Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Referenzposition eines von einem Elektromotor bewegten Schließteils

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Referenzposition eines von einem Elektromotor bewegten Schließteils.

Bei diesem Schließteil handelt es sich beispielsweise um ein von einem Elektromotor angetriebenes Seitenfenster eines Kraftfahrzeugs oder um das Schiebedach eines Kraftfahrzeugs oder um ein von einem Elektromotor angetriebenes Garagentor.

Fensterhebersysteme und Schiebedachsystem von Kraftfahrzeugen sind oftmals mit einem Schließkraftbegrenzungsmechanismus ausgerüstet. Dieser hat die Aufgabe, beispielsweise ein Einklemmen einer Hand einer Person zu vermeiden bzw. die Schließkraft zu begrenzen. Zu diesem Schließkraftbegrenzungs- mechanismus gehört jeweils ein mechanisches System und eine Steuerelektronik.

Während einer Bewegung des Schließteils in Richtung seines geöffneten oder seines geschlossenen Zustandes erfolgt eine Ermittlung einer Positionsinformation. Diese Ermittlung erfolgt beispielsweise unter Verwendung von Hallsensoren, welche die Drehung der Rotorwelle des das Schließteil antreibenden Elektromotors erfassen und Drehzahlimpulse an die Steuerelektronik abgeben.

Um eine Referenzposition für die vorstehend angegebene Positionsermittlung zu erhalten, ist es bereits bekannt, das jeweilige Schließteil beispielsweise in Richtung seines geschlossenen Zustandes zu bewegen, bis es eine Anschlagpositi- on erreicht, und diese Anschlagposition als Referenzposition zu verwenden.

Um ein derartiges System leicht und kostengünstig konstruieren zu können wird oftmals nur eine einseitige Anschlagposition verwendet, die beispielsweise dem geschlossenen Zustand des Schließteils entspricht.

Bei einem derartigen System besteht ein Problem darin sicherzustellen, dass es sich bei dem Anschlag des Schließteils tatsächlich um einen Anschlag an einen die geschlossene Position des Schließteils definierenden mechanischen Widerstand handelt und nicht um einen Anschlag an einen Fremdkörper, beispielsweise eine Hand einer Person. Handelt es sich bei dem Anschlag um einen Anschlag an einen Fremdkörper, dann wird eine falsche Position als Referenzposition festgelegt. Dies führt dazu, dass sich der vom Steuergerät angenommene Verfahrweg des Schließteils vom eigentlich vorhandenen Verfahrweg unterscheidet. Dies kann zu einem Fehlverhalten des Systems führen, wobei es aufgrund dieses Fehlverhaltens auch zu einer Beschädigung oder gar einer Zerstörung von mechanischen und/oder elektrischen Komponenten des System kommen kann. Auch können Verletzungen einer Person, deren Hand beispielsweise in ein sich schließendes Autofenster gerät, nicht ausgeschlossen werden, wenn die Referenzposition für die Positionsmessung falsch festgesetzt wird.

Aus der DE 44 32 955 C2 ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektromotorischen Fensterscheibenhebers für ein Kraftfahrzeug bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird nach Betätigung eines Tasters für die Scheibenhubbewegung das Erreichen der Scheibenschließstellung durch einen Motorstillstand- sensor ermittelt. Des Weiteren ist eine automatische über- schusskraftbegrenzung vorgesehen, bei deren Aktivierung ein Stoppen und eine Richtungsumkehr der Scheibenhubbewegung ausgelöst wird. Ferner werden in Sonderbetriebsfällen wie beispielsweise einer Beendigung eines Spannungsausfalls Signale zur Wiederherstellung des Normalbetriebs erzeugt. Außerdem werden zur Einsparung eines weiteren Tasters für die Herstellung des Normalbetriebs erste Signale, die die Sonderbetriebsfälle darstellen, und zweite Signale, die vorgegebene Folgen von Betätigungen des Tasters zur Wiederherstellung des

Normalbetriebs darstellen, einer speichernden Motorsteuerung zugeführt .

