用于限制由外力操纵的关闭件的过剩力的方法

专利名称：用于限制由外力操纵的关闭件的过剩力的方法
技术领域：
本发明所涉及的是用于限制调整装置的由外力控制的关闭件的过剩力 的方法，对此，夹紧保护系统在调整操作期间至少在调整行程的子区域内 分别在预定的位置上求出实际的调整力数值，并且将该调整力数值与调整 力比较值进行比较。
背景技术：
例如在汽车中用于电动车窗升降器或天窗的调整装置，就是使用一个 夹紧保护系统来限制传动产生的过剩力。该夹紧保护系统识别夹紧情况， 其中在给定的位置上进行调整的过程中，将求出的实际调节力数值与给定 的基准值相比较。当存在夹紧时，关闭件停止运动，必要的情况下，传动 装置反向动作。该基准值由调整力比较值构成，通常在每个调整方向的终 端分别通过一个初始化过程求得，并且以所谓的学习曲线的形式存入到控 制装置的存储器中。
但是，这种学习曲线存在着一个薄弱环节以学习曲线为基础的调节 力比较值只要经过第一次使用后就不再是实时的，因为调整装置的给定机 械条件，特别是摩擦力和初始重力速度在使用阶段的开始是非常快变化 的。在初始化过程中这种变化是不能测取到的。其导致夹紧保护系统特 别是在使用开始时不能达到最佳化工作，在出现夹紧故障时，夹紧力起作 用，这种夹紧力比准确掌握实际起作用的机械反作用力时所需要的大或者 小。这对调整装置的安全性和稳定性是不利的。
此外，得到这种对每个调整装置都要分别进行设置的学习曲线要投入 比较大的制造费用。
在德国专利DE 196 33 941 Al中，提出了一种汽车调整传动装置，在使 用这种方法时，调整装置可适应变化的机械性给定条件。为此， 一种作为 基准值存储的摩擦力 一 行程_计算图会根据操作连续地更新。
在实际更新过程中存在一个问题，即在使用的初期必须适应迅速变化
的机械系统给定条件，换句话说，适配速度必须是非常高的。与此相比， 在后期操作时合乎理想的是一次性出现的干扰(例如当汽车运行到不良路 段时)应该尽可能让调整力比较数据只受到非常小的影响。为此较低的适 配速度是有好处的。

发明内容
本发明任务的出发点是提出一种限制过剩力的方法，在这种方法中， 当出现夹紧情况时只有尽可能小的夹紧力起作用，并且可以用低的成本实 现该方法。
本发明的基本思路是，依据机械系统的实际状态适配调整力比较值。 通过这种方法可以解决本发明开始所提及的矛盾的要求，也就是说可以直 接在制造了调整装置后迅速适配，并且可随着使用期限的增加缓慢地适 配。换句话说，本发明的一个突出优点在于，这种装置在其使用寿命每一 阶段的适配程度都能满足绝大部分要求。这样，由夹紧保护系统产生的调 整力比较值就可以精确地反映出真实的机械状况。其导致出现夹紧情况时 夹紧力是比较小的，因而夹紧保护作用的质量也得到了改善。
在本方法的一种优选结构形式中，适配的程度，亦即调整力比较值的 更新次数随着使用寿命的增加而减少。通过这种方式，在使用寿命的初期 阶段适配过程有着比较高的进展速度和强度。这种状态是很有利的，因为 在启动阶段由传动装置克服的反作用力波动是很大的。因而，经过少数几
个关闭循环(Schliesszyklen)后，在存储器中存储的调整力比较值就能与机 械系统的实际给定值相适配。因此，本发明相应的优点是在制造调整 装置时，可以完全不接收学习曲线，这就降低了制造成本。可以把电动车 窗升降器或天窗所用的特定于类型的基准数据提供给汽车制造商。不再需 要耗资去计算各个基准数据。该系统在安装到汽车中后，由用户自己配 置。比较不准确的基准数据在汽车制造商经过少数几个调整循环之后被实 际的调整力比较值覆盖，并将该系统与机械状态适配。另一方面，启动阶 段结束后只允许少量的改动。因此， 一次性的外部事件，例如一次不良路 段或一个横向沟槽几乎不会对调整比较值造成失真影响。即使经过长期使 用之后，该调整力比较值也能很好地反映真实的机械情况。这种夹紧保护 系统有着良好的稳健性。
在一种特别优选的结构形式中，可以分级地实施接近的速度。因此， 本发明提出的方法可以在计算技术方面以少量的投入费用来实现，亦即该 算法只需要少量的程序代码和少量的计算容量。
对此，适宜的作法是，每个级都配有一个使用期限子区间，并且每个 子区间都配有若干个关闭过程。
通过将调整装置的使用期限划分为具有不同宽度的子区间，可以对由 利用率预定的机械调整装置状态进行良好的适配。因此，该算法可以不同 地适应所出现的各给定条件。
特别有益的是，分配给每个子区间的关闭过程的次数随着使用寿命的 增加而增大。
为了能够在启动阶段达到良好的适配性，适宜的作法是在首次投入使 用后紧接着的第一个子区间内就采用较大强度的适配度。
