DE102022211880A1

DE102022211880A1 - Verfahren und Stellvorrichtung zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung einer Fahrzeugtür

Info

Publication number: DE102022211880A1
Application number: DE102022211880.4A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Rau; Daniel Steiner
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2022-11-09
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2024-05-16
Also published as: WO2024100024A1

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung einer Fahrzeugtür (2) eines Fahrzeugs angegeben. Dabei wird ein auf die Fahrzeugtür (2) wirkender Türstellmotor (12) mit einem Türantriebsstrom (IT) betrieben, der auf einen Maximalwert (IT, max) begrenzt wird. Der Maximalwert (IT, max) wird in Abhängigkeit von einer Information (IG, SF, SS, SIF, SIS) über einen zeitabhängigen Strombedarf mindestens eines weiteren, der Fahrzeugtür (2) zugeordneten elektrischen Verbrauchers (8,10) variierend eingestellt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Stellvorrichtung zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung einer Fahrzeugtür, insbesondere einer Fahrzeugseitentür.
Bei Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftfahrzeugen, werden zunehmend Fahrzeugtüren, insbesondere (Fahrzeug-)Seitentüren oder Heckklappen, eingesetzt, die motorisch oder motorunterstützt verstellbar sind. In dem ersten Fall wird die Fahrzeugtür vollautomatisch durch einen Türstellmotor geöffnet und geschlossen, ohne dass eine manuelle Führung der Fahrzeugtür durch einen Fahrzeugnutzer erforderlich oder vorgesehen wäre. In dem (auch als „Servo-Betrieb“ oder „Servo-Support“ bezeichneten) letzteren Fall wirkt der Motor nur dann auf die Fahrzeugtür, wenn die letztere manuell durch den Fahrzeugnutzer bewegt wird und unterstützt hierbei die manuelle Führung der Tür durch Ausübung einer Hilfskraft.
Der Türstellmotor ist regelmäßig in der zu bewegenden Fahrzeugtür oder in unmittelbarer Nähe der letzteren angeordnet. Des Weiteren ist der Fahrzeugtür aber häufig auch mindestens ein weiterer elektrischer Verbraucher zugeordnet, beispielsweise eine Türzuziehhilfe, ein elektrisch betätigbares Türschloss und/oder - vor allem im Falle einer Seitentür - ein elektrischer Fensterheber. In Summe haben diese in der Fahrzeugtür und ggf. deren unmittelbarer Umgebung angeordneten Verbraucher häufig einen Nennstrombedarf, der die durch das Bordnetz des Fahrzeugs lokal zur Verfügung stellbare elektrische Stromstärke übersteigt. Beispielsweise haben bei einem typischen Personenkraftfahrzeug der Türstellmotor eine Nennstromstärke von 25 A (Ampere) und ein in der Fahrzeugtür integrierter Fensterheber eine Nennstromstärke von 35 A. Ein typisches Bordnetz kann aber regelmäßig nur z.B. maximal eine Stromstärke von 40 A für die Fahrzeugtür zur Verfügung stellen, so dass ein gleichzeitiger Betrieb des Türstellmotors und des Fensterhebers zu einer Überlastung des Bordnetzes führen würde.
Um dies zu vermeiden, sind der Türstellmotor und der Fensterheber einer Fahrzeugtür mitunter steuerungstechnisch derart verschaltet, dass ein Betrieb des Türstellmotors unterbrochen wird, wenn während der motorischen oder motorunterstützten Verstellung der Fahrzeugtür der Fensterheber betätigt wird.
In der Praxis kommt dieser Fall, also die gleichzeitige Betätigung des Türstellmotors und des Fensterhebers häufig vor, da insbesondere beim Schließen der Fahrzeugtür nach dem Verlassen des Fahrzeugs regelmäßig geöffnete Fensterscheiben des Fahrzeugs geschlossen werden, um das Fahrzeug diebstahlsicher zu verschließen. Des Weiteren wird - vor allem bei hohen Umgebungstemperaturen - beim Schließen der Fahrzeugtür nach dem Einsteigen mitunter gleichzeitig die Fensterscheibe der Fahrzeugtür geöffnet, um eine möglichst rasche Abkühlung des Fahrzeuginnenraums sicherzustellen. Eine vorübergehende Abschaltung des Türstellmotors während der Bewegung der Fensterscheibe wird hierbei aber von Fahrzeugnutzern oft als irritierend empfunden oder sogar als Fehlfunktion interpretiert. Das gilt insbesondere auch für eine motorunterstützte Verstellung der Fahrzeugtür (also einen Servo-Support). Der Fahrzeugnutzer kann in diesem Fall die Fahrzeugtür zwar auch während der Fensterverstellung manuell öffnen oder schließen, erlebt dabei aber eine (regelmäßig unerwartete) Schwergängigkeit der Fahrzeugtür.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich des Nutzererlebnisses verbesserte motorische oder motorunterstützte Verstellung einer Fahrzeugtür zu bewirken.
Bezüglich eines Verfahrens zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung einer Fahrzeugtür wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich einer Stellvorrichtung zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung einer Fahrzeugtür wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.
Im Zuge des Verfahrens wird ein auf die Fahrzeugtür wirkender Türstellmotor mit einem elektrischen Türantriebsstrom betrieben. Der Türantriebsstrom (genauer gesagt eine Stromstärke des Türantriebsstroms) wird auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt. Erfindungsgemäß wird der Maximalwert dabei in Abhängigkeit von einer Information über einen zeitabhängigen Strombedarf mindestens eines weiteren der Fahrzeugtür zugeordneten elektrischen Verbrauchers variierend eingestellt. Insbesondere wird der Maximalwert kontinuierlich oder in mindestens zwei (von Null verschiedenen) Stufen variiert.
Bei dem mindestens einen weiteren elektrischen Verbraucher der Fahrzeugtür handelt es sich insbesondere um einen elektrischen Fensterheber, ein elektrisches Türschloss oder eine elektrische (Tür-)Zuziehhilfe.
In einer Variante der Erfindung wird als Information über den zeitabhängigen Strombedarf des mindestens einen weiteren elektrischen Verbrauchers die Stromstärke eines der Fahrzeugtür insgesamt zur Verfügung gestellten elektrischen Gesamtstroms (auch: Gesamttürstroms) herangezogen. Der Maximalwert des Türantriebsstroms wird dabei in Abhängigkeit von der Stromstärke des Gesamtstroms variiert. Insbesondere wird der Maximalwert des Türantriebsstroms derart variiert, dass die Stromstärke des Gesamtstroms einen vorgegebenen Gesamtstrom-Maximalwert nicht überschreitet.
In einer weiteren Variante der Erfindung wird als Information über den zeitabhängigen Strombedarf des mindestens einen weiteren elektrischen Verbrauchers ein Steuersignal herangezogen, das von einer Steuerung oder einer Bedieneinheit dieses weiteren Verbrauchers ausgegeben wird. Der Maximalwert des Türantriebsstroms wird dabei in Abhängigkeit von dem Steuersignal variiert.
Bei dem Steuersignal kann es sich im Rahmen der Erfindung um ein binäres Signal handeln, das anzeigt, ob der Fensterheber betrieben wird oder nicht. Der Maximalwert des Türantriebsstroms wird dabei insbesondere zwischen zwei (von Null verschiedenen) Stufen variiert, nämlich einer niedrigeren Stufe, auf die der Maximalwert abgesenkt wird, wenn und solange der weitere Verbraucher betrieben wird, und einer höheren Stufe, auf die der Maximalwert angehoben wird, wenn und solange der weitere Verbraucher nicht betrieben wird. Das Steuersignal wird in diesem Fall beispielsweise von einer Bedieneinheit (insbesondere einem Taster) erzeugt, mit dem der weitere Verbraucher an- und ausgeschaltet wird.
Alternativ hierzu kann das Steuersignal den Strombedarf des weiteren Verbrauchers auch kontinuierlich oder in mehreren Stufen anzeigen. In diesem Fall wird vorzugsweise auch der Maximalwert des Türantriebsstroms kontinuierlich variiert oder in mehreren Stufen (und dabei insbesondere stets gegenläufig zu dem durch das Steuersignal angezeigten Strombedarf des weiteren Verbrauchers) variiert.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Maximalwert des Türantriebsstroms zusätzlich in Abhängigkeit von einer Information über den Strombedarf des Türstellmotors variiert. Beispielsweise wird hierbei durch eine Antriebsschaltung des Türstellmotors ein zeitlich variierender Strombedarf des Türstellmotors an eine übergeordnete Steuereinheit (z.B. einen Bordcomputer des Fahrzeugs) übermittelt, wobei die übergeordnete Steuereinheit dann anhand des gemeldeten Strombedarfs des Türstellmotors und des Strombedarfs des mindestens einen weiteren Verbrauchers den Maximalwert für den Türantriebsstrom situationsabhängig festlegt.
In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung wird der Maximalwert des Türantriebsstroms zusätzlich in Abhängigkeit von

