專利名稱：用于限制運動件的閉合力的方法
現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種如獨立權(quán)利要求所述類型的方法，用于限制運動件、特別是汽車車窗和滑動車頂?shù)拈]合力。
目前已經(jīng)公知的許多方法主要基于，監(jiān)視一個確定的、在夾住情況下典型地變化的測量參數(shù)，在其超過一個確定的、預(yù)先給定的極限值時，引入限制閉合力的措施。這些典型參數(shù)例如是驅(qū)動運動件的電機的轉(zhuǎn)速或其電流消耗或功率消耗。通常用于打開對閉合力的限制的極限值也是可變的，并且可以和不同的摩擦情況或老化程度相適應(yīng)。
所有這些方法都具有缺點，即極限值與待夾住的物體類型無關(guān)地被固定地預(yù)先給定。因此閉合力限制與不同的軟物體或硬物體的協(xié)調(diào)是不可能的。
因此也不考慮，動態(tài)過程以及相應(yīng)的夾住力會按照待夾住物體的類型強烈地變化。
在應(yīng)用相應(yīng)的方法時，在夾住硬的物體時，通過具有較大彈簧剛度如65N/mm的彈簧來復(fù)制力上升，軟的物體用具有較小彈簧剛度如10N/mm的彈簧。對于100N的允許夾住力，在彈簧剛度大時只需經(jīng)過一段短的行程即可達到，而彈簧剛度小時經(jīng)過一段長的行程才可達到。
這就導(dǎo)致，在以一個固定地預(yù)先給定的轉(zhuǎn)速變化值作為極限值的情況下，當夾住一個很硬的物體時，為了不超過預(yù)先給定的夾住力值，必須很快斷開用于調(diào)節(jié)運動件的驅(qū)動裝置。另一方面，夾住很軟的物體時會持續(xù)很長時間，直至一個防夾住措施起作用。
所以在常用的方法中不考慮不同的彈簧剛度。根據(jù)彈簧剛度不同可能會使得作用在被夾住物體上的力差別很大。這是一個很大的缺點，因為最佳的極限值作為開斷判定值還只能與確定的彈簧剛度相協(xié)調(diào)。
本發(fā)明優(yōu)點具有獨立權(quán)利要求特征的用于限制運動件閉合力的本發(fā)明方法的優(yōu)點是，通過預(yù)先給定時間性的極限值變化曲線，使得能夠最佳地匹配不同的彈簧剛度。可以這樣選擇極限值變化曲線，使得當夾住具有高彈簧剛度的硬物體時有足夠的時間使防夾住措施起作用。當夾住具有小彈簧剛度的物體時，在夾住力很小時可以斷開驅(qū)動裝置。這樣，通過預(yù)先給定一個確定的極限值變化曲線可以對每個彈簧剛度給定一個單獨的極限值。
特別有利的是，本發(fā)明方法是一個兩階段的方法。在第一階段中，借助一個與變速驅(qū)動裝置連接的傳感器產(chǎn)生的周期性信號求出各個實時電機轉(zhuǎn)速n，從中得出電機轉(zhuǎn)速實時變化的典型參數(shù)Δn，將其按量累加并存放到一個存儲器中。當然信號不具有嚴格的周期性，特別是當電機轉(zhuǎn)速有中斷時。
如果累加出的參數(shù)∑Δn超過閾值S，則該方法進入第二階段，此時計時器和極限值變化發(fā)送器啟動。計時器不必被急迫啟動，它也可以持久運行。重要的只是，向它發(fā)出打開第二階段的時刻信號或極限值變化發(fā)送器的啟動信號。
在第二階段中系統(tǒng)處于一種報警狀態(tài)，并且按照其它的方法步驟有變化地對運動過程進行監(jiān)視，以便有目的地正好按照待夾住物體的類型識別夾住情況。為此將極限值變化發(fā)送器的實時極限值g(t)與實時的、累加出的參數(shù)∑Δn比較。特別有利的是，通過預(yù)先給定或啟動時間性的極限值變化曲線g(t)，對每個彈簧剛度預(yù)先給定一個單獨的極限值，因為參數(shù)∑Δn隨時間的變化根據(jù)彈簧剛度而具有不同的時間性變化曲線。
