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Die Erfindung betrifft ein Betriebs- und Diagnoseverfahren für eine elektromotorische Antriebsvorrichtung mit Rutschkupplung eines bewegbaren Fahrzeugbauteils, insbesondere eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.
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Solche Antriebsvorrichtungen sind bekannt und kommen in Kraftfahrzeugen vielfältig zum Einsatz, bspw. als Heckklappenantrieb, Fensterheberantrieb, Schiebetürantrieb, Fahrzeugsitzantrieb usw., bei denen sichergestellt werden muss, dass eingeklemmte Körperteile von Bedienpersonen absolut in jeder Betriebssituation solcher Antriebsvorrichtungen sicher detektiert werden, insbesondere darf im Einklemmfall die Rutschkupplung nicht durchrutschen, wodurch eine sichere Erkennung eines solchen Einklemmfalls nicht möglich wäre. Eine solche Einklemmschutzerkennung basiert in der Regel auf einer Überstromabschaltung des Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung.
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Die Rutschkupplung solcher elektromotorischen Antriebsvorrichtungen stellt i. A. eine Überlastsicherung dar, um die Anlenkmechanik des Fahrzeugbauteils bei Missbrauch zu schützen. Insbesondere soll durch eine solche Rutschkupplung auch ein manuelles Schließen bspw. einer Heckklappe ermöglicht werden, ohne dabei die Antriebsvorrichtung, insbesondere die eine solche Heckklappe mit der Karosserie verbindenden Scharniere zu schädigen.
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Rutschkupplungen unterliegen einer hohen Fertigungstoleranz mit der Folge, dass die Werte der Rutschmomente einen großen Streubereich aufweisen.
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Ferner unterliegen solche Rutschkupplungen auch Alterungseffekten, die über die Lebensdauer ebenfalls zu Änderungen des Rutschmoments führen können.
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Änderungen der Rutschmomente, insbesondere zu geringe Werte können dazu führen, dass wichtige Funktionen bei solchen Antriebsvorrichtungen, insbesondere von Heckklappen oder Fensterheber nicht mehr ausgeführt werden können. Solche Funktionen betreffen die Einklemmschutzerkennung und die Kalibrierung der Endlage solcher bewegbaren Fahrzeugbauteile.
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So kann bspw. ein Einklemmfall erst zu spät oder überhaupt nicht erkannt werden, wenn bei zu geringem Rutschmoment die Rutschkupplung zu früh durchrutscht. In einem solchen Fall würde wohl das bewegbare Fahrzeugbauteil, also die Heckklappe oder der Fensterheber aufgrund des Hindernisses stehen bleiben, jedoch würde die rutschende Kupplung von der Antriebselektronik nicht als Einklemmfall erkannt werden, sondern den elektrischen Antrieb weiter bestromen, so dass bspw. eine eingeklemmte Hand, die das Durchrutschen der Kupplung verursacht, weiterhin mit der Kraft eingeklemmt würde, die von der rutschenden Kupplung übertragen wird.
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Auch die Kalibrierung der Erkennung der Endlage eines solchen bewegbaren Fahrzeugbauteils funktioniert nicht mehr, wenn das Rutschmoment der Rutschkupplung zu gering ist. Zum Anlernen der Endlage wird der Antrieb in Öffnungsrichtung des Fahrzeugbauteils, also bspw. der Heckklappe oder des Fensterhebers bestromt bis dieser Endanschlag erreicht ist. Diese Position wird detektiert und in einem Steuergerät der Antriebsvorrichtung gespeichert. Bei zu geringem Rutschmoment könnte die Rutschkupplung bei Erreichen der Endlage durchrutschen, wodurch die Endlage nicht detektierbar wäre und dadurch der Antrieb weiter bestromt würde. Der Kalibrierungslauf wäre in einem solchen Fall fehlerhaft. Im Normalfall darf die Kupplung nicht durchrutschen, wenn das bewegbare Fahrzeugbauteil die Endlage der Bewegung erreicht, also bspw. die Heckklappe die Öffnungsposition bzw. der Fensterheber die geschlossene Position erreicht. Denn nur dann erkennt eine Sensorik der Antriebsvorrichtung den Zustand „Endposition erreicht”, so dass diese Position gespeichert werden kann.
