DE102016220980A1

DE102016220980A1 - Verfahren zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung sowie Ansteuereinrichtung für eine Türbremseinrichtung

Info

Publication number: DE102016220980A1
Application number: DE102016220980.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Busse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren (1) zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung (12). Dazu wird ein Wert, der die Größe einer Türöffnung beschreibt, gemessen (2). Es wird auch eine Zeitdauer der Türöffnung gemessen (3). Basierend auf diesen beiden Werten wird eine Bremswirkung der Türbremseinrichtung ermittelt (4). Anschließend erfolgt ein Vergleichen (5) der Bremswirkung mit einem Vergleichswert. Basierend auf dem Vergleich wird dann eine Kraft, mit der die Türbremseinrichtung wirkt, eingestellt (6).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung sowie eine Ansteuereinrichtung für eine Türbremseinrichtung.
Um zu verhindern oder eine Gefahr zu reduzieren, dass bei einem Öffnen einer Tür, beispielsweise einer Fahrzeugtür eines Kraftfahrzeugs, diese gegen ein Hindernis stößt, können eine Vielzahl von konventionellen Türbremseinrichtungen oder Türbremssystemen eingesetzt werden. Beispielsweise betreffen die US 7,761,209 B2 , die EP 0 705 951 A1 und die EP 1 207 262 B1 ansteuerbare Türbremseinrichtungen, mit denen verhindert werden soll, dass eine Tür beim Öffnen gegen ein Hindernis stößt.
Insbesondere bei Türbremssystemen, die eine Reibbremse umfassen, kann es vorkommen, dass ein Reibkoeffizient eines Reibelements eine Fertigungstoleranz aufweist. Zusätzlich kann sich der Reibkoeffizient des Reibelements im Verlauf einer Einsatzdauer, beispielsweise eines Fahrzeuglebens, weiter verändern.
Um sicherzustellen, dass die Tür immer vor dem Hindernis zum Stillstand kommt, wird bei einer konventionellen Regelung meist von einem unteren Ende eines Toleranzfeldes ausgegangen, in dem der Reibkoeffizient liegt. Unter ungünstigen Umständen wird dann von einer Bremswirkung ausgegangen, die schwächer ist als eine tatsächlich auftretende Bremswirkung, mit der die Türbremseinrichtung die Tür stoppt. Das bedeutet, dass die Tür eventuell nicht so weit geöffnet wird, wie es das Hindernis zulassen würde. Beispielsweise bei Schwenktüren wird dann ein möglicher, komfortabler Öffnungswinkel, der auch als Komfortwinkel bezeichnet werden kann, nicht vollständig ausgenutzt. Dies kann eventuell dazu führen, dass ein Aussteigen unnötiger Weise erschwert wird. Dies ist unerwünscht.
Diese Probleme können nicht nur bei Türbremseinrichtungen von Personenkraftwagen, sondern auch an allen möglichen Fahrzeugtüren und auch bei einem Bremsen von allen möglichen anderen Klappen, die Öffnungen an Fahrzeugen verschließen, auftreten. Grundsätzlich können Türbremseinrichtungen auch bei Türen eingesetzt sein, die sich nicht an Fahrzeugen befinden.