當累加出的參數(shù)∑Δn的各個實時值等于或大于各個實時極限值gj(t)時，才打開限制閉合力的措施。然后例如使驅(qū)動裝置停止或換向。同時計時器和總和存儲器復(fù)位。
如果累加出的參數(shù)∑Δn的相應(yīng)實時值沒有達到相應(yīng)實時極限值gi(t)，并且這些累加出的參數(shù)∑Δn的值在一個給定的公差Δ內(nèi)和一個給定的時間Δt之內(nèi)不變，則中斷比較并且計時器和總和存儲器復(fù)位。這是由于沒有即將來臨真正的夾住，并且例如只是在系統(tǒng)中存在局部的不通暢性。
每次總和存儲器和計時器復(fù)位時，系統(tǒng)回到第一階段，此時只監(jiān)視累加出的參數(shù)∑Δn是否超過閾值。為了避免由于累加在經(jīng)過一定時間后自動實現(xiàn)這種超過，必須在第一階段中使總和存儲器持續(xù)減量。當然這種減量進行得相應(yīng)慢。
通過在從屬權(quán)利要求中給出的特征可以對獨立權(quán)利要求的方法作出有利的進一步擴展。
如果通過周期性的脈沖邊沿變化來求出各個實時的電機轉(zhuǎn)速，是有利的。這種脈沖邊沿變化典型地由一個兩極或多極環(huán)形磁鐵來提供，該環(huán)形磁鐵安裝在電機的一個可旋轉(zhuǎn)軸上。該軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生信號變化，它被一個霍耳傳感器探測到?？梢岳缤ㄟ^測量周期長短由這些周期性的脈沖邊沿變化推測出每個實時的電機轉(zhuǎn)速。
在實踐中證明特別有利的是，對于電機轉(zhuǎn)速的變化Δn，計算一個實時轉(zhuǎn)速值ni與一個直接在其前的轉(zhuǎn)速值nj-1的差值。通過這種減法以一階近似得到電機轉(zhuǎn)速n在待調(diào)節(jié)的運動件走過的一個位移上的導(dǎo)數(shù)。
按照本發(fā)明方法，可以預(yù)先給定一個任意的時間性極限值變化曲線，利用該曲線，對于每個任意彈簧剛度對應(yīng)一個完全確定的極限值。此外證明有利的是，極限值g(t)變化曲線由可給定的、從經(jīng)驗得出的角點gi插補得出。這一方面簡化了該方法的應(yīng)用，另一方面保證了一定的柔性，因為從這些角點gi出發(fā)，與各個系統(tǒng)相適應(yīng)的不同函數(shù)都可以通過它們。按照有利的方式角點gi作為表格被存放于極限值變化發(fā)送器內(nèi)。
如果極限值變化曲線自動與變化的工作條件適應(yīng)，則產(chǎn)生進一步的很大的優(yōu)點。例如可以識別和考慮由于老化現(xiàn)象引起的不通暢性。
限制變速驅(qū)動裝置閉合力的常用的有利措施是，使變速驅(qū)動裝置停止或換向，或者運動件行駛到一個初始位置。
附圖在附圖中描述了本發(fā)明方法的一個實施例并在后面的說明中進一步解釋。


圖1示出本發(fā)明方法的流程，圖2示出一個曲線圖，描述在兩個不同的彈簧剛度下不同方法步驟的曲線。
一個變速驅(qū)動裝置11的電機10驅(qū)動一個軸12，該軸通過一個傳動單元13與運動件16連接。在軸12上無相對轉(zhuǎn)動地安裝一個兩極環(huán)形磁鐵14，在軸12轉(zhuǎn)動時，環(huán)形磁鐵14在霍耳傳感器18中產(chǎn)生周期性脈沖邊沿變化(F1ankenwechsel)16。
在該方法的第一階段中，在方法步驟20中由霍耳傳感器18的周期性脈沖邊沿變化16求出電機10的轉(zhuǎn)速n。在第二方法步驟22中根據(jù)各個實時電機轉(zhuǎn)速n計算出實時的電機轉(zhuǎn)速變化的典型參數(shù)Δn。在這項計算中產(chǎn)生出實時轉(zhuǎn)速值ni與直接在前的轉(zhuǎn)速值ni-1之間的差值。在極限情況下這些減法可以被理解為轉(zhuǎn)速對位移的導(dǎo)數(shù)。在另外的方法步驟24中，在總和存儲器中將轉(zhuǎn)速變化的各個實時值累加并存儲。這些累加得出的值∑Δn在方法步驟26中與閾值S不斷比較。
