專利名稱：用于對外力操縱的電控組件在到達其上或下止擋位置時、特別是汽車車窗升降機到達關(guān) ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1所述的、用于對外力操縱的電控組件當(dāng)?shù)竭_其上或下止擋位置時，特別是汽車車窗升降機到達關(guān)閉位置時的過剩力進行限制的方法。這個方法的特點是對窗子升降經(jīng)受的強烈波動的外部條件(例如溫度、濕度)的高度自動適應(yīng)能力，以及均衡由系統(tǒng)決定的波動(例如電機的最大轉(zhuǎn)矩的發(fā)散)。
從DE 30 34 118 C2已知一用于對由電驅(qū)動的組件、例如汽車中的車窗升降機和活動車頂?shù)拈_和關(guān)過程進行電子監(jiān)測的方法，在該方法中，獲取組件的特征量，并在微機中處理、以便最后形成組件電控機構(gòu)的控制信號。這一方法的目的是雖有汽車窗玻璃的自動開關(guān)，仍要可靠地排除對身體和物體的危險的夾持。
為此目的，將開關(guān)過程分成三個區(qū)域。為了使窗玻璃的完全關(guān)閉成為可能，需要在玻璃上緣到達密封區(qū)之前就將這個識別夾持狀況的系統(tǒng)斷電。否則會出現(xiàn)窗玻璃的回落。于是當(dāng)傳感元件/電子元件識別出組件的一個有預(yù)給定時間長短的阻滯狀態(tài)時，這個控制機構(gòu)就斷電。
通過電機能發(fā)揮出它的最大轉(zhuǎn)矩，窗玻璃將以可提供使用的最大力壓進密封。有時過剩力達到很高值，因為傳動需相應(yīng)于最不利的可能出現(xiàn)的條件設(shè)計。由此后果，在門中出現(xiàn)加載，它可能成為風(fēng)噪音，甚至不密閉的原因，也可出現(xiàn)窗子升降機構(gòu)的較大磨損。此外，機械承載部分必需的很穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在材料和重量方面的較大的消耗。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是開發(fā)一個用于對外力操縱的電控組件當(dāng)?shù)竭_其上或下止擋位置時、特別是汽車車窗升降機到達關(guān)閉位置時的過剩力進行限制的方法，它以簡單、便宜的手段防止不必要大的過剩力的出現(xiàn)，并同時即使在原始條件，例如電源電壓、調(diào)節(jié)系統(tǒng)的大的加工偏差和氣候因素，強列波動時，也能確保到達止擋位置，特別是達到關(guān)閉位置。
這一任務(wù)將通過權(quán)利要求1的特征解決。各從屬權(quán)利要求給出本發(fā)明的有優(yōu)點的方案。
據(jù)此，在止擋位置的進入?yún)^(qū)至少獲取一個與組件的調(diào)節(jié)力相關(guān)的測量值。這一測量值由電子單元增大一預(yù)給定的值(例如一相對值或由一函數(shù)關(guān)系計算的值)，并被定義為斷電判據(jù)，當(dāng)超過它或低于它時驅(qū)動將斷電。
作為進入?yún)^(qū)是組件的一個調(diào)節(jié)區(qū)，它或者在到達止擋位置前就開始，并在跟在此后的一調(diào)節(jié)路程之后結(jié)束，或者在達到止擋位置時才開始、并在一引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)的至少一部分的彈性變形的較大的調(diào)節(jié)路程之后結(jié)束。只有在考慮各個情況的具體的條件才能得出最有優(yōu)點的實施方案。最簡單是由經(jīng)驗獲得測量值需增大多大的值，特別是相對值，以便可靠地達到止擋位置。
涉及到汽車窗玻璃時，這意味著隨著在重要的在窗玻璃關(guān)閉過程中或到達下止擋位置時影響玻璃運動的測量量的變化測取測量值的特性域。這些影響量包括溫度、濕度、冰及幾個對玻璃行程重要的幾何偏差等。從這個特性域中人們應(yīng)選擇這樣一種情況，即在這種情況中，為了可靠地到達窗玻璃的止擋位置，特別是關(guān)閉位置所期望的轉(zhuǎn)矩需求，與電機提供使用的轉(zhuǎn)矩相比，得到最充分利用。從與此二轉(zhuǎn)矩值相關(guān)的測量值(例如電流、周期)中可獲得形成斷電判據(jù)的系數(shù)。始終將這樣獲得的形成斷電判據(jù)的系數(shù)用到上或下止擋位置的進入?yún)^(qū)，則窗玻璃始終是完全關(guān)閉或完全打開的。
