Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen mit einem partitionierten, mit der Motorwelle verbundenen Signalgeber, insbesondere einem Multipolmagneten, mit mindestens einem dem Signalgeber zugeordneten Sensor, insbesondere einem magnetosensitiven Element, und mit einer Elektronikeinheit zur Auswertung der Sensorsignale, werden die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen bei der Auswertung der Sensorsignale berücksichtigt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruch 13. Bei den Verstelleinrichtungen kann es sich beispielsweise um einen Fensterheber, ein Schiebedachverstellung oder eine Sitzverstelleinrichtung handeln.

[0002] Aus der US-PS 5,404,673 ist ein Fensterheber mit einem Antrieb zum Heben und Senken einer Fensterscheibe und mit einer Einklemmschutzeinrichtung bekannt, mit der die Drehzahl des Antriebs und damit die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Fensterscheibe sowie die Bewegungsrichtung und Stellung der Fensterscheibe erfaßt werden. Beim Einklemmen eines Körperteils oder Gegenstandes zwischen der Fensterscheiben-Oberkante und dem Türrahmen steigt die Belastung des Antriebs, und der Abfall der Antriebsdrehzahl unterhalb eines vorgegebenen Wertes führt zu einem Abschalten und gegebenenfalls Reversieren des Antriebs und damit zum Anhalten bzw. Öffnen der Fensterscheibe.

[0003] Da beim Einlaufen der Fensterscheibe in die Türdichtung vor dem völligen Schließen der Fensterscheibe aufgrund des erhöhten Widerstandes die Antriebsdrehzahl aber bis zum Stillstand des Antriebs sinkt, muß die Scheibenposition möglichst genau erfaßt und der Einklemmschutz im Dichtungsbereich ausgeschaltet werden.

[0004] Hierfür sind ein Stellungs- und ein Drehrichtungssensor vorgesehen. Der Drehrichtungssensor besteht aus einer mit der Antriebswelle verbundenen Magnetscheibe mit einem Nord- und Südpol sowie zwei in einem Winkel von 90° um die Magnetscheibenachse zueinander versetzten Hallsensoren, die um eine Viertelperiode versetzte Sensorsignale abgeben, aus denen die Drehrichtung und damit die Bewegungsrichtung der Fensterscheibe ermittelt wird.

[0005] Der Stellungssensor besteht aus einem ringförmigen, mit der Antriebswelle verbundenen Multipolmagneten mit abwechselnd magnetisierten Magnetpolen und zwei Hallsensoren, die im Abstand eines halben Magnetpoles zueinander angeordnet sind. Die von den Hallsensoren erfaßten Magnetisierungswechsel bei einer Rotation des Antriebs und damit des ringförmigen Multipolmagneten werden als Zählimpulse einem Zähler zusammen mit den Sensorsignalen des Drehrichtungssensors zugeführt, wobei die Zählimpulse je nach Drehrichtung des Antriebs aufwärts oder abwärts gezählt werden und somit die jeweilige Stellung der Fensterscheibe angeben.

[0006] Die bekannte Antriebssteuerung und Einklemmschutzeinrichtung benötigt zur Erfassung der Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und Stellung der Fensterscheibe zwei Magnetscheiben als Signalgeber mit vier Hallsensoren, wobei der zur Auslösung des Einklemmschutzkriteriums durch Verringerung der Drehzahl des Antriebs vorgesehene Signalgeber mit einem Polwechsel pro Umdrehung eine nur geringe Auflösung aufweist.

[0007] Zur Drehzahlregelung von rotierenden Antrieben oder bei einer linearen Verstellung wie beispielsweise einer Sitzlängsverstellung zum Erzielen einer konstanten Verstellgeschwindigkeit über den Verstellweg ist ein hochauflösendes Sensorsystem notwendig, um kurze Reaktionszeiten im Regelungsprozeß zu ermöglichen. Dazu verwendet man partitionierte Signalgeber wie beispielsweise Multipolmagnete, die jedoch Toleranzen unterliegen, welche sich negativ auf das Regelverhalten auswirken können.

[0008] Wird deshalb zur Erhöhung der Auflösung bei der Erfassung der Drehzahl eines Elektromotors ein Multipolmagnet als Signalgeber eingesetzt, so tritt das Problem auf, daß bei Rotationsmagneten mit mehr als zwei Polen die Verteilung der Pole auf dem Magneten nicht exakt symmetrisch ist, sondern einen Fehler von ca. 10 % pro Sektor aufweist. Diese Fehlerrate gilt allgemein für alle Signalgeber für Drehzahlerfassungssensoren, die nicht exakt genug gefertigt werden können und mit einem optoelektrischen, induktiven, kapazitiven Sensor usw. als Signalempfänger arbeiten.

[0009] Die beschriebenen Toleranzen und fertigungsbedingten Fehler von Abschnitt zu Abschnitt des Signalgebers bzw. von Sektor zu Sektor bei einem kreisscheibenförmigen Signalgeber führen zu Fehlinterpretationen bei der Signalauswertung. Beispielsweise wird aufgrund von Fehlinterpretationen ein Absinken der Geschwindigkeit festgestellt, obwohl der Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit betrieben wird und gegebenenfalls zu Fehlreaktionen der Steuerungsvorrichtung der Verstellvorrichtung, beispielsweise zu einem Fehlreversieren einer Fensterscheibe aufgrund einer fehlerhaften Erfassung einer Drehzahlabnahme, die von einer Einklemmschutzeinrichtung als Einklemmfall interpretiert wird.

[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung und Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen zu schaffen, das eine exakte Erfassung der Stellung, Drehzahl oder Beschleunigung eines Antriebs bei hoher Auflösung der Meßwerte gewährleistet, ohne daß an den Signalgeber besonders hoher Genauigkeitsanforderungen gestellt werden.

[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine hohe Auflösung und Genauigkeit der Meßwerte zur Erfassung der Stellung, Drehzahl oder Beschleunigung eines Antriebs. Da beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Toleranzen partitionsbezogen ermittelt und bei der Signalbewertung berücksichtigt werden, werden die Meßfehler, die durch fertigungsbedingte Ungenauigkeiten des Signalgebers hervorgerufen werden, stark verringert bzw. aufgehoben, so daß ein Einsatz von Signalgebern ohne besonders hohe Güteanforderungen und damit von weniger exakten Bauteilen bei der Signalerzeugung und -detektion möglich ist.

[0013] Insbesondere ist der Einsatz von Bauteilen möglich, deren Fertigungsgenauigkeiten systembedingt begrenzt sind, wie beispielsweise die Fertigungsgenauigkeit, d.h. die Sektorgröße und Magnetisierungsstärke elektromagnetischer Signalgeber in Verbindung mit magnetosensitiven Bauelementen, wie beispielsweise Detektoren in Form von Hallsensoren. Bei Signalgebern können die Toleranzen in den Partitionen bestehen, bei Detektoren (in Form eines oder mehrerer Sensoren) in den elektrischen Toleranzen, beispielsweise der Hysterese der Schaltschwellen bei Hallsensoren.

