跟踪隔板系统性能的系统和方法

专利名称：跟踪隔板系统性能的系统和方法
技术领域：
本发明涉及监测受驱动隔板的操作及性能的系统和方法，尤其涉及 对车辆上的驱动隔板的检测。
背景技术：
许多车辆都有采用隔板驱动系统移动的活动隔板(例如，车窗、车 顶天窗、滑动门、电动后栏板、电动上翻式后栏板等等)。例如，车辆门 上的窗可以通过直流永磁电机上下移动。通常，使用者连续操作控制按 钮(例如，"向上"控制按钮)来初始化驱动系统，并移动隔板。然而， 一些隔板驱动系统配有"自动开启"或"自动关闭"功能，使用者可以 通过控制按钮的一次瞬间操作来完全开启或完全关闭隔板。为了有效地移动隔板，驱动系统需要产生大量的力。因而，隔板驱 动系统会产生引起潜在危险的力。因此，可以实现各种各样的技术以尝 试减轻这种潜在的危险。发明内容在一个实施例中，用于具有隔板的车辆的隔板移动系统包括防夹处 理模块、诊断模块和存储模块。所述防夹处理模块监测隔板的移动，并 产生防夹信号，该信号具有在超过阈值时指示潜在夹住状况的值。所述 诊断模块生成防夹信号值和阈值之间的差值信号，并生成在差值信号产 生时相对于隔板的相对位置的位置信号。所述存储模块存储差值信号和 相应的位置信号。在另一个实施例中，用子监测具有隔板的隔板移动系统的操作的方 法包括监测和隔板移动相关的参数，产生基于被监测参数的第一值，产 生在第一值和阈值之间的差值。所述阈值指示潜在夹住状态。所述方法 还包括确定在差值产生时与隔板的相对位置相应的位置值，并且使用差值和位置值中的至少一个来确定隔板移动系统的状态。在另一个实施例中，用于监测具有隔板的隔板移动系统操作的方法 包括将隔板从第一位置移动到第二位置，并在隔板移动时监测参数。 所述参数和隔板移动相关并且也具有阈值。所述方法还包括产生隔板参 数和阈值之间的差值和确定在差值产生时隔板的相对位置。所述方法还 包括利用相对位置和差值来测定隔板移动系统的状态。结合考虑具体实施方式
和附图，本发明的其他方面将变得更加显而 易见。


图1为具有如框图所示隔板移动系统的典型实施方式的车辆一部分 的局部侧视图。图2为隔板移动系统中使用的典型控制器的框图。 图3为可用于检测错误的隔板反向的过程流程图。
具体实施方式
在详细描述本发明的任何实施例之前，必须理解，本发明的应用并不局限于以下说明中提及的和附图中阐明的部件结构和设置细节。本发 明可以具有其他实施方式，可以通过其他方法实施或执行。而且，必须清楚这里所用的措词和术语是为了进行说明，不应理解为限制性的。图中所示的系统是与实际系统相似的模型，这对本领域普通技术人 员来说同样是显而易见的。所描述的许多模型和逻辑结构能通过微处理 器或相似的装置利用软件实现，或能采用多种部件通过硬件实现，所述 部件包括，例如，专用集成电路("ASICS")。如"控制器" 一样的术语 可能包括或指硬件和/或软件。此外，,整个说明书使用了大写字母的术语。 这些术语的使用是为了符合通常做法，并有助于将说明书和编码示例、 公式、和/或图表结合起来。然而，大写字母的使用并不隐含特定意思， 也不应由此做出任何推断。因此，权利要求不应限于特定的实施例或术 语，或一些特定的硬件或软件实现，或硬件或软件的组合。图1示出了具有典型的隔板移动系统10的车辆5的一部分。系统10通常包括活动隔板15、隔板驱动系统20、 一个或多个监测传感器25和 控制器30。驱动系统20用来移动隔板15，而所述一个或多个监测传感 器25通常用来监测隔板15的一个或多个参数(例如，速度、移动方向、 加速度等等)和/或驱动系统20的一个或多个参数(例如，驱动电流、输 入电压、温度等等)。在图1所示的实施例中，隔板15是在车门35内可活动的车窗。但 是，最通常地，隔板15能以多种隔板的形式存在，比如车顶天窗、滑动 门、行李箱顶窗、后栏板和通过驱动系统可移动的类似形式。其他非车 辆的相应活动隔板15包括例如滑动门隔板或车库门。驱动系统20包括 用来移动隔板15的部件。