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Aus der
EP 1 878 933 A1 ist ein Verfahren zur Diagnose einer Kupplungseinrichtung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere zur Abschätzung oder Ermittlung des Kupplungsverschleißes einer Reibungskupplung bzw. zur Abschätzung oder Ermittlung von Funktionsbeeinträchtigungen des Bestätigungssystems einer Reibungs-kupplung bekannt. Hiernach wird vorgeschlagen, wenigstens einen vorbestimmten ersten Kennwert zu ermitteln oder zu überwachen und in Abhängigkeit von dessen Veränderungen oder in Abhängigkeit eines Vergleichs dieses Kennwertes mit einer Schwelle zu ermitteln oder abzuschätzen, ob Verschleiß an der Kupplungseinrichtung gegeben ist oder eine vorbestimmte Verschleißgrenze erreicht oder überschritten ist bzw. zu ermitteln oder zu überwachen ob eine Funktionsbeeinträchtigung des Betätigungssystems der Kupplungseinrichtung gegeben ist. Insbesondere wird bei diesem bekannten Verfahren vorgeschlagen, als ersten Kennwert einen Parameterwert der Kupplungskennlinie, bspw. den Tastpunkt zu ermitteln, der die Stellung der Kupplung bzw. eines Betätigungssystems der Kupplung angibt, bei der ein vorbestimmtes Drehmoment übertragen wird. Auch kann die Reibarbeit oder die Reibleistung als erster Kennwert herangezogen werden.
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Weiterhin ist aus der
US 6 276 197 B1 ein Verfahren zur Diagnose von Unregelmäßigkeiten bei der Bestimmung einer teilweise eingerückten Kupplungsstellung in einem automatischen Steuersystem einer Fahrzeugkupplung bekannt. Hiernach wird mittels eines Kupplungshubsensors die Position des Tastpunktes der Kupplung sowie eine weitere Position der Kupplung erfasst, bei der der Fluiddruck in einem Kupplungsbetätigungssystem ein festgelegtes Niveau erreicht. Die Differenz dieser Messwerte wird durch einen Vergleich mit einem festgelegten Wertebereich bewertet.
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Ferner ist aus der
US 4 829 221 A ein Verfahren zum Steuern einer motorbetätigten Kupplung mittels eines pulsgesteuerten Gleichstrommotors bekannt, bei dem für eine gewisse Anzahl von Elementarbewegungen, die durch Vorwärts- und Rückwärtshube des Aktors definiert sind, Stromimpulse mit einer vorbestimmten Dauer gespeichert werden, der Motor mit diesen Stromimpulsen angesteuert wird und nach der Durchführung dieser Elementarbewegungen die Position des Aktors gemessen wird und in Abhängigkeit der Abweichung der gemessenen Position von einer vorgegebenen Position die gespeicherten Stromimpulse hinsichtlich deren Dauer korrigiert werden, um so bspw. Abnutzungs- und Alterungseffekte der Kupplung zu berücksichtigen.
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Zudem beschreibt auch die
EP 1 319 857 A1 ein System zur Bestimmung der Kupplungsabnutzung, bei dem die Kupplungskennlinie hinsichtlich des übertragenen Drehmoments erfasst und mittels eines Mikrocomputers ausgewertet wird. Ferner ist eine Zähleinrichtung vorgesehen, die die Anzahl der Kupplungsbetätigungen erfasst und hieraus eine Serviceanforderung erzeugt.
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Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist die aufwändige Erfassung der unterschiedlichen Betriebspunkte bzw. eines Tastpunkts oder auch der Reibarbeit bzw. Reibleistung von Reibungskupplungen um hieraus die Qualität abzuleiten oder mittels dieser Größen eine Diagnose durchzuführen.
