CN114174626A - 用于调整车辆结构组件的驱动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调整车辆结构组件(11)的驱动设备(2)，驱动设备具有用于调整车辆结构组件(11)的电动的调整驱动器(21)和用于控制调整驱动器(21)的控制装置(3)，其中，控制装置(3)被构造成，在保持运行中驱控调整驱动器(21)用于保持住车辆结构组件(11)。在此提出的是，控制装置(3)具有用于调节调整驱动器(21)的特征变量的调节模块(34)和控制模块(36)，其中，调节模块(34)被构造成，根据预定的目标值(Icmd’)来确定用于在保持运行中调节调整驱动器(21)的特征变量的设定变量(Ucmd)，并且控制模块(36)被构造成评估设定变量(Ucmd)的变化以用于识别针对调整车辆结构组件(11)的调整意愿。

Description

用于调整车辆结构组件的驱动设备

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于调整车辆结构组件的驱动设备。

背景技术

这种驱动设备包括用于调整车辆结构组件的电动的调整驱动器和用于控制调整驱动器的控制装置。控制装置被构造成用于在保持运行中驱控调整驱动器用于保持住车辆结构组件。

这种车辆结构组件例如可以是机动车辆上的门或翻盖。例如，门可以由能摆动地布置在车身上的车辆侧门构成，或也可以由尾盖或滑动门构成。然而，车辆结构组件例如也可以是滑动车顶。

现如今，尾盖在自动运行的范围内通常电动地在限定的定位之间移动，例如在打开位置与关闭位置之间移动。在尾盖的情况下，尤其是也在车辆侧门的情况下能够值得期待的是，除了自动的、以电动马达驱动的调整外，也能进行手动调整，但该手动调整能得到用电动马达驱动的支持，这就涉及伺服运行。

在这样的伺服运行中值得期待的是，由用户所要施加的力在车辆结构组件的调整行程上至少保持近似相同，并因此使得用户能够通过施加近似均匀的用户力能够轻松地、舒适地且触觉上舒服地例如在打开位置与关闭位置之间对车辆结构组件进行调整。在此应能廉价地、尤其是在不使用附加的、耗费的用于测量由用户或也是驱动器实际施加的力的传感器件的情况下实现伺服运行。

此外值得期待的是，车辆结构组件、尤其是尾盖或车辆侧门在保持运行中被安全且可靠地固定，并因此被保持在定位中，而外力影响不会导致车辆结构组件的失控且无意地被调整。为此，调整驱动器例如可以主动被通电，从而使得车辆结构组件被主动保持在定位中(至少一定的时间段)。

然而，在这样的保持运行中，有必要识别到用户是否希望例如通过对车辆结构组件的干预来使车辆结构组件从刚刚占据的定位调整出来。如果识别到这样的调整意愿，则车辆结构组件应被释放，以便在用电动马达驱动地支持的情况下的伺服运行中或者在没有用电动马达驱动地支持的情况下纯粹的手动运行中能够实现手动调整车辆结构组件，或者应当在自动运行的范围内启动对车辆结构组件的用电动马达驱动的调整。

例如由DE 10 2015 215 627 A1已知有一种用于调整车辆侧门的门驱动设备，并且例如具有调整驱动器，调整驱动器经由形式为拉绳的传递元件与形式为铰接式地安装在在车身上的拉带式限位器的调整部件耦接。通过调整与传递元件耦接的绳卷筒，使得车辆侧门可以相对于车身枢转，其中，门驱动设备具有离合器，离合器能够实现与调整驱动器无关地对车辆侧门进行手动调整。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于调整车辆结构组件的驱动设备，该驱动设备能够以简单、能廉价实现的方式实现在保持运行中对调整意愿的识别。

该任务通过具有权利要求1特征的主题来解决。

因此，控制装置具有用于调节调整驱动器的特征变量的调节模块和控制模块，其中，调节模块被构造成，根据预定的目标值确定用于在保持运行中调节调整驱动器的特征变量的设定变量，并且控制模块被构造成，评估设定变量的变化以用于识别针对调整车辆结构组件的调整意愿。

调整驱动器经由控制装置的通电在保持运行中经由调节(Regelung)来进行，在该调节的范围内例如可以调节调整驱动器的电流或转速。为此，控制装置的调节模块在此被设计成用于根据预定的目标值来调节调整驱动器的(例如相应于电流或转速的)特征变量，以使调整驱动器的特征变量调整到目标值。为此，控制装置的控制模块确定设定变量，根据该设定变量来设定并因此调节出调整驱动器的特征变量。

在驱动装置中，在保持运行中保持住车辆结构组件通过主动驱控调整驱动器来进行，并因此通电(至少一定时间段)。为了使车辆结构组件保持在刚刚占据的位置中，调整驱动器通过控制装置的调节模块来调节，使得刚好补偿了作用在车辆结构组件上的力，例如基于重力所造成与车辆的侧倾度或俯仰度有关的力，并且因此通过给调整驱动器通电，在车辆结构组件上产生使车辆结构组件被可靠地保持在定位中的力。

