CN111800036A - 用于以马达驱动的方式调整机动车的封闭元件的驱动组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于以马达驱动的方式调整机动车(3)的封闭元件(2)的驱动组件，带有具有电驱动马达(5)的驱动器(4)，并且带有用于操控电驱动器的驱动控制器(6)，其中驱动组件(1)在装配状态中联接到供给电压(U0)处，其中驱动控制器具有控制单元(7)和可由控制单元操控的驱动单元(8)，其中驱动单元用于给驱动马达供电以用于产生驱动运动。设置成，驱动控制器可被带到保持状态中，在其中驱动单元以保持运行工作，驱动单元在保持运行中与驱动马达(5)相互作用，以将封闭元件(2)保持在中间位置中，且驱动控制器(6)具有供给开关(9)，其使驱动单元(8)在驱动控制器(6)的保持状态中与供给电压(U0)分开。

Description

用于以马达驱动的方式调整机动车的封闭元件的驱动组件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于以马达驱动的方式(motorisch，有时称为机动地)调整(Verstellung)机动车的封闭元件的驱动组件、一种根据权利要求15所述的机动车的带有这样的驱动组件的封闭元件组件以及一种根据权利要求16所述的用于操控这样的驱动组件的方法。
背景技术
术语“封闭元件”当前可宽泛地来解释。该术语包括机动车的后箱盖(Heckklappe，有时称为后门)、后挡盖(Heckdeckel)、后门、前罩、发动机罩、侧门等。这样的封闭元件可根据摆动门、摆动箱盖(Schwenkklappe)或摆动挡盖的类型设计成可摆动的，要不然可根据滑动门的类型设计成可纵向移位的。
所谈及的驱动组件用于在完全关闭的位置与完全打开的位置之间以马达驱动的方式调整封闭元件。在此，挑战是在任意中间位置中保持封闭元件。一方面这涉及如下情况，即在其中操作者有意地接近(anfahren)中间位置。另一方面这涉及如下情况，即在其中驱动组件在中间位置中失灵。在两种情况中应确保，大多数情况下抵抗封闭元件的重力制动封闭元件的调整。
在本发明以其作为出发点的已知的驱动组件(DE 10 2011 112 273 A1)中，相关联的驱动马达以发电机运行来运行以为了制动封闭元件。驱动马达于是在一定程度上产生用于车辆电池的充电电流。
已知的驱动组件尤其由于小的控制技术上的耗费已证实适用于在中间位置中保持封闭元件。关于在某些错误情况方面的鲁棒性仍然存在挑战。这样的错误情况例如是驱动马达的供给端子(Versorgungsanschluss，有时称为供电端子)与供给电势或接地电势的非期望的接触。
发明内容
本发明的问题在于，如此设计并改进已知的驱动组件，即进一步提高错误鲁棒性。
上述问题在根据权利要求1的前序部分所述的驱动组件的情况中通过权利要求1的特征部分的特征来解决。
首先根据提议由以下为出发点，即驱动组件关联有驱动控制器，该驱动控制器具有控制单元和可由控制单元操控的驱动单元(Treibereinheit)。驱动单元以本身已知的方式用于给驱动马达供电以用于产生驱动运动。例如，驱动单元可具有H桥电路，如还阐述的那样。
根据提议的解决方案基于如下原则上的考虑：即使驱动单元与供给电压(Versorgungsspannung，有时称为供电电压)分开借助于驱动单元也可实现用于保持封闭元件的保持状态。由此，上文提及的错误情况例如供给端子与供给电势或接地电势的非期望的接触是否出现对于保持功能的实现而言不再重要。
具体而言提议，驱动单元可被带到保持状态中，在该保持状态中驱动单元以保持运行工作，其中驱动单元在保持运行中与驱动马达相互作用，以将封闭元件保持在中间位置中，并且其中驱动控制器具有供给开关(Versorgungsschalter，有时称为供电开关)，其使驱动单元在保持状态中与供给电压分开。
因此驱动单元可被带到保持状态中，该保持状态导致驱动单元以保持运行工作，其中保持运行通过与供给电压分开独立于供给电压运转。相应地，上面谈到的错误情况对保持功能也没有影响，从而根据提议的驱动组件的错误鲁棒性极其高。
