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Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für eine zwischen einer Anfangs- und Endlage bewegbaren Abdeck- oder Trenneinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 100 52 042 A1 ist eine gattungsbildende Abdeck- oder Trenneinrichtung bekannt, die bspw. als Fensterrollo, Abdeckeinrichtung, Laderaumabdeckung oder als Trenngitter mittels eines Elektromotors gegen die Federkraft eines Federmotors aus einer Anfangs- in eine Endbewegung bewegt werden kann, oder, falls ein solcher Federmotor nicht vorgesehen ist, der Elektromotor auch das Zurückführen in die Anfangsstellung übernimmt.
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Zur Überkraftbegrenzung übernimmt bei dieser bekannten Abdeck- und Trenneinrichtung eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit eines von einem Stromsensor erfassten Stromparameters die Steuerung, die so gestaltet ist, dass ein Stromparameter gemessen und als Referenzwert gespeichert wird, wenn der Elektromotor die Anfangslage verlässt und die späteren Werte des Stromparameters mit diesem Referenzwert verglichen werden, um in Abhängigkeit von der mathematischen Beziehung zwischen dem aktuellen Wert des Stromparameters und dem Referenzwert den Elektromotor abzuschalten. Als Stromparameter und damit als Abschaltkriterium dient bspw. der Wert des gemessenen Motorstroms des Elektromotors, der zeitliche Verlauf des Motorstroms oder dessen Stromanstiegsgeschwindigkeit bzw. Stromanstiegsgradienten.
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Mit dieser bekannten Steuerung wird der jeweils verwendete Referenzwert bei Beginn des Ausfahrens der Abdeck- und Trenneinrichtung ermittelt und somit an die aktuellen Kinematikeigenschaften, also bspw. an die von der Temperatur abhängige Schwer- bzw. Leichtgängigkeit oder an Drehmomentänderungen angepasst.
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Eine solche strombasierte Überkraftbegrenzung dient einerseits dem Schutz des Antriebssystems und andererseits auch dem Schutz des Kunden vor Verletzungen im Sinne eines Einklemmschutzes und dem Schutz von Gegenständen, die sich im Verfahrweg befinden.
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Eine Überkraftbegrenzung kann auch mittels einer sogenannten Hall-Sensorik realisiert werden, bei der die Drehzahl des Elektromotors ausgewertet wird, um eine Einklemmsituation durch Bestimmung des zurückgelegten Verfahrwegs zu detektieren. Dies ist bspw. in der
DE 10 2006 009 755 B3 beschrieben.
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Der Nachteil dieser bekannten Antriebssysteme liegt darin, dass für die Erkennung einer Überkraft ein schneller und starker Kraftanstieg erforderlich ist, der aber in manchen Fällen bereits zu einer Schädigung von Teilen der Abdeck- und Trenneinrichtung führen kann. Befindet sich bspw. in der Mitte eines von einer Laderaumabdeckung abdeckbaren Laderaums ein Gepäckstück, wird beim Auftreffen der Laderaumabdeckung auf dieses Gepäckstück während des Ausfahrens zunächst die Zugstange, bzw. das in der Regel als Alu-Profil ausgebildete Endboard mit einer Fremdkraft beaufschlagt, die aber langsam ansteigt, mit der Folge, dass dies nicht oder zu spät als Überkraft erkannt wird und damit nicht bzw. zu spät zur Abschaltung des Elektromotors führt. Es besteht die Gefahr, dass durch einen solchen Kraftanstieg die Belastungsgrenze des Alu-Profils überschritten wird.
