EP1126103A2 - Kraftfahrzeug-Türschloss und Verfahren zum Steuer desselben - Google Patents

Kraftfahrzeug-Türschloss und Verfahren zum Steuer desselben Download PDF

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EP1126103A2
EP1126103A2 EP01102208A EP01102208A EP1126103A2 EP 1126103 A2 EP1126103 A2 EP 1126103A2 EP 01102208 A EP01102208 A EP 01102208A EP 01102208 A EP01102208 A EP 01102208A EP 1126103 A2 EP1126103 A2 EP 1126103A2
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EP
European Patent Office
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drive
switch
point
motor vehicle
door lock
Prior art date
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Application number
EP01102208A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1126103A3 (de
EP1126103B1 (de
Inventor
Ingo Mauel
Rainer Berger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
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Priority claimed from DE10021186A external-priority patent/DE10021186A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH, Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP1126103A3 publication Critical patent/EP1126103A3/de
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/12—Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators
    • E05B81/14—Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators operating on bolt detents, e.g. for unlatching the bolt
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/54—Electrical circuits
    • E05B81/64—Monitoring or sensing, e.g. by using switches or sensors

Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle door lock according to the Preamble of claim 1 and a method for controlling a motor vehicle door lock according to the preamble of claim 6.
  • Under motor vehicle door lock there is generally a side door lock, a rear door lock, a tailgate lock, a hood lock or the like of a motor vehicle to understand.
  • a motor vehicle door lock with the features mentioned above is off known in practice. It has an electromotive drive for an associated one Setting or closing element of the motor vehicle door lock.
  • the Motor vehicle door lock also has a sensor for detecting the position, in particular the rotational position of the drive or the associated actuating element, and a control device for positioning the drive or the control element in a set position, the drive at a time or switches off the switch-off point located locally in front of the target position or shorts.
  • the electric motor drive has one at the switch-off point certain kinetic energy that leads to a not inconsiderable wake, thus leads to a further movement until the drive and thus the control element come to a standstill.
  • An exact positioning of the control element in the target position is only possible if the occurring Overrun is taken into account when determining the switch-off point. In the Practice has shown that the wake of various influences like this depends on that the positioning accuracy suffers.
  • the present invention has for its object a motor vehicle door lock with an electromotive positioning drive and a method to control the same, so that simple, inexpensive A way especially in different operating conditions and in particular precise positioning independent of manufacturing tolerances is possible.
  • a basic idea of the present invention is that the actual position of the drive and / or the actuator in the switched off Condition is detected or determined and that in the event of deviations from the Target position the switch-off point for future positioning accordingly is corrected.
  • adaptation is made possible in a simple manner, which leads to a highly precise positioning in the target position.
  • manufacturing tolerances can be achieved through the aforementioned measure are automatically balanced.
  • At least one current operating characteristic value in particular a start-up characteristic of the drive and / or an associated one Control element detected or determined when the drive starts up (switched on) and that the at least one operating characteristic value for determining a switch-off point lying in time and / or in front of a target position is used.
  • starting behavior of the drive can also be deduced from its braking behavior. So is a better or more accurate characterization without the use of an additional sensor the operating behavior of the drive or its electric motor possible.
  • the Drive or its electric motor applied voltage when switching on or startup of the drive is recorded as the first startup parameter - at least if this can vary - and that the initial speed, Acceleration and / or corresponding or derived therefrom Values of the drive and / or the assigned control element as a second start-up parameter is or will be recorded. It has been shown that by means of this Start-up parameters the necessary, temporal or local advance of the Switch-off point with respect to the target position, which is in the switched-off state should be taken, is surprisingly easy to determine or determine.
  • the temperature can be an important parameter for determining the temperature Switch-off point can also be detected directly using an additional sensor.
  • the switch-off point is preferably dependent on at least determined an operating parameter while the drive is switched on.
  • a corresponding table or a corresponding one Map for determining a switch-off point depending of one operating parameter or of several current operating parameters used.
  • previously identified deviations can be saved as a correction table or correction field, so that then after determining the current switch-off point using the correction table or the correction field depending on the at least one current operating parameters, a correction value is determined by which the Correct the switch-off point.
  • a basic idea of the present invention is one Realize feedback in the control. However, is preferred none particularly undesirable in terms of time for positioning the control element in a target position, but only one Readjustment or adaptation of the control parameters for future positioning provided after detection of a deviation.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a proposed motor vehicle door lock 1 with a dashed housing 2.
  • the motor vehicle door lock 1 has an electric motor drive 3.
  • the drive 3 in particular comprises an electric motor, not shown separately and in particular a subsequent gear, such as a worm 4.
  • the Drive 3 acts on a closing or adjusting element 5 of the motor vehicle door lock 1 and serves to position the control element 5 in at least a target position, not shown in Fig. 1.
  • the control element 5, for example designed as a worm wheel and meshes with the worm 4.
  • the closing or adjusting element 5 is in particular part of a conventional one Locking mechanism of the motor vehicle door lock 1 and acts for example also - as in the illustration example - on a pawl 6, the one Securing an assigned lock latch 7 of the motor vehicle door lock 1 or the like. It goes without saying that other types of Locking mechanisms can be used.
  • the closing or Control element 5 also other or further functions and possibly also several Perceive control functions, especially in the latter case in several Target positions can be positioned.
  • the motor vehicle door lock 1 also has a sensor 8, which in the example shown the control element 5 for detecting the current position of the Control element 5 is assigned. However, the sensor 8 can also drive the 3rd assigned or integrated into this if necessary.