对于驱动单元转变到保持运行中的优选的变型方案是权利要求2至4的对象。根据权利要求2，控制单元利用控制信号使驱动单元接连(beschalten)，以用于触发保持运行。这实现借助于控制单元例如根据周围环境条件如温度、空气湿度等灵活地调节保持运行。
在根据权利要求4的尤其优选的设计方案中，驱动单元在控制单元处于根据权利要求3的被动状态中的情况中自主地落入保持运行中。这引起驱动组件的相当特别错误鲁棒的特性。
依照根据权利要求5和6的进一步优选的设计方案通过如下方式来实现保持运行，即所涉及的驱动马达在保持状态中与保持回路接连以用于产生保持运行，该保持回路根据权利要求6可设计成短路电路。保持运行的这种类型的实现可在控制技术上尤其简单地实现。
根据权利要求7至10的进一步优选的设计方案涉及基于实现带有H桥电路的驱动单元的有利的实施形式。当设置有脉宽调制操控(PWM操控)时，使用H桥电路在驱动马达的灵活操控的意义方面已证实为适用。
在根据权利要求11的进一步优选的设计方案中，控制单元转变到被动状态中伴随有驱动单元与供给电压的分开。该自动性引起根据提议的错误鲁棒性，而不必涉及到用于操控供给开关的单独的措施。
以权利要求12阐明，供给开关不仅可布置在驱动单元的接地侧，而且可布置在驱动单元的供给电势侧。在此表现出可利用根据提议的解决方案实现的控制技术上高的灵活性。
根据提议的解决方案可尤其有利地应用到这样的驱动组件上，即对于该驱动组件而言驱动器根据权利要求13设计成非自锁的。由此保证，上面谈及的驱动马达的短路制动直接作用于封闭元件。
驱动组件原则上可配备有多个驱动器、尤其根据权利要求14配备有两个驱动器，其中驱动控制器为了操控驱动器的驱动马达分别具有驱动单元。驱动单元于是可根据提议以保持运行来运行。对于一个驱动器的所有实施方案相应地适用于所有其它可能设置的驱动器。
依照根据权利要求15的具有独立的意义的另一教导，要求保护机动车的封闭元件组件。
根据提议的封闭元件组件具有封闭元件和用于以马达驱动的方式调整封闭元件的驱动组件。可参考所有关于根据提议的驱动组件的实施方案。
在根据提议的封闭组件的优选的设计方案中保持状态引起驱动组件在任何中间位置中保持封闭元件。因此驱动组件如此设计，即使得与封闭元件处在哪个中间位置中无关地足够的保持力作用到封闭元件上，从而封闭元件不可以通过重力或通过弹性力驱使的方式离开相应的中间位置。
依照根据权利要求16的同样具有独立的意义的另一教导，要求保护用于操控根据提议的驱动组件的方法。
依照根据提议的方法重要的是，在驱动控制器处于保持状态中的情况中驱动单元以保持运行来运行，并且如结合最先提到的教导所阐述的那样借助于供给开关与供给电压分开。可参考所有与此相关的实施方案。
附图说明
下面根据示出仅一个实施例的图纸来详细阐述本发明。在图纸中，
图1显示了带有根据提议的封闭元件组件的机动车的后部区域，其关联有根据提议的驱动组件，以及
图2以电路技术视图显示了根据图1的驱动组件的驱动控制器的驱动单元。
具体实施方式
根据提议的驱动组件1用于以马达驱动的方式调整机动车3的封闭元件2。鉴于术语“封闭元件”的宽泛的解释可参照说明书的引言部分。当前封闭元件2是机动车3的后箱盖。所有与此相关的实施方案相应地适用于所有其它类型的封闭元件。
驱动组件1关联有至少一个驱动器4(其具有电驱动马达5)以及用于操控电驱动器4的驱动控制器6。如还将阐述的那样，驱动组件1可具有多于仅一个驱动器4。所有针对一个驱动器4的实施方案相应地适用于所有其它可能设置的驱动器。
在装配状态中，驱动组件1联接到供给电压U0处。供给电压U0优选地是由车辆电池提供并且表示在供给电势V0与接地电势之间的电势差的电压。接地电势在图2中以附图标记“Gnd”指示。
图1显示驱动控制器6具有控制单元7和可由控制单元7操控的驱动单元8。驱动单元8用于对驱动马达5进行供电以用于产生驱动运动。也就是说驱动单元8给驱动马达5提供电功率，驱动马达5然后将该电功率至少部分转换成机械功率。驱动单元8的电路技术上的视图可从根据图2的示图中获取。
