[发明专利]用于控制驱动机构的具有响应延迟的控制件的方法和装置

说明书

本发明涉及用于控制驱动机构的具有响应延迟的控制件的方法和装置，该驱动机构用于驱动可在两个终端位置之间移动的物体，其中对受驱动机构影响的参数进行监视，并与预定的阈值进行比较，在达到该阈值时向控制件输出控制信号。

在控制驱动机构时始终都会出现的问题是，由于因用于驱动机构的控制件而产生响应延迟，要容忍对控制的反应延迟。撇开例如压缩空气操纵的带有能引起这种响应延迟的气动控制阀的驱动机构不看，这里还要提及感应式的执行器，通常是带有开关延迟的执行器。一个非常特别的例子是带有电动机的驱动机构，该电动机用于汽车（Kfz）中的移动的带有自动运行特性（Automatiklauf）的组件，例如窗玻璃起落器、活动车顶，但也可以是后盖板、滑动门等组件。在针对这里所设置的电磁的驱动机构的控制中，通常使用开关继电器，这对于用于电动机的很多控制非常普遍。特别是当规定电机换向时―也出于成本原因―使用用于电机供电的继电器。

针对前述汽车组件例如带有自动运行特性的窗玻璃起落器，通常设置了防夹功能，在识别到夹住状况时，这种防夹功能需要电动机快速地变换转向或者为此需要快速地变换极性。这种防夹功能通常借助于计算单元例如相应地编程的微处理器或微计算机来实现，于是借此来控制作为控制件的继电器。如今，开关继电器公知地需要一定的时间，以便可以在控制（激励）之后做出反应（换向）。这种延迟时间现在被简单地予以忍受，或者人们尝试用软件来及早地识别出或提前判定出何时才能把一个事件评价为“夹住”。例如，原则上可以把力阈值（当前的关闭力与其相比较）设定得比真正计算好的低，以便由此相应地及早地对夹住状况做出判定。但这样做的结果可能是：力在达到真正的阈值之前又下降了，而实际上没有夹住状况发生，因此电机不正确地做出逆转反应。因此，在以此方式补偿所述的延迟时间时，会在相关系统中产生不可靠性和较小的鲁棒性。

于是本发明的目的是，在此提供辅助，并提出如开头部分所述的方法以及装置，借此即使在控制件具有响应延迟的情况下也能避免对控制的反应延迟，其中例如在车辆组件带有防夹功能的情况下，在怀疑发生了夹住时就已经对控制件―这里为开关继电器―进行控制，使其变换极性。本发明在此基于如下认识：具有响应延迟的控制件即特别是开关继电器或其线圈需要一定的时间，直至出现响应，例如直至接通或切断电流，所述时间可以用于准备针对控制进行最终判定，例如是否把某一事件评价为夹住。因而对于具有响应延迟的控制件来说，已经可以及早地对控制件进行初步控制，于是最终在判定时刻要么保持控制，要么取消控制。如果做出取消的判定或取消控制，则这种判定必须在如下时刻做出，即此时，控制件尚未引起反应，亦即尚在固有的延迟时间内；于是如果触发了控制，由此就会赢取时间，这段时间几乎等于全部给定的响应延迟；这段时间例如可以共计为几个毫秒（ms）。

据此，本发明规定了一种如开头部分所述的方法，其特征在于，规定一个在达到阈值之前有待达到的预先阈值，在达到该预先阈值时，把预先控制信号输出给控制件，用于准备控制该控制件，然后进一步监视实际阈值的达到情况，其中如果达到实际阈值，就保持对控制件的控制，相反，如果尚未达到实际阈值，就取消对控制件的控制。

有利的实施方式和改进在从属权利要求中给出。

因此在本方法中，尚在做出有关控制的判定之前，已经及早地对控制件例如开关继电器进行初步控制；在由响应延迟给定的时段内，控制件尚未对控制做出反应，因而驱动机构仍以给定的工作方式继续工作，于是尚在该时段内最终判定，是要确认控制，还是要取消控制，这要视是否达到了实际阈值而定。在确认初步控制的情况下，在最简单的情况下保持所进行的控制，使其如被引起时的那样，从而在最终判定之后的最短的时间内，即现在从达到预先阈值起测算，从初步控制时刻起，相应地使得驱动机构反转；相反，如果因为实际上未达到真正的阈值而取消对控制件的控制，则控制件由于其响应延迟最终未对及早的初步控制做出反应，且并未按照驱动机构的换向等进行反应。由此在驱动机构的反转方面赢取了时间，其近乎为控制件的响应延迟时间。在带有防夹功能的汽车组件被自动地驱动的情况下，所述时间根据软件周期时间可以总计为1、2或3ms。这非常重要，如果考虑到车窗玻璃例如以约100mm/s的速度移动，从而由于及早地识别出夹住状况可以得到0.1mm的优势。这意味着，在测量弹性力（Messfederrate）为65N/mm时，以法律规定的最大极限值100N为参照，鲁棒性增益为6.5N或6.5%。但如果―如更为实际和更为适宜地―把增益与30N或40N的触发阈相对照，则由于触发阈由此可能会提高，系统的鲁棒度会提高15%以上。