用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的方法和裝置的製作方法

2023-10-24 12:16:52 1

專利名稱：用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的方法和裝置。
背景技術：
在車輛中的電操縱單元、例如滑動天窗或窗戶玻璃升降器配備有定位器件。所述定位器件是必要的，以便各窗戶或滑動天窗能精確地在期望位置上停止。此外，所述定位器 件之所以是必要的，是因為能確保關於防夾的法律要求。在窗戶玻璃升降器中的已知定位器件中，通過窗戶玻璃被運行到其上部機械止擋 的方式來在製造的範圍內實施首次的初始化。這由控制單元檢測並且作為基準用於稍後的 位置計數過程。所述位置計數過程在窗戶玻璃上下運動期間通過與各驅動馬達的轉動相關 的霍爾傳感器脈衝的計數實現。這基於馬達軸的轉動出現，在所述馬達軸上固定磁輪，所述 磁輪沿周向交替地具有不同極性的區段或極點。通常，兩個彼此以90°錯開的霍爾傳感器用於位置計數。因此可以確定轉速和轉 動方向。為了降低驅動裝置的成本，已知應用僅一個唯一的霍爾傳感器用於位置計數。在 此，所述霍爾傳感器僅用於脈衝的計數。關於轉動方向的信息由馬達觸發繼電器的已知狀 態導出。然而在這種情況下，在換向過程中在檢測出夾住後不能精確地實現，因為實際的馬 達轉動方向由於機械慣性不會在每個時刻都與通過配電繼電器的當前觸發信號規定的轉 動方向相一致。因此在位置計數時出現錯誤。特別是在關於防夾的法律規定方面，為了確 保校正的位置計數，有必要使定位具有高度的精確性。如果兩個霍爾傳感器用於位置計數以避免位置誤差的問題，則這會造成較高的系 統成本，特別是在馬達中和在電纜束中。為了避免位置誤差的問題，此外已知，通過總是或者在每個第η次窗戶運動時運 行至上部機械止擋的方式將所述位置計數規律地重新初始化。然而其缺點是傳動機構 的高負載，這又造成傳動機構的較高的成本。此外這並不總能實現。如果在沒有完全關 閉或打開窗戶的情況下例如出現窗戶玻璃的多次運行和多次夾住，則不能實現再初始化 (Nachinitialisierung)。在EP 1 175 598Β1中已知一種用於確定隨動的旋轉驅動裝置的實際的轉動方向 變換的方法和裝置。在所述方法中應用非對稱的轉子側傳感輪，以便提供具有在其之間的 基準脈衝的與轉速成比例的脈衝序列。所述脈衝由唯一的定子側傳感器檢測並且在評估裝 置中進行評估。在出現轉動方向轉換後，特別是在出現電旋轉驅動馬達的極性改變後，通過 考慮由在基於從當前增加脈衝信號長度轉換到當前減小脈衝信號長度能確定的實際轉動 方向變換之前和之後在每個基準信號之間的脈衝信號的計數在轉動方向轉換後導出的脈 衝信號校正值，所述評估裝置確定實際的轉動方向變換。在DE 10 2005 047 366Α1中已知另一種用於確定換向的旋轉驅動裝置的實際轉 動方向變換的裝置。所述裝置也應用了具有關於分布沿著傳感輪的圓周非對稱設計的編碼結構的傳感輪和一個唯一的檢測器，所述檢測器在傳感輪轉動時通過編碼結構的掃描產生 與轉子轉速有關的脈衝信號。所述脈衝信號被傳輸給評估單元，所述評估單元通過對脈衝 沿的評估來確定實際的轉動方向變換。傳感輪的所述編碼結構通過第一區段寬度的編碼區 段和具有第二區段寬度的基準編碼區段對(Referenz-Codiersektor-Paar)形成。在EP 1 175 598B1中且在DE 10 2005 047 366A1中描述 的裝置的缺點在於需 要非對稱傳感輪；僅能校正較小的誤差；需要穩定的馬達運轉以用於校正；和，在換向時失 去同步。

發明內容
本發明的目的在於指出一種能避免前述缺點的途徑。所述目的通過具有在權利要求1中給出的特徵的方法和具有在權利要求3中給出 特徵的裝置來實現。本發明的有利的設計方案和改進方案在從屬權利要求中給出。本發明的優點特別在於，位置計數也在換向過程中校正，從而不會出現上述的位 置誤差或至少較大程度地降低位置誤差。所述優點基本上以下述方式實現，即，不斷地將計 數值輸入環形緩衝存儲器中，所述計數值與在各連續的脈衝信號沿之間的時間相符，並且 通過在環形緩衝存儲器中存儲的數值內尋找預定的基準數據模式的方式，對在出現換向過 程時出現的脈衝長度的變化進行分析。如果識別出預定的基準數據模式中的一個，這就可 以推斷出精確的換向時刻進而校正進行的計數過程。


