DE102007021177B4

DE102007021177B4 - Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements in einem Kraftfahrzeug sowie Verstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102007021177B4
Application number: DE102007021177.7A
Authority: DE
Inventors: Jochen Held; Christian Thomann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2007-05-05
Filing date: 2007-05-05
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2027-05-06
Also published as: FR2915817A1; FR2915817B1; DE102007021177A1

Abstract

Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements (2) in einem Kraftfahrzeug, wobei
– das Stellelement (2) mittels eines Motors (5) betätigt wird,
– der Motor (5) mittels einer Versorgungsspannung betrieben wird,
– eine Anzahl von den Motor (5) charakterisierenden Betriebsparametern erfasst wird und
– aus der Anzahl von Betriebsparametern ein Wert für die Position und ein Wert für die Geschwindigkeit des Stellelements (2) ermittelt wird,
– die Versorgungsspannung erfasst und mit einem Schwellwert verglichen wird,
– bei einer Unterschreitung des Schwellwerts durch die Versorgungsspannung der Motor (5) stromlos geschaltet und ein letzter Wert der Position und ein letzter Wert der Geschwindigkeit dauerhaft gespeichert wird,
– bei einer der Unterschreitung folgenden Überschreitung des Schwellwertes ein neuer Wert der Position mittels des letzten Wertes der Position und des letzten Wertes der Geschwindigkeit ermittelt wird, und
– der letzte Wert der Position durch den neuen Wert der Position ersetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements in einem Kraftfahrzeug sowie eine entsprechend ausgestaltete Verstelleinrichtung.
Zur Ansteuerung eines selbsttätig bewegbaren Stellelements, wie beispielsweise eines elektrisch angetriebenen Fensterhebers in einem Kraftfahrzeug, wird es häufig notwendig, die aktuelle Position des Stellelements zu ermitteln.
Die Kenntnis der Position des Stellelements kann beispielsweise zur Einhaltung von Sicherheitsbestimmungen wichtig sein. Die Spaltbreite zwischen einer geschlossenen Fensterscheibe und einer den Rahmenbereich der Fensterscheibe umgebenden Dichtung soll beispielsweise einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreiten. Oftmals ist gerade in einem modernen Kraftfahrzeug einem Gefährdungsbereich eines verstellbaren Stellelements, wie beispielsweise dem Öffnungsbereich einer elektrisch angetriebenen Fahrzeugtür, eines elektrisch angetriebenen Fensters, einer Heckklappe oder eines Schiebedachs, ein Einklemmschutzsystem zum rechtzeitigen Erkennen eines Hindernisses, insbesondere eines menschlichen Körperteils, zugeordnet. Gerade für ein Einklemmschutzsystem, welches aus einer Änderung der Betriebsparameter des Antriebsmotors auf einen Einklemmfall schließt, ist die Kenntnis der Position des Stellelements wichtig. Nur bei einer Kenntnis der Position kann ein Einklemmfall sicher von einem regulären Betrieb unterschieden werden, um der Antriebsmotor auch beim hindernislosen Antrieb des Stellelements gegen unterschiedliche Lasten, insbesondere aufgrund entlang des Stellwegs variierender Schwergängigkeiten, antreiben muß. Dieser natürliche Lastenverlauf ist beispielsweise als eine Kennlinie in Abhängigkeit von der Position des Stellelements gegeben. Soll der natürliche Lastenverlauf von einer erhöhten Last im Falle eines Einklemmfalls unterschieden werden, ist es notwendig die jeweilige Position des Stellelements zu kennen. Ist die tatsächliche Position des Stellelements nicht bekannt, so kann es unerwünschterweise aufgrund einer natürlichen Schwergängigkeit zu einer Fehlsteuerung des Stellelements kommen, beispielsweise zu einem Fehlreversieren oder einem fehlerhaften Stoppen der Antriebseinheit, obwohl kein Einklemmfall vorliegt.
Aus der EP 0 603 506 A2 ist ein Verfahren zur Lagebestimmung eines elektromotorisch in zwei Richtungen angetriebenen Teils von Kraftfahrzeugen bekannt. Mit Hilfe eines Zählers werden beim Bewegen des Teils in seine beiden Richtungen Zählimpulse eines Stellungsgebers in den Zähler zum Verringern bzw. Erhöhen des Zählstandes entsprechend der vorgegebenen Bewegung eingegeben.
