專利名稱：計算機輔助識別對象的夾住的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在借助調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置調(diào)節(jié)車輛的部件時以計算機輔助的方 式識別對象的夾住(Einklemmen)的方法以及設(shè)備，其中與調(diào)節(jié)力有關(guān)的測量值與預(yù)先給定 的閾值相比較，在達(dá)到所述閾值時促使調(diào)節(jié)運動減慢、停止或逆轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
在外力操縱地對車輛中的部件進(jìn)行調(diào)節(jié)時，如尤其是在電驅(qū)動的窗升降器或者可 開式車頂中設(shè)置了防夾系統(tǒng)，用于限制由調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置產(chǎn)生的過剩力。該防夾系統(tǒng)在理想 情況下通過在調(diào)節(jié)過程期間在預(yù)先給定的位置中將當(dāng)前所確定的調(diào)節(jié)力值與預(yù)先給定的 閾值進(jìn)行比較來直接識別夾住情況。如果由電機施加的調(diào)節(jié)力升高到該閾值之上，則這意 味著在部件的調(diào)節(jié)路徑上有障礙，并且判定“夾住”；接著使部件的運動停止，優(yōu)選地也使電 機逆轉(zhuǎn)。防夾系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程期間至少在調(diào)節(jié)路徑的部分區(qū)域之內(nèi)、例如當(dāng)滑動窗靠近關(guān) 閉位置的預(yù)先給定的距離時起作用，其中至少在調(diào)節(jié)路徑的部分區(qū)域中在預(yù)先給定的緊跟 的位置中確定當(dāng)前的力值或者與其相關(guān)的量(如窗玻璃速度、電機轉(zhuǎn)速、電機電流的值等 等)，并且相對應(yīng)的值作為“力值”與閾值進(jìn)行比較。如果超過閾值，則在公知的系統(tǒng)中，由于電路中的時間延遲(譬如由于激勵繼電器 (Ansteuer-Relais)的開關(guān)延遲)，以及通常由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的機械慣性和也由于其中所包含 的機械間隙，調(diào)節(jié)運動并非立即停止或者逆轉(zhuǎn)，而是繼續(xù)運行短暫時間，即在調(diào)節(jié)運動停止 以及必要時開始運動反轉(zhuǎn)之前，夾住過程繼續(xù)。夾緊繼續(xù)(Klemm-Fortfuehrung)根據(jù)所夾 住的對象(例如人的手臂)的硬度而導(dǎo)致夾力(Einklemmkraft)的提高。夾力的提高自然與 部件(例如窗玻璃或者可開式車頂)在夾緊過程之前多快地運動以及夾緊繼續(xù)持續(xù)多久有 關(guān)。夾力的提高(也稱作超調(diào)的夾力)也與所夾住的對象的硬度有關(guān)，如在前面已表明的那 樣。夾緊力的這種變化是不希望的。在理想情況下，對于最優(yōu)調(diào)諧的系統(tǒng)而言應(yīng)能夠假定 恒定的夾緊力，以便一方面遵守給出的安全規(guī)范而另一方面保證對于潛在錯誤地使車輛部 件的運動停止和逆轉(zhuǎn)的盡可能大的安全裕度。然而，(如所提及的那樣尤其是也與對象的硬 度有關(guān)的)夾緊力的任何波動降低了安全裕度。在過去大多接受安全裕度的降低并且不應(yīng)用任何措施來補償所描述的現(xiàn)象。然 而已經(jīng)提出了將閾值調(diào)節(jié)與電源電壓線形相關(guān)的量以便補償。閾值的改變基于如下認(rèn)知 相應(yīng)的車輛部件的調(diào)節(jié)速度的改變首先是由車輛中的不同的車載電壓引起的。然而，在該 方法中也只可能對夾緊力波動進(jìn)行不充分的補償，因為調(diào)節(jié)速度的變化僅僅部分由于車載 電壓(即電源電壓)的波動而造成。因而，結(jié)果因為其它影響量引起不同的調(diào)節(jié)速度、譬如 機械系統(tǒng)的慣性的波動，其尤其是也由溫度波動引起，也提出了考慮這樣的速度改變。原 則上，由于速度改變引起的夾力的這種波動基于如下原因而被補償原因是根據(jù)大小幾乎 立即知道了原因、即速度或者電壓。然而，在由于不同硬度的對象(也稱作不同的彈簧剛度 (Federrate))造成的夾力波動的情況下，情況并非如此。
