DE102020101815A1

DE102020101815A1 - Method and device for determining the external force exerted on a motor vehicle flap that can be moved by motor and regularly rotatably about an axis

Info

Publication number: DE102020101815A1
Application number: DE102020101815.0A
Authority: DE
Inventors: Ingo Növermann; Niels Sören Guntrum
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2020-01-27
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2021-07-29
Also published as: JP2023511982A; EP4097323A1; WO2021151432A1; KR20220129082A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung der auf eine motorisch sowie regelmäßig rotatorisch um eine Achse (2) bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe (1) ausgeübten externen Kraft (Tz). Dabei wird zumindest ein Beschleunigungssensor (4) als erster Sensor (4) in oder an der Kraftfahrzeug-Klappe (1) vorgesehen. Außerdem ist ein zweiter Sensor (5) realisiert. Die Signale beider Sensoren (4, 5) werden von einer Steuereinheit (6) ausgewertet. Erfindungsgemäß ist der zweite Sensor (5) zur Winkelmessung und/oder Wegmessung der Kraftfahrzeug-Klappe (1) gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie (3) eingerichtet.The invention relates to a method for determining the external force (Tz) exerted on a motor vehicle flap (1) which can be moved by motor and regularly rotatably about an axis (2). At least one acceleration sensor (4) is provided as the first sensor (4) in or on the motor vehicle flap (1). A second sensor (5) is also implemented. The signals from both sensors (4, 5) are evaluated by a control unit (6). According to the invention, the second sensor (5) is set up for angle measurement and / or distance measurement of the motor vehicle flap (1) with respect to a motor vehicle body (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der auf eine motorisch sowie regelmäßig rotatorisch um eine Achse bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe ausgeübten externen Kraft, insbesondere zur Bestimmung einer manuellen Öffnungs- oder Schließkraft an einer Kraftfahrzeug-Seitentür, einer Kraftfahrzeug-Heckklappe oder einer Kraftfahrzeug-Fronthaube, wonach zumindest ein Beschleunigungssensor als erster Sensor an oder in der Kraftfahrzeug-Klappe vorgesehen wird, und wonach ein zweiter Sensor realisiert ist und die Signale beider Sensoren von einer Steuereinheit ausgewertet werden.The invention relates to a method for determining the external force exerted on a motor vehicle flap that is movable about an axis, in particular for determining a manual opening or closing force on a motor vehicle side door, a motor vehicle tailgate or a motor vehicle front hood, according to which at least one acceleration sensor is provided as the first sensor on or in the motor vehicle flap, and according to which a second sensor is implemented and the signals from both sensors are evaluated by a control unit.

Motorisch sowie regelmäßig rotativ um eine Achse bewegbare Kraftfahrzeug-Klappen verfügen in der Regel über einen Aktuator bzw. allgemein einen elektromotorischen Antrieb. Mithilfe des Antriebes lässt sich die fragliche Kraftfahrzeug-Klappe beispielsweise öffnen oder schließen. Auch teilweise Öffnungs- und Schließbewegungen sind möglich, unter anderem im Sinne eines Zuziehens der betreffenden Kraftfahrzeug-Klappe. Als Kraftfahrzeug-Klappe wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Kraftfahrzeug-Seitentür, aber auch eine Kraftfahrzeug-Heckklappe oder eine Kraftfahrzeug-Fronthaube aufgefasst. Daneben gehören hierzu auch beispielsweise Schiebetüren. Solche Schiebetüren werden zwar in der Regel ebenfalls motorisch beaufschlagt, sind jedoch überwiegend linear gegenüber der zugehörigen Kraftfahrzeugkarosserie bewegbar.Motor vehicle flaps which can be moved by motor and regularly rotatively about an axis generally have an actuator or generally an electric motor drive. The motor vehicle flap in question can, for example, be opened or closed with the aid of the drive. Partial opening and closing movements are also possible, among other things in the sense of closing the relevant motor vehicle flap. In the context of the invention, a motor vehicle side door, but also a motor vehicle tailgate or a motor vehicle front hood, is understood as a motor vehicle flap. This also includes sliding doors, for example. Such sliding doors are usually also acted upon by a motor, but are predominantly linearly movable with respect to the associated motor vehicle body.

Im Interesse einer Erhöhung des Bedienkomforts kann nun der elektromotorische Antrieb bzw. der Aktuator für die Kraftfahrzeug-Klappe entsprechend angesteuert werden. Hier ist beispielsweise eine Anpassung der Stellkraft des Aktuators an die jeweilige Bediensituation der Kraftfahrzeug-Klappe möglich. So wird beispielsweise beim gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 10 2007 062 472 B4 vorgegangen.In the interest of increasing the ease of use, the electromotive drive or the actuator for the motor vehicle flap can now be controlled accordingly. Here, for example, it is possible to adapt the actuating force of the actuator to the respective operating situation of the motor vehicle flap. For example, in the generic prior art according to the DE 10 2007 062 472 B4 proceeded.

