die Ermittlung der Kraftänderung aus der Drehzahländerung in Abhängigkeit von der Motorkennlinie gewählt ist, die vor Inbetriebnahme ohne angetriebenes Fahrzeugteil für mindestens eine Motorspannung ermittelt wird. Dadurch wird eine bessere Modellierung des individuellen Systems erzielt, so daß die Auslöseschwelle niedriger gelegt werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht ferner darin, daß parallel zu der Ermittlung des Schätzwerts der aktuellen Krafteinwirkung in mindestens einer zweiten unabhängigen Berechnung aus den erfaßten Pulssignalen zu bestimmten zweiten Zeitpunkten ein zweiter Wert für die aktuelle Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil bestimmt wird, wobei der zweite Wert als ein zusätzliches Kriterium bei der Entscheidung verwendet wird, ob der Motor abgeschaltet bzw. reversiert wird oder nicht. Dies hat den Vorteil, daß die erste und die zweite
Berechnung für unterschiedlich schnelle Einklemmvorgänge bzw. Kraftänderungen optimiert werden können, was die Auslösegenauigkeit weiter erhöht.
Vorzugsweise wird zu bestimmten Zeitpunkten eine spektrale Analyse der innerhalb eines bestimmten Zeitfensters bis zum Analysezeitpunkt ermittelten oder abgeschätzten Drehzahländerungen vorgenommen, wobei der Motor nur dann abgeschaltet oder reversiert wird, wenn das ermittelte Spektrum bestimmte Anforderungen erfüllt. Dies schützt für Fehlauslösungen unter Rüttelbedingungen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden sind zwei.- Ausführungsformen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
FlG. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,
FlG. 2 eine graphische Darstellung eines beispielhaften zeitlichen Verlaufs der Periodendauer der Motordrehung,
FlG. 3 eine schematische Darstellung einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung eines Einklemmfalls, und
FlG. 4 schematisch ein Fahrzeugdach zur Veranschaulichung des Verfahrens gemäß Fig. 3.
Unter Bezugnahme auf FlG. 1 treibt ein als Gleichstrommotor ausgebildeter Elektromotor 10 über eine Welle 12 ein Zahnritzel 14 an, welches mit zwei zug- und drucksteif geführten Antriebskabeln 16 im Eingriff steht. Zwischen dem Elektromotor 10 und dem Ritzel 14 liegt optional noch ein nicht dargestelltes Schneckengetriebe. Die beweglichen Deckel 54 von Fahrzeug-Schiebedächern, heute überwiegend als Schiebe-Hebe-Dächer oder Spoilerdächer ausgeführt, werden meistens mittels solcher Antriebskabel 16 angetrieben. Die Fensterheber einer Kfz-Tür wirken oft über eine Seiltrommel und ein glattes Seil auf das bewegbare Teil, d.h. die Scheibe. Für die folgende Betrachtung ist es gleichgültig, wie die Krafteinleitung auf das bewegliche Fahrzeugteil erfolgt. Bevorzugt wird der Deckel 54 eines Schiebe-Hebe-
Daches angetrieben, der jedoch wegen der besseren Übersichtlichkeit nur in Fig. 4 dargestellt ist.
Auf der Welle 12 ist ein Magnetrad 18 mit wenigstens einem Süd- und einem Nordpol drehfest angebracht. Selbstverständlich können auch mehrere beispielsweise je vier Nord- und Südpole am Magnetrad 18 angeordnet sein, wodurch die Periodendauer der Signale entsprechend verkürzt wird. In Umfangsrichtung um etwa 90 Grad versetzt sind nahe des Magnetrads 18 zwei Hall-Sensoren 20, 22 angeordnet, die jeweils bei jedem Durchgang des Nord- bzw. Südpols des Magnetrads 18 ein Impulssignal an eine mit einem Mikroprozessor 36 und einem Speicher 38 versehene Steuereinheit 24 abgeben, die somit etwa bei jeder Viertelumdrehung der Welle 12 ein Signal empfängt. Die Periodendauer ergibt sich jeweils aus dem Abstand zweier aufeinanderfolgender Signale an demselben Sensor 20 bzw. 22, die im Abstand einer vollen Umdrehung der Welle 12 eingehen. Wegen der 90 Grad- Anordnung der beiden Sensoren 20, 22 wird die Periodendauer abwechselnd aus der zeitlichen Differenz der beiden letzten Signale an dem Sensors 20 bzw. 22 berechnet, so daß jede Viertelumdrehung ein neuer Wert der Periodendauer zur Verfügung steht. Durch diese Art der Bestimmung der Periodendauer wirken sich Abweichungen von der exakten 90 Grad- Geometrie der Sensoranordnung nicht auf die Periodendauer aus, wie dies bei einer Bestimmung der Periodendauer aus der Zeitdifferenz zwischen dem letzten Signal des einen Sensors und des anderen Sensors der Fall wäre.
