DE102006057889A1

DE102006057889A1 - Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Bauteils

Info

Publication number: DE102006057889A1
Application number: DE200610057889
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hartmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2026-12-09
Also published as: DE102006057889B4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Bauteils, insbesondere einer Heckklappe (3) oder Türe an einem Fahrzeug, das mittels einer Bewegungsmechanik (15) und einem Antrieb (2) bewegbar und antreibbar ist, mit einer Steuerung (1) für den Antrieb (2) und einer mit der Steuerung (1) verbundenen Temperaturmesseinrichtung beschrieben. Um ein sicheres Schließen und Öffnen von angetriebenen Klappen über einen weiten Temperaturbereich zu gewährleisten, umfasst die Steuerung (1) eine Temperaturkompensationseinrichtung zur Ansteuerung des Antriebs (2). Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Öffnen und Schließen eines bewegbaren, angetriebenen Bauteils beschrieben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Bauteils, insbesondere einer Heckklappe oder Türe, an einem Fahrzeug, das mittels einer Bewegungsmechanik und einem Antrieb bewegbar und antreibbar ist, mit einer Steuerung für den Antrieb und einer mit der Steuerung verbundenen Temperaturmesseinrichtung. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Öffnen und Schließen eines bewegbaren, angetriebenen Bauteils an einem Fahrzeug, insbesondere mit einer oben definierten Vorrichtung, wobei auf einen Betätigungsbefehl, der an einer Bedienstelle von einem Fahrzeug abgegeben wird, die Betriebstemperatur von mindestens einer Temperaturmesseinrichtung abgefragt wird, die in der Ansteuerung des Bauteils berücksichtigt wird und das Bauteil am Fahrzeug geöffnet oder geschlossen wird.
Es ist bekannt, zur Unterstützung zum Öffnen von Klappen- oder Türen in Fahrzeugen Gasfedern einzusetzen. Gasfedern haben jedoch den Nachteil, dass sie bei verschiedenen Betriebstemperaturen unterschiedliche Kräfte bereitstellen, bei hohen Betriebstemperaturen höhere und bei niedrigen Betriebstemperaturen niedrigere Kräfte. Eine Bewegungsmechanik von Klappen und Türen ist bei tieferen Betriebstemperaturen schwergängiger als bei höheren Betriebstemperaturen. Diese Umstände führen zum Nachteil, dass das Bewegungsverhalten insbesondere von Heckklappen abhängig von der Umgebungstemperatur ist.
Zudem ist es immer häufiger üblich Türen und Klappen von Fahrzeugen, insbesondere bei Personenkraftfahrzeugen, mittels elektromechanischen Direktantrieben zu öffnen und zu schließen. Bei angetriebenen Heckklappen kann eine sehr niedrige Umgebungstemperatur dazu führen, dass Sie nicht mehr automatisch verschlossen wird, weil die Klappe sich zu langsam ins Schloss bewegt hat. Die Klappe muß dann gegebenenfalls manuell aufwendig verschlossen werden. Ein solches Auftreten gilt es zu vermeiden. Auf der anderen Seite beschädigt eine zu hohe Schließgeschwindigkeit auf Dauer die mit dem Schließvorgang involvierten Komponenten und führt zu einem schnelleren Verschleiß. Außerdem empfinden Personen im Bereich um und im Fahrzeug ein zu heftiges Verschließen als unangenehm.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Lösungen zum Ausgleich eines temperaturabhänigen Bewegungsverhaltens für Gasfedern bekannt.
Die DE 198 44 747 B4 beschreibt eine Gasfeder für Motorhauben, Kofferraumdeckel und Heckklappen mit einer Temperaturkompensation mittels eines zur Temperaturänderung invers arbeitenden Ventilelements, so dass eine auf die Gasfeder ausgeübte Grifflast über einen weiten Temperaturbereich gleichmäßiger ist.
Die DE 198 30 700 A1 beschreibt eine Schwenklagerung für ein klappenartiges Bauteil, wie eine Heckklappe, bei der der Angriffspunkt einer Gasfeder an einem Hebelarm abhängig von der Temperatur zur Kompensation einer Druckänderung verstellbar ist.