[0014] Mit geringem gerätetechnischen Aufwand können daher hochauflösende Stellungs-, Drehzahl-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsregelungen realisiert werden.

[0015] Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl mittels einer elektronischen Fehlerkorrektur als auch schaltungstechnisch ausgeführt werden, wobei zur elektronischen Fehlerkorrektur nur ein einzelner Sensor benötigt wird.

[0016] Bei der elektronischen Fehlerkorrektur werden die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen vorzugsweise in einer Testbewegung des Signalgebers ermittelt.

[0017] Weitere bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die Merkmale der Patentansprüche 3 bis 12 charakterisiert.

[0018] Noch zusätzliche Anforderungen an ein Verfahren zur Regelung einer Verstelleinrichtung ergeben sich, wenn beispielsweise die Drehzahl einer Sitzverstelleinrichtung geregelt werden soll. In diesem Fall ist neben der Einstellung einer konstanten Drehzahl (Solldrehzahl) im Arbeitspunkt des Motors auch ein gleichmäßiges, erschütterungsfreies Anund Abfahren des Sitzes von Bedeutung. Der Arbeitspunkt des Motors der Sitzverstelleinrichtung wird dabei unter Berücksichtigung der Resonanzfrequenzen der aus Antriebsmotor, Verstellgetriebe und mechanischen Sitzkomponenten bestehenden Sitzeinheit sowie der Fahrzeugkarosserie festgelegt. Zusätzlich müssen Vorgaben hinsichtlich der Geschwindigkeit des zu verstellenden Sitzes sowie hinsichtlich einer Stellenergiereserve beachtet werden.

[0019] Beim An- und Abfahren einer elektrischen Sitzverstelleinrichtung dürfen keine die Fahrzeuginsassen störenden Bewegungen oder Geräusche durch das Anfahren bzw. Anhalten des Sitzes auftreten. Darüber hinaus ist ein materialschonender möglichst verschleißfreier Betrieb der Sitzverstelleinrichtung wünschenswert.

[0020] Nach einem anderen Aspekt der Erfindung besteht die Aufgabe, ein Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen zu schaffen, das einerseits eine präzise Erfassung der Position, Drehzahl und gegebenenfalls Beschleunigung eines Antriebs bei hoher Auflösung der Meßwerte ermöglicht und das andererseits ein ruhiges, gleichmäßiges An- und Abfahren der Verstelleinrichtung gestattet.

[0021] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.

[0022] Danach ist vorgesehen, daß nach dem Betätigen des Antriebsmotors zunächst toleranzbedingte charakteristische Werte des Signalgebers ermittelt und daraus Korrekturwerte bestimmt werden, die bei der Auswertung der Ausgangssignale des dem Signalgeber zugeordneten Detektors (in Form eines oder mehrerer Sensoren) berücksichtigt werden sollen. Durch diesen Verfahrensschritt wird eine hohe Auflösung und Genauigkeit der Meßwerte zur Erfassung der Position, Drehzahl oder Beschleunigung des Antriebs gewährleistet. Insbesondere können so eventuelle Meßfehler, die durch fertigungsbedingte oder sonstige Ungenauigkeiten des Signalgebers hervorgerufen werden, weitgehend eliminiert werden. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten bei der Verwirklichung dieses Verfahrenschrittes sei auf die obigen Ausführungen zu Patentanspruch 1 verwiesen.

[0023] Gemäß Patentanspruch 13 ist darüber hinaus vorgesehen, daß die Korrekturwerte im Betrieb des Antriebsmotors zumindest so lange angepasst werden, wie nicht ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist, und daß während der Bestimmung und Anpassung der Korrekturwerte Zwischenresultate dieser Werte gebildet und zur Festlegung von Reglerparametern des Regelalgorithmus verwendet werden. Aufgrund dieser weiteren Verfahrensschritte kann die Regelung des Antriebsmotors frühzeitig nach dessen Betätigung einsetzen. Es ist insbesondere nicht erforderlich, mit dem Beginn der Regelung zu warten, bis sämtliche Korrekturwerte bestimmt worden sind, die bei der Auswertung der Ausgangssignale des Detektors berücksichtigt werden müssen. Vielmehr werden hier die frühzeitig gebildeten Zwischenresultate dieser Korrekturwerte herangezogen. Hierdurch wird beim Anfahren des Sitzes die Abweichung der tatsächlichen Drehzahl des Antriebsmotors der Verstelleinrichtung von der angestrebten Drehzahl minimiert.

[0024] Die erfindungsgemäß vorgesehene Anpassung der Korrekturwerte bedeutet, daß die Korrekturwerte solange verändert werden, wie nicht ein bestimmtes Abbruchkriterium erreicht worden ist, mit dem die Anpassung der Korrekturwerte abgeschlossen wird. Beispielsweise können die Korrekturwerte sukzessive mit einer immer größeren Genauigkeit bestimmt werden, bis eine vorgegebene Genauigkeit der Korrekturwerte erreicht ist. Davon soll insbesondere auch der Fall umfaßt sein, bei dem die Anpassung der Korrekturwerte während der gesamten Dauer der Aktivierung der Verstelleinrichtung erfolgt. Dies entspricht dem Abbruchkriterium "maximal erreichbare Genauigkeit", d.h. die Anpassung der Korekturwerte wird hier immer weiter fortgesetzt, um die Genauigkeit noch zu erhöhen. Alternativ könnte man dieses Abruchkriterium auch definieren als "Abbruch der Anpassung der Korrekturwerte bei Abschluß der Verstellbewegung".

[0025] Eine permanente Verbesserung der Genauigkeit der Korrekturwerte ist nach der vorliegend beanspruchten Lehre ohne weiteres möglich, da die damit verbundene längere Dauer bei der Bestimmung der Korrekturwerte das frühzeitige Einsetzten der Regelung nicht verhindert. Vielmehr werden ja zur Regelung auch die vorläufigen, weniger genauen Korrekturwerte herangezogen. Somit kann die Anpassung der Korrekturwerte insbesondere auch nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Antriebsmotors fortgesetzt werden.

[0026] Die Bestimmung der Korrekturwerte erfolgt dabei vorzugsweise automatisch bei jedem neuen Anfahren des Motors des Verstellantriebs, so daß Veränderungen, die auf Abnutzung, Umwelteinflüsse oder dergleichen zurückgehen, stets aktuell berücksichtigt werden können. Andererseits ist es aber auch möglich, die Korrekturwerte in bestimmten, vorgebbaren zeitlichen Abständen neu zu bestimmen und in der Zwischenzeit mit abgespeicherten Korrekturwerten zu arbeiten.

[0027] Der Regelalgorithmus selbst kann beispielsweise aus einem rekursiv aufgebauten, zeitdiskreten PID-Regler mit einer Stellgrößenbegrenzung und Rückrechnung bestehen; ein solcher Regler benötigt einen Satz von drei Regleparametern.

