DE202005015869U1

DE202005015869U1 - Steuerungsvorrichtung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs

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Publication number: DE202005015869U1
Application number: DE202005015869U
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2015-10-07
Also published as: US20090138161A1; JP2009510296A; JP5096347B2; DE112006002569A5; US8068960B2; WO2007039198A1

Abstract

Steuerungsvorrichtung (1) einer Verstelleinrichtung (V) eines Kraftfahrzeuges zur Steuerung eines angetriebenen Verstellelementes (E) des Kraftfahrzeugs in einer Verstellbewegung entlang eines Verstellweges (X) wobei die Steuerungsvorrichtung (1) eine Speichereinheit (10) mit einem nicht flüchtigen digitalen Speicher (110) mit mehr als 10^8 Schreibzyklen aufweist und eingerichtet ist, eine Vielzahl von Verstelldaten (D) zu erfassen, die einer Position oder einer Geschwindigkeit des Verstellelementes (E) entlang des Verstellweges (X) zugeordnet sind, wobei die Steuerungsvorrichtung (1) die erfassten Verstelldaten (D) durch einen Auslösevorgang getriggert fortlaufend im nicht flüchtigen digitalen Speicher (110) speichert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeuges.
Eine solche Steuerungsvorrichtung ist zur Steuerung eines angetriebenen Verstellelementes des Kraftfahrzeugs in einer Verstellbewegung entlang eines Verstellweges vorgesehen, wobei die Steuerungsvorrichtung eine Speichereinheit mit einem nicht flüchtigen digitalen Speicher aufweist. Die Steuerungsvorrichtung ist eingerichtet, eine Vielzahl von Verstelldaten zu erfassen, die einer Position oder einer Geschwindigkeit des Verstellelementes entlang des Verstellweges zugeordnet sind.
Unter den Begriff des „Erfassens von Verstelldaten" fällt sowohl die Variante, dass Verstelldaten in Form von Messwerten oder Statusdaten einer im Verhältnis zur Steuerungsvorrichtung externen Sensoreinrichtung bzw. einer Baugruppe registriert werden als auch die Variante, dass die Steuerungsvorrichtung selbst Mittel zum Generieren von Messwerten bzw. zur Abfrage von Statusdaten aufweist und somit die Verstelldaten misst.
Derartige Steuerungsvorrichtungen sind insbesondere zur Steuerung einer als Fensterhebersystem ausgebildeten Verstelleinrichtung aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Steuerungsvorrichtungen sind derart ausgebildet, dass der Status der elektrischen Baugruppen sowie die Positionsinformation der angesteuerten Mechanik nach Abschluss einer Positionsänderung oder bevor die Steuerungsvorrichtung in den sleep-mode übergeht im nicht flüchtigen Speicher der Steuerungsvorrichtung abgelegt werden. Tritt während der Positionsänderung der Mechanik ein Spannungsausfall oder ein Reset des in der Steuerungsvorrichtung vorgesehenen Microcontrollers auf, ist die aktuelle Position der Mechanik beim nächsten Hochfahren der Steuerungsvorrichtung nicht mehr bekannt. Bei einem Fensterhebersystem führt dies beispielsweise zu einer so genannten Denormierung des Fensterhebersystems.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, eine Steuerungsvorrichtung zu schaffen, die auf einfache und kostengünstige Weise die genannten Nachteile überwindet.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Steuerungsvorrichtung mit einem nicht flüchtigen digitalen Speicher mit mehr als 10^8 Schreibzyklen auszustatten, wobei die Steuerungsvorrichtung die erfassten Verstelldaten durch einen Auslösevorgang getriggert fortlaufend im nicht flüchtigen digitalen Speicher speichert.
Die Zwangskopplung des Abspeicherns von Verstelldaten in einem nicht flüchtigen digitalen Speicher an einen Auslösevorgang gewährleistet, dass Verstelldaten bis zu dem Zeitpunkt vorliegen, von dem an wegen Spannungseinbrüchen bzw. Spannungsausfällen oder wegen eines Systemresets keine Verstelldaten mehr zur Verfügung stehen.
Dazu ist es vorteilhaft, die Steuerungsvorrichtung derart auszubilden, dass als Auslösevorgang eine definierte Zeiteinheit während der Verstellbewegung des Verstellelementes und/oder ein detektiertes Bewegungsintervall des Verstellelementes entlang des Verstellweges vorgesehen ist.