- einer Information über eine Türstellung der Fahrzeugtür und/oder
- einer Information über eine Fahrzeugneigung, und/oder
- einer Information über eine Batteriekapazität (d.h. den Ladezustand) einer Batterie des Fahrzeugs und/oder der Batteriespannung,

Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung umfasst einen auf die Fahrzeugtür wirkenden Türstellmotor, der mit einem elektrischen Türantriebsstrom betreibbar ist. Die Stellvorrichtung umfasst weiterhin eine Antriebsschaltung zur Vorgabe des Türantriebsstroms. Die Antriebsschaltung umfasst dabei eine Strombegrenzungsfunktion, durch die der Türantriebsstrom (genauer gesagt die Stromstärke des Türantriebsstroms) auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt wird. Die Stellvorrichtung umfasst schließlich eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, den Maximalwert des Türantriebsstroms in Abhängigkeit von einer Information über einen zeitabhängigen Strombedarf mindestens eines weiteren der Fahrzeugtür zugeordneten elektrischen Verbrauchers variierend einzustellen.
Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung ist somit allgemein zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens korrespondieren dabei jeweils mit entsprechenden Ausführungsvarianten der Stellvorrichtung. Erläuterungen zu Ausführungsformen des Verfahrens und die jeweils damit erzielten Wirkungen können somit auf die Stellvorrichtung übertragen werden und umgekehrt.
Insbesondere ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, als Information über den zeitabhängigen Strombedarf des mindestens einen weiteren elektrischen Verbrauchers