因为调整驱动器的特征变量，例如电流，根据目标值被调节，并因此根据目标值被调整，所以根据特征变量的真实的实际值不能够识别调整驱动器上的例如由于用户对车辆结构组件的干预而造成的负载变化。为了识别出调整意愿，控制模块因此被构造成用于并不评估调整驱动器的特征变量，而是评估使调整驱动器的特征变量被调整的设定变量。如果设定变量有变化，则这可以表明车辆结构组件上出现了负载变化，这可能是由用户干预所引起的，从而能够根据设定变量的变化推断出用户干预。

因此，对用户的调整意愿的识别能够在不使用特别的传感器，例如车门的车辆结构组件上的陀螺仪传感器或加速度传感器的情况下来识别。这能够实现对调整意愿可靠、敏感的识别。此外，在由用户所要施加的力已经很低的情况下能够必要时更迅速地识别到调整意愿，从而对于用户来说在操纵时有利地在触觉上感知到的情况下改善了操作。

设定变量例如可以是电压值，根据电压值借助脉宽调制装置调整马达电压，并将马达电压输送给调整驱动器。

在一个设计方案中，控制模块被构造成用于，当设定变量的变化越过预定的阈值时，识别出调整意愿。如果车辆结构组件上发生负载变化，当由负载变化引起的设定变量的变化在量上大于预定的阈值时，则应识别出调整意愿。

根据设定变量的变化也能够识别出调整意愿的方向。因此，用户干预能够与通过给调整驱动器通电而出现的力作用的方向相同地起作用，或者能够与调整驱动器的力作用方向相反地起作用。相应地，设定变量可以减少或增加，这能够由控制模块进行评估，以便确定用户干预是例如朝车辆结构组件、例如车辆侧门的打开方向还是朝关闭的方向。

在一个设计方案中，控制模块被构造成，根据在一个采样点时的设定变量的值与在前一采样点时的设定变量的参考值之间的差来确定设定变量的变化(设定变量在尤其是在时间上的采样点处以预定的频率变化)。例如，可以监控设定变量，以便根据设定变量的变化首先明确参考值，并随后计算相对于参考值的差。例如，如果在两个(关于时间)前后相继的采样点之间发生了设定变量的超过触发阈限的变化，则将在第一、较早的采样点处的设定变量的值作为参考值进行记录。从该参考值出发，然后对设定变量在进一步过程中的变化进行测定，以便获知设定变量在进一步过程中是否越过了预定的阈值。在这种情况下，识别到调整意愿。如果例如在预定的采样点数量之内不是这种情况，则重置参考值并继续进行保持运行。

在一个设计方案中，控制模块被构造成，在识别到调整意愿时结束保持运行。因此，如果识别到调整意愿，就能够通过如下方式实现对车辆结构组件的调整，即，例如切换到伺服运行，以用于在用电动马达驱动地支持的情况下手动调整车辆结构组件。

在一个设计方案中，控制装置被构造成用于，在伺服运行下驱控调整驱动器以用于在通过用户手动调整车辆结构组件时提供支持性的力。为此，控制装置具有用于依赖于作用在车辆结构组件上的负载来确定目标电流值的伺服调节模块和用于调节调整驱动器的电流的电流调节模块，其中，电流调节模块被构造成，在伺服运行中根据目标电流值调节调整驱动器的电流。

用于保持运行的调节模块能够相应于用于伺服运行的电流调节模块。在该情况下，即使在保持运行中也进行电流调节。然而，用于保持运行的调节模块和用于伺服运行的电流调节模块也能够被构造为分开的模块(例如以软件模块的形式构成)。

驱动设备能够在伺服运行中运行，以用于手动地但以电动马达驱动来支持地对车辆结构组件进行调整。在伺服运行中，调整驱动器如下这样地被控制，即，通过调整驱动器为对车辆结构组件的手动调整提供支持性的力，并且在此使得由用户所要施加的力尽可能在车辆结构组件的调整行程或调整行程的一部分上是相同的或者遵循期望的曲线。

在伺服运行中在此进行电流调节，其中，由伺服调节模块生成的目标电流值被输送给电流调节模块，并根据从伺服调节模块获得的目标电流值在电流调节模块中进行电流调节。在此，伺服调节模块被设计成用于如下这样地调整目标电流值，即，使得由调整驱动器提供的力在车辆结构组件运动中对用户进行支持，使得由用户所要施加的力尽可能至少是大致相同(或遵循所期望的曲线)，并因此对于用户来说得到了舒适的、触觉上舒服的对车辆结构组件的调整。

在一个设计方案中，控制装置具有负载计算模块，负载计算模块前置于伺服调节模块，并被用于确定作用在车辆结构组件上的负载。负载是与所施加的用户力无关地作用在车辆结构组件上的力，该力尤其会抵抗对车辆结构组件的调整(或者可能的话也支持了车辆结构组件的运动)，并且例如可以与车辆位置、被构造为车门的车辆结构组件的铰链轴线的角度和车辆结构组件的当前的调整定位有关。