Tatsächlich geht es an dieser Stelle um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anpassung der Stellkraft des Aktuators zur Unterstützung einer Öffnungs- und/oder Schließbewegung einer translatorisch und/oder rotatorisch öffenbaren Tür. Zu diesem Zweck werden in der Regel Positions- und Beschleunigungswerte der Tür mit zugehörigen Sensoren erfasst und an eine Auswerteeinrichtung bzw. eine Steuereinheit übermittelt. Als Sensor kommen ein Beschleunigungssensor sowie eine Kamera zum Einsatz. Die Kamera kann zu diesem Zweck am Außenspiegel der Kraftfahrzeug-Tür montiert werden. Mithilfe der Kamera lässt sich erfassen, ob ein Kontakt zwischen einem Bediener und der fraglichen Kraftfahrzeug-Tür stattfindet. Außerdem lässt sich hieraus ein effektiver Hebelarm für eine überwiegend orthogonal angreifende Kraft ermitteln. Das ist relativ aufwendig, zumal eine in diesem Zusammenhang erforderliche Kamera zusätzlich montiert werden muss. Außerdem birgt die Anbringung an oder im Außenspiegel der Kraftfahrzeugtür Probleme für den Fall, dass die Kamera durch Verschmutzungen keine brauchbaren Signale an die Auswerteinrichtung bzw. Steuereinheit liefert.In fact, this is about a method and a device for adapting the actuating force of the actuator to support an opening and / or closing movement of a door that can be opened in a translatory and / or rotatory manner. For this purpose, position and acceleration values of the door are usually recorded with associated sensors and transmitted to an evaluation device or a control unit. An acceleration sensor and a camera are used as sensors. For this purpose, the camera can be mounted on the exterior mirror of the motor vehicle door. The camera can be used to detect whether there is contact between an operator and the motor vehicle door in question. In addition, an effective lever arm for a predominantly orthogonally acting force can be determined from this. This is relatively complex, especially since a camera required in this context must also be mounted. In addition, attachment to or in the exterior mirror of the motor vehicle door poses problems in the event that the camera does not supply any usable signals to the evaluation device or control unit due to soiling.

Im weiteren Stand der Technik nach der DE 10 2017 011 478 A1 geht es um ein Verfahren zur Schließkraftmessung eines Fahrzeugflügelelementes. Auch in diesem Fall soll eine zusätzlich auftretende externe Kraft erfasst werden. Dazu ist eine kombinierte Kraft-Weg-Messeinrichtung vorgesehen. Diese verfügt über einen Beschleunigungssensor, mit dessen Hilfe ein Mess-Schließzeitpunkt ermittelt wird. Dieser korrespondiert dazu, dass beim Übergang von der Offenstellung in die Schließstellung Schwingungen des Fahrzeugflügelelementes beobachtet werden.In the further prior art according to DE 10 2017 011 478 A1 it is about a method for measuring the clamping force of a vehicle wing element. In this case, too, an additional external force should be recorded. A combined force-displacement measuring device is provided for this purpose. This has an acceleration sensor, with the help of which a measurement closing time is determined. This corresponds to the fact that vibrations of the vehicle wing element are observed during the transition from the open position to the closed position.

Zusätzlich ist ein Mikrofon realisiert, mit dessen Hilfe ein zweiter Mess-Schließzeitpunkt erfasst werden kann. Dieser charakterisiert einen Wechsel des Fahrzeugflügelelementes von der Offenstellung in die Schließstellung, und zwar anhand von Schallwellen. Die auf diese Weise ermittelten Mess-Schließzeitpunkte werden verglichen und führen zu einem Ist-Schließzeitpunkt anhand dessen die zu erfassende Kraft bewertet werden kann.A microphone is also implemented, with the aid of which a second measurement closing time can be recorded. This characterizes a change in the vehicle wing element from the open position to the closed position, based on sound waves. The measurement closing times determined in this way are compared and lead to an actual closing time on the basis of which the force to be detected can be evaluated.

Der zusätzliche Einsatz des Mikrofons als gleichsam zweitem Sensor ist mit vergleichbaren Nachteilen wie die zuvor bereits angesprochene Kamera bei der DE 10 2007 062 472 B4 verbunden. Hier bestehen nicht nur Verschmutzungsprobleme, sondern darüber hinaus die Gefahr, dass überhaupt kein belastbares und auswertbares Signal des Mikrofones zur Verfügung steht. Das gilt insbesondere bei signifikanten Außengeräuschen, beispielsweise bei Wind und/oder Regen.The additional use of the microphone as a second sensor, as it were, has disadvantages comparable to those of the previously mentioned camera in the DE 10 2007 062 472 B4 connected. There are not only pollution problems here, but also the risk that no reliable and evaluable signal from the microphone is available at all. This applies in particular to significant outside noises, for example wind and / or rain.

Der schließlich noch relevante Stand der Technik nach der DE 10 2006 018 031 B4 betrifft eine Sensoranordnung und ein Verfahren zum Auslösen einer Rückhaltevorrichtung. Dadurch soll ein Aufprall des Fahrzeuges erkannt werden. Hierzu sind ein erstes Beschleunigungselement und ein zweites Beschleunigungselement realisiert, die innerhalb der Fahrzeugtür respektive nahe an einem Scharnier der Fahrzeugtür eingebaut sind. Modifikationen der Stellkraft eines Aktuators zur motorischen Bewegung der zugehörigen Kraftfahrzeugtür werden nicht angesprochen.Finally, the relevant state of the art according to DE 10 2006 018 031 B4 relates to a sensor arrangement and a method for triggering a restraint device. This is intended to detect a collision with the vehicle. For this purpose, a first acceleration element and a second acceleration element are implemented, which are installed inside the vehicle door or close to a hinge of the vehicle door. Modifications of the actuating force of an actuator for the motorized movement of the associated motor vehicle door are not addressed.

