專利名稱：用于限制由外力操縱的關(guān)閉件的過剩力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及的是用于限制調(diào)整裝置的由外力控制的關(guān)閉件的過剩力 的方法，對(duì)此，夾緊保護(hù)系統(tǒng)在調(diào)整操作期間至少在調(diào)整行程的子區(qū)域內(nèi) 分別在預(yù)定的位置上求出實(shí)際的調(diào)整力數(shù)值，并且將該調(diào)整力數(shù)值與調(diào)整 力比較值進(jìn)行比較。
背景技術(shù)：
例如在汽車中用于電動(dòng)車窗升降器或天窗的調(diào)整裝置，就是使用一個(gè) 夾緊保護(hù)系統(tǒng)來限制傳動(dòng)產(chǎn)生的過剩力。該夾緊保護(hù)系統(tǒng)識(shí)別夾緊情況， 其中在給定的位置上進(jìn)行調(diào)整的過程中，將求出的實(shí)際調(diào)節(jié)力數(shù)值與給定 的基準(zhǔn)值相比較。當(dāng)存在夾緊時(shí)，關(guān)閉件停止運(yùn)動(dòng)，必要的情況下，傳動(dòng) 裝置反向動(dòng)作。該基準(zhǔn)值由調(diào)整力比較值構(gòu)成，通常在每個(gè)調(diào)整方向的終 端分別通過一個(gè)初始化過程求得，并且以所謂的學(xué)習(xí)曲線的形式存入到控 制裝置的存儲(chǔ)器中。
但是，這種學(xué)習(xí)曲線存在著一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)以學(xué)習(xí)曲線為基礎(chǔ)的調(diào)節(jié) 力比較值只要經(jīng)過第一次使用后就不再是實(shí)時(shí)的，因?yàn)檎{(diào)整裝置的給定機(jī) 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(dǎo)致夾緊保護(hù)系統(tǒng)特 別是在使用開始時(shí)不能達(dá)到最佳化工作，在出現(xiàn)夾緊故障時(shí)，夾緊力起作 用，這種夾緊力比準(zhǔn)確掌握實(shí)際起作用的機(jī)械反作用力時(shí)所需要的大或者 小。這對(duì)調(diào)整裝置的安全性和穩(wěn)定性是不利的。
此外，得到這種對(duì)每個(gè)調(diào)整裝置都要分別進(jìn)行設(shè)置的學(xué)習(xí)曲線要投入 比較大的制造費(fèi)用。
在德國專利DE 196 33 941 Al中，提出了一種汽車調(diào)整傳動(dòng)裝置，在使 用這種方法時(shí)，調(diào)整裝置可適應(yīng)變化的機(jī)械性給定條件。為此， 一種作為 基準(zhǔn)值存儲(chǔ)的摩擦力 一 行程_計(jì)算圖會(huì)根據(jù)操作連續(xù)地更新。
在實(shí)際更新過程中存在一個(gè)問題，即在使用的初期必須適應(yīng)迅速變化
的機(jī)械系統(tǒng)給定條件，換句話說，適配速度必須是非常高的。與此相比， 在后期操作時(shí)合乎理想的是一次性出現(xiàn)的干擾(例如當(dāng)汽車運(yùn)行到不良路 段時(shí))應(yīng)該盡可能讓調(diào)整力比較數(shù)據(jù)只受到非常小的影響。為此較低的適 配速度是有好處的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明任務(wù)的出發(fā)點(diǎn)是提出一種限制過剩力的方法，在這種方法中， 當(dāng)出現(xiàn)夾緊情況時(shí)只有盡可能小的夾緊力起作用，并且可以用低的成本實(shí) 現(xiàn)該方法。
本發(fā)明的基本思路是，依據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)適配調(diào)整力比較值。 通過這種方法可以解決本發(fā)明開始所提及的矛盾的要求，也就是說可以直 接在制造了調(diào)整裝置后迅速適配，并且可隨著使用期限的增加緩慢地適 配。換句話說，本發(fā)明的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)在于，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(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的調(diào) 整力比較值就可以精確地反映出真實(shí)的機(jī)械狀況。其導(dǎo)致出現(xiàn)夾緊情況時(shí) 夾緊力是比較小的，因而夾緊保護(hù)作用的質(zhì)量也得到了改善。