Aufgrund der Phasenverschiebung der Signale der beiden Sensoren 20, 22 kann auch die Drehrichtung bestimmt werden. Zusätzlich kann aus den Signalen der Hall-Sensoren 20, 22 auch die aktuelle Position des Deckels 54 ermittelt werden, indem diese Signale einem der Steuereinheit 24 zugeordneten Zähler 40 zugeführt werden.
Die Drehrichtung des des Elektromotors 10 kann von der Steuereinheit 24 über zwei Relais 26, 28 mit Umschaltkontakten 30, 32 gesteuert werden. Die Drehzahl des Motors 10 wird durch Pulsbreitenmodulation über einen von der Steuereinheit 24 angesteuerten Transistor 34 gesteuert.
Aus dem Zeitpunkt des Signaleingangs von den Hall-Sensoren 20 bzw. 22 bestimmt der Mikroprozessor 36 die monentane Periodendauer der Umdrehung der Welle 12 und somit auch des Elektromotors 10. Somit steht etwa zu jeder Viertel umdrehung der Welle 12 ein Meßwert für die Periodendauer zur Verfügung. Um auch zwischen diesen Zeitpunkten einen Einklemmschutz zu gewährleisten, werden ständig in einem festen Zeitraster, z.B. nach jeweils 1 ms, Schätzwerte für die Periodendauer aus vorangegangenen Meßwerten der Periodendauer extrapoliert, beispielsweise nach folgender Formel:
T*[k] = T[i] + k • (al • T[i-1] + a2 ■ T[i-2] + a3 ■ T[i-3]) (1)
wobei al, a2, a3 Parameter sind, i ein Index ist, der bei jedem Signaleingang, d.h. bei jeder Viertelperiode, inkrementiert wird, und k der Laufindex des festen Zeitrasters ist, der bei jedem neuen Meßwert für die Periodendauer auf Null rückgesetzt wird. Statt der letzten vier Meßwerte können je nach Anforderung auch mehr oder weniger Meßwerte berücksichtigt werden, z.B. nur die letzten beiden.
Die Parameter al, a2, a3 modellieren das Gesamtsystem der Antriebsvorrichtung, d.h. Motor 10, Kraftübertragungskomponenten und Deckel, und sind durch die Federsteifigkeiten, Dämpfungen und Reibungen des Gesamtsystems bestimmt. Daraus ergibt sich eine Bandpaßwirkung mit der Eigenschaft, daß spektrale Anteile des Periodenzeitverlaufs, die von Vibrationen herrühren, schwächer bewertet werden als solche, die von einem Einklemmfall herrühren. FlG. 2 zeigt schematisch einen beispielhaften zeitlichen Verlauf der gemessenen Periodendauern T und der daraus abgeschätzten Periodendauern T*. Die gestrichelte Kurve stellt den wahren Verlauf der Periodendauer dar.