Es besteht daher ein Bedarf daran, ein Konzept für eine Türbremseinrichtung oder ein Türbremssystem zu verbessern. Diesem Bedarf tragen das Verfahren zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung sowie die Ansteuereinrichtung für eine Türbremseinrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen Rechnung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung. Dazu wird ein Wert, der die Größe einer Türöffnung beschreibt, gemessen. Es wird auch eine Zeitdauer der Türöffnung gemessen. Basierend auf diesen beiden Werten wird eine Bremswirkung der Türbremseinrichtung ermittelt. Anschließend erfolgt ein Vergleichen der Bremswirkung mit einem Vergleichswert. Basierend auf dem Vergleich wird dann eine Kraft, mit der die Türbremseinrichtung wirkt, eingestellt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Ansteuereinrichtung für eine Türbremseinrichtung nach dem o.g. Verfahren.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass basierend auf einer ermittelten Bremswirkung eine Kraft der Türbremseinrichtung eingestellt wird, einer sich verändernden Bremswirkung Rechnung getragen werden. Dadurch kann beispielsweise die Kraft, mit der die Türbremseinrichtung oder eine Komponente der Türbremseinrichtung auf einen Reibbelag wirkt, basierend auf einer tatsächlich vorliegenden Bremswirkung, einem Reibwert bzw. Reibkoeffizienten der Türbremseinrichtung, eingestellt werden. Eventuell kann dadurch für die Ermittlung der Kraft die Annahme eines Reibkoeffizienten, der aus Sicherheitsgründen an einem unteren Rand eines Toleranzfeldes liegt, entfallen. Dadurch kann beispielsweise verhindert werden, dass die Tür zu wenig weit geöffnet wird. Ein Aussteigen oder aber auch ein Einsteigen kann dann eventuell bequemer möglich sein. Auf der anderen Seite kann gegebenenfalls auch dem Fall Rechnung getragen werden, wenn der Reibwert oder eine Bremswirkung der Türbremseinrichtung abnimmt. Der Reibwert und/oder die Bremswirkung kann gegebenenfalls aus unterschiedlichen Gründen abnehmen, beispielsweise Verschleiß oder Exposition mit reibungsreduzierenden Agenzien, zum Beispiel Fett, oder anderen Gleitmitteln, Betauung, Reif- und/oder Eisniederschlag. Dadurch, dass auch auf einen abnehmenden Reibwert oder eine abnehmende Bremswirkung reagiert werden kann, kann bei manchen Ausführungsbeispielen auch eine Sicherheit gegen eine Kollision mit dem Hindernis erhöht werden.
Bei der Tür, die mit der Türbremseinrichtung blockiert, fixiert oder gebremst werden soll, kann es sich zum Beispiel um alle möglichen Türen, Tore, Klappen oder Fenster, beispielsweise an Fahrzeugen zum Beispiel Kfz, Pkw, Lkw, Bus, Anhänger oder dergleichen handeln, zum Beispiel Fahrertür, Beifahrertür, Heckklappe, Motorhaube, Tankdeckel, eine Tür die einen Einstieg für einen Rücksitz verschließt, Schwenktür, Schiebetür, Flügeltür und/oder dergleichen. Bei einer Schwenktür kann es sich beispielsweise um eine Tür handeln, die an einer Seite über ein Scharnier oder ein Gelenk angeschlagen ist und sich um den Anschlag dreht.
Es kann sich beispielsweise auch um eine Tür handeln, die in einem üblichen Gebrauch nur durch eine Arm- und/oder Handbewegung eines Nutzers zumindest geöffnet und/oder geschlossen wird, beispielsweise ohne Unterstützung eines Antriebs oder eines Motors, beispielsweise antriebs- oder motorfrei. Mit anderen Worten kann bei manchen Ausführungsbeispielen ein Öffnen und/oder ein Schließen der Tür, die mit dem Türbremssystem gebremst wird, grundsätzlich ohne einen motorischen Antrieb bewirkt werden. Es kann sich beispielsweise um eine Tür handeln, die nicht automatisch geöffnet wird, bzw. deren Öffnungsbewegung und/oder Schließbewegung nicht automatisiert ist.
Optional kann es sich um eine Tür oder ein Tor an einem Gebäude handeln, die oder das mit der Türbremseinrichtung gebremst wird. Bei dem Wert, der die Größe einer Türöffnung beschreibt, kann es sich je nach Art der Tür um einen Winkel oder einen linearen Abstand bis zu einem Rahmen oder einer Öffnung, die die Tür verschließt, handeln. Bei der Zeitdauer der Türöffnung kann es sich zum Beispiel um eine Zeitspanne handeln, die benötigt wird, um die Tür aus einer geschlossenen Position bis zu einer geöffneten Position zu bewegen. Bei der geöffneten Position kann es sich dann um den Wert, der die Größe einer Türöffnung beschreibt, handeln. Eventuell kann die Tür auch aus einem bereits teilgeöffneten Zustand weiter geöffnet werden. Dann kann beispielsweise diese Größenänderung und die entsprechende Zeitdauer überwacht werden. Grundsätzlich sollen sich die beiden gemessenen Größen dazu eignen, dass die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung der Tür zum Zeitpunkt einer Bremsung der Tür mit der Türbremseinrichtung ermittelt werden kann.
