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Dokumentenidentifikation DE69621344T2 05.09.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0858687
Titel SYSTEM ZUR DETEKTION EINES HINDERNISSES BEIM AUTOMATISCH SCHLIESSEN VON FENSTERN
Anmelder ITT Automotive Electrical Systems, Inc., Auburn Hills, Mich., US
Erfinder JACKSON, A., James, Kettering, US;
McCANN, A., Roy, Kettering, US
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69621344
Vertragsstaaten DE, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 01.11.1996
EP-Aktenzeichen 969368752
WO-Anmeldetag 01.11.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/16965
WO-Veröffentlichungsnummer 0009716878
WO-Veröffentlichungsdatum 09.05.1997
EP-Offenlegungsdatum 19.08.1998
EP date of grant 22.05.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.09.2002
IPC-Hauptklasse H02H 7/085

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein motorbetriebenes Antriebssystem für Kraftfahrzeug-Schließeinrichtungen, wie etwa Fenster. Sie betrifft insbesondere das Funktionsmerkmal eines automatischen Rückwärtslaufes für motorbetriebene Schließeinrichtungen, welche in normalem Betrieb mit der Schließbewegung fortfahren, nachdem ein Bedienschalter losgelassen wurde.

Einige Kraftfahrzeuge sind mit einem motorbetriebenen Fenstersystem (elektrische Fensterheber) erhältlich, welches über einen Betriebsmodus des automatischen Hochfahrens verfügt. In diesen Systemen führt ein Fenster weiterhin ein automatisches Hochfahren aus, sogar nachdem der Bedienschalter losgelassen wurde. Ein staatlich vorgeschriebener Kraftfahrzeugstandard fordert, dass ein im automatischen Hochfahrmodus betriebenes Fenster seine Bewegungsrichtung umkehren muss, bevor es eine Kraft von 100 N auf einen zwischen Fenster und Fensterrahmen befindlichen zylindrischen Stab mit einer Nachgiebigkeit von 10 N/mm ausübt.

DE-A-42 14 998 offenbart eine Tür- oder Torantriebseinrichtung, welche einen Antriebsmotor beinhaltet, der über eine Steuereinrichtung mit einer Einrichtung zur Überwachung des Kraftaufwands betrieben wird, die mit einer Sicherheits-Abschaltvorrichtung gekoppelt ist, welche den Antriebsmotor vom Türantrieb trennt, wenn die benötigte Kraft einen Schwellenwertpegel überschreitet. Die veränderlichen Werte für den vom Tür-Laufweg abhängigen Kraftaufwand, der für die Tür im normalen Betrieb kennzeichnend ist, sind in einem Speicher gespeichert. Die Messwerte für die während des tatsächlichen Türbetriebs erforderliche Kraft werden mit den zugehörigen gespeicherten Werten verglichen, um zu ermöglichen, dass die Antriebseinrichtung abgeschaltet wird, wenn für eine beliebige Türposition ein maximaler Kraftwert überschritten wird. Der Vorteil liegt in einer Verbesserung der Antriebssicherheit, um eine Beschädigung von im Weg befindlichen Objekten, z. B. Kindern, zu verhindern.

DE-A-43 44 378 offenbart eine Vorrichtung, welche einen Motor ansteuert und regelt, der ein bewegliches Teil eines Fahrzeugs durch die Antriebskraft des Motors bewegt. Die Vorrichtung beinhaltet eine Antriebs- oder Ansteuerungs- Unterbrechungsschaltung, welche einen Stromwert, der von einer Stromerfassungsschaltung erfasst wird, die bei sich bewegendem beweglichen Teil den Motorantriebsstrom erfasst, mit einem vorbestimmten Vergleichsstromwert vergleicht, und welche die Ansteuerung des Motors zu einem Zeitpunkt unterbricht, bei dem der erfasste Stromwert den Vergleichsstromwert übersteigt. Die Vorrichtung beinhaltet auch eine Vergleichsstrom- Veränderungsschaltung, welche den Vergleichsstromwert basierend auf einer Temperatur der Umgebung des beweglichen Teils verändert. Da es möglich ist, eine Temperaturkompensation basierend auf einem gewöhnlichen Antriebsstrom und einem Sperrstrom des Motors auszuführen, kann der Vergleichsstromwert innerhalb eines breiten Bereiches festgelegt werden.

Es wird angestrebt, ein sehr zuverlässiges automatisches Rückwärtslauf-Funktionsmerkmal zur Verwendung mit Fenstern, die über einen automatischen Aufwärtsbewegungs-Betriebsmodus verfügen, bereit zu stellen, das ein Minimum an Rechenleistung erfordert und bei dem die Verwendung eines billigen Mikroprozessors möglich ist, um die Fensterbewegung zuverlässig zu steuern.

