ITMI980397A1

ITMI980397A1 - Procedimento e dispositivo per il funzionamento di un dispositivo di azionamento a motore elettrico

Info

Publication number: ITMI980397A1
Application number: IT98MI000397A
Authority: IT
Inventors: Hubert Lamm; Guenter Haderer
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1997-03-15
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-08-27
Also published as: GB2323184A; GB9805436D0; GB2323184B; IT1298310B1; FR2762720A1; DE19710890A1; FR2762720B1

Description

D E S C R I Z I O N E

Stato della tecnica

L'invenzione parte da un procedimento nonché da un dispositivo per il funzionamento di sistemi di impostazione, del genere delle rivendicazioni indipendenti .

Dal DE PS 41 09 867 è già noto un dispositivo di protezione per motori elettrici, in cui una grandezza in relazione con la temperatura di esercizio di un motore elettrico viene determinata dalla durata di inserimento e da altri parametri di esercizio del motore elettrico. Come parametro di esercizio supplementare in tal caso si tiene conto della temperatura ambiente del motore elettrico. Se la grandezza in relazione con la temperatura di esercizio supera un valore preassegnabile allora mezzi elettronici disinseriscono il motore elettrico .

Inoltre dal DE OS 40 31 257 è noto un dispositivo per il funzionamento di una parte azionata da motore elettrico, in cui esiste il pericolo dell'inceppamento di oggetti o parti del corpo di persone fra detta parte azionata e una battuta di fine corsa. Una disposizione di trattamento dei segnali valuta il numero dei giri N del motore elettrico oppure di un dispositivo di azionamento. Il numero di giri N è una grandezza caratteristica, che in seguito alla sua relazione funzionale con la coppia M del motore elettrico o del dispositivo di azionamento presenta un riferimento alla forza di azionamento della parte. Per correggere l'influenza della temperatura sulla relazione funzionale è previsto un termosensore rilevante una temperatura di esercizio che compare sul motore elettrico, preferibilmente la temperatura dell 'avvolgimento.

Tuttavia il montaggio di un termosensore nel motore è costoso e dispendioso. Non si tiene inoltre conto del fatto che la caratteristica di movimento di un sistema di impostazione formato da parte di impostazione e dispositivo di azionamento a motore elettrico viene influenzata in alta misura anche dalle condizioni ambiente. Con la presente soluzione si intende garantire una protezione costante contro l'inceppamento di oggetti e parti del corpo anche in caso di differenti influenze dovute agli agenti atmosferici .

Vantaggi dell'invenzione

Il procedimento secondo l'invenzione con le caratteristiche della rivendicazione 1 presenta il vantaggio consistente nel fatto che il criterio per l'arresto oppure l'inversione di direzione, chiamato in seguito criterio di inceppamento, è ottimalmente adattabile a tutti gli intervalli di temperatura che si verificano in pratica sul sistema di impostazione oppure su parti di questo. Il procedimento si basa sul concetto inventivo secondo cui temperature ambiente del sistema di impostazione hanno un'influenza non trascurabile sulle sue proprietà rilevanti in caso di inceppamento. Mentre per rispettare forze minime, stabilite per legge, della parte di impostazione su un oggetto oppure su una parte del corpo, senza tener conto della temperatura ambiente, è necessario introdurre grandi tolleranze di sicurezza per il funzionamento del sistema di impostazione, queste possono risultare minori conformemente al procedimento secondo l'invenzione. Pertanto il sistema di impostazione può sviluppare la sua azione massima possibile alle condizioni assegnate.

In corrispondenza del sistema di impostazione possono verificarsi differenti temperature ambiente in dipendenza ad esempio dell'ombreggiamento, di differente conducibilità termica, di raffreddamento parziale dell'aria e di altri effetti con influenza sul comportamento termico dell'ambiente circostante. Così ad esempio alcune zone di un tettuccio scorrevole e sollevabile di un autoveicolo come parte di impostazione si trovano in contatto termico con una carrozzeria metallica e altre con una guarnizione in gomma. Inoltre un tettuccio di vetro scorrevole e sollevabile presenta una conducibilità termica molto minore di un meccanismo di impostazione metallico per muovere il tettuccio di vetro e pertanto di regola presenta un'altra temperatura.

Si può anche tener conto però della temperatura esterna, sostanzialmente unitaria, del sistema di impostazione come temperatura ambiente, ad esempio la temperatura dell'aria circondante il sistema di impostazione (oppure una parte del sistema di impostazione) .