本發明其它有利的特點藉助附圖從其示例性闡述得出。其中圖1示出包括用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的裝置的主要部件以用 於理解本發明的框圖，圖2示出用於闡述用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的方法的流程框圖，圖3示出具有當存在長的換向脈衝時的脈衝模式的曲線圖，圖4示出具有當存在短的換向脈衝時的脈衝模式的曲線圖，和圖5示出具有當存在平均長度的換向脈衝時的脈衝模式的曲線圖。
具體實施例方式圖1示出框圖，為了理解本發明所述框圖示出用於在車輛的電操縱單元中進行換 向識別的裝置的主要部件。所述電操縱單元是車輛的窗戶玻璃升降器。窗戶玻璃的上升和 下降藉助電動驅動裝置來實現，所述電動驅動裝置具有定子和轉子，其中所述轉子包含轉 子軸1。所述轉子軸1抗扭地與傳感輪Ia連接。所述傳感輪具有等距的編碼區段或極點。 在傳感輪Ia轉動時，由傳感裝置2檢測出脈衝信號且傳輸給由微型計算形成的評估單元3。 所述評估單元3在接收每個脈衝時提高在位置計數器4中存儲的位置數值，從而位置計數 器4的計數器讀數精確地描述了窗戶玻璃的當前位置。如果在窗戶玻璃關閉過程檢測出夾住，則轉換電動驅動裝置的轉動方向，從而窗 戶玻璃重新打開並釋放所夾住的物體。這通過適合地觸發配電繼電器來實現。通過傳動機構的慣性，在換向運動期間實際的馬達轉動方向不會在每個時刻都與通過當前觸發信號預 定的轉動方向相符。為了防止在換向過程期間出現計數錯誤並且為了防止在換向過程結束時在位置 計數器4中保留錯誤的數值，在圖1示出的裝置中設置環形緩衝存儲器5。在環形緩衝存儲 器5中由評估單元3輸入脈衝距離數值，所述脈衝距離數值分別描述由傳感裝置2提供的 脈衝信號的兩個連續的脈衝的時間間隔。替代脈衝距離數值，還能在環形緩衝存儲器5輸 入由脈衝距離數值導出的數據，所述數據給予有關在每兩個連續的脈衝之間的時間間隔是 否變大、保持不變或變小的訊息。因此，在環形緩衝存儲器5中存儲的數據與實際脈衝模式 相符。所述實際脈衝模式由評估單元3不斷地與三個預定的基準數據模式RM1、RM2和 RM3進行比較，所述基準數據模式已經在工廠中製造裝置的時候被存儲在基準數據存儲器 6中。基準數據存儲器6具有三個存儲區域6a、6b和6c，其中在存儲區域6a中存儲與基準 數據模式RM1相符的數據，在存儲區域6b中存儲與基準數據模式RM2相符的數據，且在存 儲區域6c中存儲與基準數據模式RM3相符的數據。如果評估單元3識別出在環形緩衝存儲器5中輸入的脈衝距離數值或者由此導出 的數據與在基準數據存儲器6存儲的基準數據模式RM1、RM2或RM3相一致，則控制單元3 可以推斷出精確的換向時刻並且相應地校正位置計數器4的計數器讀數。圖2示出用於闡述用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的方法的流程框圖， 其中電操縱單元是車輛的窗戶玻璃升降器。所述方法隨著步驟S1開始。在步驟S2中，窗戶玻璃在關閉裝置中的運動藉助電 動驅動裝置實現，在電動驅動裝置的轉子軸1上固定傳感輪la。將傳感裝置2的在窗戶玻璃運動期間檢測出的輸出脈衝傳輸給評估單元3並且通 過所述評估單元3根據步驟S3用於改變位置計數器4的計數器讀數。在窗戶玻璃運動期間，在步驟S4中檢測是否存在夾住。如果不是這種情況，則返 回到步驟S2。相反如果檢測出夾住，則過渡到步驟S5。在步驟S5中電動驅動裝置的轉動方向通過改變對電動驅動裝置的配電繼電器的 觸發來進行轉換。此外，在步驟S6中輸入脈衝距離數值，所述脈衝距離數值給予有關在由 傳感裝置2提供的脈衝信號的兩個連續的脈衝之間的時間間隔的訊息。在下面步驟S7中，將在環形緩衝存儲器5中存儲的脈衝距離數值或者由此導出的 數據與預定的基準數據模式RM1、RM2和RM3進行比較。在步驟S8中檢查，在環形緩衝存儲器5存儲的脈衝距離數值或者由此導出的數據 是否與預定的基準數據模式相一致。如果不是這種情況，則返回到步驟S6。如果是這種情 況，則過渡到步驟S9。