Bevorzugt weist der Speicher mehr als 10^9 Schreibzyklen und eine Schreibzeit von weniger als 1 μs auf. Dadurch ist eine hinreichende Auflösung der erfassten Verstelldaten in zeitlicher und räumlicher Hinsicht über den Zeitraum üblicher Kraftfahrzeug-Lebenszeiten sichergestellt.
Die Verstelldaten lassen sich bevorzugt als zur Verstellbewegung des Verstellelements korrelierende Daten wie beispielsweise Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und Drehmoment des Verstellelementes und/oder des Verstellelement-Antriebs und/oder als Steuersignale und/oder als auf die Verstellbewegung einwirkende, gemessene Größen wie beispielsweise mechanische Erschütterungen, Temperatur und die Bordnetzspannung abspeichern.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Steuerungsvorrichtung eine Schnittstelle, die sich zum Anschluss an ein Bussystem zur Übertragung von Steuersignalen und/oder von Messsignalen zwischen der Steuerungsvorrichtung und im Verhältnis zur Steuerungsvorrichtung externen Sensoren eignet. Dazu bieten sich insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten CAN-/LIN-Bussysteme an. Diese Bussysteme umfassen die Funktionalität der Übertragung von Steuersignalen und/oder Messsignalen zwischen der Steuerungsvorrichtung und im Verhältnis zur Steuerungsvorrichtung extern angeordneter Sensoreinrichtungen im Kraftfahrzeug.
Es bietet sich an, dass der nicht-flüchtige digitale Speicher zusätzlich Verstelldaten in Form von Statusdaten des Bussystems und/oder in Form von Statusdaten an das Bussystem angeschlossener Funktionseinheiten abspeichert.
Weiterhin ist es von Vorteil, einen in der Steuerungsvorrichtung implementierten Algorithmus vorzusehen, der mittels zumindest einiger der im Speicher vorhandenen Verstelldaten ein Nachlaufverhalten der mit der Steuerungsvorrichtung zusammenwirkenden Verstelleinrichtung beim Ausfall der Energieversorgung der Verstelleinrichtung extrapoliert. Auf diese Weise lässt sich die tatsächliche Position des Verstellelementes entlang des Verstellweges nach einer erneuten Inbetriebnahme der Verstelleinrichtung ermitteln. Die entsprechenden Algorithmen sind dazu in mikroelektronischer Form vorgesehen.
Für den nicht flüchtigen Speicher lassen sich insbesondere Speicherzellen in Form von Magnetoresistive-RAM, Ferroelectric-RAM und/oder Phase-Change-RAM einsetzen, die die benötigten Eigenschaften im Hinblick auf die Anzahl der Schreibzyklen und die Schreibgeschwindigkeit aufweisen.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, dass die Steuerungsvorrichtung einen Zeitgeber umfasst oder mit einem externen Zeitgeber zusammenwirkt, der derart eingerichtet ist, dass dieser in definierten Zeitintervallen das Speichern von Verstelldaten im Speicher auslöst.
Dabei kann es nützlich sein, wenn der nicht-flüchtige Speicher als zusätzliche Verstelldaten Informationen über den Status des Zeitgebers abspeichert.
Eine Variante der Steuerungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese mit einer Sensoreinrichtung zur Ermittlung von Positionsdaten des Verstellelementes ausgebildet ist. Bevorzugt umfasst eine solche Sensoreinrichtung einen Hallsensor. Dieser ist derart eingerichtet, dass eine detektierte Flanke eines Detektorsignals als Auslösevorgang zur Speicherung von Verstelldaten im nicht flüchtigen Speicher dient oder einen solchen Auslösevorgang initiiert.
Es ist vorteilhaft, wenn der nicht-flüchtige Speicher als zusätzliche Verstelldaten Informationen über den Status der Sensoreinrichtung abspeichert.
In einer weiteren Variante der Speichereinheit ist vorgesehen, neben dem nicht flüchtigen Speicher einen flüchtigen RAM-Speicher vorzusehen, der insbesondere dem Zwischenspeichern von Verstelldaten dient.
Bevorzugt umfasst die Steuerungsvorrichtung einen Mikrocontroller zur Steuerung der Verstelleinrichtung und zur Speicherung der Verstelldaten, wobei der Mikrocontroller zusammen mit dem nicht flüchtigen Speicher in einem gemeinsamen Bauelementegehäuse integriert ist.