在本方法的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式中，適配的程度，亦即調(diào)整力比較值的 更新次數(shù)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(jìn)展速度和強(qiáng)度。這種狀態(tài)是很有利的，因?yàn)?在啟動(dòng)階段由傳動(dòng)裝置克服的反作用力波動(dòng)是很大的。因而，經(jīng)過少數(shù)幾
個(gè)關(guān)閉循環(huán)(Schliesszyklen)后，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的調(diào)整力比較值就能與機(jī) 械系統(tǒng)的實(shí)際給定值相適配。因此，本發(fā)明相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是在制造調(diào)整 裝置時(shí)，可以完全不接收學(xué)習(xí)曲線，這就降低了制造成本。可以把電動(dòng)車 窗升降器或天窗所用的特定于類型的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)提供給汽車制造商。不再需 要耗資去計(jì)算各個(gè)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)在安裝到汽車中后，由用戶自己配 置。比較不準(zhǔn)確的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)在汽車制造商經(jīng)過少數(shù)幾個(gè)調(diào)整循環(huán)之后被實(shí) 際的調(diào)整力比較值覆蓋，并將該系統(tǒng)與機(jī)械狀態(tài)適配。另一方面，啟動(dòng)階 段結(jié)束后只允許少量的改動(dòng)。因此， 一次性的外部事件，例如一次不良路 段或一個(gè)橫向溝槽幾乎不會(huì)對(duì)調(diào)整比較值造成失真影響。即使經(jīng)過長期使 用之后，該調(diào)整力比較值也能很好地反映真實(shí)的機(jī)械情況。這種夾緊保護(hù) 系統(tǒng)有著良好的穩(wěn)健性。
在一種特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)形式中，可以分級(jí)地實(shí)施接近的速度。因此， 本發(fā)明提出的方法可以在計(jì)算技術(shù)方面以少量的投入費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)，亦即該 算法只需要少量的程序代碼和少量的計(jì)算容量。
對(duì)此，適宜的作法是，每個(gè)級(jí)都配有一個(gè)使用期限子區(qū)間，并且每個(gè) 子區(qū)間都配有若干個(gè)關(guān)閉過程。
通過將調(diào)整裝置的使用期限劃分為具有不同寬度的子區(qū)間，可以對(duì)由 利用率預(yù)定的機(jī)械調(diào)整裝置狀態(tài)進(jìn)行良好的適配。因此，該算法可以不同 地適應(yīng)所出現(xiàn)的各給定條件。
特別有益的是，分配給每個(gè)子區(qū)間的關(guān)閉過程的次數(shù)隨著使用壽命的 增加而增大。
為了能夠在啟動(dòng)階段達(dá)到良好的適配性，適宜的作法是在首次投入使 用后緊接著的第一個(gè)子區(qū)間內(nèi)就采用較大強(qiáng)度的適配度。
為了達(dá)到高的適配速度，適宜的作法是，在分配給第一個(gè)子區(qū)間的調(diào) 整過程中，在適配時(shí)同時(shí)對(duì)多個(gè)調(diào)整力比較值進(jìn)行適配。
對(duì)此，特別適宜的做法是，該調(diào)整力比較值在此時(shí)放大或縮小多個(gè)量 化單位。
從減少制造成本角度出發(fā)的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是，在首次投入運(yùn)行時(shí)就使 用代表調(diào)整裝置的級(jí)別的基準(zhǔn)值，電動(dòng)車窗升降器是調(diào)整裝置的例子。這 樣就免去了成本高、麻煩、而且還有錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)曲線接收。