如果這個由測量提供的特性域以一表格的形式或以一數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系的形式在微機中提供使用時，當(dāng)然人們可以得到這個方法對各種存在的條件更好的適應(yīng)程度。
按本發(fā)明的另一方案考慮了斷電判據(jù)的形成是在一個在密封與玻璃上緣之間的最初接觸之前的與調(diào)節(jié)力相關(guān)的測量值和一個在玻璃上緣剛進入密封之后的測量值的基礎(chǔ)上獲得。此時進入密封區(qū)不應(yīng)超過50％。在各種情況應(yīng)保證信號處理和斷電判據(jù)的形成能足夠快地進行。剛才描述的方案的優(yōu)點在于在計算中既包括了窗玻璃的滑動特性，也包括了密封特性，如果穿越密封區(qū)的過程能為密封內(nèi)的多個測量提供足夠的時間的話，則由此也可包括在密封內(nèi)變化的條件。
本發(fā)明特別適合用于帶夾持保護識別裝置的電控車窗升降機，因為這里已給出信號獲取和信號處理的全部前提。在使用電機驅(qū)動時，可例如借助于一霍耳傳感器以簡單的方法把周期作為調(diào)節(jié)力的相關(guān)量使用，因為電機特性域表明轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)矩之間的單值關(guān)系。電流的測量值也可滿足此目的。
與前面描述的關(guān)閉窗玻璃的發(fā)明方案相類似，本發(fā)明也可用于下止擋的到達。為此提供如下裝置，它們在到達止擋位置之前就與窗玻璃接觸，并使電機轉(zhuǎn)數(shù)下降-并由此而使周期增大。這種產(chǎn)生局部運行困難的裝置可簡單地做成彈簧元件或彈性緩沖元件。在后一種情況(彈性緩沖元件)中，進入?yún)^(qū)開始于與緩沖元件相接觸，并且結(jié)束于一引起緩沖元件彈性變形的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的較大調(diào)節(jié)路程之后。
在這里應(yīng)指出，有些調(diào)節(jié)系統(tǒng)的固有彈力，特別是手動車窗升降機的固有彈力如此之大，為到達止擋位置不需使用附加的緩沖元件。這里進入?yún)^(qū)開始于到達止擋，并且結(jié)束于一引起調(diào)節(jié)系統(tǒng)彈性變形的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的較大調(diào)節(jié)路程之后。
通過按本發(fā)明的方法將確保每個在總和中存在的條件，在其到達止擋位置時的作用中受到這樣的考慮，即調(diào)節(jié)力以正好足夠的大小以供使用。由此而使不希望的過剩力最小化。
由于在比較二個同類調(diào)節(jié)系統(tǒng)時，出現(xiàn)相對于可提供使用的調(diào)節(jié)力有時遠大于100％的差別的可能性，由按本發(fā)明的過剩力限制顯然也給出結(jié)構(gòu)改進，例如可以是在減輕重量方面。
本發(fā)明將借助于一車窗升降機的實施例和附圖進一步說明。附圖中

圖1窗玻璃上緣帶有密封的汽車窗玻璃的截面圖；圖2作用于窗玻璃上的力隨窗玻璃的位置而變化的示意圖；圖3帶有導(dǎo)軌和帶有側(cè)面安裝有摩擦元件的下止擋的汽車窗玻璃截面圖；圖4帶有導(dǎo)軌和帶有由具有較大的(彈性)可變形性的彈性材料做的下止擋的汽車窗玻璃截面圖。
圖1的示意圖要特別說明關(guān)于密封區(qū)/封閉區(qū)3和密封進入?yún)^(qū)4概念的內(nèi)容。按這個圖，窗玻璃1以其閉合邊直接位于密封區(qū)3的開始處，然而尚未與密封2接觸。按本發(fā)明的在其中至少獲得一個與窗玻璃調(diào)節(jié)力相關(guān)的測量值的密封進入?yún)^(qū)4，開始于距密封2的相當(dāng)于密封區(qū)3延長約25％到50％的距離處，并結(jié)束于機械止擋20的高度上。
當(dāng)窗玻璃1的閉合邊達到密封2的內(nèi)止擋20處時，關(guān)閉過程被看作基本上結(jié)束。然而，一般情況下，再運行一會兒電機驅(qū)動，以使調(diào)節(jié)系統(tǒng)稍微加載是有優(yōu)點的。這會為正確地和長久地達到期望的止擋位置帶來附加的可靠性。這時沿調(diào)節(jié)軸的加速不能導(dǎo)致調(diào)節(jié)對象的相對運動和與此相聯(lián)系的噪聲。通過對一斷電判據(jù)值的適當(dāng)?shù)倪x擇/確定/計算來避免系統(tǒng)不必要的大的加載。
本發(fā)明原理的實施實例將根據(jù)圖2的示意圖進一步說明。在橫坐標上標出驅(qū)動軸的周期T(微秒)及調(diào)節(jié)力F(牛頓)?？v坐標給出窗玻璃1在完全打開狀態(tài)“開”和位于密封區(qū)3前面的完全關(guān)閉狀態(tài)“閉”之間的位置。