负载计算模块尤其能够被设计成用于确定作用在车门上的静态和/或动态负载。负载例如可以依赖于以下因素确定：车辆的围绕车辆纵向轴线测量的侧倾角、车辆结构组件(在该情况下例如被构造为能摆动地布置在车身上的车辆侧门)的铰链轴线的围绕车辆纵向轴线测量的侧倾角、车辆的围绕车辆横向轴线测量的俯仰角、车辆结构组件的铰链轴线的围绕车辆横向轴线测量的俯仰角和/或车辆结构组件的打开角。

重力依赖于车辆的侧倾度和车辆结构组件的铰链轴线的侧倾度(围绕车辆纵向轴线测量，其也被称为滚动角)和/或依赖于车辆的俯仰度和铰链轴线的俯仰度(围绕车辆的横向轴线测得，其也内称为俯仰角)地作用到车辆结构组件上，例如作用到能摆动地布置在车身上的车辆侧门上。这种重量例如能够朝车门的关闭位置的方向起作用，并因此例如抵制车门的打开。因此，在打开车门时，用户必须对抗由于重力作用在车辆结构组件上的转矩地工作，其中，应调整出通过调整驱动器提供的支持性的力，从而使得无关车辆位置和车辆结构组件的定位如何，由用户所要施加的力都保持相同或遵循所期望的曲线，因此，由调整驱动器所要提供的支持性的力随着车辆位置和车辆结构组件的定位而变化，并相应地被预定，从而使得对于用户来说在伺服运行中优选得到至少是近似恒定的调整力。

附加地，在车辆结构组件上可能作用有摩擦力，该摩擦力同样能够通过负载计算模块考虑在内以用于计算作用在车辆结构组件上的负载。

附加地或替选地，也会考虑到其他力，例如作用在车辆结构组件上的风力。

在一个设计方案中，伺服调节模块被构造成用于，根据由负载计算模块计算并输送给伺服调节模块的作用在车辆结构组件上的负载并附加地根据由户所要施加的目标力值来确定通过调整驱动器所要提供的目标转矩。目标力值相应于用户在调整车辆结构组件时必须施加的预期的力。通过伺服调节模块应预定目标电流值用于电流调节，使得调整驱动器提供在调整车辆结构组件时对用户进行支持的转矩，使得用户只需施加至少与目标力值大致相应的力。

通过负载计算模块计算出的负载能够具有静态分量和动态分量。因此，负载能够根据围绕车辆结构组件的铰链轴线作用的静态铰链力矩和围绕车辆结构组件的铰链轴线作用的动态铰链力矩来确定。静态铰链力矩可以由以下力矩分量得出，这些力矩分量由作用到车辆结构组件上的依赖于车辆和铰链轴线的侧倾角和俯仰角的重力作用得出并附加地由作用在铰链轴线上的摩擦力矩得出。与之相对地，动态铰链力矩可以例如由惯性力造成，并因此根据车门的惯性和车门加速度来测定。

如果静态铰链力矩和动态铰链力矩是已知的，则可以通过调整驱动器所要提供的目标转矩根据转矩平衡来计算，即，

M_{目标_铰链}＝M_{铰链_静态}+M_{铰链_动态}-M_用户，

其中，M_{目标_铰链}说明了目标转矩，M_{铰链_静态}说明了静态铰链力矩，M_{铰链_动态}说明了动态铰链力矩，M_用户说明了用户力矩。静态铰链力矩和动态铰链力矩在此被正地归入转矩平衡中。与之相对地，由用户所要施加的转矩根据运动方向被正地或负地归入到平衡中。目标转矩说明了由调整驱动器所要提供的转矩，该转矩相应于用于调整车辆结构组件总共所需的转矩减去用户力矩。

然后在一个设计方案中，伺服调节模块根据目标转矩确定目标电流值，并在伺服运行中将该目标电流值输送给电流调节模块。然后根据通过伺服调节模块所提供的目标电流值，在电流调节模块中进行电流调节。

在一个设计方案中，电流调节模块被构造成用于，在使用脉宽调制装置的情况下调整调整驱动器的电流。在电流调节模块中，根据所输送的目标电流值进行电流调节。在此，电流调节模块输出设定变量，根据该设定变量，以高频，例如以在5kHz和100kHz之间或甚至更高的频率的脉宽调制装置的方式调整输送给调整驱动器的电压。

在此，在电流调节模块中根据所输送的目标电流值和由此得到的真实的马达电流来调节。因此，调整驱动器的电流通过调节来调整，使得电流与预定的目标电流值相应。

通过借助电流调节对手动调整车辆结构组件进行用电动马达驱动的支持能够让由用户所要施加的力调整到期望的目标力值，其中，可以以如下方式进行调节，即，能够使由用户所要施加的力在车辆结构组件的调整行程上至少保持大致相同或遵循所期望的曲线。因此，通过用户在伺服运行模式下对车辆结构组件的手动调整能够容易、舒适地在触觉上舒服地进行。