Bei der Türbremseinrichtung kann es sich zum Beispiel um jedwede Vorrichtung handeln, die ausgebildet ist, um eine Tür in einer gewünschten Position zu blockieren oder zu fixieren. Die gewünschte Position kann dabei beispielsweise zwischen einem geschlossenen Zustand und einem am weitesten geöffneten Zustand der Tür liegen. Die Türbremseinrichtung kann dazu beispielsweise eine Bremse umfassen, die auf Reibung basiert. Es kann sich zum Beispiel um eine rotatorisch oder eine translatorisch wirkende Bremse handeln. Ergänzend oder alternativ kann die Türbremseinrichtung auch ausgebildet sein, um eine Bremsung entlang eines beliebig geformten Bremswegs auszuführen, wie sie beispielsweise an einem geschwungenen Halteband eines Modultürfeststellers auftritt. Ein Ansteuern der Türbremseinrichtung kann zum Beispiel über alle möglichen Signale erfolgen. Ein Signal kann dabei beispielsweise einen binären, analogen, digitalen oder elektrischen Wert repräsentieren oder eine Information, die durch einen Wert repräsentiert ist.
Bei der Kraft, die basierend auf der Bremswirkung eingestellt wird, kann es sich beispielsweise um eine Kraft handeln, die mit einem Aktuator der Türbremseinrichtung ausgeübt wird, beispielsweise auf einen Reibbelag oder eine andere Fläche der Türbremseinrichtung, zum Beispiel eine Normalkraft. Bei dem Aktuator kann es sich zum Beispiel um einen Bremsklotz, einen Kolben, eine Zange oder dergleichen handeln. Die Ansteuereinrichtung kann eventuell auf einen Vergleichswert für diese Kraft zugreifen.
Ergänzend oder alternativ kann die Bremswirkung, basierend auf einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung der Tür, die mit der Türbremseinrichtung gebremst wird, ermittelt werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass die Bremswirkung basierend auf der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit ermittelt wird, das Vorsehen von zusätzlichen Sensoren oder Überwachungseinrichtungen entfallen. Bei der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung kann es sich zum Beispiel um die entsprechenden Werte bei einer Türöffnung handeln. Bei einer Dreh- oder Schwenktür kann es sich bei der Geschwindigkeit beispielsweise um eine Winkelgeschwindigkeit und bei der Beschleunigung um eine Winkelbeschleunigung handeln.
Ergänzend oder alternativ kann es sich bei einer rotatorisch wirkenden Bremse bei der Bremswirkung beispielsweise um ein Bremsmoment handeln. Bei einer translatorisch wirkenden Bremse kann es sich bei der Bremswirkung beispielsweise um eine Bremskraft handeln. Bei manchen Ausführungsbeispielen können diese Werte, insbesondere wenn ein Massenträgheitsmoment der Tür bekannt ist, basierend auf den bereits gemessenen Werten ermittelt werden. Bei dem Vergleichswert, mit dem die Bremswirkung verglichen wird, kann es sich also beispielsweise um eine zu erreichende Bremskraft oder ein zu erreichendes Bremsmoment handeln, die auch als nominale Bremskraft oder nominales Bremsmoment bezeichnet werden können.
Ergänzend oder alternativ kann die Bremswirkung zwischen einem ersten Bremsvorgang und einem zweiten Bremsvorgang genau einmal ermittelt werden. Beispielsweise kann bei Ausführungsbeispielen, bei denen von einer langsamen Änderung des Reibkoeffizienten ausgegangen wird, dadurch mit einem möglichst geringen Aufwand die Bremswirkung für jeden Bremsvorgang angepasst werden.
Alternativ kann bei anderen Ausführungsbeispielen des Verfahrens die Bremswirkung mehrfach zwischen zwei Bremsvorgängen ermittelt werden. Dadurch kann gegebenenfalls eine aktuelle Bremswirkung des Werts der Türöffnung in Echtzeit ermittelt werden. Es kann unter Umständen auf eine plötzliche und/oder schnelle Änderung des Reibwerts reagiert werden. Die Bremswirkung kann dabei beispielsweise in festen, vorgegebenen zeitlichen Abständen und/oder für jedes Inkrement des Werts, der eine Größe der Türöffnung beschreibt, ermittelt werden, zum Beispiel wenn sich ein Winkel der Türöffnung um 1° oder ein Abstand zu einem Rahmen um 1mm, 1cm oder dergleichen ändert.