Aus den so bestimmten Schätzwerten für die Periodendauer wird dann die Drehzahländerung zum Zeitpunkt [k], bezogen auf den vorhergehenden Zeitpunkt [k-1], abgeschätzt, wobei ein Motorspannungsfilter und ein Wegprofilfilter verwendet werden, um Einflüsse der Motorspannung und der Position, an welcher sich das bewegliche Fahrzeugteil, d.h. der Deckel, gerade befindet, auf die Motordrehzahl zu eliminieren, wobei folgende Formel verwendet wird:
ΔN* [k] = (T* [k] - T* [k- 1 ]) / (T* [k])2 - Vu(Um[k]) - Vr(x[k]) (2)
wobei Um[k] die Motorspannung zum Zeitpunkt [k] ist, Vu ein Motorspannungsfilter ist, welches die Abhängigkeit der Drehzahl von der von der Steuereinheit 24 erfaßten Motorspannung nachbildet, x[k] die Position des Deckels zum Zeitpunkt [k] ist und Vr ein Wegprofilfilter ist, das die Abhängigkeit der Motordrehzahl von der Position des Deckels nachbildet.
Das Motorspannungsfilter Vu bildet das dynamische Verhalten des Motors bei Spannungsänderungen nach. Vorzugsweise ist das Motorspannungsfilter Vu als Tiefpaß ausgebildet, dessen Zeitkonstante gleich der Motorzeitkonstante ist. Die Zeitkonstante ist abhängig von dem Betriebsfall, d.h. vom Öffnen oder Schließen des Deckels 54 in Schiebeoder Absenkrichtung, und von der Größe der Spannungsänderung.
Das Wegpro filfilter Vr wird durch einen Lernlauf nach Einbau der Antriebsvorrichtung in das Fahrzeug automatisch ermittelt. Die Position des Deckels 54 wird, wie oben erwähnt, aus den mittels des Zählers 40 aufsummierten Impulssignalen der Hall-Sensoren 20, 22 bestimmt.
Die Entscheidung, ob ein Einklemmfall vorliegt oder nicht, erfolgt anhand der folgenden Formel:
Σ (Vf ΔN*[k]) = Σ (ΔF[k]) > Fmax (3)
Die abgeschätzten Drehzahländerungen ΔN*[k] werden mit einer festgesetzten zeitlich konstanten Untergrenze verglichen. Sobald sie diese Untergrenze übersteigen, werden sie jeweils mit einem Proportionalitätsfaktor Vf multipliziert, der die Steilheit der Motorkennlinie des Elektromotors 10 (Drehmoment über Drehzahl) wiedergibt. Die Steilheit ist bei konstanter Motorspannung und Motortemperatur in etwa konstant, ist jedoch für jeden Elektromotor 10 individuell verschieden. Um diese Einflüsse zu eliminieren, wird einerseits durch einen Temperaturfühler die Umgebungstemperatur erfaßt und die Motortemperatur über die Erfassung der Betriebsdauer genähert (statt der Umgebungstemperatur kann auch die Motortemperatur durch einen Temperatursensor am Elektromotor 10 direkt erfaßt werden). Andererseits werden bei jedem Elektromotor 10 vor dem Anschließen an den Deckel 54 im Rahmen der Fertigungsendprüfung bei konstanter Motorspannung zwei Wertepaare für
Drehzahl und Drehmoment ermittelt und in dem Speicher 38 abgespeichert. Aus diesen Meßwerten wird die Steigung der Motorkennlinie ermittelt, woraus der Proportionalitätsfaktor Vf berechnet wird.
Das Produkt aus ΔN*[k] und Vf entspricht der Änderung ΔF[k] der Krafteinwirkung auf die Verschiebebewegung des Deckels 54 zum Zeitpunkt [k], bezogen auf den Zeitpunkt [k-1].
Die ΔF[k]- Werte werden aufsummiert, solange die ΔN*[k]-Werte über der festgesetzten Untergrenze liegen. Sobald zwei aufeinanderfolgende ΔN*[k]-Werte wieder darunter liegen, wird die Summe auf Null gesetzt. Falls ein ΔN*[k]-Wert eine festgesetzte Obergrenze übersteigt, geht an Stelle dieses ΔN*[k] nur der Wert der Obergrenze in die Summe ein. Dies dient dazu, Einflüsse von Vibrationen, die zu kurzzeitigen periodischen Spitzen der Drehzahländerung fuhren, auf das Erkennen eines Einkleπrmfalles möglichst zu eliminieren. Diese Obergrenze kann im einfachsten Fall konstant gewählt werden. Um die Genauigkeit der Auslösung zu erhöhen, kann jedoch die Obergrenze auch in Abhängigkeit von der aktuell ermittelten Drehzahländerung zeitlich variabel gewählt werden, z.B. in der Form, daß die Obergrenze mit ansteigender aktueller Drehzahländerung angehoben wird.