在伺服运行模式中，支持性的力的提供在此跟随用户的运动，其中，尤其是能够避免不希望出现的继续运转，也就是说避免在用户操纵结束后的进一步调整。用户能够自由选择调整速度。经由调整驱动器仅提供了支持性的力，该支持性的力依赖于通过用户实现的车辆结构组件的调整运动地可变地被调整。

附图说明

下面根据图中所示的实施例更详细地解释本发明的构思。其中：

图1示出形式为车辆侧门的车辆结构组件的示意性的视图；

图2A示出用于解释车辆的俯仰角和车辆侧门的铰链轴线的俯仰角的视图；

图2B示出用于解释车辆的侧倾角和车辆侧门的铰链轴线的侧倾角的视图；

图3示出驱动设备的控制装置的功能性的视图；

图4示出在伺服运行模式下关于车辆侧门的调整行程的由用户所要施加的调整力的图表性视图；

图5示出控制装置的用于在保持运行中调节调整驱动器的调节模块的视图；并且

图6示出由调节模块生成的用于驱控调整驱动器的设定变量的视图。

具体实施方式

图1以示意性的视图示出形式为布置在机动车辆1的车身10上的车辆侧门的车辆结构组件11，车辆侧门能相对于车身10围绕铰链轴线110枢转，并且能够沿打开方向O在关闭位置与打开位置之间枢转。

例如按照在DE 10 2015 215 627 A1中所述的门驱动器的类型构成的驱动设备2被用于对车辆结构组件11进行用电动马达驱动的调整，并且具有调整驱动器21，调整驱动器例如方位固定地布置在车辆结构组件11上，例如布置在嵌入在形式为车辆侧门的车辆结构组件11的门内部空间中的门模块上，并且与调整部件20处于作用连接中，调整部件例如形式为在铰接轴线200处铰接地与车身10连接的拉带式限位器。

例如，调整驱动器21可以具有绳卷筒，绳卷筒与布置在调整部件20上的拉绳耦接，使得通过绳卷筒的扭转使调整部件20能够相对于调整驱动器21运动并由此使车辆结构组件11能够相对于车身10围绕铰链轴线110枢转，在DE 10 2015 215 627 A1中描述了这方面。然而，用于驱动设备2的其他机构也是能想到的并是可能的，这些其他机构使车辆结构组件11能够实现相对于车身10的用电动马达驱动的调整。

在此要指出的是，本文中所描述的类型的驱动设备2并不限于在车辆侧门上使用，而是能够通常被用于调整例如形式为摆门或滑动门的车门的车辆结构组件，用于调整尾盖或也用于调整滑动车顶。

驱动设备2应能够实现自动运行和伺服运行，并因此能够引起对车辆结构组件11的自动调整或通过用户进行手动地但通过驱动设备2用电动马达驱动来支持地调整车辆结构组件11。为此，驱动设备2(在所示的实施例中)能在不同的运行模式之间进行切换，其中，调整驱动器21依赖于分别调整出的运行模式以不同方式被控制。

在自动运行中，应实现调节到预先确定的转速，以便使车辆结构组件11以预先确定的调整速度在不同的定位，例如关闭的位置与打开的位置之间运动，而在伺服运行中，通过执行驱动器21提供转矩，该转矩引起了由用户附加地所要施加的用户力来促使对车辆结构组件11调整。在此，由用户所要施加的用户力在车辆结构组件11的调整行程上，即在根据图1的示例中在关闭位置与完全打开的位置之间的调整角度Φ上至少应大致相同，或者遵循期望的曲线，以便使用户能够实现舒适地和触觉上舒服地调整。

除了自动运行和伺服运行之外，驱动设备2还应具有保持运行，在保持运行中，车辆结构组件11经由驱动设备2固定，并因此被保持在刚刚所占据的位置，例如部分或完全打开的位置中。

图2A和2B(以为了说明而夸张的图示地)示出不同的车辆位置和形式为能枢转地布置在车身10上的车辆侧门的车辆结构组件11的铰链轴线110的由此所得的位置。

图2A在此示出了车辆1，该车辆例如停在有坡度的斜坡上，而与之相对地，在车辆竖直轴线Z与(由重力方向确定的)垂线之间具有坡度角α2。附加地，车辆结构组件11的铰链轴线110相对车辆竖直轴线Z具有坡度角α1。车辆1的坡度角α2和铰链轴线110相对竖直轴线Z的坡度角α1围绕车辆横向轴线Y(参见图2B)测得。

与之相对地，图2B示出围绕车辆纵向轴线X(参见图2A)侧倾的车辆1。在该情况下，车辆的竖直轴线Z相对垂线具有侧倾角β2。附加地，铰链轴线110可以相对车辆竖直轴线Z具有侧倾角β1。