為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明，在本說明書的后面借助于圖解進(jìn)行敘述。從 圖中可以看出本發(fā)明還有其它有利的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、細(xì)節(jié)和擴(kuò)展。示出 圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的接近情況； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的接近情況；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的適配程度與使用期限的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示了根據(jù)目前技術(shù)現(xiàn)狀下調(diào)整力特性曲線接近事先測量的目標(biāo) 特性曲線的關(guān)系。該圖例如針對(duì)由微處理器控制的調(diào)整裝置，如典型的在 汽車中使用的調(diào)整裝置。從安全性角度出發(fā)，為了限制過剩力而啟用夾緊 保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將在關(guān)閉過程中連續(xù)測得的實(shí)際調(diào)整力值與對(duì)應(yīng)的調(diào)整
力比較值進(jìn)行比較。在此，該過剩力是由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的調(diào)整力扣除實(shí)際調(diào) 整力的差，該實(shí)際調(diào)整力是克服機(jī)械中的摩擦力所必需的。過剩力越大， 關(guān)閉件動(dòng)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(shí)所述，從安全角度出發(fā)，這種夾緊力必須保持得很小。這樣才能 使傷害的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。實(shí)際調(diào)整力數(shù)值是通過測量得到的。例如可以通 過測量發(fā)動(dòng)機(jī)的電流來實(shí)現(xiàn)。但是實(shí)際調(diào)整力值也可以間接地求得，例如 通過微計(jì)算機(jī)的計(jì)算過程來求得，由一個(gè)與發(fā)動(dòng)機(jī)軸偶合的增量軸編碼器 向該微計(jì)算機(jī)提供脈沖。
所求得的調(diào)整力值分別分配給調(diào)整行程的位置。每個(gè)調(diào)整力數(shù)值都進(jìn) 行數(shù)字化，也就是說該調(diào)整力數(shù)值由確定數(shù)量的量化單位構(gòu)成。所求出的 實(shí)際調(diào)整力數(shù)值總和形成整個(gè)調(diào)整行程的一個(gè)特性曲線。
迄今為止已知的用于接收代表性學(xué)習(xí)曲線的算法的工作方式是只有 在一個(gè)關(guān)閉過程期間主要是代表性的環(huán)境條件(室溫、停車、標(biāo)準(zhǔn)工作電 壓)，沒有識(shí)別到夾緊過程，而且在期望的調(diào)整力和觀察到的調(diào)整力之間 存在較大的偏差時(shí)，才能激活基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的更新。只有在這種情況下，才能 對(duì)基準(zhǔn)值進(jìn)行更新。更新恰好在每一個(gè)會(huì)出現(xiàn)最大偏差的點(diǎn)上進(jìn)行。實(shí)際 上，也就是說，如果觀察到的力大于期望的力，則把一個(gè)量化單位(數(shù)值 1)加到該特性曲線點(diǎn)上；如果觀察到的力小于期望的力，則從該特性曲線 點(diǎn)減去該量化單位(數(shù)值l)。
圖1中用附圖標(biāo)記1表示一條由單個(gè)測量值構(gòu)成的特性曲線，這些測 量值分別與實(shí)際計(jì)算的各調(diào)整力數(shù)值相對(duì)應(yīng)。附圖標(biāo)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(diào)整裝置初始化 過程中求得的學(xué)習(xí)曲線。正如前面說過那樣，在現(xiàn)有技術(shù)的夾緊識(shí)別系統(tǒng) 中更新的方式是控制裝置的算法根據(jù)所測得的調(diào)整力比期望的調(diào)整力是 大還是小，在確定的特性曲線點(diǎn)上加上或減去一個(gè)量化單位。 圖1是這 樣表達(dá)這種接近的基于初始特性曲線2在實(shí)際的調(diào)整力值與存儲(chǔ)的調(diào)整 力值之間偏差最大時(shí)的數(shù)值上加上一個(gè)量化單位(圖1坐標(biāo)刻度從6到 7)。 從而，經(jīng)過這種首次更新后，可以得到一條調(diào)整力比較值的特性曲 線，在圖1中用附圖標(biāo)記3 示。經(jīng)過六次調(diào)整過程后，得到用附圖標(biāo) 記4表示的特性曲線。從圖1可以清楚地看出，經(jīng)過多次的調(diào)整過程后
