DE19861328A1 - Controlling, regulating motor-driven adjustment devices in motor vehicles involves determining properties of signal partition with associated tolerances in signal transmitter test movement, taking into account when evaluating sensor signals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method of control motor-driven adjusting devices in motor vehicles according to the generic term of claim 1.
Aus
der
Da beim Einlaufen der Fensterscheibe in die Türdichtung vor dem völligen Schließen der Fensterscheibe aufgrund des erhöhten Widerstandes die Antriebsdrehzahl aber bis zum Stillstand des Antriebs sinkt, muss die Scheibenposition möglichst genau erfaßt und der Einklemmschutz im Dichtungsbereich ausgeschaltet werden.There when entering the window in the door seal before completely closing the Window pane due to the raised Resistance the drive speed but until the drive stops decreases, the disc position must be detected as accurately as possible and the Pinch protection in the sealing area are turned off.
Hierfür sind ein Stellungs- und ein Drehrichtungssensor vorgesehen. Der Drehrichtungssensor besteht aus einer mit der Antriebswelle verbundenen Magnetscheibe mit einem Nord- und Südpol sowie zwei in einem Winkel von 90° um die Magnetscheibenachse zueinander versetzten Hallsensoren, die um eine Viertelperiode versetzte Sensorsignale abgeben, aus denen die Drehrichtung und damit die Bewegungsrichtung der Fensterscheibe ermittelt wird.For this are one Position and a direction of rotation sensor provided. The direction of rotation sensor consists of a magnetic disk connected to the drive shaft with a north and South Pole and two at an angle of 90 ° the magnetic disk axis staggered Hall sensors, the emit sensor signals offset by a quarter period, from which the direction of rotation and thus the direction of movement of the window pane is determined.
Der Stellungssensor besteht aus einem ringförmigen, mit der Antriebswelle verbundenen Multipolmagneten mit abwechselnd magnetisierten Magnetpolen und zwei Hallsensoren, die im Abstand eines halben Magnetpoles zueinander angeordnet sind. Die von den Hallsensoren erfaßten Magnetisierungswechsel bei einer Rotation des Antriebs und damit des ringförmigen Multipolmagneten werden als Zählimpulse einem Zähler zusammen mit den Sensorsignalen des Drehrichtungssensors zugeführt, wobei die Zählimpulse je nach Drehrichtung des Antriebs aufwärts oder abwärts gezählt werden und somit die jeweilige Stellung der Fensterscheibe angeben.Of the Position sensor consists of an annular, with the drive shaft connected multipole magnets with alternating magnetized magnetic poles and two Hall sensors spaced one half of a magnet pole apart are arranged. The magnetization changes detected by the Hall sensors during a rotation of the drive and thus of the annular multipole magnet be as counts a counter together supplied with the sensor signals of the direction of rotation sensor, wherein the counts be counted up or down depending on the direction of rotation of the drive and thus indicate the respective position of the window pane.
Die bekannte Antriebssteuerung und Einklemmschutzeinrichtung benötigt zur Erfassung der Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und Stellung der Fensterscheibe zwei Magnetscheiben als Signalgeber mit vier Hallsensoren, wobei der zur Auslösung des Einklemmschutzkriteriums durch Verringerung der Drehzahl des Antriebs vorgesehene Signalgeber mit einem Polwechsel pro Umdrehung eine nur geringe Auflösung aufweist.The known drive control and anti-pinch device required for Recording the speed, direction of movement and position of the Window pane two magnetic disks as signal transmitter with four Hall sensors, where the triggering the anti-jamming criterion by reducing the speed of the Drive provided signal generator with a pole change per revolution a low resolution having.
Zur Drehzahlregelung von rotierenden Antrieben oder bei einer linearen Verstellung wie beispielsweise einer Sitzlängsverstellung zum Erzielen einer konstanten Verstellgeschwindigkeit über den Verstellweg ist ein hochauflösendes Sensorsystem notwendig, um kurze Reaktionszeiten im Regelungsprozeß zu ermöglichen. Dazu verwendet man partitionierte Signalgeber wie beispielsweise Multipolmagnete, die jedoch Toleranzen unterliegen, welche sich negativ auf das Regelverhalten auswirken können.to Speed control of rotating drives or in a linear Adjustment such as a seat-length adjustment to achieve a constant adjustment speed over the adjustment is a high-resolution Sensor system necessary to allow short reaction times in the control process. For this one uses partitioned signal generators such as Multipole magnets, however, which are subject to tolerances, which is can negatively affect the control behavior.