Fällt während der Bewegung des Stellelements die Versorgungsspannung ab, so bewegt sich der Antriebsmotor und damit das Stellelement trägheitsbedingt noch ein gewisses Intervall weiter. Die Distanz, um die sich das Stellelement nach dem Abschalten des Antriebsmotors weiter bewegt, wird als Nachlauf bezeichnet. Damit sich positionsnormierte Systeme, wie beispielsweise ein Einklemmschutzsystem, nach einer Wiederherstellung der Versorgungsspannung auf die korrekte Position des Stellelements beziehen können, ist es notwendig den Nachlauf des Stellelements zu erfassen oder zu ermitteln.
In der DE 101 30 183 A1 wird ein Verfahren zur Ermittlung des Nachlaufverhaltens eines Versteilsystems unter Einbeziehung einer Zeitabhängigkeit eines Positionssignals angegeben. Insbesondere wird aus dem fortlaufend ermittelten Positionssignal eine Geschwindigkeitskenngröße ermittelt und nach dem Ende eines Spannungseinbruchs die aktuelle Position aus der vor dem Einbruch aktuellen Geschwindigkeit des Stellelements bestimmt.
In der DE 20 2005 012 557 U1 wird eine Steuerungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs angegeben, die eingerichtet ist, bei einem Einbruch der Versorgungsspannung eine Recheneinheit zur Steuerung eines Antriebsmotors einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs in einen Schlafmodus zu steuern und Steuerdaten aus einem flüchtigen in einen nichtflüchtigen Speicher zu übertragen.
In der DE 197 02 931 C1 ist offenbart, das Nachlaufverhalten eines Elektromotors nach Abschalten zu erfassen. Dazu stellt eine Auswerteelektronik während der Nachlaufphase die von Positionsgebern gelieferten Positionssignale fest. Die festgestellten Zustände werden in einem nicht flüchtigen Speicher abgespeichert. Zur Nachlauferfassung ist die Auswerteelektronik mit einem Puffer versehen, damit auch nach dem Abschalten des Elektromotors diese in der Lage ist, sowohl die Positionserfassung beim Nachlauf durchzuführen als auch die vorgesehen Abspeicherung der Daten vorzunehmen.
In der DE 196 10 626 A1 wird vorgeschlagen, dass in einem Verfahren zur Nachlauferfassung eines Elektromotors die Auswerteelektronik bei Vorhandensein einer Unterspannungsbedingung Positionsdaten nur noch zu bestimmten Abtastzeitpunkten abfragt und zwischen den Abtastzeitpunkten für eine bestimmte, berechnete Zeitspanne in einen inaktiven Betriebszustand versetzt wird. Die bestimmte Zeitspanne wird von einem detektierten Flankenwechsel des Positionssignals an berechnet.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrund, ein Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements in einem Kraftfahrzeug weiter zu entwickeln. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine weiter verbesserte Verstelleinrichtung anzugeben.
Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Demgemäß wird das Stellelement mittels eines durch eine Versorgungsspannung betriebenen Motors betätigt. Es wird eine Anzahl von den Motor charakterisierenden Betriebsparametern erfasst, aus der ein Wert für die Position und ein Wert für die Geschwindigkeit des Stellelements ermittelt wird. Es wird weiterhin die Versorgungsspannung erfasst und mit einem Schwellwert verglichen. Bei einer Unterschreitung des Schwellwerts durch die Versorgungsspannung wird der Motor stromlos geschaltet und es wird ein letzter Wert der Position und ein letzter Wert der Geschwindigkeit dauerhaft gespeichert. Bei einer der Unterschreitung folgenden Überschreitung des Schwellwertes wird ein neuer Wert der Position mittels des letzten Wertes der Position und des letzten Wertes der Geschwindigkeit ermittelt. Weiterhin wird der letzte Wert der Position durch den neuen Wert der Position ersetzt.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass durch eine bewußte Stromlosschaltung des Motors eine definierte Ausgangsbedingung für das Nachlaufverhalten geschaffen wird. Zum anderen wird durch diese Maßnahme ein weiteres Absinken der Versorgungsspannung durch den Energieverbrauch des Motors vermieden. Insofern kann die verbleibende Restspannung noch zum Abspeichern der relevanten Parameter verwendet werden. Auf eine zur Aufrechterhaltung der Energieversorgung üblicherweise eingesetzte große und teure Pufferkapazität kann verzichtet werden.
