专利名称：用于确定调节部件的设定位置的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过霍尔传感器确定机动车辆的马达驱动的调节部件的设定位置的方法，所述霍尔传感器布置在由于马达旋转而旋转的磁场内，其中调节部件的驱动器被激活以使得调节部件朝向终止位置进行指定次数的接近，其中随调节部件朝向终止位置的每次接近，计数器改变一个计数值，且其中当达到指定次数的接近时执行到终止位置的标准化运行。本发明进一步涉及根据此方法运行的调节系统。
背景技术：
在现代的机动车辆中通常存在由电动马达驱动的多个调节装置或调节部件(调节元件)。所述调节部件例如是电动的车窗升降器或遮阳篷顶。在这种调节部件的设定过程中，应精确地达到希望的终止位置，为此目的，必须精确地知道调节元件的设定位置。此夕卜，也经常需要获知当前设定位置或可从其得出的参数，例如设定速度或行进的调节路径， 以用于可靠地检测夹住的情况。例如，DE 199 16 400 Cl公开了设置位置和旋转传感器以最精确地检测窗玻璃的可能的设定位置。所述传感器大体上包括两个相互以一定距离或角度偏置的霍尔传感器， 或包括具有两个霍尔探头(敏感表面)和多极(例如两极或四极)环形磁体的霍尔传感器 (Hall IC)，所述环形磁体布置在电动马达的驱动轴上。霍尔传感器检测由于牢固连接到驱动轴的环形磁体的旋转而导致的磁场的改变，且由此生成计数脉冲。它们与关于环形磁体的旋转方向且因此关于电动马达的旋转方向的信息一起被评估，这通过根据驱动器的旋转方向对计数脉冲向上或向下计数以由此指示窗玻璃的相应位置来进行。DE 10 2006 043 839 Al公开了带有迟滞的比较器电路(施密特触发电路)的在霍尔探头或霍尔传感器处发生的磁场改变转换为两个二进制脉冲序列，所述两个二进制脉冲序列例如相互偏移90度。上开关阈值和下开关阈值设在带有迟滞的此比较器电路内。马达或驱动器速度且因此调节部件的位置和电动马达或旋转驱动器的旋转方向可通过两个脉冲序列的比较而每单位时间对脉冲进行计数来确定。在带有两个终止位置(打开和关闭)的调节系统内，例如特别地在车窗升降驱动器的情况中，首先作为第一学习或标准化循环的一部分，直接接近终止位置的至少一个，且在此位置将计数器的计数值设定为特定值，特别地设定为零。在由于驱动器或电动马达在相反方向上的激活而向另一个终止位置移动期间，霍尔传感器生成多个计数脉冲，所述计数脉冲例如使位置计数器增加，因此当达到另一个终止位置时，当前的计数器状态被赋予到该终止位置，且例如被存储。因此，被驱动的调节部件沿调节路径在两个终止位置之间的每个位置被赋予了位置计数器的计数值。在随后的到此终止位置移动期间(接近循环)，特别地向关闭位置的移动期间，为了增加寿命，驱动器在正常运行期间在即将达到标准化的计数值前被停止，以仅基于系统的惯性执行所谓的调节元件到终点止挡(也称为捕获区或进入密封)中的平稳起动。考虑到调节系统内在正常使用期间、例如终止位置发生的计数改变，以及对调节系统进行后期调节，DE 195 27 456 B4公开了在指定次数的接近循环之后无平稳起动情况下的在标准化运行中朝向终止位置的移动，以及为标准化的目的将计数器再次设定到特定值，例如再次设定为零。以此方式，指定了固定次数的接近，其后在每个情况中进行标准化运行。此外，替代固定的指定次数的接近循环，DE 198 38 293 Al公开了将循环次数设定为可变的，且为此目的，在每个标准化运行之后为随后的接近循环生成随机数，此后进行下一个标准化运行。通过生成随机数，所述随机数随着待定位的调节部件的每次接近循环而递减，直至触发标准化运行的指定计数值，从而系统的磨损据称被降低，且寿命增加。
发明内容