Poiché le proprietà di esercizio del motore elettrico dipendendone dalla sua temperatura di esercizio, la temperatura ambiente del motore elettrico esercita un'influenza non trascurabile sul criterio di inceppamento. Pertanto è vantaggioso tener conto almeno di una temperatura ambiente del motore elettrico per la determinazione del criterio di inceppamento.

Inoltre la temperatura della parte di impostazione, in dipendenza ad esempio della dilatazione termica rispettivamente della contrazione dei suoi componenti meccanici e dell'effetto di scorrimento variabile di lubrificanti impiegati, influenza la sua caratteristica di movimento. Di conseguenza contro la forza di azionamento fornita dalla parte di impostazione a seconda della temperatura ambiente possono agire forze differenti. Pertanto vantaggiosamente si tiene conto di almeno una temperatura ambiente della parte di impostazione per la determinazione del criterio di inceppamento.

Il procedimento secondo l'invenzione viene impiegato preferibilmente quando la temperatura di esercizio del motore elettrico viene determinata con mezzi elettronici da parametri di esercizio del motore, ossia indirettamente. Come temperatura di esercizio al riguardo preferibilmente va considerata la temperatura dell'avvolgimento del motore elettrico. Come è già stato menzionato in precedenza la forza di azionamento fornita dal motore elettrico dipende fortemente dalla sua temperatura di esercizio. D'altro canto è difficile montare un termosensore direttamente nel motore elettrico, ad esempio sugli avvolgimenti di indotto e inoltre è assai dispendioso. Sostanzialmente più semplice risulta l'estrapolazione della temperatura di esercizio in dipendenza di parametri di esercizio, ad esempio della tensione del motore, della durata di inserimento e di disinserimento ecc. Poiché la temperatura di esercizio del motore elettrico dipende aggiuntivamente fortemente dalla sua temperatura ambiente, la sua effettiva temperatura di esercizio e quindi la forza di azionamento fornita dal motore elettrico può essere stimata in modo sostanzialmente più preciso tenendo conto della sua temperatura ambiente. Si possono prevedere aggiuntivamente mezzi che disinseriscono il motore elettrico quando la temperatura di esercizio determinata supera una temperatura limite preassegnabile. Il disinserimento avviene quindi in dipendenza della temperatura ambiente. Si evitano ampiamente errori di attivazione di una termoprotezione di tale tipo in base all'estrapolazione più esatta della temperatura di esercizio per il rilevamento secondo l'invenzione e la considerazione della temperatura ambiente.

Se la grandezza caratteristica sta in relazione alla forza di azionamento del motore elettrico questa può essere ricavata dalla grandezza caratteristica. L'effettiva forza di azionamento della parte di impostazione può essere confrontata quindi con i valori massimi prescritti per legge per la forza di azionamento.

Un'ulteriore sviluppo del procedimento prevede che il criterio di inceppamento venga soddisfatto quando almeno una grandezza ricavata dalla grandezza caratteristica del sistema di impostazione supera un valore massimo preassegnabile. Di conseguenza il procedimento può essere facilmente convertito, ad esempio mediante mezzi elettronici oppure mediante un microprocessore comandato da programma.

In un'esecuzione opportuna questo valore massimo può essere fissato in dipendenza della temperatura ambiente. Ciò consente di tener conto di differenti effetti nel valore massimo dipendenti dalla temperatura ambiente. In modo particolarmente vantaggioso il valore massimo viene scomposto in una componente indipendente dalla temperatura ambiente ed in una dipendente dalla temperatura ambiente. La capacità di funzionamento della protezione contro l'inceppamento in tal caso è garantita anche nel caso di un difetto nella determinazione della temperatura ambiente, poiché la componente del valore massimo, indipendente dalla temperatura, viene in ogni caso definita correttamente. Si possono inoltre configurare identiche unità di comando per il montaggio in dispositivi con e senza tener conto della temperatura ambiente, cosicché si riduce l'entità della paletta di prodotti di riserva .

Il valore di correzione dipendente dalla temperatura ambiente in un'esecuzione del procedimento viene letto da una memoria della disposizione di trattamento dei segnali. Ciò è opportuno specialmente quando è costoso il calcolo del valore di correzione e si dispone economicamente di una quantità sufficiente di posto di memoria. La disposizione di trattamento dei segnali con questo accorgimento può essere formata da componenti economicamente convenienti. Opportunamente il valore di correzione è memorizzato in una memoria in una tabella suddivisa in intervalli di temperatura ambiente, cosicché non è necessario alcun costoso algoritmo per determinare il valore di correzione da leggere.