现在重要的是，控制单元7可被带到保持状态中，在该保持状态中驱动单元8以保持运行工作，其中驱动单元8在保持运行中与驱动马达5相互作用，以将封闭元件2保持在封闭元件2的中间位置中，并且其中驱动控制器6具有供给开关9，其使驱动单元8在控制单元7的保持状态中与供给电压U0分开。保持状态的调节可归因于用户输入，其根据设计方案可伴随有对驱动控制器6的相应的指示。
根据图2的示图显示了供给开关9。在此显而易见的是，供给开关9的断开引起驱动单元8与供给电压U0的分开。
控制单元7原则上可在保持状态中如此操控驱动单元8以用于产生保持运行，即使得驱动单元8与驱动马达5相互作用，以在中间位置中保持封闭元件2。这意味着，控制单元7产生控制信号Sn，所述控制信号是产生驱动单元8的保持运行的原因。在图2中，所述控制信号是控制信号S1、S2、S3、S4。这实现例如根据周围环境条件调节保持运行，如更上面所谈及的那样。
然而在此且优选的是，驱动单元8自主地转变到保持运行中、尤其是当在控制单元7方面的操控取消时。具体而言优选的是，控制单元7可被带到被动状态中，在其中控制单元7不执行对驱动单元8的操控。优选地如此定义被动状态，即被动状态对驱动单元8的作用相应于控制单元7与驱动单元8分开的作用。
在尤其优选的设计方案中，驱动单元8设定成，在控制单元7处于被动状态中的情况中以保持运行工作。这例如意味着，供给电压U0的中断引起驱动单元8自主地以保持运行工作。在此相应地以此为出发点，即控制单元7在供给电压U0中断的情况中由于缺乏供电自动地转移到被动状态中。
在所示出的且就此而言优选的设计方案的情况中，驱动马达5在保持状态中与保持回路10接连以产生保持运行，从而保持电流流动通过驱动马达5。驱动马达5的该接连在此且优选地借助于控制单元7触发。
具体而言保持回路10优选地设计成短路电路，保持电流流动经过该短路电路。封闭元件2的保持于是归因于驱动马达5的短路制动。
为了限制保持电流且因此限制保持力，短路电路(在此为保持回路10)优选地具有制动电阻，在保持运行中保持电流流动经过该制动电阻(未示出)。
图2显示，驱动单元8具有带有两个低边开关11,12和两个高边开关13,14的H桥电路以用于操控驱动器4、在此用于操控驱动马达5。此外从根据图2的示图中可获取，H桥电路具有两个半桥，其分别具有低边开关11,12的一个和高边开关13,14的一个。在尤其优选的设计方案中，低边开关11,12和高边开关13,14设计成场效应晶体管，尤其设计成MOSFET。开关11-14以及开关9进一步优选地分别是n通道场效应晶体管。这仅仅是设计上的问题。在此原则上还可应用p通道场效应晶体管。
现在引人注意的是如下事实，即驱动单元8的H桥电路的一部分同时提供保持回路10。在此且优选的是，保持回路10与两个低边开关11,12或两个高边开关13,14相关联，其中进一步优选地，控制单元7在保持状态中闭合与保持运行相关联的开关11,12;13,14以用于闭合保持回路10。
在图2中示出的且就此而言优选的实施例的情况中，保持回路10与两个低边开关11,12相关联。从根据图2的示图中可获取，在高边开关13,14断开的情况中闭合两个低边开关11,12导致驱动马达5的供给端子5a,5b短路，从而驱动马达5短路制动。在这样实现的保持运行中的保持电流流动经由与保持运行相关联的开关11,12、在此为低边开关11,12。
从根据图2的示图中此外可获取，低边开关11,12的门极端子(Gate-Anschluss)15,16关联有上拉电阻17,18，其确保在控制单元7处于被动状态中的情况中相应的门电势达到切换电势以用于接通低边开关11,12。这意味着，低边开关11,12在控制单元7的被动状态中始终被接通，从而出现驱动单元8的保持运行。相当普遍地优选地设置成，关联于保持运行的开关、在此为低边开关11,12在控制单元7处于被动状态中的情况中闭合。由此例如得出，供给电压U0的中断自动地促使驱动单元8的保持运行。