Der Stand der Technik hat sich grundsätzlich bewährt, wenn es darum geht, die Kraft eines Aktuators oder allgemein eines elektromotorischen Antriebes für die zugehörige Kraftfahrzeug-Klappe zu modifizieren, und zwar abhängig von der von einem Bediener ausgeübten und zusätzlich an der Kraftfahrzeug-Klappe angreifenden externen Kraft. Allerdings sind die bisherigen Ansätze relativ aufwendig und aufgrund der eingesetzten Sensoren, insbesondere Kamera und Mikrofon, anfällig im Hinblick auf Verschmutzungen des Kraftfahrzeuges, Störgeräusche etc. In Verbindung mit dem relativ hohen Preis für eine solche Sensorik hat dies in der Praxis bisher dazu geführt, dass die bekannten Systeme praktisch keine Verbreitung und Anwendung gefunden haben. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.The prior art has basically proven itself when it comes to applying the force of an actuator or generally of an electric motor drive for the associated motor vehicle flap modify, depending on the external force exerted by an operator and additionally acting on the motor vehicle flap. However, the previous approaches are relatively complex and, due to the sensors used, in particular the camera and microphone, are prone to contamination of the motor vehicle, background noise, etc. In connection with the relatively high price for such a sensor system, this has so far led to the fact that in practice the known systems have found practically no distribution and application. The invention aims to provide a remedy here overall.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zur Bestimmung der auf eine motorisch sowie regelmäßig um eine Achse bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe ausgeübten externen Kraft anzugeben, mit dessen Hilfe eine konstruktiv einfache und funktionssichere Lösung zur Verfügung gestellt wird, die im Hinblick auf Verschmutzungen, Störgeräusche etc. besonders robust aufgebaut ist.The invention is based on the technical problem of specifying such a method and an associated device for determining the external force exerted on a motor vehicle flap that can be moved regularly about an axis, with the aid of which a structurally simple and functionally reliable solution is made available which is particularly robust in terms of dirt, noise, etc.

Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung der auf eine motorisch sowie regelmäßig um eine Achse bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe ausgeübten externen Kraft im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass mittels des zweiten Sensors eine Winkelmessung und/oder Wegmessung der Kraftfahrzeug-Klappe gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie durchgeführt wird. D. h., die Erfindung greift im einfachsten Fall lediglich auf den Beschleunigungssensor als erstem Sensor und zusätzlich den zweiten Sensor zur Winkelmessung bzw. Wegmessung zurück. Beide Sensoren können dabei vorteilhaft in bzw. an der Kraftfahrzeug-Klappe angeordnet werden und sind auf diese Weise vor etwaigen Umwelteinflüssen besonders gut geschützt. Außerdem verfügen Beschleunigungssensoren bzw. Winkel- oder Wegsensoren in diesem Zusammenhang über einen robusten, dauerhaften und funktionssicheren Aufbau, so dass die Signale der beiden Sensoren unschwer von der Steuereinheit sicher, zuverlässig und dauerhaft ausgewertet werden können. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.To solve this technical problem, a generic method for determining the external force exerted on a motor vehicle flap that can be moved regularly around an axis is characterized within the scope of the invention, characterized in that the second sensor is used to measure the angle and / or distance of the motor vehicle flap opposite a motor vehicle body is carried out. That is to say, in the simplest case, the invention only uses the acceleration sensor as the first sensor and, in addition, the second sensor for angle measurement or distance measurement. Both sensors can advantageously be arranged in or on the motor vehicle flap and in this way are particularly well protected from any environmental influences. In addition, acceleration sensors or angle or displacement sensors have a robust, permanent and functionally reliable structure in this context, so that the signals from the two sensors can easily be evaluated safely, reliably and permanently by the control unit. This is where the main advantages can be seen.

Wie bereits erläutert, ist der zweite Sensor vorteilhaft an bzw. in der Kraftfahrzeug-Klappe angeordnet. Außerdem werden von der Steuereinheit neben den beiden Sensorsignalen erfindungsgemäß zusätzlich mechanische Eigenschaftswerte der Kraftfahrzeugklappe in die Berechnung der externen Kraft mit einbezogen.As already explained, the second sensor is advantageously arranged on or in the motor vehicle flap. In addition, in addition to the two sensor signals, the control unit also includes mechanical property values of the motor vehicle flap in the calculation of the external force.

Bei diesen mechanischen Eigenschaftswerten der Kraftfahrzeug-Klappe handelte sich im Regelfall zumindest um ihr Trägheitsmoment. D. h., bei der Auswertung der beiden Signale der Sensoren wird von der Steuereinheit zusätzlich das Trägheitsmoment bzw. Massenträgheitsmoment der betrachteten Kraftfahrzeug-Tür in die Auswertung mit einbezogen. Bekanntermaßen drückt das Trägheitsmoment die Trägheit der als starrer Körper betrachteten Kraftfahrzeug-Klappe gegenüber einer Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit bei der Drehung um eine gegebene Achse aus. Das gilt zumindest für eine rotatorisch um die Achse bewegbare Kraftfahrzeug-Klappe, beispielsweise die zuvor bereits angesprochene Kraftfahrzeug-Seitentür aber auch die Kraftfahrzeug-Heckklappe oder Kraftfahrzeug-Fronthaube. Grundsätzlich und alternativ hierzu kann beispielsweise bei einer Schiebetür auch ganz simpel ihre Masse bzw. Massenträgheit von der Steuereinheit anstelle des Trägheitsmomentes zusätzlich mit ausgewertet werden.These mechanical property values of the motor vehicle flap were generally at least a matter of its moment of inertia. In other words, when evaluating the two signals from the sensors, the control unit also includes the moment of inertia or mass moment of inertia of the motor vehicle door under consideration in the evaluation. As is known, the moment of inertia expresses the inertia of the motor vehicle flap, which is regarded as a rigid body, in relation to a change in its angular velocity when it rotates about a given axis. This applies at least to a motor vehicle flap that can be rotated about the axis, for example the motor vehicle side door mentioned above, but also the motor vehicle tailgate or motor vehicle front hood. In principle and as an alternative to this, in the case of a sliding door, for example, its mass or mass inertia can also be evaluated very simply by the control unit instead of the moment of inertia.

Das Trägheitsmoment hängt bekanntermaßen von der Massenverteilung der betrachteten Kraftfahrzeug-Klappe in Bezug auf Ihre Achse bzw. Drehachse ab. Insofern lassen sich aus Konstruktionsdaten der betreffenden Kraftfahrzeug-Klappe unschwer Daten für das Trägheitsmoment mit dem Formelzeichen J herleiten. Alternativ kann bei der überwiegend linear bewegten Kraftfahrzeug-Seitentür anstelle des Trägheitsmomentes J auch die Masse M zusätzlich in die Auswertung der Steuereinheit ergänzend zu den beiden Signalen der Sensoren mit einfließen.As is known, the moment of inertia depends on the mass distribution of the motor vehicle flap under consideration in relation to its axis or axis of rotation. In this respect, data for the moment of inertia can easily be obtained from the design data of the relevant motor vehicle flap using the symbol J derive. Alternatively, instead of the moment of inertia, in the case of the predominantly linearly moving motor vehicle side door J the mass M is also included in the evaluation of the control unit in addition to the two signals from the sensors.

