DE102018101069A1

DE102018101069A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems

Info

Publication number: DE102018101069A1
Application number: DE102018101069.9A
Authority: DE
Inventors: Josef Appel
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-01-18
Publication date: 2019-07-18
Also published as: JP7161124B2; WO2019141589A1; US20200392777A1; CN111630743B; US11879284B2; CN111630743A; JP2021511245A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems mit einer einen elektrischen Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zum Schließen mindestens einer Öffnung in einem Fahrzeug, wie eines Schiebedaches, wobei Mittel zum Messen von Parametern des elektrischen Motors und von Parametern des Einklemmerkennungssystems, Mittel zum Berechnen individueller Korrelationsgrößen aus den gemessenen Parametern des elektrischen Motors und des Einklemmerkennungssystems, und Mittel zum Speichern der berechneten individuellen Korrelationsgrößen in einer Motorsteuerung der Verstellvorrichtung, wobei die berechneten individuellen Korrelationsgrößen zur Konfiguration des Einklemmerkennungssystems verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems mit einer einen elektrischen Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zum Schließen mindestens einer Öffnung in einem Fahrzeug, wie eines Schiebedaches.
Bei einer durch einen elektrischen Motor bewirkten Verstellung von Bauteilen in Kraftfahrzeugen, insbesondere bei Verstellvorrichtungen für elektrisch betriebene Fensterheber oder Schiebedächer, wird zur Begrenzung einer vom elektrischen Motor erzeugten Überschusskraft ein Einklemmschutzsystem vorgesehen. Dieses ist unter anderem deshalb notwendig, weil der Komfort für die Passagiere eines Fahrzeugs erhöht wird, wenn diese nur die Öffnungs- oder Schließbewegung des zu verstellenden Bauteils starten müssen, indem beispielsweise einmalig ein Betätigungselement für eine bestimmte Richtung, d.h. eine Öffnungs- oder Schließrichtung, betätigt wird. Der Öffnungs- bzw. Schließvorgang wird folglich auch nach dem Loslassen des Betätigungselements weitergeführt. Bei einer derartigen Funktionalität braucht der Passagier die weitere Bewegung des zu verstellenden Bauteils im Kraftfahrzeug nicht weiter zu überwachen. Es besteht jedoch die Gefahr, dass Körperteile oder Objekte zwischen den beweglichen Bauteil und einem feststehenden Teil eingeklemmt werden. Auch ist es beispielsweise möglich, dass eine andere Person das Betätigungselement, das den Öffnungs- bzw. Schließvorgang bewirkt, beabsichtigt oder unbeabsichtigt betätigt mit der Folge, dass ein Objekt oder ein Körperteil eingeklemmt wird.
Aus diesem Grund müssen insbesondere elektrisch verstellbare Schiebedächer und elektrisch verstellbare Fensterheber eine sogenannte Anti-Einklemmfunktion aufweisen, die ein eingeklemmtes Objekt oder Körperteil erkennt und die Bewegung des Bauteils stoppt sowie das eingeklemmte Objekt oder Körperteil entlässt. Hierzu wird die Bewegung des Bauteils gestoppt und die Drehrichtung des elektrischen Motors reversiert.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2009 035 449 B3 ein Verfahren zur zeitgesteuerten Einklemmerkennung für eine Fensterheber- oder eine Schiebedachverstelleinheit mit einem elektrischen Motor bekannt, wobei ein auf eine aktuelle Verstellkraft bezogener Wert auf ein Überschreiten des vorgegebenen Referenzwertes überwacht wird. Hierzu werden laufend auf die im Betrieb des Motors sich momentane Motorwinkelgeschwindigkeit bezogene Zeitintervalle ermittelt und für jedes Zeitintervall wird ein zugehöriges maximales Zeitintervall auf Basis der minimal zulässigen Winkelgeschwindigkeit, die auf den Referenzwert bezogen ist, berechnet, wobei dann, wenn dieses maximale Zeitintervall vom jeweiligen auf die momentane Winkelgeschwindigkeit bezogenen Intervall erreicht beziehungsweise überschritten wird, ein Einklemmen erkannt wird.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Ansätze basieren im Wesentlichen auf der Auswertung von Motormessgrößen bzw. Motorparametern, wobei von bekannten und festen Zusammenhängen zwischen der zu erfassenden Klemmkraft und der dadurch bewirkten Veränderung der Motormessgröße bzw. Motorparametern wie beispielsweise dem Strom oder die Änderung der Motordrehzahl ausgegangen wird. Im Stand der Technik wird angenommen, dass diese Zusammenhänge über alle gefertigten Kraftfahrzeuge konstant sind.
