[发明专利]基于估计的夹持力的夹持检测

说明书

本公开涉及基于估计的夹持力的夹持检测。夹持检测器(5)包括：扭矩估计器，该扭矩估计器使用近似函数的系数，根据电动机的包括电动机电压、电动机电流和电动机速度的物理量的当前值来估计电动机扭矩，所述近似函数根据电动机扭矩来计算电动机的能量转换效率；转换器，该转换器通过使用扭矩‑力转换系数将所估计的电动机扭矩转换成估计夹持力来计算由开闭构件施加在被夹持的对象上的夹持力的第一估计；比较器，该比较器将所估计的夹持力与预定力极限进行比较，以便基于比较结果来检测夹持。

技术领域

本公开涉及由电动机致动的开闭构件的领域，特别是诸如车辆中的电动车窗、滑动门或滑动天窗之类的构件的领域，所述构件设置有防夹检测器，以防止受伤。更具体地，本公开涉及适用于对闭合构件处的夹持进行检测的夹持检测器、对由电动机致动的构件进行控制的控制装置以及对闭合构件处的夹持进行检测的方法。

背景技术

电动车窗(即，由电动机启动的车窗)如今变得非常流行，甚至在低档车辆中也是如此。

儿童会试图将他们的脖子或手伸出车窗。如果有人同时操作车窗开关来关闭车窗，那么可能会导致儿童窒息或受伤。在电动车窗被编程为甚至无需按下开关即可运行的情况下(例如，当全局关闭功能被启动时)，这种风险也会出现。

车窗以高达350N的夹紧力移动。这意味着厚度仅为约8mm的薄玻璃板可以施加压力达35kg(例如，压到儿童的手或头上)。只需要98N就会使儿童窒息或受伤。为了避免这种事故，已开发出一种防夹技术。

电动车窗的防夹技术必须满足例如由欧盟和/或美国颁布的标准。根据已知标准，允许电动车窗施加在任何对象上的最大力为100N，并且必须在距顶部车窗框架最小4mm至200mm的范围内监测是否遵守该极限并强制遵守该极限，如图1所示。在到达车窗密封件(距顶部密封件4mm的距离)之前立即停用防夹算法也很重要，使得车窗可以完全闭合。另外，为了避免使车窗电动机过载和损坏，阻挡一定不能持续太长时间。

文献US2014/239867A1公开了一种用于由电动机致动的开闭构件的夹持检测装置，该夹持检测装置包括参考数据存储部，该参考数据存储部基于电动机的转速和环境温度来计算负载数据。

文献US2003/051555A1公开了一种基于使用电压和速度测量结果来计算参考电动机扭矩的夹持检测系统。为此，该夹持检测系统需要至少一个专用速度传感器(诸如编码器或霍尔效应传感器)，该专用速度传感器确定电动机的转速。电压传感器向计算电动机力的力计算器提供信息。因此可以确定实际力与参考力之差。如果力的差超过预定阈值，则指示夹持状况。

文献US6239610B1公开了一种基于在用于使车窗移动的电驱动系统的电枢电动机中感应的电压的解决方案。

许多已知解决方案需要涉及附加成本的附加设备(诸如力传感器或速度传感器)，在相对受限的环境中需要更多空间并且不允许增加整个系统的可靠性。

文献CN101220724A公开了一种不需要附加传感器的用于电动车窗的防夹设备。获取电枢电流信号，根据电流并使用恒定电流阈值判断车窗的运动是否被障碍物挡住。

当车辆中的车窗夹持障碍物(例如，乘客的身体部位)时，车窗对该障碍物施加夹持力。这种力的直接测量需要使用附加设备，这会产生附加成本。

需要改进现有的防夹解决方案，以至少部分地克服上述问题和缺点。

发明内容

本公开涉及一种适用于对由电动机致动的闭合构件处的夹持进行检测的夹持检测器，所述夹持检测器包括：

扭矩估计器，所述扭矩估计器使用近似函数的系数，根据所述电动机的包括电动机电压、电动机电流和电动机速度的物理量的当前值来估计电动机扭矩，所述近似函数根据所述电动机扭矩来计算所述电动机的能量转换效率；