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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben eines Fahrzeugflügels
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine zugehörige
Vorrichtung.
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Bei
bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Antreiben von Fahrzeugflügeln
hat sich In der Praxis gezeigt, dass das Öffnungs- bzw.
Schließverhalten eines angetriebenen Fahrzeugflügels
von der Fahrzeugneigung abhängig ist. Dadurch wird beim Antreiben
des Fahrzeugflügels immer ein Kompromiss zwischen einem
"sanften Schließvorgang" und "sicheren Schließvorgang"
gemacht. Bei einem sanften Schließvorgang wird der Fahrzeugflügel
langsam in ein korrespondierendes Schloss gefahren und bei einem
sicheren Schließvorgang wird der Fahrzeugflügel
möglichst schnell ins Schloss gefahren. Wird beispielsweise
ein zu langsamer Schließvorgang vorgegeben, dann kann der
Fahrzeugflügel beispielsweise nicht richtig geschlossen
werden, wenn der Fahrzeugflügel bergaufwärts bewegt
werden muss. Wird ein zu schneller Schließvorgang vorgegeben, dann
kann der Einklemmschutz negativ beeinflusst werden, wenn der Fahrzeugflügel
bergabwärts bewegt werden muss.
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Aus
dem Stand der Technik ist die Verwendung von Neigungssensoren zur
Steuerung des Bewegungsvorgangs von angetriebenen Fahrzeugflügeln
bekannt. So werden beispielsweise in der Offenlegungsschrift
DE 101 17 935 A1 ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Betätigen
einer Fahrzeugtür beschrieben. Das beschriebene Verfahren
misst die Ist-Geschwindigkeit der automatisch bewegten Fahrzeugtür
und vergleicht den gemessenen Ist-Geschwindigkeitswert mit einer
vorgegebenen Sollgeschwindigkeitskurve und verändert die Geschwindigkeit
der Fahrzeugtür solange, bis der Ist-Geschwindigkeitswert
den durch die Sollkurve vorgegeben Geschwindigkeitswert erreicht.
Dadurch wird eine vorhandene aktuelle Fahrzeugneigung kompensiert
und eine gleichmäßige Verfahrgeschwindigkeit eingestellt.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
103 31 466 A1 wird eine Arretiervorrichtung für
eine Fahrzeugtür beschrieben, welche die Fahrzeugumgebung,
den Fahrzeugzustand und/oder den Türraum über
mindestens einen Sensor überwacht. In Abhängigkeit von
den Sensordaten wird der Widerstand zum Öffnen und/oder
Schließen der Fahrzeugtür erhöht. In Abhängigkeit
von der Fahrzeugneigung wirken bei einer geöffneten Fahrzeugtür
entsprechende Gegenkräfte, wenn die Tür hangabwärts
zu öffnen ist, oder zusätzliche Kräf te,
wenn die Tür hangaufwärts zu öffnen ist.
In Abhängigkeit von der ermittelten Fahrzeugneigung werden
durch eine motorische Einheit derartige Kräfte bei einem Öffnen
auf die Fahrzeugtür ausgeübt, dass sich die aufzuwendenden
Kräfte ähnlich verhalten, wie bei einem ebenerdig
abgestellten Fahrzeug.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
100 45 341 A1 wird ein Verfahren zur Berücksichtigung
der Fahrzeugneigung bei einer Betätigung von Schließteilsystemen
an Kraftfahrzeugen beschrieben. Das beschriebene Verfahren betätigt
die Schließteilsysteme durch elektrische oder hydraulische
Antriebskomponenten und überwacht die Schließteilkomponenten mittels
Einklemmschutzdetektoren und Adaptionen, welche äußere
Störgrößen berücksichtigen.