Il valore di correzione tuttavia può essere anche calcolato mediante la disposizione di trattamento dei segnali oppure con mezzi elettronici. Questa esecuzione viene impiegata preferibilmente quando la disposizione di trattamento dei segnali non presenta una memoria oppure il calcolo non è costoso o critico relativamente al tempo.

Il procedimento può essere impiegato in modo particolarmente semplice quando il numero di giri N del motore elettrico viene utilizzato come grandezza caratteristica e la relazione funzionale fra il numero di giri N e la coppia M del motore elettrico viene impiegata per determinare il criterio di inceppamento. Come parametro supplementare si può quindi tener conto ad esempio della tensione di esercizio del motore elettrico. Tuttavia è anche pensabile che la corrente del motore oppure una grandezza derivata da questa sia la grandezza caratteristica .

L'invenzione riguarda anche un dispositivo per il funzionamento del sistema di impostazione operante preferibilmente in base al procedimento secondo l'invenzione. Il dispositivo con le caratteristiche della rivendicazione 18 vantaggiosamente presenta almeno un termosensore rilevante una temperatura ambiente del sistema di impostazione. Il termosensore consente di tener conto economicamente della temperatura ambiente per la determinazione del criterio di inceppamento.

Se almeno un dispositivo di azionamento è disposto in prossimità di almeno una parte di impostazione, entrambi possiedono essenzialmente la stessa temperatura ambiente. Il termosensore in tal modo rileva contemporaneamente le temperature ambiente di entrambi i componenti rilevanti per il criterio di inceppamento.

Un'applicazione preferita sussiste in un tettuccio scorrevole o finestrino di autoveìcolo come parte di impostazione. Proprio qui giuocano un grande ruolo effetti della temperatura ambiente sulla dinamica della parte di impostazione in seguito ad influenze atmosferiche, di cui l'invenzione tiene conto.

Con gli accorgimenti illustrati nelle ulteriori sottorivendicazioni sono possibili vantaggiosi ulteriori sviluppi e perfezionamenti del procedimento secondo l'invenzione e del dispositivo. Disegno

Nel disegno è rappresentato un esempio di realizzazione del procedimento e del dispositivo secondo l 'invenzione e nella seguente descrizione viene fornita un'illustrazione più dettagliata.

In particolare:

la figura 1 mostra una rappresentazione schematica, contenente uno schema a blocchi, di un sistema di impostazione funzionante conformemente al procedimento secondo l'invenzione, e

la figura 2 mostra un diagramma di svolgimento del procedimento.

Descrizione dell'esempio di realizzazione

Il sistema di impostazione rappresentato in figura 1 presenta un dispositivo di azionamento a motore elettrico con un motore elettrico 10 e una trasmissione 11 inserita a valle, che muove un tettuccio scorrevole di autoveicolo come parte di impostazione 12 in direzione della freccia doppia 13. Con l'avvicinarsi della parte di impostazione 12 ad un arresto 15, fra la parte di impostazione 12 e l'arresto 15 esiste il pericolo dell'inceppamento di parti del corpo oppure di oggetti. In prossimità del motore elettrico 10, ad esempio in una custodia dell'elettronica fissata ad una cassa del motore è disposta una piastrina elettronica 34. Sulla piastrina elettronica 34 si trova una disposizione 36 di trattamento dei segnali contenente un microcontroller con memoria RAM casuale associata e memoria ROM non transitoria nonché differenti interfaccia. La disposizione 36 di trattamento dei segnali comanda il motore elettrico 10 tramite un circuito di eccitazione 38 del motore. Nel motore elettrico 10 è disposto almeno un sensore di Hall 40 come sensore del numero di giri. I segnali del sensore di Hall 40 vengono valutati dalla disposizione 36 di trattamento dei segnali tramite primi interfaccia 42. Sulla piastrina elettronica 34 inoltre è disposto un termosensore 43, i cui dati di temperatura vengono letti dalla disposizione 36 di trattamento dei segnali tramite secondi interfaccia 44. Contemporaneamente il termosensore 43 è collegato con mezzi elettronici 45, che estrapolano una temperatura di esercizio TM del motore elettrico, come descritto nel documento DE PS 4109 867, approssimativamente dalla temperatura ambiente misurata mediante il termosensore 43, dalla tensione di alimentazione U del motore elettrico 10, dalla durata di esercizio e di raffreddamento del motore elettrico 10 e da altri parametri di esercizio. La disposizione 36 di trattamento dei segnali legge il risultato tramite terzi interfaccia 47. Poiché la piastrina elettronica 34 si trova in prossimità del motore elettrico 10 e della parte di impostazione 12, il termosensore 43 contemporaneamente almeno approssimativamente rileva la temperatura ambiente di entrambi i componenti. Tramite mezzi di inserimento 46 la disposizione 36 di trattamento dei segnali riceve istruzioni di regolazione.