在一个实施例中，驱动系统20包括永磁直流 电机、多个滑轮和/或齿轮和缆绳。在其他的实施例中，驱动系统20可以 包括不同类型的电机或帮助移动隔板15的其他机械部件。监测传感器25用来收集关于隔板移动系统10的一个或多个参数的 信息，并可包括多个传感器和/或同样用途的其他装置。例如，速度传感 器、接近度传感器、压力变换器、转换器和类似装置，它们可连接到隔 板15或放置在隔板15附近，用来测量速度、移动方向、加速度和施加 到隔板15上的力。其他的监测传感器25可以间接通过其他系统如驱动 系统20来间接监测隔板15的参数。例如，其他监测传感器25测量包含 在驱动系统20里的电机的参数，如伏特计测量电机电压、安培计测量驱 动电流、温度传感器测量电机温度等等。如下文所述，通过传感器收集 到的这些数据可以通过控制器处理以提供关于隔板15状态的信息。在一个实施例中，控制器30是与驱动系统20和监测传感器25通信 的独立处理单元。在另一个实施例中，控制器30可以包含电路，该电路 直接集成到驱动系统20、监测传感器25的部件中，或集成在它们的组合 之中。此外，控制器30可布置在离隔板15附近的位置上(例如，在门 35内)，或布置在离隔板15较远的位置上(例如，在发动机室内)。控制 器30的功能包括向驱动系统20传递数据并从驱动系统20接收数据，并 从监测传感器25接收数据。这样，控制器30能通过驱动系统20 (例如， 驱动系统20的电机)控制隔板15的移动，同时通过监测传感器25来跟 踪隔板15的速度、位置、移动方向和/或加速度。在一些实施例中，控制器30利用从监测传感器25得到的数据以减少与驱动系统20有关的潜在危险状态。例如，控制器30停止驱动系统 20的电机的运行以降低潜在危险状态，如夹住状态(也就是说，物体在 隔板15和其他固定物体之间被"夹住"或套住)。控制器30也可改变驱 动系统20的电机运转方向以减轻夹住状态。公知的算法和其他方法可以 用来指示在隔板15移动路径上物体的存在，例如罗伯特博世股份有限公 司的美国专利6，456，027中所描述的方法，其全部内容并入这里作为参考。 控制器30也可被用来检测和/或预知错误停止或错误反向状态。例如，控 制器30可辅助测定是否存在夹住状态，或是否其他力引起算法或其他方 法报告了错误夹住状态，下文对此进行讨论。图2详细地示出了图1的典型控制器30。在图2所示的实施例中， 控制器30包括防夹模块60、诊断模块65和存储模块70。在其他的实施 方式中，控制器30可能包括多种其他处理和/或存储模块，这对本领域普通技术人员来说是显而易见的。防夹模块60包括算法或其他所知的方法(如早先所讨论的)用来指 示在隔板15移动路径上物体的存在，因此也指示潜在的夹住状态。例如， 在一些实施例中，防夹模块60产生一个或多个代表隔板15状态的数值。 防夹模块60所产生的数值是基于例如由监测传感器25测量的参数，这 些参数包括但不限于隔板15在移动时的速度、加速度和/或位置。然后将 防夹数值与一个或多个阈值进行比较，以指示在隔板15移动路径上的物 体的存在。阈值确定为标准操作值(在正常操作状态下防夹模块60产生 的数值)的数量或百分比。因而，在比较结束后如果防夹模块60产生的 数值达到阈值，则潜在的夹住状态就确定了。防夹算法可以从隔板15开 始移动的位置估算到隔板15停止移动的位置(例如，车门35顶端的密 封)。在一些实施例中，防夹模块60所使用的用来指示在隔板15移动路 径上存在物体的算法是复杂的(例如，算法包括如速度、加速度等多个 参数)。此外，用来移动隔板15的驱动系统20也是复杂的(例如，包括 多个齿轮、滑轮、电机等等)，这可能会导致不是由隔板15移动路径上 的物体引起的速度降低或其他故障的产生。例如，速度降低可能是多种情况所引起的，这些情况包括但不局限于齿轮变形、不正常安装、磨损、 系统部件的物理损坏等等。算法的复杂性同驱动系统20的复杂性一样可能会使得防夹模块60错误地确定夹住状态，从而引起驱动系统20停止或使隔板反向。