[0028] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Antriebsmotors die Reglerparameter neu festgesetzt, d.h. es wird ein neuer Satz von Reglerparametern gewählt. In der Regel werden dabei nach dem Erreichen des Arbeitspunktes "härtere" Reglerparameter ausgewählt als beim Anfahren des Antriebs, so daß nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors nur noch kleinere Schwankungen der Drehzahl toleriert werden als während des Anfahrens des Motors.

[0029] In einer Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Reglerparameter erst dann neu festgesetzt werden, wenn sowohl der Arbeitspunkt des Motors erreicht als auch die Anpassung der Korrekturwerte abgeschlossen ist. In diesem Fall bedeutet die Neufestsetzung der Reglerparameter nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors, daß diese Festsetzung endgültig ist und keine weiteren Veränderungen der Reglerparameter vorgenommen werden, solange der Motor am Arbeitspunkt mit seiner Solldrehzahl arbeitet. Selbst wenn aber nach einer anderen Variante der Erfindung auch nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors die Korrekturwerte ohne Begrenzung weiter angepasst werden, so ist es grundsätzlich vorteilhaft, nach dem Erreichen des Arbeitspunktes mit neuen, härteren Reglerparameter zu arbeiten.

[0030] Nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors wird zudem zur Regelung der Drehzahl vorzugsweise das Pulsweitenmodulations-Verhältnis herangezogen.

[0031] Nach dem Auslösen des Motors wird dessen Drehzahl vorzugsweise mit einer im wesentlichen konstanten Beschleunigung erhöht. Die Änderung der Drehzahl über der Zeit bildet dann eine Gerade; der Motor wird also entlang einer "Rampe" bis zu seinem Arbeitspunkt hochgefahren. Abweichungen von der durch die Steigung der Rampe vorgegebenen jeweiligen Soll-Drehzahl beim Anfahren des Motors werden dabei durch die vorstehend beschriebene Regelung korrigiert.

[0032] Solange die Korrekturwerte noch nicht mit hinreichender Genauigkeit bestimmt worden sind, wird nach dem Auslösen des Antriebsmotors die Drehzahl vorzugsweise durch Mittelung über mehrere jeweils die Drehzahl des Motors repräsentierende Signale ermittelt. Hierbei kann insbesondere eine gleitende Mittelwertbildung herangezogen werden. Durch diese Mittelwertbildung können toleranzbedingte Schwankungen der Drehzahlinformationen des Signalgebers zumindest teilweise eliminiert werden. Gleichzeitig nimmt aber der Echtzeitgehalt der Drehzahlinformation ab.

[0033] Das Verfahren gemäß Patentanspruch 13 kann insbesondere mit einem Signalgeber ausgeführt werden, der eine Partitionierung aufweist, wobei die Korrekturwerte zur Kompensation von Toleranzen dienen, die auf diese Partitionierung zurückzuführen sind. Ein Beispiel für einen solchen partitionierten Signalgeber ist ein Multipolmagnet, der mit der Antriebswelle des Motors der Verstelleinrichtung verbunden ist und sich zusammen mit dieser bewegt. Toleranzen können hier einerseits in der Ausdehnung der einzelnen Segmente des Multipolmagneten auftreten und zum anderen auch auf unterschiedliche Schaltschwellen der Nord-Süd- und der Süd-Nord- Übergänge des Multipolmagneten zurückzuführen sein. Letztere machen sich insbesondere bei der Digitalisierung des von dem Signalgeber erzeugten Signals bemerkbar. Bei einem derartigen Signalgeber dienen die Korrekturwerte also zum einen dazu, fertigungsbedingte Schwankungen in der Ausdehnung der einzelnen Partitionen des Signalgebers auszugleichen, und zum anderen dazu, Ungenauigkeiten zu eliminieren, die auf die Übergänge zwischen den einzelnen Partitionen des Signalgebers zurückzuführen sind.

[0034] Bei dem vorgenannten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auch deutlich, daß durch Mittelung über die Signale, die nacheinander von verschiedenen Partitionen des Signalgebers erzeugt werden, die Genauigkeit der Drehzahlinformation erhöht werden kann. So kann im Fall eines Multipolmagneten schon bei der Mittelung über je einen Nord-Süd- und einen Süd-Nord-Übergang die auf unterschiedliche Schaltschwellen zurückzuführende Ungenauigkeit zumindest erheblich reduziert werden. Bei Bedarf kann die Mittelwertbildung jedoch auch über eine größere Anzahl von Werten, z.B. über vier oder acht Werte, erfolgen.

[0035] Bei einem Signalgeber der mit der Antriebswelle des Motors verbunden ist und daher zusammen mit dieser rotiert, kann vorgesehen sein, daß für jede Partition des Signalgebers ein eigener Korrekturwert in Form einer Korrektur des der jeweiligen Partition zugeordneten Drehwinkels ermittelt wird, so daß die korrigierten Drehwinkel die tatsächliche Ausdehnung der Partition entlang des Umfangs des Signalgebers repräsentieren.

[0036] Die vorliegende Erfindung ist unabhängig davon, nach welchem Prinzip der Signalgeber arbeitet, der das die Drehung des Motors repräsentierende Signal erzeugt. Der Signalgeber kann insbesondere nach einem magnetischen, induktiven, kapazitiven, resestiven oder auch optischen Prinzip arbeiten.

[0037] Als ein magnetischer Signalgeber kommt insbesondere ein Multipolmagnet in Frage, der durch eine zusammen mit der Antriebswelle des Motors rotierende, mehrpolige Magnetscheibe gebildet wird. Das von dem Multipolmagneten erzeugte magnetische Signal läßt sich in bekannter Weise mittels Hall-Sensoren detektieren. Sowohl bei der Anwendung des magnetischen als auch des induktiven oder kapazitiven Prinzips kommen darüber hinaus Zahnradscheiben zur Erzeugung eines die Drehung der Antriebswelle repräsentierenden Signals in Frage. Zur Erzeugung optischer Signale, die eine Drehbewegung des Motors repräsentieren, kann schließlich ein mit Schlitzen versehener Signalgeber vorgesehen sein, der jeweils dann für ein optisches Signal durchlässig ist, wenn sich einer der Schlitze zwischen einer Lichtquelle und einem der Lichtquelle zugeordneten Empfänger befindet.

[0038] Der Signalgeber kann auch Bestandteil des elektromechanischen Systems des Antriebsmotors der Verstelleinrichtung sein, wie z.B. bei Verwendung des Kollektors eines Kommutatormotors, des Spulensystems eines kommutatorlosen Motors oder des Piezoelementes eines Piezomotors als Signalgeber.

[0039] Ferner kann auch der Motorstrom selbst als Signalgeber dienen, wenn dieser die für die Bestimmung der Drehzahl erforderlichen Informationen enthält, etwa bei Kommutator-Motoren.

[0040] Weitere Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.