Ergänzend oder alternativ kann das Verfahren ein Vergleichen der Kraft und/oder der Bremswirkung mit einem Wertebereich umfassen. Wenn der Vergleich ergibt, dass die Kraft und/oder die Bremswirkung außerhalb des Wertebereichs liegt, kann ein Alarmsignal erzeugt werden. Der Wertebereich kann beispielsweise in einem Speicher gespeichert sein, auf den die Ansteuereinrichtung zugreifen kann. Das Alarmsignal kann beispielsweise eine Information über eine Wartung der Türbremseinrichtung umfassen und/oder die Ausgabe einer solchen Information bewirken. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, wenn der Reibbelag oder die Türbremseinrichtung so stark verschlissen ist, dass über eine Regelung der Kraft, beispielsweise der Normalkraft, keine ausreichende Bremswirkung mehr erreicht werden kann, eine Wartung oder eine Überprüfung der Bremseinrichtung veranlasst werden.
Ergänzend oder alternativ kann das Verfahren auch ein Speichern eines korrigierten Werts für die Bremswirkung, ein Bremsmoment, eine Bremskraft und/oder der Kraft, die eingestellt wurde, umfassen. Ergänzend oder alternativ kann bei dem Verfahren auch ein korrigierter Reibwert für die Türbremseinrichtung in einem Speicher, auf den zur Ermittlung der Kraft zugegriffen wird, gespeichert werden. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch, dass in einem Speicher hinterlegte Werte korrigiert werden, ermöglicht werden, dass die Kraft immer basierend auf aktuellen Werten ermittelt werden kann. Dadurch kann eine angestrebte oder gewünschte Türöffnung genauer erreicht werden.
Ergänzend oder alternativ kann die Ansteuereinrichtung auch eine Reibbremse umfassen bzw. in die Türbremseinrichtung, die die Reibbremse umfasst, integriert sein. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann dadurch eine verbesserte Funktion der Türbremseinrichtung erreicht werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden. So zeigen die Figuren schematisch die nachfolgenden Ansichten.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ansteuereinrichtung für eine Türbremseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Mit Türbremseinrichtungen, die auch als Türrempelverhinderer bezeichnet werden können, soll beispielsweise ein Schutz von Fahrzeugtüren und -klappen gegen eine Kollision mit einem nicht von einem Nutzer bemerkten Hindernis in einem Öffnungsbereich der Tür erreicht werden. Bei dem Hindernis kann es sich um jedwedes Hindernis handeln, mit dem eine Kollision vermieden werden soll, das durch die Tür beschädigt werden könnte und/oder das die Tür beschädigen könnten, beispielsweise ein anderes Fahrzeug, Personen, ein Zaun, eine Absperrung oder dergleichen. Die Bremsung bzw. der Schutz kann beispielsweise auf einer Bremsung der Tür oder Klappe durch ein vor Eintritt der Kollision eingeschaltetes Reibelement basieren. Dabei kann das Reibelement in Abhängigkeit von einer Türgeschwindigkeit‚ einer Trägheit der Tür, die auch als Türträgheit bezeichnet werden kann, einer Beschleunigung der Tür, die auch als Türbeschleunigung bezeichnet werden kann und einer Lage des Hindernisses betätigt oder eingeschaltet werden. Die Lage des Hindernisses kann beispielsweise als Winkel oder Abstand beschrieben werden.
Bei manchen konventionellen Verfahren wird bei der Ermittlung einer benötigten Bremswirkung davon ausgegangen, dass eine kinetische Energie der Tür durch eine Reibarbeit der Türbremseinrichtung oder des Reibelements, das die Türbremseinrichtung umfasst, vor Eintritt der Kollision mit dem Hindernis aufgebraucht wird und die Tür vor dem Hindernis zum Stillstand kommt. Dabei kann es beispielsweise wünschenswert sein, dass der Stillstand der Tür möglichst nah an dem Hindernis erfolgt, um einen möglichen Türöffnungswinkel, der den Wert der Größe der Türöffnung beschreibt, möglichst voll auszuschöpfen und ohne Kollision möglichst bequem Personen oder Gegenstände durch die Tür oder Klappe befördern zu können. Um eine Bremsung der Tür bis zu einem Stillstand vor einem Hindernis oder aber auch an einer gewünschten Position zu erreichen, ist eine Bremsarbeit W_brems = W_kin notwendig.