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Referenzposition eines von einem Elektromotor bewegten Schließteils anzugeben, bei welchen ein falsches Festlegen einer Referenzposition vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass ein Setzen einer falschen Referenzposition verhindert wird. Des Weiteren ermöglicht die Erfindung den Einsatz einer Schließkraftbegrenzung bereits bei der Ermittlung der Refe- renzposition . Das beanspruchte Verfahren kann automatisch ablaufen. Es ist zur Durchführung des Verfahrens keine Benutzeraktivität notwendig, insbesondere keine Betätigung eines Tasters. Beispielsweise kann in Kraftfahrzeugwerken und Kraftfahrzeugwerkstätten eine automatische Aktivierung des Verfahrens im Rahmen eines Diagnoseauftrages erfolgen. Ein

Verfahren gemäß der Erfindung kann auch in Verbindung mit Anlernvorgängen der Kraftverläufe von Fensterhebersystemen und Schiebedachsystemen durchgeführt werden, wobei diese Anlernvorgänge bereits im Werk, aber auch im Rahmen eines späteren Werkstattaufenthaltes eines Fahrzeugs durchgeführt werden können .

Um auftretenden geringfügigen Toleranzen gerecht zu werden, wird beim beanspruchten Verfahren vorzugsweise eine überein- Stimmung der Zählerstände des Positionszählers als vorliegend erkannt, wenn die Differenz zwischen den miteinander verglichenen Zählerständen kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert .

Zur Erhöhung der Sicherheit eines korrekten Festlegens der Referenzposition erfolgt in vorteilhafter Weise ein mehrmaliges Bewegen des Schließteils in Richtung seines geschlossenen Zustandes und ein jeweils zugehöriges Auswerten des Zähler- Standes des Positionszählers bei Erreichen des jeweiligen Anschlags .

Dieses wiederholte Bewegen des Schließteils in Richtung seines geschlossenen Zustands kann in vorteilhafter Weise mit geänderten Parametern der Schließkraftbegrenzung mehrmals wiederholt werden, insbesondere mit einer sich von Schließvorgang zu Schließvorgang vergrößernden Schließkraftbegrenzung. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Verletzungen einer Person, die eine Hand in den Verfahrweg des Schließteils bringt, verringert.

Kann beim beanspruchten Verfahren im Rahmen der überprüfung, ob die miteinander verglichenen Zählerstände des Positionszählers übereinstimmen, keine übereinstimmung erkannt werden, dann kann dieses Verfahren beendet werden oder automatisch erneut durchgeführt werden oder mit geänderten Parametern der Schließkraftbegrenzung erneut durchgeführt werden.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt

Figur 1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Ermitteln einer Referenzposition eines von einem Elektromotor be- wegten Schließteils eines Fahrzeugs und

Figur 2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Ermitteln einer Referenzposition eines von einem Elektromotor bewegten Schließteils eines Fahr- zeugs .

Die Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Ermitteln einer Referenzposition eines von einem Elektromotor bewegten Schließteils eines Fahrzeugs. Bei diesem Schließteil

handelt es sich beim gezeigten Ausführungsbeispiel um die in der Fahrertür des Fahrzeugs vorgesehene Fensterscheibe. Das Heben und Senken dieser Fensterscheibe erfolgt mittels eines Elektromotors, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist.

Der Rotor enthält eine Rotorwelle 1, mit welcher ein Geberrad Ia drehfest verbunden ist. Das Geberrad Ia weist Codiersektoren bzw. Pole auf. Bei einer Drehung der Rotorwelle mit dem darauf befestigen Geberrad werden von einer Sensorik 2 Im- pulssignale detektiert und einer Steuereinheit 3 zugeführt, die von einem Mikrocomputer gebildet wird. Die Steuereinheit 3 verändert beim Empfang jeden Impulses den in einem Positionszähler 4 abgespeicherten Positionszählwert, so dass der Zählerstand des Positionszählers 4 stets die momentane Posi- tion der Fensterscheibe exakt beschreibt.

Die Steuereinheit 3 steht über einen Bus 7 mit einem oder mehreren weiteren Steuergeräten des Fahrzeugs in Verbindung.

Des Weiteren weist die gezeigte Vorrichtung einen ersten Speicher 5 auf. Dieser Speicher 5 ist ein nichtflüchtiger Speicher, beispielsweise ein EEPROM. In diesem ersten Speicher 5 sind Daten abgespeichert, die einer Kraft-Weg- Referenzkurve entsprechen. Diese Daten wurden bereits während der Fertigung des Fahrzeugs im Werk ermittelt und im ersten

Speicher 5 nichtflüchtig hinterlegt. Diese Daten sind dem jeweiligen Fensterheberantrieb individuell zugeordnet und enthalten eine Information darüber, welche Kraft vom Motor an welcher Fensterposition zum Schließen der jeweiligen Fenster- scheibe aufgebracht werden muss.

