JP4550343B2 - 可動部の閉鎖力を制限する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載された、可動部の閉鎖力を制限する方法に関し、ここでこの可動部は、例えば自動車のウィンドウおよびスライドルーフである。
【０００２】
これまで公知の方法の多くが実質的にその基礎としているのは、締め付けの場合に典型的に変化する所定の測定量を監視し、これがあらかじめ設定した所定の限界値を上回った際に閉鎖力を制限する手段を開始することである。このような典型的な量とは、例えば可動部を駆動するモータの回転数、またはその電流ないしは電力消費である。閉鎖力の制限を起動するための限界値は可変であることも多く、例えば変化する摩擦係数または老朽化過程に適合化することができる。
【０００３】
しかしながらこれらの方法はいずれも限界値が、締め付けられる対象物の種類に依存しないで固定して設定されているという欠点を有する。このため、閉鎖力の制限を硬さまたは軟らかさの異なる対象物に調整することは不可能である。
【０００４】
したがって動力学と、ひいてはその都度の締め付け力とが、締め付けられる対象物の種類によって大きく変動し得ることも考慮されない。
【０００５】
相応する方法を適用する際には、硬い対象物を締め付ける時の力の増分は、例えば６５Ｎ／ｍｍの比較的大きなばね定数を有するばねによって、また柔らかい対象物は、例えば１０Ｎ／ｍｍの比較的小さなばね定数を有するばねによってシミュレーションされる。許容される１００Ｎの締め付け力は、大きなばね定数ではすでに極めて短い距離で得られ、小さなばね定数では比較的長い距離になってはじめて得られる。
【０００６】
このことによって、限界値として回転数変化の値を固定して設定すると、極めて硬い対象物を締め付ける際には、可動部を調整するモータを極めて早く遮断して、所定の締め付け力の値を上回らないようにしなればならないことになる。その一方、極めて柔らかい対象物を締め付ける際には、締め付け保護手段が起動されるまでに極めて長い時間がかかってしまう。
【０００７】
したがって一般に行われている方法では相異なるばね定数は考慮されない。ばね定数に応じて締め付けられる対象物に作用する力が大きく異なること起こり得る。これは大きな欠点である。それは遮断判定基準としての最適な限界値はつねに所定の単一のばね定数だけにしか調整できないからである。
【０００８】
発明の利点
請求項１の特徴部分に記載された特徴的構成を有する、可動部の閉鎖力を制限する本発明の方法は、時間的な限界値経過を設定することによって種々のばね定数に最適に適合できるという利点を有する。この限界値経過は選択することができ、これによって大きなばね定数を有する硬い対象物を締め付ける際には締め付け保護手段を起動するために時間が十分与えられる。小さなばね定数を有する対象物を締め付ける際には駆動部をはるかに小さな締め付け力で遮断することができる。したがって所定の限界値経過を設定することによって、それぞれのばね定数に個別に限界値を設定することができる。
【０００９】
殊に有利であるのは本発明の方法が２段階の方法であることである。第１段階では目下のモータ回転数ｎを、調整駆動部に接続されたセンサの周期的な信号によって求め、そこからモータ回転数の目下の変化に典型的な量Δｎを決定し、その絶対値を合計し、記憶装置に格納する。当然のことながら信号の厳密な周期性はなく、殊にモータ回転数が低下してしまった場合にはない。
【００１０】
合計した量ΣΔｎが閾値Ｓを上回った場合、この方法は第２段階に移行し、ここでは時間カウンタおよび限界値経過検出器をスタートさせる。この時間カウンタは必ずしもスタートさせる必要がなく、これを持続的に動作させることも可能である。重要なのは、この時間カウンタに第２段階を起動した時点ないしは限界値経過検出器のスタートをシグナリングすることだけである。
【００１１】