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Die
DE 43 36 445 A1 beschreibt eine Stelleinrichtung für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, bei welcher mittels eines Antriebs in Form eines Elektromotors über ein Kurbelgetriebe ein hydraulischer Geber eines hydraulischen Ausrücksystems der Kupplung betätigt wird. Das Kurbelgetriebe ist als Schneckengetriebe ausgeführt, in welchem ein Segment-Schneckenzahnrad zwischen zwei Entstellungen drehbar gelagert ist. Wenn eine vorbestimmte Momentendifferenz zwischen einer Antriebs- und Abtriebswelle der Kupplung nicht überschritten wird, wird von der Kupplung das vom Antrieb erzeugte Drehmoment kraftschlüssig auf die Abtriebswelle übertragen. Erst wenn die vorbestimmte Momentendifferenz überschritten wird, reicht die für eine schlupffreie Mitnahme eines ausgangsseitigen Kupplungsteils erforderliche reibe gegenüber einem eingangsseitigen Kupplungsteil nicht mehr aus, so dass nur ein Teil des eingeleiteten Drehmomentes übertragen wird. Die Kupplung wirkt daher als Sicherungseinrichtung. Der Wert der Drehmomentdifferenz zwischen dem eingangsseitigen und dem ausgangsseitigen Kupplungsteil wird durch die Anpresskraft einer Feder bereitgestellt.
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Eine Vorrichtung zur elektromotorischen Betätigung einer über einen Schwenkhebel schwenkbar an einer Karosserie angelenkten Heckklappe eines Fahrzeugs ist in der
DE 198 44 265 C2 beschrieben. Zum Öffnen und Schließen der Heckklappe ist ein elektromotorischer Antrieb mit einer drehmomentbegrenzenden Kupplung vorgesehen, so dass bei in Offenstellung, Schließstellung oder in einer Klimmstellung befindlicher Heckklappe bis zum Ablauf der Bestromung des Antriebs Überlast kompensiert wird.
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Ein Verfahren zur Steuerung eines Fensterhebers eines Kraftfahrzeugs ist aus der
DE 10 2004 011 332 A1 bekannt, bei welchem eine Steuerungsvorrichtung einen Antrieb des Fensterhebers steuert. Zur Steuerung wird eine Steifigkeit des Verstellsystems des Fensterhebers durch eine Auswertung einer zum Antriebsmoment des Antriebs korrelierenden Kenngröße, wie bspw. der Betriebsstrom des Antriebs ermittelt, wodurch die Steuerung des Antriebs in Abhängigkeit von der ermittelten Steifigkeit erfolgen kann.
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Schließlich beschreibt die
US 7 510 503 B2 einen Kupplungsstörungsdetektor, mit welchem eine Störung eines einen Kupplungsaktuator aufweisenden automatischen Kupplungssystems detektiert wird. Dieser Kupplungsausfalldetektor umfasst einen Stromdetektor und eine Auswerteeinheit. Der dem Kupplungsaktuator zugeführte Betriebsstrom wird mit einer vorbestimmten Schwelle verglichen und bei einer Abweichung, die gleich oder größer eines Sollwertes ist, wird eine Störung des automatischen Kupplungssystems erkannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Betriebs- und Diagnoseverfahren für eine elektromotorische Antriebsvorrichtung mit Rutschkupplung eines bewegbaren Fahrzeugbauteils anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine Diagnose einer solchen Kupplung möglich ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Dieses Betriebs- und Diagnoseverfahren für eine elektromotorische Antriebsvorrichtung mit Rutschkupplung eines bewegbaren Fahrzeugbauteils zeichnet sich dadurch aus, dass
- – mittels eines die Steuerung der Antriebsvorrichtung übernehmenden Steuergeräts das Fahrzeugbauteil zwischen einer ersten und zweiten Position bewegbar ist,
- – wenigstens ein eine ordnungsgemäße Funktion der Rutschkupplung anzeigender Sollwert in dem Steuergerät gespeichert wird,
- – während des Betriebs der Antriebsvorrichtung ein das Rutschmoment der Rutschkupplung anzeigender Istwert erfasst wird, indem das Drehmoment der mit der Antriebsseite der Rutschkupplung verbundenen Antriebsvorrichtung bei blockierter Abtriebsseite der Rutschkupplung bis zum Durchrutschen der Rutschkupplung erhöht wird, der Betriebsstrom der Antriebsvorrichtung während der Erhöhung des Drehmoments der Antriebsvorrichtung detektiert wird, derjenige Wert des Betriebsstromes als Istwert des Rutschmoment der Antriebsvorrichtung erfasst wird, bei dem die Rutschkupplung durchrutscht und der Istwert in der Steuereinheit gespeichert wird
- – ein Soll-Istwert-Vergleich durchgeführt wird, und
- – das Vergleichsergebnis des Soll-Istwert-Vergleichs bewertet wird.