INHALT DER ERFINDUNG

In Übereinstimmung mit der Erfindung beinhaltet ein Schließsystem für ein Kraftfahrzeug: eine Schließeinrichtung, einen Schließeinrichtungsrahmen, einen Elektromotor, einen Steuerschalter, eine elektrische Stromquelle, erste und zweite Verschiebungssensoren, eine Temperaturfühleinrichtung, eine Einrichtung, welche den vom Elektromotor gezogenen Strom fühlt, und einen Mikroprozessor. Der Elektromotor weist eine Abtriebswelle auf. Der Schließeinrichtungsrahmen definiert eine geschlossene Position der Schließeinrichtung. Die elektrische Stromquelle beinhaltet eine Batterie. Die ersten und zweiten Verschiebungssensoren erzeugen im Betrieb ein Signal, das eine Schließbewegung und/oder eine Drehung der Abtriebswelle anzeigt. Der Mikroprozessor ist elektrisch mit dem Steuerschalter, dem Elektromotor, den ersten und zweiten Verschiebungssensoren, der Temperaturmesseinrichtung und der Strommesseinrichtung verbunden. Der Mikroprozessor beinhaltet eine Einrichtung, welche den Motor reagierend auf den Zustand des Steuerschalters mit der Stromquelle verbindet. Der Mikroprozessor besitzt auch eine Einrichtung, welche die abgetastete Temperatur in ein elektrisches Signal umwandelt, das die Temperatur angibt. Der Mikroprozessor beinhaltet auch eine Einrichtung, welche den abgetasteten Strom in ein elektrisches Signal des Motorstroms umwandelt, sowie eine Einrichtung, welche die Reibwiderstandskraft der Schließeinrichtung bei vorbestimmten Positionen berechnet, die beim Bewegen der Schließeinrichtung von der geöffneten Position in die geschlossene Position durch Signale der Verschiebungssensoren angezeigt werden. Der Mikroprozessor beinhaltet weiter eine Einrichtung zur Berechnung einer kompensierten Reibwiderstandskraft unter Verwendung der Reibwiderstandskraft und einem Temperaturkorrekturfaktor. Der Mikroprozessor beinhaltet außerdem weiter eine Einrichtung, welche die Reibwiderstandskraft mit einer Referenz- Reibwiderstandskraft vergleicht und eine Umkehr der Laufrichtung des Motors auswählt, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft geringer ist als die Referenz- Reibwiderstandskraft.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden unter Bezug auf die folgende Beschreibung und die Zeichnungen klar werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines automatisch schließenden Fensters mit Hindernis-Erfassungssystem der Erfindung.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Kräfte, die auf eine sich in vertikaler Richtung verschiebende Schließeinrichtung, wie beispielsweise ein Fenster, einwirken.

Fig. 3 ist ein Diagramm der Änderung der Reibwiderstandskraft über die Temperatur.

Fig. 4 ist ein Diagramm des Temperaturkompensationskoeffizienten KT als Funktion der Temperatur.

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm in Blockform, welches den logischen Ablauf zeigt, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Schließeinrichtung auf ein Hindernis gestoßen ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Ein Fensterhebersystem 10 ist in schematischer Form in Fig. 1 dargestellt. Die beispielhafte Schließeinrichtung, ein Fenster 12, wird durch einen elektrischen Kleinmotor 14 wählbar angetrieben, der durch eine herkömmliche Batterie 16 von 12 V wählbar mit Strom versorgt wird. Ein von einem Benutzer gesteuerter Eingabeschalter 18 ist mit einer zwischen Batterie 16 und Motor 14 angeordneten Steuereinrichtung 20 verbunden. Die Steuereinrichtung 20 weist einen Mikroprozessor 22 auf, wobei der bevorzugte Typ ein 8-Bit-Motorola-Mikroprozessor Nr. MC68HC05P9 ist. Der Eingabeschalter 18 ist mit einem Mikroprozessor 22 verbunden.

Eine Spannungsregelungseinrichtung 24 ist zwischen Batterie 16 und Mikroprozessor 22 angeordnet. Die beispielhafte Spannungssteuereinrichtung 24 ist ein LM2931 von National Semiconductor und steuert das vorgegebene Potential von 9 bis 16 V Batterie 16 herunter auf den zum Ansteuern des Mikroprozessors 22 erforderlichen Wert von 5 V. Die Steuereinrichtung 24, die Batterie 16 und der Mikroprozessor 22 sind mit einer gemeinsamen elektrischen Erdung 26 verbunden.