- die Stromstärke eines der Fahrzeugtür insgesamt zur Verfügung gestellten Gesamt(tür)stroms oder
- ein von einer Steuerung oder einer Bedieneinheit dieses weiteren Verbrauchers ausgegebenes Steuersignal

Weiterhin ist Steuereinheit vorzugsweise dazu eingerichtet, den Maximalwert des Türantriebsstroms zusätzlich in Abhängigkeit von einer Information über den Strombedarf des Türstellmotors und/oder einer Information über eine Türstellung der Fahrzeugtür und/oder einer Information über eine Fahrzeugneigung und/oder einer Information über eine Batteriekapazität einer Batterie des Fahrzeugs zu variieren.
Die Antriebsschaltung und/oder die Steuereinheit der erfindungsgemäßen (Tür-) Stellvorrichtung können im Rahmen der Erfindung durch eine programmierbare Baueinheit, z.B. einen Mikrocontroller, gebildet sein, in dem die Funktionalität zur Durchführung des Verfahrens (insbesondere zur Festlegung des Maximalwerts für den Türantriebsstrom) softwaretechnisch in Form eines Steuerprogramms (Firmware) implementiert ist. Alternativ können die Antriebsschaltung und/oder die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung auch durch eine nicht-programmierbare Baueinheit, z.B. einen ASIC, gebildet sein. Die Funktionalität zur Durchführung des Verfahrens (insbesondere zur Festlegung des Maximalwerts für den Türantriebsstrom) ist in dem letzteren Fall in Form von (Hardware-) Schaltungstechnik implementiert. Wiederum alternativ können die Antriebsschaltung und/oder die Steuereinheit auch durch eine Kombination aus mindestens einer programmierbaren Baueinheit und mindestens einer nicht-programmierbaren Baueinheit gebildet sein. Beispielsweise sind die Antriebsschaltung als nicht-programmierbare Einheit und die Steuereinheit als Mikrocontroller ausgebildet. Ferner können Antriebsschaltung und die Steuereinheit im Rahmen der Erfindung wahlweise durch zwei getrennte Geräte gebildet oder gemeinsam in einem Gerät integriert sein.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einer schematischen Darstellung eine Fahrzeugtür mit einer (Tür-) Stellvorrichtung zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung der Fahrzeugtür, sowie mit weiteren der Fahrzeugtür zugeordneten elektrischen Verbrauchern, nämlich einem elektrischen Fensterheber und einem elektrischen Türschloss,
2 und 3 jeweils in Darstellung gemäß 1 die Fahrzeugtür mit alternativen Ausführungsformen der Türstellvorrichtung.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist grob schematisch eine Fahrzeugtür 2 dargestellt. In dem dargestellten Beispiel handelt es sich bei der Fahrzeugtür 2 um eine Seitenschiebetür eines Personenkraftfahrzeugs, die entlang einer Horizontalrichtung H reversibel gegenüber einer Fahrzeugkarosserie verschiebbar ist. Die nachstehend beschriebene Erfindung kann alternativ aber auch bei anderen Fahrzeugtürtypen, beispielsweise bei einer schwenkbaren Fahrzeugseitentür oder bei einer Heckklappe, eingesetzt werden. Im dem dargestellten Beispiel umfasst die Fahrzeugtür 2 eine Fensterscheibe 4, die in einer Vertikalrichtung V gegenüber der Fahrzeugtür 2 absenkbar und anhebbar ist.
Der Fahrzeugtür 2 sind mehrere elektrische Verbraucher zugeordnet, nämlich (gegebenenfalls neben anderen elektrischen Verbrauchern)

- eine (Tür-)Stellvorrichtung 6 zur Verstellung der Fahrzeugtür 2 in der Horizontalrichtung H,
- ein elektrischer Fensterheber 8 zur Verstellung der Fensterscheibe 4 in der Vertikalrichtung V, und
- ein elektrisches Türschloss 10 zur reversiblen Verriegelung der Fahrzeugtür 2 in ihrer geschlossenen Türstellung; optional umfasst das Türschloss 10 eine elektrische Zuziehhilfe, die die Fahrzeugtür 2 bei einem Schließvorgang aus einer Vorrastposition motorisch in eine vollständig geschlossene Stellung bewegt.