  • the sensor 8 is, for example, an incremental encoder for detecting the angular position of the control element 5, the electric motor, the screw 4 or the like. educated. However, the sensor 8 can also be implemented by another device for the detection or, if necessary, also indirect determination of the setting or rotating position, Speed and / or acceleration of the drive 3 and / or of the actuator 5 may be formed. For example, it can also be one Hall sensor or several Hall sensors or around an optical sensor, a mechanical sensor, such as at least one microswitch or the like.
  • a conventional sensor 8 instead of a conventional sensor 8 or in addition to this, one can also Current wave counting or acquisition and evaluation (so-called “ripple Count ”) can be provided, for example, the number of revolutions, to record the speed of rotation or other operating parameters.
  • a Such detection can, for example, in the drive control, not shown or be integrated in the other control.
  • the motor vehicle door lock 1 also has a control or Control device 9, which comprises, for example, a microcontroller or is formed for controlling the drive 3, in particular for Einund Switch off drive 3 on.
  • the control device 9 is via a indicated connection 10 to a motor vehicle electronics, not shown, for example a central locking system, and / or one not shown Actuator switch or the like can be connected.
  • the sensor 8 or another sensor device, not shown, is on the control device 9 connected so that the control device 9 the Position and / or speed of the control element 5 and / or the drive 3 can capture or at least indirectly determine.
  • the positioning in a desired target position will be explained in more detail below with reference to FIG. 2 explained.
  • the control element 5 is designed like a disc and carries a pin-like Functional element 11, which projects in particular in the axial direction and the pawl 6 is pivoted depending on the rotational position of the actuating element 5.
  • the drive 3 or its electric motor is switched off and - depending on the design of the drive 3 or the electric motor and depending on the desired braking - preferably short-circuited.
  • the switch-off point 14 is either locally around the target position 12 a braking distance or a braking angle 15 against the movement or direction of rotation 13 or advanced by a braking time.
  • the cut-off point 14 can therefore by the local or the temporal distance from the target position 12 - depending on the operation of the control device 9 - be determined.
  • control device 9 when starting, that is to say switching on of the drive 3 or in the immediately following (start-up) Phase at least one start-up parameter that indicates the operating state of the drive 3 or its electric motor at least indirectly characterized, or recorded another operating parameter. The preferably every time you turn on or start-up newly determined start-up value is then used to determine or variation of the switch-off point 14 used.
  • the startup parameters are preferably recorded or updated each time the drive is started or switched on 3. However, this is not mandatory. Rather, the detection can also, for example can only be repeated when a specified minimum time has passed is.
  • start-up characteristic value is to be understood here in particular in the sense that that at least one parameter is included which is a characterization the start-up behavior of the drive depending on the current operating state 3 allowed. In particular, several start-up parameters can also be recorded become. The same applies to other operating parameters, the alternative or in addition to determining the switch-off point 14 can be detected can.
  • a movement distance or a can be used as the starting characteristic Movement angle by which the drive 3 or the actuating element 5 in one preferably predeterminable time from start-up or switching on Drive 3 has moved or rotated, are detected.
  • it can be used as a start-up parameter also those for a certain movement distance or a certain one Angle of movement required time can be detected.
  • Such one Start-up characteristic value is allowed together with that applied to drive 3 Voltage a good determination or at least an estimate of the temperature of the drive 3.
  • start-up characteristic can for example also the initial, middle or after a certain Start-up time measurable speed, acceleration and / or to it
  • Corresponding or derived values of the drive 3 and / or of the control element 5 can be detected or determined as a start-up characteristic value.
  • start-up characteristic value corresponds to the voltage applied to drive 3 parameters for determining or estimating the temperature of the Drive 3 and / or the overrun or braking behavior of drive 3.
  • the temperature, provided it is used as an operating parameter or determination of the switch-off point 14 is used, also by means of a not shown sensor can be detected.
  • a current measurement or acquisition of those applied to the drive 3 Tension can be eliminated if it is always constant, but it is is not always the case with a motor vehicle.
  • the current consumption can also be used as a start-up parameter of the drive 3 can be detected in the start-up phase.
  • a start-up characteristic value is recorded as the first operating parameter, and in particular the speed or speed of the drive 3 when the drive 3 or the control element 5 reaches a first position, not shown or when a predetermined time has elapsed after turning on is.
  • This detection can, for example, be provided by means of the Sensor 8 for position detection, the speed or Speed of the drive 3, for example, from the current profile or by means of a further sensor, incremental encoder or the like, not shown. is determinable. In particular, this can usually be done in any case the control device 9 existing clock or time base, not shown or the like.
  • the current temperature is also recorded as a second operating parameter or certainly. This can be done by means of a further sensor or not shown by determining or estimating from at least one start-up parameter the drive 3 or the control element 5. For example a determination or estimation of the current temperature of the drive 3 from two start-up parameters - for example how long the drive 3 or the actuating element 5 needs to move by a predetermined angle of rotation move, or by what angle of rotation the drive 3 or the actuator 5 moves within a predetermined time, and that applied to the drive 3 Voltage - by means of a function and / or a table that is in the control unit 9 is stored or stored.
  • the two above-mentioned operating parameters are then used for the expected caster or braking angle 15 closed. Accordingly is an initially temporary switch-off point 14 by the control device 9 set. This can be done, for example, in that a as Basic setting specified switch-off point 14 and / or one as basic setting predetermined braking angle 15 depending on the specific or detected operating parameters is corrected or changed.