Die DE 103 39 188 A1 beschreibt eine Gasfeder für eine gedämpfte Hubbewegung einer Front- bzw. Heckklappe eines Fahrzeugs mit einem temperaturstabilen Öl als Dämpfungsfluid.
Die DE 102 38 448 B4 beschreibt eine variable Gasdruckfeder zur Unterstützung einer Schwenkbewegung von einer Klappe mit einem Arbeitsbereich in einem Rohr mit zwei stirnseitigen Abschlüssen. Eine Betätigungseinrichtung, die von einer Steuereinrichtung mit einem Wegsensor zur Ermittlung der Bewegung einer Kolbenstange gesteuert wird, verschiebt den einen stirnseitigen Abschluß zur Einstellung eines adäquaten Gasdrucks gegebenfalls auch zum Öffnen oder Schließen der Klappe abhängig von der Temperatur und auch bei zusätzlichen Lasten wie Schnee etc. Hierfür weist die Steuereinrichtung einen Temperatursensor auf. Diese Druckschrift bildet den Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren der Eingangs genannten Art zu schaffen, die über einen weiten Temperaturbereich ein gleichmäßiges Schließen und Öffnen von angetriebenen Klappen gewährleisten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit der Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Steuerung eine Temperaturkompensationseinrichtung zur Ansteuerung des Antriebs umfasst. Die Steuerung ist somit nicht mehr nur für das Ein- und rechtzeitige Ausschalten des Antriebs zuständig, sondern es ist auch eine Temperaturkompensationseinrichtung vorgesehen, die den Antrieb abhängig von der Betriebstemperatur der mit dem Bewegungsvorgang des Bauteils involvierten Komponenten verschieden ansteuert, um im Ergebnis eine im Wesentlichen gleichbleibende Nominalgeschwindigkeit beim Öffnen und vor allem aber beim Schließen eines Bauteils zu erreichen. Damit kann eine erforderliche Schließgeschwindigkeit des Bauteils sichergestellt werden, so dass das Bauteil sowohl bei hohen Betriebstemperaturen als auch bei sehr niedrigen Betriebstemperaturen sicher und ohne größeren Verschleiß oder Beschädigungen gleichbleibend gut schließt.
Eine Idee der Erfindung ist, aufgrund der Temperaturkompensationseinrichtung ein sogenanntes „anmutiges" und gleichzeitig „sicheres" Schließen zu realisieren. „Anmutig" heißt, dass die Klappe besonders langsam in eine Endposition, insbesondere in eine Schließvorrichtung fährt. „Sicheres" Schließen bedeutet, dass die Klappe sehr schnell bewegt wird, um schnell geöffnet oder geschlossen zu werden. Das „sichere" Schließen umfasst auch das 100%-ige Einrasten der Klappe in eine Hauptraste der Schließvorrich tung. Aufgrund der Temperaturkompensationseinrichtung wird nun immer ein optimaler Kompromiß zwischen anmutigem und sicherem Schließen abhängig von der Betriebstemperatur bestimmt und ausgeführt.
Vorteilhafterweise umfasst die Temperaturkompensationseinrichtung eine Vorrichtung zur Drehmomentvariierung des Antriebs. Somit wird bei einer schwer- oder leichtgängigeren Bewegung des Bauteils der erhöhte oder geringere Kraftaufwand durch eine Drehmomentvariierung kompensiert. Das Bauteil kann im Wesentlichen immer gleichmäßig geöffnet und geschlossen werden.
Bei einer Ausführungsform kann die Vorrichtung zur Drehmomentvariierung des Antriebs elektromechanisch ausgebildet sein. Die Drehmomentvariierung kann hierzu durch ein elektromechanisches Getriebe oder eine elektromechanisch betriebene Kupplung realisiert werden.