防夾系統(tǒng)的夾緊力測量常常僅僅在相同硬度、即相同(尤其是具有10N/mm的)彈簧 剛度的對象的情況下被測量。原因在于，在歐洲準(zhǔn)則2000/EC中明確要求該彈性值。如果 測量僅僅在相同硬度的對象的情況下進(jìn)行，則不會出現(xiàn)不同夾緊力的問題。然而在實踐中， 被夾住的對象可以具有不同的硬度。因此，在日益頻繁要求遵守US準(zhǔn)則FMVSS 188的第S5 款的情況下，越來越多地提出了也覆蓋20N/mm和65N/mm的彈簧剛度的要求。在這種情況下，在過去，該系統(tǒng) 針對最硬的對象(即例如針對65N/mm)來設(shè)計并且 接受針對較小的彈簧剛度的較低的夾緊力。然而由此得到了所述系統(tǒng)對防夾的錯誤觸發(fā) (也稱作錯誤逆轉(zhuǎn))的不利的較低穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在，本發(fā)明的任務(wù)在于在此提供一種補救措施并且就這點而言設(shè)置改進(jìn)的防夾 裝置，而且在夾住情況下也應(yīng)自動考慮到不同硬度的對象(即不同的彈簧剛度)，使得一方 面可以保證所希望的安全裕度而另一方面可以盡可能避免錯誤逆轉(zhuǎn)或者錯誤停止。為了解決所提出的任務(wù)，本發(fā)明設(shè)置了如在獨立權(quán)利要求中所述的方法以及設(shè) 備。有利的實施形式和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中予以說明。在本技術(shù)中，確定表征對象的硬度的彈簧剛度修正項，用于修正調(diào)節(jié)力和閾值之 間的關(guān)系，并且在比較時考慮所述彈簧剛度修正項。該修正項尤其是被確定為與調(diào)節(jié)力曲 線的斜率相關(guān)的修正項。所基于的是在夾住比較軟的對象的情況下存在比較平坦的變化 曲線，即夾緊力曲線平坦上升，然而在相對硬的對象的情況下給出了夾力相對陡峭的上升， 使得在此在達(dá)到閾值之后的超調(diào)相對迅速地引起高的力值，直至停止或逆轉(zhuǎn)介入并且夾緊 力再次降低。為了避免在確定夾住情況之后的這樣高的峰值，即將“超調(diào)”降低到較小的值， 因而閾值會被規(guī)定得相應(yīng)低，代替其也可以提高要與預(yù)先給定的閾值相比較的夾緊力或者 提高用于比較的調(diào)節(jié)力，使得在這種情況下也已經(jīng)更早地達(dá)到該閾值。在這兩種情況下，因 此與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的狀況(即沒有這種彈簧剛度“補償”的情況)相比更早地停止調(diào)節(jié)運動 并且必要時開始逆轉(zhuǎn)。因此，獲得一種多重有利的方法在確定修正項時計算測量值曲線的一階導(dǎo)數(shù)并 且從預(yù)先給定的閾值中減去修正項，以確定補償過的閾值。這樣獲得的差分修正項可以從 預(yù)先給定的閾值中被扣除，使得在夾緊力或者調(diào)節(jié)力曲線的相對應(yīng)陡峭上升的情況下與在 平坦上升的情況下相比更早地達(dá)到閾值，其中對象的硬度或者彈簧剛度被反映在上升(斜 率)中。然而，上述差分修正項而不是改變觸發(fā)閾值也可以直接被包括到力方程 (Kraftgleichung)中，即通過所述導(dǎo)數(shù)獲得的修正項被加到首先獲得的與調(diào)節(jié)力相關(guān)的測 量值，以確定與調(diào)節(jié)力相關(guān)的“補償過的”(修正過的)值。補償在此在相應(yīng)的情況下(在計算“補償過的”閾值的情況下以及在“補償過的”力 值的情況下)可以通過直接加上或減去修正項來實現(xiàn)或者也可以通過導(dǎo)數(shù)項在修正乘法器 中以否定方式或者以肯定方式加以考慮。在此，在計算修正項時也應(yīng)用了相應(yīng)的預(yù)先給定 的比例因子。在閾值計算或者力方程中的差分項在有些情況下可導(dǎo)致對機械系統(tǒng)的潛在的同 步干擾的負(fù)面影響增強。在這種情況下，也給出了如下可能性修正項通過調(diào)節(jié)力或與此相關(guān)的值從夾住 開始在積分間隔中的積分來確定?？商鎿Q的實施形式基于如下認(rèn)知直至 所確定的夾緊力(例如100N)的夾緊過程持續(xù)越久，則被夾緊的對象越軟，并且積分也越大。 因此在此也得到了在快速上升時獲得了較低的(補償過的或修正過的)閾值并且在相對軟 的對象的情況下獲得相對高的(修正過的)閾值。此外在此當(dāng)然也可以將相應(yīng)的積分值與預(yù) 先給定的比例因子相乘。此外有利的是，上述積分方法與在用于確定相匹配的閾值的時間上考慮調(diào)節(jié)力的 一階導(dǎo)數(shù)的方法相組合，其中接著可以適度地保持通過機械系統(tǒng)的按照發(fā)展趨勢的同步干 擾引起的損害。