畫出的曲線表示在窗玻璃1移動過程中移動力F和周期T的原理性的變化曲線。一般來說，由于在側(cè)面導(dǎo)向元件中緩慢地逐漸增大的摩擦，移動力稍有升高，這導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)的降低和由此而導(dǎo)致周期T增加。
按這個例子，在點10處到達密封區(qū)3的周期為50ms。這一測量值用作斷電判據(jù)形成的基礎(chǔ)，在其中把測量值增大一定的量。增大量可按本文開頭部分所述的方法之一進行，例如乘以存儲在微機中的數(shù)表中的一個系數(shù)。在本例中增大系數(shù)為“1.7”。由此得出斷電判據(jù)值為50ms×1.7=85ms，即一旦傳感元件/電子元件識別出超過周期T=85ms，則驅(qū)動將斷電。
在點11處窗玻璃1的閉合邊到達密封2的止擋20，移動力為F1。因為在此點11處T=70ms的周期尚未達到T=85ms的斷電判據(jù)，所以出現(xiàn)力增大至F=FU。然而，由FU-F差值得出的過剩力是很小的，因為在到達關(guān)閉位置后不久驅(qū)動就將停止。
如果假設(shè)電機在點13處達到其最大轉(zhuǎn)矩，則在沒有按本發(fā)明的過剩力限制時，電機將把移動力F升高到力為FUU的點13。過剩力由FUU-F1的差值得出。它為按本發(fā)明的有限制的過剩力的許多倍。
與描述的到達關(guān)閉位置相類似，這個方法也適用于組件(如車窗升降機、活動車頂)到達最大可能開啟位置。這出現(xiàn)于達到下止擋位置時。
圖3以大大簡化的示意圖中示出一個繩索式車窗升降機的導(dǎo)軌5的截面圖。窗玻璃1可沿著該導(dǎo)軌移動。導(dǎo)軌5的折彎部構(gòu)成止擋50，它配有一個彈簧6形式的摩擦元件和一個例如橡皮做的彈性緩沖元件7。在到達下止擋50過程中，窗玻璃下緣16先碰到彈簧6，后者位于對準移動軸100方向的止擋50以及緩沖元件7之前，并且支承于導(dǎo)軌5的側(cè)腿上。
與按圖1(窗玻璃到達關(guān)閉位置)的進入?yún)^(qū)4相類似的進入?yún)^(qū)4′對圖3的實施實例是這樣確定的，即它以玻璃下緣1b與彈簧6最初接觸開始，并以與緩沖元件7接觸結(jié)束。彈簧6引起窗玻璃1的一個突然的和可易于探測到的運行困難。當(dāng)然，進入?yún)^(qū)4′也可再向上延伸一些，以使它的開始位于彈簧6之上，并可把這個調(diào)節(jié)區(qū)的信息一起考慮用于下止擋位置的控制。
當(dāng)為了生成一個為形成斷電判據(jù)的測量信號需經(jīng)過較長的調(diào)節(jié)路程時，和/或當(dāng)在發(fā)出驅(qū)動斷電命令后組件還有很大的慣性運動，以致于過剩力的足夠的限制不能可靠地保證時，選擇大的進入?yún)^(qū)4′特別有優(yōu)點。
圖4表示一個與圖3比較稍微改變的實施實例，它以一個很小的進入?yún)^(qū)4″就夠了。進入?yún)^(qū)4″由彈性緩沖元件的變形區(qū)形成，其中表示了緩沖元件的未變形狀態(tài)7′和已變形狀態(tài)7″。當(dāng)在調(diào)節(jié)路程上生成較密的信號系列時，和/或有大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的固有彈力時，這種短進入?yún)^(qū)4″可無問題地使用。
這里應(yīng)指出，所描述的彈簧和緩沖元件也可固定于玻璃下緣區(qū)1b或布置在(未表示出的)窗玻璃1的傳動件上。
附圖標記表1 窗玻璃1a 窗玻璃上緣1b 窗玻璃下緣2 密封3 密封區(qū)/關(guān)閉區(qū)4 進入?yún)^(qū)/密封進入?yún)^(qū)4′進入?yún)^(qū)(窗玻璃的下止擋)4″進入?yún)^(qū)(窗玻璃的下止擋)5 繩索式車窗升降機的導(dǎo)軌，6 摩擦元件/彈簧元件7 彈性止擋/彈性緩沖件7′彈性止擋/彈性緩沖件(未變形的)7″彈性止擋/彈性緩沖元件(已變形的)10 點/密封進入的開始11 點/密封區(qū)的終了12 有過剩力限制的傳動斷電點13 無過剩力限制的傳動斷電點20 密封區(qū)終點的止擋50 剛性止擋100窗玻璃調(diào)節(jié)軸開 窗玻璃完全打開閉 窗玻璃完全關(guān)閉F0力/點10上的移動力F1力/需要的關(guān)閉力Fu力/有限制的過剩力Fuu力/無限制的過剩力
權(quán)利要求
