用於限制由外力操縱的關閉件的過剩力的方法

2023-05-16 19:09:51 2

專利名稱：用於限制由外力操縱的關閉件的過剩力的方法
技術領域：
本發明所涉及的是用於限制調整裝置的由外力控制的關閉件的過剩力 的方法，對此，夾緊保護系統在調整操作期間至少在調整行程的子區域內 分別在預定的位置上求出實際的調整力數值，並且將該調整力數值與調整 力比較值進行比較。
背景技術：
例如在汽車中用於電動車窗升降器或天窗的調整裝置，就是使用一個 夾緊保護系統來限制傳動產生的過剩力。該夾緊保護系統識別夾緊情況， 其中在給定的位置上進行調整的過程中，將求出的實際調節力數值與給定 的基準值相比較。當存在夾緊時，關閉件停止運動，必要的情況下，傳動 裝置反向動作。該基準值由調整力比較值構成，通常在每個調整方向的終 端分別通過一個初始化過程求得，並且以所謂的學習曲線的形式存入到控 制裝置的存儲器中。
但是，這種學習曲線存在著一個薄弱環節以學習曲線為基礎的調節 力比較值只要經過第一次使用後就不再是實時的，因為調整裝置的給定機 械條件，特別是摩擦力和初始重力速度在使用階段的開始是非常快變化 的。在初始化過程中這種變化是不能測取到的。其導致夾緊保護系統特 別是在使用開始時不能達到最佳化工作，在出現夾緊故障時，夾緊力起作 用，這種夾緊力比準確掌握實際起作用的機械反作用力時所需要的大或者 小。這對調整裝置的安全性和穩定性是不利的。
此外，得到這種對每個調整裝置都要分別進行設置的學習曲線要投入 比較大的製造費用。
在德國專利DE 196 33 941 Al中，提出了一種汽車調整傳動裝置，在使 用這種方法時，調整裝置可適應變化的機械性給定條件。為此， 一種作為 基準值存儲的摩擦力 一 行程_計算圖會根據操作連續地更新。
在實際更新過程中存在一個問題，即在使用的初期必須適應迅速變化
的機械系統給定條件，換句話說，適配速度必須是非常高的。與此相比， 在後期操作時合乎理想的是一次性出現的幹擾(例如當汽車運行到不良路 段時)應該儘可能讓調整力比較數據只受到非常小的影響。為此較低的適 配速度是有好處的。

發明內容
本發明任務的出發點是提出一種限制過剩力的方法，在這種方法中， 當出現夾緊情況時只有儘可能小的夾緊力起作用，並且可以用低的成本實 現該方法。
本發明的基本思路是，依據機械系統的實際狀態適配調整力比較值。 通過這種方法可以解決本發明開始所提及的矛盾的要求，也就是說可以直 接在製造了調整裝置後迅速適配，並且可隨著使用期限的增加緩慢地適 配。換句話說，本發明的一個突出優點在於，這種裝置在其使用壽命每一 階段的適配程度都能滿足絕大部分要求。這樣，由夾緊保護系統產生的調 整力比較值就可以精確地反映出真實的機械狀況。其導致出現夾緊情況時 夾緊力是比較小的，因而夾緊保護作用的質量也得到了改善。
在本方法的一種優選結構形式中，適配的程度，亦即調整力比較值的 更新次數隨著使用壽命的增加而減少。通過這種方式，在使用壽命的初期 階段適配過程有著比較高的進展速度和強度。這種狀態是很有利的，因為 在啟動階段由傳動裝置克服的反作用力波動是很大的。因而，經過少數幾