在這種情況下，始終預(yù)先給定(即對于導(dǎo)數(shù)項和對于積分項)相對更小的比 例因子，以便總共實現(xiàn)希望的修正結(jié)果。應(yīng)注意的是，代替所計算的調(diào)節(jié)力或者閉合力當(dāng)然也可以考慮與此相關(guān)的量、譬 如電機轉(zhuǎn)速、電機電流或者與此成比例的值。本發(fā)明的設(shè)備設(shè)置有用于計算調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置的調(diào)節(jié)力的計算裝置、用于預(yù)先給定 閾值的裝置和用于將所計算的力與閾值進(jìn)行比較的比較裝置，本發(fā)明的設(shè)備的特征相對應(yīng) 地在于用于計算表征對象的硬度的彈簧剛度修正項和用于修正調(diào)節(jié)力與閾值之間的關(guān)系 的修正裝置。在此為了簡單的修正項計算，該修正裝置被設(shè)立來基于說明所計算的調(diào)節(jié)力 的變化曲線的曲線的斜率來確定修正項。此外在這種情況下特別有利的是，修正裝置具有 用于計算調(diào)節(jié)力曲線的一階導(dǎo)數(shù)的差分模塊以及用于將導(dǎo)數(shù)或包含該導(dǎo)數(shù)的項與預(yù)先給 定的比例因子相乘的關(guān)聯(lián)裝置(Verknu印fungsmittel)，用于確定修正項。修正裝置在此可 以簡單地具有與關(guān)聯(lián)裝置相連的用于從預(yù)先給定的閾值減去這樣獲得的修正項的減法裝 置。以這種方式，確定了修正過的、“補償過的”閾值，所述修正過的、“補償過的”閾值相對 應(yīng)地越低，則調(diào)節(jié)力曲線上升越急劇。另一方面，所計算的力本身也可以根據(jù)曲線的斜率來“修正”，其中修正裝置接著 具有與關(guān)聯(lián)裝置相連的用于將通過所述導(dǎo)數(shù)獲得的修正項與所計算的力相加的加法裝置。如前面所提及的那樣，可能存在由于機械系統(tǒng)的可能的同步干擾引起的對基于差 分修正項的修正結(jié)果的損害，并且為了避開這一點，也有利的是，修正裝置具有用于計算所 計算的力在預(yù)先給定的積分間隔中的積分值的積分模塊以及用于將積分值或包含積分值 的項與比例因子相乘的關(guān)聯(lián)裝置，用于確定修正項。用于將修正項加到預(yù)先給定的閾值的 加法裝置簡單地與關(guān)聯(lián)裝置相連。應(yīng)注意的是，對于積分可替換地，也可以采用低通濾波器，這允許更為低廉的轉(zhuǎn)換。如果修正裝置附加地具有用于計算調(diào)節(jié)力曲線的一階時間導(dǎo)數(shù)的差分模塊以及 用于將該導(dǎo)數(shù)或包含該導(dǎo)數(shù)的項與預(yù)先給定的比例因子相乘的關(guān)聯(lián)裝置，用于確定修正 項，則獲得特別有利的實施形式，其中與關(guān)聯(lián)裝置相連有用于從預(yù)先給定的閾值中減去通 過所述導(dǎo)數(shù)獲得的修正項的減法裝置。


以下借助本發(fā)明并非限于此的優(yōu)選實施例并且參照附圖更為詳細(xì)地闡述了本發(fā) 明。其中
圖1以示意圖示出了不同硬度的對象的情況下的夾住狀況的力變化曲線；圖2示出了用于結(jié)合調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置來識別對象的夾住的設(shè)備的框圖； 圖3示出了根據(jù)圖2的設(shè)備的部分的框圖4和圖5示出了具有示意性示出的力變化曲線的圖示，其中在圖4中針對兩個不同 的彈簧剛度示出了兩個借助差分修正值修正過的閾值變化曲線，而在圖5中在此針對兩個 不同的彈簧剛度示出了借助積分修正值修正過的閾值；
圖6示出了根據(jù)圖2的設(shè)備的其它部分的框圖，用于在調(diào)節(jié)力計算時設(shè)置差分修正
項；
圖7示出了用于闡明夾住時的調(diào)節(jié)力在不帶有與帶有借助差分修正值的力值修正的 情況下的變化曲線的圖示；以及
圖8示出了在預(yù)先給定的最軟的待夾住的對象與最硬的待夾住的對象之間的范圍上 對補償或修正的限制的示意圖。