Sobald die Summe der ΔF[k] eine maximal zulässige Klemmkraf Fmax übersteigt, löst die Steuereinheit 24 durch Ansteuerung der Relais 26, 28 über die Schalter 30, 32 ein Reversieren des Elektromotors 10 aus, um einen eingeklemmten Gegenstand oder ein eingeklemmtes Körperteil sofort wieder frei zu geben.
Somit ist der Einklemmschutz durch das beschriebene Extrapolieren der Periodendauern auch zwischen zwei Meßwerten der Periodendauer jeweils zu festen Zeitpunkten aktiv, wodurch ein Einklemmfall früher, d.h. noch bei geringerer Einklen mkraft, erkannt werden kann, was Verletzungen oder Beschädigungen besser vorbeugt und dadurch die Sicherheit der Antriebsvorrichtung erhöht.
Um die Fehlauslösungswahrscheinlichkeit beim Auftreten von Rüttelkräften weiter zu verringern, kann eine spektrale Analyse der innerhalb eines bestimmten Zeitfensters bis zum Analysezeitpunkt ermittelten Drehzahländerungen vorgenommen werden. Bei Auftreten
bestimmter spektraler Charakteristika, insbesondere bei Auftreten eines deutlich ausgeprägten Peaks, der nicht in dem für Einklemmfälle typischen Spektralbereich liegt, wird ein Auslösen verhindert, auch wenn die Schwelle Fmax überschritten wird.
In Fig. 3 ist schematisch eine zweite Ausfuhrungsform der Erfindung dargestellt. Der wesentliche Unterschied zur oben beschrieben ersten Ausfiüirungsform besteht darin, daß parallel und unabhängig zu einer erfindungsgemäßen Extrapolation der gemessenen Periodendauern zu bestimmten Zeitpunkten und der Bestimmung von Schätzwerten für die Krafteinwirkung auf das verstellbare Fahrzeugteil in einer ersten Berechnung 50 eine zweite Berechnung 52 mit einem eigenen Parametersatz und einer anderen Abtastrate durchgeführt wird, die ebenfalls einen Wert für die momentane Krafteinwirkung liefert. Für die Entscheidung, ob der Motor abgeschaltet bzw. reversiert werden soll, werden die Ergebnisse beider Berechnungen in einer Logikstufe 54 in Form einer ODER-Verknüpfung berücksichtigt. Dies ergibt sich aus folgenden Überlegungen:
Die Steifigkeit des Gesamtsystems setzt sich aus den Steifigkeiten der Schiebe-Hebe- Dachmechanik, des eingeklemmten Körpers sowie der Fahrzeugkarosserie zusammen. Einerseits hängt die Steifigkeit des eingeklemmten Körpers von der Art des Körpers ab. Andererseits ist die Steifigkeit der Karosserie stark von dem Ort abhängig, an dem der Körper eingeklemmt wird. Dies gilt insbesondere bei der Absenkbewegung eines Deckels 54 aus einer Ausstellposition, siehe Fig. 4. Wird dabei ein Körper 56 im Bereich der Dachmitte eingeklemmt (in Fig. 4 mit 58 angedeutet), so ist das Gesamtsystem aufgrund der möglichen Durchbiegung der Deckelhinterkante wesentlich weicher als bei einem Einklemmen im Randbereich (in Fig. 4 mit 60 angedeutet).