Ein Temperaturfühler 30, der bevorzugt vom Typ eines Widerstands mit negativem Temperaturkoeffizienten ist, ist elektrisch mit einem Mikroprozessor 22 verbunden und in der Steuereinrichtung 20 angeordnet. Der Vorteil des Platzierens des Temperatursensors 30 in der Steuereinrichtung 20 liegt in der Minimierung der externen Verbindungen und der verbesserten Packdichte, jedoch kann der Sensor 30 alternativ außerhalb der Steuereinrichtung 20 angeordnet sein. Außerdem können andere Typen von Temperatursensoren anstelle des Widerstandes mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet werden, wie beispielsweise ein Bimetall-Thermoelement oder eine Kombination aus einem Thermoelement und einem Verstärker.

Ein Relais 31 mit der Nr. V2R1001, hergestellt von Potter and Brumfield, ist zwischen Batterie 16 und Motor 14 angeordnet und ebenfalls mit dem Mikroprozessor 22 verbunden. Das Relais 31 verbindet den Motor 14 elektrisch mit der Batterie 16, reagierend auf Steuersignale vom Mikroprozessor 22. Das Relais 31 wird verwendet, um den Motor 14 wahlweise mit Strom zu versorgen, damit die Motorantriebswelle 32 in beliebiger Richtung in Drehung versetzt wird.

Typischerweise schließt das Relais 31 reagierend auf das Schließen des Eingabeschalters 18. Jedoch ist, um einen intermittierenden Stop-Start-Zustand beim Schließen des Schalters 18 zu vermeiden, eine Entprell-Filterschaltung 33 zwischen Schalter 18 und Steuereinrichtung 20 angeordnet. Die Details der Schaltung 33 sind hier nicht offenbart, da sie an sich bekannt sind.

Ein Stromsensor 34, z. B. Nr. LM2904, hergestellt von National Semiconductor, ist zwischen dem Relais 31 und dem A/D-Wandler- Eingangsanschluss des Mikroprozessors 22 angeordnet. Der Stromsensor 34 wandelt ein vom Relais 31 kommendes Stromsignal um und transformiert den vorgegebenen Ausgangsbereich des Batteriestroms auf ein proportionales Signal von 0-5 V herunter, das zur Verwendung durch den Mikroprozessor 22 geeignet ist.

Die Motorwelle 32 des elektrischen Antriebsmotors 14 weist einen darauf angebrachten magnetischen Ring 36 mit acht Magnetpolen auf, und zwar abwechselnd Nordpolen 38 und Südpolen 40. Erste und zweite Hall-Effekt-Sensoren 42 bzw. 44, z. B. NR. A3187EUA, hergestellt von Allegro Company, sind in der Nähe des Magnetrings 36 angebracht. Ein Hall-Effekt-Sensor genügt, um die Drehung der Motorwelle zu überwachen. Jedoch werden zwei Sensoren 42 und 44 benötigt, um die Drehrichtung der Motorwelle zu bestimmen.

Ein Fensterhebemechanismus 46 verbindet einen Motor 14 funktionsmäßig mit einem Fenster 12 und wandelt die Drehbewegung des Motors 14 in eine Bewegung des Fensters 12 in axialer Richtung 50 innerhalb des Fensterrahmens 48 um.

Bekannte Fensterhebemechanismen beinhalten u. a. Kabelantriebe, Bandantriebe und Zahnstangensysteme. Für die meisten Fensterhebemechanismen ist eine vertikale Verschiebung des Fensters 12 als Funktion einer Drehung der Motorwelle 32 eine lineare oder annähernd lineare Funktion. Somit wird die Verschiebung des Fensters 12 ohne weiteres in Bezug zur Drehung der Motorwelle 32 gesetzt, und die Vertikalgeschwindigkeit des Fensters 12 korreliert mit der Drehgeschwindigkeit der Motorwelle 32.

Ein im Weg von Fenster 12 angeordnetes Hindernis 52 kommt mit dem Fenster 12 bei dessen Aufwärtsbewegung in Eingriff.

Fig. 2 stellt das Kräftegleichgewicht des Fensters 12 dar, wenn sich dieses mit unveränderter Geschwindigkeit bewegt. Die Hebekraft FL muss die Gewichtskraft W des Fensters und Reibwiderstands- oder Reibungskräfte FD überwinden. FD wird durch die Steifigkeit der (nicht dargestellten) Dichtungen der Schließeinrichtung und das Ausmaß des Kontaktes zwischen den Dichtungen und dem Fenster 12 während der Bewegung des Fensters stark beeinflusst. Wenn das Hindernis 52 auf das Fenster 12 auftrifft, muss FL auch die Widerstandskraft des Hindernisses FOB überwinden. Daher gilt: FL = W + FD + FOB. FD ist eine temperaturabhängige Variable, welche diskontinuierlich schrittweise variiert, und ebenfalls bei einer einzigen Übergangstemperatur TG seine Neigung ändert, wie dargestellt in Fig. 3. Bei Temperaturen oberhalb 0ºC weist FD eine erste Neigung auf. Bei Temperaturen unterhalb 0ºC weist FD eine zweite Neigung auf, die merklich steiler ist als die erste Neigung von FD.