[0041] Es zeigen:

Fig. 1 -

einen Signalgeber und einen zugeordneten Detektor zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figuren 2 bis 4 -

verschiedene Kennlinien motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen, anhand derer die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Partitionen eines Signalgebers gemäß Fig. 1 ermittelbar sind;

Fig. 5 -

eine zweite Ausführungsform eines Signalgebers und eines zugeordneten Detektors zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 6 -

eine Darstellung der Ausgangssignale des Detektors aus Fig. 5;

Fig. 7 -

eine grafische Darstellung der Zeitabhängigkeit der Drehzahl eines Antriebsmotors während des Betriebs einer Sitzverstelleinrichtung.

[0042] In Fig. 1 ist ein Signalgeber 1 in Form einer mehrpoligen, kreisförmigen Magnetscheibe dargestellt, die auf der Antriebswelle 10 eines rotierenden Antriebs einer Verstelleinrichtung in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist und die insgesamt sechs nebeneinanderliegende Partitionen 11 bis 16 in Form von Kreissegmenten aufweist, wobei jedem Kreissegment 11 bis 16 ein manetischer Nordpol N₁, N₂, N₃ bzw. ein magnetischer Südpol S₁, S₂, S₃ zugeordnet ist. Gegenüber diesem Signalgeber 1 ist als Detektor ein Hall-Sensor 2 angeordnet, der in bekannter Weise aufgrund des von dem Signalgeber 1 erzeugten magnetischen Signales ein die Drehbewegung der Antriebswelle 10 repräsentierendes Ausgangssignal U₁ erzeugt, das einer (in Fig. 1 nicht dargestellten) Elektronikeinheit der Verstelleinrichtung zur Auswertung zugeführt wird. Mittels der Elektronikeinheit können in bekannter Weise die Position, die Drehzahl und die Beschleunigung der Antriebswelle 10 bestimmt werden.

[0043] Bei Verwendung eines zweiten Hall-Sensors 3, der gemäß Fig. 5 als Bestandteil des Detektors neben dem ersten Hall-Sensor 2 angeordnet wird und der ein zweites Ausgangssignal U₂ erzeugt, kann in einfacher Weise auch die Drehrichtung der Antriebswelle 10 ermittelt werden. Es sind aber auch Verfahren zur Drehrichtungsbestimmung unter Verwendung nur eines Sensors bekannt.

[0044] Derartige Signalgeber und zugeordnete Sensoren zur Bestimmung der Position, Drehzahl, Drehrichtung sowie Beschleunigung eines Antriebsmotors sind bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.

[0045] Bei einer solchen Vorrichtung können Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Drehzahl, Beschleunigung etc. zum einen dadurch auftreten, daß die Ausdehnung der einzelnen Kreissegmente 11 bis 16 entlang des Umfangs des Signalgebers 1 (Winkelausdehnung) fertigungsbedingten Schwankungen unterliegt, d.h. die tatsächliche Winkelausdehnung der einzelnen Kreissegmente weicht von der idealen (theoretischen) Winkelausdehnung ab. Ferner können bei der Digitalisierung des Signales, das an den Übergängen zwischen den einzelnen Nord- und Südpolen erzeugt wird, weitere Ungenauigkeiten auftreten; insbesondere weisen Nord-Süd-Übergänge in der Regel eine etwas andere Charakteristik auf als Süd-Nord-Übergänge. Hinzu kommen eventuelle weitere Meßfehler, die auf Toleranzen des Hall-Sensors 2 bzw. 3 zurückzuführen sind, etwa Toleranzen der Hysterese der Schaltschwellen von Hall-Sensoren.

[0046] Die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Partitionen 11 bis 16 des Signalgebers 1 sowie der Übergänge zwischen den einzelnen Partitionen 11 bis 16 (und ggf. des Detektors 2 bzw. 3) werden vorzugsweise nach jedem Start des Antriebs der Sitzverstelleinrichtung ermittelt. Auf deren Grundlage wird für jede Partition 11 bis 16 des Signalgebers 1 ein Korrekturwert ermittelt und mit den Ausgangssignalen U₁, U₂ der Hall-Sensoren 2 bzw. 3 verknüpft. Diese Korrekturwerte werden den Partitionen 11 bis 16 zugeordnet und entsprechend abgespeichert. Beim weiteren Betrieb des Antriebs bzw. Motors wird bei jeder Messung der Drehzahl mittels des Signalgebers 1 und der Hall-Sensoren 2, 3 der jeweilige Meßwert mit dem zugehörigen abgelegten Korrekturwert verknüpft, wodurch die toleranzbedingten Meßfehler erheblich vermindert werden.

[0047] Eine Testbewegung des Signalgebers zur Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen im Rahmen einer elektronischen Fehlerkorrektur kann bei einem rotierenden Antrieb, der gemäß Figur 1 mit einem kreisscheibenförmigen Signalgeber 1 verbunden ist, in einer oder mehreren Umdrehungen des Antriebs und Signalgebers 1 zur Erfassung der einzelnen Sektoren oder Kreissegmente 11 bis 16, bei einem längsverstellbaren Signalgeber in dem Zurücklegen einer geradlinigen oder vorgegebenen gekrümmten Strecke zur Erfassung der einzelnen Streckenunterteilungen oder dergl. bestehen.

[0048] Vorzugsweise besteht die Testbewegung aus einem vorgegebenen Bewegungsabschnitt des Signalgebers mit im wesentlichen konstanter Beschleunigung und/oder konstanter Geschwindigkeit, so daß aufgrund definierter Antriebsbedingungen, beispielsweise durch Erfassung der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Signalen, deren Verhältnis zu einer Bewegungsperiode, beispielsweise einer Umdrehung, und damit deren Anteil an der Periode ermittelt werden kann, woraus auf einen konkreten Wert, beispielsweise einen Winkel, der einzelnen Partitionen geschlossen werden kann.

[0049] Die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen 11 bis 16 gemäß Figur 1 werden vorzugsweise nach jedem Start des Antriebs ermittelt. Ist jedoch gewährleistet, daß es sich um ein immanentes System handelt (also bei Sicherung einer dauerhaft eindeutigen Zuordnung zwischen Signalgeberpartitionen und Sensorsignalen), so können die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen 11 bis 16 einmal erfaßt und gespeichert werden und so eine dauerhafte Fehlerkorrektur gewährleisten.

[0050] Alternativ hierzu können die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen 11 bis 16 adaptiv in vorgegebenen Prüfzyklen, angepaßt werden, das heißt nach einer anfänglichen Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen 11 bis 16 wird nach einer vorgegebenen Anzahl von Betriebszyklen ein Prüfzyklus vorgesehen, dessen Korrekturwerte die ursprünglichen Korrekturwerte ersetzen oder beispielsweise durch Mittelwertbildung angleichen.