個關閉循環(Schliesszyklen)後，在存儲器中存儲的調整力比較值就能與機 械繫統的實際給定值相適配。因此，本發明相應的優點是在製造調整 裝置時，可以完全不接收學習曲線，這就降低了製造成本。可以把電動車 窗升降器或天窗所用的特定於類型的基準數據提供給汽車製造商。不再需 要耗資去計算各個基準數據。該系統在安裝到汽車中後，由用戶自己配 置。比較不準確的基準數據在汽車製造商經過少數幾個調整循環之後被實 際的調整力比較值覆蓋，並將該系統與機械狀態適配。另一方面，啟動階 段結束後只允許少量的改動。因此， 一次性的外部事件，例如一次不良路 段或一個橫向溝槽幾乎不會對調整比較值造成失真影響。即使經過長期使 用之後，該調整力比較值也能很好地反映真實的機械情況。這種夾緊保護 系統有著良好的穩健性。
在一種特別優選的結構形式中，可以分級地實施接近的速度。因此， 本發明提出的方法可以在計算技術方面以少量的投入費用來實現，亦即該 算法只需要少量的程序代碼和少量的計算容量。
對此，適宜的作法是，每個級都配有一個使用期限子區間，並且每個 子區間都配有若干個關閉過程。
通過將調整裝置的使用期限劃分為具有不同寬度的子區間，可以對由 利用率預定的機械調整裝置狀態進行良好的適配。因此，該算法可以不同 地適應所出現的各給定條件。
特別有益的是，分配給每個子區間的關閉過程的次數隨著使用壽命的 增加而增大。
為了能夠在啟動階段達到良好的適配性，適宜的作法是在首次投入使 用後緊接著的第一個子區間內就採用較大強度的適配度。
為了達到高的適配速度，適宜的作法是，在分配給第一個子區間的調 整過程中，在適配時同時對多個調整力比較值進行適配。
對此，特別適宜的做法是，該調整力比較值在此時放大或縮小多個量 化單位。
從減少製造成本角度出發的一個突出優點是，在首次投入運行時就使 用代表調整裝置的級別的基準值，電動車窗升降器是調整裝置的例子。這 樣就免去了成本高、麻煩、而且還有錯誤的學習曲線接收。


為了進一步解釋本發明，在本說明書的後面藉助於圖解進行敘述。從 圖中可以看出本發明還有其它有利的設計結構、細節和擴展。示出 圖1是根據現有技術的接近情況； 圖2是根據本發明的接近情況；
圖3是根據本發明的適配程度與使用期限的關係圖。
具體實施例方式
圖1表示了根據目前技術現狀下調整力特性曲線接近事先測量的目標 特性曲線的關係。該圖例如針對由微處理器控制的調整裝置，如典型的在 汽車中使用的調整裝置。從安全性角度出發，為了限制過剩力而啟用夾緊 保護系統，該系統將在關閉過程中連續測得的實際調整力值與對應的調整
力比較值進行比較。在此，該過剩力是由發動機提供的調整力扣除實際調 整力的差，該實際調整力是克服機械中的摩擦力所必需的。過剩力越大， 關閉件動作的速度也就越快，但是在夾緊情況中作用的夾緊力也越大。正 如開始時所述，從安全角度出發，這種夾緊力必須保持得很小。這樣才能 使傷害的風險降到最低。實際調整力數值是通過測量得到的。例如可以通 過測量發動機的電流來實現。但是實際調整力值也可以間接地求得，例如 通過微計算機的計算過程來求得，由一個與發動機軸偶合的增量軸編碼器 向該微計算機提供脈衝。
所求得的調整力值分別分配給調整行程的位置。每個調整力數值都進 行數位化，也就是說該調整力數值由確定數量的量化單位構成。所求出的 實際調整力數值總和形成整個調整行程的一個特性曲線。
迄今為止已知的用於接收代表性學習曲線的算法的工作方式是只有 在一個關閉過程期間主要是代表性的環境條件(室溫、停車、標準工作電 壓)，沒有識別到夾緊過程，而且在期望的調整力和觀察到的調整力之間 存在較大的偏差時，才能激活基準數據的更新。只有在這種情況下，才能 對基準值進行更新。更新恰好在每一個會出現最大偏差的點上進行。實際 上，也就是說，如果觀察到的力大於期望的力，則把一個量化單位(數值 1)加到該特性曲線點上；如果觀察到的力小於期望的力，則從該特性曲線 點減去該量化單位(數值l)。