Wird deshalb zur Erhöhung der Auflösung bei der Erfassung der Drehzahl eines Elektromotors ein Multipolmagnet als Signalgeber eingesetzt, so tritt das Problem auf, daß bei Rotationsmagneten mit mehr als zwei Polen die Verteilung der Pole auf dem Magneten nicht exakt symmetrisch ist, sondern einen Fehler von ca. 10 % pro Sektor aufweist. Diese Fehlerrate gilt allgemein für alle Signalgeber für Drehzahlerfas sungssensoren, die nicht exakt genug gefertigt werden können und mit einem optoelektrischen, induktiven, kapazitiven Sensor usw. als Signalempfänger arbeiten.Becomes therefore to increase the resolution in detecting the rotational speed of an electric motor, a multi-pole magnet used as a signal generator, so the problem arises that in rotary magnet with more than two poles the distribution of the poles on the magnet is not exactly symmetrical, but an error of about 10% per Sector. This error rate is generally true for all signalers for speed detection sensors, which can not be made exactly enough and with an opto-electrical, inductive, capacitive sensor, etc. work as a signal receiver.
Die beschriebenen Toleranzen und fertigungsbedingten Fehler von Abschnitt zu Abschnitt des Signalgebers bzw. von Sektor zu Sektor bei einem kreisscheibenförmigen Signalgeber führen zu Fehlinterpretationen bei der Signalauswertung. Beispielsweise wird aufgrund von Fehlinterpretationen ein Absinken der Geschwindigkeit festgestellt, obwohl der Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit betrieben wird und gegebenenfalls zu Fehlreaktionen der Steuerungsvorrichtung der Verstellvorrichtung, beispielsweise zu einem Fehlreversieren einer Fensterscheibe aufgrund einer fehlerhaften Erfassung einer Drehzahlabnahme, die von einer Einklemmschutzeinrichtung als Einklemmfall interpretiert wird.The described tolerances and manufacturing errors of section to section of the signaler or from sector to sector at a circular disc Lead signalers to misinterpretations in the signal evaluation. For example is due to misinterpretations a drop in speed noted, although the drive at a constant speed is operated and possibly to incorrect reactions of the control device the adjustment, for example, a Fehlreversieren a Window pane due to erroneous detection of a decrease in speed, which interpreted by a anti-trap device as Einklemmfall becomes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung und Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen anzugeben, das eine exakte Erfassung der Stellung, Drehzahl oder Beschleunigung eines Antriebs bei hoher Auflösung der Meßwerte gewährleistet, ohne daß an den Signalgeber höhere Genauigkeitsanforderungen gestellt werden.task The present invention is a method for the control and Control of motor-driven adjusting devices in motor vehicles indicate that an exact detection of the position, speed or Acceleration of a drive at high resolution of the measured values ensured without the Signal generator higher Accuracy requirements are made.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These Task is achieved by the features of claim 1 solved.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine hohe Auflösung und Genauigkeit der Meßwerte zur Erfassung der Stellung, Drehzahl oder Beschleunigung eines Antriebs. Da beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Toleranzen partitionsbezogen ermittelt und bei der Signalbewertung berücksichtigt werden, werden die Meßfehler, die durch fertigungsbedingte Ungenauigkeiten des Signalgebers hervorgerufen werden, stark verringert bzw. aufgehoben, so daß ein Einsatz von Signalgebern ohne besondere Güteanforderungen und damit nahezu beliebig exakter Bauteile möglich ist.The inventive method guaranteed a high resolution and accuracy of the measured values for Recording the position, speed or acceleration of a drive. Since the subject matter of the present invention, the tolerances partitions related determined and taken into account in the signal evaluation, the measurement error, caused by production-related inaccuracies of the signal generator be greatly reduced or canceled, so that a use of signalers without special quality requirements and thus almost any exact components is possible.
Damit ist auch der Einsatz von Bauteilen möglich, deren Fertigungsgenauigkeiten systembedingt begrenzt sind, wie beispielsweise die Fertigungsgenauigkeit, d.h. die Sektorgröße und Magnetisierungsstärke elektromagnetischer Signalgeber in Verbindung mit magnetosensitiven Bauelementen, wie beispielsweise Hallsensoren. Bei Signalgebern können die Toleranzen in den Partitionen bestehen, bei Sensoren in den elektrischen Toleranzen, beispielsweise der Hysterese der Schaltschwellen bei Hallsensoren.In order to It is also possible to use components whose manufacturing accuracies are system-limited, such as manufacturing accuracy, i.e. the sector size and magnetization strength electromagnetic Signal transmitter in conjunction with magneto-sensitive components, such as for example, Hall sensors. For signal transmitters, the tolerances in the Partitions exist, with sensors in electrical tolerances, for example, the hysteresis of the switching thresholds in Hall sensors.
Mit geringem gerätetechnischen Aufwand können daher hochauflösende Stellungs-, Drehzahl-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsregelungen realisiert werden.With low technical equipment Effort can therefore high-resolution Position, speed, speed or acceleration controls will be realized.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl mittels einer elektronischen Fehlerkorrektur als auch schaltungstechnisch ausgeführt werden, wobei bei elektronischer Fehlerkorrektur nur ein einzelner Sensor benötigt wird.The inventive method can both by means of an electronic error correction as well as circuitry accomplished with electronic error correction only a single Sensor needed becomes.