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Würde hierauf bei einer strombasierten Überkrafterkennung mit einem geringeren Stromreferenzwert oder mit einem geringeren Stromanstiegsgradienten dagegen gesteuert, hätte dies zur Folge, dass es vermehrt zu Fehlauslösungen kommen würde, d. h. die Überkraftbegrenzung wäre zu sensibel und würde schon bei geringen Gegenkräften zu deren Auslösung führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Antriebssystem der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem eine sichere Überkrafterkennung auch von langsam ansteigenden, auf die Mechanik des Antriebssystem wirkende Fremdkräfte erzielt wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Antriebssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Bei einem solchen Antriebssystem für eine zwischen einer Anfangs- und Endlage bewegbaren Abdeck- oder Trenneinrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend
- – einen elektrischen Antrieb zum gesteuerten Bewegen der Abdeck- oder Trenneinrichtung,
- – einen Stromsensor zum Erfassen des Antriebsstromes des elektrischen Antriebs,
- – eine Steuereinrichtung zum Steuern des elektrischen Antriebs in Abhängigkeit wenigstens des von dem Stromsensor erfassten Antriebsstromes,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
- – zur Messung des Verformungsgrades wenigstens einer aufgrund einwirkender Kräfte bewirkten partiellen Verformung der Abdeck- oder Trenneinrichtung während deren gesteuerten Bewegung wenigstens ein Dehnungssensor mit der Abdeck- oder Trenneinrichtung in Wirkverbindung steht, und
- – die Steuereinrichtung zusätzlich in Abhängigkeit des von dem Dehnungssensor erfassten Verformungsgrades den elektrischen Antrieb ansteuert.
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Mit diesem erfindungsgemäßen Antriebssystem wird bereits in Abhängigkeit der sehr frühzeitig aufgrund der von dem Dehnungssensor detektierten partiellen Verformung der Abdeck- und Trenneinrichtung eine Überkraft detektiert, bevor sich eine Überkraft durch einen Stromanstieg des Motorstroms feststellen lässt. Damit wird nicht nur ein Schutz vor Überlastung des Antriebssystems erzielt, sondern insbesondere auch das gesamte mechanische System einschließlich der Mechanik der Abdeck- und Trenneinrichtung geschützt.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Abdeck- oder Trenneinrichtung ein Verformungselement auf, mit dem die Wirkverbindung mit dem Dehnungssensor hergestellt wird, wobei vorzugsweise dieses Verformungselement so angeordnet ist, dass es durch einen Krafteintrag aufgrund eines im Verfahrweg der Abdeck- oder Trenneinrichtung liegenden Hindernisses verformt wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Abdeck- oder Trenneinrichtung mit einem von dem elektrischen Antrieb betätigten Auszugselement ausgebildet, wobei das Auszugselement als Verformungselement den Dehnungssensor aufweist. Ein solches Auszugselement bietet sich deshalb zur Aufnahme des Dehnungssensors an, da es das Ende der Abdeck- und Trenneinrichtung in Auszugsrichtung darstellt.
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Die Abdeck- und Trenneinrichtung des erfindungsgemäßen Antriebssystem kann als Fensterrollo, als Trenngitter zur Trennung des Laderaum vom Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs oder als Laderaumabdeckung ausgebildet sein.
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Das Auszugselement solcher Abdeck- und Trenneinrichtungen ist als Zugstange, Endboard, Zugspriegel oder dgl. ausgebildet, wobei an einem solchen Auszugselement die Abdeck- und Trenneinrichtung aus der Anfangsposition in die Endposition gezogen wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur ausführlich beschrieben, die eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Antriebssystems mit einer perspektivischen Teilsicht auf eine Laderaumabdeckung eines Kraftfahrzeugs zeigt.
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In dieser schematischen Darstellung befindet sich eine Abdeck- und Trenneinrichtung 1 in einer Endlage zur Abdeckung eines Laderaums 7 eines Kombi-Fahrzeugs. Diese Abdeck- und Trenneinrichtung 1 wird mittels in der Figur nicht dargestellten Mitnehmer durch einen von einer Steuereinheit 4 gesteuerten Elektromotor 2 aus einer Anfangslage, in der die Abdeck- und Trenneinrichtung 1 auf einer in einer Wickelkassette 8 untergebrachten Wickelwelle aufgewickelt ist, an einem Auszugselement 6, auch Endboard genannt, herausgezogen. Das als Alu-Profil ausgebildete Auszugselement 6 wird beidseitig in einer Arretierungsvorrichtung 9, die in den D-Säulen 10 des Kombi-Fahrzeugs angeordnet sind, gehalten. Das Ende der Abdeck- und Trenneinrichtung 1 bildet ein mit dem Auszugselement 6 verbundenes Konturteil 11, das einen Griffteil 12 aufweist.
