Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines durch die Antriebswelle eines Gleichstrommotors angetriebene-n-Elements innerhalb einer vorbestimmten Bewegungsstrecke zwischen zwei Block- positionen durch Auswerten der im Ankerstromsignal enthaltenen Strom- rippel, bei dem bei einer Bewegung des angetriebenen Elements in eine definierte Blockpositionen eine systemseitige Normierung durchgeführt wird.

Das Ankerstromsignal eines Gleichstrommotors umfaßt einen sogenann- ten Gleichanteil sowie einen den Gleichanteil überlagernden Wechseln- teil. Der Wechselanteil entsteht bei einem Betrieb des Gleichstrommotors infolge des Zusammenwirkens von Magnet (Feld), Ankerwicklung und Kommutator des Gleichstrommotors. Dies äußert sich in einer kurzzeitigen Änderung der induzierten Spannung, woraus sich die Welligkeit des An- kerstromsignals ergibt. Die in dem Ankerstromsignal enthaltenen, in der beschriebenen Weise bedingten Stromspitzen-im folgenden Stromrippel genannt-treten bei einer Umdrehung des Ankers in einer der Anzahl der Kollektorlamellen entsprechenden Häufigkeit auf. Weist beispielsweise der Anker 10 Kollektorlamellen auf, sind im Ankerstromsignal entsprechend 10 Stromrippel zu erkennen. Eine Zählung der Stromrippel kann somit Aufschluß über die aktuelle Drehstellung des Ankers des Gleichstrommo- tors und somit bezüglich des beweglichen Elements innerhalb seiner vor- bestimmten Bewegungsstrecke geben. Zu diesem Zweck wird das analo- ge Ankerstromsignal digitalisiert, um eine entsprechende Zahlung vor- nehmen zu können.

Da vorbekannt ist, über wie viele Stromrippel der Gleichstrommotor sich drehen muß, bis die Strecke zwischen den beiden, die Bewegungsstrecke begrenzenden Blockpositionen zurückgelegt ist, kann über die Zählung der Stromrippel eine Positionsbestimmung des angetriebenen Elements erfolgen. Eingesetzt werden derartige Verfahren beispielsweise im Kraft-

fahrzeugbereich zum Steuern eines Verstellantriebes, wie sie beispiels- weise für Fensterheber und/oder Schiebedächer vorgesehen sind. Ein wesentliches Element in der Erfassung der Position beispielsweise der Scheibe ist diejenige beim Schließen derselben, bei der der Einklemm- schutz abgeschaltet werden kann. Eine solche Abschaltung ist notwendig, damit die Scheibe vollständig in ihren oberen Block und in die dort vorge- sehenen Dichtungen einfahren kann, ohne daß infolge der erhöhten Last eine Motorabschaltung erfolgt. Bei einer fehlerhaften Zahlung der Strom- rippel zur Bestimmung der Position der Scheibe kann es vorkommen, daß der Einklemmschutz zu früh oder zu spät abgeschaltet wird.

Zur Erhöhung der Bestimmung der Positionsgenauigkeit des beweglichen Elements, beispielsweise einer Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges er- folgt eine systemseitige Normierung bzw. Renormierung, wenn das Fen- ster in seine obere Blockposition eingefahren worden ist, da nunmehr eine tatsächliche Übereinstimmung der IST-Position der Scheibe und der me- chanisch definierten Blockposition gegeben ist. Durch diese Renormierung wird der Stromrippeizähler wieder auf null zurückgesetzt, damit eine Feh- leraddition über einen längeren Zeitraum verhindert ist. Auch wenn durch derartige Renormierungsmaßnahmen eine genaue Positionsbestimmung des angetriebenen Elements über einen längeren Zeitraum grundsätzlich durchgeführt werden kann, ist eine solche Renormierung jedoch unzurei- chend, wenn sich nach einem Einfahren des angetriebenen Elements in die Blockposition die zur Renormierung vorgesehene Blockposition tat- schlich jedoch nicht mit der mechanisch definierten Blockposition über- einstimmt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn beim Einfahren des angetriebenen Elements in die Blockposition dieses von dem als Anschlag dienenden Block zurückspringt. Das angetriebene Element befindet sich sodann in einer Position (IST-Position), die unterschiedlich zu der mecha- nisch definierten Blockposition (SOLL-Position) ist. Wird das System nun- mehr bezüglich dieser Position des angetriebenen Elements nachnormiert, mit der Annahme, das angetriebene Element befinde sich in seiner me- chanisch definierten Blockposition, dann ist die Nachnormierung fehlerhaft und entsprechend auch die nachfolgenden Zäh) ergebnisse. Eine Positi- onserfassung des angetriebenen Elements ist dann ungenau und insbe- sondere sind einzelne Positionen innerhalb der Bewegungsstrecke des angetriebenen Elements nicht mit der notwendigen Genauigkeit wieder- holbar anfahrbar, da infolge der Zufälligkeit etwa des Zurückspringens des