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Anhand des Vergleichsergebnisses kann festgestellt werden, ob die Kupplung ordnungsgemäß funktioniert und in Ordnung ist oder ob die Antriebsvorrichtung ausgetauscht werden muss. Ferner ist mittels einer solchen Bewertung des Vergleichsergebnisses möglich, die in dem Steuergerät hinterlegten Parameter für Funktionen der Antriebsvorrichtung, insbesondere für eine Einklemmschutzerkennung oder für die Kalibrierung der Erkennung einer Endposition des bewegbaren Fahrzeugbauteils an den Wert des detektierten Rutschmoments anzupassen bzw. zu optimieren. Damit können in einfacher Weise sowohl Fertigungstoleranzen als auch Alterungseffekte während des Betriebs der Antriebsvorrichtung, insbesondere über deren Lebensdauer ausgeglichen werden.
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Diese erfindungsgemäße Bestimmung des Istwerts des Rutschmoments kann während des regulären Betriebs immer dann ausgeführt werden, wenn sich das bewegbare Fahrzeugbauteil, also bspw. die Heckklappe oder ein Fensterheber in einer Endposition befindet. Eine zugehörige Diagnoseroutine kann durch das zugehörige Steuergerät initiiert werden, wenn die entsprechenden Bedingungen vorliegen, also bspw. die Heckklappe oder ein Fensterheber sich in einer geschlossenen Position befindet, und somit der Antrieb so lange bestromt wird, bis die Kupplung durchrutscht, was bspw. mit einer Hallsensorik detektiert werden kann. Das Steuergerät kann so programmiert werden, dass in vorgegebenen Zeitabständen eine solche Routine durchgeführt wird. Zudem wäre es auch möglich, im Rahmen eines Kundenservice in der Werkstatt eine solche Routine zu veranlassen.
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Vorzugsweise wird der Soll- und Istwert in einfacher Weise auf der Basis von Strommessungen der Antriebsvorrichtung ermittelt, indem hierfür bspw. ein Stromshunt verwendet wird. Damit können solche Soll- und Istwerte als Stromkennwerte für jeden Fahrzeugtyp ermittelt und in dem Steuergerät hinterlegt werden.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird in vorteilhafter Weise der Sollwert als Schwellwert so gewählt wird, dass dessen Unterschreiten durch den Istwert eine nicht ordnungsgemäße Funktion der Antriebsvorrichtung angezeigt wird. Dies bedeutet, dass das zugehörige Rutschmoment so gering ist, dass ein ordnungsgemäße Funktion nicht mehr gewährleistet ist. Dieser Zustand der Kupplung kann als Fehlermeldung dem Fahrer optisch und/oder akustisch angezeigt werden. Auch ist es möglich, einen entsprechenden Fehlereintrag in einem Fehlerspeicher des zugehörigen Steuergerätes zu hinterlegen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann ein Sollwert als Schwellwert so gewählt werden, dass dessen Überschreiten durch den Istwert des Rutschmoments ein dem Schwellwert zugeordneter Parameterwert für eine Funktion der Antriebsvorrichtung, vorzugsweise für die Funktion „Einklemmschutz” und/oder die Funktion „Endlage lernen” für die eine Endlage darstellende zweite Position verwendet wird. In dieser Weise können solche Funktionen in Abhängigkeit des aktuellen Rutschmomentes optimiert werden, insbesondere deren ordnungsgemäßes Funktionieren über die gesamte Lebensdauer der Antriebsvorrichtung sichergestellt werden.