Die Türstellvorrichtung 6 umfasst einen elektrischen Türstellmotor 12, der über eine (in 1 nur angedeutete) Türstellmechanik 14 auf die Fahrzeugtür 2 wirkt, um diese in der Horizontalrichtung H zu verschieben. Die Türstellvorrichtung 6 umfasst weiterhin eine Antriebsschaltung 16, die den Türstellmotor 12 mit einem elektrischen (Tür-)Antriebsstrom I_T ansteuert, um eine Verstellung der Fahrzeugtür 2 durch den Türstellmotor 12 zu bewirken. Die Antriebsschaltung 16 wird dabei ihrerseits durch ein (Tür-)Steuersignal S_T angesteuert, das beispielsweise von einem Türöffnungs- bzw. Türschließschalter im Fahrzeug oder von einem Bordcomputer des Fahrzeugs ausgegeben wird. Die Antriebsschaltung 16 umfasst eine Strombegrenzungsfunktion, die den Türantriebsstrom I_T (genauer gesagt die Stromstärke des Türantriebsstroms I_T) auf einen einstellbaren Maximalwert I_{T, max} begrenzt. Die Türstellvorrichtung 6 umfasst schließlich eine Steuereinheit 18, die der Antriebsschaltung 16 den Maximalwert I_{T, max} variierend vorgibt.
Die Antriebsschaltung 16 ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung als nicht-programmierbare Hardware-Schaltung ausgebildet. Die Steuereinheit 18 ist dagegen bevorzugt durch einen Mikrocontroller gebildet, in dem ein die Funktion der Steuereinheit 18 implementierendes Steuerprogramm (Firmware) lauffähig installiert ist. Die Antriebsschaltung 16 und die Steuereinheit 18 sind entweder in voneinander getrennten Geräten ausgebildet oder in einem gemeinsamen Gerät integriert. Grundsätzlich kann die gesamte Türstellvorrichtung 6 außerhalb der Fahrzeugtür 2 angeordnet sein. Vorzugsweise sind aber zumindest der Türstellmotor 12 und die Antriebsschaltung 16 innerhalb der Fahrzeugtür 2 angeordnet. Die Steuereinheit 18 liegt in einer Ausführungsvariante als eigenständiges elektrisches Gerät vor. Alternativ hierzu ist die Steuereinheit 18 als funktionelle Einheit (insbesondere in Form eines Softwaremoduls) in ein übergeordnetes Steuergerät, z.B. in dem Bordcomputer des Fahrzeugs, integriert.
Der Fensterheber 8 umfasst einen elektrischen Fensterstellmotor 20, der über eine Fensterstellmechanik 22 auf die Fensterscheibe 4 wirkt, um diese in der Vertikalrichtung V zu verschieben. Der Fensterheber 8 umfasst weiterhin ein Motorsteuergerät 24, das den Fensterstellmotor 20 mit einem elektrischen (Fenster-)Antriebsstrom I_F ansteuert, um eine Verstellung der Fensterscheibe 4 durch den Fensterstellmotor 20 zu bewirken. Das Motorsteuergerät 24 wird dabei seinerseits durch ein (Fenster-)Steuersignal S_F angesteuert, das beispielsweise von einem Fensteröffnungs- bzw. Fensterschließschalter im Fahrzeug oder von einem Bordcomputer des Fahrzeugs ausgegeben wird.
Das Türschloss 10 umfasst mindestens einen Schlossstellmotor 26 oder sonstigen Aktor, der auf eine Schlossmechanik 28 wirkt, um diese zur Verriegelung oder Entriegelung der Fahrzeugtür 2 zu verstellen und ggf. die Zuziehhilfe zu betätigen. Das Türschloss 10 umfasst weiterhin ein Steuergerät 30, das den Schlossstellmotor 26 bzw. sonstigen Aktor mit einem elektrischen (Schloss-) Antriebsstrom Is ansteuert. Das Steuergerät 30 wird dabei seinerseits durch ein (Schloss-)Steuersignal Ss angesteuert, das beispielsweise von einem Türverriegelungs- bzw. Türentriegelungsschalter im Fahrzeug oder von einem Bordcomputer des Fahrzeugs ausgegeben wird.
Der Fensterheber 8 und das Türschloss 10 sind vorzugsweise vollständig in der Fahrzeugtür 2 angeordnet. Grundsätzlich können im Rahmen der Erfindung einzelne Komponenten des Fensterhebers 8 und/oder des Türschlosses 10, insbesondere das Motorsteuergerät 24 und/oder das Steuergerät 30 oder Teile eines dieser Geräte, auch außerhalb der Fahrzeugtür 2 angeordnet sein.
Die Türstellvorrichtung 6, der Fensterheber 8 und das Türschloss 10 werden aus einem elektrischen Bordnetz 32 des Fahrzeugs mit Strom versorgt. Das Bordnetz 32 ist seinerseits durch eine Fahrzeugbatterie 34 gespeist.
In einer beispielhaften Dimensionierung ist das Bordnetz 32 dazu ausgelegt, den elektrischen Verbrauchern der Fahrzeugtür 2, also der Türstellvorrichtung 6, dem Fensterheber 8 und dem Türschloss 10, insgesamt einen Gesamtstrom I_G bis zu einem Gesamtstrom-Maximalwert I_{G, max} von 40 A zuzuführen. Die Türstellvorrichtung 6 ist beispielsweise für eine Nennstromaufnahme von 25 A ausgelegt, während der Fensterheber 8 für eine Nennstromaufnahme von 35 A und das Türschloss 10 für eine Nennstromaufnahme von 10 A ausgelegt sind. Da sich der Gesamtstrom I_G zumindest näherungsweise aus der Summe der von der Türstellvorrichtung 6, dem Fensterheber 8 und dem Türschloss 10 jeweils gezogenen Einzelströme ergibt, ist aus den vorstehenden Angaben ersichtlich, dass jedenfalls die Türstellvorrichtung 6 und der Fensterheber 8 nicht gleichzeitig mit der jeweiligen Nennstromaufnahme betrieben werden können, ohne das Bordnetz 32 zu überlasten.