在步驟S9中，評估單元3根據預定的基準數據模式校正位置計數器4的計數器讀 數，檢測出其與在環形緩衝存儲器5中存儲的數據相一致。然後過渡到步驟S10，其代表所述方法結束。一種優選的實施例在於在環形緩衝存儲器5中僅存儲由連續的脈衝距離數值導 出的數據，所述數據給出有關在每兩個連續的脈衝之間的時間間隔是否變大、保持不變或 變小的訊息。在這個實施例中，分別與這種基準數據模式相符的數據同樣存儲在基準數據存儲器6的存儲區域6a、6b和6c中。如下面藉助圖3、4和5闡述的那樣，存在三個不同的基準數據模式，其中根據所述 基準數據模式中的第一基準數據模式出現長的換向脈衝，根據所述基準數據模式中的第二 基準數據模式出現短的換向脈衝，並且根據所述基準數據模式中的第三基準數據模式出現 平均長度的換向脈衝。圖3示出具有當存在長的換向脈衝時的脈衝模式的曲線圖。在此在上部示圖中通 過時間標繪由傳感裝置2提供的脈衝且在下部示圖中通過時間標繪由此導出的脈衝距離 數值。從上部示圖中可以看出，在轉換對電動驅動裝置的轉接繼電器的觸發之後，轉子軸的 轉動首先變慢，這就是說，在連續的脈衝之間的間隔變大，然後轉子軸的轉動重新變快，這 就是說，在連續的脈衝之間的間隔重新逐漸變小。所述換向時刻_如在圖3中通過雙箭頭 和字母U表示的那樣-在最長的脈衝期間。因此，脈衝信號的隨之出現的沿在另一運動方 向上被計數。圖4示出具有當存在短的換向脈衝時的脈衝模式的曲線圖。在此，在上部示圖中 通過時間標繪由傳感裝置2提供的脈衝且在下部示圖中通過時間標繪由此導出的脈衝距 離數值。可以看出，在轉換對電動驅動裝置的轉接繼電器的觸發之後，轉子軸的轉動首先變 慢，然後產生單獨的短的脈衝長度，之後脈衝距離重新變短，這就是說，轉子軸的轉動重新 變快。所述換向時刻_如在圖4中通過雙箭頭和字母U表示的那樣-在短脈衝期間。在短 脈衝之後的沿是第一脈衝，所述第一脈衝重新在另一運動方向被計數。圖5示出具有當存在平均長度的換向脈衝時的脈衝模式的曲線圖。在此，在上部 示圖中通過時間標繪由傳感裝置2提供的脈衝且在下部示圖中通過時間標繪由此導出的 脈衝距離數值。可以看出，在轉換對電動驅動裝置的轉接繼電器的觸發之後，轉子軸的轉動 首先變慢，這就是說，脈衝距離變大，然後產生三個大致相同長度的脈衝，脈衝距離大致保 持相同，最後轉子軸1的轉動重新逐漸變快，這就是說，脈衝距離重新逐漸變短。在這種情 況下，換向時刻-如在圖5中通過雙箭頭和字母U表示的那樣-在三個大致同樣長的脈衝 距離的第二脈衝距離期間。隨後的脈衝是第一脈衝，所述第一脈衝又在另一運定方向上被 計數。儘管如此，在本發明中在每次出現的換向過程中檢查，輸入環形緩衝存儲器5中 的實際脈衝模式是否與在基準數據存儲器6中存儲的基準數據模式之一相一致。如果識別 出與此相關的一致，則可以實施對位置計數器的計數器讀數的校正。這種實際脈衝模式與基準數據模式的比較和隨後對位置計數器的計數器讀數的 校正還可以在馬達停轉時以有利的方式實施。在這種馬達停止過程中還可能出現，如果窗 戶玻璃例如在密封件的邊緣停止，則窗戶玻璃稍微彈回。因此對於馬達停轉的情況而言可 以在延遲運動後確定隨後的加速，這就是說更短的脈衝距離，然後最後的脈衝在相反的運 動方向上被計數。在機械閉鎖器具中關閉馬達時、例如在初始化時還可能發生窗戶玻璃的彈回。所 以還在識別閉鎖之後的關閉後，所有隨後的脈衝在相反的運動方向上被計數。上述在環形緩衝存儲器5中輸入的脈衝距離數值或由此導出的數據與預定的基 準數據模式的比較在出現馬達轉移相位時、即在出現轉動方向變換或馬達停止時實施。此 夕卜，如果在傳感裝置2的輸出端上提供脈衝，則上述措施總是精確地被實施。
尤其能與車輛的的窗戶玻璃升降器和滑動天窗相關地應用本發明的內容。本發明 的內容特別適合於窗戶玻璃升降器-架構，其中電子裝置與電動驅動裝置分開，因為在這 種應用中通過應用具有僅一個唯一的霍爾傳感器的傳感裝置，這能最大化地節省成本。
權利要求