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Die Optimierung solcher Funktionen wie Einklemmschutzerkennung und Kalibrierung einer Endlagenerkennung kann besonders mit einer Weiterbildung der Erfindung erzielt werden, bei der mehrere Sollwerte als i-te Schwellwerte (Si, 1, ... n) so gewählt werden, dass bei Überschreiten des i-ten und bei Unterschreiten des (i + 1)-ten Schwellwertes (i = 1, ... n) durch den Istwert eine ordnungsgemäße Funktion der Antriebseinrichtung angezeigt wird und ein dem i-ten Schwellwert zugeordneter Parameterwert für eine Funktion der Antriebsvorrichtung, vorzugsweise für die Funktion Einklemmschutz und/oder die Funktion Endlage lernen für die eine Endlage darstellende zweite Position verwendet wird. Damit ist eine sehr differenzierte Einstellung der den Funktionen der Antriebsvorrichtung zugeordneten Parameter möglich, so dass dadurch auch die Abnutzung der Kupplung gering wird mit dem Vorteil einer langen Lebensdauer.
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Die Schwellwerte werden mittels Messreihen an einer ordnungsgemäß funktionierenden Antriebsvorrichtung ermittelt, insbesondere fahrzeug-spezifisch, um Unterschiede zwischen verschieden Fahrzeug-Modellreihen zu erfassen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild der Funktionseinheiten einer Antriebsvorrichtung für eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein Ablaufdiagramm zur Erzeugung von Funktionsparameterwerte der Antriebsvorrichtung nach 1 gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, und
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3 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels der Antriebsvorrichtung nach 1.
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Das in 1 dargestellte System dient zur automatischen Betätigung bzw. Verstellung einer Heckklappe 3, die mittels einer Antriebsvorrichtung 1, die einen Elektromotor umfasst, zwischen einer geschlossenen Position (erste Position) und einer offenen Position (zweite Position), die auch die Endlage der Heckklappe darstellt, verschwenkbar ist. Ein die Antriebsvorrichtung 1 mit der Heckklappe 3 verbindender Antriebsstrang 6 umfasst ein Getriebe mit einer Rutschkupplung 2 um bestimmte Funktionen durchführen zu können.
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So wird eine Einklemmschutzerkennung realisiert, mit der in einem Einklemmfall während des Schließens der Heckklappe 3 aus der zweiten Position in die erste Position der Elektromotor der Antriebsvorrichtung 1 gestoppt wird.
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Ferner wird eine Kalibrierung der Endlage durchgeführt, um bei Anschlagen der Heckklappe 3 an die Endlage ebenfalls die Bestromung des Elektromotors der Antriebsvorrichtung 1 zu unterbrechen.
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Nach 1 ist die Heckklappe 3 über das Getriebe mit einer Rutschkupplung 2 mit der Antriebsvorrichtung 1 verbunden, um diese Heckklappe 3 sowohl aus der offenen Endposition in die Schließposition als auch umgekehrt von der Schließposition in die offene Endposition zu verstellen. Mit der Heckklappe 3 ist eine Schließvorrichtung 7 verbunden, die mit einem Schlossgegenstück 8, das mit einem Karosserieteil des Fahrzeugs verbunden ist, beim Schließen der Heckklappe 3 in Eingriff kommt.
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Das mit dem Karosserieteil des Fahrzeugs verbundene Schlossgegenstück 8 ist mit einer Zuziehhilfevorrichtung 9 ausgestattet, die von einem elektromotorischen Antrieb 10 über einen Antriebsstrang 12 betätigt wird.
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Eine Steuereinheit 4 mit einer Speichereinrichtung 4a übernimmt die Steuerung der Antriebsvorrichtung 1 der Heckklappe 3 über eine Steuer- und Datenleitung 14 und des Antriebs 10 der Zuziehhilfevorrichtung 9 über eine Steuer- und Datenleitung 15. Ferner besteht auch eine Datenleitung 13 bzw. 11 zwischen dem Steuergerät 4 und der Schließvorrichtung 7 bzw. dem Schlossgegenstück 8 der Zuziehhilfevorrichtung 9.