  • the two operating parameters mentioned can also be used directly a determination or determination of the temporary braking angle 15 and / or switch-off point 14, in particular again with the help a function and / or a table stored in the control device 9 or a map stored in the control device 9.
  • the final braking angle 15 or switch-off point 14 to get the drive 3 during the current positioning process is actually turned off.
  • a a correspondingly adjusted correction table or a correspondingly adapted one Correction field is used, which is stored in the control device 9 or is stored and as a function of the at least one operating parameter, in particular of the two aforementioned operating parameters, provides a correction value that takes into account the corresponding Sign added to the temporary braking angle 15 or switch-off point 14 or is subtracted by the final braking angle 15 or switch-off point 14 to get.
  • intermediate values can also be used here be interpolated if necessary.
  • functional Connections, matrices or the like are used.
  • correction values can also be obtained in another way from the control device 9 are provided.
  • the specification of the correction values is explained later.
  • the drive 3 After determining the final braking angle 15 or switch-off point 14 the drive 3 is switched off when the switch-off point 14 is reached. Because of of the wake then the control element 5 continues to move until the drive 3 and the control element 5 come to a standstill and the control element 5 an actual position that does not possibly correspond to the target position 12 (not shown).
  • the actual position of the actuating element 5 or the functional element 11 by means of the sensor 8 or another Sensor device is detected.
  • the control device determines 9 the deviation of the actual position from the target position 12, so the difference is formed.
  • This deviation or difference is stored or stored as a correction value in the control device 9.
  • the above-mentioned correction table can or the aforementioned correction field are formed. In particular are accordingly different correction values for deviations from zero saved in the correction table or correction field. This Correction values are then dependent on later positioning from the operating parameters to the application.
  • the correction can also be done by other processing, Representation or storage of the correction values or by another Control sequence take place.
  • a threshold value be specified so that only the threshold value exceeds Deviations of the actual position from the target position 12 lead to a change in the corresponding correction values.
  • control element 5 performs a rotary movement.
  • proposed solution can also be used find if the control element 5 another, for example linear or superimposed movement.
  • the proposed solution is not a motor vehicle door lock 1 limited. Rather, the proposed solution can be applied to everyone electromotive positioning drive are transmitted. Special application However, the proposed solution is found in actuating and drive devices in motor vehicles, since there is a simple structure, inexpensive and reliable working systems are desired.
  • a motor vehicle door lock and a method for controlling the same proposed, with an electric motor drive to achieve a target position as a function of at least one operating parameter, in particular from a start-up characteristic value recorded when the drive starts up, at a switch-off point in time and / or location before the target position is switched off and in particular short-circuited.
  • an electric motor drive to achieve a target position as a function of at least one operating parameter, in particular from a start-up characteristic value recorded when the drive starts up, at a switch-off point in time and / or location before the target position is switched off and in particular short-circuited.

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Abstract

Es werden ein Kraftfahrzeug-Türschloß (1) und ein Verfahren zum Steuern desselben vorgeschlagen, wobei ein elektromotorischer Antrieb (3) zum Erreichen einer Sollposition (12) in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter, insbesondere von einem beim Anlaufen des Antriebs (3) erfaßten Anlaufkennwert, an einem Abschaltpunkt zeitlich und/oder örtlich vor der Sollposition (12) abgeschaltet und insbesondere kurzgeschlossen wird. Um eine hohe Positioniergenauigkeit zu erreichen ist vorgesehen, daß Abweichungen von Sollpositionen (12) zur Korrektur des Abschaltpunkts für spätere Positionierungen erfaßt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Türschloß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeug-Türschlosses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Unter Kraftfahrzeug-Türschloß ist hier generell ein Seitentürschloß, ein Hecktürschloß, ein Heckklappenschloß, ein Haubenschloß o. dgl. eines Kraftfahrzeugs zu verstehen.
Ein Kraftfahrzeug-Türschloß mit den eingangs genannten Merkmalen ist aus der Praxis bekannt. Es weist einen elektromotorischen Antrieb für ein zugeordnetes Stell- bzw. Schließelement des Kraftfahrzeug-Türschlosses auf. Das Kraftfahrzeug-Türschloß weist ferner einen Sensor zur Erfassung der Position, insbesondere Drehlage des Antriebs oder des zugeordneten Stellelements, sowie eine Steuereinrichtung auf, die zur Positionierung des Antriebs bzw. des Stellelements in einer Sollposition den Antrieb an einem zeitlich bzw. örtlich vor der Sollposition liegenden Abschaltpunkt abschaltet bzw. kurzschließt. Der elektromotorische Antrieb weist am Abschaltpunkt eine gewisse Bewegungsenergie auf, die zu einem nicht unbeträchtlichen Nachlauf, also einer weiteren Bewegung führt, bis der Antrieb und damit das Stellelement zum Stillstand kommen. Eine genaue Positionierung des Stellelements in der Sollposition ist jedoch nur dann möglich, wenn der auftretende Nachlauf bei der Festlegung des Abschaltpunkts berücksichtigt wird. In der Praxis hat sich gezeigt, daß der Nachlauf von verschiedenen Einflüssen derart abhängt, daß die Positioniergenauigkeit darunter leidet.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug-Türschloß mit einem elektromotorischen Positionierantrieb und ein Verfahren zum Steuern desselben anzugeben, so daß auf einfache, kostengünstige Weise ein insbesondere bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen und insbesondere von Fertigungstoleranzen unabhängiges genaues Positionieren möglich ist.