Bevorzugt werden als mechanische Eigenschaftswerte der Kraftfahrzeug-Klappe zusätzlich Reibparameter der Kraftfahrzeug-Klappe von der Steuereinheit ausgewertet. Bei diesen Reibparametern der Kraftfahrzeug-Klappe handelt es sich im Falle der rotatorisch um die Achse bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe überwiegend um Reibwerte des an dieser Stelle regelmäßig realisierten Scharniers. Bei der linear bewegten Kraftfahrzeug-Schiebetür werden überwiegend Reibkräfte der erforderlichen Führungen beobachtet und finden Berücksichtigung. Meistens kann hier mit einem Reibmoment Tfr gearbeitet werden, welches im einfachsten Fall proportional zur Geschwindigkeit der betreffenden Kraftfahrzeug-Klappe verläuft bzw. anwächst und abfällt. Es wird also typischerweise mit einer linearen Gleitreibung gearbeitet. Daraus resultiert auch ein entsprechend von der Geschwindigkeit der Kraftfahrzeug-Klappe linear abhängiges Bremsmoment. Dieses kann insbesondere auf Basis der Signale des zweiten Sensors zur Winkelmessung der Kraftfahrzeug-Klappe gegenüber der Kraftfahrzeug-Karosserie ermittelt werden. Wenn dann noch die Steuereinheit einen Aktuator bzw. elektromotorischen Antrieb für die Kraftfahrzeug-Klappe beaufschlagt, lassen sich die entsprechenden Stellsignale der Steuereinheit mit einem antreibenden Drehmoment bzw. Motordrehmoment T_dr identifizieren.Friction parameters of the motor vehicle flap are preferably also evaluated by the control unit as mechanical property values of the motor vehicle flap. In the case of the motor vehicle flap that can be rotated about the axis, these friction parameters of the motor vehicle flap are predominantly friction values of the hinge that is regularly implemented at this point. In the case of the linearly moving motor vehicle sliding door, frictional forces of the necessary guides are predominantly observed and taken into account. In most cases, it is possible to work with a frictional torque Tfr which, in the simplest case, is proportional to the speed of the motor vehicle flap in question, or increases and decreases. So it is typically worked with a linear sliding friction. This also results in a braking torque that is linearly dependent on the speed of the motor vehicle flap. This can be determined in particular on the basis of the signals from the second sensor for measuring the angle of the motor vehicle flap with respect to the motor vehicle body. If the control unit then acts on an actuator or an electric motor drive for the motor vehicle flap, the corresponding actuating signals of the control unit can be given a driving torque or motor torque T _dr identify.

Anhand der grundsätzlichen Bewegungsgleichung für die rotatorisch um die Achse bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe im Sinne von $J \cdot \ddot{φ} = T_{dr} - T_{fr} - T_{Z}$

kann dann auf eine zusätzlich und extern auf die fragliche Kraftfahrzeug-Klappe ausgeübte externe Kraft bzw. ein entsprechendes Drehmoment T_z rückgeschlossen werden, welches im angegebenen Fall entgegen dem antreibenden Drehmoment arbeiten mag. Tatsächlich handelt es sich nämlich bei der Messgröße φ̈ um die Winkelbeschleunigung der betrachteten Kraftfahrzeug-Klappe, welche mithilfe des ersten Sensors bzw. Beschleunigungssensors erfasst und an die Steuereinheit zur Auswertung übermittelt wird.On the basis of the basic equation of motion for the motor vehicle flap that can be rotated about the axis in the sense of

J \cdot \ddot{φ} = T_{dr} - T_{fr} - T_{Z}

can then be applied to an additional and external external force or a corresponding torque exerted on the motor vehicle flap in question T _z can be inferred, which may work against the driving torque in the specified case. In fact, the measured variable φ̈ is the angular acceleration of the motor vehicle flap in question, which is recorded with the aid of the first sensor or acceleration sensor and transmitted to the control unit for evaluation.

Vergleichbar kann für die linear hin- und herbewegbare Kraftfahrzeug-Schiebetür vorgegangen werden. In diesem Fall wird nicht die zuvor bereits angesprochene Winkelbeschleunigung φ̈ mithilfe des ersten Sensors bzw. Beschleunigungssensors gemessen. Sondern hier führt eine entweder von dem Bediener ausgeübte externe Kraft F_z und/oder eine von dem Aktuator bzw. elektromotorischen Antrieb ausgeübte Kraft F_dr dazu, dass die zugehörige Kraftfahrzeug-Klappe der trägen Masse M eine beschleunigte Bewegung mit der Beschleunigung s̈ vollführt. Die zugehörige und von der Steuereinheit in diesem Fall ausgewertete Bewegungsgleichung lautet also prinzipiell in diesem Fall wie folgt: $M \cdot \ddot{s} = F_{dr} - F_{fr} - F_{z}$