Um eine solche Überlastung des Bordnetzes 32 zu vermeiden, stellt die Steuereinheit 18 im Betrieb der Türstellvorrichtung 6 den Maximalwert I_{T, max} für den Türantriebsstrom I_T in Abhängigkeit von einer Information über den jeweiligen zeitabhängigen Strombedarf der weiteren elektrischen Verbraucher, also des Fensterhebers 8 und des Türschlosses 10, variierend ein.
In der Ausführung gemäß 1 ermittelt die Steuereinheit 18 diese Information über den zeitabhängigen Strombedarf des Fensterhebers 8 und des Türschlosses 10 aus einem Messwert des Gesamtstrom I_G (genauer gesagt der Stromstärke des Gesamtstroms I_G). Dieser Messwert wird der Steuereinheit 18 von einem in das Bordnetz 32 geschalteten Stromsensor 36 zugeführt. Die Steuereinheit 18 berücksichtigt weiterhin eine Angabe über den momentanen Wert des Antriebsstroms I_T und eine Angabe über die momentane Türstellung x. Die beiden letztgenannten Angaben werden der Steuereinheit 18 von der Antriebsschaltung 16 zugeführt.
Für die Bestimmung des Maximalwerts I_{T, max} berücksichtigt die Steuereinheit 18, dass das Türschloss 10 regelmäßig nur bei einer Schließbewegung der Fahrzeugtür 2, und dann auch nur bei geschlossener oder nahezu geschlossener Fahrzeugtür 2 gleichzeitig mit der Türstellvorrichtung 6 aktiv ist und ansonsten nur eine vernachlässigbare Stromaufnahme aufweist. Daher berücksichtigt die Steuereinheit 18 für die Bestimmung des Maximalwerts I_{T, max} nur die Stromaufnahme der Türstellvorrichtung 6 und des Fensterhebers 8, wenn die Fahrzeugtür 2 geöffnet wird oder wenn und solange beim Schließen der Fahrzeugtür 2 nach Maßgabe der Angabe über die momentane Türstellung x feststeht, dass die Fahrzeugtür 2 für einen Betrieb des Türschlosses 10 zu weit offensteht.
Die Steuereinheit 18 bestimmt den Maximalwert I_{T, max} vorzugsweise derart, dass der Gesamtstrom I_G den zugewiesenen und in der Steuereinheit 18 hinterlegten Gesamtstrom-Maximalwert I_{G, max} nicht überschreitet. Die Steuereinheit 18 berücksichtigt dabei, dass sich der Gesamtstrom I_G bei Inaktivität des Türschlosses 10 zumindest näherungsweise aus der Summe der Antriebsströme I_T und I_F ergibt: $I_{G} \approx I_{T} + I_{F}$
Die Steuereinheit 18 schätzt daher den Fensterantriebsstrom I_F anhand des zugeführten Messwertes des Gesamtstroms I_G und der Angabe über den Türantriebsstrom I_T ab, $I_{F} \approx I_{G} - I_{T},$
und legt den Maximalwert I_{T, max} des Türantriebsstroms I_T anhand des Gesamtstrom-Maximalwerts I_{G, max} und des abgeschätzten Fensterantriebsstroms T_F fest: $I_{T,max} = I_{G,max} - I_{F} \approx I_{G,max} - I_{G} + I_{T}$
Der Maximalwert I_{T, max} wird somit im Betrieb der Türstellvorrichtung 6 fortlaufend und kontinuierlich entsprechend des Strombedarfs des Fensterhebers 8 (und gegenläufig zu diesem Strombedarf) angepasst.
Sofern sich aus der Angabe über die momentane Türstellung x ergibt, dass die Fahrzeugtür 2 bei einer Schließbewegung die geschlossene Türstellung nahezu oder vollständig erreicht hat, so dass mit einem Betrieb des Türschlosses 10 zu rechnen ist, setzt die Steuereinheit 18 dem Maximalwert I_{T, max} des Türantriebsstroms I_T zusätzlich um die Nennstromaufnahme des Türschlosses 10, also in dem obigen Beispiel um 10A (ggf. bis auf 0A), herab.
Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht hinsichtlich der Fahrzeugtür 2 sowie der zugeordneten elektrische Verbraucher, soweit nicht abweichend beschrieben, der Ausführung gemäß 1. Allerdings ist der Stromsensor 36 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 nicht erforderlich und daher vorzugsweise auch nicht vorhanden. Stattdessen sind der Steuereinheit 18 die Steuersignale S_F und Ss des Fensterhebers 8 bzw. des Türschlosses 10 zugeführt.
Bei den Steuersignalen S_F und Ss handelt es sich beispielsweise um Pulssignale, durch die der Fensterheber 8 bzw. das Türschloss 10 binär (also ohne Spezifizierung einer abgestuften Leistung, Stellkraft oder Stellgeschwindigkeit) an- und ausgeschaltet werden. Konkret können mittels des Fenstersteuersignals S_F beispielsweise drei Signalzustände übermittelt werden, nämlich