Als Betriebsparameter kann beispielsweise eine Anzahl der Umdrehungen, eine Drehzahl oder eine Winkelgeschwindigkeit des Motors erfasst werden. Aus diesen beispielsweise mittels eines geeigneten Drehgebers ermittelten Parametern kann sowohl die aktuelle Position als auch aus deren zeitlicher Änderung die aktuelle Geschwindigkeit des Stellelements ermittelt werden.
Unterschreitet die Versorgungsspannung den Schwellwert, wird ein Einbruch der Versorgungsspannung erkannt. Bei einem erkannten Einbruch der Versorgungsspannung wird der letzte Wert der Position und der letzte Wert der Geschwindigkeit des Stellelements dauerhaft gespeichert. Die dauerhafte Speicherung kann beispielsweise mit einem nicht-flüchtigen Speicher wie einem EEPROM erfolgen. Die derart gespeicherten Daten gehen auch dann nicht verloren, wenn keine Stromversorgung den beispielsweise nicht-flüchtigen Speicher versorgt. Somit kann auf den letzten Wert der Position und auf den letzten Wert der Geschwindigkeit nach einer Wiederherstellung der Versorgungsspannung, beispielsweise zum Zweck der Ansteuerung des Stellelements, zurückgegriffen werden.
Bei einer erkannten Wiederherstellung der Versorgungsspannung, die gegeben ist durch eine der Unterschreitung folgenden Überschreitung des Schwellwertes, wird die durch das Nachlaufverhalten beeinflusste Position des Stellelements ermittelt. Dabei wird der letzte Wert der Position unter der Einbeziehung des letzten Wertes der Geschwindigkeit zu einem neuen Wert der Position korrigiert und von diesem ersetzt.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Nachlauferfassung unabhängig von der Dauer des Einbruchs der Versorgungsspannung und auch unabhängig von dem Vorhandensein einer großen Kondensatorkapazität möglich ist. Der durch die Detektion eines Einbruchs der Versorgungsspannung eingeleitete Abwurf des Motors ermöglicht es insbesondere, die zum Ermitteln des Nachlaufverhaltens notwendigen Werte dauerhaft abzuspeichern. Da die derart abgespeicherten Werte erst nach einer Wiederherstellung der Versorgungsspannung ausgewertet werden, ist die Aufrechterhaltung einer Mindestspannung, beispielsweise durch eine Kondensator entsprechend großer Kapazität, während des Einbruchs der Versorgungsspannung nicht notwendig.
Selbstverständlich kann in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Versorgungsspannung gepuffert sein. Für die Pufferung genügt allerdings eine sehr viel kleinere und somit deutlich weniger kostenaufwändige Kapazität, als dies bei herkömmlichen Verfahren notwendig wäre. Mit einer verhältnismäßig kleinen Kapazität ist es insofern möglich, für die Ermittlung und die Speicherung der Werte der Position und der Geschwindigkeit noch einen gewissen Mindestzeitraum zur Verfügung zu stellen. Damit kann die Ermittlung und die Speicherung der notwendigen Werte zusätzlich sichergestellt werden.
Vorteilhafterweise wird bei der Unterschreitung des Schwellwertes weitere, der Versorgungslast anhängige Last abgeworfen. Eine derartige Last kann insbesondere durch weitere elektrische Verbraucher, wie Beleuchtungsmittel, Positionssensoren, Meßwertgeber, lokale Elektroniken oder Lastansteuerungen z. B. des Motors gegeben sein. Durch den Lastabwurf kann insbesondere die in einer Batterie oder einer Pufferkapazität gespeicherte Ladung geschont werden, so dass noch eine Restspannung verbleibt, die zum Speichern und Ermitteln der zu einer Nachlaufermittlung notwendigen Werte der Position und Geschwindigkeit erforderlich ist.
Bevorzugterweise wird der Wert für die Geschwindigkeit fortlaufend ermittelt und gespeichert. Die fortlaufende, zumindest temporäre Speicherung begünstigt insbesondere die fortlaufend kontrollierte Ansteuerung des Stellelements. Die temporäre Speicherung kann beispielsweise mit einem flüchtigen Speicher geschehen. Bei der Detektion eines Spannungseinbruchs wird dann zumindest der letzte Wert der Geschwindigkeit und der letzte Wert der Position aus dem flüchtigen Speicher in einen dauerhaften Speicher übertragen.