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Zum Schließen der Heckklappe 3 wird diese von der Antriebsvorrichtung 1 so lange in Schließrichtung bewegt, bis die mit der Heckklappe 3 verbundene Schließvorrichtung 7 in das Schlossgegenstück 8 eingreift und sich damit in einer sogenannten Vorrastposition oder Zwischenschließposition befindet, außer wenn ein Einklemmfall detektiert wird, der zu einer Unterbrechung der Bestromung des Elektromotors der Antriebsvorrichtung 1 während der Schließbewegung führt.
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Ein Einklemmfall wird durch Überwachung des dem Elektromotor der Antriebsvorrichtung 1 zugeführten Betriebsstroms IB mittels eines Stromshunts 5 detektiert. Hierzu ist in einem Speicher 4a des Steuergeräts 4 ein Einklemmparameter E abgelegt, mit dem der Wert des Betriebsstromes IB verglichen wird. Überschreitet dieser Wert den Einklemmparameter E wird dies als Einklemmfall bewertet mit der Folge, dass der Elektromotor der Antriebsvorrichtung 1 abgeschaltet wird. Erst wenn die Funktion „Schließen der Heckklappe” erneut angefordert wird, wird der Schließvorgang weitergeführt; alternativ kann der Elektromotor der Antriebsvorrichtung 1 in umgekehrter Stromrichtung bestromt werden, so dass die Heckklappe 3 in eine Öffnungsbewegung übergeht.
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Ohne eine Erkennung eines Einklemmfalls erfolgt die Bestromung der Antriebsvorrichtung 1 so lange, bis die Steuereinheit 4 den Schließvorgang anzeigende Schloss-Signale der Schließvorrichtung 7 oder Schaltersignale der Zuziehhilfevorrichtung 9 erhält. Aus dieser Zwischenschließposition wird der Heckklappe 3 mit Hilfe der Zuziehhilfevorrichtung 9 in eine verriegelte Hauptrastposition oder Endschließposition gezogen.
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Ein Öffnungsvorgang der Heckklappe 3 kann bspw. dadurch ausgelöst werden, dass ein im Fahrgastraum angeordneter Schalter betätigt wird. Hierauf wird der Elektromotor der Antriebsvorrichtung 1 in Öffnungsrichtung so lange bestromt, bis die Endlage der Heckklappe 3 detektiert wird. Hierzu wird ebenfalls der Betriebsstrom IB des Elektromotors der Antriebsvorrichtung 1 mittels des Stromshunts 5 überwacht, um den Blockstrom in der Endlage detektieren zu können. Die Endlage wird dann erkannt, wenn der Betriebsstrom IB einen in dem Speicher 4a des Steuergerätes 4 abgelegten Kalibrierparameter K überschreitet, um hierauf die Bestromung des Elektromotors der Antriebsvorrichtung 1 abzuschalten.
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Der Zustand der Rutschkupplung beeinflusst nicht nur die Funktionen „Einklemmschutzerkennung” und „Kalibrierung der Endlage”, sondern dient auch dazu Beschädigungen der Heckklappe 3 bei Fehlbedienungen zu vermeiden bzw. zu minimieren, insbesondere dann, wenn während des Öffnungsvorgangs der Heckklappe 3 diese durch manuelle Betätigung wieder geschlossen werden soll.
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Daher wird der Zustand der Rutschkupplung auf der Basis der Messung des Betriebsstromes IB des Elektromotors der Antriebsvorrichtung 1 überwacht, um einerseits defekte Kupplungen zu erkennen und um andererseits die oben beschriebenen Einklemm- und Kalibrierparameter E und K an den Zustand der Rutschkupplung anzupassen, also hinsichtlich der zugehörigen Funktionen zu optimieren.