(mit Ffr der Reibkraft und s dem absolvierten Weg sowie s̈ der zugehörigen Beschleunigung). Jedenfalls wird deutlich, dass und wie die Steuereinheit aus den Sensorwerten der beiden Sensoren sowie den mechanischen Eigenschaftswerten unter Anwendung von Bewegungsgleichungen die ausgeübte externe Kraft F_z bzw. das ausgeübte externe Drehmoment T_z bestimmt. Das geschieht vorteilhaft und zusätzlich unter Anwendung eines sogenannten Kalman-Filters, bei dem es sich um ein mathematisches Verfahren handelt. Dieses dient dazu, Fehler in den realen Messwerten der beiden Sensoren zu reduzieren und Schätzungen für nicht messbare Systemgrößen zu liefern, vorliegend Schätzungen für die ausgeübte externe Kraft F_z bzw. das externe Drehmoment T_z . Solche Kahlmann-Filter sind generell bekannt und es sei auf die entsprechenden Erläuterungen bei „Wikipedia“ mit den dort zusätzlich in Bezug genommenen Referenzen verwiesen.A comparable procedure can be used for the motor vehicle sliding door that can be moved back and forth in a linear manner. In this case, the previously mentioned angular acceleration φ̈ is not measured with the aid of the first sensor or acceleration sensor. Instead, an external force F _z _{exerted by the operator and / or a force F dr} exerted by the actuator or electric motor drive causes the associated motor vehicle flap of the inertial mass M to perform an accelerated movement with the acceleration s̈. The associated equation of motion, evaluated by the control unit in this case, is basically as follows in this case:

M. \cdot \ddot{s} = {F.}_{dr} - {F.}_{fr} - {F.}_{z}

(with Ffr the frictional force and s the distance covered and s̈ the associated acceleration). In any case, it becomes clear that and how the control unit derives the exerted external force F _z or the exerted external torque from the sensor values of the two sensors as well as the mechanical property values using equations of motion T _z definitely. This is done advantageously and additionally using a so-called Kalman filter, which is a mathematical process. This serves to reduce errors in the real measured values of the two sensors and to provide estimates for non-measurable system variables, in this case estimates for the external force F _z or the external torque T _z . Such Kahlmann filters are generally known and reference is made to the corresponding explanations at “Wikipedia” with the references also referred to there.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Bestimmung der auf eine motorisch sowie regelmäßig rotatorisch um eine Achse bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe ausgeübten externen Kraft. Diese Vorrichtung verfügt zunächst einmal über den Beschleunigungssensor als erstem Sensor an der Kraftfahrzeug-Klappe. Bei dem Beschleunigungssensor handelt es sich vorteilhaft um einen sogenannten Drei-Achsen-Beschleunigungssensor, also einen solchen, mit dessen Hilfe Beschleunigungswerte in Richtung sämtlicher drei Fahrzeugachsen, also in Fahrzeuglängs(X)-Richtung, in Fahrzeugquer-(Y)-Richtung und schließlich in Fahrzeughochachsen-(Z)-Richtung erfasst werden können. Solche Dreiachsen-Beschleunigungssensoren stehen aufgrund ihrer weiten Verbreitung in preisgünstiger und robuster Ausführungsform zur Verfügung.The subject matter of the invention is also a device for determining the external force exerted on a motor vehicle flap which can be moved by motor and regularly rotatably about an axis. This device initially has the acceleration sensor as the first sensor on the motor vehicle flap. The acceleration sensor is advantageously a so-called three-axis acceleration sensor, i.e. one with the aid of which acceleration values in the direction of all three vehicle axes, i.e. in the vehicle longitudinal (X) direction, in the vehicle transverse (Y) direction and finally in Vehicle vertical axis (Z) direction can be detected. Due to their widespread use, such three-axis acceleration sensors are available in an inexpensive and robust embodiment.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist darüber hinaus mit einem Aktuator bzw. elektromotorischen Antrieb ausgerüstet. Mithilfe des Aktuators bzw. elektromotorischen Antriebes kann die fragliche Kraftfahrzeug-Klappe bewegt werden. Außerdem ist die Auslegung vorteilhaft so getroffen, dass die Steuereinheit den Aktuator nach Maßgabe von ermittelten Werten der ausgeübten externen Kraft bzw. des ausgeübten externen Drehmomentes variabel ansteuert. Beispielsweise wird hierbei so vorgegangen, dass die vom Aktuator auf die Kraftfahrzeug-Klappe ausgeübte Kraft zum Öffnen entsprechend reduziert wird, wenn ein Bediener zusätzlich eine Öffnungskraft mit auf die Kraftfahrzeug-Kappe ausübt. In gleicher Weise kann auch eine Schließ-Kraft seitens des Aktuators vermindert werden, wenn ein Bediener zusätzlich eine solche Schließ-Kraft auf die Kraftfahrzeug-Klappe ausübt.The device according to the invention is also equipped with an actuator or an electric motor drive. The motor vehicle flap in question can be moved with the aid of the actuator or the electric motor drive. In addition, the design is advantageously made in such a way that the control unit controls the actuator in a variable manner in accordance with determined values of the external force exerted or the external torque exerted. For example, the procedure here is such that the opening force exerted by the actuator on the motor vehicle flap is correspondingly reduced if an operator also exerts an opening force on the motor vehicle cap. In the same way, a closing force on the part of the actuator can also be reduced if an operator also exerts such a closing force on the motor vehicle flap.

Umgekehrt sieht die Erfindung auch Varianten dergestalt vor, dass die vom Aktuator auf die Kraftfahrzeug-Klappe beispielsweise bei einem Öffnungsvorgang ausgeübte Kraft erhöht wird, wenn ein Bediener gleichzeitig die fragliche Kraftfahrzeug-Klappe in schließendem Sinne beaufschlagt. Ebenso ist eine Krafterhöhung bei einem Schließvorgang denkbar, wenn der fragliche Bediener die Kraftfahrzeug-Klappe zusätzlich in öffnendem Sinne beaufschlagt. So oder so werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit deren Hilfe die auf die fragliche Kraftfahrzeug-Klappe - zusätzlich zum Aktuator - ausgeübte externe Kraft seitens eines Bedieners mit einfachen Mitteln und unter Berücksichtigung eines konstruktiv simplen und robusten Aufbaus seitens der Steuereinheit errechnet werden kann. Das alles gelingt auf besonders funktionssichere Art und Weise. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.Conversely, the invention also provides variants such that the force exerted by the actuator on the motor vehicle flap, for example during an opening process, is increased when an operator simultaneously acts on the motor vehicle flap in question in a closing sense. An increase in force during a closing process is also conceivable if the operator in question also acts on the motor vehicle flap in an opening direction. Either way, a method and a device are provided with the help of which the external force exerted on the motor vehicle flap in question - in addition to the actuator - by an operator is calculated using simple means and taking into account a structurally simple and robust structure on the part of the control unit can be. All of this succeeds in a particularly functionally reliable manner. This is where the main advantages can be seen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch.In the following, the invention is explained in more detail with reference to a drawing showing only one embodiment. The only 1 shows a device according to the invention schematically.