(經(jīng)過14次更新后用附圖標(biāo)記5表示的特性曲線)，在實(shí)際測量的調(diào)整力 數(shù)值(特性曲線1)與經(jīng)過14次關(guān)閉過程后的接近特性曲線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(duì)照，圖2表達(dá)了根據(jù)本發(fā)明的接近法。用同樣的附圖標(biāo)記分 別表示各個(gè)在相同數(shù)量的更新過程之后的特性曲線。在下面的說明中，再 一次基于輸出特性曲線2。經(jīng)過首次調(diào)整過程后產(chǎn)生了一個(gè)特性曲線，在 圖2中用附圖標(biāo)記3表示該特性曲線。箭頭11和12指向兩個(gè)更新的調(diào)整 力比較值，其數(shù)值提高了2 (圖2中從6到8)。經(jīng)過第六次更新后，特性 曲線4己經(jīng)非常接近其目標(biāo)。經(jīng)過第14次調(diào)整過程后，用附圖標(biāo)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(fā)明 的方法(在有更多的調(diào)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?？斓?。通過這種基準(zhǔn)數(shù)據(jù)的迅速適配，在出現(xiàn)夾緊的情況 下由傳動(dòng)裝置產(chǎn)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(shí)發(fā)生傷害的危險(xiǎn)。
在圖3的本發(fā)明的實(shí)施范例中，由特性曲線表示適配調(diào)整力比較值所 具有的強(qiáng)度與使用期限之間的相關(guān)性。該特性曲線10具有階梯多邊形的 形狀。由調(diào)整過程，亦即關(guān)閉過程的次數(shù)來表達(dá)使用期限或使用壽命。 圖3的橫坐標(biāo)表示的是從0至4000的關(guān)閉次數(shù)；縱坐標(biāo)是以從0至9的適 配層形式表達(dá)的適配程度。適配層的級(jí)6、 7、 8、 9水平隨著關(guān)閉過程增 加而下降。級(jí)6、 7、 8、 9分別配有子區(qū)間A、 B、 C、 D。
適配層的水平越高，適配的范圍或程度也就越高(在有多個(gè)調(diào)整力比 較值的情況下，在目標(biāo)曲線l的方向上的幅度變化)。例如，有多少調(diào)整 力比較值以什么樣的數(shù)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(diào)整力比較值的數(shù)量與各個(gè)適配層變化量相對(duì)應(yīng)。 這就是說，在圖3的范例中，緊接在第一次投入使用(級(jí)6)之后，根據(jù)配 置給該級(jí)的適配層改變8個(gè)調(diào)整力比較值的大小。這種變化的程度在第6 級(jí)是最大的，這就是說，對(duì)于這個(gè)范例，8個(gè)調(diào)整力比較值同樣也變化8個(gè) 量化單位。顯而易見，適配性可以根據(jù)應(yīng)用情況進(jìn)行其它的參數(shù)化，例 如，只用一部分調(diào)整力基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其數(shù)值被用大量不同的量化單位進(jìn)行適
配。在壽命的末期(圖3中第9級(jí))不再對(duì)多個(gè)調(diào)整力比較值進(jìn)行更新， 而是只再對(duì)一個(gè)調(diào)整力比較值進(jìn)行更新。這樣就可以實(shí)現(xiàn)，在產(chǎn)品壽命的 該段期間(在該期間只考慮機(jī)械摩擦關(guān)系發(fā)生很小的變化)相應(yīng)緩慢地進(jìn) 行適配。
一次性的作用結(jié)果，例如一次作用力只對(duì)存儲(chǔ)的調(diào)整力比較值有 很小的影響。因此，故障影響程度只是很小的。
通過上面借助于圖2和圖3的解釋可以得出結(jié)論，調(diào)整力比較值的更 新是與使用壽命相關(guān)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(duì)整個(gè)使用壽命來說是下降函數(shù)在開始階段 時(shí)是以高速度進(jìn)行更新的，但是到末期是以低速度進(jìn)行更新的。在開始階 段適配速度高是這樣實(shí)現(xiàn)的，即更新點(diǎn)的個(gè)數(shù)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(dá)到的， 即只有少數(shù)的調(diào)整力比較值分別變化少量的量化單元，或只變化一個(gè)量化 單元。
所用附圖標(biāo)記一覽表
1 實(shí)際獲得的調(diào)整力特性曲線