Bevorzugt umfasst die Temperaturkompensationseinrichtung, die eine Vorrichtung zur Drehmomentvariierung ist, eine Antriebsstromsteuereinrichtung mit einer variierbaren Einstellbarkeit des Antriebsstroms. Mittels der Antriebsstromsteuereinrichtung kann somit das Drehmoment am Antrieb geändert werden, um beispielsweise bei einer schwergängigeren Bewegungsmechanik aufgrund tieferer Betriebstemperaturen eine gleich bleibende Nominalgeschwindigkeit zu erzielen. Der Antriebsstrom kann sowohl in der Spannung als auch in der Stromstärke variiert werden und hängt von der vorgesehenen Antriebskonstruktion ab.
Um einen möglichst genauen und reellen Betriebstemperaturwert zu erhalten, ist bevorzugt die Temperaturmesseinrichtung ein Temperatursensor, der in der Nähe des bewegbaren Bauteils angeordnet ist. Gewöhnlich ist das bewegbare Teil im Heck eines Fahrzeugs angeordnet. Somit ist auch der Temperatursensor vorzugsweise im Heck des Fahrzeugs eingebaut.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Temperatursensor an der Steuerung angeordnet. Die Steuerung kann in einer bevorzugten Ausführungsform im Heck vorgesehen sein, um den Antrieb zur Bewegung des Bauteils anzutreiben.
Eine besonders preiswerte und einfache Ausführungsform sieht vor, den Temperatursensor auf einer Elektronikplatine der Steuerung anzuordnen. Somit wird eine kompakte, bauraumsparende Anordnung gewählt. Übertragungsfehler oder -fehlfunktionen vom Temperatursensor zur Steuerung sind eliminiert, da die elektrischen Verbindungen minimiert kurz sind und keine störende bzw. beschädigbare Leitungen zwischen Temperatursensor und Steuerung vorhanden sind.
Um die Betriebstemperatur möglichst richtig zu erfassen und möglichst Meßfehler zu eliminieren, kann der Temperatursensor bevorzugt an der Bewegungsmechanik angeordnet sein. Die Bewegungsmechanik einschließlich einer die Bewegung unterstützenden Gasfeder ist von der Temperatur abhängig, indem sie sich bei höheren Betriebstemperaturen mit einem geringeren Kraftaufwand und bei geringeren Betriebstemperaturen mit einem erhöhten Kraftaufwand langsamer aus- und einfahren lassen.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Temperatursensor am beweglichen Bauteil angeordnet. Eine solche Anordnung bietet den Vorteil, Meßfehler zu kompensieren, die aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen Außen- und Innentemperatur des Fahrzeugs auftreten können.
Bei einer weiteren alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Temperaturmesseinrichtung mindestens ein an einem Fahrzeug herkömmlich angeordneter Temperatursensor, dessen Messsignal insbesondere über ein Bussystem, wie z.B. einen CAN-Bus an die Steuerung weitergeleitet wird. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind. Ein herkömmlicher Temperatursensor, der die Außentemperatur des Fahrzeugs misst und gegebenenfalls ein Innenraumtemperatursensor sind in modernen Fahrzeugen bereits vorhanden. Die Temperaturkompensationseinrichtung kann aufgrund der Temperaturwerte an den Temperatursensoren einen Temperaturmischwert bilden, der zu einem variierbaren, temperaturkompensierenden Antriebsstrom zur Ansteuerung des Antriebs führt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Temperaturkompensationseinrichtung eine Speicher- und Auswerteeinheit auf. In der Temperaturkompensationseinrichtung kann sowohl das aufzuwendende Drehmoment oder der anzusteuernde Antriebsstrom über eine Bewegungszeit oder über den Bewegungsweg des Bauteils gespeichert sein. Es kann auch eine Nominalgeschwindigkeit gespeichert sein, die es zu erreichen und zu halten gilt. Mittels der Speicher- und Auswerteeinheit sind, aufgrund eines endlichen Speicherplatzes, in einem bestimmten und begrenzten Ausmaß temperaturabhängige Weg- oder Zeit-Geschwindigkeitskennlinien, sogenannte Steuerkennlinien, der Heckklappe oder in Abhängigkeit des Bewegungswegs speicherbar und auf Befehl bestimm- und abrufbar.