In einer zweckmäßigen Ausführung wird der Wert für die Geschwindigkeit des Stellelements aus einer Zeitabhängigkeit des Werts der Position ermittelt. Damit ist es möglich, den Wert der Position und den Wert der Geschwindigkeit aus demselben Betriebsparameter zu ermitteln. Somit muß insbesondere nur ein Betriebsparameter ermittelt werden. Als ein derartiger Betriebsparameter kann insbesondere ein Ausgangssignal eines Sensors verwendet werden, der insbesondere der Antriebsachse des Motors zugeordnet ist. Insbesondere bietet sich hierbei ein Hallsensor an.
Die auf eine Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des auf einer Verstelleinrichtung gerichteten Patentanspruchs. Demnach umfasst die Verstelleinrichtung einen Motor zum Antrieb des Stellelements, eine Spannungsquelle zum Liefern einer Versorgungsspannung, ein Betriebsparametererfassungsmittel zur Erfassung einer Anzahl von den Motor charakterisierenden Betriebsparametern, ein Spannungserfassungsmittel zur Erfassung der Versorgungsspannung, ein Speichermittel sowie eine Steuereinheit, die zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
Die für das Verfahren geschilderten Vorteile können hierbei sinngemäß auf die Vorrichtung übertragen werden.
Mit dem Betriebsparametererfassungsmittel wird die Anzahl der Betriebsparameter erfasst. Als ein derartiges Betriebsparametererfassungsmittel können beispielsweise verschiedene Sensoren oder Meßwertgeber eingesetzt werden. Derartige Sensoren können beispielsweise optischer, akustischer, magnetischer oder elektromagnetischer Bauart sein, die vorzugsweise der Antriebsachse oder einer weiteren vom Motor getriebenen Achse zugeordnet sind. Die Ausgangssignale des entsprechenden Sensors können als Betriebsparameter verwendet werden oder die Berechnungsgrundlage für die Betriebsparameter bilden. Zur Bestimmung der Werte für die Position oder die Geschwindigkeit des Stellelements bietet sich insbesondere die Erfassung einer Drehzahl oder der Anzahl der Umdrehungen an. Dabei ist antriebsbedingt jeder Umdrehung ein bekannter Weg des Stellelements zugeordnet.
Die Spannungsquelle kann insbesondere durch die Autobatterie gegeben sein. An diese ist der Motor zur Betätigung des Stellelements, beispielsweise zur Betätigung eines Fensterhebers, einer Heckklappe oder einer Schiebetür, angeschlossen.
Mit dem Spannungserfassungsmittel wird die Versorgungsspannung gemessen. Das Spannungserfassungsmittel kann beispielsweise als ein Widerstand gegeben sein, über den die abfallende Spannung oder ein zur Spannung proportionaler Strom gemessen wird. Das Messsignal kann insbesondere mit einem Analog-Digital-Umsetzer verbunden sein, der das analoge Spannungssignal in ein digitales Signal umwandelt, das dann weiterverarbeitet werden kann. Zur Auslösung des Verfahrens wird hierbei in der Steuereinheit das erfasste Spannungssignal mit einem abgespeicherten Schwellwert verglichen. Der Schwellwertvergleich kann aber auch mittels einer Elektronikschaltung durch analoge Bausteine vorgenommen werden. Bei einer üblichen Versorgungsspannung in einem Kraftfahrzeug von 13,5 Volt sollte der Schwellwert vorteilhafterweise zwischen 5 Volt und 9 Volt liegen. Je höher der Schwellwert eingestellt wird, desto kleine kann dabei die Pufferung der Versorgungsspannung ausfallen. Der untere Schwellwert kann sich dabei an die zum Einschreiben in einen nicht-flüchtigen Speicher notwendige Schreibspannung orientieren.
Unterschreitet der gemessene Ist-Wert den Schwellwert, dann wird durch die Steuereinheit per entsprechendem Steuersignal beispielsweise über ein geeignetes Schaltelement der Motor stromlos geschaltet. Zugleich wird die Speicherung des letzten Wertes der Position und der Geschwindigkeit des Stellelements in ein nicht-flüchtiges Speichermittel veranlasst. Gegebenenfalls sind hierbei die enthaltenen Daten zunächst zu löschen. Ein derartiges Speichermittel kann beispielsweise ein so genanntes EEPROM (engl.: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) sein. Der nicht-flüchtige Speicher verliert im Gegensatz zu einem flüchtigen Speicher gespeicherte Daten nicht, wenn keine Stromversorgung den nicht-flüchtigen Speicher versorgt. Somit kann auf den letzten Wert der Position und auf den letzten Wert der Geschwindigkeit nach einer Wiederherstellung der Versorgungsspannung, beispielsweise zum Zweck der Ansteuerung des Stellelements, zurückgegriffen werden.