Die Ableitung der Formeln erfolgt nachfolgend exemplarisch für eine rotatorisch wirkende Bremse. Die Bremsarbeit ist W_brems = ∆φ_brems × M_brems; woraus folgt: ∆φ_brems = W_brems/M_brems.
Mit M_brems = F_brems × Bremsradius und F_brems = F_normal × µ,
wobei µ ein Reibwert oder Reibkoeffizient eines Reibbelags der Türbremseinrichtung ist, auf den die Kraft F_normal ausgeübt wird, folgt ∆φ_brems = (W_brems/(F_normal × Bremsradius)) × 1/µ.
∆φ_brems ist der Öffnungswinkel, den die Tür zwischen Bremsbeginn und Stillstand der Tür zurücklegt, also der Wert, der die Größe der Türöffnung beschreibt. Der Term (W_brems/(F_normal × Bremsradius)) ist einer Regelung der Türbremseinrichtung oder der Ansteuereinrichtung bekannt.
Bei konventionellen Verfahren zur Ansteuerung einer Türbremseinrichtung, bei denen eine Veränderung der Bremswirkung oder des Reibwerts nicht berücksichtigt wird, kann unter ungünstigen Umständen der folgende Fall auftreten. Ein nominales Bremsmoment, also das Bremsmoment, das in der Ansteuereinrichtung oder einer Regelung der Türbremseinrichtung hinterlegt ist, beträgt 60Nm. Eine Toleranz des Bremsmoments und damit gegebenenfalls auch des Reibkoeffizienten, da beide proportional zueinander sind, kann beispielsweise ±10Nm betragen. Eine maximale Winkelgeschwindigkeit ω_max der Tür wird mit 1,5/s angenommen. Bei einer Bremsung aus ω_max kommt die Tür bei M_{brems nominal} nach 16° zum Stillstand, bei M_{brems minimal} kommt die Tür nach 19‚2° zum Stillstand. Bei einem Radius von 1m zwischen einem Scharnier und einer Türkante der Tür entspricht das einer Bogenmaßdifferenz von 5,6cm, die an einer möglichen Türöffnung verschenkt wird. Wenn das Bremsmoment an einem oberen Ende des Toleranzfelds liegt, kommt die Tür weitere 2,3°, die 4cm Bogenlänge entsprechen, zu früh zum Stillstand. Unter ungünstigen Umständen können 9,6cm Türöffnung verschenkt werden. Dies soll mit dem Verfahren und der Ansteuereinrichtung gemäß der Erfindung verhindert werden.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 1 zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung 12 (siehe 2) gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dazu wird in einem Vorgang 2 ein Wert, der die Größe einer Türöffnung beschreibt, gemessen. Es wird in einem weiteren Vorgang 3 auch eine Zeitdauer der Türöffnung gemessen. Basierend auf diesen beiden Werten wird in einem weiteren anschließenden Vorgang 4 eine Bremswirkung der Türbremseinrichtung 12 ermittelt. Anschließend erfolgt in einem weiteren Vorgang 5 ein Vergleichen der Bremswirkung mit einem Vergleichswert. Basierend auf dem Vergleich wird dann eine Kraft, mit der die Türbremseinrichtung 12 wirkt, in einem Vorgang 6 eingestellt. Die Türbremseinrichtung 12 kann beispielsweise die in 2 dargestellte Reibbremse 11, die auch als Reibelement bezeichnet werden kann, umfassen.
Die Vorgänge 2 und 3 können dabei parallel zueinander ausgeführt werden. Die Werte, die in den Vorgängen 2 und 3 ermittelt werden, können beispielsweise über Sensoren oder eine Messeinrichtung ermittelt werden. Bei dem Sensor zur Ermittlung eines Winkels einer Türöffnung, der auch als Türöffnungswinkel bezeichnet werden kann, kann es sich zum Beispiel um ein Potentiometer handeln. Eine Zeit kann beispielsweise über einen Zeitstempel eines verarbeitenden Steuergeräts oder eines anderen Sensors erfasst werden. Von dem Sensor können beispielsweise Messsignale erzeugt werden, die von einer Eingangseinrichtung der Türbremseinrichtung 12 oder einer Ansteuereinrichtung 10 für die Türbremseinrichtung 12 empfangen werden können. Eine Eingangseinrichtung kann jedwede Einrichtung sein, die ausgebildet ist, um zumindest eines der genannten Signale zu empfangen, beispielsweise eine Schnittstelle, ein Kontakt, ein Register etc.