[0051] Die elektronische Fehlerkorrektur sieht insbesondere vor, daß für jede Signalgeberpartition 11 bis 16 ein Korrekturwert ermittelt und mit den Sensorsignalen U₁ verknüpft wird. Dabei wird in einem Meßzyklus ein Korrekturwert für jede einzelne Partition oder jeden einzelnen Sektor 11 bis 16 des Signalgebers ermittelt und dieser Partition 11 bis 16 zugeordnet abgespeichert. Bei einem Betrieb des Antriebs bzw. Motors wird bei jeder Messung der Drehzahl mit einer Signalgeberpartition 11 bis 16 der Meßwert mit dem abgelegten Korrekturwert verknüpft, das heißt beispielsweise multipliziert, addiert, dividiert oder subtrahiert. Dadurch wird der Meßfehler, der mit den einzelnen Signalgeberpartitionen 11 bis 16 verbunden ist, stark verringert. Die Genauigkeit des Meßwertes hängt dann nur noch vom Verarbeitungsbereich der Zahlen im Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit oder Beschleunigung ab.

[0052] Bei kreisscheibenförmigen, rotierenden Signalgebern 1 mit Partitionen 11 bis 16 in Form von Kreissegmenten können in einfacher Weise unmittelbar korrigierte Drehwinkel der Partitionen 11 bis 16 bestimmt werden, die der tatsächlichen Ausdehnung der einzelnen Signalgeberpartitionen 11 bis 16 auf dem Ringmagneten entsprechen.

[0053] Für die tatsächliche, korrigierte Winkelausdehnung α_i der i-ten Partition eines Signalgebers (Ausdehnung der entsprechenden Partition entlang des Umfangs des Signalgebers) gilt unter der Annahme einer Drehbewegung mit im wesentlichen konstanter Beschleunigung

wobei Ω die Winkelgeschwindigkeit der Drehbewgung und Ω' deren Ableitung nach der Zeit (Winkelbeschleunigung) ist. dT_i repräsentiert das Zeitintervall, das für eine Drehung des Signalgebers um den Winkel benötigt wird, welcher der tatsächlichen Winkelausdehnung der betrachteten i-ten Signalgeberpartition entspricht. Bei bekannter Beschleunigung des Antriebs (und somit bekannter Geschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt) läßt sich hieraus in Echtzeit die tatsächliche Winkelausdehnung α_i der einzelnen Signalgebepartitionen bestimmen, indem die entsprechenden Zeitintervalle dT_i gemessen werden.

[0054] Die praktische Durchführung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Bestimmung der Winkelausdehnung α₅ der fünften Signalgeberpartition eines in acht nebeneinanderliegende Partitionen P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 in Form von Kreissegmenten (wobei die achte Partition P8 wiederum an die erste Partition P1 grenzt) unterteilten kreisscheibenförmigen Signalgebers erläutert. Hierzu wird unter der Annahme einer konstanten Beschleunigung des Antriebs angesetzt:

wobei T_anf bzw. T_end jeweils die Zeitdauer einer vollständigen Umdrehung des Signalgebers beginnend bei der ersten Signalgeberpartition bzw. der zweiten Signalgeberpartition repräsentieren, die um das Zeitintervall dT₁ zueinander versetzt sind. Demnach repräsentiert T_anf die Dauer einer (ersten) vollständigen Umdrehung des Signalgebers, bei der nacheinander zunächst die erste, dann die zweite, dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte und schließlich die achte Signalgeberpartition den zugeordneten Sensor passieren, also in der Reihenfolge P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8. T_end repräsentiert die Zeitdauer einer vollständigen Umdrehung des Signalgebers, die um das Zeitinvervall dT₁ gegenüber der erstgenannten Umdrehung verschoben ist, so daß nacheinander zunächst die zweite, dann die dritte, vierte, fünfte, sechste, siebte, achte und schließlich die erste Signalgeberpartition den zugeordneten Sensor passieren, also in der Reihenfolge P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8, P1.

[0055] Anders ausgedrückt ist

wobei dT₉ das Zeitintervall repräsentiert, während dessen die erste Signalgeberpartition P1 unmittelbar im Anschluß an eine (erste) vollständige Umdrehung des Signalgebers den zugeordneten Sensor erneut passiert. D.h. T_end läßt sich aus T_anf bestimmen, indem von T_anf (das die Periodendauer der genannten ersten vollständigen Umdrehung des Signalgebers repräsentiert) der Beitrag dT₁ abgezogen wird, der von der ersten Partition P1 des Signalgebers während der genannten ersten Umdrehung herrührt, und stattdessen das Zeitintervall dT₉ hinzugefügt wird, während dessen die erste Partition P1 bei der unmittelbar nachfolgenden (zweiten) Umdrehung den Signalgeber passiert.

[0056] Der Begriff "erste vollständige Umdrehung" des Signalgebers soll dabei nicht darauf hindeuten, daß es sich um dessen erste Umdrehung überhaupt (nach der Inbetriebnahme des Antriebs) handelt. Es geht ausschließlich darum, eine Rangfolge der einzelnen aufeinanderfolgenden Umdrehungen herzustellen, indem eine bestimmte Umdrehung als erste vollständige Umdrehung bezeichnet wird; die weiteren Umdrehungen werden dann als zweite Umdrehung, dritte Umdrehung etc. bezeichnet.

[0057] Aus dem obigen Ansatz ergibt sich für die tatsächliche Winkelausdehnung ₅ der fünften Signalgeberpartition

und daraus folgt durch Ausführung der Addition:

[0058] Diese Formeln können zur Bestimmung der Winkelausdehnung α_i sämtlicher Partitionen des Signalgebers verwendet werden, indem die auf einer Kreisscheibe nebeneinander angeordneten acht Partitionen (Kreissegmente) jeweils derart numeriert werden, daß die gerade zu untersuchende Partition die fünfte Partition bildet.

[0059] Somit kann die korrigierte (tatsächliche) Winkelausdehnung α_i einer beliebigen Partitionen des Signalgebers dadurch ermittelt werden, daß zunächst bei einer (ersten) Umdrehung des Signalgebers die Zeitintervalle gemessen werden, während derer dessen einzelne Partitionen den zugeordneten Sensor passieren, und daraus T_anf bestimmt wird. Anschließend wird noch das Zeitintervall gemessen, während dessen die erste Partition des Signalgebers bei der unmittelbar folgenden (zweiten) Umdrehung den Sensor passiert. Daraus läßt sich unter Verwendung von T_anf mit den obigen Gleichungen T_end berechnen. Aus T_anf und T_end ergibt sich schließlich die korrigierte (tatsächliche) Winkelausdehnung der entsprechenden Partition des Signalgebers.

[0060] Es sei noch bemerkt, daß mit den obigen Formeln keine echten Korrekturwerte bestimmt werden, die noch mit der idealen (theoretischen) Winkelausdehnung der einzelnen Signalgeberpartitionen verknüpft werden müssen, um deren tatsächliche Winkelausdehnung zu erhalten. Vielmehr werden unmittelbar die tatsächlichen, korrigierten Werte für die Winkelausdehnung der Signalgeberpartitionen ermittelt. Hieraus lassen sich aber beispielweise ein additiver oder ein multiplikativer Korrekturwert dadurch bestimmen, daß die Differenz bzw. der Quotient der tatsächlichen Winkelausdehnung und der idealen (theoretischen) Winkelausdehnung gebildet werden.