为了达到高的适配速度，适宜的作法是，在分配给第一个子区间的调 整过程中，在适配时同时对多个调整力比较值进行适配。
对此，特别适宜的做法是，该调整力比较值在此时放大或缩小多个量 化单位。
从减少制造成本角度出发的一个突出优点是，在首次投入运行时就使 用代表调整装置的级别的基准值，电动车窗升降器是调整装置的例子。这 样就免去了成本高、麻烦、而且还有错误的学习曲线接收。


为了进一步解释本发明，在本说明书的后面借助于图解进行叙述。从 图中可以看出本发明还有其它有利的设计结构、细节和扩展。示出 图1是根据现有技术的接近情况； 图2是根据本发明的接近情况；
图3是根据本发明的适配程度与使用期限的关系图。
具体实施例方式
图1表示了根据目前技术现状下调整力特性曲线接近事先测量的目标 特性曲线的关系。该图例如针对由微处理器控制的调整装置，如典型的在 汽车中使用的调整装置。从安全性角度出发，为了限制过剩力而启用夹紧 保护系统，该系统将在关闭过程中连续测得的实际调整力值与对应的调整
力比较值进行比较。在此，该过剩力是由发动机提供的调整力扣除实际调 整力的差，该实际调整力是克服机械中的摩擦力所必需的。过剩力越大， 关闭件动作的速度也就越快，但是在夹紧情况中作用的夹紧力也越大。正 如开始时所述，从安全角度出发，这种夹紧力必须保持得很小。这样才能 使伤害的风险降到最低。实际调整力数值是通过测量得到的。例如可以通 过测量发动机的电流来实现。但是实际调整力值也可以间接地求得，例如 通过微计算机的计算过程来求得，由一个与发动机轴偶合的增量轴编码器 向该微计算机提供脉冲。
所求得的调整力值分别分配给调整行程的位置。每个调整力数值都进 行数字化，也就是说该调整力数值由确定数量的量化单位构成。所求出的 实际调整力数值总和形成整个调整行程的一个特性曲线。
迄今为止已知的用于接收代表性学习曲线的算法的工作方式是只有 在一个关闭过程期间主要是代表性的环境条件(室温、停车、标准工作电 压)，没有识别到夹紧过程，而且在期望的调整力和观察到的调整力之间 存在较大的偏差时，才能激活基准数据的更新。只有在这种情况下，才能 对基准值进行更新。更新恰好在每一个会出现最大偏差的点上进行。实际 上，也就是说，如果观察到的力大于期望的力，则把一个量化单位(数值 1)加到该特性曲线点上；如果观察到的力小于期望的力，则从该特性曲线 点减去该量化单位(数值l)。
图1中用附图标记1表示一条由单个测量值构成的特性曲线，这些测 量值分别与实际计算的各调整力数值相对应。附图标记2表示一条初始的 特性曲线，例如，该特性曲线可以是一条在开始所提及的调整装置初始化 过程中求得的学习曲线。正如前面说过那样，在现有技术的夹紧识别系统 中更新的方式是控制装置的算法根据所测得的调整力比期望的调整力是 大还是小，在确定的特性曲线点上加上或减去一个量化单位。 图1是这 样表达这种接近的基于初始特性曲线2在实际的调整力值与存储的调整 力值之间偏差最大时的数值上加上一个量化单位(图1坐标刻度从6到 7)。 从而，经过这种首次更新后，可以得到一条调整力比较值的特性曲 线，在图1中用附图标记3 示。经过六次调整过程后，得到用附图标 记4表示的特性曲线。从图1可以清楚地看出，经过多次的调整过程后
(经过14次更新后用附图标记5表示的特性曲线)，在实际测量的调整力 数值(特性曲线1)与经过14次关闭过程后的接近特性曲线5之间仍然存 在着明显的偏差。这就是说，用特性曲线2接近测量值特性曲线1的接近 速度是缓慢的。
与此相对照，图2表达了根据本发明的接近法。用同样的附图标记分 别表示各个在相同数量的更新过程之后的特性曲线。在下面的说明中，再 一次基于输出特性曲线2。经过首次调整过程后产生了一个特性曲线，在 图2中用附图标记3表示该特性曲线。箭头11和12指向两个更新的调整 力比较值，其数值提高了2 (图2中从6到8)。经过第六次更新后，特性 曲线4己经非常接近其目标。经过第14次调整过程后，用附图标记5表示 的特性曲线几乎完全接近测量值(特性曲线1)。这样，通过使用本发明 的方法(在有更多的调整力比较值的情况下要改变更多的量化单位)，接 近的速度是非常快的。通过这种基准数据的迅速适配，在出现夹紧的情况 下由传动装置产生的过剩力就可以比目前通常保持的要小一些。因此减少 了在夹住身体部位时发生伤害的危险。
在图3的本发明的实施范例中，由特性曲线表示适配调整力比较值所 具有的强度与使用期限之间的相关性。该特性曲线10具有阶梯多边形的 形状。由调整过程，亦即关闭过程的次数来表达使用期限或使用寿命。 图3的横坐标表示的是从0至4000的关闭次数；纵坐标是以从0至9的适 配层形式表达的适配程度。适配层的级6、 7、 8、 9水平随着关闭过程增 加而下降。级6、 7、 8、 9分别配有子区间A、 B、 C、 D。