反之，在控制单元7处于被动状态中的情况中供给开关9使驱动单元8与供给电压U0分开。这又由根据图2的示图中得出，因为控制信号S5在控制单元7处于被动状态中的情况中不可超过同样设计成场效应晶体管的供给开关9的门极端子21处的必要的切换电势。
提供在信号输入S3和S4与分别关联的门极端子15,16之间的联结的联结电阻(Koppelwiderstände)19,20比上拉电阻17,18小多个数量级，从而经由控制信号S3和S4对低边开关11,12的操控不由高阻的上拉电阻17,18影响。这样的上拉电路从现有技术中是已知的。
高边开关13,14同样经由联结电阻22,23与所涉及的门极端子24,25联接。附加地设置有平衡电阻26,27，其确保在保持运行中不可超出切换电势，从而在保持运行中阻断高边开关13,14。平衡电阻26,27又比联结电阻22,23大多个数量级。
可指出的是，只要备选地高边开关关联于保持运行，所有以上的关于低边开关11,12的实施方案原则上适用于高边开关13,14。
在所示出的且就此而言优选的实施例的情况中，供给开关9布置在驱动单元8的接地侧。原则上然而还可设置成，供给开关9布置在驱动单元8的供给电势侧，也就是说在图纸中在供给电势V0与高边开关13,14的漏极端子之间。
在此且优选地的是，驱动器4设计成非自锁的，从而封闭元件2的非马达驱动的调整引起驱动马达5的反向运行。封闭元件2的非马达驱动的调整可如上文谈及的那样归因于封闭元件2的重力。备选地或附加地可设置成，封闭元件2关联有未示出的弹性组件，其引起封闭元件2的这样的非马达驱动的调整。
已指出，根据提议的驱动组件1可具有多于一个驱动器4。在此且优选地设置成，设置有两个驱动器4，其中驱动控制器6为了操控驱动器4的驱动马达5分别具有驱动单元8，在此且优选地为H桥电路。在尤其优选的设计方案中，另外的驱动器以与最先提到的驱动器4相同的方式来操控。就此而言可参考关于最先提到的驱动器4的操控的所有实施方案。
根据具有独立的意义的另一教导，要求保护机动车3的封闭元件组件28本身，其具有封闭元件2和根据提议的用于以马达驱动的方式调整封闭元件2的驱动组件1。就此而言也可参照所有关于根据提议的驱动组件1的实施方案。
组件在尤其优选的设计方案中如此采用，即保持状态引起驱动组件1在任何中间位置中保持封闭元件2。在此封闭元件2的重力、可能的弹性力和保持作用在保持状态中彼此的相应的协调是重要的。
根据同样具有独立的意义的另一教导，要求保护用于操控根据提议的驱动组件1的方法。
对于根据提议的方法而言重要的是，在驱动控制器6处于保持状态中的情况中驱动单元8以保持运行来运行并且借助于供给开关9与供给电压U0分开。
具体而言优选地设置成，为了调节保持运行借助于控制单元7要么以正电势操控要么完全不操控与低边开关11,12关联的控制信号S3和S4，从而接通低边开关11,12。同时以接地电势操控或完全不操控控制信号S5，从而断开供给开关9并且由此使驱动单元8与供给电压U0分开。这相应于驱动单元8的上面谈及的保持运行。
最后还可指出的是，根据图2的示图显示了电阻29，其在此且优选地用作用于测量相应的驱动电流的分流电阻。对于根据提议的解决方案而言，分流电阻29起次要作用。

Claims (16)

1.一种用于以马达驱动的方式调整机动车(3)的封闭元件(2)的驱动组件，带有具有电驱动马达(5)的驱动器(4)，并且带有用于操控所述电驱动器(4)的驱动控制器(6)，其中所述驱动组件(1)在装配状态中联接到供给电压(U0)处，其中所述驱动控制器(6)具有控制单元(7)和可由所述控制单元(7)操控的驱动单元(8)，其中所述驱动单元(8)用于对所述驱动马达(5)供电以用于产生驱动运动，其特征在于，所述驱动控制器(6)可被带到保持状态中，在该保持状态中所述驱动单元(8)以保持运行工作，所述驱动单元(8)在所述保持运行中与所述驱动马达(5)相互作用，以使所述封闭元件(2)保持在中间位置中，并且所述驱动控制器(6)具有供给开关(9)，该供给开关使所述驱动单元(8)在所述驱动控制器(6)的保持状态中与所述供给电压(U0)分开。