この第２段階ではこのシステムは警告状態にあり、動作過程は別の方法ステップによって別個に観察され、これによって締め付けられる対象物の種類の考慮して目下の締め付け状態を適切に識別する。このために限界値経過検出器の目下の限界値ｇ(ｔ)と、合計した目下の量ΣΔｎの値とを比較する。殊に有利であるのは、各ばね定数の時間的な限界値経過ｇ(ｔ)を設定ないしはスタートすることにより、個別の限界値が設定されることである。それは量ΣΔｎの時間的な展開もばね定数の応じて別の時間的な経過を有するからである。
【００１２】
閉鎖力を制限する手段の起動がはじめて行われるのは、合計した量ΣΔｎの目下の値が、目下の限界値ｇ_ｉ(ｔ)に等しいかまたは大きい場合である。この場合、例えばモータを停止するか逆転する。同時に時間カウンタおよび合計記憶装置をリセットする。
【００１３】
合計した量ΣΔｎの目下の値が、目下の限界値ｇ_ｊ(ｔ)に達せず、かつこの合計した量ΣΔｎの値が、所定の許容差Δおよび所定の時間Δｔ内に変化しない場合、比較を中止して時間カウンタおよび合計記憶装置をリセットする。この場合に前提にしているのは、重大な締め付けは切迫しておらず、例えば単にシステムが部分的に重たくなったことである。
【００１４】
合計記憶装置および時間カウンタをリセットするとその都度、このシステムは第１段階に戻る。ここでは合計した量ΣΔｎが所定の閾値を上回ったか否かだけを監視する。合計に起因して所定の時間の後、閾値を自動的に上回ってしまわないようにするために、この第１段階では合計記憶装置を連続してデクリメントしなければならない。このデクリメントは当然、相応に緩慢に行わなければならない。
【００１５】
従属請求項に記載した手段により、請求項１に記載した方法の有利な実施形態が得られる。
【００１６】
ここで有利であるのは、目下のモータ回転数ｎを、周期的なエッジ変化により求めることである。このようなエッジ変化は通例、２つまたは複数の極を有するリング磁石によって得られ、ここでこのリング磁石はモータの回転可能な軸に取り付けられている。この軸が回転すると信号変化が発生し、これがホールセンサによって検出される。周期的なエッジ変化から、例えば周期を測定することによって目下のモータ回転数を推定することができる。
【００１７】
実践的には殊に有利であるのは、モータ回転数の変化Δｎに対して、目下の回転数値ｎ_ｉと直前の回転数値ｎ_{ｉ - １}との差分を計算する場合である。この差分形成により第１次近似において、調整すべき可動部の移動距離によるモータ回転数ｎの導関数を得ることができる。
【００１８】
本発明の方法により任意の時間的な限界値経過を設定することができ、この時間的な限界値経過により任意のばね定数に、完全に定められた限界値を配属することができる。殊に有利であるのは、限界値ｇ(ｔ)の経過を、あらかじめ設定することのできる、経験的に求めた頂点ｇ_ｉから補間する場合である。これによって一方ではこの方法の応用が簡単になり、他方では確かな柔軟性が保証される。それはこれらの頂点ｇ_ｉから、これらの頂点を通る、それぞれのシステムに適合された種々の関数を設定することができるからである。有利にはこれらの頂点ｇ_ｉをテーブルとして限界値経過検出器に格納する。
【００１９】
極めて有利な別の利点が得られるのは、限界値経過を、変化する動作条件に自動的に適合する場合である。この場合に例えば老朽化減少に起因して重たくなったことを識別して考慮することができる。
【００２０】
調整駆動部の閉鎖力を制限する有効かつ有利な手段は、調整駆動部を停止ないしは逆転することであり、または可動部の最初の位置に移動することである。
【００２１】
図面
図面には本発明の方法の実施例が示されており、これを以下、詳しく説明する。
【００２２】
図１には本発明の方法の流れが示されており、図２には種々の方法ステップの実行を相異なる２つのばね定数において示す線図が示されている。
【００２３】
実施例の説明
図１に示した可動部の閉鎖力を制限する本発明による方法の実施例は、調整駆動部の個々の部分と、複数のステップの流れ図とを概略的に示している。
【００２４】