Überschreitet der Ist-Wert der Versorgungsspannung im weiteren Verlauf wieder den Schwellwert, so wird mit Hilfe der gespeicherten letzen Werte der Position und der Geschwindigkeit der während des Spannungseinbruchs vom Stellelement zurückgelegte Weg berechnet und dieser Wert zur Kalibrierung herangezogen.
Vorteilhafterweise wird wie erwähnt der Schwellwert oberhalb einer Schreibspannung eines nicht-flüchtigen Speichers, insbesondere eines EEPROMs, gewählt. Die Schreibspannung des EEPROM gibt die kleinste mögliche Spannung an, mit der die Speicherung von Daten auf dem EEPROM realisiert werden kann. Da die Lesespannung eines EEPROM niedriger liegt als die Schreibspannung, ist es sinnvoll die Schreibspannung als Maßgabe für den niedrigsten Schwellwert zu wählen, bei dem die Ermittlung des Nachlaufverhaltens des Stellelements mittels der Steuereinheit ermöglicht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist ein Tiefpassfilter zur Filterung des Messsignals der Versorgungsspannung vorgesehen. Durch den Tiefpassfilter werden Einbrüche in der Versorgungsspannung die kürzer als eine parametrisierbare Zeitspanne andauern, ausgefiltert. Damit wird kein Spannungseinbruch detektiert, womit die Steuereinheit beispielsweise keinen Abwurf des Motors auslöst. Durch die Filterung wird erreicht, dass natürliche Spannungsfluktuationen nicht sofort ein Anhalten des Motors und damit des Stellelements bewirken.
Bevorzugterweise puffert ein Kondensator die Versorgungsspannung während eines Einbruchs der Versorgungsspannung. Der Kondensator soll dabei insbesondere wenigstens die Aufrechterhaltung der Versorgungsspannung auf dem Wert der Schreibspannung eines EEPROM für einen Mindestzeitraum gewährleisten, der eine Speicherung der für die Nachlaufermittlung notwendigen Werte ermöglicht.
Bei der Durchführung des Verfahrens werden vorteilhafterweise die Werte der Position und der Geschwindigkeit fortlaufend in einen flüchtigen Speicher, insbesondere in einen RAM-Speicher (engl.: Random Access Memory), gespeichert. Mit einem flüchtigen Speicher ist es möglich, Daten temporär zu speichern. Ein flüchtiger Speicher verliert die in diesem Speicher gespeicherten Daten, sobald keine ausreichende Stromversorgung für den flüchtigen Speicher vorhanden ist. In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einer Detektion eines Einbruchs der Versorgungsspannung die gespeicherten Werte der Geschwindigkeit und der Position aus dem flüchtigen Speicher in den nicht-flüchtigen Speicher zu übertragen. Die Übertragung wird dabei beispielsweise durch ein Signal getriggert.
Das Betriebsparametererfassungsmittel ist insbesondere ein Sensor oder MEßwertgeber, vorteilhafterweise ein Hallsensor. Ein derartiger Hallsensor umfasst einen einer vom Motor getriebenen Welle zugeordneten Ringmagneten. Der Ringmagnet ist dabei in mehrere Permanentmagneten mit abwechselnder Polung aufgeteilt. Aus der bei der Rotation der Welle entstehenden periodischen Magnetfeldänderung resultieren in dem dem Ringmagneten zugeordneten, von einer Spannung versorgten Sensorelement aufgrund des Halleffekts periodische Hallimpulse. Die Position des Stellelements wird entsprechend der Verstellrichtung durch eine Addition beziehungsweise einer Subtraktion der Hallimpulse von einem gespeicherten Zählwert ermittelt. Die Geschwindigkeit des Stellelements kann mit Hilfe der Wiederholgunsfrequenz der Hallimpulse ermittelt werden. Die Verwendung eines Hallsensor bietet sich insbesondere auch deshalb an, da er im Kraftfahrzeugbereich als ein bewährter und robuster Sensor häufig zur Drehzahlbestimmung eines Antriebsmotors eingesetzt wird, so dass gegebenenfalls auf einen bereits vorhandenen Hallsensor zurückgegriffen werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt in schematischer Darstellung:
1: schematisch eine Fahrzeugtür mit einer Verstelleinrichtung für eine Fensterscheibe.