本发明的目的是提供对于调节部件的位置精度和寿命尽可能优化的方法，以确定机动车辆的马达驱动的调节部件的设定位置。此外，提供了特别适合于此目的的调节系统。关于方法，所述目的根据本发明通过权利要求1的特征实现。有利的改进和变型是引用该权利要求的从属权利要求的主题。为此目的，随着每次调节部件朝向终止位置特别是朝向关闭位置接近，计数器改变一个计数值，特别地减少一个计数值。如果达到确定调节部件朝向终止位置的特定接近次数的接近值或标准值，则通过在不事先关闭驱动器的情况下控制调节部件到终止位置来执行标准化运行。然后，将计数器再次设定为不同的指定的开始或标准值(初始值)。如此， 另外地根据霍尔传感器的解除激活或激活循环的次数，发生计数器的改变，为此目的，检测霍尔传感器的每次解除激活或激活，且在每个情况中将计数器改变一个计数值。本发明在此方面基于如下假设，即当所要求的标准化运行单独且自动地以最可靠且因此节约资源的方式可适合于调节系统的运行条件或使用者特定的条件时，所述标准化运行的次数可优化。在此情况中，特定的条件可通过在调节系统内存在的或已包含在分配到调节系统的电子器件内的信息来表示。为此特别合适的是霍尔传感器的解除激活和激活的使用者特定的不同次数，即在车辆或调节系统的控制电子器件(且因此霍尔传感器的电源)的开启和关闭后的所谓的“睡眠和唤醒循环”的次数。本发明因此基于如下认识，即可能发生导致在霍尔传感器使用期间的错误计数的状态，在所述霍尔传感器中电平改变随超过上开关阈值及低于下开关阈值发生，且在迟滞内规定特定的电平，例如高电平。当因温度或运行而导致开关阈值偏移并且因此脉冲被过计数或不足计数时，特别地在霍尔传感器关闭(睡眠)及在霍尔传感器再次开启(唤醒) 之后，存在霍尔传感器的即刻计数错误的风险。此外，如已认识到的，此唤醒和睡眠循环发生越频繁，则霍尔传感器或对传感器脉冲计数的位置计数器的错误计数可能性且因此调节部件的位置不精确性越高。通过检测这些循环(解除激活或激活循环)的次数，因此可获得待执行的标准化运行的频度的系统固有信息。在此，霍尔传感器的此解除激活或激活循环发生得越频繁，则标准化运行应执行得越频繁。类似地，例如与必需的标准化运行的指定次数相比，在仅有相对低的霍尔传感器解除激活循环的次数的情况下，标准化运行的次数可因车辆而异地降低；这降低了调节系统的磨损且增加了其寿命。因此，优选地，当霍尔传感器解除激活循环中超过计数器的最小值时，用于接近或标准化循环的计数器改变一个计数值。如需要，则计数器可合适地减少一个计数值。否则， 计数器不降低，但优选地查询计数器是否已达到设定的或指定的计数器状态(初始计数值)。优选地，查询计数器是否恰好为零。可选择地，执行标准化运行，而否则检测且查询霍尔传感器的新的解除激活和激活事件。与根据霍尔传感器激活循环的次数的计数值改变并行，当检测到调节部件朝向或进入终止位置的接近时，计数器改变一个计数值，特别地减少一个计数值。如果执行了标准化运行，则计数器设定为开始值或初始值或可参数化的新的最大值，以便然后检测且再次对霍尔传感器的激活或解除激活循环和调节部件朝向或到终止位置的接近循环进行计数。关于调节系统，该目的根据本发明通过权利要求7的特征实现。有利的改进和变体是引用该权利要求的从属权利要求的主题。为此目的，调节系统包括霍尔传感器，所述霍尔传感器暴露于由于马达、特别地固定到马达轴的环形磁体旋转而旋转的磁场。合适地具有微处理器或具有微处理器形式的控制单元控制霍尔传感器的解除激活和再次激活。此外，控制单元控制调节部件朝向终止位置的驱动而使调节部件进行多次接近，且如果需要，则开始到终止位置的标准化运行。在每个情况中，随着调节部件朝向终止位置的每次接近及根据解除激活和激活次数，计数器改变一个计数值。在此情况中，控制单元检测霍尔传感器的每次解除激活和随后的激活。控制单元根据由霍尔传感器生成的计数脉冲控制调节部件的驱动，以使调节部件沿两个终止位置之间的调节路径移动。为此目的，控制单元具有位置计数器，所述位置计数器评估霍尔传感器的传感器脉冲，且当调节部件处于终止位置时，将用于确定标准化运行的计数器改变一个计数值。在此情况中，霍尔传感器的激活或解除激活优选地取决于代表机动车辆的运行状态的状态信号的状态而发生，例如取决于车辆点火的开启或关闭且因此控制单元(控制电子器件)的电源的开启或关闭，所述控制单元又例如经由带恒压电路的驱动器控制霍尔传感器。