當轉(zhuǎn)速出現(xiàn)中斷時，∑Δn的值急劇上升并超過閾值S。為了在正常工作中不出現(xiàn)這種情況，必須使總和存儲器不斷減量，因為導(dǎo)數(shù)的總和不斷變化而閾值S可以在不出現(xiàn)夾住情況時也被超過。這種持續(xù)減量的程度當然必須與系統(tǒng)相匹配。
如果累加出的轉(zhuǎn)速變化Δn超過閾值S，則進行本方法的第二階段，此時在步驟28中起動計時器并在步驟30中起動極限值變化發(fā)送器。為此開始時間t=0，該時刻極限值變化發(fā)送器開始工作，給出極限值g(t)的時間性變化。在步驟32中將實時極限值gj(t)與實時累加出的參數(shù)∑Δn比較。
根據(jù)這一比較結(jié)果或者進入本方法路徑34，或者進入本方法路徑36。
在累加出的電機轉(zhuǎn)速變化∑Δn的總和小于實時極限值gj(t)的條件下，并且在累加出的參數(shù)∑Δn的各個實時值在給定的公差Δ內(nèi)和給定的時間單元Δt內(nèi)不變的附加條件下，在方法步驟38中計時器和總和存儲器復(fù)位。這描述了一種中斷條件，它向系統(tǒng)發(fā)出信號，不存在急迫的夾住危險。
如果累加出的參數(shù)∑Δn的各個實時值等于或大于實時極限值gj(t)，則進入路徑36，此時在步驟40中限制夾住力的措施被打開。在本實施例中這種措施包括電機換向以及由此導(dǎo)致的運動件16換向。同時在步驟42中計時器回到t=0并且總和存儲器復(fù)位。
在結(jié)束步驟38或42和40后，系統(tǒng)又進入步驟20中，電機轉(zhuǎn)速得到一個新值并且監(jiān)視其相應(yīng)的變化。
圖2中描述了一個曲線圖，其中在x軸上表示了時間t并在Y軸上表示了轉(zhuǎn)速變化的總和∑Δn。在該曲線圖中表示了累加出的參數(shù)∑Δn增加的不同的時間性曲線，其中曲線Ⅰ到Ⅲ與一個相對硬的彈簧剛度有關(guān)而曲線Ⅳ則與一個相對軟的彈簧剛度有關(guān)。
另外畫入一個典型的極限值變化曲線g(t)，它是通過四個不同的角點g1到g4預(yù)先給定出的。通過在這四個角點g1到g4之間插補得到極限值的時間性變化曲線。
曲線Ⅰ反映了一個典型的夾住過程，這里，電機轉(zhuǎn)速在一個相當短的時間內(nèi)急劇下降，使得轉(zhuǎn)速變化的總和∑Δn很不利地增高。在時間t1，曲線Ⅰ與極限值變化曲線g(t)相交，出現(xiàn)打開閉合力限制的條件。
曲線Ⅱ開始時的上升和曲線Ⅰ的上升一樣陡，然后以平緩的上升通過兩個區(qū)域ⅰ和ⅱ。第一區(qū)域ⅰ不滿足本發(fā)明的中斷條件，因為累加出的參數(shù)∑Δn在給定時間Δt內(nèi)變化得過于強烈。所以曲線Ⅱ繼續(xù)上升并進入很平緩的第二區(qū)域ⅱ。在該曲線的終點時刻t2滿足中斷條件，累加出的參數(shù)∑Δn的值在給定的時間間隔Δt內(nèi)的變化不大于公差Δ。所以在時間點t2中斷并且總和存儲器以及計時器復(fù)位。
曲線Ⅲ在開始時和兩個曲線Ⅰ和Ⅱ差不多陡地上升，在該曲線上很早地在時間點t3就已經(jīng)滿足了中斷條件。
與三個曲線Ⅰ到Ⅲ不同，曲線Ⅳ示出了一個軟彈簧的典型曲線。其特點是相對平坦的上升和盡管如此仍然相對早的時間點t4，在該點曲線Ⅳ與極限值曲線g(t)相交，從而滿足閉合力限制的打開條件。
根據(jù)極限值曲線g(t)，特別是通過選擇點g2和g3之間的上升，可以使不同的彈簧剛度對應(yīng)不同的打開條件或夾住力。閉合力限制的動態(tài)變化也可以與不同的彈簧剛度相協(xié)調(diào)。