Die Quelle für die Hebekraft FL ist der Elektromotor 14. Das vom Motor 14 zur Verfügung gestellte Drehmoment (Tm) wird mit einem Getriebeverkettungsfaktor (KL) multipliziert, welcher mit der Fensterposition (X) variieren kann. In ähnlicher Weise kann die Motorwellenwinkelbewegung (θ) oder deren Winkelgeschwindigkeit (ω) mittels Teilen durch KL in die Fensterposition (X) oder Geschwindigkeit (V) umgewandelt werden. Da die Hebekraft FL zum Motordrehmoment proportional ist und das Motordrehmoment proportional zum Strom (i) ist, kann FL approximiert werden, indem der Motorstroms i mit einer vorbestimmten Konstanten KHEBE multipliziert wird.

Die Reibwiderstandskraft FD ist schwierig zu berechnen und zu messen. Anhand des Kräftegleichgewichts von Fig. 2 gilt jedoch: FD = FL - W - FOB. Solange es kein Hindernis auf dem Weg des Fensters gibt, gilt FD = FL - W, oder FD = i·KHEBE - W. Durch Speichern der Werte von FD, die ohne Vorhandensein eines Hindernisses für eine vorbestimmte Anzahl von Fensterpositionen berechnet wurden, kann das Vorhandensein eines Hindernisses bei diesen Fensterpositionen erfasst werden, indem man die gespeicherten Werte mit nachfolgenden Berechnungen von FD für eben diese Positionen vergleicht. Eine signifikante Erhöhung von FD ergibt sich, wenn der Strom i zunimmt, was einer Erhöhung des Motordrehmomentes entspricht und anzeigt, dass wahrscheinlich ein Hindernis mit dem Fenster 12 in Eingriff gekommen ist.

Mit den obigen Voraussetzungen wurde ein Satz von Anweisungen, in Übereinstimmung mit Fig. 5, zur Berechnung der Reibwiderstandskraft ED und zur Kompensation von dieser bezüglich Temperaturschwankungen in den Mikroprozessor 22 implementiert, um zu bestimmen, ob das Fenster 12 auf ein Hindernis gestoßen ist.

Das Programm von Fig. 5 verwendet einen Messwert der Temperatur (T) des Stromes (i) und der Fensterposition (X), um einen kompensierten Reibwiderstandskraftwert (FDM) zu entwickeln. Für die kompensierte Reibwiderstandskraft FDM gilt: FDM = (i·KHEBE - W)/(1 + KT(T - T&sub0;)) für eine beliebige Position X des Fensterlaufweges. KT ist ein Temperaturkompensationsfaktor, welcher den Effekt der Änderung der Reibwiderstandskraft FD über die Temperatur simuliert. KT ist in Fig. 4 angetragen und entspricht der Neigung von FD als Funktion der Temperatur. To ist eine willkürlich gewählte Referenztemperatur. Eine Referenztemperatur von 25ºC kann passend sein, wenn die anfänglichen Geschwindigkeitsmessungen bei dieser Temperatur vorgenommen werden. KHEBE·i approximiert die vom Motor aufgebracht Hebekraft. W ist das Gewicht des Fensters.

Fig. 4 ist ein Diagramm des Temperaturkompensationskoeffizienten KT als Funktion der Temperatur T. KT multipliziert mit einer Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur, bei welcher das Fenster betrieben wird, und einer vorbestimmten Referenztemperatur T&sub0;, und berechnet die Änderung der Reibwiderstandskraft FD, welche bei Temperaturänderungen auftritt. Die Größe (1 + KT(T - T&sub0;)) dient als Temperaturkorrekturfaktor.

Eine "Quetschzone" des Fensterhubweges, näherungsweise gegeben durch das letzte Drittel des Fensterhubweges nach oben hin, ist in 200 Fensterpositionen unterteilt, wobei die letzte Position die geschlossene Position des Fensters 12 ist. Die Anzahl der Positionen kann selbstverständlich verändert werden, damit sie für eine spezielle Anwendung passend ist. Jede Fensterposition entspricht einer zugehörigen Anzahl von Umdrehungen der Motorwelle 32, welche dem Mikroprozessor 22 durch Hall-Effekt-Sensoren 42 und 44 angezeigt wird. Der Referenzwert für die Reibwiderstandskraft (P), kompensiert bezüglich der Temperaturänderung ausgehend von T&sub0;, wird im Mikroprozessor 22 für jede der innerhalb der Quetschzone liegenden 200 Positionen gespeichert. Durch Speichern vieler Referenzwerte für die kompensierte Reibwiderstandskraft über den Bereich des Fensterhubweges werden lokale Veränderungen des vom Motor 14 gezogenen Stromes i, die der Konfiguration der Getriebeverkettung zuzuschreiben sind, und lokale Schwankungen der Reibwiderstandskraft der Dichtungen automatisch kompensiert.