[0061] Das Abbruchkriterium zur Beendigung der Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartition ist dann erfüllt, wenn die Korrekturwerte oder korrigierten Signalgeberpartitionen in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zyklen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen und/oder die Summe der Korrekturwerte oder korrigierte Partitionen innerhalb eines Zyklus (abgesehen von tolerierbaren Abweichungen) gleich dem Wert einer Periode des Signalgebers ist.

[0062] Bei der ersten Fallgestaltung sind mindestens zwei aufeinanderfolgende Zyklen, d.h. vollständige Umdrehungen der Antriebswelle erforderlich, um einen Vergleich der Korrekturwerte vornehmen zu können und festzustellen, ob eventuelle Abweichungen der Korrekturwerte für die einzelnen Partitionen oder Sektoren innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen. Ist dies nicht der Fall, sind weitere Testzyklen erforderlich.

[0063] Bei der zweiten Fallgestaltung ist lediglich ein Testzyklus, d.h. eine Umdrehung der Antriebswelle (abgesehen von der eventuellen Notwendigkeit nach Abschluß dieser Umdrehung noch weitere Zeintintervalle zur Bestimmung der Winkelausdehnung der einzelnen Partitionen messen zu müssen) erforderlich, wenn die Summe der korrigierten bzw. normierten Sensorsignale beispielsweise einem Winkel von 360° für eine volle Umdrehung des kreisscheibenförmigen Signalgebers entspricht. Selbstverständlich sind auch andere Kontrollverfahren möglich, beispielsweise in der Weise, daß die Summe aller Korrekurfaktoren einem vorgegebenen Wert entspricht. Zwar ist für dieses Abbruchkriterium lediglich eine Umdrehung der Antriebswelle erforderlich, bei einer ungleichmäßigen Beschleunigung des Antriebs treten aber hierdurch bedingt Meßfehler auf. Aus diesem Grunde wird dieses Kriterium nur in gleichförmigen Bewegungsabschnitten angewendet, die empirisch ermittelt werden können.

[0064] Eine weitere Variante zur Bestimmung des Abbruchkriteriums für das Korrekturverfahren besteht in einer gleitenden Mittelwertbildung oder in einer Verknüpfung der beiden vorstehend dargestellten Varianten, d.h. in jedem Testzyklus muß die Summe der Korrekturwerte oder korrigierten Signalgeberpartitionen innerhalb eines Zyklus gleich dem Wert einer Periode des Signalgebers sein und die Korrekturwerte oder korrigierten Signalgeberpartitionen aufeinanderfolgender Zyklen müssen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen.

[0065] Nachdem die Erfüllung des Abbruchkriteriums festgestellt ist, berechnet der Algorithmus mit den Korrekturwerten die genauen Drehzahlwerte für die entsprechenden Signalgeberpartitionen, d.h. im Falle eines kreisscheibenförmigen Signalgebers die genauen Drehzahlwerte für die einzelnen Sektoren.

[0066] In den Figuren 2 bis 4 sind verschiedene Möglichkeiten der Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen sowie des nachfolgenden Abgleichs mit den Sensorsignalen anhand von Kennlinien einer motorisch angetriebenen Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen als Geschwindigkeit bzw. Drehzahl über der Zeit t dargestellt. Diese Darstellungen sollen verdeutlichen, daß die Testbewegung insbesondere Teil bzw. Bestandteil des Betriebslaufes einer motorisch angetriebenen Verstelleinrichtung sein kann, insbesondere wenn die Testbewegung nach jedem Start des Antriebs zur Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen durchgeführt wird.

[0067] Figur 2 zeigt in einem Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm den zeitlichen Verlauf einer konstant beschleunigten Verstelleinrichtung, bei der in der Zeitspanne zwischen t₁ und t₂ die Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen erfolgt, während in einem nachfolgenden Zeitabschnitt t₄ bis t₅ desselben Laufs der Verstelleinrichtung bzw. deren Antrieb ein Abgleich mit den Sensor-Ausgangssignalen vorgenommen wird.

[0068] Figur 3 zeigt in einem Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm den zeitlichen Verlauf einer mit konstanter Geschwindigkeit bewegten motorisch angetriebenen Verstelleinrichtung, bei der ebenfalls in der Zeitspanne zwischen t₁ und t₂ die Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen erfolgt, während in der Zeitspanne zwischen t₄ und t₅ ein entsprechender Abgleich vorgenommen wird.

[0069] Figur 4 zeigt eine zeitliche Darstellung der Geschwindigkeit einer motorisch angetriebenen Verstelleinrichtung, die bis zum Zeitpunkt t₃ mit konstanter Beschleunigung bis zum Erreichen der Nenn-Drehzahl n_nenn bzw. Nenn-Geschwindigkeit beschleunigt wird und dann mit konstanter Geschwindigkeit bzw. konstanter Nenn-Drehzahl weiterbewegt wird. In dieser Ausführungsform erfolgt die Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen in der Zeitspanne zwischen t₁ und t₂ beim Hochlaufen, d.h. konstanten Beschleunigen der motorisch angetriebenen Verstelleinrichtung, während der Abgleich in der Zeitspanne zwischen t₄ und t₅ nach Erreichen der Nenn-Drehzahl erfolgt.

[0070] Eine schaltungstechnische Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfordert gemäß Figur 5 zwei dem sechspoligen Signalgeber 1 zugeordnete und entlang der Bewegungsbahn des Signalgebers zueinander beabstandete Sensoren 2, 3. Aufgrund fertigungsbedingter Ungenauigkeiten sind die sechs Sektoren des sechspoligen Magneten nicht gleichgroß und gegebenenfalls nicht gleichstark magnetisiert, so daß bei einer Drehung der Magnetscheibe 1 mit konstanter Geschwindigkeit oder konstanter Beschleunigung die Hallsensoren 2, 3 unterschiedliche Meßzeiten für die einzelnen Sektoren erfassen. Zur Behebung dieses Problems werden die an- und/oder abfallenden Flanken der durch die Partitionierung des Signalgebers 1 ausgelösten Sensorsignale U₁, U₂ der beiden Sensoren 2, 3 erfaßt und die Zeitdifferenz zwischen Signalen der derselben Partition des Signalgebers 1 zugeordneten Sensorsignale U₁, U₂ ermittelt und zur Bestimmung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen 11 bis 16 ausgewertet.

[0071] Es wird also die Drehzahl des Signalgebers 1 dadurch bestimmt, daß der zeitliche Abstand gemessen wird, in dem ein bestimmter Punkt des Signalgebers 1, nämlich ein N-S- oder ein S-N-Übergang nacheinander die beiden Sensoren 2, 3 passiert. Indem der Winkelabstand der beiden Sensoren 2, 3 (also der Abstand der beiden Sensoren 2, 3 entlang des Umfangs des Signalgebers 1) durch die so gemessene Zeit dividiert wird, erhält man die Drehzahl des Signalgebers und somit des Antriebs.