Mit Abtastrate ist im folgenden der Abstand der Zeitpunkte gemeint, zu welchen ein Wert für die momentane Krafteinwirkung bestimmt wird. Wenn das System mit einer einzigen festen Abtastrate arbeitet, können der Parametersatz der Berechnung, insbesondere die Schwellbzw. Grenzwerte, und die gewählte Abtastrate nur für eine einzige Steifigkeit des Gesamtsystems optimiert werden, wobei jedoch in der Praxis je nach Art und Stelle des eingeklemmten Körpers unterschiedliche Steifigkeiten des Gesamtsystems maßgeblich sein können.
Durch das Durchführen einer zweiten parallelen Berechnung 52 ist es möglich, durch entsprechende Wahl der Berechnungsparameter und der der Berechnung zugrunde liegenden Abtastrate, d.h. der Wahl der Zeitpunkte, zu welchen ein neuer Wert der monentanen Krafteinwirkung berechnet wird, diese zweite Berechnung 52 für eine andere Steifigkeit zu optimieren.
Die zweite Berechnung 52 ist vorzugsweise für die Erfassung langsamer Krafteinwirkungsänderungen, d.h. kleiner Steifigkeiten, optimiert, während die erste Berechnung 50 für die Erfassung schneller Krafteinwirkungsänderungen, d.h. großer Steifigkeiten, optimiert ist.
In der Regel ist es bei der zweiten Berechnung 52 nicht erforderlich, eine Extrapolation von Meßwerten der Periodendauer durchzuführen, sondern es wird, je nach relevanten Steifigkeitsbereich, allenfalls nach Eingang eines neuen Meßwerts bzw. nur nach jedem n-ten Eingang eines Meßwerts eine Berechnung 52 eines neuen Werts der momentanen Krafteinwirkung vorgenommen. Grundsätzlich kann jedoch, falls erforderlich, auch die zweite Berechnung 52 einen Extrapolationsalgorithmus verwenden, wobei die Extrapolationszeitpunkte im einem größeren Abstand als bei der ersten Berechnung 50 gewählt sind.
Gemäß Fig. 3 wird in einer Drehzahlerfassungsstufe 62 aus den Eingangsgrößen Periodendauer T, Motorspannung, Deckelposition x sowie Motortemperatur gemäß den obigen Formeln (1) und (2) mit der ersten (höheren) Abtastrate, d.h. zu den Meßzeitpunkten [i] und den Extrapolationszeitpunkten [k], die aktuelle Drehzahländerung ΔN* bzw. die aktuelle Drehzahl N* (diese ergibt sich aus N*[k] = 1/T*[k] - Vu(Um[k]) - Vr(x[k]; statt [k] kann auch [i] stehen) bestimmt. Ferner wird die Motortemperatur bei der Drehzahlbestimmung bei der Umrechnung von Drehzahländerung in Kraftänderung gemäß Formel (3) berücksichtigt. Die erste Abtastrate ist so gewählt, daß sie für die Erfassung von Einklemmfällen mit den höchsten zu erwartenden Systemsteifigkeiten optimal ist. Die Drehzahlerfassungsstufe 62 wird von der ersten Berechnung 50 und der zweiten Berechnung 52 gemeinsam verwendet.
In der ersten Berechnung 50 wird aus der Drehzahländerung ΔN* mittels der Formel (3) in der oben beschriebenen Weise unter Verwendung eines ersten Werts für die festgesetzte Untergrenze, eines ersten Werts für die festgesetzte Obergrenze sowie eines ersten Werts für den Schwellwert Fmax zu den durch die erste Abtastrate festgelegten Zeitpunkten, d.h. den Extrapolationszeitpunkten [k], festgestellt, ob die momentane Krafteinwirkung diesen ersten Schwellwert Fmax überschreitet. Die Werte dieses ersten Parametersatzes sind für die Erfassung von Einklemmfällen mit der größten zu erwartenden Systemsteifigkeit optimiert.