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Mit den in der Figur dargestellten Handtastern 13 und 14 kann ein Fahrer des Kombi-Fahrzeugs oder eine Bedienperson das Ausfahren bzw. das Einfahren der Abdeck- und Trenneinrichtung 1 veranlassen.
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Während des Ausziehens der Abdeck- und Trenneinrichtung
1 aus der Anfangslage wird der von einem Stromsensor
3 erfasste Motorstrom des Elektromotors
2 zur Auswertung der Steuereinheit
4 zugeführt, um eine Überkraftbegrenzung durchzuführen. Diese Überkraftbegrenzung kann bspw. durch Auswertung des Gradienten des Stromanstieges realisiert werden, um bei einer Detektion einer Überschreitung eines vorgegebenen Gradienten den Elektromotor
2 abzuschalten. Ferner ist es möglich, eine Überkraftbegrenzung durch eine Auswertung der Höhe des Motorstroms durchzuführen, so dass bei Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes der Elektromotor
2 abgeschaltet wird. Schließlich ist eine Ausbildung einer Überkraftbegrenzung auch gemäß der eingangs beschriebenen
DE 100 52 042 A1 von Vorteil.
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Während des Ausziehens der Abdeck- und Trenneinrichtung 1 kann der Fall auftreten, dass im Verfahrweg der Abdeck- und Trenneinrichtung 1 ein Gegenstand, bspw. ein Gepäckstück oder dgl. liegt, an das das Auszugselement 6 anstößt. Dieses Auszugselement 6 ist als Verformungselement ausgebildet, wobei der Verformungsgrad mittels eines mittig an dem Auszugselement 6 angeordneten Dehnungssensors 5, der als Dehnungs-Messstreifen ausgebildet ist, aufgenommen wird. Das Messsignal dieses Dehnungssensors 5 wird der Steuereinheit 4 zugeführt und dort ausgewertet, so dass in Abhängigkeit des Verformungsgrades des Auszugselementes 6 eine Überkraftbegrenzung durchgeführt werden kann. Falls ein vorgegebener Schwellwert, der einem bestimmten Verformungsgrad entspricht, überschritten wird, wird von der Steuereinheit 4 ein Überlastfall erkannt und der Elektromotor 2 abgeschaltet.
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Zusätzlich zu dem mittig an dem Auszugselement 6 angeordneten Dehnungssensor 5 können gemäß der Figur weitere Dehnungssensoren 5' und 5'' an diesem Auszugselement 6 angeordnet werden, deren Messsignale ebenfalls zur Auswertung der Steuereinheit 4 zugeführt werden. Mit solchen zusätzlichen Dehnungssensoren 5' und 5'' kann die Sensibilität der Überkraftbegrenzung verbessert werden.
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Gemäß der Erfindung kann eine Abdeck- und Trenneinrichtung gezielt mit Verformungselementen ausgestattet werden, die sich in solchen Bereichen der Abdeck- und Trenneinrichtung befinden, die im Verfahrweg als erstes auf Hindernisse stoßen könnten und dort partiell verformt werden würden. Damit können gezielt in solchen Bereichen möglicherweise auftretende Verformungen mittels eines Dehnungssensors erfasst und damit sowohl das Antriebssystem und die Abdeck- und Trenneinrichtung, insbesondere deren Mechanik vor Beschädigungen bei Auftreten einer Überkraft als auch Bedienpersonen im Sinne eines Einklemmschutzes geschützt werden.
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Das erfindungsgemäße Antriebssystem für Abdeck- und Trenneinrichtung ist nicht nur für Laderaumabdeckungen gemäß der beschriebenen Figur geeignet, sondern in gleicher Weise auch für Fensterrollos, Trenngitter und dgl.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abdeck- und Trenneinrichtung
- 2
- elektrischer Antrieb, Elektromotor
- 3
- Stromsensor
- 4
- Steuereinrichtung
- 5
- Dehnungssensor
- 5'
- Dehnungssensor
- 5''
- Dehnungssensor
- 6
- Verformungselement, Auszugselement
- 7
- Laderaum
- 8
- Wickelkassette
- 9
- Arretierungsvorrichtung
- 10
- D-Säule
- 11
- Konturteil
- 12
- Griffteil
- 13
- Handtaster
- 14
- Handtaster
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10052042 A1 [0002, 0020]
- DE 102006009755 B3 [0006]