• „UP“: Fensterbewegung in Heben-Richtung
• „DOWN“: Fensterbewegung in Senken-Richtung und
• „STOP“: keine Fensterbewegung

Mittels des Schlosssteuersignals Ss können beispielsweise vier Signalzustände übermittelt werden, nämlich

• „LOCK“: Fahrzeugtür verriegeln
• „UNLOCK“: Fahrzeugtür entriegeln
• „OPEN“: Fahrzeugtür freigeben und
• „IDLE“: keine Aktion

In der Ausführung gemäß 1 ermittelt die Steuereinheit 18 die Information über den zeitabhängigen Strombedarf des Fensterhebers 8 und des Türschlosses 10 anhand der Signalzustände der Steuersignale S_F und Ss und stellt entsprechend auch den Maximalwert I_{T, max} des Türantriebsstroms I_T anhand dieser Signalzustände ein.
Konkret stellt die Steuereinheit 18 den Maximalwert I_{T, max} auf den Wert der Nennstromaufnahme der Türstellvorrichtung 6 ein (also in dem obigen Dimensionierungsbeispiel auf 25 A), wenn und solange das Fenstersteuersignal S_F den Signalwert „STOP“ aufweist (und der Fensterheber 8 somit nicht betrieben wird). Die Türstellvorrichtung 6 kann in diesem Zustand somit mit voller Leistung betrieben werden.
Wenn und solange das Fenstersteuersignal S_F den Signalwert „UP“ oder „DOWN“ und das Schlosssteuersignal Ss den Wert „IDLE“ aufweist (und somit nur der Fensterheber 8 betrieben wird, nicht aber das Türschloss 10), erniedrigt die Steuereinheit 18 den Maximalwert I_{T, max} auf einen Betrag, der der Differenz der Nennstromaufnahme des Fensterhebers 8 von dem Gesamtstrom-Maximalwert I_{G, max} entspricht. In dem obigen Dimensionierungsbeispiel erniedrigt die Steuereinheit 18 den Maximalwert I_{T, max} somit auf 5A.
Wenn das Fenstersteuersignal S_F den Signalwert „UP“ oder „DOWN“ und das Schlosssteuersignal Ss den Wert „LOCK“, „UNLOCK“ oder „OPEN“ aufweisen (und somit der Fensterheber 8 und das Türschloss 10 gleichzeitig betrieben werden), setzt die Steuereinheit 18 den Maximalwert I_{T, max} kurzzeitig auf null, so dass die Bestromung des Türstellmotors 12 kurzzeitig unterbrochen wird.
Sofern das Türschloss 10 mit einer elektrischen Zuziehhilfe ausgestattet ist, setzt die Steuereinheit 18 den Maximalwert I_{T, max} ebenfalls kurzzeitig auf null, wenn das Fenstersteuersignal S_F den Signalwert „UP“ oder „DOWN“ aufweist und die Fahrzeugtür 2 bei einer Schließbewegung nach Maßgabe der Angabe über die momentane Türstellung x die geschlossene Türstellung nahezu oder vollständig erreicht hat.
Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht hinsichtlich der Fahrzeugtür 2 sowie der zugeordneten elektrische Verbraucher, soweit nicht abweichend beschrieben, wiederum der Ausführung gemäß 2. Allerdings sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 die Steuersignale S_F und Ss nur dem Motorsteuergerät 24 bzw. dem Steuergerät 30 zugeführt, nicht aber der Steuereinheit 18. Stattdessen übermitteln das Motorsteuergerät 24 und das Steuergerät 30 gesonderte Steuersignale S_IF bzw. S_IS an die Steuereinheit 18, mit denen das Motorsteuergerät 24 und das Steuergerät 30 einen Strombedarf des Fensterhebers 8 bzw. des Türschlosses 10 an die Steuereinheit 18 melden.
Abweichend von den einfachen Steuersignalen S_F und Ss, die den Strombedarf des Fensterhebers 8 bzw. des Türschlosses 10 im Wesentlichen in Form einer binären Information abbilden, geben die Steuersignale S_IF und S_IS den Strombedarf des Fensterhebers 8 bzw. des Türschlosses 10 vorzugsweise in kontinuierlicher oder mehrfach abgestufter Form differenziert an.
Im Falle des Fensterhebers 8 wird durch das zugehörige Steuersignal S_IF vorzugsweise berücksichtigt, ob die Fensterscheibe 4 mit der Schwerkraft abgesenkt oder entgegen der Schwerkraft angehoben wird. Zudem werden bevorzugt lokale Schwergängigkeiten beim Bewegen der Fensterscheibe 4 entlang ihres Stellwegs berücksichtigt. Das diese Information enthaltende Steuersignal S_IF wird beispielsweise aus einer in dem Motorsteuergerät 24 hinterlegten Lastkurve abgeleitet.
Das Steuersignal S_IS des Türschlosses 10 übermittelt beispielsweise verschiedene hinterlegte Strombedarfswerte für das Verriegeln, das Entriegeln, das Öffnen der Fahrzeugtür 2 und ggf. die Zuziehhilfe.