Vorangehend genannte Steuerungsvorrichtungen eignen sich in sämtlichen Merkmalskombinationen insbesondere zum Einsatz für ein Einklemmschutzsystem einer Verstelleinrichtung in einem Kraftfahrzeug. Dabei wird die Funktionalität zur Steuerung des Verstellelementes mit der des Einklemmschutzes kombiniert.
Ebenso lassen sich die verschiedenen Steuerungsvorrichtungen für die Verstellelemente von Verstelleinrichtungen einsetzen, die keine Funktionalität eines Einklemmschutzes aufweisen.
Die beschriebenen Steuerungsvorrichtungen eignen sich insbesondere für eine als Fensterhebersystem oder als Sitzverstellsystem ausgebildete Verstelleinrichtung.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Zusammenhang der in den folgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 1 mit extern angeordneten Sensoren eS;
2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 1 mit einer integrierten Sensoreinrichtung 12 und
3: eine schematische Darstellung von Signalimpulsen, deren aufsteigende Flanken 120 als Auslösevorgang zum Speichern von Verstelldaten D dienen.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Steuerungsvorrichtung 1 in einer schematischen Darstellung. In einem gemeinsamen Bauelementegehäuse 14 sind ein Mikrocontroller 13, eine Speichereinheit 10 mit einem nicht flüchtigen digitalen Speicher 110, ein Zeitgeber 11 und ein flüchtiger RAM-Speicher 111 angeordnet. Der nicht flüchtige Speicher 110 umfasst eine Mehrzahl von Speicherzellen 110a. Als zentrales Bauelement ist der Mikrocontroller 13 mit dem Zeitgeber 11, dem nicht flüchtigen Speicher 110 und dem flüchtigen Speicher 111 verbunden.
Die schematisch dargestellten Komponenten werden üblicherweise mittels mikroelektronischer Bauelemente umgesetzt. Dann ist es selbstverständlich möglich, die hier getrennt gezeigten Komponenten in ihrer Funktionalität zu integrieren. Das heißt, der Mikrochip des Mikrocontrollers 13 umfasst beispielsweise den flüchtigen RAM-Speicher 111 sowie den Zeitgeber 11.
Die Steuerungsvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Schnittstelle zum Anschluss an ein Bussystem B. Dieses Bussystem B stellt sowohl eine Wirkverbindung zwischen der Steuerungsvorrichtung 1 und einer zu steuernden Verstelleinrichtung V als auch zu weiteren, mit dem Bussystem B verbundenen externen Funktionseinheiten FU und/oder externen Sensoren eS bereit.
Bei der hier beispielhaft gezeigten Verstelleinrichtung V handelt es sich um ein Fensterhebersystem. Ein als Fensterscheibe ausgebildetes Verstellelement E lässt sich entlang eines Verstellweges X motorisch auf und ab bewegen. Verstelldaten D, beispielsweise in Form von Informationen über das Verstellelement E (Position X_E, Geschwindigkeit V_E, Antriebsdrehmoment M_E), lassen sich über einen mit dem Antrieb des Verstellelementes E zusammen wirkenden externen Sensor eS ermitteln und über das Bussystem B an den Mikrocontroller 13 der Steuerungsvorrichtung 1 übertragen.
Weitere Verstelldaten beispielsweise in Form von Messwerten zusätzlicher externer Sensoren eS und/oder Statusdaten externer Funktionseinheiten FU stehen dem Mikroprozessor 13 der Steuerungsvorrichtung über das sämtliche Baugruppen verbindende Bussystem B zur Verfügung. Selbstverständlich ist ein einheitliches Bussystem nicht zwingend. Zum Bereitstellen von Verstelldaten ist ebenso denkbar, dass eine Mehrzahl parallel zueinander bestehender Datenleitungssysteme vorgesehen sein kann.