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Dies wird im Folgenden anhand der 2 und 3 erläutert. Gemäß 2 wird vor SOP (Start of Production) das Serienfahrzeug in einem ersten Schritt 1 in Betrieb genommen, um in einem zweiten Schritt Messreihen an der Antriebsvorrichtung 1 der Hecklappe 3 vorzunehmen, insbesondere das Rutschmoment der Kupplung 2 zu ermitteln (das Verfahren wird im Zusammenhang mit 3 beschrieben). Diese Messreihen werden an einer ordnungsgemäß funktionierenden Rutschkupplung 2 durchgeführt und hieraus in einem nachfolgenden Schritt 3 die Einklemm- und Kalibrierparameter E und K bestimmt, die in einem letzten Schritt 4 in dem Speicher 4a der Steuereinheit 4 abgelegt werden. Diese Messreihen werden fahrzeugspezifisch durchgeführt, um für jede Modellvariante einen entsprechenden Parametersatz festzulegen.
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Zunächst wird im Schritt 3 ein Schwellwert S1 als Stromwert bestimmt, mit dem eine defekte Kupplung 2 erkannt werden soll. Dieser erste Schwellwert S1 gibt die Grenze für den Wert des Rutschmoments an, ab dem eine Kupplung als in Ordnung bewertet wird, also ausreichend Drehmoment für eine ordnungsgemäßes Funktionieren überträgt. Des weiteren werden Schwellwerte Si, (i = 2, ... n) als Stromwerte bestimmt, denen im Speicher 4a des Steuergeräts 4 hinterlegte Einklemm- und Kalibrierparameter Ei und Ki (i = 1, n) zur Optimierung der Funktionen „Einklemmschutzerkennung” und „Kalibrierung der Endlage” zugeordnet werden. Damit stellt der erste Schwellwert S1 den kleinsten Wert dar, so dass sich folgende Größenrelation zwischen den Schwellwerten S1 (i = 2, ... n) ergibt: S1 < S2 < ... < Sn-1 < Sn
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Bei der Festlegung dieser Einklemm- und Kalibrierparameter Ei und Ki wird von folgender Überlegung ausgegangen. Wird ein geringes Rutschmoment der Kupplung 2 festgestellt, wird auch der Einklemmschutz sensibler eingestellt, d. h. der Einklemmparameter Ei ist niedriger als bei einem höheren Rutschmoment. Daher reicht schon ein geringer Stromanstieg des Betriebsstroms IB des Elektromotors der Antriebsvorrichtung 1 aus, um einen Einklemmfall zu detektieren, anderenfalls würde eine höhere Schwelle ein ungewolltes Durchrutschen der Kupplung bewirken.
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Entsprechend wird auch bei der Festlegung des Kalibrierparameter Ki zur Detektion der Endlage der Heckklappe 3 vorgegangen. Bei einem geringen Rutschmoment der Kupplung 2 wird der Kalibrierparameter Ki als Stromwert, mit dem der Blockstrom erkannt wird, entsprechend niedriger angesetzt als bei einem hohen Rutschmoment. Dadurch wird verhindert, dass die Kupplung 2 durchrutscht, wenn sich die Heckklappe 3 in der Endlage befindet. Dabei ist der Wert des maximalen Blockstroms so gering gewählt, dass die Kupplung 2 auch im Block nicht durchrutscht.
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Jedes Serienfahrzeug weist daher ein Heckklappensteuergerät mit solchen abgelegten Schwellwerten Si (i = 1, ... n) sowie Einklemm- und Kalibrierparameter Ei und Ki (i = 1, ... n) auf.
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Während des Betriebes des Serienfahrzeugs wird in von dem Steuergerät 4 bestimmten Zeitabständen eine Diagnoseroutine gemäß 3 durchgeführt, um den Zustand der verbauten Kupplung 2 zu prüfen sowie anhand der hinterlegten Schwellwerte und Parameter das ordnungsgemäße Funktionieren der Einklemm- und Endlagenerkennung zu gewährleisten bzw. diese Funktionen zu optimieren.