Ferner weist die gezeigte Vorrichtung einen zweiten Speicher 6 auf. Bei diesem kann es sich um einen flüchtigen Speicher handeln, beispielsweise um ein RAM oder den Arbeitsspeicher der als Mikrocomputer realisierten Steuereinheit 3. Im zweiten Speicher 6 wird eine während des Fahrzeugbetriebes bei jedem öffnen und Schließen der Fensterscheibe ermittelte Kraft-Weg-Istwertkurve abgespeichert .

Die Steuereinheit 3 verwendet die im ersten Speicher 5 abgespeicherte Kraft-Weg-Referenzkurve und die im zweiten Speicher 6 abgespeicherte Kraft-Weg-Istwertkurve um zu überprüfen, ob während des Betriebes bezüglich der Zählung der von der Sensorik 2 abgegebenen Impulse Zählfehler aufgetreten sind, die zu einem fehlerhaften Zählerstand des Positionszählers 4 geführt haben. Wird ein derartiger Zählfehler detek- tiert, dann wird er von der Steuereinheit 3 ausgeglichen.

Alternativ dazu können auch ermittelte Istwerte mit der abgespeicherten Referenzkurve verglichen werden um festzustellen, ob Zählfehler aufgetreten sind.

Zu Ermittlung der genannten Kraft-Weg-Referenzkurve bedarf es zunächst einer Normierung des Systems, d. h. einer Ermittlung einer Referenzposition der vom Elektromotor bewegten Fensterscheibe. Diese Referenzposition, an welcher der Zählerstand des Positionszählers 4 vorzugsweise auf den Wert 0 gesetzt wird, ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel der geschlosse- nen Zustand der Fensterscheibe.

Die Ermittlung dieser Referenzposition geht beispielsweise aus vom geöffneten Zustand der Fensterscheibe und wird nachfolgend anhand der Figur 2 näher erläutert.

Ausgehend vom geöffneten Zustand der Fensterscheibe wird unter Steuerung durch die Steuereinheit 3 in einem Schritt Sl die Fensterscheibe solange in Richtung ihres geschlossenen Zustandes bewegt, bis sie eine erste Anschlagposition er- reicht. Während dieser Schließbewegung der Fensterscheibe erfolgt eine Verkleinerung des Zählerstandes des Positionszählers 4 in Abhängigkeit von den von der Sensorik 2 bereitgestellten Positionsimpulsen.

Ist die erste Anschlagposition erreicht, dann erfasst die

Steuereinheit 3 in einem Schritt S2 den die erste Anschlagposition beschreibenden Zählerstand des Positionszählers 4 und speichert diesen Zählerstand in einem Zwischenspeicher ab. Diese Zwischenspeicherung des die erste Anschlagposition be-

schreibenden Zählerstandes erfolgt beispielsweise in einem Arbeitsspeicher der Steuereinheit 3.

Nach dieser Zwischenspeicherung des die erste Anschlagpositi- on beschreibenden Zählerstandes steuert die Steuereinheit 3 in einem Schritt S3 eine Bewegung des Schließteils in Richtung seines geöffneten Zustandes. Diese Bewegung kann bis zum Erreichen des geöffneten Zustandes erfolgen. Während dieser öffnungsbewegung der Fensterscheibe erfolgt eine Erhöhung des Zählerstandes des Positionszählers 4 in Abhängigkeit von den von der Sensorik 2 bereitgestellten Positionsimpulsen.

Danach steuert die Steuereinheit 3 in einem Schritt S4 ein erneutes Bewegen der Fensterscheibe in Richtung seines ge- schlossenen Zustandes solange, bis eine zweite Anschlagposition erreicht wird. Während dieser erneuten Schließbewegung der Fensterscheibe erfolgt wiederum eine Verkleinerung des Zählerstandes des Positionszählers 4 in Abhängigkeit von den von der Sensorik 2 bereitgestellten Positionsimpulsen.

Ist die zweite Anschlagposition erreicht, dann erfasst die Steuereinheit 3 in einem Schritt S5 den die zweite Anschlagposition beschreibenden Zählerstand des Positionszählers 4.

Danach überprüft die Steuereinheit 3 in einem Schritt S6, ob der der ersten Anschlagposition zugehörige Zählerstand mit dem der zweiten Anschlagposition entsprechenden Zählerstand übereinstimmt oder nicht. Im Rahmen dieser überprüfung wird vorzugsweise eine kleine Toleranz zugelassen, die durch einen vorgegebenen Schwellenwert ausgedrückt ist. Erkennt die Steuereinheit 3, dass die Differenz zwischen den beiden Zählerständen kleiner ist als der vorgegebene Schwellenwert, dann erkennt sie eine übereinstimmung der beiden Zählerstände und legt gemäß einem nachfolgenden Schritt S7 die erste Anschlag- position als Referenzposition fest. Dieser Referenzposition wird mittels der Steuereinheit 3 ein neuer Zählerstand 0 zugeordnet. Dieser neue Zählerstand 0 wird als Referenzzählerstand auch in den Positionszähler 4 übernommen und dient als Ausgangszählerstand für alle nachfolgenden Fensterbewegungen.