Der Antrieb zum Öffnen oder Schließen der Heckklappe wird gemäß den Steuerkennlinien gesteuert. Die Steuerkennlinie kann beispielsweise den Ausschaltzeitpunkt des Antriebs temperaturabhängig variieren. Die Steuerkennlinie variiert das Drehmoment, insbesondere den steuernden Antriebsstrom des Antriebs zur definierten Bewegung des Bauteils wie beispielsweise eine Heckklappe. Die Auswerteeinheit wandelt einen temperaturabhängigen Geschwindigkeitsverlauf mit einer von der Nominalgeschwindigkeit höheren oder niedrigeren Maximalgeschwindigkeit zu einem temperaturunabhängigen, gleichmäßigen, einheitlichen Geschwindigkeitsverlauf um.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Regler auf, der den Antrieb über den Bewegungsvorgang gemäß einer in der Speichereinheit niedergelegten Steuerkennlinie regelt. Somit erfolgt der Geschwindigkeitsverlauf noch exakter gemäß der Steuerkennlinie.
Bevorzugt ist eine Wegmessvorrichtung vorgesehen, die mit der Steuerung verbunden ist. Mittels der Wegmessvorrichtung kann zum einen das Bewegungsverhalten des Bauteils geprüft werden und gegebenenfalls korrigiert werden und zum anderen kann die in der Steuerung niedergelegte Weg-Steuerkennlinie mit dem Antrieb abgefahren werden.
Vorteilhafterweise ist die Wegmesseinrichtung am Antrieb, insbesondere als optischer oder magnetischer Positionswertgeber, besonders bevorzugt als Encoder, angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass eine solche Wegmesseinrichtung bereits vom Antriebshersteller angepasst bezogen werden kann, um den Antrieb als Servomotor einzusetzen. Die Wegmesseinrichtung ist am Antrieb also bereits herstellerseitig oder zuliefererseitig vorhanden und wird nicht als zusätzliches Bauteil benötigt.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Wegmesseinrichtung an der Bewegungsmechanik angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass Meßfehler vermieden werden, da nur die tatsächliche Bewegung des Bauteils gemessen wird.
Als Antrieb ist vorzugsweise ein elektromechanischer Direktantrieb, beispielsweise mit einem Elektromotor und insbesondere mit einem Getriebe vorgesehen. Dies ist ein einfaches, bewährtes und stabiles Antriebskonzept.
Zur Kraftunterstützung können am bewegbaren Bauteil und an der feststehenden Karosserie mindestens eine Gasfeder vorgesehen sein. Da die Gasfeder, wie oben erläutert, temperaturabhängig arbeitet, kann die Gasfeder bevorzugt eine Temperaturausgleichsvorrichtung aufweisen. Die Temperaturausgleichsvorrichtung kann dabei eine herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Ausgleichsvorrichtung sein. Dies hat den Vorteil, dass der Antriebsstrom in einem geringeren Ausmaß variiert werden muß. Elektrische Energie kann eingespart werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auch mit dem Eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, dass eine in einer Speichereinheit einer Steuerung niedergelegte Steuerkennlinie in Abhängigkeit einer Betriebstemperatur bestimmt wird und ein das Bauteil bewegender Antrieb gemäß der Steuerkennlinie über den Bewegungsweg angesteuert wird. Somit wird das Bauteil unabhängig von der Umgebungstemperatur im Wesentlichen mit einer gleichen Nominalgeschwindigkeit geöffnet und geschlossen, wobei sowohl ein anmu tiges als auch sicheres Schließen und Öffnen realisiert wird. Die Betriebstemperatur ist der am Temperatursensor erfasste Temperaturwert, wobei Meßfehler mittels einer Filtereinrichtung gefiltert werden können.