In der zweiten Berechnung 52 wird die Abtastrate so gewählt, daß sie für die Erfassung von Einklemmfällen mit den niedrigsten zu erwartenden Systemsteifigkeiten optimal ist. Diese zweite Abtastrate kann z.B. so gewählt werden, daß nur jeder vierte Meßwert der Periodendauer T berücksichtigt werden soll. In diesem Fall wird die zweite Berechnung nur bei jedem vierten Signaleingang von den Hall-Sensoren 20, 22 durchgeführt, d.h. es wird nur jede vierte von der Stufe 62 ermittelte Drehzahl N[i], die auf eine gemessene Periodendauer T zurückgeht in der in Fig. 4 mit 66 angedeuteten Abtaststufe berücksichtigt. Die aus extrapolierten Periodendauern T* ermittelten Drehzahlen N*[k] werden natürlich ohnehin nicht berücksichtigt. Die zweite Berechnung 52 wird also nur zu jedem vierten Zeitpunkt [i] ausgeführt.
Zunächst wird dabei die Drehzahländerung ΔN[i] gegenüber dem letzten Meßwert bestimmt. Dann wird in analoger Weise mittels der Formel (3) unter Verwendung eines zweiten Werts für die festgesetzte Untergrenze, eines zweiten Werts für die festgesetzte Obergrenze sowie eines zweiten Werts für den Schwellwert Fmax festgestellt, ob die momentane Krafteinwirkung diesen zweiten Schwellwert Fmax überschreitet. Die Werte dieses zweiten Parametersatzes sind für die Erfassung von Einklemmfällen mit der kleinsten zu erwartenden Systemsteifigkeit optimiert.
Für die Entscheidung, ob ein Einklemmfall vorliegt, d.h. der Motor abgeschaltet bzw. reversiert werden soll, werden die Ergebnisse der ersten und der zweiten Berechnung in einer Logikstufe 64 miteinander logisch verküpft. Im einfachsten Fall ist das eine ODER- Verknüpfung. In diesem Fall wird also der Motor abgeschaltet bzw. reversiert, wenn eine der beiden Berechnungen einen Einklemmfall erfaßt hat. Die Entscheidung wird zu jedem
Zeitpunkt, zu dem die erste Berechnung 50 ein neues Ergebnis liefert, vorgenommen. Da wesentlich seltener neue Ergebnisse der zweiten Berechnung 52 vorliegen, wird immer das letzte Ergebnis der zweiten Berechnung 52 der Logikstufe 64 zugeführt.
Durch die Verknüpfung der Ergebnisse der beiden Berechnungen 52, 54 können sowohl schnelle als auch langsame Krafteinwirkungsänderungen optimal erfaßt werden.
Bezugszeichenliste
Elektromotor 10
Welle 12
Ritzel 14
Antriebskabel 16
Magnetrad 18
Hall-Sensoren 20, 22
Steuereinheit 24
Relais 26, 28
Umschalter 30, 32
Transistor 34
Mikroprozessor 36
Speicher 38
Zähler 40 erste Berechnung 50 zweite Berechnung 52
Deckel 54
Einklemmkörper 56
Position in Dachmitte 58
Position im Dachrandbereich 60
Drehzahlerfassungsstufe 62
Logikstufe 64
Abtastungsstufe 66
Claims
Ansprüche
Verfahren zum Verstellen eines Fahrzeugteils (54) zwischen mindestens zwei Stellungen, wobei das Fahrzeugteil (54) von einem Elektromotor (10) angetrieben wird, wobei ferner ein Pulssignal proportional zur Drehbewegung des des Elektromotors (10) erzeugt und einer Steuereinheit (24) zum Steuern des Elektromotors (10) zugeführt wird, wobei der Zeitpunkt ([i]) des Eingangs eines jeden Signals an der Steuereinheit (24) erfaßt und zwischen zwei solchen Eingangszeitpunkten zu bestimmten Extrapolationszeitpunkten ([k]) aus mindestens einem Teil dieser gemessenen Zeitpunkte die aktuelle Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil (54) abgeschätzt wird und wobei schließlich dieser Schätzwert als ein Kriterium bei der Entscheidung verwendet wird, ob der Elektromotor (10) abgeschaltet bzw. reversiert wird oder nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extrapolationszeitpunkte ([k]) einen festen zeitlichen Abstand aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils bei Eingang eines neuen Pulssignals aus der Differenz zu mindestens einem früheren