Anhand der Steuersignale S_IF und S_IS gibt die Steuereinheit 18 den Maximalwert I_{T, max} situationsspezifisch und vorzugsweise wiederum kontinuierlich variierend vor, so dass der Gesamtstrom I_G den Gesamtstrom-Maximalwert I_{G, max} nicht überschreitet.
In einer bevorzugten Variante der Ausführungsform gemäß 3 steuert die Steuereinheit 18 nicht nur die Stromaufnahme der Türstellvorrichtung 6, sondern auch die Stromaufnahme des Fensterhebers 8 und/oder des Türschlosses 10. Zudem erhält die Steuereinheit 18 in dieser Variante zusätzlich zu den Steuersignalen S_IF und S_IS auch von der Antriebsschaltung 16 der Türstellvorrichtung 6 ein Steuersignal S_IT, mit dem die Antriebsschaltung 16 einen Strombedarf der Türstellvorrichtung 6 an die Steuereinheit 18 meldet.
Das Steuersignal S_IT beruht zum Beispiel auf einer Messung des Widerstandsmoments, das die Fahrzeugtür 2 der durch den Türstellmotor 12 ausgeübten Stellkraft entgegensetzt. Durch das solchermaßen erzeugte Steuersignal S_IT wird insbesondere implizit berücksichtigt, ob die Fahrzeugtür 2 in Richtung der Schwerkraft oder gegen die Schwerkraft bewegt wird, wenn das Fahrzeug auf einem geneigten Untergrund abgestellt wurde.
Die Steuereinheit 18 kann in dieser Variante in bestimmten Situationen auch die Türstellvorrichtung 6 über den Fensterheber 8 und/oder das Türschloss 10 priorisieren oder die maximale Stromaufnahme mehrerer Verbraucher gleichzeitig in gleichem oder verschiedenem Maß reduzieren.
Beispielsweise ist die Steuereinheit 18 hierbei dazu ausgebildet, bei einem gleichzeitigen Betrieb der Türstellvorrichtung 6 und des Fensterhebers 8 beide Verbraucher mit einem gleichen Bruchteil des jeweils nach Maßgabe der Steuersignale S_IT und S_IF gemeldeten Strombedarfs zu betreiben, so dass der Gesamtstrom I_G den zugehörigen Gesamtstrom-Maximalwert I_{G, max} gerade nicht überschreitet.
Zusätzlich oder alternativ hierzu ist die Steuereinheit 18 beispielsweise dazu eingerichtet, einen während eines Türstellvorgangs angeforderten Betrieb des Türschlosses 10 zu verzögern, bis die Bestromung des Türstellmotors 12 beendet ist.
In einer weiteren Variante berücksichtigt die Steuereinheit 18 zusätzlich eine Angabe über die Batteriekapazität (also den Ladezustand) der Fahrzeugbatterie 34, wobei sie die Batteriekapazität entweder durch Messung der Bordnetzspannung selbst bestimmt oder aus Daten des Bordcomputers entnimmt. Der Maximalwert I_{T, max} und ggf. auch die jeweilige Stromaufnahme des Fensterhebers 8 und/oder des Türschlosses 10 werden dabei von Steuereinheit 18 gleichläufig mit der Batteriekapazität kontinuierlich oder in mindestens zwei Schritten erhöht oder erniedrigt. Beispielsweise erlaubt die Steuereinheit 18 bei ausreichender Batteriekapazität den gleichzeitigen Betrieb der Türstellvorrichtung 6 und des Fensterhebers 8 mit hoher Stromaufnahme von beispielweise 15A bzw. 25A, während sie in einem Energiesparmodus bei geringer Batteriekapazität die Stromaufnahme der Türstellvorrichtung 6 bei gleichzeitigem Betrieb des Fensterhebers 8 auf 5A drosselt.
In einer weiteren Variante nutzt die Steuereinheit 18 zusätzlich das Signal eines in dem Fahrzeug angeordneten Neigungssensors bei der Bestimmung des Maximalwerts I_{T, max}. Sie erniedrigt dabei den Maximalwert I_{T, max}, wenn sie nach Maßgabe des Signals des Neigungssensors feststellt, dass die Fahrzeugtür 2 aufgrund der Anordnung des Fahrzeugs auf einem geneigten Untergrund in Richtung der Schwerkraft verstellt wird. Entsprechend wird der Maximalwert I_{T, max} durch die Steuereinheit 18 erhöht, wenn sie nach Maßgabe des Signals des Neigungssensors feststellt, dass die Fahrzeugtür 2 aufgrund der Anordnung des Fahrzeugs auf einem geneigten Untergrund entgegen der Schwerkraft verstellt wird.
Die Erfindung wird anhand der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele besonders deutlich, ist auf diese Ausführungsbeispiele aber keineswegs beschränkt. Vielmehr können im Rahmen der Ansprüche weitere Ausführungsformen der Erfindung aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelaspekte der Erfindung im Rahmen der Ansprüche auch in anderer Weise miteinander kombiniert werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