Mit anderen Worten kann eine Sensorik der Türbremseinrichtung 12, die auch als Türbremseinheit bezeichnet werden kann, einen Türöffnungswinkel im Vorgang 2 und parallel die Zeit in dem Vorgang 3 messen. Damit kann eine in 2 dargestellte Ansteuereinrichtung 10, die auch als Steuergerät der Türbremseinrichtung 12 bezeichnet werden kann, zu jedem Zeitpunkt eine Winkelgeschwindigkeit der Tür ω = dφ/dt bzw. ∆φ/∆t und eine Winkelbeschleunigung der Tür α = dω/dt bzw. ∆ω/∆t ermitteln. Bei einer Bremsung der Tür bis zu einem Stillstand kann das Steuergerät das aktuelle Bremsmoment mit M_brems = 1/2 × J × ∆ω²/∆φ in einem Vorgang 4 als Bremswirkung ermitteln, wobei J das Massenträgheitsmoment der Tür ist.
Bei einer Bremsung der Tür bis zu einem Stillstand kann es sich beispielsweise um eine Hindernisbremsung oder eine Bremsung auf einen Endanschlag der Tür handeln. Beispielsweise kann dazu ein Wert über eine gewünschte Größe einer Türöffnung empfangen werden, beispielsweise von der Eingangseinrichtung als Eingangssignal mit einer Information über eine Solltüröffnungsweite, die mittels der Tür- oder Klappenbremseinrichtung eingestellt werden soll. Eine gewünschte Größe einer Türöffnung kann beispielsweise zu einem Hindernis korrespondieren und auf unterschiedliche konventionelle Verfahren erzeugt oder ermittelt sein.
In einem weiteren Vorgang 5 wird dann ein Vergleich der Bremswirkung mit einem Vergleichswert durchgeführt.
Bei einer Abweichung des ermittelten (aktuellen) Bremsmoments als Bremswirkung von dem nominalen Bremsmoment, das beispielsweise in einem Speicher als Vergleichswert hinterlegt ist, kann das Bremsmoment durch eine Regelung oder Einstellung der Normalkraft in einem Vorgang 6 proportional zu der Abweichung ausgeglichen werden. Der Ausgleich der Abweichung kann beispielsweise nach der Vorgabe
FN_soll/FN_aktuell = M_{brems nominal}/M_{brems aktuell} erfolgen.
Um eine Auswirkung von Messausreißern von M_brems _aktuell zu dämpfen, kann eine Ermittlung von FN_soll bei manchen Ausführungsbeispielen über eine Mittelwertbildung mehrerer Messwerte oder andere geeignete mathematische Methoden erfolgen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen des Verfahrens 1 kann, wie gestrichelt in der 1 dargestellt, in einem Vorgang 7 ein Vergleichen der Kraft oder der Bremswirkung mit einem Wertebereich erfolgen. Der Wertebereich kann beispielsweise einen oberen und/oder einen unteren Grenzwert für die Kraft und/oder die Bremswirkung umfassen. Basierend auf dem Vergleich kann dann in einem weiteren Vorgang 8 ein Alarmsignal erzeugt werden, wenn der Vergleich ergibt, dass die Kraft oder die Bremswirkung außerhalb des Wertebereichs liegt. Beispielsweise kann, wenn FN_soll außerhalb des zulässigen Wertebereichs liegt, die Änderung des Reibkoeffizienten nicht mehr ausgeglichen werden. ln diesem Fall kann ein Kunde oder ein Fahrer des Fahrzeugs mit der Tür über eine Schnittstelle über die Fehlfunktion der Türbremseinrichtung 12 informiert werden. Ein zeitlicher Verlauf des aktuellen Bremsmoments oder der Bremswirkung kann beispielsweise als ein Indikator für einen Verschleiß des Reibelements 11 oder der Türbremseinrichtung 12, die auch als Bremselement bezeichnet werden kann, dienen. Mit anderen Worten kann eine Annäherung des aktuellen Bremsmoments bzw. der Bremswirkung an eine Toleranzgrenze, die auch als Vergleichswert bezeichnet werden kann, beispielsweise in einer Auswerteeinrichtung und/oder in einem Diagnosespeicher des Fahrzeugs angezeigt werden. Der Kunde, der Fahrer und/oder eine Werkstatt können dann über eine anstehende Wartung informiert werden.