Pulssignalmeßwert ein Meßwert der aktuellen Periodendauer (T[i]) der Motordrehung bestimmt wird, wobei zu jedem Extrapolationszeitpunkt ([k]) ein Schätzwert der aktuellen Periodendauer (T*[k]) unter Berücksichtigung mindestens einer vorangegangenen gemessenen Periodendauer (T[i-1], T[i-2], T[i-3]) ermittelt wird, wobei ferner aus den abgeschätzten Periodendauern eine abgeschätzte aktuelle Drehzahländerung (ΔN*[k]) bestimmt und aus den abgeschätzten Drehzahländerungen der Schätzwert der aktuellen Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil (54) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die abgeschätzte Drehzahländerung (ΔN*[k]) aus der Differenz der für einen Extrapolationszeitpunkt abgeschätzten Periodendauer (T*[k]) und der für den vorhergehenden Extrapolationszeitpunkt abgeschätzten Periodendauer (T*[k-1]) ergibt, wobei sich die für jeden Extrapolationszeitpunkt abgeschätzte Periodendauer ergibt als Summe aus der letzten gemessenen Periodendauer (T[i]) und der mit Parametern (al, a2, a3) gewichteten Summe aus mehreren vor der letzten gemessenen Periodendauer gemessenen Periodendauern (T[i-1], T[i-2], T[i-3]), wobei letztere Summe mit der seit der letzten Messung vergangenen Zeit ([k]) multipliziert ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter (al, a2, a3) entsprechend den Federsteifigkeiten, Dämpfungen und Reibungen des Verstellsystems gewählt sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter (al, a2, a3) so gewählt sind, daß sich eine Bandpaß Wirkung der Art ergibt, daß eine Fehlerkennung eines Einklemmfalls aufgrund von Vibrationen vermieden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Summe nur die letzten drei der letzten Messung (T[i]) vor dem Extrapolationszeitpunkt ([k]) vorangegangen Messwerte der Periodendauer (T[i-1], T[i-2], T[i-3]) berücksichtigt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorspannung erfaßt wird und bei der Abschätzung der Drehzahländerung (ΔN*[kj) ein Motorspannungsfilter (Vu) verwendet wird, welches das dynamische Verhalten des Elektromotors (10) bei Spannungsänderungen nachbildet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorspannungsfilter (Vu) als Tiefpaß ausgebildet ist, dessen Zeitkonstante gleich der Motorzeitkonstante ist.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung (x) des Fahrzeugteils (54) bestimmt wird und bei der Abschätzung der Drehzahländerung (ΔN*[k]) ein Wegprofilfilter (Vr) verwendet wird, welches die Reibungskräfte in dem Antrieb für das Fahrzeugteil in Abhängigkeit von der Stellung (x[k]) des Fahrzeugteils (54) nachbildet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Wegpro filfilter (Vr) durch einen Lernlauf nach Einbau der Antriebsvorrichtung in ein Fahrzeug automatisch ermittelt wird.
12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil (54) dadurch ermittelt wird, daß jede abgeschätzte Drehzahländerung (ΔN*[k]) mit einem Proportionalitätsfaktor (Vf) multipliziert wird und die so erhaltenen Werte aufsummiert werden, sobald die abgeschätzte Drehzahländerung einen unteren Schwellwert übersteigt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die abgeschätzte Drehzahländerung (ΔN*[k]) einen oberen Schwellwert übersteigt, statt der abgeschätzten Drehzahländerung nur der obere Schwellwert in die Summation eingeht.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schwellwert variabel ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schwellwert in Abhängigkeit von mindestens einem Teil der ermittelten Drehzahländerungswerte (ΔN*[k]) gewählt ist.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Schwellwert in Abhängigkeit von dem letzten ermittelten Drehzahländerungswert (ΔN*[kj) gewählt ist.