2 輸出特性曲線
3 經(jīng)過首次調(diào)整過程后的調(diào)整力比較值特性曲線
4 經(jīng)過第6次調(diào)整過程后的調(diào)整力比較值特性曲線
5 經(jīng)過第14次調(diào)整過程后的調(diào)整力比較值特性曲線
6 第一級(jí)
7 第二級(jí)
8 第三級(jí)
9 第四級(jí)
10 作為關(guān)閉過程次數(shù)的函數(shù)的適配層 n 箭頭
12 箭頭
A、 B、 C、 D子區(qū)間
權(quán)利要求
1. 一種用于限制調(diào)整裝置的由外力操縱的關(guān)閉件的過剩力的方法，在該方法中，夾緊保護(hù)系統(tǒng)在調(diào)整過程期間至少在調(diào)整行程的子區(qū)域內(nèi)分別在關(guān)閉件的預(yù)定位置上獲得實(shí)際調(diào)整力數(shù)值，并且將該實(shí)際調(diào)整力數(shù)值與調(diào)整力比較值進(jìn)行比較，該調(diào)整力比較值已經(jīng)保存在存儲(chǔ)裝置中，其中至少有一個(gè)存儲(chǔ)的調(diào)整力比較值與調(diào)整裝置的機(jī)械給定條件相適配，并且依據(jù)使用期限預(yù)先給出該適配的程度。
2.根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其特征是所述適配的程度隨著使用期限 的增加而降低。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是適配程度的降低在整個(gè)使用期 限上是分級(jí)進(jìn)行的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征是每個(gè)級(jí)都配有使用期限的子區(qū)間，并且每個(gè)子區(qū)間都配有一定次數(shù)的關(guān)閉過程。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征是子區(qū)間的寬度各不相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征是配給每個(gè)子區(qū)間的關(guān)閉過程次 數(shù)隨著使用期限的增大而變大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征是在首次投入使用后緊接著的第一個(gè)子區(qū)間，適配程度達(dá)到最大。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征是在配給所述第一個(gè)子區(qū)間的調(diào) 整過程中進(jìn)行適配時(shí)，改變多個(gè)調(diào)整力比較值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征是在配給所述第一個(gè)子區(qū)間的調(diào) 整過程中進(jìn)行適配時(shí)，至少有一個(gè)調(diào)整力比較值被改變了多個(gè)量化單位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征是在一個(gè)調(diào)整過程中，所配給的 一定數(shù)量的調(diào)整力比較值被改變了多個(gè)量化單位。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10的方法，其特征是在首次投入使用時(shí)調(diào)整力 比較值已經(jīng)保存在存儲(chǔ)裝置中，這些調(diào)整力比較值不是以前通過該調(diào)整裝 置的初始化過程獲得的。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的是一種用于限制調(diào)整裝置的由外力操縱的關(guān)閉件的過剩力的方法，在該方法中，夾緊保護(hù)系統(tǒng)在調(diào)整過程期間至少在調(diào)整行程的子區(qū)域內(nèi)分別在關(guān)閉件的預(yù)定位置上獲得實(shí)際調(diào)整力數(shù)值，并且將該實(shí)際調(diào)整力數(shù)值與調(diào)整力比較值進(jìn)行比較，該調(diào)整力比較值已經(jīng)保存在存儲(chǔ)裝置中，其中至少有一個(gè)存儲(chǔ)的調(diào)整力比較值與調(diào)整裝置的機(jī)械給定條件相適配，并且依據(jù)使用期限預(yù)先給出該適配的程度。
文檔編號(hào)H02H3/00GK101385212SQ200780005401
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者G·富克斯, R·莫拉韋克, S·霍爾茲曼 申請(qǐng)人:歐陸汽車有限責(zé)任公司