Bei manchen Ausführungsbeispielen des Verfahrens 1 kann in einem in 1 gestrichelt dargestellten Vorgang 9 ein korrigierter Wert für die Bremswirkung, das Bremsmoment, die Bremskraft und/oder der Kraft FN_soll und/oder der korrigierte Reibwert der Türbremseinrichtung 12 gespeichert werden.
Bei manchen Ausführungsbeispielen des Verfahrens 1 wird der Vorgang 4, in dem die Bremswirkung bzw. FN_soll ermittelt wird, nur einmal pro Bremsvorgang durchgeführt. Dann kann das Bremsmoment für den nächsten Bremsvorgang angepasst werden. Dies kann beispielsweise basierend auf der Annahme eines langsamen Änderungsprozesses des Reibkoeffizienten erfolgen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen des Verfahrens 1 kann der Vorgang 4 mehrfach zwischen zwei Bremsvorgängen wiederholt werden. Beispielsweise kann das aktuelle Bremsmoment für jedes Inkrement des Türöffnungswinkels in Echtzeit ermittelt werden. Dazu kann eine Winkelauflösung der Türöffnung beispielsweise hoch sein. Die angepasste Normalkraft der Bremsbacken FN_soll wird für jedes Inkrement des Türöffnungswinkels bestimmt und angewandt. Dadurch kann bei manchen Ausführungsbeispielen auf eine plötzliche oder schnelle Änderung des Reibkoeffizienten reagiert werden, beispielsweise eine Betauung oder Vereisung der Reibpartner oder Benetzung der Reibpartner mit ÖI oder Fett.
Das Verfahren 1 ist nicht nur, wie für die Figuren beschrieben, bei rotorisch wirkenden Bremsen und Fahrzeugtüren anwendbar, sondern auch bei Schiebetüren, Schwenktüren, Flügeltüren, Klappen an Fahrzeugtüren aber auch anderen Türen und Toren. Eine Berechnung der Bremswirkung lässt sich natürlich analog auf eine translatorisch wirkende Bremse anwenden. Dabei wird der Bremswinkel φ durch einen Bremsweg s, die Winkelgeschwindigkeit des Bremselements ω durch eine Geschwindigkeit v‚ die Winkelbeschleunigung α durch eine Beschleunigung a und das Bremsmoment M durch eine Bremskraft F ersetzt. Es ist auch eine Bremsung entlang eines beliebig geformten Bremswegs denkbar, wie sie an den geschwungenen Haltebändern von Modultürfeststellern auftreten kann. Dann sind die skalaren Größen durch Vektoren zu ersetzen.
Mit anderen Worten handelt es sich bei manchen Ausführungsbeispielen des Verfahrens 1 um ein Verfahren zum Ausgleich der Veränderung eines Reibkoeffizienten einer Bremseinheit sowie um eine Ausfall- oder Verschleißwarnung der Bremseinheit für Türen und Klappen an einem KfZ. Mit dem Verfahren und der Ansteuereinrichtung kann unter Umständen ein maximaler Öffnungswinkel vor einer Kollision ausgenutzt werden. Dadurch kann sich gegebenenfalls eine Komfortverbesserung ergeben. Es ist eventuell keine zusätzliche Sensorik notwendig, da das Verfahren als eine reine Softwarelösung implementiert sein kann, wodurch sich eventuell ein Kostenvorteil ergeben kann.