In der 1 ist ganz grundsätzlich eine Vorrichtung zur Bestimmung einer externen Kraft bzw. eines externen Drehmomentes T_z dargestellt. Die fragliche Kraft bzw. das zugehörige externe Drehmoment T_z wird dabei von einem Bediener auf eine Kraftfahrzeug-Klappe 1 ausgeübt. Das geschieht nach dem Ausführungsbeispiel und nicht einschränkend in öffnendem Sinne. Nach dem Ausführungsbeispiel lässt sich die Kraftfahrzeug-Klappe 1 rotatorisch um eine Achse 2 gegenüber einer Karoserie bzw. Kraftfahrzeugkarosserie 3 bewegen.In the 1 is basically a device for determining an external force or an external torque T _z shown. The force in question or the associated external torque T _z is thereby activated by an operator on a motor vehicle flap 1 exercised. This is done according to the exemplary embodiment and not restrictively in the opening sense. According to the embodiment, the motor vehicle flap 1 rotatory around an axis 2 compared to a car body or motor vehicle body 3 move.

Zum grundsätzlichen Aufbau gehört ein Beschleunigungssensor 4, der als erster Sensor in oder an der Kraftfahrzeug-Klappe 1 vorgesehen und angeordnet ist. Mithilfe des Beschleunigungssensors 4 wird nach dem Ausführungsbeispiel eine Winkelbeschleunigung φ̈ der Kraftfahrzeug-Klappe 1 gemessen. Außerdem ist noch ein weiterer zweiter Sensor 5 realisiert, bei dem es sich nach dem Ausführungsbeispiel um einen Drehwinkelsensor handelt. Mithilfe des Drehwinkelsensors bzw. des zweiten Sensors 5 wird nach dem Ausführungsbeispiel ein Winkel φ der Kraftfahrzeug-Klappe 1 und hieraus folgend ein Reibmoment Tfr der Kraftfahrzeug-Klappe 1 ermittelt. Der Beschleunigungssensor 4 ist demgegenüber als Drei-Achsen-Beschleunigungssensor ausgerüstet.An acceleration sensor is part of the basic structure 4th , the first sensor in or on the motor vehicle flap 1 is provided and arranged. Using the accelerometer 4th According to the exemplary embodiment, an angular acceleration φ̈ of the motor vehicle flap 1 measured. There is also another second sensor 5 realized, which is a rotation angle sensor according to the embodiment. With the help of the angle of rotation sensor or the second sensor 5 becomes an angle according to the exemplary embodiment φ the motor vehicle flap 1 and consequently a frictional torque Tfr of the motor vehicle flap 1 determined. The accelerometer 4th In contrast, it is equipped as a three-axis acceleration sensor.

Beide Sensoren 4, 5 sind jeweils an eine Steuereinheit 6 angeschlossen, die ihre Signale auswertet. Von der Steuereinheit 6 wird darüber hinaus ein Aktuator 7 bzw. ein elektromotorischer Antrieb angesteuert, mit dessen Hilfe die Kraftfahrzeug-Klappe 1 wie dargestellt hin- und herbewegt werden kann.Both sensors 4th , 5 are each connected to a control unit 6th connected, which evaluates its signals. From the control unit 6th also becomes an actuator 7th or an electromotive drive is controlled, with the help of which the motor vehicle flap 1 can be moved back and forth as shown.

Mithilfe des Aktuators 7 wird die Kraftfahrzeug-Klappe 1 im dargestellten Beispielsfall mit einem Motordrehmoment bzw. Antriebsdrehmoment T_dr beaufschlagt, wie dies in der 1 durch einen entsprechenden Pfeil angedeutet ist. In der Darstellung sorgt der Aktuator 7 in diesem Zusammenhang für eine Schließbewegung der Kraftfahrzeug-Klappe 1, was selbstverständlich nur beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen ist. Die Kraftfahrzeug-Klappe 1 setzt dieser in der 1 angedeuteten Schließbewegung das Reibmoment Tfr entgegen, welches hauptsächlich die in einem Scharnier im Bereich der Achse 2 entstehenden und einleitend bereits beschriebenen Reibwerte abbildet.With the help of the actuator 7th becomes the motor vehicle flap 1 in the example shown with a motor torque or drive torque T _dr applied as this in the 1 is indicated by a corresponding arrow. In the illustration, the actuator takes care 7th in this context for a closing movement of the motor vehicle flap 1 which of course is only to be understood as exemplary and not restrictive. The motor vehicle flap 1 puts this in the 1 indicated closing movement counteracts the frictional torque Tfr, which is mainly that in a hinge in the area of the axis 2 the resulting friction coefficients already described in the introduction.