[0072] Die Erfassung der Zeitdifferenz zwischen den ansteigenden oder abfallenden Flanken der beiden Sensorausgangssignale eliminiert unterschiedliche Längen der Signalgeberpartitionen bzw. unterschiedliche Winkelabschnitte der Signalgebersektoren und beseitigt also Fertigungsungenauigkeiten des Signalgebers.

[0073] Grundsätzlich kann der Abstand a zwischen den beiden Sensoren entlang der Bewegungsbahn des Signalgebers 1 beliebig sein, beispielsweise bei einem kreisscheibenförmigen Signalgeber einen Winkel von 90° zwischen den Sensoren 2, 3 einschließen, jedoch fallen bei einem Abstand, der größer als die Ausdehnung der kleinsten Partition oder einem Vielfachen davon ist, Drehzahl- oder Beschleunigungsänderungen des Signalgebers 1 stärker ins Gewicht, so daß die Grenzen der Meßgenauigkeit niedriger liegen. Aus diesem Grunde werden die Sensoren 2, 3 für eine aktuelle Drehzahlbestimmung aus den einzelnen Signalgeberpartitionen anstelle einer Mittelwertbildung in einem Abstand a zueinander angeordnet, der vorzugsweise kleiner oder gleich der kleinsten Partition des Signalgebers 1 ist.

[0074] Figur 6 zeigt die Sensorausgangssignale des Ausführungsbeispiels aus Figur 5 und verdeutlicht die unterschiedlich langen Zeitintervalle zwischen den ansteigenden und abfallenden Flanken der durch beispielsweise die ungleichen Sektoren 11 und 12 der Magnetscheibe 1 ausgelösten Signale. Wird die Zeitdifferenz T zwischen den ansteigenden oder abfallenden Flanken der Sensorausgangssignale der beiden Hallsensoren 1, 2 ermittelt, so werden die durch ungleiche Längen der einzelnen Sektoren bedingten unterschiedlichen Impulslängen bei der Erfassung der einzelnen Sektoren eliminiert.

[0075] Ist der Abstand a zwischen den beiden entlang der Peripherie der Magnetscheibe 1 versetzt zueinander angeordneten Hallsensoren 11, 12 kleiner als der kleinste Magnetscheibensektor, ergibt sich die größte Meßgenauigkeit, da eventuelle Drehzahl- oder Beschleunigungsänderungen in diesem Zeitabschnitt nicht ins Gewicht fallen. Bei größeren Abständen zwischen den beiden Hallsensoren erfolgt bei Drehzahl- oder Beschleunigungsänderungen eine Mittelwertbildung und damit eine Zunahme der Meßungenauigkeit.

[0076] Es wird nun mit Bezug auf die Figuren 1 bzw. 5 (die sich nur hinsichtlich der Anzahl der dem Signalgeber zugeordneten Sensoren unterscheiden) in Verbindung mit Figur 7 die nach einem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehene Regelung einer motorisch angetriebenen Verstelleinrichtung unmittelbar nach dem Einschalten des Motors und unter Berücksichtigung der gleichzeitigen Ermittlung von Korrekturwerten erläutert.

[0077] Hinsichtlich der Bestimmung der Korrekturwerte sei hier noch einmal erwähnt, daß die Korrekturwerte vorzugsweise rekursiv bestimmt werden, wobei das Abbruchkriterium zur Beendigung der Bestimmung der Korrekturwerte dann erfüllt ist, wenn die Korrekturwerte in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zyklen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen und/oder die Summe der korrigierten Partitionen des Signalgebers 1 während eines Zyklus innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches um den Wert einer Periode des Signalgebers 1 liegt (also die Summe der Winkelausdehnungen der einzelnen Segmente der Magnetscheibe bis auf zulässige Abweichungen gleich 360° ist).

[0078] Durch diese zusammenfassende Darstellung des oben näher beschriebenen Verfahrens zur Bestimmung der Korrekturwerte wird insbesondere deutlich, daß hierbei ständig Zwischenresultate gebildet werden, anhand derer laufend überprüft wird, ob das Abbruchkriterium hinsichtlich der Bestimmung der Korrekturwerte erfüllt ist. Die Besonderheit des vorliegenden Verfahrens zur Regelung einer Verstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge, und insbesondere einer Sitzverstelleinrichtung, liegt darin, daß bereits diese Zwischenresultate in die Regelung des Antriebs der Verstelleinrichtung einbezogen werden. Dies soll nachfolgend anhand der Fig. 7 näher erläutert werden.

[0079] In Fig. 7 ist die Drehzahl n des Antriebsmotors einer Sitzverstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge über der Zeit t aufgetragen. In diesem Diagramm bezeichnen ferner n_AP die Soll-Drehzahl des Motors an seinem Arbeitspunkt und t_AP den Zeitpunkt, bis zu dem der Motor zu seiner Soll-Drehzahl hochgefahren werden soll.

[0080] Die in dem Diagramm gemäß Fig. 7 mit S bezeichnete Linie zeigt zu jedem Zeitpunkt t die Soll-Drehzahl des Motors bei einer definierten Bewegung der Sitzverstelleinrichtung an.

[0081] In einem ersten Zeitabschnitt (bis zum Zeitpunkt t_AP) soll demnach der Motor mit einer konstanten Beschleunigung (auf einer "Rampe") bis zu seiner Soll-Drehzahl am Arbeitspunkt hochgefahren werden. Anschließend soll mit konstanter Drehzahl die eigentliche Verstellbewegung durchgeführt werden. Anschließend wird der Motor mit einer konstanten negativen Steigung, also entlang einer abfallenden Rampe, wieder heruntergefahren.

[0082] Die Aufgabe besteht nun darin, die tatsächliche Drehzahl, die in dem Diagramm gemäß Fig. 7 durch die mit T bezeichnete Linie repräsentiert ist, derart zu regeln, daß die Abweichungen der tatsächlichen Drehzahl von der Soll-Drehzahl möglichst gering sind.

[0083] Hierzu ist nach der Erfindung vorgesehen, daß einerseits nach dem Betätigen des Motors toleranzbedingte charakteristische Werte des Signalgebers ermittelt und daraus Korrekturwerte bestimmt werden, die bei der Auswertung der Ausgangssignale berücksichtigt werden und die zumindest solange angepaßt werden, bis ein vorgegebenes Abbruchkriterium erfüllt ist, und daß andererseits bereits während der Bestimmung und Anpassung der Korrekturwerte Zwischenresultate dieser Werte zur Festlegung von Reglerparametern des Regelalgorithmus verwendet werden. Aufgrund der letzteren Maßnahme kann die Regelung der Drehzahl bereits einsetzen, bevor die Korrekturwerte hinreichend genau bestimmt wurden. Insbesondere kann (sobald die ersten Zwischenresultate der Korrekturwerte ermittelt wurden) bereits beim Anfahren des Motors entlang der ansteigenden Rampe eine Regelung der Drehzahl stattfinden. Hierbei werden vorzugsweise vergleichsweise "weiche" Reglerparameter verwendet, die größere Schwankungen der Drehzahl um den Soll-Wert zulassen. Nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors und nach Erfüllung des Abbruchkriteriums werden dann entsprechend "härtere" Reglerparameter zur Regelung der Drehzahl herangezogen, so daß die Drehzahl dann nur noch geringfügig von der Soll-Drehzahl abweichen darf.