angetriebenen Elements eine Normierung unter Zugrundelegung jeweils unterschiedlicher Voraussetzungen erfolgt. Die Folge eines solchen Ver- haltens des angetriebenen Elements ist, das ein solches gattungsgemä- ßes Verfahren nur eingesetzt werden kann, wenn die beim Einfahren in die Blockposition sich ergebenden mechanischen Ungenauigkeiten ver- nachlässigbar klein sind.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes gattungsgemäßes Verfahren dergestalt weiterzubilden, daß die beim vorbekannten Stand der Technik auftretenden Fehler beim Nachnormieren in einer Blockposition auch bei Anwendungen, bei denen das angetriebene Element mit hoher kinetischer Energie bewegt wird, vernachlässigbar klein sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Einfahren des angetriebenen Elements in eine Blockposition der Gleichstrommotor vor Erreichen der systemseitig definierten Blockposition stromlos ge- schaltet, nach einer vorbestimmten Zeitspanne zum letztendlichen Einfah- ren des angetriebenen Elements in die Blockposition erneut aktiv bestromt wird und daß, nachdem das angetriebene Element in seine mechanisch definierte Blockposition gebracht worden ist, eine systemseitige Normie- rung dieser Blockposition durchgeführt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das angetriebene Element nicht mit seiner vollen kinetischen Energie in die Blockposition eingefah- ren. Vielmehr wird der das angetriebene Element antreibende Gleich- strommotor bereits vor Erreichen der systemseitig definierten Blockpositi- on stromlos geschaltet um die kinetische Energie des angetriebenen Ele- ments zu reduzieren. Im Rahmen dieser Ausführungen bedeutet der Be- griff"Stromlos-Schalten", daß dem Gleichstrommotor aktiv keine Betriebs- spannung zugeführt wird. Dies kann beispielsweise im Wege eines Ab- schaltens des Gleichstrommotors oder auch eines Umschaltens oder Kurzschließens desselben in einen Generatorbetrieb erfolgen. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne, die in Abhängigkeit von weiteren Faktoren va- riabel ausgebildet sein kann, wird der Gleichstrommotor erneut bestromt, so daß dann das angetriebene Element-nunmehr mit einer erheblich verminderten kinetischen Energie-in die mechanisch definierte Blockpo- sition eingefahren wird. Erst wenn sich das angetriebene Element in seiner

mechanisch definierten Blockposition befindet, wird die bestimmungsge- mäße systemseitige Normierung bzw. Nachnormierung durchgeführt. Die Nachnormieriung erfolgt somit in einem Zeitpunkt, zu dem sichergestellt ist, daß sich das angetriebene Element mit hinreichender Genauigkeit tat- schlich in seiner mechanisch definierten Blockposition befindet. Durch das Stromlos-Schalten des Gleichstrommotors in einem kurzen Abstand vor Erreichen der tatsächlichen Blockposition und erneutes Bestromen wird das angetriebene Element mit einer sehr viel geringeren kinetischen Energie in die Blockposition eingefahren. Die Gefahr eines Zurücksprin- gens des angetriebenen Elements oder auch ein Zurückfedern der einge- setzten Kraftübertragungsmechanik zwischen dem Gleichstrommotor und dem angetriebenen Element ist somit erheblich reduziert. Daher eignet sich das beanspruchte Verfahren insbesondere auch um eine Nachnor- mierung in einer Blockposition bei solchen Verstelleinrichtungen durchzu- führen, bei denen die angetriebenen Elemente eine hohe kinetische Ener- gie bei ihrer Bewegung aufweisen, was entweder durch einen entspre- chend stark ausgeprägten Gleichstrommotor und/oder durch eine hohe, von dem Gleichstrommotor bewegte Masse hervorgerufen werden kann.

Es ist zweckmäßig, die erneute Bestromung des Gleichstrommotors zum letztendlichen Einfahren des angetriebenen Elements in die mechanische Blockposition dann vorzusehen, wenn zuvor der vollständige Auslauf des Ankers des Gleichstrommotors infolge seiner Stromlos-Schaltung erkannt worden ist. Dadurch ist sichergestellt, daß im Zeitpunkt der erneuten Be- stromung des Gleichstrommotors zum letztendlichen Einfahren des ange- triebenen Gegenstandes in die Blockposition zu Beginn der erneuten Be- stromung keine kinetische Energie aufgrund des Stillstandes des ange- triebenen Elements inne hat. Eine Erkennung des Zustandes, daß sich der Anker des Gleichstrommotors nicht mehr dreht, kann bevorzugt dadurch erfolgen, daß der Gleichstrommotor mit seiner Stromlos-Schaltung in ei- nen Generatorbetrieb umgeschaltet wird. Das von dem Gleichstrommotor nunmehr generierte Stromsignal ist ein Maß für die Drehgeschwindigleit des Ankers. Dreht sich der Anker nicht mehr und befindet sich somit ebenso wie das angetriebene Element im Stillstand, ist das Stromsignal gleich null.