In der Steuereinheit 6 werden nun die Sensorwerte der beiden Sensoren 4, 5 ausgewertet und verarbeitet. Darüber hinaus finden auch mechanische Eigenschaftswerte der Kraftfahrzeug-Klappe 1 eine Berücksichtigung. Hierzu gehört zumindest das auch in der 1 angedeutete Trägheitsmoment J der Kraftfahrzeug-Klappe 1. Unter Berücksichtigung des einleitend bereits beschriebenen Kalman-Filters kann nun die Steuereinheit 6 aus den Sensorwerten sowie den mechanischen Eigenschaftswerten unter Anwendung der zuvor und einleitend angegebenen Bewegungsgleichungen und des Kalman-Filters die ausgeübte externe Kraft bzw. nach dem Ausführungsbeispiel das ausgeübte externe Drehmoment T_z bestimmen, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde. Außerdem sorgt die Steuereinheit 6 dafür, dass der Aktuator 7 nach Maßgabe von ermittelten Werten der ausgeübten externen Kraft bzw. des ausgeübten externen Drehmomentes T_z variabel angesteuert wird.In the control unit 6th the sensor values of the two sensors are now 4th , 5 evaluated and processed. In addition, there are also mechanical property values of the motor vehicle flap 1 a consideration. This also includes at least that in the 1 indicated moment of inertia J the motor vehicle flap 1 . Taking into account the Kalman filter already described in the introduction, the control unit can now 6th the exerted external force or, according to the exemplary embodiment, the exerted external torque from the sensor values and the mechanical property values using the equations of motion specified above and in the introduction and the Kalman filter T _z as already described in the introduction. In addition, the control unit ensures 6th making sure the actuator 7th according to the determined values of the exerted external force or the exerted external torque T _z is variably controlled.

Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Steuereinheit 6 das auf die Kraftfahrzeug-Klappe 1 ausgeübte Motordrehmoment bzw. Antriebsdrehmoment T_dr erfasst. Dazu kann beispielsweise aus Stromwerten für die Ansteuerung des Aktuators 7 auf die Kraft rückgeschlossen werden, mit deren Hilfe die fragliche Kraftfahrzeug-Klappe 1 mittels des Aktuators 7 beispielsweise in zuziehenden Sinne beaufschlagt wird. Hieraus lässt sich das Motordrehmoment bzw. Antriebsdrehmoment T_dr beispielsweise unter Berücksichtigung bekannter und in der Steuereinheit 6 hinterlegter geometrischer Vorgaben ableiten. Denkbar ist es in diesem Zusammenhang, dass in der Steuereinheit 6 die Position des Aktuators 7 im Vergleich zur Achse bzw. Drehachse der Kraftfahrzeug-Klappe 1 hinterlegt ist und hieraus in Verbindung mit der vom Aktuator 7 auf die Kraftfahrzeug-Klappe 1 ausgeübten Kraft auf das fragliche Antriebsdrehmoment T_dr rückgeschlossen werden kann.There is also the possibility that the control unit 6th that on the motor vehicle flap 1 exerted engine torque or drive torque T _dr recorded. For this purpose, for example, from current values for the control of the actuator 7th can be inferred from the force with the help of which the motor vehicle flap in question 1 by means of the actuator 7th is applied, for example, in a tightening sense. The motor torque or drive torque can be derived from this T _dr for example, taking into account known ones and in the control unit 6th Derive stored geometric specifications. It is conceivable in this context that in the control unit 6th the position of the actuator 7th compared to the axis or axis of rotation of the motor vehicle flap 1 is stored and from this in connection with that of the actuator 7th on the motor vehicle flap 1 exerted force on the drive torque in question T _dr can be inferred.

Wenn man nun beispielsweise mit dem zuvor angesprochenen Antriebsdrehmoment T_dr die Kraftfahrzeug-Klappe 1 beaufschlagt (beispielsweise in zuziehenden Sinne), so resultiert hieraus eine Positionsänderung, die mithilfe des zweiten Sensors 5 erfasst werden kann. Weicht diese Positionsänderung von einer mithilfe der Steuereinheit 6 beispielsweise berechneten Positionsänderung ab, so lässt dies auf die externe Kraft bzw. das ausgeübte externe Drehmoment T_z schließen. Auf das dargestellte Ausführungsbeispiel übertragen bedeutet dies, dass bei einer solchen seitens des Bedieners ausgeübten externen Kraft bzw. dem ausgeübten externen Drehmoment T_z in öffnendem Sinne die Steuereinheit 6 insgesamt dafür sorgt, dass der Aktuator 7 mit einer größeren Kraft bzw. einem größeren Drehmoment T_dr angesteuert wird, als dies in dem Fall erforderlich wäre, wenn der Bediener keine öffnende Kraft auf die Kraftfahrzeug-Klappe 1 ausüben würde.If you now, for example, with the previously mentioned drive torque T _dr the motor vehicle flap 1 acted upon (for example, in a tightening sense), this results in a change in position, which with the help of the second sensor 5 can be captured. If this change in position deviates from one using the control unit 6th For example, calculated change in position from, so this leaves on the external force or the external torque exerted T _z shut down. Transferred to the illustrated embodiment, this means that in the case of such an external force or external torque exerted by the operator T _z in the opening sense the control unit 6th overall ensures that the actuator 7th with a greater force or a greater torque T _dr is controlled than would be necessary in the case when the operator does not apply any opening force to the motor vehicle flap 1 would exercise.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel und bei der seitens des Bedieners ausgeübten externen Kraft bzw. dem ausgeübten externe Drehmoment T_z in öffnendem Sinne bedeutet dies, dass die Steuereinheit 6 insgesamt dafür sorgt, dass der Aktuator 7 mit einer größeren Kraft bzw. einem größeren Drehmoment T_dr angesteuert wird, als dies in dem Fall erforderlich wäre, wenn der Bediener keine öffnende Kraft auf die Kraftfahrzeug-Klappe 1 ausüben würde.In the illustrated embodiment and with the external force exerted by the operator or the exerted external torque T _z in an opening sense, this means that the control unit 6th overall ensures that the actuator 7th with a greater force or a greater torque T _dr is controlled than would be necessary in the case when the operator does not apply any opening force to the motor vehicle flap 1 would exercise.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: Kraftfahrzeug-KlappeMotor vehicle flap
22: Achseaxis
33: KraftfahrzeugkarosserieMotor vehicle body
44th: BeschleunigungssensorAccelerometer
55: Sensorsensor
66th: SteuereinheitControl unit
77th: Aktuator Actuator
JJ: TrägheitsmomentMoment of inertia
TzNo.: DrehmomentesTorque
TfrTfr: ReibmomentFrictional torque
TdrTdr: DrehmomentTorque
φφ: Winkelangle
φ̈φ̈: WinkelbeschleunigungAngular acceleration