Die obige Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug-Türschloß gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die tatsächliche Position des Antriebs und/oder des Stellelements im abgeschalteten Zustand erfaßt oder bestimmt wird und daß bei Abweichungen von der Sollposition der Abschaltpunkt bei zukünftigen Positionierungen entsprechend korrigiert wird. So wird auf einfache Weise eine Adaption ermöglicht, die zu einer hochgradig genauen Positionierung in der Sollposition führt. Insbesondere können durch die vorgenannte Maßnahme Fertigungstoleranzen automatisch ausgeglichen werden. Des weiteren wird so eine sehr genaue Positionierung auch bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ermöglicht.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß mindestens ein aktueller Betriebskennwert, insbesondere ein Anlaufkennwert des Antriebs und/oder eines zugeordneten Stellelements beim Anlaufen (Einschalten) des Antriebs erfaßt bzw. bestimmt wird und daß der mindestens eine Betriebskennwert zur Festlegung eines zeitlich und/oder örtlich vor einer Sollposition liegenden Abschaltpunktes verwendet wird. Insbesondere ist erkannt worden, daß vom Anlaufverhalten des Antriebs auch auf dessen Bremsverhalten geschlossen werden kann. So ist ohne Einsatz eines zusätzlichen Sensors eine bessere bzw. genauere Charakterisierung des Betriebsverhaltens des Antriebs bzw. dessen Elektromotors möglich.
Generell sind eine Vielzahl verschiedener Betriebs- bzw. Anlaufkennwerte bestimmbar. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die an den Antrieb bzw. dessen Elektromotor angelegte Spannung beim Einschalten bzw. Anlaufen des Antriebs als erster Anlaufkennwert erfaßt wird - zumindest sofern diese variieren kann ― und daß die anfängliche Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder dazu korrespondierende bzw. davon abgeleitete Werte des Antriebs und/oder des zugeordneten Stellelements als zweiter Anlaufkennwert erfaßt wird bzw. werden. Es hat sich gezeigt, daß mittels dieser Anlaufkennwerte die erforderliche, zeitliche bzw. örtliche Vorverlegung des Abschaltpunkts bezüglich der Sollposition, die im abgeschalteten Zustand eingenommen werden soll, überraschend gut festlegbar bzw. bestimmbar ist. Dies läßt sich dadurch erklären, daß aus den beiden genannten Anlaufkennwerten die Temperatur des Antriebs, die einen wesentlichen Einfluß auf das Brems- bzw. Abschaltverhalten des Antriebs ausübt, mittels dieser Anlaufkennwerte abschätzbar bzw. zumindest annäherungsweise bestimmbar ist. Dementsprechend ist in Abhängigkeit von der abgeschätzten Temperatur oder direkt in Abhängigkeit von den beiden genannten Anlaufkennwerten die für eine genaue Positionierung erforderliche Vorverlegung des Abschaltpunktes festlegbar.
Alternativ kann die Temperatur als wichtiger Parameter zur Festlegung des Abschaltpunkts auch mittels eines zusätzlichen Sensors direkt erfaßt werden.
Generell wird der Abschaltpunkt vorzugsweise in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter während des eingeschalteten Antriebs bestimmt. Insbesondere wird hierbei eine entsprechende Tabelle bzw. ein entsprechendes Kennfeld zur Bestimmung eines Abschaltpunkts in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter oder von mehreren aktuellen Betriebsparametern verwendet. Entsprechend können zuvor festgestellte Abweichungen als Korrekturtabelle bzw. Korrekturfeld gespeichert werden, so daß dann nach der Festlegung des aktuellen Abschaltpunkts mittels der Korrekturtabelle bzw. des Korrekturfeldes in Abhängigkeit von dem mindestens einen aktuellen Betriebsparameter ein Korrekturwert bestimmt wird, um den der Abschaltpunkt zu korrigieren ist.
Bei dem vorgenannten Vorgehen werden selbstverständlich soweit erforderlich Interpolationen eingesetzt. Alternativ oder zusätzlich können auch funktionale Zusammenhänge, Matrizen o. dgl. hierbei eingesetzt werden.
Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt also darin, eine Rückkopplung bei der Steuerung zu realisieren. Vorzugsweise ist jedoch keine insbesondere in zeitlicher Hinsicht unerwünscht aufwendige Regelung zur Positionierung des Stellelements in einer Sollposition, sondern nur eine Nachregelung bzw. Adaption der Steuerparameter für zukünftige Positionierungen nach Feststellung einer Abweichung vorgesehen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeug-Türschlosses; und
Fig. 2
eine schematische Darstellung einer Bestimmung eines Abschaltpunkts.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein vorschlagsgemäßes Kraftfahrzeug-Türschloß 1 mit einem gestrichelt angedeuteten Gehäuse 2. Das Kraftfahrzeug-Türschloß 1 weist einen elektromotorischen Antrieb 3 auf. Der Antrieb 3 umfaßt insbesondere einen nicht separat dargestellten Elektromotor und insbesondere ein sich anschließendes Getriebe, wie eine Schnecke 4. Der Antrieb 3 wirkt auf ein Schließ- bzw. Stellelement 5 des Kraftfahrzeug-Türschlosses 1 und dient einer Positionierung des Stellelements 5 in mindestens einer, in Fig. 1 nicht dargestellten Sollposition. Hier ist das Stellelement 5 beispielsweise als Schneckenrad ausgebildet und kämmt mit der Schnecke 4.