Bei der elektronischen Fehlerkorrektur werden die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen erfindungsgemäß in einer Testbewegung des Signalgebers ermittelt.at the electronic error correction will be the tolerance-related characteristic properties of the signaler partitions according to the invention in one Test movement of the signal generator determined.
Die
Testbewegung des Signalgebers kann bei einem rotierenden Antrieb,
der gemäß
Vorzugsweise besteht die Testbewegung aus einem vorgegebenen Bewegungsabschnitt des Signalgebers mit im wesentlichen konstanter Beschleunigung und/oder konstanter Geschwindigkeit, so daß aufgrund definierter Antriebsbedingungen, beispielsweise durch Erfassung der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Signalen, deren Verhältnis zu einer Bewegungsperiode, beispielsweise einer Umdrehung, und damit deren Anteil an der Periode ermittelt werden kann, woraus auf einen konkreten Wert, beispielsweise einen Winkel, der einzelnen Partitionen geschlossen werden kann.Preferably If the test movement consists of a predetermined movement section the signal transmitter with a substantially constant acceleration and / or constant speed, so that due to defined driving conditions, for example, by detecting the time period between successive Signals, their ratio to a period of motion, for example a revolution, and thus whose share in the period can be determined, resulting in a concrete value, such as an angle, of individual partitions can be closed.
Die
toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen
Alternativ
hierzu können
die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen
Die
elektronische Fehlerkorrektur sieht insbesondere vor, daß für jede Signalgeberpartition
Bei
kreisscheibenförmigen
Signalgebern
Der Drehwinkel wird als Korrekturwert benutzt und aus der Winkelgeschwindigkeit am Anfang und Ende eines Sektors wie folgt ermittelt: The rotation angle is used as a correction value and determined from the angular velocity at the beginning and end of a sector as follows:
Daraus folgt: It follows:
Die einzelnen Korrekturwerte können dann in gleitender Mittelwertbildung dadurch bestimmt werden, daß die Summe der Zeiten der einzelnen Signalgeberpartitionen eines Testzyklus gemessen und der jeweils aktuelle Meßwert addiert und der vorangegangene Meßwert subtrahiert wird.The individual correction values can then be determined in moving averaging by the sum the times of the individual signal generator partitions of a test cycle measured and the current measured value added and the previous measurement is subtracted.
Für einen
achtpoligen Signalgeber erfolgt die Bestimmung des Korrekturwertes
in gleitender Mittelwertbildung beispielsweise wie folgt:
Die
Bestimmung des Korrekturwertes erfolgt in einer gleitenden Mittelwertbildung
bei einem 8-poligen Magneten wie folgt: For an eight-pole signal generator, the determination of the correction value in moving averaging is carried out, for example, as follows:
The determination of the correction value takes place in a moving averaging with an 8-pole magnet as follows:
Die
Summe der gemessenen Zeiten Σ TMes wird mit Hilfe eines Ringzählers bestimmt
wobei immer der neue, aktuelle Wert addiert wird und der letzte
Wert subtrahiert wird.
wird nun die Drehzahl
für den
entsprechenden Sektor berechnet.The sum of the measured times ΣT Mes is determined by means of a ring counter where always the new, current value is added and the last value is subtracted.
Now the speed for the corresponding sector is calculated.
Das Abbruchkriterium zur Beendigung der Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartition ist dann erfüllt, wenn die Korrekturwerte oder korrigierten Signalgeberpartitionen in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zyklen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen und/oder die Summe der Korrekturwerte oder korrigierte Partitionen innerhalb eines Zyklus gleich dem Wert einer Periode des Signalgebers ist.The Abort criterion for ending the determination of the tolerance-related characteristic properties of the bumper partition is then Fulfills, if the correction values or corrected signaler partitions in at least two consecutive cycles within a given one Tolerance range and / or the sum of the correction values or Corrected partitions within a cycle equal to the value of one Period of the signaler is.
Bei der ersten Fallgestaltung sind mindestens zwei aufeinanderfolgende Zyklen, d.h. Umdrehungen der Antriebswelle erforderlich, um einen Vergleich der Korrekturwerte vornehmen zu können und festzustellen, ob eventuelle Abweichungen der Korrekturwerte für die einzelnen Partitionen oder Sektoren innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen. Ist dies nicht der Fall, sind weitere Testzyklen erforderlich.at The first case is at least two consecutive Cycles, i. Revolutions of the drive shaft required to one To be able to make a comparison of the correction values and to determine whether possible deviations of the correction values for the individual partitions or sectors are within a predetermined tolerance range. If this is not the case, further test cycles are required.