Vorteilhafterweise wird der Antrieb mit einem variierbaren Antriebsstrom oder mit einer elektromechanischen Vorrichtung, wie einer Kupplung oder eines Getriebe, zur Erzielung eines variierbaren Drehmoments angesteuert. Dies ist erforderlich, da das aufzuwendende Drehmoment temperaturabhängig schwankt. Das aufzuwendende Drehmoment ist bei niedrigeren Temperaturen höher und bei höheren Temperaturen niedriger.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Antriebssteuerzeit variiert. Bei einer niedrigen Temperatur wird somit der Antrieb des Bauteils länger angesteuert als bei einer höheren Temperatur, bei der das Bauteil aufgrund einer geringeren Reibung in der Bewegungsmechanik aufgrund eines Bewegungsimpulses sich leichter in die Endstellung bewegt und beispielsweise in die Hauptraste einer Schließvorrichtung fällt.
Vorteilhafterweise wird das Bauteil im Wesentlichen in einem Bewegungsvorgang mit mindestens drei Stufen bewegt. In der ersten Stufe wird das Bauteil beschleunigt. In der zweiten Stufe wird das Bauteil mit gleichmäßiger Geschwindigkeit (Nominalgeschwindigkeit) bewegt und in der dritten Stufe wird das Bauteil gebremst. Der Bewegungsvorgang ist relativ einfach und lässt sich durch eine einfache Steuer-Antriebskonstruktion realisieren. Es reicht also aus, wenn für den Antrieb ein bestimmter Antriebsstrom zur Ansteuerung abgegeben wird, der eingeschaltet oder definiert abgeschaltet wird. Erfindungsgemäß wird der Antriebsstrom in der Spannung V und in der Stromstärke A sowie in der zeitlichen Dauer bzw. das Drehmoment variiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird unterschieden, ob das Bauteil geöffnet oder geschlossen wird. Es wird also abgefragt, ob der Bewegungsvorgang ein Schließen oder Öffnen des Bauteils ist, und davon abhängig wird die Steuerkennlinie bestimmt und der Antrieb gemäß dieser speziellen, von der Bewegungsrichtung abhängigen Steuerkennlinie mit dem variierba ren Antriebsstrom oder Drehmoment angesteuert.
Da der Speicherbedarf von Steuerkennlinien endlich ist, der Temperaturbereich jedoch beliebig genau aufgelöst werden kann, werden bestimmte Temperaturwerte diskreten Steuerkennlinien zugeordnet oder es können zu gespeicherten Steuerkennlinien weitere Steuerkennlinien approximiert werden, um nicht vorher gespeicherte Steuerkennlinien zu erhalten. Alternativ kann ein temperturabhängiger Algorithmus als Steuerkennlinie in der Speichereinheit niedergelegt sein.
Um die Einflüsse eines beheizten Fahrzeuginnenraums mit einer sehr niedrigen Außentemperatur zu berücksichtigen, werden die Innenraumtemperatur von einer Messeinrichtung in der Nähe des bewegbaren Bauteils und mindestens eine weitere Temperatur, wie beispielsweise die Außentemperatur, von einer zweiten Messeinrichtung, beispielsweise aus einem Fahrzeugbussystem abgefragt und aus diesen mindestens zwei Temperaturen ein Temperaturmischwert gebildet, mittels dessen die Steuerkennlinie bestimmt wird. Dies kann wichtig sein, da die Bewegungsmechanik sowie die mit der Bewegung involvierten Komponenten eine Betriebstemperatur aufweisen, die einem Temperaturmischwert entspricht, der sich aus der Außen- und der Innentemperatur des Fahrzeugs ergibt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Selbstlernfunktion vorgesehen sein. Der Weg/Zeit-Geschwindigkeitsverlauf des Bewegungsvorgangs vom Bauteil wird hierfür mittels einer Wegmesseinrichtung aufgezeichnet. Es wird ausgewertet, ob die temperaturabhängige Steuerkennlinie beibehalten werden kann oder korrigiert werden sollte. Somit kann sich die Vorrichtung mittels eines Verfahrens an ein geändertes mechanisches Bewegungsverhalten anpassen. Beispielsweise kann es vorkommen, dass aufgrund der Alterung der Fahrzeugkomponenten sich die Bewegungsmechanik einschließlich der Gasfeder langsamer zu bestimmten Temperaturen bewegen als im neu hergestellten Zustand.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf zwei Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
2 ein Weg-Geschwindigkeits-Diagramm einer Heckklappe.