正如下文将解释的那样，车辆位置被归入在对通过调整驱动器21在伺服运行模式下所要提供的转矩的计算中，该转矩应在调整车辆结构组件11时对用户进行支持。

在实施例中在图3中所示的用于控制驱动设备2的调整驱动器21的控制装置3具有不同的调节模块，这些调节模块依赖于运行模式地用于调整被构造为电动马达的调整驱动器21的(相应于马达电流的)电流，使得依赖于运行模式以期望的方式对车辆结构组件11进行调整，即在自动运行中以期望的调整速度并在伺服运行中以力支持的方式进行调整。

控制装置3实现有电流调节模块34，给该电流调节模块输送目标电流值I_cmd，其中，电流调节模块34依赖于运行模式地从转速调节模块32或伺服调节模块31获得目标电流值I_cmd。

转速调节模块32在此被用于在自动运行中预定目标电流值I_cmd，使得在调整驱动器21上得到期望的转速，并相应地在车辆结构组件11上得到期望的调整速度v。

与之相对地，伺服调节模块31被用于预定使得在伺服运行中对车辆结构组件11的手动调整得到转矩支持的目标电流值I_cmd，该转矩被如下这样地调整，即，使得由用户附加地所要施加的力在车辆结构组件11的调整行程上至少大致相同或遵循期望的曲线。

转速调节模块32在自动运行中对调整驱动器21的转速进行调节。在此，经由输入端320将目标转速n_cmd输送给转速调节模块32，其中，目标转速n_cmd例如被存储在存储器中，并因此(作为恒定值或作为关于调整行程的转速曲线)被固定预定，但必要时也可以通过用户进行匹配。转速调节模块32依赖于目标转速n_cmd和在调节运行中在调整驱动器21上实际得到的转速来确定目标电流值I_cmd，并将其输送给电流调节模块34。

在自动运行中，转速调节模块32通过如下方式经由切换装置33与电流调节模块34连接，即，将切换装置33切换到切换点330上。因此，从转速调节模块32输出的目标电流值I_cmd被输送给电流调节模块34，从而使电流调节模块34能够根据从转速调节模块32获得的目标电流值I_cmd来执行电流调节。

切换装置33可以物理地通过机械开关来实现。然而，有利地，切换装置33以软件技术通过控制装置3的软件来实现。同样，控制装置3的模块尤其由软件模块实现。

例如，对切换装置33的控制经由控制装置3的控制模块36来进行。

在电流调节模块34中进行电流调节。电流调节模块34在此以如下方式调节调整驱动器21的电流，即，使电流被调整到输送给电流调节模块34的目标电流值34。电流调节模块34在此通过如下方式在使用形式为负载系数(在0％和100％之间)的电压设定值U_cmd的情况下来调整电流，即，将电压设定值U_cmd输送给脉宽调制装置35，脉宽调制装置根据车辆的电池电压U_Bat和电压设定值U_cmd产生输出电压并输送给调整驱动器21。脉宽调制装置35优选以相对较高的频率工作，尤其是以在5kHz至30kHz之间的频率，例如20kHz的频率来运行。根据目标电流值I_cmd和调整驱动器21的实际得到的电流I来调整设定值U_cmd，使得马达电流I被调节到目标电流值I_cmd。

在自动运行中，调整以级联调节的方式进行，在级联调节中，转速调节模块32确定形式为目标电流值I_cmd的设定值，并将其输送给后置的电流调节模块34用于电流调节。

通过将切换装置33切换到切换点331上，可以转换到伺服运行中，在伺服运行中，目标电流值I_cmd现在由伺服调节模块31而不是由转速调节模块32输送给电流调节模块34。然后根据从伺服调节模块31获得的目标电流值进行电流调节，使得通过调整驱动器21提供的转矩在调整车辆结构组件11时对用户进行支持，并且用户需要施加在车辆结构组件11的调整行程上优选尽可能均匀的用户力用以对车辆结构组件11进行用电动马达驱动地支持的调整。

通过伺服调节模块31对目标电流值I_cmd的确定依赖于作用在车辆结构组件11上的负载来进行，该负载通过负载计算模块30依赖于车辆位置和车辆结构组件11的(通过打开角度Φ说明的)打开定位来计算。

作用在车辆结构组件11上的负载根据围绕铰链轴线110作用的静态转矩和动态转矩来确定。

尤其地，作用在车辆结构组件11上的静态转矩根据由于重力而围绕铰链轴线110得到的力矩并附加地根据作用在车辆结构组件11的铰链中的摩擦力矩来确定。因此，被称为静态铰链力矩的静态转矩由以下得出：

M_{铰链,静态}＝M_侧倾*cos(α)+M_俯仰±M_{摩擦,铰链}，

其中，M_{铰链,静态}表示静态铰链力矩，M_侧倾表示由于车辆侧倾和铰链轴线110侧倾而得到的侧倾力矩，M_俯仰表示由于车辆俯仰和铰链轴线110俯仰而得到的俯仰力矩，M_{摩擦,铰链}表示铰链处的摩擦力矩。