一種用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的方法，包括以下步驟-藉助電動驅動裝置使得所述電操縱單元沿關閉方向運動，-根據傳感裝置的輸出信號來改變位置計數器的值，所述傳感裝置與固定在所述電動驅動裝置的轉子軸上的、具有等距的編碼區段的傳感輪共同作用，-檢查是否存在夾住，-在檢測出夾住時轉換所述電動驅動裝置的轉動方向，-將由所述傳感裝置測得的連續的脈衝距離數值或者由此導出的數據輸入環形緩衝存儲器中，-將輸入環形緩衝存儲器中的脈衝距離數值或者由此導出的數據與預定的基準數據模式進行比較，-在識別出輸入環形緩衝存儲器中的脈衝距離數值或者由此導出的數據與預定的基準數據模式相一致時根據預定的基準數據模式校正所述位置計數器。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於，預定三個不同的基準數據模式，並且將輸入 環形緩衝存儲器中的脈衝距離數值或者由此導出的數據與這三個基準數據模式進行比較。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，即使馬達停止，仍然進行所述位置計數 器的校正。
4.按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述環形緩衝存儲器中僅存 儲由連續的脈衝距離數值導出的數據，所述數據給出有關在每兩個連續的脈衝之間的時間 間隔是否變大、保持不變或變小的訊息。
5.按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述比較僅在出現馬達轉移相 位時實施。
6.按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，當在所述傳感裝置的輸出端上 提供脈衝時總是精確地實施所述比較。
7.一種用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的裝置，所述裝置具有-帶等距的編碼區段的傳感輪(Ia)，所述傳感輪與驅動所述電操縱單元的電動驅動裝 置的轉子軸抗扭連接，-傳感裝置(2)，所述傳感裝置在所述傳感輪(Ia)轉動時發送脈衝信號， -與所述傳感裝置(2)連接的評估單元(3)，和 -位置計數器(4)， 其特徵在於，-它具有環形緩衝存儲器(5)，在檢測出夾住後將連續的脈衝距離數值或由此導出的 數據輸入所述環形緩衝存儲器中，-它具有基準數據存儲器(6)，在所述基準數據存儲器中存儲了預定的基準數據模式，並且_所述評估單元(3)被布置用於將輸入所述環形緩衝存儲器(5)中的數據與預定的基 準數據模式進行比較。
8.按權利要求7中所述的裝置，其特徵在於，在所述基準數據存儲器(6)中存儲了三個 不同的基準數據模式。
9.按前述權利7或8所述的裝置，其特徵在於，所述評估單元(3)設計成使得它在識別出輸入所述環形緩衝存儲器(5)中的數據與預定的基準數據模式之一相一致時根據這個 基準數據模式校正在所述位置計數器(4)中存在的數值。
10.按權利要求7至9中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述傳感裝置(2)具有唯一 的霍爾傳感器。
11.按權利要求7至10中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述電操縱單元是窗戶玻璃 升降器或滑動天窗。
12.按權利要求7至11中任一項所述的裝置，其特徵在於，所述評估單元(3)將由連續 的脈衝距離數值導出的數據輸入所述環形緩衝存儲器(5)中，所述數據給出有關在每兩個 連續的脈衝之間的時間間隔是否變大、保持不變或變小的訊息。
全文摘要
本發明涉及一種用於在車輛的電操縱單元中進行換向識別的方法和裝置。其中在檢測出夾住後轉換所述電動驅動裝置的轉動方向。此外，將由所述傳感裝置導出的連續的脈衝距離數值或者由此導出的數據輸入環形緩衝存儲器中並且與預定的基準數據模式進行比較。如果識別出一致，則根據預定的基準數據模式校正位置計數器的計數器讀數。以這種方式確保了在換向後校正位置計數器。
文檔編號G01D5/244GK101809416SQ200880108935
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月11日 優先權日2007年9月26日
發明者R·莫拉韋克, S·霍爾茲曼, W·科爾納 申請人:歐陸汽車有限責任公司