这种错误的停止或错误的反向会让用户感到沮丧。诊断模块65为防夹模块60产生的数值提供额外的处理。这种额外 的处理可以用作诊断工具来指出和/或预测错误停止或错误反向状态。在 一些实施例中，诊断模块65将防夹模块60产生的数值与阈值进行比较。 比较结果的数值或裕量能用来确定和/或预测错误停止或错误反向状态。 例如，相对小的裕量说明防夹模块60产生的数值接近阈值(也就是，防 夹模块停止或使隔板15反向的位置)。因此，裕量可用来作为诊断工具 说明隔板15移动是否平稳，或力是否施加在隔板15上并引起裕量减少。 在一些实施例中，诊断模块65在横跨隔板15的整个移动空间内产 生一系列或一串裕量。或者，诊断模块65可能只在隔板移动的预定阶段 (例如，在隔板初始移动时、在正常运转状态时、正好在关闭之前等) 产生裕量。此外，诊断模块65将产生的裕量与隔板15的相对位置相关， 使得每个产生的裕量均包括相应的相对位置值。隔板15的相对位置可以 通过例如包含在检测传感器25中的传感器得到。如果裕量指示可疑的或 低于标准的隔板系统性能，相应的位置值能提供可疑的或低于标准性能 所发生的位置。在其他的实施例中，诊断模块65还能监测、相关和/或使 用多种除了裕量和位置值之外的关于隔板的速度、加速度、移动方向等 等的其他数据。存储模块70包括用来存储由诊断模块65产生的裕量和相应的位置 值的存储装置。例如，在一个实施例中，存储模块70包括随机存取存储 器("RAM")。在其他实施例中，多种适合的存储装置可在存储模块70 中实现，这对本领域技术人员来说是显而易见的。存储模块70还能从防 夹模块60、驱动系统20或监测传感器25接收数据，也能存储其他数据， 包括但不局限于隔板的速度、加速度或移动方向。图2还示出了查询器75。查询器75是可以从控制器30存取数据的 装置。例如，查询器75能与控制器30接口，以获得存储在存储模块70 中的访问数据。在一个实施例中，查询器75是直接连接到控制器30并存取和/或上传存储在存储器70中的数据的手持诊断工具。在其他实施例中，査询器75是无线连接到控制器30并从远端(例如，人造卫星、通信 塔等等)存取和/或上传存储在存储器70中的数据的装置。图3示出了用来监测和/或跟踪隔板移动系统10性能的过程100。在 一些实施例中，过程100通过如图1和2所示的控制器30执行或估值。 可以在连续的基础上估值过程100，这样当隔板15在移动时可以多次估 值过程IOO。过程的第一步骤是初始化隔板15的移动(步骤105)。在一 些实施例中，初始化自动隔板的移动，象"一触即关闭"这种特征的。 过程100的下一步骤(步骤110)是收集与隔板的状态或移动相关的数据。 例如，通过一个或多个监测传感器25收集数据，以指示如图1和图2所 示的隔板15的速度、相对位置、移动方向等。收集完需要的数据后，通 过例如防夹算法处理数据(步骤115)。处理过程产生代表隔板状态的结 果，再将其与阈值或限值作比较(步骤120)，这如图2针对防夹模块60 和诊断模块65分别所作说明。如果步骤120中比较结果在的估值超过了 预定的限值，则确认为夹住状态而且隔板停止和/或反向(步骤125)。如果在步骤120中估值的比较结果没有超过预定的限值，则计算裕 量(步骤130)。如早先描述的，裕量是防夹算法产生的数值和相应的阈 值的差值。如果过程100第一次(例如，隔板15在移动中并且过程100已 经完成了至少一次估值)没有完成，裕量与上一次完成过程100所计算 出的裕量作比较(步骤135)。如果当前裕量低于前一次裕量，则存储裕 量、相应的位置值和一些其他数据(步骤140)。例如，数据可以存储到 存储模块70中。然后，隔板15继续移动(步骤145)并且再次估值过程 100。如果裕量大于前一次裕量，继续移动(步骤145)并重复过程IOO， 但是不存储裕量。