In 1 ist eine Fahrzeugtür 1 mit einer elektrisch betätigbaren Fensterscheibe 2 und einer Verstelleinrichtung 4 dargestellt.
Die Verstelleinrichtung 4 umfasst einen Motor 5 zur Betätigung der Fensterscheibe 2 und eine Autobatterie 6, die den Motor 5 mit einer Versorgungsspannung betreibt, sowie eine Steuereinheit 10 zur Ansteuerung der bewegbaren Fensterscheibe 2.
Mittels der Steuereinheit 10 wird insbesondere das Nachlaufverhalten der Fensterscheibe 2 bei einem Einbruch der Versorgungsspannung ermittelt. Ein derartiger Einbruch kann beispielsweise bei einem Anlassvorgang des Kraftfahrzeugs auftreten oder durch einen Masseschluss in der Zuleitung auftreten. Tritt ein derartiger Einbruch der Versorgungsspannung auf, während sich die Fensterscheibe 2 in Bewegung befindet, stoppt die Fensterscheibe 2 nicht sofort, sondern bewegt sich trägheitsbedingt und aufgrund von Federkonstanten in der Antriebsmechanik noch weiter. Die Kenntnis der genauen Position der Fensterscheibe 2 ist jedoch beispielsweise für die Einhaltung von Sicherheitsbestimmungen oder für den Betrieb eines Einklemmschutzsystem notwendig. Die Steuereinheit 10 ist insbesondere dazu ausgerichtet, im Fall eines Einbruchs der Versorgungsspannung Schritte für die Ermittlung der durch das Nachlaufverhalten beeinflußten Position der Fensterscheibe 2 einzuleiten.
Dazu umfasst die Verstelleinrichtung 4 neben der Steuereinheit 10 einen einer Welle des Motors 5 zugeordneten Hallsensor 11, eine Auswerteeinheit 12, einen Tiefpass 13, sowie einen Kondensator 14 und ein Speicherelement 16, wobei das Speicherelement einen flüchtigen Speicher und einen nicht-flüchtigen Speicher umfasst. Der flüchtige Speicher ist in dem Ausführungsbeispiel als ein RAM-Speicher 20 gegeben und der nicht-flüchtige Speicher als ein EEPROM 21.
Mittels des Hallsensors 11 werden fortlaufend Werte für die Position und die Geschwindigkeit der sich bewegenden Fensterscheibe 2 ermittelt. Die Werte werden zunächst temporär in den RAM-Speicher 20 gespeichert.
Mit der Auswerteeinheit 12 der Steuereinrichtung 8 wird der Wert der Versorgungsspannung erfasst und dieser mit einem gespeicherten Schwellwert entweder digital oder mittels einer analogen Schaltung verglichen. Sinkt der Wert der Versorgungsspannung, die in einem Kraftfahrzeug 13,5 Volt beträgt, unter den Schwellwert, der beispielsweise 6 Volt beträgt, so wird von der Auswerteeinheit 12 ein Spannungseinbruch detektiert. Der Auswerteeinheit 12 ist insbesondere ein Tiefpass 13 zugeordnet, so dass Spannungseinbrüche, die kürzer als eine parametrisierbare Zeitspanne sind, ausgefiltert werden.
Liegt der erfasste Wert für die Versorgungsspannung unterhalb des Schwelwerte, so leitet die Steuereinheit 10 mittels eines entsprechenden Steuersignals an ein Schaltelement den Lastabwurf des Motors 5 bzw. dessen Stromabschaltung ein. Zusätzlich können weitere an der Versorgungsspannung hängende Lasten wie Lampen, Sensoren, lokale Elektroniken abgeworfen, d. h. von der Spannungsversorgung abgekoppelt werden. Durch den Abwurf des Motors 5 sowie gegebenenfalls weiterer Lasten und durch die Pufferkapazität des vorhandenen Kondensators 14 kann eine Restspannung über einen Mindestzeitraum so hoch gehalten werden, dass ein letzter Wert der Geschwindigkeit und ein letzter Wert der Position der Fensterscheibe 2 dauerhaft in den EEPROM 21 gespeichert werden kann.