17. Verfahren nach Anspruch 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalitätsfaktor (Vf) in Abhängigkeit von der Motorkennlinie gewählt ist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorkennlinie vor Inbetriebnahme ohne Koppelung zum angetriebenen Fahrzeugteil (54) für mindestens eine Motorspannung ermittelt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorkennlinie dadurch ermittelt wird, daß bei fester Motorspannung zwei Wertepaare von Drehzahl und Drehmoment gemessen werden.
20. Verfahren nach Anspruch 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalitätsfaktor (Vf) in Abhängigkeit von der Motortemperatur gewählt ist.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Motortemperatur dadurch abgeschätzt wird, daß die Umgebungstemperatur und die Betriebsdauer des Elektromotors (10) erfaßt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10) von der Steuerungseinheit (24) abgeschaltet oder reversiert wird, sobald der Schätzwert der aktuellen Krafteinwirkung einen vorbestimmten Auslöseschwellwert (Fmax) übersteigt.
23. Verfahren nach Anspruch 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Ermittlung des Schätzwerts der aktuellen Krafteinwirkung in mindestens einer zweiten unabhängigen Berechnung (52) aus den erfaßten Pulssignalen zu bestimmten zweiten Zeitpunkten ein zweiter Wert für die aktuelle Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil (54) bestimmt wird, wobei der zweite Wert als ein zusätzliches Kriterium bei der Entscheidung verwendet wird, ob der Elektromotor (10) abgeschaltet bzw. reversiert wird oder nicht.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, ob der Schätzwert der aktuellen Krafteinwirkung einen vorgegebenen ersten Auslöseschwellwert (Fmax) übersteigt bzw. ob der aus der zweiten Berechnung (52) ermittelte zweite Wert für die Krafteinwirkung einen vorgegebenen zweiten Auslöseschwellwert übersteigt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse der beiden Vergleiche in einer ODER-Verknüpfung (64) verknüpft werden.
26. Verfahren nach Anspruch 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Berechnung (52) für die Erkennung langsamer Krafteinwirkungsänderungen optimiert ist.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Berechnung (52) kein Extrapolation stattfindet, sondern maximal nur nach Eingang eines neuen Pulssignals ein neuer Wert der Krafteinwirkung berechnet wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten Berechnung (52) nur nach jedem n-ten Eingang eines Pulssignals ein neuer Wert der Krafteinwirkung berechnet wird.
29. Verfahren nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugteil der Deckel (54) oder ein Deckelteil eines öffnungsfähigen Fahrzeugdaches ist.
30. Antriebsvorrichtung für ein zwischen mindestens zwei Stellungen bewegliches Fahrzeugteil (54), mit einem Elektromotor (10) zum Antreiben des Fahrzeugteils (54) und einer Einrichtung (18, 20, 22) zum Erzeugen eines Pulssignal entsprechend der Drehbewegung des Motors, das einer Steuereinheit (24) zum Steuern des Elektromotors (10) zugeführt wird, wobei die Steuereinheit (24) so ausgebildet ist, daß der Zeitpunkt ([i]) des Eingangs eines jeden Signals an der Steuereinheit (24) erfaßt wird und zwischen zwei solchen Eingangszeitpunkten zu bestimmten Extrapolatioπ^zeitpunkten ([k]) aus mindestens einem Teil dieser gemessenen Zeitpunkte die aktuelle Krafteinwirkung auf das Fahrzeugteil (54) abgeschätzt wird, die als ein Kriterium bei der Entscheidung verwendet wird, ob der Elektromotor abgeschaltet bzw. reversiert wird oder nicht.
31. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (24) zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 29 ausgebildet ist.
32. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulssignalerzeugungseinrichtung (18, 20, 22) ein auf einer Welle (12) des Elektromotors (10) angebrachtes Magnetrad (18) mit einem radialen Nordpol und Südpol und zwei in Umfangsrichtung um etwa 90 Grad versetzte Hallsensoren (20, 22) umfaßt, die um das Magnetrad (18) herum angeordnet sind.
33. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (24) so ausgebildet ist, daß die gemessenen Periodendauern jeweils aus der Zeitdifferenz der beiden letzten Signale des Sensors (20, 22) ermittelt werden, der das letzte Signal lieferte.
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