Il dispositivo opera conformemente al procedimento che è rappresentato nella figura 2 e viene convertito con comando tramite programma mediante la disposizione 36 di trattamento dei segnali. Dopo l'avviamento 100 del funzionamento di impostazione, attivato con l'azionamento del mezzo di inserimento 46, nella fase 102 vengono letti i segnali del sensore di Hall 40 tramite i primi interfaccia 42 e da ciò si determina il numero di giri N del motore elettrico. Nella fase successiva 104 la temperatura ambiente TU rilevata dal termosensore 43 viene letta tramite i secondi interfaccia 44 e viene letta la temperatura di esercizio TM del motore elettrico 10 definita da mezzi elettronici. Dalla temperatura di esercizio <T>M e dal numero di giri N come grandezza caratteristica del sistema di impostazione, nella fase 106, tramite un campo di caratteristiche memorizzato nella memoria ROM, viene determinata una grandezza F(TM, N) in relazione con la forza di azionamento del motore elettrico. Nella successiva fase 108 del procedimento tramite una tabella 110, memorizzata nella memoria ROM, vengono letti un valore di correzione ) dipendente dalla temperatura ambiente TU, nonché un valore massimo G0 che è memorizzato in un'altra area della memoria ROM ed è indipendente dalla temperatura ambiente. La tabella 110 è suddivisa in intervalli di temperatura ambiente di uguale grandezza. T0 in tal caso è la più bassa temperatura ambiente prevedibile, TN è la massima temperatura ambiente prevedibile. Ad ogni intervallo della temperatura ambiente nella tabella 110 è associato un valore di correzione costante

Per i valori di correzione K si

tiene conto della dipendenza della caratteristica di movimento della parte di impostazione 12; ad esempio la forza esercitata su un oggetto, inceppato fra l'arresto 15 e la parte di impostazione 12, a parità di coppia M del motore, nel caso di una parte di impostazione fredda, può risultare inferiore rispettò al caso di una parte di impostazione calda, quando sulla parte di impostazione 12 agiscono maggiori forze di attrito nelle sue guide o supporti, in seguito a contrazione termica, solidificazione del lubrificante ecc.

La disposizione di trattamento dei segnali somma il valore di correzione al valore massimo GO nella fase 112 definendo il valore massimo dipendente dalla temperatura ambiente. Nella fase 114 la grandezza viene confrontata con il valore massimi dipendente dalla temperatura ambiente. Se la grandezza

è superiore al valore massimo dipendente dalla temperatura ambiente, è soddisfatto il criterio di inceppamento e il procedimento si dirama verso la fase 120, dove il motore di azionamento viene arrestato od invertito. Altrimenti il procedimento a partire dalla fase 102 viene percorso nuovamente, fino a quando è cessato il richiesto funzionamento di impostazione.

Sono pensabili anche altre forme di realizzazione del procedimento secondo l'invenzione. Ad esempio il valore di correzione dipendente dalla temperatura ambiente può essere calcolato anche mediante la disposizione 36 di trattamento dei segnali per mezzo di una funzione preassegnata convertita in un programma per la disposizione 36 di trattamento dei segnali.

In un'ulteriore esecuzione del procedimento la temperatura di esercizio TM del motore elettrico non viene determinata mediante mezzi elettronici ma direttamente dalla disposizione 36 di trattamento dei segnali.