应该注意的是，上面的等式中的项“cos(α)”只有在侧倾角/俯仰角根据DIN ISO8855确定的情况下才存在(相应于由滚动(Roll)角、俯仰(Pitch)角和偏航(Yaw)角得到的欧拉角)。如果测量侧倾角(绝对值)，则取消项“cos(α)”。

俯仰力矩和侧倾力矩在此如下计算：

·

·

·α＝α₁+α₂

·β＝β₁+β₂。

在此，在这些等式中所使用的变量表示：

当前的门打开角度[°]–开启角度

x_SP 门重心–铰链轴线的间距[m]

m 门质量[kg]

g 重力加速度[m/s²]

α₁ 铰链轴线的俯仰度[°]

β₂ 铰链轴线的侧倾度[°]

α₂ 铰链轴线的俯仰度[°]

β₂ 铰链轴线的侧倾度[°]

M_{摩擦,铰链} 铰链的摩擦力矩[Nm]。

角度α₁、α₂、β₁、β₂在图2A和2B中示出。图1中还绘制了门重心SP与铰链轴线110之间的间距x_SP。车辆1的俯仰度和车辆1的侧倾度以及车辆结构组件11的当前定位可以通过传感器301、302、303感测地检测，并相应地将测量值输送给负载计算模块30。

开启角考虑了车门在车辆的横向方向(Y方向)上的重心。

除了静态铰链力矩外，在车辆结构组件11运动时还作用有动态铰链力矩，其如下计算：

在此表示车辆结构组件11的加速度。车辆结构组件11的加速度可以从调整角度Φ的变化中获知，但是替选地，加速度也能够从车辆结构组件11的调整速度v计算出来，该调整速度在运行中被输送给伺服调节模块31。

在上面的等式中，I表示车辆结构组件11的惯性。系数c能够实现调整动态触感，并且能够采用0％至100％之间的值。当c＝100％时，在车辆结构组件11加速时的动态变化基本上用马达驱动地补偿。当c＝0％时，在加速时用户必须自己施加变化的力。

除了这样的静态和动态负载力外，还得到了作用在车辆结构组件11上的由用户力引起的转矩。用户转矩在此如下得出：

M_用户＝F_用户*l_把手，

其中，

·F_用户 意愿操作力[N]

·l_把手 把手定位-铰链轴线的间距[m]

·M_用户 用户产生的力矩[Nm]。

车辆结构组件11上的把手111的把手定位与铰链轴线110之间的间距l_把手在图1中被示意性地示出。

根据静态铰链力矩、动态铰链力矩和用户转矩，可以建立力矩平衡，以便确定通过调整驱动器21所要提供的目标铰链力矩。力矩平衡在此如下得出：

M_{目标_铰链}＝M_{铰链_静态}+M_{铰链_动态}-M_用户。

M_{目标_铰链}表示通过驱动设备2在铰链轴线110处所要提供的转矩。由此，伺服调节模块31在考虑到驱动设备2的传动比的情况下计算出通过调整驱动器21所要提供的转矩，即，

M_{目标_驱动器}＝M_{目标_铰链}*ü_杠杆。

ü_杠杆表示驱动设备2的运动学的传动比，以用于将在车辆结构组件11与车身10之间在调整驱动器21的部位处通过门驱动设备2提供的调整力转换成在铰链轴线110处的调整力。ü_杠杆与Φ有关，该相关性例如以Look-Up(查找)表的形式保存在系统中。

在考虑到马达效率和马达传动装置的传动比的情况下从驱动器的目标转矩计算出马达的目标转矩，即，

其中：

·η_马达 传动比效率[]

·ü_传动装置 传动装置传动比[]。

马达电流原则上与马达转矩成比例，从而从目标马达转矩M_{目标_马达}能够如下计算出目标电流值：

其中：

·Kt 马达常数[Nm/A]

·I_o 马达空转电流[A]。

该值作为目标电流值I_cmd在伺服运行模式下从伺服调节模块31输送给电流调节模块34。

因此，在伺服运行模式下，在考虑作用到车辆结构组件11上的负载力的情况下来确定目标电流值I_cmd，使得由用户所要施加的力在车辆结构组件11的调整行程上是相同的或遵循期望的曲线。相应地，如图4中所示，例如在车辆结构组件11的调整行程上(在图4中所绘制地在调整角度Φ上)得到了例如可以调整到10N的至少近似均匀的用户力F。因此，握住门把手111的用户必须在车辆结构组件11的调整行程上施加被调节的、均匀的例如10N的用户力，以便引起对车辆结构组件11的轻便的、用电动马达驱动地支持的调整。

在保持运行中，(与自动运行和伺服运行相比)车辆结构组件11应被固定保持在刚刚占据的定位中。为此，调整驱动器21经由控制装置3被通电，并因此被主动驱控，以便补偿可能作用在车辆结构组件11上的力并将车辆结构组件11保持在刚刚占据的定位中。