具體實施例方式在圖1中針對三個硬度不同的對象闡明了在夾住狀況下的力變化曲線，其中關(guān)于 時間t (單位為ms)繪制了相應(yīng)的力F (單位為N)；具體而言，曲線1在此示出了在彈簧剛 度為65N/mm的情況下的力變化曲線，曲線2(曲線2相對于曲線1較平坦(以略微較不陡峭 的上升)走向)示出了在彈簧剛度為20N/mm的情況下的力變化曲線，以及曲線3 (曲線3具 有最不陡峭的上升)示出了在彈簧剛度為ΙΟΝ/mm的情況下的力變化曲線。此外，示出了預(yù) 先給定的恒定的閾值FK，其中當(dāng)相應(yīng)的調(diào)節(jié)力1、2或者3達(dá)到或超過閾值或參考值Fk時， 開始引起所述力的(例如車輛的窗升降器或者可開式車頂?shù)?電機驅(qū)動裝置的停止過程和 逆轉(zhuǎn)過程。然而，例如由于激勵繼電器但是也由系統(tǒng)的機械慣性和機械間隙引起的在此給 出的切換延遲導(dǎo)致了 在逆轉(zhuǎn)過程實際上在峰值(對于圖1中的曲線1而言例如為4)開始 并且如從圖1中可看到的那樣調(diào)節(jié)力再次降低之前，電機驅(qū)動裝置并且由此窗和可開式車 頂?shù)鹊冗€繼續(xù)運行短暫時間。圖1中的三個表征不同彈簧剛度的調(diào)節(jié)力曲線1、2和3在此表明夾緊繼續(xù)(夾緊 力的“超調(diào)”)與被夾住的對象的硬度有關(guān)，即與彈簧剛度有關(guān)，其中可看到的是，夾力的超 調(diào)結(jié)束時的峰值4越高，則夾緊力曲線1、2和3的斜率越陡。從圖1也可看到的是，如果整 個系統(tǒng)針對最硬的(最堅硬的)對象而就閾值預(yù)給定進(jìn)行設(shè)計，即例如在所示的情況下針對 65N/mm，并且相應(yīng)地將閾值設(shè)置低大約20N，則這會大約在具有ΙΟΝ/mm的彈簧剛度的對象 的情況下出現(xiàn)不必要的逆轉(zhuǎn)。在本技術(shù)中現(xiàn)在提出基于不同的力上升的變化曲線來“識別”被夾住的對象的 彈簧剛度并且利用所述信息使閾值Fk和/或所測量的調(diào)節(jié)力F適配，即相對應(yīng)地修正或者 “補償”閾值與所測量的力之間的關(guān)系。結(jié)果，在硬的對象的情況下在時間上更早地觸發(fā)夾 緊識別，由此借助修正項降低閾值，或者出于比較目的借助修正值提高所測量的力，其中也 通過在慣性運動中盡管更強烈但更早開始的后續(xù)的力增加于是又得到如在較軟的對象中 的那樣的可比較的峰值。現(xiàn)在為了實現(xiàn)識別時刻和觸發(fā)時刻、的相對應(yīng)的匹配，例如可以對力曲線的上升 的變化曲線求一階時間導(dǎo)數(shù)并且將該一階時間導(dǎo)數(shù)考慮用于導(dǎo)出修正項，該修正項與預(yù)先 給定的閾值線性相關(guān)聯(lián)。根據(jù)補償要用作因子還是僅用作附加項，可以如下來實現(xiàn)關(guān)聯(lián)
權(quán)利要求
1.一種用于在借助調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(6)調(diào)節(jié)車輛的部件時以計算機輔助的方式識別對 象的夾住的方法，其中與調(diào)節(jié)力(F)相關(guān)的測量值與預(yù)先給定的閾值( )相比較，在達(dá)到所 述閾值( )時，促使調(diào)節(jié)運動減慢、停止或逆轉(zhuǎn)，其特征在于，確定并且在比較時考慮表征 對象的硬度的彈簧剛度修正項，用于修正調(diào)節(jié)力(F)與閾值( )之間的關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在確定修正項時考慮與調(diào)節(jié)力(F)相關(guān)的 測量值曲線的斜率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在確定修正項時計算測量值曲線(30，31) 的一階時間導(dǎo)數(shù)并且所述導(dǎo)數(shù)或包含所述導(dǎo)數(shù)的項與預(yù)先給定的比例因子相乘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，從預(yù)先給定的閾值( )中減去通過所述 導(dǎo)數(shù)獲得的修正項，用于確定修正過的閾值(FK,kOT)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，通過所述導(dǎo)數(shù)獲得的修正項被加到所確 定的與調(diào)節(jié)力(F)相關(guān)的測量值，用于確定與調(diào)節(jié)力(F)相關(guān)的修正過的值(Fk。 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在確定修正項時計算與調(diào)節(jié)力(F)相 關(guān)的測量值在預(yù)先給定的積分間隔(tkl_)中的積分值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過積分獲得的修正項被加到預(yù)先給定 的閾值，用于確定修正過的閾值(FK，k。 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，此外在確定修正項時計算測量值曲線 (30,31)的一階導(dǎo)數(shù)并且將所述導(dǎo)數(shù)或包含所述導(dǎo)數(shù)的項與預(yù)先給定的比例因子相乘，以 及從預(yù)先給定的閾值中減去修正項，用于確定補償過的閾值(Fkm)。