Das Schließ- bzw. Stellelement 5 stellt insbesondere ein Teil einer üblichen Schließmechanik des Kraftfahrzeug-Türschlosses 1 dar und wirkt beispielsweise auch - wie im Darstellungsbeispiel ― auf eine Sperrklinke 6, die einer Sicherung einer zugeordneten Schloßfalle 7 des Kraftfahrzeugtürschlosses 1 o. dgl. dient. Es ist selbstverständlich, daß hier auch andere Arten von Schließmechaniken einsetzbar sind. Insbesondere kann das Schließ- bzw. Stellelement 5 auch andere oder weitere Funktionen und ggf. auch mehrere Stellfunktionen wahrnehmen, wobei es insbesondere im letzten Fall in mehreren Sollpositionen positionierbar ist.
Das Kraftfahrzeug-Türschloß 1 weist weiter einen Sensor 8 auf, der beim Darstellungsbeispiel dem Stellelement 5 zur Erfassung der aktuellen Position des Stellelements 5 zugeordnet ist. Der Sensor 8 kann jedoch auch dem Antrieb 3 zugeordnet oder ggf. in diesen integriert sein.
Der Sensor 8 ist beispielsweise als Inkrementalgeber zur Erfassung der Winkelstellung des Stellelements 5, des Elektromotors, der Schnecke 4 o. dgl. ausgebildet. Der Sensor 8 kann jedoch auch durch eine sonstige Einrichtung zur Erfassung bzw. ggf. auch indirekten Bestimmung der Stell- bzw. Drehposition, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Antriebs 3 und/oder des Stellelements 5 gebildet sein. Beispielsweise kann es sich also auch um einen Hallsensor oder mehrere Hallsensoren oder um einen optischen Sensor, einen mechanischen Sensor, wie mindestens einen Mikroschalter o. dgl. handeln.
Anstelle eines herkömmlichen Sensors 8 oder zusätzlich dazu kann auch eine Stromwellenzählung bzw. -erfassung und -auswertung (sogenanntes "Ripple Count") vorgesehen sein, um beispielsweise die Anzahl von Umdrehungen, die Drehgeschwindigkeit oder sonstige Betriebsparameter zu erfassen. Eine derartige Erfassung kann beispielsweise in die nicht dargestellte Anstriebssteuerung oder in die sonstige Steuerung integriert sein.
Das Kraftfahrzeug-Türschloß 1 weist des weiteren eine Steuerung bzw. Steuereinrichtung 9, die beispielsweise einen Mikrocontroller umfaßt oder dadurch gebildet ist, zur Steuerung des Antriebs 3, insbesondere zum Einund Ausschalten des Antriebs 3 auf. Die Steuereinrichtung 9 ist über einen angedeuteten Anschluß 10 an eine nicht dargestellte Kraftfahrzeugelektronik, beispielsweise eine Zentralverriegelung, und/oder einen nicht dargestellten Betätigungsschalter o. dgl. anschließbar.
Der Sensor 8 bzw. eine sonstige nicht dargestellte Sensoreinrichtung ist an die Steuereinrichtung 9 angeschlossen, so daß die Steuereinrichtung 9 die Stellung und/oder Geschwindigkeit des Stellelements 5 und/oder des Antriebs 3 erfassen oder zumindest indirekt bestimmen kann. Die Positionierung in einer gewünschten Sollposition wird nachfolgend anhand von Fig. 2 näher erläutert.
Das Stellelement 5 ist hier scheibenartig ausgebildet und trägt ein zapfenartiges Funktionselement 11, das insbesondere in axialer Richtung abragt und die Sperrklinke 6 je nach Drehlage des Stellelements 5 verschwenkt.
Zur Positionierung des Stellelements 5 bzw. des Funktionselements 11 in einer Sollposition 12, insbesondere einer gewünschten Winkellage, wird bei einer Bewegungs- bzw. Drehrichtung des Stellelement 5 gemäß Pfeil 13 bereits an einem Abschaltpunkt 14 der Antrieb 3 bzw. dessen Elektromotor abgeschaltet und - je nach Ausführung des Antriebs 3 bzw. des Elektromotors und je nach gewünschter Abbremsung - vorzugsweise kurzgeschlossen.
Der Abschaltpunkt 14 ist gegenüber der Sollposition 12 entweder örtlich um eine Bremsstrecke bzw. einen Bremswinkel 15 entgegen der Bewegung- bzw. Drehrichtung 13 oder zeitlich um eine Bremszeit vorverlegt.
Die tatsächlich von dem Antrieb 3 bzw. dem Stellelement 5 nach dem Abschalten des Antriebs 3, also ab dem Abschaltpunkt 14, benötigte Bremsstrecke bzw. Bremszeit hängt von dem Nachlauf des Antriebs 3 und des Stellelements 5 nach dem Abschalten des Antriebs 3 ab. Der Abschaltpunkt 14 kann also durch den örtlichen oder den zeitlichen Abstand von der Sollposition 12 ― je nach Arbeitsweise der Steuereinrichtung 9 ― bestimmt sein.
Es ist vorgesehen, daß die Steuereinrichtung 9 beim Anlaufen, also Einschalten des Antriebs 3 bzw. in der sich unmittelbar anschließenden (Anlauf-) Phase mindestens einen Anlaufkennwert, der den Betriebszustand des Antriebs 3 bzw. dessen Elektromotor zumindest indirekt charakterisiert, oder einen sonstigen Betriebsparameter erfaßt. Der vorzugsweise bei jedem Einschalten bzw. Anlaufen neu ermittelte Anlaufkennwert wird dann zur Festlegung bzw. Variierung des Abschaltpunktes 14 verwendet.