为了实现保持运行，控制装置3如图5所示那样具有调节模块34′，该调节模块能够相应于根据图3的电流调节模块34，或者也能够通过附加的调节模块(例如以软件模块的形式)构成。

在保持运行中，调整驱动器21如图5所示那样经由调节模块34’通过如下方式通电，即，使得调节模块34’确定形式为电压设定值U_cmd的设定变量，借助脉宽调制装置35进行调整，并输送给调整驱动器21。调整驱动器21的实际电流I根据形式为电压设定值U_cmd的设定变量来调整，并输送给调节模块34’，该调节模块根据目标值I_cmd’调节调整驱动器21的(实际)电流。

因此，在所示的实施例中，即使在保持运行中也进行了电流调节。

目标值I_cmd’在此可以类似于上述那样根据作用在处于刚刚占据的定位中的车辆结构组件11上的负载来确定，其中，为此，如上面已描述那样能够经由负载计算模块30确定静态铰链力矩M_{铰链_静态}。静态铰链力矩M_{铰链_静态}相应于在保持运行中通过驱动设备2在铰链轴线110处所要提供的转矩M_{目标_铰链}，在考虑到驱动设备2的传动比和在保持运行中的设定值I_cmd’的情况下从该转矩能够确定通过调整驱动器21所要提供的转矩。

替选地，在保持运行中的目标值I_cmd’在使用例如上述针对自动运行的级联调节的情况下也能够根据转速调节(至零转速)来调整。

因此，在保持运行中(在所示实施例中)，将实际的马达电流I调节到目标值I_cmd’。在由于车辆结构组件11处的负载发生变化而引起调整驱动器21处的负载发生变化的情况下，重新调节马达电流I，从而不能够根据马达电流I得出调整驱动器21处的负载或负载变化。

在此背景下，在当前，通过控制模块36监控和评估形式为电压设定值U_cmd的设定变量。在负载变化的情况下，在调节模块34’中对设定变量U_cmd进行匹配以用于重新设定马达电流I，从而根据设定变量U_cmd能够得出在调整驱动器21处的负载变化。

参照图6，在车辆结构组件11处的负载静态地不变的情况下，设定变量U_cmd首先是基本上恒定的。如果在采样点T_i+1(关于时间t)相对于前一采样点T_i+1，设定变量U_cmd得到了变化Δ，并且如果该变化Δ在量上例如大于预定的触发阈限，则可以记录设定变量U_cmd在采样点T_i时的值并设置为参考值。

然后，从该参考值出发，监控设定变量U_cmd的进一步变化。如果设定变量U_cmd的变化在量上超过阈值S1、S2，则推断出在车辆结构组件11处作用有负载，并且相应地，推断出用户的调整意愿，并结束保持运行。

控制模块36在此也被构造成用于确定负载变化的方向。因此，设定变量U_cmd减少(图6中的路径A)或增加(图6中的路径B)依赖于起作用的负载，即依赖于负载是与马达力方向相同地起作用还是与马达力方向相反地起作用。依赖于变化的方向，因此能够推断出存在于车辆结构组件11上的负载是朝打开的方向还是朝关闭的方向。

如果识别到调整意愿，则结束保持运行。在该情况下，控制装置3能够被配置成用于切换到自动运行中、切换到伺服运行中或也切换到纯粹的手动调整运行中，从而启动或能够实现对车辆结构组件11的调整。

因为对调整意愿的识别根据调节的设定变量来进行，所以能够取消附加的传感器，例如车辆结构组件11上的陀螺仪传感器或加速度传感器。因此，识别调整意愿能够以很高的灵敏度和迅速反应行为来进行。

本发明所基于的构思并不限于上述的实施方案，也能够以用其他方式实现。

在保持运行中对调整意愿的识别已经根据在使用电流调节情况下的实施例进行了描述。替选地，在保持运行中也能够进行转速调节或根据定位的调节。

所描述的类型的驱动设备能够用于调整以能围绕铰链轴线枢转方式布置在车身上的车辆侧门。然而同样地，驱动设备在使用相同的控制原理的情况下也能够被用于滑动门、尾盖或滑动车顶。

借助驱动设备，能够在自动运行中进行对车辆结构组件的受转速调节的调整。与之对应地，在伺服运行中进行力支持，使得用户能够以在车辆结构组件的调整行程上恒定的用户力或遵循期望的曲线的用户力进行调整，并因此使得调整对用户来说是舒适和愉快的。

在所述类型的驱动设备中，能够实现自动运行和伺服运行。然而，也能想到的是，驱动设备不具有自动运行，但具有确定目标电流值用以根据目标电流值进行电流调节的伺服运行。

附图标记列表

1 机动车辆

10 车身

11 车辆结构组件(车门)

110 铰链轴线

111 把手

2 驱动设备

20 调整部件(拉带式限位器)