Bei der Steuerung der Schließteilsysteme wird ein Fahrzeugneigungssignal
bei der Ermittlung der Stellgröße und bei der
Regelung einem diesem nachgeschalteten Einklemmschutzauswerteschaltung
ein Referenzsignal aufgeschaltet, welches durch das Fahrzeugneigungssignal
modifiziert wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben
eines Fahrzeugflügels anzugeben, die eine individuelle
Anpassung einer Öffnungs- oder Schließbewegung
des Fahrzeugflügels an eine ermittelte Fahrzeugneigung
ermöglichen.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch Bereitstellung eines
Verfahrens zum Antreiben eines Fahrzeugflügels mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Vorrichtung zum Antreiben eines
Fahrzeugflügels mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß werden
mehrere Bewegungsprofile für eine Bewegungsvorgabe eines
Fahrzeugflügels gespeichert, wobei in Abhängigkeit
von einer ermittelten aktuellen Fahrzeugneigung ein Bewegungsprofil
ausgewählt und der Fahrzeugflügel entsprechend
dem ausgewählten Bewegungsprofil angetrieben wird. Durch
das erfindungsgemäße Verfahren werden verschiedene
Bewegungsprofile individuell in Abhängigkeit von der Fahrzeugneigung
parametriert und vorgegeben, so dass Öffnungs- oder Schließbewegungen
des Fahrzeugflügels durch Auswahl eines der gespeicherten
Bewegungsprofile in vorteilhafter Weise individuell an die jeweilige
Fahrzeugneigung angepasst werden können. Zudem wird durch
das erfindungsgemäße Verfahren bei beliebigen
Fahrzeug neigungen ein sicherer und sanfter Schließvorgang
mit einem individuell an die aktuelle Fahrzeugneigung angepassten
Einklemmschutz ermöglicht.
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In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird eine vorgesehene Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels
ermittelt und bei der Auswahl des Bewegungsprofils berücksichtigt,
da sich die Parameter einer Öffnungsbewegung von den Parametern
einer Schließbewegung beispielsweise in Bezug auf Nominalgeschwindigkeit
oder Einklemmschutzparameter unterscheiden können. Zur
Ermittlung der vorgesehenen Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels
können Bediensignale und/oder ein aktueller Bewegungszustand
des Fahrzeugflügels ausgewertet werden. Zur Verbesserung
der aktuellen Fahrzeugneigungsinformation können mindestens zwei
Neigungsinformationen von verschiedenen Quellen erfasst und ausgewertet
werden, wobei zur Ermittlung der Fahrzeugneigung aus den erfassten mindestens
zwei Neigungsinformationen ein Mittelwert berechnet wird. Die gespeicherten
Bewegungsprofile umfassen beispielsweise jeweils eine Antriebssteuerzeitspanne
und/oder eine Stromstärke und/oder eine Drehzahl und/oder
einen Geschwindigkeitsverlauf und/oder einen Momentenverlauf.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird eine erste Gruppe von Bewegungsprofilen für eine Öffnungsbewegung
des Fahrzeugflügels gespeichert und/oder eine zweite Gruppe
von Bewegungsprofilen wird für eine Schließbewegung
des Fahrzeugflügels gespeichert. Die erste Gruppe von Bewegungsprofilen
und die zweite Gruppe von Bewegungsprofilen umfassen jeweils mindestens
ein erstes Bewegungsprofil, das einem ersten Neigungsbereich zugeordnet
wird, der zwischen einem ersten Neigungsschwellwert und einem zweiten Neigungsschwellwert
angeordnet ist, und/oder jeweils mindestens ein zweites Bewegungsprofil,
das einem zweiten Neigungsbereich zugeordnet wird, der zwischen
dem zweiten Neigungsschwellwert und einem dritten Neigungsschwellwert
angeordnet ist, und/oder jeweils mindestens ein drittes Bewegungsprofil,
das einem dritten Neigungsbereich zugeordnet wird, der zwischen
dem dritten Neigungsschwellwert und einem vierten Neigungsschwellwert
angeordnet ist. Ein Bewegungsprofil des ersten Neigungsbereichs
wird beispielsweise ausgewählt, wenn die ermittelte Fahrzeugneigung
die vorgesehene Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels unterstützt.
Ein Bewegungsprofil des dritten Neigungsbereichs wird beispielsweise
ausgewählt, wenn die ermittelte Fahrzeugneigung der vorgesehenen
Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels entgegenwirkt. Ein
Bewegungsprofil des zweiten Neigungsbereichs wird beispielsweise
ausgewählt, wenn eine neutrale Fahrzeugneigung ermittelt
wird, welche die vorgesehene Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels
weder unterstützt noch hemmt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Antreiben eines
Fahrzeugflügels, insbesondere zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfasst einen
Antrieb, eine Auswerte- und Steuereinheit und mindestens eine Sensoreinheit.
Die Auswerte- und Steuereinheit ist ausgeführt, um Neigungsinformationen
der mindestens einen Sensoreinheit auszuwerten und eine aktuelle
Fahrzeugneigung zu ermitteln. Die Auswerte- und Steuereinheit steuert
den Antrieb an, um eine Bewegung für den Fahrzeugflügel
in Abhängigkeit der ermitteln aktuellen Fahrzeugneigung
vorzugeben. In einer Speichereinheit sind mehrere Bewegungsprofile
für die Bewegungsvorgabe des Fahrzeugflügels gespeichert,
wobei die Auswerte- und Steuereinheit in Abhängigkeit von
der ermittelten Fahrzeugneigung ein Bewegungsprofil aus den in der
Speichereinheit gespeicherten Bewegungsprofilen auswählt
und den Antrieb des Fahrzeugflügels entsprechend dem ausgewählten
Bewegungsprofil ansteuert.