这样，仅仅在当隔板15最接近于超过防夹阈值及初始 化隔板停止或在隔板关闭的时候反向时，才存储裕量和相应的位置值。 然而，在一些实施例中，对一次隔板关闭，存储多个许多裕量和相应的 位置值。例如，隔板移动被分成许多阶段(例如，初始化启动阶段、正 常运转阶段和密封区域阶段)，可在每个阶段存储裕量和相应的位置值， 下面对此进行详细讨论。下面描述过程100的一个典型执行过程。如对本领域技术人员来说显而易见的，下面描述的执行过程仅仅作为一个例子提出，过程100能 通过多种方法应用和实施。每次启动自动关闭特性食初始化过程100。三 个不同的阶段受到监测，包括电机启动阶段、正常运转阶段和密封阶段。 电机启动阶段代表隔板移动过程的一部分，开始于驱动系统20的电机初次启动，并终止于包含在防夹模块(图2)中的防夹算法确定电机速度己稳定。正常运转阶段代表隔板移动过程的一部分，开始于电机启动阶段结束并终止于防夹算法期望接触到隔板15的密封位置。密封阶段代表隔 板移动过程的一部分，开始于正常运转阶段结束，并终止于隔板15处于 防夹特性关闭的位置(也就是，防夹算法没有计算)。控制器30在存储 模块70中存储每个阶段最小裕量，以及与每个最小裕量所对应的位置值。 然后通过由控制器局域网络("CAN")通信总线发送到控制器30的诊断 请求信息来从存储模块70中取回最小裕量和相应的位置值。诊断请求信 息通过例如查询器75发送。以下十六进制信息结构提供了在查询器75 和控制器30之间的示例性通信查询器Rx 8 03 3BFA49FFFFFFFF 诊断请求 控制器Tx 8 10 0F7BFA々9qqqqrr第一诊断响应 控制器 Tx 8 21 rrssssttttuuuu 第二诊断响应 控制器Tx 8 22vvvvFFFFFFFFFF 第三诊断响应 这里"qqqq"是密封阶段的最小裕量；"rrrr"是找到最小裕量时密 封阶段的位置值；"ss ss"是正常运转阶段的最小裕量；"tt tt"是找到最 小裕量时正常运转阶段的位置值；"uuim"是电机启动阶段的最小裕量； 和"wvv"是找到最小裕量时电机启动阶段的位置值。在一个实施例中， 在发送最后诊断响应信息后，控制器30编程为重新设置并清除存储模块 70中的存储值。在下次自动关闭发生时过程100能够再次运转。在另一个实施例中，控制器30记录在上述每个阶段的特定范围内最 小裕量出现的次数。这一频率信息可用来设置诊断代码，或简单地用于 保持隔板系统性能的历史记录。本发明的不同特征将在以下权利要求中阐述。
权利要求
1.一种监测具有隔板的隔板移动系统的操作的方法，所述方法包括监测与所述隔板移动相关的参数；产生基于所述监测的参数的第一值；产生所述第一值和阈值之间的差值，所述阈值指示潜在的夹住状况；确定在产生所述差值时与所述隔板的相对位置相应的所述隔板位置值；以及利用所述差值和所述位置值中的至少一个来确定所述隔板移动系统的状态。
2. 如权利要求1所述的方法，其中监测参数包括监测所述隔板的速 度、移动方向和相对位置中的至少一个。
3. 如权利要求1所述的方法，进一步包括通过电机移动所述隔板， 其中监测参数包括监测所述电机的驱动电流、电压和温度中的至少一个。
4. 如权利要求1所述的方法，进一步包括在存储器中存储所述差值 和所述位置值。
5. 如权利要求4所述的方法， 述存储的差值。
6. 如权利要求5所述的方法， 接访问所述存储器。
7. 如权利要求5所述的方法， 接访问所述存储器。
8. 如权利要求1所述的方法，进一步包括査询所述存储器以访问所 其中査询所述存储器包括通过有线连 其中查询所述存储器包括通过无线连 进一步包括在存储器中存储所述监测
9. 如权利要求1所述的方法，进一步包括将所述隔板从第一点移动 到第二点，并在所述隔板从所述第一点移动到所述第二点时产生多个第 一值、多个差值和多个位置值。