Wenn das gemessene Bremsmoment außerhalb des zulässigen Wertebereichs liegt, zum Beispiel durch Bremsverschleiß, Materialermüdung‚ Defekt o.ä., kann das durch die Ansteuereinrichtung erkannt werden und es kann eine Warnung über eine Schnittstelle an den Nutzer ausgegeben werden. Dadurch kann eventuell eine Sicherheit erhöht werden. Der Kunde und/oder eine Werkstatt können vorausschauend zu einer notwendigen Wartung aufgefordert werden. Das Bremsmoment kann einfach durch eine oder mehrere Bremsungen in einem eingebauten Zustand eingestellt und/oder kalibriert werden, und die Genauigkeit der Bremsung kann über eine Lebensdauer konstant bleiben. Dadurch kann gegebenenfalls eine Qualitätssteigerung erreicht werden. Das Reibelement kann gegebenenfalls eine Änderung des Reibkoeffizienten über eine Laufzeit, beispielsweise bedingt durch ein Einlaufverhalten, Verschleiß und/oder andere beliebige Effekte, zulassen. Es kann eventuell kostengünstiger ausgelegt werden, beispielsweise mit einer gröberen Toleranz. Unter Umständen kann eine Exposition des Reibelements mit reibungsreduzierenden Agenzien, Fetten oder anderen Gleitmitteln, Betauung, Reif- und/oder Eisniederschlag oder mit reibungserhöhenden Mitteln, zum Beispiel Fett in einer Kombination mit Staub, durch die Regelung der Normalkraft ausgeglichen werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Ausführungsbeispiele sowie deren einzelne Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen können Merkmale, die in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmal offenbart sind, auch als Verfahrensmerkmale implementiert sein. Ferner können gegebenenfalls auch Merkmale, die in manchen Ausführungsbeispielen als Verfahrensmerkmale implementiert sind, in anderen Ausführungsbeispielen als Vorrichtungsmerkmale implementiert sein.
Bezugszeichenliste

1: Verfahren
2: Messen
3: Messen
4: Ermitteln
5: Vergleichen
6: Einstellen
7: Vergleichen
8: Erzeugen
9: Speichern
10: Ansteuereinrichtung
11: Reibbremse
12: Türbremseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7761209 B2 [0002]
EP 0705951 A1 [0002]
EP 1207262 B1 [0002]

Claims

Verfahren (1) zum Ansteuern einer Türbremseinrichtung (12), einer Tür oder einer Klappe eines Kraftfahrzeugs, mit folgenden Merkmalen: Messen (2) eines Werts, der die Größe einer Türöffnung beschreibt; Messen (3) einer Zeitdauer der Türöffnung; Ermitteln (4) einer Bremswirkung der Türbremseinrichtung, basierend auf dem Wert, der die Größe der Türöffnung beschreibt, und der Zeitdauer der Türöffnung; Vergleichen (5) der Bremswirkung mit einem Vergleichswert; und Einstellen (6) einer Kraft, mit der die Türbremseinrichtung wirkt, basierend auf dem Vergleich.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bremswirkung, basierend auf einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung der Tür, die mit der Türbremseinrichtung gebremst wird, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bremswirkung ein Bremsmoment oder eine Bremskraft ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bremswirkung zwischen einem ersten Bremsvorgang und einem zweiten Bremsvorgang genau einmal ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bremswirkung mit jeder Änderung des Werts, der die Größe einer Türöffnung beschreibt, ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, Vergleichen (7) der Kraft oder der Bremswirkung mit einem Wertebereich und Erzeugen (8) eines Alarmsignals, wenn der Vergleich ergibt, dass die Kraft oder die Bremswirkung außerhalb des Wertebereichs liegt, wobei das Alarmsignal eine Information über eine Wartung der Türbremseinrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend, Speichern (9) eines korrigierten Werts für die Bremswirkung, ein Bremsmoment, eine Bremskraft und/oder der Kraft mit der die Türbremseinrichtung wirkt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Speichern (9) eines korrigierten Reibwerts der Türbremseinrichtung.
Ansteuereinrichtung (10) für eine Türbremseinrichtung (12) einer Tür oder einer Klappe eines Kraftfahrzeugs, die ausgebildet ist, um einen Wert, der die Größe der Türöffnung beschreibt, zu empfangen; und um eine Zeitdauer der Türöffnung zu empfangen; wobei die Ansteuereinrichtung ferner ausgebildet ist, um eine Bremswirkung, basierend auf dem Wert, der die Größe einer Türöffnung beschreibt, und der Zeitdauer der Türöffnung zu ermitteln; wobei die Ansteuereinrichtung ausgebildet ist, um die Bremswirkung mit einem Vergleichswert zu vergleichen; und wobei die Ansteuereinrichtung ausgebildet ist, um eine Kraft, mit der die Türbremseinrichtung wirkt, basierend auf dem Vergleich einzustellen.
Ansteuereinrichtung, nach dem Anspruch 9, ferner umfassend eine Reibbremse (11).