Die 200 Referenzwerte von P für das Fenster werden zu Anfang durch einen Betrieb des Fensters 12 über seinen Hubweg und das Speichern der Werte von FDM als Wert von P für jede der in der Quetschzone liegenden 200 Positionen des Fensters 12 festgelegt. In nachfolgenden Operationen des Fensterhebersystems 10 wird der Wert von FDM in den Wert von P "hineingemittelt", indem P mit 7 multipliziert wird und Fom addiert wird, und die Gesamtsumme durch 8 geteilt wird, um den neuen Wert von P zu erhalten.

Das Programm beginnt beim Startblock 54, und zwar jedesmal, wenn ein Impulsscheiben-Übergang erzeugt wird. Ein Impulsscheiben-Übergang wird erzeugt, wenn ein Übergang von Nord nach Süd, oder von Süd nach Nord, eines Magnetrings 36 bei einem der Hall-Sensoren 42 und 44 an einer Drehposition auftritt, welche einer der 200 Fensterpositionen entspricht.

Das Programm von Fig. 5 verwendet Messwerte von Fensterstrom (i) und Temperatur (T), sowie die gespeicherten Werte des Fenstergewichtes (W), der Referenztemperatur (T&sub0;), des Strom/Kraft-Faktors (KHEBE) und eine Temperaturkompensationskonstante (KT), um einen kompensierten Reibwiderstandskraftwert (FDM = (KHEBE·1 -W)/(1 + KT(T - T&sub0;)) zu entwickeln. Es wurde festgestellt, dass das Vergleichen der kompensierten Reibwiderstandskraft FDM mit einem gespeicherten Referenzwert P für genau diese Fensterposition und das Bestimmen, ob FDM deutlich größer ist als P, ein äußerst zuverlässiger und reproduzierbarer Lösungsweg ist, um festzustellen, ob das Fenster während seiner Aufwärtsbewegung auf ein Hindernis gestoßen ist.

Das Programm von Fig. 5 wird wie angegeben bei jeder Erzeugung eines Impulsscheiben-Übergangs ausgeführt. Ein Startblock 54 stellt den Anfangspunkt des Programms dar. In Schritt 56 findet das Lesen von Temperatur und Strom statt.

In Schritt 58 wird der Wert der Konstante KT bestimmt, der sich mit der Temperatur in Übereinstimmung mit Fig. 4 ändert. KT wird verwendet, um eine Erhöhung der Fenster- Getriebeverkettungssteifigkeit zu approximieren, welche bei ungefähr 0ºC auftritt. Etwa bei dieser Temperatur und darunter werden Fensterdichtungen so starr, dass dadurch eine beträchtliche Widerstandserhöhung gegenüber einer Fensterbewegung erzeugt wird. Daher weist KT oberhalb TG oder 0ºC einen ersten Wert K&sub1;, und für Temperaturen unterhalb TG einen zweiten höheren Wert K&sub2; auf.

Die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) wird in Schritt 60 gemäß der oben erläuterten Gleichung berechnet, und zwar FDM = (KHEBE·i - W)/(1 + KT (T - T&sub0;).

FDM wird in Schritt 62 mit P verglichen. Um zu bestimmen, ob eine merkliche Erhöhung von EDM aufgetreten ist, welche das Vorhandensein eines Hindernisses anzeigt, wird FDM mit dem Wert von P verglichen, der mit einem ersten Bereichsfaktor multipliziert wurde, um einen ersten Reibwiderstandskraftbereichswert zu erzielen. In der beispielhaften Ausführungsform beträgt der erste Bereichsfaktor 1,3 und die sich ergebende Differenz von 1,3 P - FDM = EDT, dem Referenzschwellenwert für die Reibwiderstandskraft. Der erste Bereichsfaktor von 1,3 wurde für das ausgewertete System gewählt, da niedrigere Werte zu vielen falschen Hinderniserfassungs-Rücklaufvorgängen führen und höhere Werte zu Kräften an der Schließeinrichtung führen, die höher sind als gewünscht. Jedoch ist davon auszugehen, dass für andere Systeme als erster Bereichsfaktor ein anderer Wert als 1,3 besser geeignet sein könnte.