10. —种监测具有隔板的隔板移动系统的操作的方法，所述方法包括将所述隔板从第一位置移动到第二位置；在所述隔板移动时监测参数，所述参数与所述隔板的移动相关并具 有阈值；生成所述隔板的所述参数和所述阈值之间的差值； 确定产生所述差值时所述隔板的相对位置；以及 利用所述相对位置和所述差值来确定所述隔板移动系统的状态。
11. 如权利要求IO所述的方法，进一步包括将所述确定的隔板移动系 统的状态传送给诊断装置。
12. 如权利要求10所述的方法，进一步包括采用防夹算法计算所述隔 板的所述参数。
13. 如权利要求IO所述的方法，其中监测参数包括监测所述隔板的速 度、所述隔板的移动方向、所述隔板的位置、施加在所述隔板上的力， 或它们的组合。
14. 如权利要求IO所述的方法，其中将所述隔板从第一位置移动到第 二位置包括使用电机移动所述隔板，其中监测参数包括监测所述电机的 驱动电流、电压和温度中的至少一个。
15. 如权利要求10所述的方法，进一步包括存储所述监测的参数，以及将确定的所述隔板的状态和所述存储的监测参数传送到诊断装置。
16. 如权利要求IO所述的方法，进一步包括在所述第一位置和所述第 二位置之间确定两个或多个区域，为第一个区域的所述参数分配第一阈 值，为第二个区域的所述参数分配第二阈值。
17. 如权利要求16所述的方法，进一步包括为所述第一个区域产生差 值和为所述第二个区域产生差值，确定所述第一个区域的相对位置和确 定所述第二个区域的相对位置，以及存储所述第一个区域的所述相对位 置、所述第二个区域的所述相对位置、所述第一个区域的所述差值及所 述第二个区域的所述差值。
18. 如权利要求IO所述的方法，进一步包括产生多个差值的阵列并确定所述第一点和所述第二点之间的相对位置的阵列。
19. 如权利要求18所述的方法，进一步包括比较所述差值阵列中的差 值与先前的差值，并存储所述差值阵列中具有最低差值的相对位置的最 低差值。
20. —种用于具有隔板的车辆的隔板移动系统，所述隔板移动系统包括防夹处理模块，用于监测所述隔板的移动并产生具有一值的防夹信号，当所述值超过阈值时，指示潜在夹住状况；诊断模块，用于产生所述防夹信号值和所述阈值之间的差值信号， 并产生在所述差值信号产生时相应于所述隔板的相对位置的位置信号； 以及存储模块，用于存储所述差值信号和所述相应的位置信号。
21. 如权利要求20所述的监测系统，其中通过防夹算法产生所述防夹 信号，所述防夹算法包括隔板的速度参数、隔板的移动方向参数，隔板的位置参数，或它们的组合。
22. 如权利要求20所述的监测系统，其中所述隔板移动系统包括电机及使用防夹算法产生所述防夹信号，所述防夹算法包括电机驱动电流参 数、电机电压参数、电机温度参数，或它们的组合。
23. 如权利要求20所述的监测系统，其中所述防夹处理模块、所述诊 断模块和所述存储模块共用一个控制器。
24. 如权利要求20所述的监测系统，进一步包括査询器，用于访问所 述存储模块中的所述存储的差值信号和所述相应的位置信号。
25. 如权利要求20所述的监测系统，其中所述隔板用于从第一位置移 动到第二位置，所述诊断模块用于在所述隔板从所述第一位置移动到所 述第二位置时产生所述差值信号两次或更多次。
26. 如权利要求25所述的监测系统，其中所述诊断模块将所述两个或 多个差值信号中的一个与所述两个或多个差值信号中的另一个作比较， 所述存储模块存储所述两个或多个生成的差值信号中最低的差值信号。
全文摘要
一种监测具有隔板的隔板移动系统的操作的方法。在一个实施例中，所述方法包括监测和隔板移动相关的参数，产生基于被监测参数的第一值，产生第一值和阈值之间的差值。所述阈值指示潜在的夹住状况。所述方法还包括确定在所述差值产生时与所述隔板的相对位置相应的隔板位置值，和利用差值和位置值中的至少一个来确定所述隔板移动系统的状态。
文档编号G05D3/00GK101231529SQ20071030777
公开日2008年7月30日 申请日期2007年10月25日 优先权日2006年10月25日
发明者M·威尔逊, S·埃夫里特 申请人:罗伯特·博世有限公司