Vorzugsweise erfolgt die Erfassung bzw. Aktualisierung der Anlaufkennwerte bei jedem Anlaufen bzw. Einschalten des Antriebs 3. Jedoch ist dies nicht zwingend erforderlich. Vielmehr kann die Erfassung auch beispielsweise erst dann wiederholt werden, wenn eine vorgegebene Mindestzeit verstrichen ist.
Der Begriff "Anlaufkennwert" ist hier insbesondere weit in dem Sinne zu verstehen, daß mindestens ein Parameter umfaßt ist, der eine Charakterisierung des vom aktuellen Betriebszustand abhängigen Anlaufverhaltens des Antriebs 3 gestattet. Insbesondere können auch mehrere Anlaufkennwerte erfaßt werden. Entsprechendes gilt für sonstige Betriebsparameter, die alternativ oder zusätzlich zur Festlegung des Abschaltpunkts 14 erfaßt werden können.
Als Anlaufkennwert können insbesondere eine Bewegungsstrecke bzw. ein Bewegungswinkel, um den sich der Antrieb 3 bzw. das Stellelement 5 in einer vorzugsweise vorgebbaren Zeit ab dem Anlaufen bzw. Einschalten des Antriebs 3 bewegt bzw. gedreht hat, erfaßt werden. Alternativ kann als Anlaufkennwert auch die für eine bestimmte Bewegungsstrecke bzw. einen bestimmten Bewegungswinkel erforderliche Zeit erfaßt werden. Ein derartiger Anlaufkennwert gestattet zusammen mit der an der Antrieb 3 angelegten Spannung eine gute Bestimmung bzw. zumindest Abschätzung der Temperatur des Antriebs 3. Da die Temperatur einen wesentlichen Einfluß auf das Bremsverhalten bzw. den Nachlauf des Antriebs 3 und des Stellelements 5 ausübt, kann dementsprechend direkt aus dem genannten Anlaufkennwert und der Spannung und/oder unter Zwischenabschätzung der Temperatur des Antriebs 3 bzw. eines damit korrelierenden Wertes der Abschaltpunkt 14 entsprechend eingestellt bzw. korrigiert werden, so daß eine weitestgehend genaue Positionierung in der Sollage 11 im Stillstand erreichbar ist.
Alternativ oder zusätzlich zu dem vorgenannten Anlaufkennwert kann bzw. können beispielsweise auch die anfängliche, mittlere oder nach einer gewissen Anlaufzeit meßbare Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder dazu korrespondierende bzw. davon abgeleitete Werte des Antriebs 3 und/oder des Stellelements 5 als Anlaufkennwert erfaßt bzw. bestimmt werden. Insbesondere in Kombination mit der an den Antrieb 3 angelegten Spannung ergeben sich Parameter zur Bestimmung bzw. Abschätzung der Temperatur des Antriebs 3 und/oder des Nachlaufs bzw. Bremsverhaltens des Antriebs 3.
Jedoch kann die Temperatur, sofern sie als Betriebsparameter zur Festlegung bzw. Bestimmung des Abschaltpunktes 14 verwendet wird, auch mittels eines nicht dargestellten Sensors erfaßt werden.
Eine aktuelle Messung bzw. Erfassung der an den Antrieb 3 angelegten Spannung kann entfallen, wenn diese immer konstant ist, was jedoch gerade bei einem Kraftfahrzeug nicht immer der Fall ist.
Zusätzlich oder alternativ kann als Anlaufkennwert auch die Stromaufnahme des Antriebs 3 in der Anlaufphase erfaßt werden.
Nachfolgend wird die vorschlagsgemäße Lösung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante anhand des dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Vorzugsweise bei jedem Einschalten bzw. Anlaufen des Antriebs 3 wird als erster Betriebsparameter ein Anlaufkennwert erfaßt, und zwar insbesondere die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit des Antriebs 3, wenn der Antrieb 3 bzw. das Stellelement 5 eine erste, nicht dargestellte Position erreicht oder wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten verstrichen ist. Diese Erfassung kann beispielsweise mittels des vorzugsweise vorgesehenen Sensors 8 zur Positionserfassung erfolgen, wobei die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit des Antriebs 3 beispielsweise aus dem Stromverlauf oder mittels eines weiteren, nicht dargestellten Sensors, Inkrementalgebers o. dgl. bestimmbar ist. Hierbei kann insbesondere auf eine üblicherweise ohnehin in der Steuereinrichtung 9 vorhandene, nicht dargestellte Takt- bzw. Zeitbasis o. dgl. zurückgegriffen werden.
Weiter wird als zweiter Betriebsparameter die aktuelle Temperatur erfaßt bzw. bestimmt. Dies kann mittels eines weiteren, nicht dargestellten Sensors oder durch Bestimmung bzw. Abschätzung aus mindestens einem Anlaufkennwert des Antriebs 3 bzw. des Stellelementes 5 erfolgen. Beispielsweise kann eine Bestimmung bzw. Abschätzung der aktuellen Temperatur des Antriebs 3 aus zwei Anlaufkennwerten ― beispielsweise wie lange der Antrieb 3 bzw. das Stellelement 5 braucht, um sich um einen vorbestimmten Drehwinkel zu bewegen, oder um welchen Drehwinkel sich der Antrieb 3 bzw. das Stellelement 5 innerhalb einer vorbestimmten Zeit bewegt, und der am Antrieb 3 anliegenden Spannung - mittels einer Funktion und/oder einer Tabelle, die in der Steuereinheit 9 abgelegt bzw. gespeichert ist, erfolgen.