Ein Nachteil des Stands der Technik besteht darin, dass aufgrund von Exemplarstreuungen die Motormessgrößen bzw. die Motorparameter, wie beispielsweise die Motorkennlinie oder auch der Wirkungsgrad der Verstellvorrichtung und dergleichen, der Zusammenhang zwischen der Kraft, die der elektrische Motor der Verstellvorrichtung aufwendet und den resultierenden Motormessgrößen bzw. Motorparametern variiert. Diese Variationen führen auch zu einer Exemplarstreuung hinsichtlich der Klemmkräfte und zu einer Exemplarstreuung bezüglich der Robustheit gegen fälschliche Erkennung eines Einklemmens („Fehlreversieren des elektrischen Motors“).
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beheben oder zumindest minimieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Demnach ist eine Vorrichtung zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems mit einer einen elektrischen Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zum Schließen mindestens einer Öffnung in einem Fahrzeug wie eines Schiebedaches vorgesehen. Die Vorrichtung weist Mittel zum Messen von Parametern des elektrischen Motors und von Parametern des Einklemmerkennungssystems auf. Ebenso weist diese Mittel zum Berechnen individueller Korrelationsgrößen aus den gemessenen Parametern des elektrischen Motors und des Einklemmerkennungssystems auf. Auch weist die Vorrichtung Mittel zum Speichern der berechneten individuellen Korrelationsgrößen in einer Motorsteuerung der Verstellvorrichtung auf, wobei die berechneten individuellen Korrelationsgrößen zur Konfiguration des Einklemmerkennungssystems verwendet werden.
Unter dem Begriff „Einklemmen“ ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere, aber nicht ausschließlich ein unerwünschtes Festklemmen von Objekten wie beispielsweise eines Gegenstandes oder eines Gliedmaßes wie beispielsweise einen Arm einer Person zwischen einem ortsfesten und einem beweglichen Teil einer Verstellvorrichtung zu verstehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat insbesondere den Vorteil, dass die tatsächlichen individuellen Korrelationsgrößen, welche aus den gemessenen Parametern des elektrischen Motors und des Einklemmerkennungssystems berechnet wurden, für die Bestimmung der Klemmkraft und den Revisierabstand verwendet werden können. Dies führt zu einer höheren Präzision des Einklemmschutzes und damit verbunden zu einer verringerten Streuung der Klemmkraft. Ein weiterer Vorteil ist die weitgehend kostenneutrale Gewinnung der individuellen Korrelationsgrößen aus bereits anderweitig erforderlichen Tests.
In einer weiteren Ausführungsform werden die individuellen Korrelationsgrößen basierend auf Parametern des elektrischen Motors, beispielsweise der Motorkonstante und/oder dem Ankerwiderstand unter Berücksichtigung von Parametern der Verstellvorrichtung berechnet.
Ein Vorteil hiervon ist, dass nicht nur der elektrische Motor, sondern auch das Zusammenspiel des elektrischen Motors mit der Verstellvorrichtung berücksichtigt werden kann. Hierdurch wird die Präzision des Einklemmschutzes weiter erhöht und die damit verbundene Streuung der Klemmkraft weiter verringert.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die individuellen Korrelationsgrößen einen Übertragungsfaktor von Klemmkraft zu mindestens einer Messgröße am elektrischen Motor, insbesondere Drehzahl, Spannung, Strom und/oder Kraft auf. Ein Vorteil hiervon ist, dass nicht nur die Parameter des elektrischen Motors, sondern auch der Wirkungsgrad der vom elektrischen Motor auf das zu verstellende Bauteil der Verstellvorrichtung berücksichtigt wird. Dies führt zu einer nochmalig erhöhten der Präzision des Einklemmschutzes und folglich zu einer nochmalig verringerten Streuung der Klemmkraft. Es ist selbstverständlich, dass nicht nur die aufgelisteten Messgrößen des elektrischen Motors verwendet werden können, sondern auch weitere Messgrößen, welche durch eine elektrische Motormessung gemessen und/oder berechnet werden können.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Klemmkraft mittels mindestens einer Klemmkraftmessung ermittelt wird. Hierdurch wird eine im Stand der Technik bekannte und ausgereifte Messform für die Klemmkraft verwendet.
Auch wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Prüfstand gelöst, welche eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ausführungsformen aufweist. Durch den erfindungsgemäßen Prüfstand werden die Vorteile der Vorrichtung erzielt. So kann unter Verwendung eines derartigen Prüfstands insbesondere die Streuung der Klemmkraft verringert werden und eine höhere Präzision des Einklemmschutzes erreicht werden.