1．用于對汽車上的外力操縱的電控組件(例如，車窗升降機，活動車頂)在到達至少一個止擋位置過程中的過剩力進行限制的方法，其中在調(diào)節(jié)過程中連續(xù)測定組件的位置，并在止擋位置(20,7,7′)的進入?yún)^(qū)(4,4′,4″)中至少測取一個與組件的調(diào)節(jié)力相關(guān)的測量值，并且這一測量值由一電子單元增大一預(yù)給定的值，并被定義為斷電判據(jù)，當(dāng)超過它或低于它時，則驅(qū)動斷電。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其特征為止擋位置，特別是在關(guān)閉時組件(1)的閉合邊(1a)進入其中的密封區(qū)(3)，由測試技術(shù)手段獲取或確定。
3．按照權(quán)利要求1的方法，其特征為作為組件(1)的調(diào)節(jié)力的相關(guān)量考慮了電機的電流、轉(zhuǎn)矩或周期。
4．按照權(quán)利要求1的方法，其特征為測量值的增大值是一相對值或按一函數(shù)關(guān)系計算的值。
5．按照權(quán)利要求4的方法，其特征為增大值確定為基于相關(guān)量測量值的百分數(shù)值。
6．按前述權(quán)利要求之一的方法，其特征為相關(guān)量測量值相應(yīng)于直接在組件(1)碰到止擋(20,7,7′)之前的測量值。
7．按照權(quán)利要求6的方法，其特征為可調(diào)節(jié)的窗玻璃(1)的關(guān)閉區(qū)的測量值在這樣一個區(qū)域中獲取，這個區(qū)域位于密封(2)前在密封區(qū)(3)內(nèi)部調(diào)節(jié)路程深度的25％到50％處。
8．按照前述權(quán)利要求之一的方法，其特征為相關(guān)量測量值相應(yīng)于一玻璃上緣(1a)進入密封區(qū)(3)之后測取的測量值，其中玻璃上緣(1a)最好是最多走完位于密封區(qū)(3)中的調(diào)節(jié)路程之半。
9．按照前述權(quán)利要求之一的方法，其特征為首先直接在密封(2)之前測量一個相關(guān)量，并隨后在玻璃上緣進入密封(2)之后測量一個相關(guān)量，并且應(yīng)用這二個相關(guān)量的比值形成斷電判據(jù)。
10．按照權(quán)利要求9的方法，其特征為把形成斷電判據(jù)的這二個相關(guān)量的比值與直接在密封(2)前測量的相關(guān)值相聯(lián)系。
11．按照權(quán)利要求9的方法，其特征為把形成斷電判據(jù)的這二個相關(guān)量的比值與玻璃上緣進入后測量的相關(guān)值相聯(lián)系。
12．按照權(quán)利要求1至5中至少一項的方法，其特征為相關(guān)量的測量值相應(yīng)于組件碰到一個彈性止擋(20,7,7′)之后獲取的測量值。
13．按照前述權(quán)利要求之一的方法，其特征為斷電判據(jù)在至少二個在玻璃上緣進入密封區(qū)(3)之后形成的相關(guān)量的基礎(chǔ)上形成。
14．用于實施按照權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征為在汽車窗玻璃到達下止擋位置處設(shè)有一摩擦元件或摩擦元件之類的元件，它直接在到達止擋位置之前增大窗玻璃的運行困難。
15．按照權(quán)利要求1的方法的實施裝置，其特征為摩擦元件做成彈簧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一用于對汽車上的外力操縱的電控組件的過剩力進行限制的方法,它可特別有利地與裝有夾緊防護識別裝置的車窗升降機一起使用。這一方法以對車窗升降機所處的強烈波動的外部條件(例如:溫度、濕度)的高度自動適應(yīng)能力、以及均衡由系統(tǒng)決定的波動(例如:電機最大轉(zhuǎn)矩的發(fā)散)為特點。按本發(fā)明在調(diào)節(jié)過程中連續(xù)測定組件的位置,并在止擋位置(20,7,7′)的進入?yún)^(qū)(4,4′,4″)中至少測取一個與組件的調(diào)節(jié)力相關(guān)的測量值。這一測量值由一電子元件增大一預(yù)給定的值,并被定義為斷電判據(jù),當(dāng)超過它或低于它時,則驅(qū)動將斷電。
文檔編號H02H7/085GK1225147SQ97196347
公開日1999年8月4日 申請日期1997年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月12日
發(fā)明者于爾根·澤貝格, 約爾格·于貝萊因 申請人:布羅斯?fàn)柶嚵慵珊瞎?