權(quán)利要求
1．用于限制運動件(16)、特別是汽車車窗和滑動車頂?shù)拈]合力的方法，這些運動件由一個電機的變速驅(qū)動裝置(11)驅(qū)動，至少具有以下步驟-根據(jù)一個與該變速驅(qū)動裝置(11)連接的傳感器(18)的周期性信號得出各個實時的電機轉(zhuǎn)速n，-計算電機轉(zhuǎn)速的實時變化的各個典型參數(shù)Δn，-在一個總和存儲器(24)中累加和存儲各個實時典型參數(shù)Δn，-當累加出的參數(shù)∑Δn超過一個閾值時，起動計時器(28)和極限值變化發(fā)送器(30)，-將極限值變化發(fā)送器的實時極限值g(t)與實時的、累加出的參數(shù)∑Δn的值進行比較，-當各個實時的累加出的參數(shù)∑Δn的值等于或大于各個實時極限值g(t)時，打開限制閉合力的措施并使計時器(28)和總和存儲器(30)復(fù)位，-當各個實時的累加出的參數(shù)∑Δn的值小于各個實時極限值gj(t)并且在給定的公差Δ內(nèi)和給定的時間單元Δt內(nèi)保持恒定時，中斷比較并且計時器(28)和總和存儲器(30)復(fù)位。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，各個實時的電機轉(zhuǎn)速n的推算根據(jù)周期性脈沖邊沿變化(16)進行。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，計算一個實時轉(zhuǎn)速值ni與一個直接在其前的轉(zhuǎn)速值ni-1的差值作為電機轉(zhuǎn)速變化Δn的典型參數(shù)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，極限值g(t)的曲線由可預(yù)先給出的、從經(jīng)驗得出的角點gi插補得出。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，角點gi作為表格被保存在極限值變化發(fā)送器(30)內(nèi)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，極限值變化曲線與變化的工作條件相匹配。
7．根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了限制閉合力，使變速驅(qū)動裝置(11)停止或換向。
全文摘要
用于限制運動件(16)、特別是汽車車窗和滑動車頂?shù)拈]合力的方法,這些運動件由一個電機的變速驅(qū)動裝置(11)驅(qū)動,至少具有以下步驟:根據(jù)一個與該變速驅(qū)動裝置(11)連接的傳感器(18)的周期性信號得出各個實時的電機轉(zhuǎn)速n；計算電機轉(zhuǎn)速的實時變化的各個典型參數(shù)Δn；在一個總和存儲器(24)中累加和存儲各個典型參數(shù)Δn；當累加出的參數(shù)∑Δn超過一個閾值時,起動計時器(28)和極限值變化發(fā)送器(30)；將極限值變化發(fā)送器的實時極限值g(t)與實時的、累加出的參數(shù)∑Δn的值進行比較；當各個實時的累加出的參數(shù)∑Δn的值等于或大于各個實時極限值g(t)時,打開限制閉合力的措施并使計時器(28)和總和存儲器(30)復(fù)位；當各個實時的累加出的參數(shù)∑Δn的值小于各個實時極限值g
文檔編號H02H7/08GK1321214SQ00801871
公開日2001年11月7日 申請日期2000年7月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者胡貝特·萊姆 申請人:羅伯特·博施有限公司