下面将使用附图更详细地描述本发明的示例性实施例。各图为图1示意性地示出了用于马达驱动的调节部件的调节系统，其用于执行所述方法，且图2示出了本发明的方法的流程图。
具体实施例方式图1示意性地示出了调节系统(也称为驱动系统)1，特别地用于机动车辆的车窗升降器或车窗升降器驱动器的调节系统1。调节系统1包括用于可逆的电动马达4的控制单元2，所述控制单元2具有微处理器3，所述电动马达4通过以虚线指示的传动装置5连接到待定位的调节部件6，所述调节部件6在此为车辆的车窗。待定位的调节部件6在以双箭头示出的调节方向7上被电动马达4在两个方向上移动，直至终止位置处的终点止挡，在此仅示出了关闭位置8。在终止位置8前的一小距离处存在停止位置8’，在所述停止位置 8，处调节部件6被控制单元2停止。停止位置8，在此选择为，使得到达所述停止位置8，CN 102472633 A说明书4/6 页
的调节部件6实际上通过电动马达4主动地停止，但由于系统的惯性而在事实上不被驱动情况下缓和地移动到终止位置8。电动马达4配有对磁场敏感的位置传感器9，所述位置传感器9暴露于牢固地布置在马达轴10上的环形磁体11的磁场，所述磁场因马达旋转而改变。位置传感器9生成脉冲形传感器信号$，该信号的脉冲序列提供到控制单元2，以评估调节部件6的位置、移动方向和/或速度。控制单元2的位置计数器12因此根据调节部件6的运动方向来对位置传感器9的信号$的传感器脉冲进行向上或向下计数。位置计数器12的每个计数值因此被赋予调节部件6沿其在(未示出的)终止位置(打开位置)和终止位置8 (关闭位置) 之间的调节路径的具体位置。优选地，将带有两个间隔开的的霍尔探头(为两个敏感表面的形式)的霍尔传感器设置为位置传感器9，以形成传感器内部评估电子器件，例如在ASIC技术(特定用途集成电路)中，所述电子器件另外集成在半导体芯片(Hall IC)内(DE 101 54 498 B4)。在存在环形磁体11的与传感器9的敏感表面垂直的磁场的情况下，可测量霍尔电压，所述霍尔电压与磁通密度(感应)成比例。基于霍尔电压和磁通密度之间的该比例，通过传感器 9检测到磁通密度的改变(磁场改变)，从而与其成比例的霍尔电压变化可被评估作为传感 ^fn 5 Sp ο取决于环形磁体11距传感器9的霍尔表面的距离，对于霍尔电压获得作为旋转角的函数的至少大致正弦曲线。如果作为旋转角的函数的正弦磁通密度的相关场分量(霍尔电压)超过上开关阈值，则脉冲序列内的脉冲从第一逻辑电平改变到第二逻辑电平。该状态维持直至磁通密度的相关场分量或霍尔电压低于下开关阈值。因此，传感器信号$的脉冲序列，例如低于下阈值和在两个开关阈值之间的迟滞之内的脉冲序列，包含了高电平(逻辑1)，直至再次超过上开关阈值。因此，低电平(逻辑 0)维持在传感器信号$的脉冲序列迟滞内，直至该值再次下降到低于下开关阈值。上开关阈值和下开关阈值绕迟滞的中心线对称地设置，所述中心线代表了磁通密度或霍尔电压的大致正弦的路线的过零。低电平总是规定为高于上开关阈值且高电平低于上开关阈值的状态定义典型地在CMOS霍尔传感器中存在。位置传感器或霍尔传感器9通过控制单元2或其微处理器3控制，即特别地被开启和关闭且因此被激活或解除激活。这通过示出的开关13表示。传感器9的此激活或解除激活根据机动车辆的运行状态发生。例如，如果机动车辆的点火关闭，则因此控制单元2 或微处理器3从例如所使用的控制单元2的相应的连接终端(终端1 处的输入信号14 的状态而检测到此情况。车辆的运行状态也可通过车辆内部总线系统作为输入信号14提供到控制单元2。车辆通过控制单元2的解除激活导致传感器9的解除激活(睡眠)。