Die Steuerungsvorrichtung 1 ist derart ausgebildet, dass der Mikrocontroller 13 gewährleistet, dass Verstelldaten D getriggert durch einen Auslösevorgang in der nicht flüchtigen Speichereinheit 10 abgelegt werden. Der Auslösevorgang kann beispielsweise als definiertes Zeitintervall Δt bestehen. Das heißt, während einer Bewegung des Verstellelementes E entlang des Verstellweges X werden nach den definierten Zeiträumen Δt die jeweils aktuellen Verstelldaten D in der Speichereinheit 10 abgelegt. Dadurch ist sichergestellt, dass insbesondere nach einem Spannungseinbruch oder nach einem Reset des Mikrocontrollers 13 keine Denormierung im Hinblick auf die Position des Verstellelementes E der Verstelleinrichtung V eintritt. Außerdem kann der Mikrocontroller 13 einen Algorithmus zur Simulation des Nachlaufverhaltens des Verstellelementes E nach einem Spannungseinbruch bzw. einem Spannungsausfall aufweisen. Dadurch lässt sich auch für die Fälle die Denormierung der Verstelleinrichtung verhindern, wenn das bewegte Verstellelement E aufgrund seiner Trägheit auch nach einem Abschalten des zugeordneten Antriebs eine gewisse Strecke des Verstellweges X nachläuft, bevor es zum Stillstand abgebremst ist.
Die in 2 gezeigte zweite Ausführungsform der Steuerungsvorrichtung 1 entspricht hinsichtlich ihres Aufbaus umfassend den Zeitgeber 11, den Mikrocontroller 13, den flüchtigen RAM-Speicher 111 und der nicht flüchtigen Speichereinheit 10 dem in 1 gezeigten Aufbau. Daher wird auf die vorangehend gemachten Ausführungen verwiesen, die hier entsprechend gelten.
Anders als bei der ersten Ausführungsform umfasst die Steuerungsvorrichtung 1 eine Sensoreinrichtung 12. Diese Sensoreinrichtung 12 dient hier dazu, Verstelldaten D in Form von Messwerten betreffend die Verstellbewegung eines Verstellelementes E einer mit der Steuerungsvorrichtung 1 zusammenwirkenden Verstelleinrichtung V zu ermitteln. Die in 1 als externer Sensor eS der Verstelleinrichtung V vorgesehene Messeinrichtung von Verstelldaten D insbesondere in Form von Position X_E, Geschwindigkeit V_E, Antriebsdrehmoment M_E des bewegten Verstellelementes E ist hier in die Steuerungsvorrichtung 1 integriert.
In 2 ist die Verbindung zwischen der Steuerungsvorrichtung 1 und der Verstelleinrichtung V nicht als Bussystem bezeichnet. Dies soll lediglich verdeutlichen, dass die Steuerungsvorrichtung 1 auch über andere Verbindungsleitungen als über ein Bussystem mit der Verstelleinrichtung V zusammenwirken kann. Ebenso ist denkbar, dass die Steuerungsvorrichtung 1 baulich in die Antriebseinrichtung des Verstellelementes E integriert ist.
Als zweite Variante eines die Speicherung von Verstelldaten D triggernden Auslösevorgangs ist es ebenso möglich, diesen als einen charakteristischen Bereich eines die Verstellbewegung repräsentierenden Sensorsignals vorzusehen. Beispielhaft ist in 3 eine Abfolge von Hall-Sensor-Pulsen dargestellt. Der Abstand zwischen den aufsteigenden Flanken 120 zweier Pulse entspricht einem definierten Weg, den ein Verstellelement E entlang seines Verstellweges X zurückgelegt hat. Koppelt man das Ablegen von Verstelldaten D in der nicht flüchtigen Speichereinheit 10 an die gezeigte aufsteigende Flanke 120 eines die Bewegung des Verstellelementes E charakterisierenden Signalpulses, so ist sichergestellt, dass Verstelldaten D gespeichert werden, sobald eine Bewegung des Verstellelementes E auftritt.
Es ist selbstverständlich, dass die Steuerungsvorrichtung 1 mit einer Kombination verschiedener Auslösevorgänge zur Speicherung von Verstelldaten D ausgebildet werden kann. Außerdem ist denkbar, situationsabhängig unterschiedliche Auslösevorgänge vorzusehen. Beispielsweise ist denkbar, auch bei unbewegtem Verstellelement E nach definierten Zeitintervallen jeweils Verstelldaten D abzuspeichern, die sich unabhängig von einer Bewegung des Verstellelementes E ändern können. Dies betrifft insbesondere die Betriebstemperatur, die Betriebsspannung und Statusdaten anderer Funktionseinheiten des Kraftfahrzeuges.