調整駆動部１１のモータ１０は軸１２を駆動し、これはギアユニット１３を介して可動部１６に接続されている。軸１２には２極のリング磁石１４が相対回動不能に取り付けられており、これは軸１２の回転時に周期的なエッジ変化１６をホールセンサ１８に形成する。
【００２５】
ホールセンサ１８の周期的なエッジ変化から、この方法の第１段階において方法ステップ２０でモータ１０の回転数ｎを求める。第２方法ステップ２２では目下のモータ回転数ｎから、モータ回転数の目下の変化に対して典型的な量Δｎを計算する。この計算では目下の回転数ｎ_ｉと、直前の回転数ｎ_{ｉ - １}との差分を形成する。この差分形成は、極限において移動距離による回転数の導関数とみなすことができる。別の方法ステップ２４では合計記憶装置に回転数変化の目下の値を合計し格納する。合計したこれらの値ΣΔｎは、方法ステップ２６において連続して閾値Ｓと比較される。
【００２６】
回転数低下時に値ΣΔｎは大きく増加して閾値Ｓを上回る。これが通常動作時にも発生しないようにするため、合計記憶装置を連続的にデクリメントする必要がある。それは導関数のこの合計は、絶えず変化して締め付け状況でない場合にも閾値Ｓを上回ることがあるからである。この連続的なデクリメントの分量は当然、このシステムに適合化しなければならない。
【００２７】
合計した回転数変化Δｎが閾値Ｓを上回った場合、方法の第２段階が実行される。ここではステップ２８で時間カウンタを、またステップ３０で限界値経過検出器をスタートさせる。これによって時点ｔ＝０に限界値経過検出器がスタートし、限界値の時間的な経過ｇ(ｔ)の出力が開始される。ステップ３２では目下の限界値ｇ_ｉ(ｔ)と、合計した目下の量ΣΔｎとを比較する。
【００２８】
つぎにこの比較に依存して方法のパス３４またはパス３６に進む。
【００２９】
合計したモータ回転数変化ΣΔｎの合計が目下の限界値ｇ_ｉ(ｔ)よりも小さいという条件の下、および合計した量ΣΔｎの目下の値が所定の許容値Δおよび所定の時間単位Δｔ内で変化しないという付加的な条件の下では、方法ステップ３８において時間カウンタも合計記憶装置も共にリセットする。これは中止条件を表しており、この中止条件によりこのシステムに、差し迫った締め付け込みの危険性がないことがシグナリングされる。
【００３０】
合計した量ΣΔｎの目下の値が目下の限界値ｇ_ｊ(ｔ)と等しいかこれよりも大きい場合、パス３６に進む。ここではステップ４０において閉鎖力を制限するための手段が起動される。この実施例においてこのような手段に含まれるのは、モータの逆転と、ひいては可動部１６の逆転とである。同時にステップ４２で時間カウンタがｔ＝０にリセットされ、合計記憶装置もリセットされる。
【００３１】
方法ステップ３８、ないしは４２および４０の終了後、このシステムは再び方法ステップ２０に移行し、モータ回転数を新たに検出して相応の変化を監視する。
【００３２】
図２には線図が示されており、ここではｘ軸に時間ｔが、またｙ軸には回転数変化ΣΔｎの合計がプロットされている。この線図では合計量ΣΔｎの増加の、種々の時間的な経過がプロットされており、ここで経過Ｉ〜IIIは、比較的硬いばね定数に、また経過IVは比較的柔らかいばね定数に関係する。
【００３３】
付加的に書き込まれているのは典型的な限界値経過ｇ(ｔ)であり、これは相異なる４つの頂点ｇ_１〜ｇ_４によって与えらている。この限界値の時間的な経過は、これらの４つの頂点ｇ_１〜ｇ_４間で補間することによって得られる。
【００３４】
曲線Ｉは典型的な締め付け過程を反映しており、ここではモータの回転数が比較的短い時間内で大きく減少する。これによって回転数変化の合計ΣΔｎは極めて大きく増大する。時点ｔ_１に曲線Ｉの経過は限界値経過ｇ(ｔ)と交差し、これによって閉鎖力の制限を起動するための条件が整う。
【００３５】