传感器9的激活(唤醒)与车辆的再次激活类似地通过控制单元2发生。该睡眠和唤醒循环且因此传感器9的解除激活和随后的激活的次数对计数器15进行了初始化，以将其参数化的开始值 (因此特定的初始计数值)改变，特别地减少一计数值。如果计数器15已达到特定的也可参数化的结束计数值，例如计数器的零状态，则因此在调节系统1的下一次致动期间，即在车窗提升器的示例性实施例中，自动进行标准化运行，其间由控制单元2控制的电动马达4 不在停止位置8’处停止或关闭。而是，在该标准化运行期间，调节部件6在马达不停止的情况下移动至终止位置8，然后位置计数器12设定到其开始值，例如设定到零计数值。由此，位置计数器12被标准化，其当前计数值(计数器状态)现在再次与调节部件6的实际终止位置8同步。以此方式，在调节部件6先前接近停止位置8，或超过停止位置8，到终止位置8期间，因为温度导致的或运行导致的传感器9的迟滞开关阈值的变化而发生的可能的错误计数误差被补偿或修正。此外，随着调节部件6朝向终止位置8的每次接近，计数器15的初始值或标准值减少一个计数值。因此，调节部件6朝向或到终止位置8的接近循环的频度被考虑到，使得作为接近循环的结果发生的且根据接近循环的次数而可能累积的错误计数的误差可通过取决于该接近次数的或多或少频繁的标准化运行而被补偿，以此修正了位置计数器12的具体计数器状态。如此，则计数器12和15可相互分开或可为单个计数器16。存储在控制单元2中或微处理器3中的、依据其执行本发明的方法的算法的过程在图2中以流程图(程序框图)的形式图示。所示的流程图大体上图示了根据检测到的传感器9的解除激活和激活循环的次数来初始化标准化运行的过程。如果在子步骤20中发生传感器9的激活(唤醒)，那么第一计数器15被加载，即设定了其参数化的初始值&。在此情况中，初始值可代表或指定例如调节部件6到终止位置8的五十(50)个开始循环。如果在下一个子步骤21中发生调节部件6的激活，那么在随后的子步骤22中查询这是否是使得调节部件6移动到终止位置8的接近循环的情况。可选择地，计数器，即计数器的初始计数值Z减少一个计数值而成为值Z-I。如果不发生到终止位置8的移动，那么在子步骤23中查询是否先前已发生了传感器9的激活(唤醒)。可选择地，在子步骤25中发生使得计数器15的计数值Z减少一个计数值。替代地，可在子步骤M中事先查询计数器15的计数值Z是否超过事先参数化的最小计数值zmin。在此子步骤M中必须满足相应的条件Z > Zmin，使得计数器15在子步骤 24中减少一个计数值。否则，即如果计数器已达到最小值Zmin，则直接在子步骤沈中查询计数器或计数值Z是否恰好等于零。否则，在计数器已在子步骤25中减少一个计数值之后， 在子步骤沈中进行此查询。如果达到计数值或计数器状态Z = 0，则在子步骤27中初始化标准化运行，且计数器15因而在子步骤观中再次设定。在该情况中，计数器15设定为原始的初始值\或设定为可参数化的最大值T^ = Zfflax0如果在子步骤沈中的查询指示了计数器15不等于零，则在子步骤四中查询是否已要求或已发生传感器9的解除激活(睡眠)。可选择地，计数器15的当前的计数器状态被存储且在子步骤31中记录解除激活(睡眠)的发生。在解除激活(睡眠)之后初始化的传感器9的激活(唤醒)又引导至子步骤20，以此使过程再次运行，且以计数器15的加载或设定开始。附图标记列表1 调节/驱动系统2 控制单元3 微处理器4 电动马达5 传动装置
6 调节部件/车辆车窗玻璃7 调节装置8 终止位置8， 停止位置9 位置传感器/霍尔传感器10 马达轴11 环形磁体12 位置计数器13 开关14 输入信号15、16 计数器20至31流程图子步骤Sp 位置信号
权利要求