200 铰接轴线

21 调整驱动器

3 控制装置

30 负载计算模块

301-303 传感器装置

31 伺服调节模块

310 事件识别

32 转速调节模块

320 转速输入

33 切换装置

330、331 切换点

34 调节模块

34’ 电流调节模块

35 PWM单元

36 控制模块

α1 铰链轴线的俯仰角

α2 车辆俯仰角

βl 铰链轴线的侧倾角

β2 车辆侧倾角

Δ 变化

Φ 门打开角度

A、B 路径

I_cmd 目标电流值

I_cmd’ 目标值

n 转速

O 打开方向

S1、S2 阈值

SP 门重心

T_i、T_i+1 采样点

U_Bat 电池电压

X_SP 摆动轴线-门重心的间距

X 车辆纵向轴线

Y 车辆横向轴线

Z 车辆竖直轴线。

Claims (13)

1.用于调整车辆结构组件(11)的驱动设备(2)，所述驱动设备具有用于调整所述车辆结构组件(11)的电动的调整驱动器(21)和用于控制所述调整驱动器(21)的控制装置(3)，其中，所述控制装置(3)被构造成，在保持运行中驱控所述调整驱动器(21)用于保持所述车辆结构组件(11)，

其特征在于，

所述控制装置(3)具有用于调节所述调整驱动器(21)的特征变量的调节模块(34)和控制模块(36)，其中，所述调节模块(34)被构造成，根据预定的目标值(I_cmd’)来确定用于在保持运行中调节所述调整驱动器(21)的特征变量的设定变量(U_cmd)，并且所述控制模块(36)被构造成，评估所述设定变量(U_cmd)的变化以用于识别针对调整所述车辆结构组件(11)的调整意愿。

2.根据权利要求1的驱动设备(2)，其特征在于，所述特征变量是所述调整驱动器(21)的电流或转速。

3.根据权利要求1或2所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述控制模块(36)被构造成，当所述设定变量(U_cmd)的变化越过预定的阈值(S1、S2)时识别调整意愿。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述控制模块(36)被构造成，评估所述设定变量(U_cmd)的变化的正负号，以用于识别出所述调整意愿的方向。

5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述控制模块(36)被构造成，根据在采样点(T_i+1)时的设定变量(U_cmd)的值与之前的采样点(T_i)时的设定变量(U_cmd)的参考值的差(Δ)来确定所述设定变量(U_cmd)的变化。

6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述控制模块(36)被构造成，在识别到调整意愿时结束保持运行。

7.根据前述权利要求中任一项所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述控制装置(3)被构造成，在伺服运行中驱控所述调整驱动器(21)以用于在通过用户手动调整所述车辆结构组件(11)时提供支持性的力，其中，所述控制装置(3)包括用于依赖于作用在所述车辆结构组件(11)上的负载来确定目标电流值(I_cmd)的伺服调节模块(31)和用于调节所述调整驱动器(21)的电流的电流调节模块(34)，其中，所述电流调节模块(34)被构造成，在伺服运行中根据所述目标电流值(I_cmd)调节所述调整驱动器(21)的电流。

8.根据权利要求7所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述控制装置(3)具有负载计算模块(30)，所述负载计算模块被构造成，使作用在所述车辆结构组件(11)上的负载依赖于所述车辆(1)的围绕车辆纵向轴线(X)测量的侧倾角(β2)、所述车辆结构组件(11)的铰链轴线(110)的围绕车辆纵向轴线(X)测量的侧倾角(β1)、所述车辆(1)的围绕车辆横向轴线(Y)测量的俯仰角(α2)、所述车辆结构组件(11)的铰链轴线(110)的围绕车辆横向轴线(Y)测量的俯仰角(α1)和/或所述车辆结构组件(11)的打开角(Ф)来确定。

9.根据权利要求8所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述伺服调节模块(31)被构造成，根据作用在所述车辆结构组件(11)上的负载和由用户所要施加的目标力值来确定通过所述调整驱动器(21)所要提供的目标转矩。

10.根据权利要求9所述的驱动设备(2)，其特征在于，作用在所述车辆结构组件(11)上的负载根据围绕所述车辆结构组件(11)的铰链轴线(110)作用的静态铰链力矩和围绕所述车辆结构组件(11)的铰链轴线(110)作用的动态铰链力矩来确定。

11.根据权利要求10所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述目标转矩由所述静态铰链力矩、所述动态铰链力矩和由所述目标力值得到的用户力矩的转矩平衡来确定，即，

M_{目标_铰链}＝M_{铰链_静态}+M_{铰链_动态}-M_用户，

其中，M_{目标_铰链}说明了所述目标转矩，M_{铰链_静态}说明了所述静态铰链力矩，M_{铰链_动态}说明了动态铰链力矩，M_用户说明了所述用户力矩。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述伺服调节模块(31)被构造成，根据通过所述调整驱动器(21)所要提供的目标转矩来确定所述目标电流值(I_cmd)。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的驱动设备(2)，其特征在于，所述电流调节模块(34)被构造成，在使用脉宽调制装置的情况下来调整所述调整驱动器(21)的电流。

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