适配层的水平越高，适配的范围或程度也就越高(在有多个调整力比 较值的情况下，在目标曲线l的方向上的幅度变化)。例如，有多少调整 力比较值以什么样的数量变化的类型和方式是随情况变化而变化。在最简 单的情况下，待更新的调整力比较值的数量与各个适配层变化量相对应。 这就是说，在图3的范例中，紧接在第一次投入使用(级6)之后，根据配 置给该级的适配层改变8个调整力比较值的大小。这种变化的程度在第6 级是最大的，这就是说，对于这个范例，8个调整力比较值同样也变化8个 量化单位。显而易见，适配性可以根据应用情况进行其它的参数化，例 如，只用一部分调整力基准数据，其数值被用大量不同的量化单位进行适
配。在寿命的末期(图3中第9级)不再对多个调整力比较值进行更新， 而是只再对一个调整力比较值进行更新。这样就可以实现，在产品寿命的 该段期间(在该期间只考虑机械摩擦关系发生很小的变化)相应缓慢地进 行适配。
一次性的作用结果，例如一次作用力只对存储的调整力比较值有 很小的影响。因此，故障影响程度只是很小的。
通过上面借助于图2和图3的解释可以得出结论，调整力比较值的更 新是与使用寿命相关的。因此，可以考虑反面的要求，特别是在使用寿命
的开始和末期。变化的程度对整个使用寿命来说是下降函数在开始阶段 时是以高速度进行更新的，但是到末期是以低速度进行更新的。在开始阶 段适配速度高是这样实现的，即更新点的个数多和/或变化的程度大。到了 使用寿命的末期，起作用的是劍氐的适配速度。这种速度是这样达到的， 即只有少数的调整力比较值分别变化少量的量化单元，或只变化一个量化 单元。
所用附图标记一览表
1 实际获得的调整力特性曲线
2 输出特性曲线
3 经过首次调整过程后的调整力比较值特性曲线
4 经过第6次调整过程后的调整力比较值特性曲线
5 经过第14次调整过程后的调整力比较值特性曲线
6 第一级
7 第二级
8 第三级
9 第四级
10 作为关闭过程次数的函数的适配层 n 箭头
12 箭头
A、 B、 C、 D子区间
权利要求
1. 一种用于限制调整装置的由外力操纵的关闭件的过剩力的方法，在该方法中，夹紧保护系统在调整过程期间至少在调整行程的子区域内分别在关闭件的预定位置上获得实际调整力数值，并且将该实际调整力数值与调整力比较值进行比较，该调整力比较值已经保存在存储装置中，其中至少有一个存储的调整力比较值与调整装置的机械给定条件相适配，并且依据使用期限预先给出该适配的程度。
2.根据权利要求l的方法，其特征是所述适配的程度随着使用期限 的增加而降低。
3. 根据权利要求2的方法，其特征是适配程度的降低在整个使用期 限上是分级进行的。
4. 根据权利要求3的方法，其特征是每个级都配有使用期限的子区间，并且每个子区间都配有一定次数的关闭过程。
5. 根据权利要求4的方法，其特征是子区间的宽度各不相同。
6. 根据权利要求5的方法，其特征是配给每个子区间的关闭过程次 数随着使用期限的增大而变大。
7. 根据权利要求6的方法，其特征是在首次投入使用后紧接着的第一个子区间，适配程度达到最大。
8. 根据权利要求7的方法，其特征是在配给所述第一个子区间的调 整过程中进行适配时，改变多个调整力比较值。
9. 根据权利要求8的方法，其特征是在配给所述第一个子区间的调 整过程中进行适配时，至少有一个调整力比较值被改变了多个量化单位。
10. 根据权利要求6的方法，其特征是在一个调整过程中，所配给的 一定数量的调整力比较值被改变了多个量化单位。
11. 根据权利要求1至10的方法，其特征是在首次投入使用时调整力 比较值已经保存在存储装置中，这些调整力比较值不是以前通过该调整装 置的初始化过程获得的。
全文摘要
本发明所涉及的是一种用于限制调整装置的由外力操纵的关闭件的过剩力的方法，在该方法中，夹紧保护系统在调整过程期间至少在调整行程的子区域内分别在关闭件的预定位置上获得实际调整力数值，并且将该实际调整力数值与调整力比较值进行比较，该调整力比较值已经保存在存储装置中，其中至少有一个存储的调整力比较值与调整装置的机械给定条件相适配，并且依据使用期限预先给出该适配的程度。
文档编号H02H3/00GK101385212SQ200780005401
公开日2009年3月11日 申请日期2007年1月30日 优先权日2006年2月14日
发明者G·富克斯, R·莫拉韦克, S·霍尔兹曼 申请人:欧陆汽车有限责任公司