Eine weitere Ausführungsform des Prüfstands sieht vor, dass dieser ein Bandende-Prüfstand ist. Ein Vorteil hierbei ist, dass es sich um einen im Stand der Technik bekannten Prüfstand handelt, welcher technisch ausgereift und ohne großen Aufwand realisierbar ist.
Unter dem Begriff „Bandende-Prüfstand“ ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere, aber nicht ausschließlich ein Prüfstand am Ende eines Fertigungsprozesses zu verstehen, in dem neu gebaute Kraftfahrzeuge oder Teile hiervon auf Funktionalität überprüft werden.
Auch wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems mit einer einen elektrischen Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zum Schließen mindestens einer Öffnung in einem Fahrzeug wie eines Schiebedachs, gelöst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Messen von Parametern des elektrischen Motors und Parametern des Einklemmerkennungssystems,
Berechnen von individuellen Korrelationsgrößen aus den gemessenen Parametern des elektrischen Motors und Parametern des Einklemmerkennungssystems, Speichern der berechneten individuellen Korrelationsgrößen in einer Antriebssteuerung der Verstellvorrichtung, und
Verwenden der berechneten individuellen Korrelationsgrößen zur Konfiguration des Einklemmerkennungssystems.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Vorteile der Vorrichtung erzielt. Insbesondere können unter Berücksichtigung der tatsächlichen Korrelationsgrößen die Klemmkraft und der Revisierabstand enger eingegrenzt werden. Auch führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer höheren Präzision des Einklemmschutzes und damit zu einer verringerten Streuung der Klemmkraft. Ein weiterer Vorteil ist die weitgehend kostenneutrale Gewinnung der individuellen Korrelationsgrößen aus bereits anderweitig erforderlichen Tests.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die individuellen Korrelationsgrößen basierend auf Parametern des elektrischen Motors, beispielsweise der Motorkonstante und/oder dem Ankerwiderstand unter Berücksichtigung von Parametern der Verstellvorrichtung berechnet werden. Ein Vorteil hiervon ist, dass nicht nur der elektrische Motor, sondern auch das Zusammenspiel des elektrischen Motors mit der Verstellvorrichtung berücksichtigt werden kann. Hierdurch wird die Präzision des Einklemmschutzes weiter erhöht und die damit verbundene Streuung der Klemmkraft weiter verringert.
Auch sieht eine Ausführungsform vor, dass die individuellen Korrelationsgrößen einen Übertragungsfaktor von Klemmkraft zu mindestens einer Messgröße am elektrischen Motor, insbesondere Drehzahl, Spannung, Strom und/oder Kraft aufweisen. Dies führt zu einer nochmaligen Erhöhung der Präzision des Einklemmschutzes und folglich zu einer nochmalig verringerten Streuung der Klemmkraft.
Auch wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein computerlesbares Speichermedium gelöst, welches Instruktionen erhält, die mindestens einen Prozessor dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ausführungsformen zu implementieren, wenn die Instruktionen durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden.
Durch das erfindungsgemäße computerlesbare Speichermedium wird eine verbesserte informationstechnische Handhabung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirkt. Die Vorrichtung zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems wird vorzugsweise für ein Schiebedach, (Seiten-) Fenster und/oder eine sonstige verschließbare Öffnung in einem Fahrzeug (wie z.B. Personen- oder Lastkraftwagen, Schiff und/oder Flugzeug), insbesondere eine Fahrzeugkarrosserie, verwendet.
Ebenso wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Einklemmerkennungssystem gelöst, das nach einem Verfahren der vorangehenden Ausführungsformen konfiguriert wurde. Hierdurch werden die Vorteile des Verfahrens und insbesondere die Vorteile der Vorrichtung erreicht.
Nachfolgend wird die Erfindung mittels eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand einer Abbildung näher erläutert wird. Hierbei zeigt:

1: ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems gemäß der Ausführungsform.

In der nachfolgenden Beschreibung werden für Vergleiche und gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die individuellen Parameter bzw. die individuellen Korrelationsgrößen, welche die Zusammenhänge zwischen Kräften an einem Deckel der Verstellvorrichtung und Motormessgrößen bzw. Motorparametern definieren, für jedes Exemplar eines Kraftfahrzeugs beispielsweise beim Endtest nach der Montage der Verstellvorrichtung bzw. des elektrischen Motors der Verstellvorrichtung bestimmt und in der Motorsteuerung abgelegt werden. Insbesondere werden hierbei Motorparameter, wie z.B. die Motorkonstante und der Ankerwiderstand aus Kennlinienmessungen bestimmt. Auch werden geeignete Parameter aus Messungen im Dachsystem bzw. der Verstellvorrichtung am EOL-Prüfstand gemessen. Der Übertragungsfaktor von Klemmkraft zu Kraft am elektrischen Motor kann beispielsweise aus Klemmkraftmessung im EOL-Prüfstand ermittelt werden.