Eine systemseitige Normierung in dieser Blockposition kann in Abhängig- keit von den detektierten Bewegungen des angetriebenen Elements erfol-

gen, die vor dem gewünschten Einfahren des angetriebenen Elements in die Blockposition durchgeführt worden sind. Eine Normierung kann bei- spielsweise dergestalt erfolgen, daß der aktuelle Positionszähler bezüglich dieser Blockposition geeicht wird, oder daß der Positionszahler im Hinblick auf die zuvor geeichte Position nachnormiert wird. Dies kann abhängig davon sein, ob das angetriebene Element in diese Blockposition eingefah- ren worden ist, nachdem es mehr oder weniger unmittelbar die andere Blockposition, in der ebenfalls eine Normierung durchgeführt worden ist, eingefahren worden ist, oder ob vor dem Einfahren des angetriebenen Elements in diese Blockposition zahlreiche Bewegungen stattgefunden haben, ohne daß eine Blockposition erreicht worden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Einsatz im Rahmen einer Positionserkennung einer Verstelleinrichtung zum Öff- nen und Schließen einer Fensterscheibe, eines Schiebedaches oder zum Verstellen eines Sitzes in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens im Rahmen einer Verstellein- richtung zum Betätigen einer Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges konnte bislang eine Normierung bzw. Nachnormierung nur in der oberen Blockposition erfolgen, da ein mehr oder minder definiertes Einfahren der Fensterscheibe in diese Blockposition durch die die kinetische Energie der Fensterscheibe kompensierende Dichtungsanordnung möglich war, so daß mit hinreichender Genauigkeit angenommen werden konnte, daß zur Normierung die Fensterscheibe sich in ihrer IST-Position tatsächlich in der mechanisch definierten Blockposition (SOLL-Position) befindet. Eine sy- stemseitige Nachnormierung in der unteren Blockposition kann nunmehr durch Einsatz des beanspruchten Verfahrens ebenfalls erfolgen. Erhöht wird dadurch der Bedienkomfort der Verstelleinrichtung. Zur Vermeidung einer zu großen Fehleraddition über mehrere Scheibenbetätigungen hin- weg, ohne daß in die obere Blockposition eingefahren worden ist, ist beim vorbekannten Stand der Technik eine Systementnormierung vorgesehen.

Bei einer solchen Systementnormierung ist der automatische Scheiben- hochlauf blockiert, so daß die Scheibe dann nur noch durch eine manuelle Tasterbetätigung geschlossen werden konnte. Durch die Möglichkeit, nunmehr auch in der unteren Blockposition eine Normierung durchführen zu können, braucht eine systemseitige Entnormierung nur in Ausnahme- fällen eingeleitet zu werden. Die statistische Wahrscheinlichkeit, daß bei zahlreichen Fensterheberbetätigungen die Scheibe in die eine oder die

andere Blockposition zu einer Nachnormierung des Systems die Fenster- scheibe eingefahren wird, ist erheblich erhöht.

Figur 1 zeigt ein Diagramm mit dem analogen Ankerstromsignal, aus dem sich die unterschiedlichen Zustände des Gleichstrommotors und der Ver- lauf des beanspruchten Verfahrens ablesen lassen. Das Einfahren einer Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges in die untere Blockposition vollzieht sich demnach wie folgt : In einem Zeitpunkt tl, in dem zählerseitig erkannt worden ist, daß sich die Fensterscheibe in einem bestimmten Abstand vor der zuvor definierten unteren Blockposition befindet, wird der Gleich- strommotor stromlos geschaltet und in einen Generatorbetrieb umge- schaltet. Der Betrieb des Gleichstrommotors vor dem Zeitpunkt ti ist durch seine vorbestimmte Drehzahl bestimmt, die in den Stromspitzen des An- kerstromsignales und auch in dem oberhalb des Ankerstromsignales wie- dergegebenen Stromrippelsignales wiedergegeben ist. Im Zuge des Ge- neratorbetriebes des Gleichstrommotors ist auf den Zeitpunkt ti folgend zunächst ein hohes und anschließend zunehmend abnehmendes Strom- signal am Gleichstrommotor abgreifbar. In einem Zeitpunkt t2 ist der Aus- lauf des Ankers des Gleichstrommotors detektiert worden und es erfolgt eine erneute Bestromung des Gleichstrommotors zum letztendlichen Ein- fahren der Fensterscheibe in die definierte untere mechanische Blockposi- tion. Dies kann auch mit verminderter Energie erfolgen. Durch die Fre- quenz der sich auf der Ankerstromkurve bemerkbar machenden Stromrip- pel wird deutlich, daß die Drehgeschwindigkeit des Ankers in dieser Phase sehr viel geringer ist als diejenige, mit der der Gleichstrommotor vor dem Zeitpunkt t1 die Fensterscheibe bewegt hat. Das sich Befinden der Fen- sterscheibe in der unteren Blockposition ist im Zeitpunkt t3 detektierbar, so daß nunmehr die gewünschte systemseitige Normierung durchgeführt wird.