圖1中用附圖標記1表示一條由單個測量值構成的特性曲線，這些測 量值分別與實際計算的各調整力數值相對應。附圖標記2表示一條初始的 特性曲線，例如，該特性曲線可以是一條在開始所提及的調整裝置初始化 過程中求得的學習曲線。正如前面說過那樣，在現有技術的夾緊識別系統 中更新的方式是控制裝置的算法根據所測得的調整力比期望的調整力是 大還是小，在確定的特性曲線點上加上或減去一個量化單位。 圖1是這 樣表達這種接近的基於初始特性曲線2在實際的調整力值與存儲的調整 力值之間偏差最大時的數值上加上一個量化單位(圖1坐標刻度從6到 7)。 從而，經過這種首次更新後，可以得到一條調整力比較值的特性曲 線，在圖1中用附圖標記3 示。經過六次調整過程後，得到用附圖標 記4表示的特性曲線。從圖1可以清楚地看出，經過多次的調整過程後
(經過14次更新後用附圖標記5表示的特性曲線)，在實際測量的調整力 數值(特性曲線1)與經過14次關閉過程後的接近特性曲線5之間仍然存 在著明顯的偏差。這就是說，用特性曲線2接近測量值特性曲線1的接近 速度是緩慢的。
與此相對照，圖2表達了根據本發明的接近法。用同樣的附圖標記分 別表示各個在相同數量的更新過程之後的特性曲線。在下面的說明中，再 一次基於輸出特性曲線2。經過首次調整過程後產生了一個特性曲線，在 圖2中用附圖標記3表示該特性曲線。箭頭11和12指向兩個更新的調整 力比較值，其數值提高了2 (圖2中從6到8)。經過第六次更新後，特性 曲線4己經非常接近其目標。經過第14次調整過程後，用附圖標記5表示 的特性曲線幾乎完全接近測量值(特性曲線1)。這樣，通過使用本發明 的方法(在有更多的調整力比較值的情況下要改變更多的量化單位)，接 近的速度是非常快的。通過這種基準數據的迅速適配，在出現夾緊的情況 下由傳動裝置產生的過剩力就可以比目前通常保持的要小一些。因此減少 了在夾住身體部位時發生傷害的危險。
在圖3的本發明的實施範例中，由特性曲線表示適配調整力比較值所 具有的強度與使用期限之間的相關性。該特性曲線10具有階梯多邊形的 形狀。由調整過程，亦即關閉過程的次數來表達使用期限或使用壽命。 圖3的橫坐標表示的是從0至4000的關閉次數；縱坐標是以從0至9的適 配層形式表達的適配程度。適配層的級6、 7、 8、 9水平隨著關閉過程增 加而下降。級6、 7、 8、 9分別配有子區間A、 B、 C、 D。
適配層的水平越高，適配的範圍或程度也就越高(在有多個調整力比 較值的情況下，在目標曲線l的方向上的幅度變化)。例如，有多少調整 力比較值以什麼樣的數量變化的類型和方式是隨情況變化而變化。在最簡 單的情況下，待更新的調整力比較值的數量與各個適配層變化量相對應。 這就是說，在圖3的範例中，緊接在第一次投入使用(級6)之後，根據配 置給該級的適配層改變8個調整力比較值的大小。這種變化的程度在第6 級是最大的，這就是說，對於這個範例，8個調整力比較值同樣也變化8個 量化單位。顯而易見，適配性可以根據應用情況進行其它的參數化，例 如，只用一部分調整力基準數據，其數值被用大量不同的量化單位進行適
配。在壽命的末期(圖3中第9級)不再對多個調整力比較值進行更新， 而是只再對一個調整力比較值進行更新。這樣就可以實現，在產品壽命的 該段期間(在該期間只考慮機械摩擦關係發生很小的變化)相應緩慢地進 行適配。