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In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wertet die Auswerte- und Steuereinheit Neigungsinformationen einer
ersten Sensoreinheit, die im Umfeld der Auswerte- und Steuereinheit
angeordnet ist, und von mindestens einer weiteren Sensoreinheit
aus, deren Neigungsinformationen der Auswerte- und Steuereinheit über
ein Bussystem zur Verfügung gestellt sind. Zur Verbesserung
der aktuellen Neigungsinformation berechnet die Auswerte- und Steuereinheit
zur Ermittlung der Fahrzeugneigung aus den bereitgestellten Neigungsinformationen
einen Mittelwert. Die mindestens eine weitere Sensoreinheit ist
beispielsweise Teil eines Fahrzeugsicherheitssystems, wie einem
elektronischen Stabilitätsprogramm (ESP), und/oder im Umfeld
des Fahrzeugflügels angeordnet.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise
zum Antreiben einer Heckklappe oder einer Frontklappe verwendet
werden, wobei der Antrieb beispielsweise als Elektromotor oder Pneumatikantrieb
oder als Hydraulikantrieb ausgeführt werden kann.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Antreiben eines
Fahrzeugflügels, und
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2 eine
schematische Darstellung von Geschwindigkeitsverläufen
zum Antreiben eines Fahrzeugflügels.
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Wie
auf 1 ersichtlich ist, umfasst eine Vorrichtung 10 zum
Antreiben eines Fahrzeugflügels 12, der beispielsweise
als Heckklappe oder Frontklappe ausgeführt ist, einen Antrieb 16 und
ein Steuergerät 14, wobei der Antrieb beispielsweise
als Elektromotor oder Pneumatikantrieb oder als Hydraulikantrieb
ausgeführt ist und über eine gestrichelt dargestellte
Wirkverbindung 16.1 den Fahrzeugflügel 12 bewegt.
Das Steuergerät 14 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Auswerte- und Steuereinheit 14.1, eine Sensoreinheit 14.3 und
eine Speichereinheit 14.2, in welcher mehrere Bewegungsprofile für
die Bewegungsvorgabe des Fahrzeugflügels 12 gespeichert
sind. Die Auswerte- und Steuereinheit 14.1 wertet Neigungsinformationen
der Sensoreinheit 14.3 aus, die im Umfeld der Auswerte-
und Steuereinheit 14.1, z. B. auf der gleichen Platine
angeordnet ist, um eine aktuelle Fahrzeugneigung zu ermitteln. Zur
Verbesserung der Ermittlung der aktuellen Fahrzeugneigung kann die
Auswerte- und Steuereinheit 14.1 Neigungsinformationen
von einer weiteren Sensoreinheit 30.1 auswerten, die beispielsweise Teil
eines Fahrzeugsicherheitssystems ist, und deren Neigungsinformationen
der Auswerte- und Steuereinheit 14.1 über ein
Bussystem 20, z. B. über ein CAN-Bussystem, zur
Verfügung gestellt werden. Zudem können auch die
Neigungsinformationen einer weiteren gestrichelt dargestellten Sensoreinheit 12.1, die
im Umfeld des Fahrzeugflügels 12 angeordnet ist, von
der Auswerte- und Steuereinheit 14.1 ausgewertet werden,
wobei die Auswerte- und Steuereinheit 14.1 zur Ermittlung
der Fahrzeugneigung aus den mehreren bereitgestellten Neigungsinformationen
einen Mittelwert berechnet.