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Nach der Inbetriebnahme der Fahrzeugs gemäß Schritt 1 nach 3 wird nachfolgend in einem Schritt 2 das Rutschmoment der Kupplung 2 in geschlossenem Zustand der Heckklappe 3, also in dessen ersten Position gemessen. Hierzu wird der Elektromotor der Antriebsvorrichtung 1 gegen die geschlossene Schließvorrichtung 7 in Öffnungsrichtung bestromt, indem die Betriebsspannung des Elektromotors langsam erhöht wird, bis die Kupplung durchrutscht. Dies wird mit einem in der Schließvorrichtung 7 vorgesehenen Hallsensor detektiert und dem Steuergerät 4 angezeigt. Gleichzeitig wird der Strom von dem Steuergerät 4 während dieser Bestromung mittels des Stromshunts 5 überwacht und ausgewertet, d. h. gemessen und derjenige Stromwert I in dem Speicher 4a abgelegt, bei dem die Kupplung 2 durchgerutscht ist. Dieser Stromwert I ist proportional zum Rutschmoment der Kupplung 2 und dient als Basis zur Diagnose des Zustands der Kupplung 2 sowie zur Einstellung der Einklemm- und Kalibrierparameter Ei und Ki (i = 1, ... n).
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Im nachfolgenden Schritt 3 wird der Stromwert I mit dem ersten Schwellwert S1 verglichen und bei Nichtüberschreiten dieses Schwellwertes S1 gemäß Schritt 4 die Kupplung 2 als nicht in Ordnung bewertet, d. h. die Kupplung 2 rutscht zu früh durch, kann daher das erforderliche Drehmoment nicht übertragen um ordnungsgemäß zu funktionieren.
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Im anderen Fall wird dieser Stromwert I gemäß Schritt 5 mit einem weiteren Schwellwert S2 verglichen und bei Erfüllung der Bedingung S1 < I < S2, wird die Kupplung 2 als in Ordnung bewertet, da nun das Rutschmoment über dem ersten Schwellwert S1 liegt, der den Mindestwert für eine ordnungsgemäße Funktion der Kupplung angibt. Ferner werden die Einklemm- und Kalibrierparameter E1 und K1 gemäß Schritt 6 verwendet.
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Falls die Bedingung gemäß Schritt 5 nicht zutrifft, erfolgt im nächsten Schritt 7 die Prüfung der Bedingung S2 < I < S3.
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Bei Erfüllung dieser Bedingung wird gemäß Schritt 8 die Kupplung 2 wieder als in Ordnung bewertet und die Einklemm- und Kalibrierparameter E2 und K2 gemäß Schritt 8 verwendet.
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Diese Vergleiche werden bis zum Schritt 9 weitergeführt, bei dem die letzte Bedingung Sn-1 < I < Sn überprüft wird und bei deren Erfüllung die Kupplung wieder als in Ordnung bewertet wird und die Einklemm- und Kalibrierparameter En-1 und Kn-1 gemäß Schritt 10 verwendet werden. Bei Nichterfüllung erfolgt ein Rücksprung nach Schritt 2.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für die elektromotorische Verstellung von Heckklappen von Fahrzeugen geeignet, sondern kann für das Schließen von Klappen im allgemeinen Sinn eingesetzt werden, also sowohl für Kofferraumdeckel, Motorraumklappen oder Laderaumklappen als auch für Türen, wie Seitentüren, Hecktüren oder Schiebetüren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsvorrichtung
- 2
- Rutschkupplung
- 3
- Heckklappe
- 4
- Steuergerät
- 4a
- Speicher des Steuergeräts 4
- 5
- Strom-Shunt
- 6
- Antriebsstrang
- 7
- Schließvorrichtung
- 8
- Schlossgegenstück
- 9
- Zuziehhilfevorrichtung
- 10
- Antrieb für Zuziehhilfevorrichtung 9
- 11
- Daten- und Steuerleitung
- 12
- Antriebsstrang für Zuziehhilfevorrichtung 9
- 13
- Daten- und Steuerleitung
- 14
- Daten- und Steuerleitung
- 15
- Daten- und Steuerleitung