Esiste inoltre la possibilità di disporre più termosensori della temperatura ambiente in corrispondenza del sistema di impostazione. Ciò è opportuno specialmente quando la parte di impostazione è soggetta a differenti temperature ambiente che provocano un'eccessivo serraggio della meccanica del sistema di impostazione e possono quindi influenzare la forza di azionamento con cui la parte di impostazione 12 viene mossa contro un arresto 15.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per il funzionamento di un sistema di impostazione con almeno un dispositivo di azionamento a motore elettrico ed almeno una parte di impostazione (12), in cui esiste il pericolo dell'inceppamento di oggetti e, oppure parti del corpo, specialmente un tettuccio scorrevole di veicolo oppure un finestrino, laddove si determina una grandezza caratteristica del sistema di impostazione e da una disposizione (36) di trattamento dei segnali tenendo conto di questa grandezza caratteristica si determina un criterio per arrestare o invertire la direzione della parte di impostazione (12), caratterizzato dal fatto che si tiene conto dell'influenza di almeno una temperatura ambiente (TU), che compare sul sistema di impostazione, per la determinazione del criterio, in quanto la temperatura ambiente (TU) e, oppure grandezze dipendenti da questa vengono rilevate e concomitantemente trattate nella disposizione (36) di trattamento dei segnali.
2. Procedimento secondo la rivendicazione (1), caratterizzato dal fatto che la temperatura ambiente (TU) considerata almeno una temperatura ambiente del motore elettrico (10).
3. Procedimento secondo la rivendicazione (1) oppure (2), caratterizzato dal fatto che la temperatura ambiente considerata è almeno una temperatura ambiente della parte di impostazione.
4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la temperatura di esercizio del motore elettrico (4) viene concomitantemente trattata con la determinazione della grandezza caratteristica.
5. Procedimento secondo la rivendicazione (4), caratterizzato dal fatto che la temperatura di esercizio del motore elettrico (10) viene determinata con mezzi elettronici da parametri di esercizio del motore elettrico (10).
6. Procedimento secondo la rivendicazione (5), caratterizzato dal fatto che almeno una temperatura ambiente viene presa in considerazione nel corso della determinazione della temperatura di esercizio.
7. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la grandezza caratteristica sta in relazione con la forza di azionamento del motore elettrico (10).
8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che viene soddisfatto il criterio quando almeno una grandezza derivata dalla grandezza caratteristica supera un valore massimo preassegnabile.
9. Procedimento secondo la rivendicazione (8), caratterizzato dal fatto che il valore massimo preassegnabile viene stabilito in dipendenza della temperatura ambiente
10. Procedimento secondo la rivendicazione (9), caratterizzato dal fatto che il valore massimo viene formato correlando un valore indipendente dalla temperatura e un valore di correzione dipendente dalla temperatura.
11. Procedimento secondo la rivendicazione (10), caratterizzato dal fatto che il valore di correzione viene letto da una memoria della disposizione (36) di trattamento dei segnali.
12. Procedimento secondo la rivendicazione (11) , caratterizzato dal fatto che il valore di correzione è memorizzato nella memoria suddiviso in intervalli di temperatura ambiente.
13. Procedimento secondo la rivendicazione (10), caratterizzato dal fatto che il valore di correzione viene calcolato dalla disposizione di trattamento dei segnali.
14 . Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la grandezza caratteristica è il numero di giri (N) del motore elettrico (10) e la relazione funzionale fra il numero di giri e la coppia (M) del motore elettrico (10), tenendo conto di ulteriori parametri del motore, viene utilizzata per determinare il criterio di disinserimento.
15. Procedimento secondo la rivendicazione (14), caratterizzato dal fatto che la relazione funzionale fra numero di giri (N) e coppia (M) è memorizzata come caratteristica in una memoria.
16. Procedimento secondo la rivendicazione (15), caratterizzato dal fatto che più caratteristiche vengono memorizzate come campo di caratteristiche con la temperatura del motore, con la temperatura ambiente (TU) e, oppure con ulteriori grandezze di esercizio, nella forma di parametri, nella memoria.
17. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da (14) fino a (16), caratterizzato dal fatto che il numero di giri (N) del motore viene determinato da almeno un sensore (40) di (Hall) disposto sul motore elettrico (10).
18. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da (1) fino a (13), caratterizzato dal fatto che la grandezza caratteristica è un parametro di esercizio della parte di impostazione (12).
19. Dispositivo per il funzionamento di sistemi di impostazione con almeno un dispositivo di azionamento a motore elettrico ed almeno una parte di impostazione (12), in cui esiste il pericolo dell'inceppamento di oggetti e, oppure parti del corpo, con mezzi per determinare una grandezza caratteristica del sistema di impostazione, e con una disposizione (36) di trattamento dei segnali, che da questa grandezza caratteristica determina un criterio per arrestare oppure invertire la direzione della parte di impostazione, tenendo conto di almeno una temperatura ambiente del sistema di impostazione, specialmente conformemente al procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da almeno un termosensore (43) rilevante la temperatura ambiente di una parte del sistema di impostazione.
20. Dispositivo secondo la rivendicazione (19), caratterizzato da una piastrina elettronica (34) presentante il termosensore (43).
21. Dispositivo secondo la rivendicazione (20), caratterizzato dal fatto che la piastrina elettronica (34) è disposta sul dispositivo di azionamento.
22. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da (19) fino a (21), caratterizzato dal fatto che il dispositivo di azionamento a motore elettrico è disposto in prossimità del mezzo di impostazione (12).
23. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da (19) fino a (22), caratterizzato dal fatto che la parte di impostazione è un tettuccio scorrevole o finestrino di autoveicolo.