In Schritt 64 wird der Referenzschwellenwert FET mit 0 verglichen. Wenn FDT kleiner ist als 0, zeigt dies eine beträchtliche Verminderung der kompensierten Geschwindigkeit an, und eine Impulszähleinrichtung wird durch Addieren von 1 zum Wert der Impulszähleinrichtung in Schritt 66 schrittweise erhöht. In Schritt 68 wird der Wert der Impulszähleinrichtung mit einem vorbestimmten festgelegten Zählwert verglichen, der in der vorliegenden Ausführungsform fünf beträgt, um zu bestimmen, ob signifikante Krafterhöhungen bei jeder der letzten fünf Fensterpositionen aufgetreten sind. Der festgelegte Zählwert kann selbstverständlich von fünf verschieden sein, damit er für eine spezielle Anwendung passend ist. Wenn die Anzahl der Impulszählwerte so groß ist wie der festgelegte Zählwert, dann wird angenommen, dass ein Hindernis erfasst wurde, und das Programm geht weiter auf Schritt 70 und legt ein Hinderniserfassungsbit fest.

Bei Schritt 72 geht, wenn das Hinderniserfassungsbit nicht festgesetzt wurde, das Programm weiter auf den Endblock 74 und endet. Wenn in Schritt 72 bestimmt wurde, dass das Hinderniserfassungsbit gesetzt wurde, dann fährt das Programm mit Schritt 76 fort und kehrt die Drehrichtung der Motorwelle 32 um, indem dem Relais 31 signalisiert wird, die an den Motor 14 angelegte Spannung umzukehren. Nachdem die Laufrichtung des Motors 14 umgekehrt wurde, wodurch das Hindernis 52 freigegeben wird, geht das Programm auf Schritt 78 und löscht die Impulszähleinrichtung, indem diese auf Null gesetzt wird, und dann folgt Schritt 80, bei dem das Hinderniserfassungsbit gelöscht wird.

Wenn in Schritt 68 der Impulszählwert nicht gleich einem festgelegten Impulszählwert ist, dann überspringt das Programm Schritt 70 und fährt mit Schritt 72 fort, oder geht alternativ (nicht dargestellt) direkt auf den Endblock 74.

Wenn in Schritt 64 EDT nicht kleiner ist eis 0, dann wird FDM mit oberen und unteren zweiten Reibwiderstandskraftbereichswerten verglichen, die so groß sind wie der Wert P, multipliziert mit den oberen und unteren zweiten Bereichsfaktoren 0,9 bzw. 1,1. Die Bereichsfaktoren 0,9 bzw. 1,1 wurden ausgewählt, um zu vermeiden, dass nicht repräsentativ hohe oder niedrige Werten in den berechneten Referenzwerten von P enthalten sind. Andere Werte lassen sich jedoch anstelle von 0,9 und 1,1 verwenden, je nach den Anforderungen des Systems. Wenn FDN im Bereich zwischen den oberen und unteren zweiten Reibwiderstandskraftbereichswerten liegt, dann geht das Programm weiter auf Schritt 84, bei dem FDM in den Wert von P eingeschlossen wird, indem, wie oben beschrieben, P mit 7 multipliziert wird, FDM addiert wird, und der Gesamtwert durch 8 geteilt wird, um einen neuen Wert von P zu liefern. Daraufhin folgt Schritt 84, und wenn FDM außerhalb der zweiten Reibwiderstandskraftbereichswerte liegt, wird die Impulszähleinrichtung in Schritt 86 gelöscht, und das Hinderniserfassungsbit wird in Schritt 88 gelöscht. Im folgenden Schritt 88 geht das Programm alternativ entweder auf Schritt 72 oder (nicht dargestellt) direkt auf den Endblock 74.

Dadurch, dass auf diese Weise die Reibwiderstandskraft des Fensters überwacht wird, wird ein billiges, aber dennoch äußerst zuverlässiges elektrisches Fensterhebersystem bereit gestellt, welches reagierend auf das Anstoßen eines Fensters gegen ein Hindernis die Bewegungsrichtung eines Fensters in konsistenter Weise umkehrt.

Auch wenn eine Ausführungsform der Erfindung detailliert beschrieben wurde, versteht es sich für Fachleute, dass die offenbarte Ausführungsform modifiziert werden kann. Beispielsweise könnte das gleiche Steuersystem, anstatt für ein Fenster, für ein Sonnendach oder eine Gleittür verwendet werden. Auch könnte der Magnetring alternativ an einer von der Abtriebswelle angetriebenen Sekundärwelle angebracht sein. Daher versteht sich die vorstehende Beschreibung beispielhaft und nicht einschränkend, und der tatsächliche Schutzumfang der Erfindung ist in den folgenden Ansprüchen definiert.