9.一種用于在借助調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(6)調(diào)節(jié)車輛的部件時以計算機輔助的方式識別對 象的夾住的設(shè)備(5)，所述設(shè)備(5)具有用于計算調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(6)的調(diào)節(jié)力(F)或與該力 相關(guān)的量的計算裝置(10)、用于預(yù)先給定閾值的裝置(15)和用于將所計算的力或相關(guān)的 量與閾值進(jìn)行比較的比較裝置(14)，其特征在于用于計算表征對象的硬度的彈簧剛度修正 項并且用于修正調(diào)節(jié)力(F)與閾值(Fk)之間的關(guān)系的修正裝置(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，修正裝置(16)被設(shè)立來基于說明所計算 的調(diào)節(jié)力的變化曲線的曲線(30，31)的斜率而確定修正項。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，修正裝置(16)具有用于計算調(diào)節(jié)力曲 線(30，31)的一階時間導(dǎo)數(shù)的差分模塊(19，19’ )；以及用于將所述導(dǎo)數(shù)或包含所述導(dǎo)數(shù)的 項與預(yù)先給定的比例因子相乘的關(guān)聯(lián)裝置(22，22’)，用于確定修正項。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，修正裝置(16)具有與關(guān)聯(lián)裝置(22)相 連的減法裝置(26)，用于從預(yù)先給定的閾值( )中減去所獲得的修正項。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，修正裝置(16)具有與關(guān)聯(lián)裝置(22’) 相連的加法裝置(26’)，用于將通過所述導(dǎo)數(shù)獲得的修正項加到所計算的力(F)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，其特征在于，修正裝置(16)具有用于計算所計 算的力(F)在預(yù)先給定的積分間隔(tkl_)中的積分值的積分模塊(20)以及用于將所述積 分值或包含所述積分值的項與比例因子相乘的關(guān)聯(lián)裝置(23)，用于確定修正項。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，修正裝置(16)具有與關(guān)聯(lián)裝置(23)相 連的加法裝置(26)，用于將修正項加到預(yù)先給定的閾值(FK)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，修正裝置(16)附加地具有用于計算調(diào)節(jié)力曲線(30，31)的一階時間導(dǎo)數(shù)的差分模塊(19)以及用于將所述導(dǎo)數(shù)或包含所述導(dǎo)數(shù) 的項與預(yù)先給定的比例因子相乘的關(guān)聯(lián)裝置(22)，用于確定修正項，其中用于從預(yù)先給定 的閾值( )中減去通過所述導(dǎo)數(shù)獲得的修正項的減法裝置(26)與關(guān)聯(lián)裝置(22)相連。
全文摘要
在借助調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置(6)調(diào)節(jié)車輛的部件時以計算機輔助的方式識別對象的夾住的情況下，與調(diào)節(jié)力(F)相關(guān)的測量值與預(yù)先給定的閾值(FR)相比較，在達(dá)到所述閾值時，促使調(diào)節(jié)運動減慢、停止或逆轉(zhuǎn)，在這種情況下確定并且在比較時考慮表征對象的硬度的彈簧剛度修正項，用于修正調(diào)節(jié)力(F)與閾值(FR)之間的關(guān)系。
文檔編號H02H7/085GK102077434SQ200980124881
公開日2011年5月25日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月29日
發(fā)明者埃格爾 A., 莫拉維克 R., 霍爾茲曼 S. 申請人:歐陸汽車有限責(zé)任公司