Hierdurch können unter Berücksichtigung der tatsächlichen Parameter des elektrischen Motors und des Einklemmerkennungssystems in den verwendeten Algorithmen die Klemmkraft und der Revisierabstand enger eingegrenzt werden. Dies führt zu einer höheren Präzision des Einklemmschutzes und damit verbunden zu einer verringerten Streuung der Klemmkraft. Auch ist die Gewinnung der individuellen Korrelationsgrößen weitgehend kostenneutral, da dies aus bereits anderweitig erforderlichen Tests geschieht.
Die 1 zeigt exemplarisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems mit einer einen elektrischen Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zum Schließen mindestens einer Öffnung in einem Fahrzeug wie eines Schiebedaches und/oder eines Fensters, insbesondere Seitenfensters. So wird in einem ersten Schritt 1 die Klemmkraft und die resultierende Motorreaktion gemessen. In einem zweiten Schritt 2 wird die gemessene Klemmkraft und die gemessene resultierende Motorreaktion ausgelesen. In einem dritten Schritt 3 werden individuelle Korrelationsgrößen berechnet und gespeichert. Diese berechneten individuellen Korrelationsgrößen können beispielsweise in einer Motorsteuerung der Verstellvorrichtung gespeichert werden. Nicht abgebildet ist der nach dem Schritt 3 folgende Schritt des Verwendens der berechneten individuellen Korrelationsgrößen zur Konfiguration der Einklemmerkennung. Stattdessen ist in der Ausführungsform der 1 ein optionaler vierter Schritt abgebildet, in dem das Einklemmverhalten geändert wird. So kann je nach individuellen Korrelationsgrößen die gewünschte Einstellkraft eingestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009035449 B3 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems mit einer einen elektrischen Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zum Schließen mindestens einer Öffnung in einem Fahrzeug, wie eines Schiebedaches, gekennzeichnet, durch Mittel zum Messen von Parametern des elektrischen Motors und von Parametern des Einklemmerkennungssystems, Mittel zum Berechnen individueller Korrelationsgrößen aus den gemessenen Parametern des elektrischen Motors und des Einklemmerkennungssystems, und Mittel zum Speichern der berechneten individuellen Korrelationsgrößen in einer Motorsteuerung der Verstellvorrichtung, wobei die berechneten individuellen Korrelationsgrößen zur Konfiguration des Einklemmerkennungssystems verwendet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Korrelationsgrößen basierend auf Parametern des elektrischen Motors, beispielsweise der Motorkonstante und/oder dem Ankerwiderstand unter Berücksichtigung von Parametern der Verstellvorrichtung berechnet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Korrelationsgrößen einen Übertragungsfaktor von Klemmkraft zu mindestens einer Messgröße am elektrischen Motor, insbesondere Drehzahl, Spannung, Strom, und/oder Kraft aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraft mittels mindestens einer Klemmkraftmessung ermittelt wird.
Prüfstand mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Prüfstand nach Anspruch 5, wobei der Prüfstand ein Bandende-Prüfstand ist.
Verfahren zur Konfiguration eines Einklemmerkennungssystems mit einer einen elektrischen Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zum Schließen mindestens einer Öffnung in einem Fahrzeug, wie eines Schiebedaches, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Messen von Parametern des elektrischen Motors und Parametern des Einklemmerkennungssystems, Berechnen von individuellen Korrelationsgrößen aus den gemessenen Parametern des elektrischen Motors und Parametern des Einklemmerkennungssystems, Speichern der berechneten individuellen Korrelationsgrößen in einer Antriebssteuerung der Verstellvorrichtung, und Verwenden der berechneten individuellen Korrelationsgrößen zur Konfiguration des Einklemmerkennungssystems.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Korrelationsgrößen basierend auf Parametern des elektrischen Motors, beispielsweise der Motorkonstante und/oder dem Ankerwiderstand unter Berücksichtigung von Parametern der Verstellvorrichtung berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die individuellen Korrelationsgrößen einen Übertragungsfaktor von Klemmkraft zu mindestens einer Messgröße am elektrischen Motor, insbesondere Drehzahl, Spannung, Strom und/oder Kraft aufweisen.
Computer-lesbares Speichermedium, welches Instruktionen enthält, die mindestens einen Prozessor dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zu implementieren, wenn die Instruktionen durch mindestens einen Prozessor ausgeführt werden.
Einklemmerkennungssystem, das nach einem Verfahren der Ansprüche 7 bis 9 konfiguriert wurde.