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In
Abhängigkeit von der ermittelten aktuellen Fahrzeugneigung
wählt die Auswerte- und Steuereinheit 14.1 ein
Bewegungsprofil von den in der Speichereinheit 14.2 gespeicherten
Bewegungsprofilen aus und steuert den Antrieb 16 des Fahrzeugflügels 12 entsprechend
dem ausgewählten Bewegungsprofil an, um die Bewegung für
den Fahrzeugflügel 12 in Abhängigkeit
von der ermitteln aktuellen Fahrzeugneigung vorzugeben. Da sich
die Parameter einer Öffnungsbewegung von den Parametern
einer Schließbewegung beispielsweise in Bezug auf Nominalgeschwindigkeit
oder Einklemmschutzparametern unterscheiden, ermittelt die Auswerte-
und Steuereinheit 14.1 durch Auswerten von Bediensignalen und/oder
des aktuellen Bewegungszustands des Fahrzeugflügels eine
vorgesehene Bewegungsrichtung, und berücksichtigt diese
bei der Auswahl des Bewegungsprofils. Daher ist in der Speichereinheit 14.2 eine
erste Gruppe von Bewegungsprofilen für eine Öffnungsbewegung
des Fahrzeugflügels 12 und eine zweite Gruppe
von Bewegungsprofilen für eine Schließbewegung
des Fahrzeugflügels 12 gespeichert. Die erste
Gruppe von Bewegungsprofilen und die zweite Gruppe von Bewegungsprofilen
umfassen jeweils mindestens ein erstes Bewegungsprofil, das einem
ersten Neigungsbereich zugeordnet wird, der zwischen einem ersten
Neigungsschwellwert und einem zweiten Neigungsschwellwert angeordnet
ist, und/oder jeweils mindestens ein zweites Bewegungsprofil, das
einem zweiten Neigungsbereich zugeordnet wird, der zwischen dem
zweiten Neigungsschwellwert und einem dritten Neigungsschwellwert angeordnet
ist, und/oder jeweils mindestens ein drittes Bewegungsprofil, das
einem dritten Neigungsbereich zugeordnet wird, der zwischen dem
dritten Neigungsschwellwert und einem vierten Neigungsschwellwert
angeordnet ist.
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Die
Auswerte- und Steuereinheit 14.1 wählt beispielsweise
ein Bewegungsprofil des ersten Neigungsbereichs aus, wenn die ermittelte
Fahrzeugneigung die vorgesehene Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels 12 unterstützt,
d. h. der Fahrzeugflügel 12 soll hangabwärts
geschlossen oder geöffnet werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 14.1 wählt
beispielsweise ein Bewegungsprofil des dritten Neigungsbereichs
aus, wenn die ermittelte Fahrzeugneigung der vorgesehenen Bewegungsrichtung
des Fahrzeugflügels 12 entgegenwirkt, d. h. der
Fahrzeugflügel 12 soll hangaufwärts geschlossen
oder geöffnet werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 14.1 wählt
beispielsweise ein Bewegungsprofil des zweiten Neigungsbereichs
aus, wenn eine neutrale Fahrzeugneigung ermittelt wird, welche die
vorgesehene Bewegungsrichtung des Fahrzeugflügels 12 weder
unterstützt noch hemmt, d. h. das Fahrzeug ist im Wesentlichen
ebenerdig abgestellt.
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Die
gespeicherten Bewegungsprofile umfassen beispielsweise jeweils eine
Antriebssteuerzeitspanne und/oder eine Stromstärke und/oder
eine Drehzahl und/oder einen Geschwindigkeitsverlauf und/oder einen
Momentenverlauf. So kann der Antrieb beispielsweise durch Variieren
eines Abschaltzeitpunktes unterschiedlich lange angesteuert werden.
Zudem kann über die Stromstärke beispielsweise
die Drehzahl bzw. die Geschwindigkeit des Antriebs 16 und/oder
die Kraft des Antriebs variiert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
werden beispielsweise mindestens sechs Bewegungsprofile in der Speichereinheit 14.2 des
Steuergeräts 14 gespeichert. Ein erstes Bewegungsprofil
ist beispielsweise einer gewünschten Öffnungsbewegung
und einem Neigungswert zugeordnet, der ein ebenerdig abgestelltes
Fahrzeug repräsentiert. Ein zweites Bewegungsprofil ist
beispielsweise einer gewünschten Schließbewegung
und einem Neigungswert zugeordnet, der ein ebenerdig abgestelltes
Fahrzeug repräsentiert. Ein drittes Bewegungsprofil ist
beispielsweise einer gewünschten hangaufwärtigen Öffnungsbewegung
zugeordnet. Ein viertes Bewegungsprofil ist beispielsweise einer
gewünschten hangaufwärtigen Schließbewegung
zugeordnet. Ein fünftes Bewegungsprofil ist bei spielsweise
einer gewünschten hangabwärtigen Öffnungsbewegung
zugeordnet, und ein sechstes Bewegungsprofil ist beispielsweise einer
gewünschten hangabwärtigen Schließbewegung
zugeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
jedoch nicht auf sechs gespeicherte Bewegungsprofile beschränkt.
Es kann vielmehr durch Vorgabe von Neigungsschwellwerten mehrere
Bewegungsprofile für die einzelnen oben genannten Schließbewebungen
und/oder Öffnungsbewegungen erstellt und gespeichert werden.