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102007062472 B4 [0003, 0007]DE 102007062472 B4 [0003, 0007]
DE 102017011478 A1 [0005]DE 102017011478 A1 [0005]
DE 102006018031 B4 [0008]DE 102006018031 B4 [0008]

Claims

Verfahren zur Bestimmung der auf eine motorisch sowie regelmäßig rotatorisch um eine Achse (2) bewegbare Kraftfahrzeug-Klappe (1) ausgeübten externen Kraft (T_z), insbesondere zur Bestimmung einer manuellen Öffnungs- oder Schließkraft an einer Kraftfahrzeug-Seitentür, einer Kraftfahrzeug-Heckklappe oder einer Kraftfahrzeug-Fronthaube, wonach zumindest ein Beschleunigungssensor (4) als erster Sensor (4) an oder in der Kraftfahrzeug-Klappe (1) vorgesehen wird, und wonach ein zweiter Sensor (5) realisiert ist und die Signale beider Sensoren (4 ,5) von einer Steuereinheit (6) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des zweiten Sensors (5) eine Winkelmessung und/oder Wegmessung der Kraftfahrzeug-Klappe (1) gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie (3) durchgeführt wird. _{Method for determining the external force (T z} ) exerted on a motor vehicle flap (1) movable by motor and regularly rotatory around an axis (2), in particular for determining a manual opening or closing force on a motor vehicle side door, a motor vehicle tailgate or a motor vehicle front hood, according to which at least one acceleration sensor (4) is provided as a first sensor (4) on or in the motor vehicle flap (1), and according to which a second sensor (5) is implemented and the signals from both sensors (4, 5) are evaluated by a control unit (6), characterized in that an angle measurement and / or distance measurement of the motor vehicle flap (1) with respect to a motor vehicle body (3) is carried out by means of the second sensor (5).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (5) an und/oder in der Kraftfahrzeug-Klappe (1) angeordnet wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the second sensor (5) is arranged on and / or in the motor vehicle flap (1).

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Steuereinheit (6) neben den beiden Sensorsignalen zusätzlich mechanische Eigenschaftswerte der Kraftfahrzeug-Klappe (1) in die Berechnung der externen Kraft (T_z) mit einbezogen werden.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that, in addition to the two sensor signals, the control unit (6) also includes mechanical property values of the motor vehicle flap (1) in the calculation of the external force (T _z ).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als mechanische Eigenschaftswerte der Kraftfahrzeug-Klappe (1) zumindest ihr Trägheitsmoment (J) berücksichtigt wird.Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that at least its moment of inertia (J) is taken into account as mechanical property values of the motor vehicle flap (1).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als mechanische Eigenschaftswerte der Kraftfahrzeug-Klappe (1) zusätzlich Reibparameter der Kraftfahrzeug-Klappe (1) von der Steuereinheit (6) ausgewertet werden.Method according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that additional friction parameters of the motor vehicle flap (1) are evaluated by the control unit (6) as mechanical property values of the motor vehicle flap (1).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) aus den Sensorwerten sowie den mechanischen Eigenschaftswerten unter Anwendung von Bewegungsgleichungen sowie vorteilhaft eines Kalman-Filters die ausgeübte externe Kraft (T_z) bestimmt.Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the control unit (6) determines the _{external force (T z} ) exerted from the sensor values and the mechanical property values using equations of motion and advantageously a Kalman filter.

Vorrichtung zur Bestimmung der auf eine motorisch sowie regelmäßig rotatorisch um eine Achse (2) bewegbaren Kraftfahrzeug-Klappe (1) ausgeübten externen Kraft (T_z), insbesondere zur Bestimmung einer manuellen Öffnungs- oder Schließkraft an einer Kraftfahrzeug-Seitentür, einer Kraftfahrzeug-Heckklappe oder einer Kraftfahrzeug-Fronthaube, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit zumindest einem Beschleunigungssensor (4) als erstem Sensor (4) in oder an der Kraftfahrzeug-Klappe (1), und mit einem zweiten Sensor (5), wobei die Signale beider Sensoren (4, 5) von einer Steuereinheit (6) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (5) zur Winkelmessung und/oder Wegmessung der Kraftfahrzeug-Klappe (1) gegenüber einer Kraftfahrzeugkarosserie (3) eingerichtet ist. _{Device for determining the external force (T z} ) exerted on a motor vehicle flap (1) movable by motor and regularly rotatory around an axis (2), in particular for determining a manual opening or closing force on a motor vehicle side door, a motor vehicle tailgate or a motor vehicle front hood, preferably for performing the method according to one of the Claims 1 until 6th , with at least one acceleration sensor (4) as the first sensor (4) in or on the motor vehicle flap (1), and with a second sensor (5), the signals of both sensors (4, 5) from a control unit (6) are evaluated, characterized in that the second sensor (5) is set up for angle measurement and / or distance measurement of the motor vehicle flap (1) with respect to a motor vehicle body (3).

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sensor (5) als in oder an der Achse (2) angeordneter Drehwinkelsensor ausgebildet ist.Device according to Claim 7 , characterized in that the second sensor (5) is designed as a rotation angle sensor arranged in or on the axis (2).

Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuator (7) zur Beaufschlagung der Kraftfahrzeug-Klappe (1) vorgesehen ist.Device according to Claim 7 or 8th , characterized in that an actuator (7) is provided for acting on the motor vehicle flap (1).

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) den Aktuator (7) nach Maßgabe von ermittelten Werten der ausgeübten externen Kraft (T_z) variabel ansteuert.Device according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that the control unit (6) controls the actuator (7) variably in _{accordance with determined values of the exerted external force (T z).}