Anschließend wird aus den beiden vorgenannten Betriebsparametern auf den zu erwartenden Nachlauf bzw. Bremswinkel 15 geschlossen. Dementsprechend wird ein zunächst temporärer Abschaltpunkt 14 von der Steuereinrichtung 9 festgelegt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß ein als Grundeinstellung vorgegebener Abschaltpunkt 14 und/oder ein als Grundeinstellung vorgegebener Bremswinkel 15 in Abhängigkeit von den bestimmten bzw. erfaßten Betriebsparametern korrigiert bzw. geändert wird.
Selbstverständlich kann auch unmittelbar aus den beiden genannten Betriebsparametern eine Bestimmung bzw. Festlegung des temporären Bremswinkels 15 und/oder Abschaltspunkts 14, insbesondere wiederum mit Hilfe einer Funktion und/oder einer in der Steuereinrichtung 9 abgelegten Tabelle bzw. eines in der Steuereinrichtung 9 abgelegten Kennfeldes erfolgen.
Es ist selbstverständlich, daß, soweit erforderlich, Zwischenwerte interpoliert werden können.
Nach Bestimmung des temporären Bremswinkels 15 bzw. Abschaltpunkts 14 erfolgt gemäß der vorschlagsgemäßen Lösung - soweit erforderlich - eine Korrektur, um dann den endgültigen Bremswinkel 15 bzw. Abschaltpunkt 14 zu erhalten, zu dem der Antrieb 3 während des aktuellen Positioniervorgangs tatsächlich abgeschaltet wird. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, daß eine entsprechend angepaßte Korrekturtabelle bzw. ein entsprechend angepaßtes Korrekturfeld verwendet wird, die bzw. das in der Steuereinrichtung 9 abgelegt bzw. gespeichert ist und in Abhängigkeit von dem mindestens einen Betriebsparameter, insbesondere von den beiden vorgenannten Betriebsparametern, einen Korrekturwert liefert, der unter Berücksichtigung entsprechender Vorzeichen zum temporären Bremswinkel 15 bzw. Abschaltpunkt 14 addiert bzw. subtrahiert wird, um den endgültigen Bremswinkel 15 bzw. Abschaltpunkt 14 zu erhalten. Selbstverständlich können auch hier Zwischenwerte interpoliert werden, soweit erforderlich. Auch können hierbei funktionale Zusammenhänge, Matrizen o. dgl. eingesetzt werden.
Jedoch können die Korrekturwerte auch in sonstiger Weise von der Steuereinrichtung 9 bereitgestellt werden. Die Vorgabe der Korrekturwerte wird nachher noch erläutert.
Nach Festlegung des endgültigen Bremswinkels 15 bzw. Abschaltpunkts 14 wird der Antrieb 3 bei Erreichen des Abschaltspunkts 14 abgeschaltet. Aufgrund des Nachlaufs bewegt sich dann das Stellelement 5 weiter, bis der Antrieb 3 und das Stellelement 5 zum Stillstand kommen und das Stellelement 5 eine möglichst der Sollposition 12 entsprechende, tatsächliche Position (nicht dargestellt) einnimmt.
Vorschlagsgemäß ist vorgesehen, daß die tatsächliche Position des Stellelements 5 bzw. des Funktionselements 11 mittels des Sensors 8 oder einer sonstigen Sensoreinrichtung erfaßt wird. Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung 9 die Abweichung der tatsächlichen Position von der Sollposition 12, es wird also die Differenz gebildet. Diese Abweichung bzw. Differenz wird als Korrekturwert in der Steuereinrichtung 9 abgelegt bzw. abgespeichert. Durch Berücksichtigung bzw. Zuordnung mindestens eines Betriebsparameters, vorzugsweise aller Betriebsparameter, der bzw. die zur Bestimmung des temporären Bremswinkels 15 oder Abschaltpunkts 14 verwendet wurde bzw. wurden, kann dementsprechend die vorgenannte Korrekturtabelle bzw. das vorgenannte Korrekturfeld gebildet werden. Insbesondere werden dementsprechend bei Abweichungen von Null verschiedene Korrekturwerte in der Korrekturtabelle bzw. dem Korrekturfeld gespeichert. Diese Korrekturwerte kommen dann bei späteren Positionierungen in Abhängigkeit von den Betriebsparametem zur Anwendung.
Dementsprechend ergibt sich auf einfache Weise eine adaptive Korrektur, die zu einer Erhöhung der Positioniergenauigkeit führt.
Selbstverständlich kann die Korrektur auch durch eine andere Verarbeitung, Darstellung oder Speicherung der Korrekturwerte bzw. durch einen anderen Steuerrungsablauf erfolgen. Insbesondere kann beispielsweise ein Schwellwert vorgegeben werden, so daß nur den Schwellwert betragsmäßig überschreitende Abweichungen der tatsächlichen Position von der Sollposition 12 zu einer Veränderung der korrespondierenden Korrekturwerte führen.
Der besondere Vorteil der vorliegenden Lösung liegt darin, daß bei sehr geringem Aufwand eine wesentlich genauere Positionierung, insbesondere bei schnellem Anhalten und insbesondere ohne Regelung, erreichbar ist.
Beim Darstellungsbeispiel führt das Stellelement 5 eine Drehbewegung aus. Selbstverständlich kann die vorschlagsgemäße Lösung auch dann Anwendung finden, wenn das Stellelement 5 eine andere, beispielsweise lineare oder überlagerte Bewegung ausführt.