1.一种用于通过霍尔传感器(9)确定机动车辆的马达驱动的调节部件(6)的设定位置的方法，所述霍尔传感器(9)布置在旋转的磁场中，其中所述调节部件(6)的驱动器被激活以使得调节部件(6)朝向终止位置(8)进行指定次数的接近，其中随着调节部件(6) 朝向终止位置(8)的每次接近，计数器(1 改变一个计数值，且其中当达到所述指定次数的接近时，执行朝向终止位置(8)的标准化运行，其特征在于，检测霍尔传感器(9)的每次解除激活和/或激活，且根据解除激活和激活循环的次数来改变计数器(1 的计数器状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在解除激活和激活循环中，当超过计数器 (15)的最小值(Zmin)时，计数器(15)改变一个计数值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于每次解除激活和激活循环，计数器(15)减少一个计数值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，取决于机动车辆的运行状态，霍尔传感器(9)被激活或解除激活。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，当达到计数器结束状态(Z =0)时，开始标准化运行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在标准化运行之后，将计数器(15)设定为最大值(Zmax)。
7.一种用于机动车辆的马达驱动的调节部件(6)的调节系统(1)，特别地用于执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法，-具有霍尔传感器(9)，所述霍尔传感器(9)暴露于由于马达旋转、特别地固定到马达轴的环形磁体旋转而旋转的磁场，-具有控制单元O)，所述控制单元⑵控制霍尔传感器(9)的解除激活和激活，且控制调节部件(6)的驱动器⑷以可进行调节部件(6)朝向终止位置⑶的多次接近，且然后进行朝向终止位置(8)的标准化运行，并且-具有计数器(15)，随着调节部件(6)朝向终止位置(8)的每次接近，所述计数器(15) 改变一个计数值，其特征在于，-控制单元( 检测霍尔传感器(9)的每次解除激活和随后的激活，并且-计数器(1 根据激活和解除激活循环的次数来改变计数器状态。
8.根据权利要求7所述的调节系统(1)，其特征在于，控制单元(2)根据由霍尔传感器 (9)生成的计数脉冲(SP)来控制调节部件(6)的驱动器G)，以使调节部件(6)沿调节路径(7)在两个终止位置(8)之间移动。
9.根据权利要求7或8所述的调节系统(1)，其特征在于，控制单元(2)具有位置计数器(12)，所述位置计数器(1 评估霍尔传感器(9)的传感器脉冲(Sp)，且当调节部件(6) 处于终止位置(8)时使计数器(1 改变一个计数值。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的调节系统(1)，其特征在于，控制单元(2)根据代表机动车辆的运行状态的状态信号(14)的状态来对霍尔传感器(9)进行激活或解除激活。
全文摘要
本发明涉及调节系统(1)，以及涉及通过布置在旋转磁场中的霍尔传感器(9)确定机动车辆的马达驱动的调节部件(6)的设定位置(8)的方法，其中调节部件(6)的驱动器(4)被激活以进行调节部件(6)朝向终止位置(8、8’)的指定次数的接近，其中随着调节部件(6)朝向终止位置(8、8’)的每次接近，计数器(15)改变计数值，其中当达到指定次数的接近时，执行到终止位置(8、8’)的标准化驱动，且其中检测霍尔传感器(9)的每次解除激活和/或激活，且根据解除激活和激活循环的次数来改变计数器(15)的计数器状态。
文档编号B60J7/057GK102472633SQ201180002672
公开日2012年5月23日 申请日期2011年1月20日 优先权日2010年3月2日
发明者克里斯蒂安·费特尔 申请人:博泽哈尔施塔特汽车零件两合公司