[0084] Zusätzlich kann unmittelbar nach dem Starten des Antriebs noch vorgesehen sein, daß die Ermittlung der Drehzahl mittels des Signalgebers und der zugehörigen Detektoren sowie mittels der mit dem Regelalgorithmus programmierten Elektronikeinheit durch eine gleitende Mittelwertbildung über mehrere die Drehzahl des Antriebsmotors repräsentierende Signale erfolgt. Hierdurch wird die Genauigkeit bei der Ermittlung der Drehzahl erhöht, allerdings auf Kosten des Echtzeitgehaltes der Drehzahlinformation. Sobald die Korrekturwerte mit hinreichender Genauigkeit bestimmt worden sind, kann daher die Mittelwertbildung aufgegeben werden.

[0085] Es sei noch erwähnt, daß die nach diesem Verfahren bestimmten Korrekturwerte der Reglerparameter auch beim Herunterfahren des Antriebs am Ende der Verstellbewegung berücksichtigt werden können.

[0086] Hinsichtlich weiterer Einzelheiten und möglicher Varianten bei der Reglung des Antriebs sei auf die diesbezüglichen Ausführungen in der Beschreibungseinleitung verwiesen. Diese lassen sich ohne weiteres auf das in den Fig. 1, 5 und 7 dargestellte Ausführungsbeispiel übertragen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen, bei dem

a) ein mit dem Motor gekoppelter, partitionierter Signalgeber ein die Drehzahl des Motors repräsentierendes Signal erzeugt,

b) ein dem Signalgeber zugeordneter Detektor dieses Signal detektiert und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt und

c) eine Regeleinheit das Ausgangssignal auswertet und die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einstellt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) bei der Auswertung der Ausgangssignale (U₁, U₂) berücksichtigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) in einer Testbewegung des Signalgebers (1) ermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbewegung aus einem vorgegebenen Bewegungsabschnitt des Signalgebers (1) mit im wesentlichen konstanter Beschleunigung und/oder konstanter Geschwindigkeit besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Testbewegung Teil eines Lautes der Verstelleinrichtung, insbesondere des Hochlaufens von deren Antrieb auf Nenndrehzahl oder Nenngeschwindigkeit, ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) in einer Testbewegung des Signalgebers (1) ein Abgleich der Ausgangssignale (U₁, U₂) in demselben Lauf der Verstelleinrichtung bzw. von deren Antrieb vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) nach jedem Start des Antriebs ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) einmalig ermittelt und gespeichert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) adaptiv in vorgegebenen Prüfzyklen angepaßt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Korrekturwerte dadurch bestimmt werden, daß die Summe der Zeiten der einzelnen Signalgeberpartitionen (11 bis 16) während eines Testzyklus gemessen wird und in einer anschließenden Messung noch die Zeit der ersten Signalgeberpartition (11) während des unmittelbar folgenden Testzyklus gemessen wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) abgeschlossen wird, wenn die Korrekturwerte oder korrigierten Signalgeberpartitionen (11 bis 16) in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zyklen innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen und/oder die Summe der Korrekturwerte oder korrigierten Signalgeberpartitionen (11 bis 16) innerhalb eines Zyklus gleich dem Wert einer Periode des Signalgebers (1) ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 mit zwei dem Signalgeber zugeordneten Detektoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdifferenzen zwischen den an- und/oder abfallenden Flanken der Ausgangssignale (U₁, U₂) der beiden Detektoren (2, 3) in einer Testbewegung des Signalgebers (1) gemessen und zur Bestimmung der toleranzbedingten charakteristischen Eigenschaften der Signalgeberpartitionen (11 bis 16) ausgewertet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (2, 3) entlang der Bewegungsbahn des Signalgebers (1) in einem konstanten Abstand zueinander angeordnet werden, der kleiner oder gleich der kleinsten Signalgeberpartition (11 bis 16) ist.

13. Verfahren zur Regelung motorisch angetriebener Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen, bei dem

a) ein mit dem Motor gekoppelter Signalgeber ein die Drehzahl des Motors repräsentierendes Signal erzeugt,

b) ein dem Signalgeber zugeordneter Detektor dieses Signal detektiert und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt und

c) eine mit einem Regelalgorithmus versehene Regeleinheit das Ausgangssignal auswertet und die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal einstellt,

insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß

d) nach dem Betätigen des Motors toleranzbedingte charakteristische Werte des Signalgebers (1) ermittelt und daraus Korrekturwerte bestimmt werden, die bei der Auswertung der Ausgangssignale (U₁, U₂) berücksichtigt werden,

e) die Korrekturwerte zumindest solange angepaßt werden, wie ein vorgegebenes Abbruchkriterium nicht erfüllt ist, und

f) während der Bestimmung und Anpassung der Korrekturwerte Zwischenresultate dieser Werte gebildet und zur Festlegung von Reglerparametern des Regelalgorithmus verwendet werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Korrekturwerte auch nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors fortgesetzt wird, solange das Abbruchkriterium nicht erfüllt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Korrekturwerte nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors ohne Begrenzung fortgesetzt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erreichen des Arbeitspunktes des Motors die Reglerparameter neu festgesetzt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglerparameter neu festgesetzt werden, sobald der Arbeitspunkt des Motors erreicht und die Anpassung der Korrekturwerte abgeschlossen ist.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auslösen des Motors dessen Solldrehzahl (n_soll) mit im wesentlichen konstanter Beschleunigung erhöht wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auslösen des Motors zur Ermittlung von dessen Drehzahl (n) zunächst jeweils über mehrere die Drehzahl (n) des Motors repräsentierende Ausgangssignale (U₁, U₂) gemittelt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Drehzahl (n) über eine gleitende Mittelwertbildung erfolgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) eine Partitionierung (11 - 16) aufweist und daß die Korrekturwerte zur Kompensation von Toleranzen dienen, die auf die Partitionierung (11 - 16) zurückzuführen sind.

22. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 12 oder Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Partition (11 - 16) des Signalgebers (1) ein Korrekturwert ermittelt und mit den Ausgangssignalen (U₁, U₂) verknüpft wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) beim Betrieb des Motors rotiert und daß für jede Partition (11 - 16) ein korrigierter Drehwinkel ermittelt wird, der die tatsächliche Ausdehung der Partition (11 - 16) entlang des Umfangs des Signalgebers (1) repräsentiert.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) die Signale nach einem magnetischen, induktiven, kapazitiven, resistiven oder optischen Prinzip erzeugt.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) als Multipolmagnet ausgebildet ist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (1) als mehrpolige Magnetscheibe ausgebildet ist, die im Betrieb des Motors rotiert.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber Bestandteil des elektromechanischen Systems des Motors ist.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstrom als Signalgeber dient.

29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Regelung von Sitzverstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen dient.

Zeichnung