Außerdem ist die vorschlagsgemäße Lösung nicht auf ein Kraftfahrzeug-Türschloß 1 beschränkt. Vielmehr kann die vorschlagsgemäße Lösung aufjeden elektromotorischen Positionierantrieb übertragen werden. Besondere Anwendung findet die vorschlagsgemäße Lösung jedoch bei Stell- und Antriebseinrichtungen bei Kraftfahrzeugen, da gerade dort einfach aufgebaute, kostengünstige und zuverlässig arbeitende Systeme gewünscht sind.
Es werden ein Kraftfahrzeug-Türschloß und ein Verfahren zum Steuern desselben vorgeschlagen, wobei ein elektromotorischer Antrieb zum Erreichen einer Sollposition in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter, insbesondere von einem beim Anlaufen des Antriebs erfaßten Anlaufkennwert, an einem Abschaltpunkt zeitlich und/oder örtlich vor der Sollposition abgeschaltet und insbesondere kurzgeschlossen wird. Um eine hohe Positioniergenauigkeit zu erreichen ist vorgesehen, daß Abweichungen von Sollpositionen zur Korrektur des Abschaltpunkts für spätere Positionierungen erfaßt werden.

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug-Türschloß (1) mit einem elektromotorischen Antrieb (3) für ein zugeordnetes Stellelement (5), wie eine Antriebswalze, Sperrklinke (6) oder Schloßfalle (7), mit einem dem Antrieb (3) zugeordneten Sensor (8) zur Erfassung der Position, insbesondere der Winkelposition, und/oder der Geschwindigkeit, insbesondere der Winkelgeschwindigkeit, des Antriebs (3) und/oder des Stellelements (5), und mit einer den Antrieb (3) in Abhängigkeit von Signalen des Sensors (8) steuernden Steuereinrichtung (9), wobei zum Erreichen einer Sollposition (12) der Antrieb (3) an einem zeitlich und/oder örtlich vor der Sollposition (12) liegenden Abschaltpunkt (14) von der Steuereinrichtung (9) abschaltbar und insbesondere kurzschließbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Kraftfahrzeug-Türschloß (1) derart ausgebildet ist, daß die tatsächliche Position des Antriebs (3) und/oder des Stellelements (5) im abgeschalteten Zustand und/oder deren Abweichung von der Sollposition (12) zur Korrektur des Abschaltpunkts (14) bestimmbar ist.
  2. Kraftfahrzeug-Türschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftfahrzeug-Türschloß (1) derart ausgebildet ist, daß mindestens ein Betriebsparameter, insbesondere ein Anlaufkennwert des Antriebs (3) und/oder des Stellelements (5), vorzugsweise Spannung und/oder Drehzahl eines Elektromotors des Antriebs (3), erfaßbar bzw. bestimmbar und zur Festlegung des Abschaltpunkts (14) verwendbar ist bzw. sind.
  3. Kraftfahrzeug-Türschloß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsstrecke bzw. der Bewegungswinkel und/oder eine dafür benötigte Zeit, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Antriebs (3) und/oder des Stellelements (5), insbesondere nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Anlaufen des Antriebs (3), und/oder die Stromaufnahme des Antriebs (3), die an den Antrieb (3) angelegte Spannung und/oder dazu korrespondierende bzw. davon abgeleitete Werte als Anlaufkennwert(e) bestimmbar ist bzw. sind.
  4. Kraftfahrzeug-Türschloß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltpunkt (14) in Abhängigkeit von einer gemessenen oder aus mindestens einem Anlaufkennwert bestimmtem bzw. abgeschätzten Temperatur festlegbar ist.
  5. Kraftfahrzeug-Türschloß nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschaltpunkt (14) mittels einer Bremsstrecke oder Bremszeit in Abhängigkeit von der Sollposition (12) festlegbar ist, insbesondere wobei die Bremsstrecke bzw. Bremszeit in Abhängigkeit von mindestens einem Anlaufkennwert und/oder einer daraus bestimmten bzw. abgeschätzten oder gemessenen Temperatur des Antriebs (3) bestimmbar ist.
  6. Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeug-Türschlosses mit einem elektromotorischen Antrieb für ein zugeordnetes Stellelement, wobei zum Erreichen einer Sollposition der Antrieb an einem zeitlich und/oder örtlich vor der Sollposition liegenden Abschaltpunkt abgeschaltet und insbesondere kurzgeschlossen wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die tatsächliche Position des Antriebs und/oder des Stellelements im abgeschalteten Zustand erfaßt oder bestimmt wird,
    daß die Abweichung der tatsächlichen Position von der Sollposition bestimmt wird und
    daß in Abhängigkeit von der Abweichung der Abschaltpunkt korrigiert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung oder ein dazu korrespondierender Wert als Korrekturwert gespeichert und zur Korrektur bei einer Festlegung des Abschaltpunkts verwendet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Betriebsparameter, insbesondere ein Anlaufkennwert und/oder die Temperatur des Antriebs und/oder des Stellelements, erfaßt bzw. bestimmt und in Abhängigkeit davon und von der Sollposition der Abschaltpunkt festgelegt wird.
  9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß Korrekturwerte in Abhängigkeit von Betriebsparametern, insbesondere von Anlaufkennwerten und/oder Temperaturen, gespeichert und dementsprechend zur späteren Korrektur des Abschaltpunkts verwendet werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsstrecke bzw. der Bewegungswinkel und/oder eine dafür benötigte Zeit, die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Antriebs und/oder des Stellelements, insbesondere nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Anlaufen des Antriebs, und/oder die Stromaufnahme des Antriebs, die an den Antrieb angelegte Spannung und/oder dazu korrespondierende bzw. davon abgeleitete Werte als Anlaufkennwert(e) bestimmt wird bzw. werden.
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