一次性的作用結果，例如一次作用力只對存儲的調整力比較值有 很小的影響。因此，故障影響程度只是很小的。
通過上面藉助於圖2和圖3的解釋可以得出結論，調整力比較值的更 新是與使用壽命相關的。因此，可以考慮反面的要求，特別是在使用壽命
的開始和末期。變化的程度對整個使用壽命來說是下降函數在開始階段 時是以高速度進行更新的，但是到末期是以低速度進行更新的。在開始階 段適配速度高是這樣實現的，即更新點的個數多和/或變化的程度大。到了 使用壽命的末期，起作用的是劍氐的適配速度。這種速度是這樣達到的， 即只有少數的調整力比較值分別變化少量的量化單元，或只變化一個量化 單元。
所用附圖標記一覽表
1 實際獲得的調整力特性曲線
2 輸出特性曲線
3 經過首次調整過程後的調整力比較值特性曲線
4 經過第6次調整過程後的調整力比較值特性曲線
5 經過第14次調整過程後的調整力比較值特性曲線
6 第一級
7 第二級
8 第三級
9 第四級
10 作為關閉過程次數的函數的適配層 n 箭頭
12 箭頭
A、 B、 C、 D子區間
權利要求
1. 一種用於限制調整裝置的由外力操縱的關閉件的過剩力的方法，在該方法中，夾緊保護系統在調整過程期間至少在調整行程的子區域內分別在關閉件的預定位置上獲得實際調整力數值，並且將該實際調整力數值與調整力比較值進行比較，該調整力比較值已經保存在存儲裝置中，其中至少有一個存儲的調整力比較值與調整裝置的機械給定條件相適配，並且依據使用期限預先給出該適配的程度。
2.根據權利要求l的方法，其特徵是所述適配的程度隨著使用期限 的增加而降低。
3. 根據權利要求2的方法，其特徵是適配程度的降低在整個使用期 限上是分級進行的。
4. 根據權利要求3的方法，其特徵是每個級都配有使用期限的子區間，並且每個子區間都配有一定次數的關閉過程。
5. 根據權利要求4的方法，其特徵是子區間的寬度各不相同。
6. 根據權利要求5的方法，其特徵是配給每個子區間的關閉過程次 數隨著使用期限的增大而變大。
7. 根據權利要求6的方法，其特徵是在首次投入使用後緊接著的第一個子區間，適配程度達到最大。
8. 根據權利要求7的方法，其特徵是在配給所述第一個子區間的調 整過程中進行適配時，改變多個調整力比較值。
9. 根據權利要求8的方法，其特徵是在配給所述第一個子區間的調 整過程中進行適配時，至少有一個調整力比較值被改變了多個量化單位。
10. 根據權利要求6的方法，其特徵是在一個調整過程中，所配給的 一定數量的調整力比較值被改變了多個量化單位。
11. 根據權利要求1至10的方法，其特徵是在首次投入使用時調整力 比較值已經保存在存儲裝置中，這些調整力比較值不是以前通過該調整裝 置的初始化過程獲得的。
全文摘要
本發明所涉及的是一種用於限制調整裝置的由外力操縱的關閉件的過剩力的方法，在該方法中，夾緊保護系統在調整過程期間至少在調整行程的子區域內分別在關閉件的預定位置上獲得實際調整力數值，並且將該實際調整力數值與調整力比較值進行比較，該調整力比較值已經保存在存儲裝置中，其中至少有一個存儲的調整力比較值與調整裝置的機械給定條件相適配，並且依據使用期限預先給出該適配的程度。
文檔編號H02H3/00GK101385212SQ200780005401
公開日2009年3月11日 申請日期2007年1月30日 優先權日2006年2月14日
發明者G·富克斯, R·莫拉韋克, S·霍爾茲曼 申請人:歐陸汽車有限責任公司