1: Steuerungsvorrichtung
10: Speichereinheit
11: Zeitgeber
12: Sensoreinrichung
13: CPU
14: Bauelementegehäuse
110: nicht flüchtiger digitaler Speicher
110a: Speicherzellen
111: flüchtiger RAM-Speicher
120: aufsteigende Flanke eines Sensorsignales
B: Datenbus
D: Verstelldaten
E: Verstellelement
FU: externe Funktionseinheit
eS: externer Sensor
V: Verstelleinrichtung
X: Verstellweg

Claims

Steuerungsvorrichtung (1) einer Verstelleinrichtung (V) eines Kraftfahrzeuges zur Steuerung eines angetriebenen Verstellelementes (E) des Kraftfahrzeugs in einer Verstellbewegung entlang eines Verstellweges (X) wobei die Steuerungsvorrichtung (1) eine Speichereinheit (10) mit einem nicht flüchtigen digitalen Speicher (110) mit mehr als 10^8 Schreibzyklen aufweist und eingerichtet ist, eine Vielzahl von Verstelldaten (D) zu erfassen, die einer Position oder einer Geschwindigkeit des Verstellelementes (E) entlang des Verstellweges (X) zugeordnet sind, wobei die Steuerungsvorrichtung (1) die erfassten Verstelldaten (D) durch einen Auslösevorgang getriggert fortlaufend im nicht flüchtigen digitalen Speicher (110) speichert.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Auslösevorgang als eine definierte Zeiteinheit (Δt) während der Verstellbewegung des Verstellelementes (E) und/oder als ein detektiertes Bewegungsintervall (Δx) des Verstellelementes (E) entlang des Verstellweges (X) ausgebildet ist.
Steuerungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Speicher (110) mehr als 10^9 Schreibzyklen und eine Schreibzeit von weniger als 1 μs aufweist.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuerungsvorrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass sich als Verstelldaten (D) zur Verstellbewegung des Verstellelements (E) korrelierende Daten und/oder auf die Verstellbewegung einwirkende, gemessene Größen und/oder Steuersignale abspeichern lassen.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsvorrichtung (1) eine Schnittstelle zum Anschluss an ein Bussystem (B), zur Übertragung von Steuersignalen und/oder Messsignalen zwischen der Steuerungsvorrichtung (1) und im Verhältnis zur Steuerungsvorrichtung (1) externen Sensoren (eS) ausgebildet ist.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 5, wobei der Speicher (110) zusätzlich Verstelldaten in Form von Statusdaten des Bussystems und/oder Statusdaten an das Bussystem angeschlossener Funktionseinheiten (FU) abspeichert.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei in der Steuerungsvorrichtung (1) ein Algorithmus implementiert ist, der mittels zumindest einiger der im Speicher (110) vorhandenen Verstelldaten (D) ein Nachlaufverhalten der mit der Steuerungsvorrichtung (1) zusammenwirkenden Verstelleinrichtung (V) beim Ausfall der Energieversorgung der Verstelleinrichtung (V) extrapoliert.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Speicher (110) Speicherzellen (110a) in Form von Magnetoresistive-RAM, Ferroelectric-RAM und/oder Phase-Change-RAM aufweist.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsvorrichtung einen Zeitgeber (11) aufweist, der derart eingerichtet ist, dass dieser das Speichern von Verstelldaten (D) im Speicher (110) triggert.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 9, wobei der Speicher (10) als zusätzliche Verstelldaten (D) Informationen über den Status des Zeitgebers (11) abspeichert.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsvorrichtung eine Sensoreinrichtung (12) zur Ermittlung von Positionsdaten des Verstellelementes (E) aufweist.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 11, wobei die Sensoreinrichtung (12) einen Hallsensor umfasst, der derart eingerichtet ist, dass eine detektierte Flanke (120) eines Sensorsignales als Auslösevorgang zur Speicherung von Verstelldaten (D) dient.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß Anspruch 11, wobei der Speicher (10) als zusätzliche Verstelldaten (D) Informationen über den Status der Sensoreinrichtung (1) abspeichert.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Speichereinheit (10) neben dem nicht flüchtigen Speicher (110) einen flüchtigen RAM-Speicher (111) aufweist, um insbesondere die Verstelldaten (D) im flüchtigen RAM-Speicher (111) zwischen zu speichern.
Steuerungsvorrichtung (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerungsvorrichtung (1) einen Mikrocontroller (13) zur Steuerung der Verstelleinrichtung (V) und der Speicherung der Verstelldaten (D) aufweist, wobei der Mikrocontroller (13) zusammen mit dem nicht flüchtigen Speicher (110) in einem Bauelementegehäuse (14) integriert ist.