2.根据权利要求1所述的驱动组件，其特征在于，所述控制单元(7)在所述保持状态中如此操控所述驱动单元(8)以用于产生所述保持运行，即使得所述驱动单元(8)与所述驱动马达(5)相互作用，以使所述封闭元件(2)保持在中间位置中。
3.根据权利要求1或2所述的驱动组件，其特征在于，所述控制单元(7)可被带到被动状态中，在该被动状态中所述控制单元(7)不执行所述驱动单元(8)的操控，优选地所述被动状态对所述驱动单元(8)的作用相应于所述控制单元(7)与所述驱动单元(8)分开的作用。
4.根据权利要求3所述的驱动组件，其特征在于，所述驱动单元(8)设定成在控制单元(7)处于所述被动状态中的情况中以所述保持运行工作。
5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，在所述保持状态中所述驱动马达(5)尤其借助于所述控制单元(7)与保持回路(10)接连以用于产生所述保持运行，从而保持电流流动通过所述驱动马达(5)。
6.根据权利要求5所述的驱动组件，其特征在于，所述保持回路(10)设计短路电路，所述保持电流流动经由该短路电路，优选地所述短路电路具有制动电阻，在所述保持运行中所述保持电流流动经由该制动电阻。
7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述驱动单元(8)具有带有两个低边开关(11,12)和两个高边开关(13,14)的H桥电路以用于操控所述驱动器(4)，优选地所述H桥电路具有两个半桥，所述半桥分别具有所述低边开关(11,12)的一个和所述高边开关(13,14)的一个，进一步优选地所述低边开关(11,12)和所述高边开关(13,14)设计成MOSFET。
8.根据权利要求7所述的驱动组件，其特征在于，所述保持回路(10)与所述两个低边开关(11,12)或所述两个高边开关(13,14)相关联，并且关联于所述保持运行的开关(11,12)在所述保持状态中是闭合的以为了闭合所述保持回路(10)。
9.根据权利要求9所述的驱动组件，其特征在于，所述保持电流在所述保持运行中流动经由与所述保持运行相关联的开关(11,12)。
10.根据权利要求3和8且必要时根据权利要求9所述的驱动组件，其特征在于，与所述保持运行相关联的开关(11,12)在控制单元(7)处于所述被动状态中的情况中是闭合的。
11.根据权利要求3且必要时根据权利要求4至10中任一项所述的驱动组件，其特征在于，在控制单元(7)处于所述被动状态中的情况中所述供给开关(9)使所述驱动单元(8)与所述供给电压(U0)分开。
12.根据前述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述供给电压(U0)表示在供给电势(V0)与接地电势(Gnd)之间的电势差，并且所述供给开关(9)布置在所述驱动单元(8)的接地侧，或者所述供给开关(9)布置在所述驱动单元(8)的供给电势侧。
13.根据前述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，所述驱动器(4)设计成非自锁的，从而所述封闭元件(2)的非马达驱动的调整引起所述驱动马达(5)的反向运行。
14.根据前述权利要求中任一项所述的驱动组件，其特征在于，设置有两个驱动器(4)，所述驱动控制器(6)为了操控所述驱动器(4)的驱动马达(5)分别具有驱动单元(8)、尤其H桥电路。
15.一种机动车的封闭元件组件，带有封闭元件(2)和根据前述权利要求中任一项所述的用于以马达驱动的方式调整所述封闭元件(2)的驱动组件(1)。
16.一种用于操控根据前述权利要求中任一项所述的驱动组件(1)的方法，其特征在于，在驱动控制器(6)处于保持状态中的情况中所述驱动单元(8)以保持运行来运行并且借助于所述供给开关(9)与所述供给电压(U0)分开。
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