Anspruch[de]

1. Motorbetriebenes Schließsystem für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:

eine Schließeinrichtung (12);

einen Schließeinrichtungsrahmen (48), welcher eine geschlossene Position der Schließeinrichtung (12) definiert;

einen Steuerschalter (18);

eine elektrische Stromquelle, welche eine Batterie (16) beinhaltet;

einen Elektromotor (14) mit einer Abtriebswelle (32), welche antriebsmäßig mit der Schließeinrichtung (12) verbunden ist und mit der Stromquelle (16) wahlweise elektrisch verbunden ist;

ein erster und ein zweiter Verschiebungssensor (40 und 42), welche in Betrieb ein Signal erzeugen, das eine Schließbewegung und/oder eine Drehung der Abtriebswelle anzeigt;

eine Temperaturfühleinrichtung (30);

eine Einrichtung (34), welche den vom Elektromotor (14) gezogenen Strom fühlt;

einen Mikroprozessor (22), welcher mit dem Steuerschalter (18), dem Elektromotor (14), dem ersten und dem zweiten Verschiebungssensor (40 und 42), der Temperaturfühleinrichtung (30) und der Einrichtung (34) zum Fühlen eines Stromes elektrisch verbunden ist und welcher eine Einrichtung zum elektrischen Verbinden des Motors (14) mit der Stromquelle (16) reagierend auf den Zustand des Steuerschalters beinhaltet;

eine Einrichtung (56), welche die gefühlte Temperatur in ein elektrisches Signal umwandelt, das die Temperatur an einer der Schließeinrichtungspositionen angibt;

eine Einrichtung (56), welche den gemessenen Strom in ein elektrisches Signal des Motorstromes bei der einen der Schließeinrichtungspositionen umwandelt; und

eine Einrichtung, welche Signale von den Verschiebungssensoren (40 und 42) in eine vorbestimmte Anzahl von Schließeinrichtungspositionen umwandelt;

dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist:

eine Einrichtung zum Berechnen der Reibwiderstandskraft der Schließeinrichtung (12), wenn sich die Schließeinrichtung einer der Schließeinrichtungspositionen nähert;

eine Einrichtung (58) zum Berechnen eines Temperaturkorrekturfaktors unter Verwendung des elektrischen Signals, welches die Temperatur und eine vorbestimmte Referenztemperatur (TG) angibt;

eine Einrichtung (60), welche eine kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) für die eine der Schließeinrichtungspositionen unter Verwendung der berechneten Reibwiderstandskraft und des Temperaturkorrekturfaktors (KT) berechnet; und

Einrichtungen (62, 64), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz- Reibwiderstandskraft (P) für die eine der Schließeinrichtungspositionen vergleichen und wählen, dass die Drehrichtung des Motors (14) umgedreht wird, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P).

2. Motorbetriebenes Schließsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (62, 64), welche dazu dienen, die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz-Reibwiderstandskraft (P) zu vergleichen und zu wählen, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (VDM) geringer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), wählen, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (VDM) um eine vorbestimmte Größe größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P).

3. Motorbetriebenes Schließsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung (84) aufweist, welche dazu dient, eine Korrektur der Referenz- Reibwiderstandskraft (VDM) vorzunehmen, indem sie in diese die kompensierte Reibwiderstandskraft (P) einschließt, wenn kein Umkehren der Laufrichtung des Motors (14) gewählt wurde.

4. Motorbetriebenes Schließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung (2) aufweist, welche obere und untere zweite Reibwiderstandskraftbereichswerte berechnet, indem sie die Referenz-Reibwiderstandskraft (FDM) mit vorbestimmten oberen und unteren zweiten Bereichsfaktoren multipliziert und eine Korrektur der Referenz-Reibwiderstandskraft (FDM) vornimmt, indem sie die kompensierte Reibwiderstandskraft (P) in diese einschließt, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) zwischen den oberen und unteren zweiten Reibwiderstandskraftbereichswerten liegt, wenn keine Umkehren der Laufrichtung des Motors (14) gewählt wurde.

5. Motorbetriebenes Schließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (64), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz-Reibwiderstandskraft (P) vergleicht und wählt, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (EDs) größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), beinhaltet:

Einrichtungen (64, 66, 68), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz- Reibwiderstandskraft (P) vergleichen und wählen, einen Impulszählwert um ein Inkrement zu erhöhen, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) kleiner ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), und den Impulszählwert zu löschen, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), und eine Einrichtung (68), welche den um ein Inkrement erhöhten Impulszählwert (FDM) mit einem vorbestimmten Zählwert vergleicht und wählt, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn der um ein Inkrement erhöhte Impulszählwert so groß ist wie der vorbestimmte Zählwert.