2: Fahrzeugtür
4: Fensterscheibe
6: (Tür-)Stellvorrichtung
8: Fensterheber
10: Türschloss
12: Türstellmotor
14: Türstellmechanik
16: Antriebsschaltung
18: Steuereinheit
20: Fensterstellmotor
22: Fensterstellmechanik
24: Motosteuergerät
26: Schlossstellmotor
28: Schlossmechanik
30: Steuergerät
32: Bordnetz
34: Fahrzeugbatterie
36: Stromsensor
x: Türstellung
H: Horizontalrichtung
IF: (Fenster-)Antriebsstrom
IG: Gesamtstrom
IG, max: Gesamtstrom-Maximalwert
Is: (Schloss-)Antriebsstrom
IT: (Tür-)Antriebsstrom
IT, max: Maximalwert
SF: (Fenster-)Steuersignal
SIF: Steuersignal
SIS: Steuersignal
SIT: Steuersignal
Ss: (Schloss-)Steuersignal
ST: (Tür-)Steuersignal
V: Vertikalrichtung

Claims

Verfahren zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung einer Fahrzeugtür (2) eines Fahrzeugs, bei welchem ein auf die Fahrzeugtür (2) wirkender Türstellmotor (12) mit einem Türantriebsstrom (I_T) betrieben wird, und wobei der Türantriebsstrom (I_T) auf einen Maximalwert (I_{T, max}) begrenzt wird, der in Abhängigkeit von einer Information (I_G, S_F, S_S, S_IF, S_IS) über einen zeitabhängigen Strombedarf mindestens eines weiteren der Fahrzeugtür (2) zugeordneten elektrischen Verbrauchers (8,10) variierend eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Information (I_G, S_F, S_S, S_IF, S_IS) über den zeitabhängigen Strombedarf des mindestens einen weiteren elektrischen Verbrauchers (8,10) die Stromstärke eines der Fahrzeugtür (2) insgesamt zur Verfügung gestellten Gesamtstroms (I_G) herangezogen wird, und wobei der Maximalwert (I_{T, max}) des Türantriebsstroms (I_T) in Abhängigkeit von der Stromstärke des Gesamtstroms (I_G) variiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Information (I_G, S_F, S_S, S_IF, S_IS) über den zeitabhängigen Strombedarf des mindestens einen weiteren elektrischen Verbrauchers (8,10) ein Steuersignal (S_F, S_S, S_IF, S_IS) herangezogen wird, das von einer Steuerung (24, 30) oder einer Bedieneinheit dieses weiteren Verbrauchers (8,10) ausgegeben wird, und wobei der Maximalwert (I_{T, max}) des Türantriebsstroms (I_T) in Abhängigkeit von dem Steuersignal (S_F, S_S, S_IF, S_IS) variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Maximalwert (I_{T, max}) des Türantriebsstroms (I_T) zusätzlich in Abhängigkeit von einer Information (S_IT) über den Strombedarf des Türstellmotors (12) variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Maximalwert (I_{T, max}) des Türantriebsstroms (I_T) zusätzlich in Abhängigkeit von - einer Information über eine Türstellung (x) der Fahrzeugtür (2) und/oder - einer Information über eine Fahrzeugneigung, und/oder - einer Information über eine Batteriekapazität einer Batterie (34) des Fahrzeugs, variiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine weitere elektrische Verbraucher (8,10) ein elektrischer Fensterheber (8), ein elektrisches Türschloss (10) oder eine elektrische Türzuziehhilfe ist.
Stellvorrichtung (6) zur motorischen oder motorunterstützten Verstellung einer Fahrzeugtür (2) eines Fahrzeugs, mit einem auf die Fahrzeugtür (2) wirkenden Türstellmotor (12), der mit einem Türantriebsstrom (I_T) betreibbar ist, mit einer Antriebsschaltung (16) zur Vorgabe des Türantriebsstroms (I_T), so dass der Türantriebsstrom (I_T) auf einen Maximalwert (I_{T, max}) begrenzt wird, und mit einer Steuereinheit (18), die dazu eingerichtet ist, den Maximalwert (I_{T, max} ) in Abhängigkeit von einer Information (I_G, S_F, S_S, S_IF, S_IS) über einen zeitabhängigen Strombedarf mindestens eines weiteren der Fahrzeugtür (2) zugeordneten elektrischen Verbrauchers (8,10), insbesondere eines elektrischen Fensterhebers (8), eines elektrischen Türschlosses (10) oder einer elektrischen Türzuziehhilfe, variierend einzustellen.
Stellvorrichtung (6) nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit (18) dazu eingerichtet ist, als Information (I_G, S_F, S_S, S_IF, S_IS) über den zeitabhängigen Strombedarf des mindestens einen weiteren elektrischen Verbrauchers (8,10) die Stromstärke eines der Fahrzeugtür (2) insgesamt zur Verfügung gestellten Gesamtstroms (I_G) oder ein von einer Steuerung (24) oder einer Bedieneinheit dieses weiteren Verbrauchers (8,10) ausgegebenes Steuersignal (S_F, S_S, S_IF, S_IS) heranzuziehen und den Maximalwert (I_{T, max}) des Türantriebsstroms (I_T) in Abhängigkeit von der Stromstärke des Gesamtstroms (I_G) bzw. in Abhängigkeit von dem Steuersignal (S_F, S_S, S_IF, S_IS) zu variieren.
Stellvorrichtung (6) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuereinheit (18) dazu eingerichtet ist, den Maximalwert (I_{T, max}) des Türantriebsstroms (I_T) zusätzlich in Abhängigkeit von einer Information (S_IT) über den Strombedarf des Türstellmotors (12) zu variieren.
Stellvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Steuereinheit (18) dazu eingerichtet ist, den Maximalwert (I_{T, max}) des Türantriebsstroms (I_T) zusätzlich in Abhängigkeit von - einer Information über eine Türstellung (x) der Fahrzeugtür (2) und/oder - einer Information über eine Fahrzeugneigung, und/oder - einer Information über eine Batteriekapazität einer Batterie (34) des Fahrzeugs, zu variieren.