Detektiert die Auswerteeinheit 12 eine Wiederherstellung der Versorgungsspannung über den Schwellwert, so führt die Steuereinheit 10 Schritte zur Ermittlung der durch den Nachlauf beeinflußten Position des Fensters 2 durch. Dabei liest sie den letzten gespeicherten Wert der Position und der Geschwindigkeit aus dem EEPROM 21 aus und führt einen Algorithmus zur Berechnung eines neuen Wertes der Position aus. In diesem Algorithmus wird der neue Wert der Position aus dem letzten Wert der Position und einem Nachlaufweg des Fensters 2 berechnet. Der Nachlaufweg ergibt sich dabei insbesondere aus der letzten eingetragenen Geschwindigkeit und einer negativen Beschleunigung der Fensterscheibe, welche die Fensterscheibe zum Stehen bringt. Der Wert der negativen Beschleunigung lässt sich beispielsweise nach Art eines Bremswegs theoretisch aus den Kraft- und Federkonstanten des mit der Fensterscheibe verbundenen Fensterhebersystems herleiten, alternativ läßt sich die Beschleunigung auch empirisch bestimmen. In erstem Fall wird mittels der gespeicherten Werte für die letzte Position und die letzte Geschwindigkeit der Nachlaufweg mathematisch berechnet. Im zweiten Falle wird mittels der letzten Position und der letzten Geschwindigkeit des Stellelements der Nachlaufweg aus einer empirisch ermittelten Wertetabelle ausgelesen.
Der derart ermittelte Nachlaufweg wird zu dem letztabgespeicherten Wert für die Position hinzuaddiert und als reale Position des Fensters 2 zur weiteren Steuerung herangezogen. Ein Reset der Verstelleinrichtung 4 zu einer Kalibrierung durch ein Verfahren des Stellelements an eine bekannte und definierte Position entfällt.

Claims

Verfahren zur Ansteuerung eines Stellelements (2) in einem Kraftfahrzeug, wobei – das Stellelement (2) mittels eines Motors (5) betätigt wird, – der Motor (5) mittels einer Versorgungsspannung betrieben wird, – eine Anzahl von den Motor (5) charakterisierenden Betriebsparametern erfasst wird und – aus der Anzahl von Betriebsparametern ein Wert für die Position und ein Wert für die Geschwindigkeit des Stellelements (2) ermittelt wird, – die Versorgungsspannung erfasst und mit einem Schwellwert verglichen wird, – bei einer Unterschreitung des Schwellwerts durch die Versorgungsspannung der Motor (5) stromlos geschaltet und ein letzter Wert der Position und ein letzter Wert der Geschwindigkeit dauerhaft gespeichert wird, – bei einer der Unterschreitung folgenden Überschreitung des Schwellwertes ein neuer Wert der Position mittels des letzten Wertes der Position und des letzten Wertes der Geschwindigkeit ermittelt wird, und – der letzte Wert der Position durch den neuen Wert der Position ersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Schwellwert für die Versorgungsspannung ein Wert oberhalb einer Schreibspannung eines nicht-flüchtigen Speichers, insbesondere eines EEPROMs (21), gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Versorgungsspannung nach Unterschreitung des Schwellwertes gepuffert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Unterschreitung des Schwellwertes weitere der Versorgungsspannung anhängige Last abgeworfen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wert für die Geschwindigkeit des Stellelements (2) aus einer Zeitabhängigkeit des Wertes der Position des Stellelements (2) ermittelt wird.
Verstelleinrichtung (4) für ein Stellelement (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Motor (5) zum Antrieb des Stellelements (2), mit einer Spannungsquelle (6) zum Liefern einer Versorgungsspannung, mit einem Betriebsparametererfassungsmittel zur Erfassung einer Anzahl von den Motor (5) charakterisierenden Betriebsparametern, mit einem Spannungserfassungsmittel (12) zur Erfassung der Versorgungsspannung, und mit einem Speichermittel (16) sowie mit einer Steuereinheit (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verstelleinrichtung (4) nach Anspruch 6, wobei als Speichermittel ein EEPROM (21) eingesetzt ist.
Verstelleinrichtung (4) nach Anspruch 6 oder 7, mit einem Tiefpassfilter (13) zur Filterung des Messsignals der Versorgungsspannung.
Verstelleinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, mit einem Kondensator (14) zur Pufferung der Versorgungsspannung.
Verstelleinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Betriebsparametererfassungsmittel ein Hallsensor (11) ist.