Danach wird zum Schritt S8 übergegangen, der das Ende des Verfahrens darstellt.

Erkennt die Steuereinheit 3 im Schritt S6 hingegen, dass der der ersten Anschlagposition entsprechende Zählerstand mit dem der zweiten Anschlagposition entsprechenden Zählerstand nicht übereinstimmt, dann wird direkt zum Schritt S8 gesprungen, welcher das Ende des Verfahrens darstellt.

Das vorstehend beschriebene Verfahren hat folgende Auswirkungen auf die Ermittlung der Referenzposition eines von einem Elektromotor bewegten Schließteils eines Fahrzeugs:

Wird im Schritt Sl das Schließteil in seinen geschlossenen Zustand bewegt, ohne vorher auf ein Hindernis zu treffen, dann entspricht die erste Anschlagposition dem geschlossenen Zustand des Schließteils. Wird dann das Schließteil nach Durchführung der Schritte S2 und S3 im Schritt S4 erneut in seinen geschlossenen Zustand bewegt, ohne vorher auf ein Hin- dernis zu treffen, dann ergibt die im Schritt S6 durchgeführte überprüfung, dass die beiden Anschlagpositionen übereinstimmen, und die Steuereinheit 3 setzt in korrekter Weise die mit der zweiten Anschlagposition übereinstimmende erste Anschlagposition als Referenzposition fest.

Gelangt hingegen beispielsweise im Schritt Sl ein Hindernis, beispielsweise die Hand eines Mechanikers oder ein sonstiges unerwünschtes Hindernis, in die sich schließende Fensterscheibe, dann handelt es sich bei der ersten Anschlagposition nicht um den gewünschten geschlossenen Zustand des Schließteils. Dieses unerwünschte Hindernis kann bei oder nach der Durchführung des Schrittes S3 aus dem Verfahrweg des Schließteils herausgezogen werden. Eine Folge davon ist, dass im Schritt S4 das Schließteil in eine zweite Anschlagposition gelangt, die dem gewünschten geschlossenen Zustand des

Schließteils entspricht. In diesem Fall ist der zweiten Anschlagposition ein anderer Zählerstand zugeordnet als der ersten Anschlagposition. Dies wird von der Steuereinheit 3 im Schritt S6 erkannt, so dass vom Schritt S6 direkt zum Schritt

S8, d. h. dem Ende des Verfahrens, gesprungen wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass keine falsche Position als Referenzposition festgelegt wird.

Um im Falle eines Einklemmens der Hand eines Mechanikers Verletzungen zu vermeiden bzw. im Falle eines Einklemmens eines sonstigen Hindernisse Schäden an der Mechanik des Fahrzeugs zu vermeiden, kann in vorteilhafter Weise das Bewegen des Schließteils in Richtung seines geschlossenen Zustandes in den Schritten Sl und/oder S4 mit einer von der Steuereinheit 3 aktivierten Schließkraftbegrenzung erfolgen, wobei bei einem Bewegen des Schließteils mit Schließkraftbewegung im Falle eines Auffahrens auf einen Anschlag keine Motorblockierung erfolgen muss.

Des Weiteren können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Schließ- und öffnungsvorgänge des Fensters sowie die anschließende überprüfung durch die Steuereinheit mehrmals nacheinander durchgeführt werden, um die Wahrschein- lichkeit einer nicht korrekten Festlegung der Referenzposition weiter zu reduzieren. Bei dieser mehrmaligen Durchführung der Schließ- und öffnungsvorgänge des Fensters kann die Schließkraftbegrenzung von Schritt zu Schritt bis auf einen gewünschten Endwert erhöht werden.

Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde im Falle des Nichtübereinstimmens der beiden Zählerstände im Schritt S6 zum Schritt S8 gesprungen, um das Verfahren zu beenden. Gemäß einem anderen, nicht in den Figuren dargestell- ten Ausführungsbeispiel kann die Steuereinheit 3 im Falle des Nichtübereinstimmens der beiden Zählerstände auch einen automatischen Neustart des Verfahrens in die Wege leiten. Dies kann ggf. mit geänderten Parametern der Schließkraftbegrenzung erfolgen.