Bei der zweiten Fallgestaltung ist lediglich ein Testzyklus, d.h. eine Umdrehung der Antriebswelle erforderlich, wenn die Summe der korrigierten bzw. normierten Sensorsignale beispielsweise einem Winkel von 360° für eine volle Umdrehung des kreisscheibenförmigen Signalgebers entspricht. Selbstverständlich sind auch andere Kontrollverfahren möglich, beispielsweise in der Weise, daß die Summe aller Korrekurfaktoren einem vorgegebenen Wert entspricht. Zwar ist für dieses Abbruchkriterium lediglich eine Umdrehung der Antriebswelle erforderlich, bei einer ungleichmäßigen Beschleunigung des Antriebs treten aber hierdurch bedingt Meßfehler auf. Aus diesem Grunde wird dieses Kriterium nur in gleichförmigen Bewegungsabschnitten angewendet, die empirisch ermittelt werden können.at the second case is just a test cycle, i. a Rotation of the drive shaft required when the sum of the corrected or normalized sensor signals, for example, an angle of 360 ° for a full Rotation of the circular disk Signaling device corresponds. Of course, there are other control methods possible, for example, in such a way that the Sum of all correction factors corresponds to a predetermined value. Although is for this termination criterion only one revolution of the drive shaft required, with an uneven acceleration of the drive but occur due to measurement errors. For this reason this criterion is only in uniform motion sections applied, which can be determined empirically.
Eine weitere Variante zur Bestimmung des Abbruchkriteriums für das Korrekturverfahren besteht in einer gleitenden Mittelwertbildung oder in einer Verknüpfung der beiden vorstehend dargestellten Varianten, d.h. in jedem Testzyklus muß die Summe der Korrekturwerte oder korrigierten Signalgeberpartitionen innerhalb eines Zyklus gleich dem Wert einer Periode des Signalgebers sein und die Korrektur werte oder korrigierten Signalgeberpartitionen aufeinanderfolgender Zyklen müssen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen.A Further variant for determining the termination criterion for the correction method consists of a moving averaging or linking the both variants shown above, i. in every test cycle must the Sum of correction values or corrected signaling partitions within one cycle equal to the value of a period of the signal generator and the correction values or corrected signaler partitions consecutive cycles must within a given tolerance range.
Nachdem die Erfüllung des Abbruchkriteriums festgestellt ist, berechnet der Algorithmus mit den Korrekturwerten die genauen Drehzahlwerte für die entsprechenden Signalgeberpartitionen, d.h. im Falle eines kreisscheibenförmigen Signalgebers die genauen Drehzahlwerte für die einzelnen Sektoren.After this the fulfillment of the termination criterion is calculated by the algorithm with the correction values the exact speed values for the corresponding Signaling partitions, i. in the case of a circular-shaped signal generator the exact speed values for the individual sectors.
In
den
Die
schaltungstechnische Variante des erfindungsgemäßen Verfahren erfordert gemäß
Die Erfassung der Zeitdifferenz zwischen den ansteigenden oder abfallenden Flanken der beiden Sensorausgangssignale eliminiert unterschiedliche Längen der Signalgeberpartitionen bzw. unterschiedliche Winkelabschnitte der Signalgebersektoren und beseitigt somit Fertigungsungenauigkeiten des Signalgebers.The Detecting the time difference between the rising or falling Flanks of the two sensor output signals eliminates different lengths the signaler partitions or different angle sections the signal generator sectors and thus eliminates manufacturing inaccuracies of the signaler.
Grundsätzlich kann
der Abstand a zwischen den beiden Sensoren entlang der Bewegungsbahn
des Signalgebers
Zur
Verdeutlichung der schaltungstechnischen Variante zur Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
zeigt
Ist
der Abstand a zwischen den beiden entlang der Peripherie der Magnetscheibe
Claims (13)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19861352A DE19861352B4 (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Method for controlling and regulating motor-driven adjusting devices in motor vehicles |
DE19861266A DE19861266B3 (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Method of controlling and regulating motor-driven adjustment devices in motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19861266A DE19861266B3 (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Method of controlling and regulating motor-driven adjustment devices in motor vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19861328A1 true DE19861328A1 (en) | 2005-06-16 |
DE19861328B4 DE19861328B4 (en) | 2005-09-29 |
Family
ID=34585319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19861328A Expired - Fee Related DE19861328B4 (en) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | Method for controlling and regulating motor-driven adjusting devices in motor vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19861328B4 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5404673A (en) * | 1992-06-26 | 1995-04-11 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Power window apparatus with safety device |
-
1998
- 1998-07-24 DE DE19861328A patent/DE19861328B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5404673A (en) * | 1992-06-26 | 1995-04-11 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Power window apparatus with safety device |
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DE19861328B4 (en) | 2005-09-29 |
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