6. Motorbetriebenes Schließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (64, 66, 86), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz-Reibwiderstandskraft (P) vergleichen und wählen, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), beinhalten: Eine Einrichtung (64), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz- Reibwiderstandskraft (P) vergleicht und wählt, einen Impulszählwert um ein Inkrement zu erhöhen, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), und den Impulszählwert zu löschen, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) kleiner ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), und eine Einrichtung (68), welche den um ein Inkrement erhöhten Impulszählwert (FDM) mit einem vorbestimmten Zählwert vergleicht und wählt, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn der um ein Inkrement erhöhte Impulszählwert so groß ist wie der vorbestimmte Zählwert.

7. Motorbetriebenes Schließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (69), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz-Reibwiderstandskraft (P) vergleicht und wählt, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), beinhaltet:

Einrichtungen (66, 82, 86), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz- Reibwiderstandskraft (P) vergleichen und wählen, einen Impulszählwert um ein Inkrement zu erhöhen, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) größer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P), und den Impulszählwert zu löschen und obere und untere zweite Reibwiderstandskraftbereichswerte zu berechnen, indem sie die Referenz-Reibwiderstandskraft (P) mit vorbestimmten oberen und unteren zweiten Bereichsfaktoren multiplizieren, wenn die Referenz-Reibwiderstandskraft (P) geringer ist als die vorbestimmte Schwellenwert-Referenz- Reibwiderstandskraft, und Einrichtungen (82, 84), welche die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit den oberen und unteren zweiten Reibwiderstandskraftbereichswerten vergleicht und eine Korrektur der Referenz- Reibwiderstandskraft (P) vornehmen, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) zwischen den oberen und unteren zweiten Reibwiderstandskraftbereichswerten liegt, und eine Einrichtung (68), welche den um ein Inkrement erhöhten Impulszählwert mit einem vorbestimmten Zählwert vergleicht und wählt, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn der um ein Inkrement erhöhte Impulszählwert so groß ist wie der vorbestimmte Zählwert.

8. Motorbetriebenes Schließsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (60), welche den Temperaturkorrekturfaktor (FCT) als gleich der Größe (1 + KT(T - T&sub0;)) berechnet, wobei FCT gleich einer vorbestimmten Temperaturkorrekturkonstante ist und T&sub0; gleich der Referenztemperatur ist, und T gleich einer bei der Schließeinrichtungsposition abgetasteten Temperatur ist und die berechnete Reibwiderstandskraft (ED) zur Berechnung der kompensierten Reibwiderstandskraft (FDM) durch den Temperaturkorrekturfaktor (FCT) geteilt wird.

9. Verfahren zur Steuerung einer Schließeinrichtungsbewegung in einem Kraftfahrzeug unter Verwendung eines durch einen Mikroprozessor (22) gesteuerten elektrischen Antriebsmotor (14), dadurch gekennzeichnet, dass ein erster und ein zweiter Verschiebungssensor (40, 42) in einer ersten und in einer zweiten Position relativ zu einer Welle 32 des elektrischen Antriebsmotors (14) angebracht sind, eine Temperatur (T) abgetastet wird (30) und die abgetastete Temperatur (T) in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, welches die Temperatur (T) an der vorbestimmten Schließeinrichtungsposition angibt, ein Strom abgetastet wird (34) und der abgetastete Strom in ein elektrisches Signal des Stroms umgewandelt wird, der vom Motor (14) bei der vorbestimmten Schließeinrichtungsposition gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Verschiebungssensor (40, 42) verwendet wird, um eine Angabe der Richtung und der Position der Schließeinrichtung (12) bereitzustellen, der Mikroprozessor (22) verwendet wird, um eine Reibwiderstandskraft (FD) der Schließeinrichtung (12) oder des Motors (14) bei einer vorbestimmten Schließeinrichtungsposition zu berechnen, der Mikroprozessor (22) verwendet wird, um einen Temperaturkorrekturfaktor (FCT) zu berechnen, indem das die Temperatur (T) angebende elektrische Signal mit einer gespeicherten Referenztemperatur (TG) verglichen wird, der Mikroprozessor (22) verwendet wird, um die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) für die vorbestimmte Schließeinrichtungsposition zu berechnen, dadurch, dass die berechnete Reibwiderstandskraft (FD) durch einen Temperaturkorrekturfaktor (FCT) geteilt wird und die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) mit einer Referenz- Reibwiderstandskraft (P) für die vorbestimmte Schließeinrichtungsposition verglichen wird, und gewählt wird, die Laufrichtung des Motors (14) umzukehren, wenn die kompensierte Reibwiderstandskraft (FDM) geringer ist als die Referenz-Reibwiderstandskraft (P).







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