曲線IIの増加ははじめのうちは曲線Ｉの増加と同様に急峻であるが、つぎに２つの領域ｉおよびiiでは極めて平坦な増加になる。第１領域ｉは、本発明の方法の中止条件を満たしていない。それは合計した量ΣΔｎが、所定の時間Δｔ内で大きく変化しすぎるからである。したがって曲線IIは引き続き増加し、第２の極めて平坦な領域iiに移行する。しかしながらこの曲線の時点ｔ_２における端点では中止条件が満たされており、合計量ΣΔｎの値は、所定の時間区間Δｔ内で許容値Δよりも大きく変化しない。したがって時点ｔ_２に中止し、合計記憶装置および時間カウンタをリセットする。
【００３６】
初めのうちは急峻な増加を２つの曲線Ｉおよび曲線IIと同じように有する曲線IIIでは中止条件がすでに極めて早い時点ｔ_３に満たされる。
【００３７】
３つの曲線Ｉ〜IIIとは異なり、曲線IVは、柔らかいばねに対する典型的な計差を示している。これに対して特徴的であるのは、比較的な平坦な増加と、それにもかかわらずまだ比較的早い時点ｔ_４とであり、この時点に曲線IVは限界値経過ｇ(ｔ)と交差し、これによって閉鎖力を制限するための起動条件が満たされれることである。
【００３８】
限界値経過ｇ(ｔ)に応じて、例えば点ｇ_２およびｇ_３との間の傾きを選択することによって相異なるばね定数に、相異なる起動条件ないしは締め付け力を配属させることができる。閉鎖力の制限の動力学も、種々のばね定数に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法の流れを示す図である。
【図２】 種々の方法ステップの実行を相異なる２つのばね定数において示す線図である。

Claims (7)

1. 電気モータによる調整駆動部（１１）によって駆動される可動部（１６）、例えば自動車のウィンドーおよびスライドルーフの閉鎖力を制限する方法において、
   少なくとも以下のステップ、すなわち
   − 前記調整駆動部（１１）に接続されたセンサ（１８）の周期的な信号に基づいて目下のモータ回転数ｎを求めるステップと、
   − モータ回転数の目下の変化に対する典型的な量Δｎをその都度計算するステップと、
   − 当該目下の典型的な量Δｎを合計して合計記憶装置（２４）に記憶するステップと、
   − 当該合計した量ΣΔｎが閾値を上回った場合に時間カウンタ（２８）と限界値経過検出器（３０）とをスタートするステップと、
   − 前記限界値経過検出器の目下の限界値ｇ(ｔ)と、合計した目下の量ΣΔｎの値とを比較するステップと、
   − 合計した量ΣΔｎの目下の値が目下の限界値ｇ(ｔ)に等しいか、または大きい場合に、閉鎖力を制限する手段を起動しかつ時間カウンタ（２８）および合計記憶装置（３０）をリセットするステップと、
   − 合計した量ΣΔｎの目下の値が目下の限界値ｇ_ｊ(ｔ)よりも小さくかつ所定の許容値Δおよび所定の時間単位Δｔ内で一定に維持される場合に、比較を中止しかつ時間カウンタ（２８）および合計記憶装置（３０）をリセットするステップとを有することを特徴とする
   可動部の閉鎖力を制限する方法。
2. 目下のモータ回転数ｎの検出を周期的なエッジ変化（１６）に基づいて行う
   請求項１に記載の方法。
3. モータ回転数の変化Δｎに対する典型的な量として、目下の回転数値ｎ_ｉと、直前の回転数値ｎ_{ｉ - １}との差分を計算する
   請求項１または２に記載の方法。
4. 限界値ｇ(ｔ)の経過を、あらかじめ設定可能な、経験的に求めた頂点ｇ_ｉから補間する
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 前記頂点ｇ_ｉをテーブルとして限界値経過検出器（３０）に格納する
   請求項４に記載の方法。
6. 限界値経過を種々の動作条件に適合させる
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 閉鎖力を制限するために調整駆動部を停止または逆転する
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。

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