So können beispielsweise mehrere Bewegungsprofile für
die hangaufwärtigen Öffnungsbewegungen bzw. die
hangaufwärtigen Schließbewegungen, für
die hangabwärtigen Öffnungsbewegungen bzw. die
hangabwärtigen Schließbewegungen gespeichert werden,
die jeweils einem vorgegeben Neigungsschwellwertbereich innerhalb
des ersten bzw. dritten Neigungsbereichs zugeordnet werden, wobei
für die ebenerdigen Öffnungsbewegungen und die
ebenerdigen Schließbewebungen der vorgegebene zweite Neigungsbereich beispielsweise
nicht weiter unterteilt wird.
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2 zeigt
beispielhaft zwei Kennlinien von Geschwindigkeitsverläufen
K1 und K2, die zwischen einem Startzeitpunkt t1 und einem Abschaltzeitpunkt t2
verlaufen und jeweils in einem gespeicherten Bewegungsprofil enthalten
sind. Hierbei weist der erste Geschwindigkeitsverlauf K1 einen ersten
Anstieg mit einer ersten positiven Beschleunigung a1.1, mit welcher
der Antrieb 16 aus dem Stillstand auf eine erste Nominalgeschwindigkeit
v1 beschleunigt wird, und einen ersten Abfall mit einer ersten negativen
Beschleunigung a1.2 auf, mit welcher der Antrieb 16 von
der ersten Nominalgeschwindigkeit v1 bis zum Stillstand abgebremst
wird. Der zweite Geschwindigkeitsverlauf K2 weist einen zweiten
Anstieg mit einer zweien positiven Beschleunigung a2.1 auf, mit
welcher der Antrieb 16 aus dem Stillstand auf eine zweite
Nominalgeschwindigkeit v2 beschleunigt wird, und einen zweiten Abfall
mit einer zweiten negativen Beschleunigung a2.2 auf, mit welcher
der Antrieb 16 von der zweiten Nominalgeschwindigkeit v2
bis zum Stillstand abgebremst wird. Wie aus 2 ersichtlich ist,
sind die Beschleunigungen a2.1, a2.2 des zweiten Geschwindigkeitsverlaufs
K2 und die resultierende zweite Nominalgeschwindigkeit v2 betragsmäßig größer
als die Beschleunigungen a1.1, a1.2 des ersten Geschwindigkeitsverlaufs
K1 und die resultierende erste Nominalgeschwindigkeit. Der erste
Geschwindigkeitsverlauf K1 wird beispielsweise ausgewählt,
wenn der Fahrzeugflügel 12 hangaufwärts
gegen eine aktuelle Fahrzeugneigung bewegt werden muss. Entsprechend
wird der zweite Geschwindigkeitsverlauf K2 ausgewählt,
wenn der Fahrzeugflügel 12 hangaufwärts
gegen eine größere aktuelle Fahrzeugneigung bewegt
werden muss. Die dargestellten Parameter wie positive Beschleunigung
a1.1, a2.1, Nominalgeschwindigkeit v1, v2, negative Beschleunigung
a1.2, a2.2, Startzeitpunkt t1, Abschaltzeitpunkt t2 können
individuell verändert und an verschiedene Neigungen angepasst
und als entsprechende Bewegungsprofile in der Speichereinheit 14.2 gespeichert werden.
Dadurch ist eine individuelle Anpassung des Einklemmschutzes und
der Öffnungsbewegung bzw. der Schließbewegung
des Fahrzeugflügels 12 an die ermittelte aktuelle
Fahrzeugneigung möglich, so dass ein sicherer und sanfter
Schließvorgang für jede ermittelte aktuelle Fahrzeugneigung
möglich ist.
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- Antriebsvorrichtung
- 12
- Fahrzeugflügel
- 12.1
- Neigungssensor
- 14
- Steuergerät
- 14.1
- Auswerte-
und Steuereinheit
- 14.2
- Speichereinheit
- 14.3
- Neigungssensor
- 16
- Antrieb
- 16.1
- Wirkverbindung
- 20
- Bussystem
- 30
- Fahrzeugsicherheitssystem
- 30.1
- Neigungssensor
- v
- Geschwindigkeit
- t
- Zeit
- t1
- erster
Zeitpunkt
- t2
- zweiter
Zeitpunkt
- K1
- erste
Kennlinie
- a1.1
- erste
positive Beschleunigung
- a1.2
- erste
negative Beschleunigung
- K2
- zweite
Kennlinie
- a2.1
- zweite
positive Beschleunigung
- a2.2
- zweite
negative Beschleunigung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10117935
A1 [0003]
- - DE 10331466 A1 [0004]
- - DE 10045341 A1 [0005]