Die 1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung eine Steuerung 1, die einen Antrieb 2 anlenkt, um eine als bewegbares Bauteil ausgebildete Heckklappe 3 zum Öffnen und Schließen anzutreiben. Betätigungsbefehle zum Öffnen und Schließen der Heckklappe 3 können über eine Bedienstelle 4 im Fond, eine Bedienstelle 5 an der Heckklappe 3 zum Schließen der Heckklappe 3 und eine Bedienstelle 6 an einer Fernsteuerung abgegeben werden.
Der Antrieb 2 verfügt über eine Wegmesseinrichtung in Form eines Positionswertgebers 7, der gewöhnlich als optischer oder bevorzugt als magnetischer Encoder, mit einem Hall-Sensor, ausgebildet ist. Der Antriebsstrom VA kann mittels einer Antriebsstromsteuereinrichtung 8 in der Stromstärke A und in der Spannung V und in der Einschaltdauer variiert werden, um ein variierendes Drehmoment am Antrieb 2 zu erzeugen. Die Antriebsstromsteuereinrichtung 8 ist in der Steuerung 1 integriert. Ein Schalter 9 zeigt eine geschlossene Heckklappe 3 an und ein Schalter 10 zeigt eine vollständig geöffnete Heckklappe 3 der Steuerung 1 mittels Signalen an. Bevorzugt ist ein Temperatursensor 11 auf der Elektronikplatine der Steuerung 1 angeordnet. Die Anordnung des Temperatursensors 11 auf der Elektronikplatine der Steuerung 1 reduziert die Bauteilgröße der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ist preiswert, da Herstellungsschritte für die Steuerung und den Temperatursensor zusammengefaßt sind. Außerdem kommt die auf der Elektronikplatine gemessene Temperatur der Betriebstemperatur des An triebs 2, der Heckklappe 3 und einer Bewegungsmechanik 15 sowie eine eingesetzte Gasfeder 14 sehr nahe und kann deshalb als Indikator für die Betriebstemperatur der bewegbaren Teile herangezogen werden.
Die Steuerung 1 ist in der Nähe der bewegbaren Heckklappe 3 angeordnet und nimmt somit die Umgebungstemperatur der Bewegungsmechanik 15 auf, die für die angetriebene Bewegung der Heckklappe 3 mittels des Antriebs 2 vorgesehen ist. Die Bewegungsmechanik 15 umfasst Getriebe, Scharniere sowie Achsen gegebenenfalls auch Spindeln oder Schnecken oder Zahnräder bzw. Zahnstangen, zum Ausführen der Bewegung der Heckklappe 3. Zur Unterstützung der Bewegungsmechanik 15 ist die Gasfeder 14 an der Heckklappe 3 und am Rahmen der Fahrzeugkarosserie befestigt.
Die Gasfeder 14 kann eine Temperaturausgleichsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik umfassen. Grundsätzlich wird von einer herkömmlichen Gasfeder ohne Temperaturausgleichsvorrichtung im Ausführungsbeispiel ausgegangen.
Die Steuereinrichtung 1 ist ferner an ein fahrzeugübliches Bussystem, insbesondere einen CAN-Bus 13 angeschlossen, über den Temperaturwerte mindestens eines herkömmlich angeordneten Temperatursensors 16 abgefragt und ausgelesen werden können. Die Steuereinheit 1 umfasst eine Speicher- und Auswerteeinheit 12, in der insbesondere zu Temperaturwerten diskrete Steuerkennlinien für jeweils einen Bewegungsvorgang des Öffnens oder Schließens der Heckklappe 3 niedergelegt sind. Zudem kann die Auswerteeinheit 12 Steuerkennlinien approximieren oder aus den Steuerkennlinien Algorithmen ableiten, um am Antrieb 2 entsprechend einen Bewegungsweg anzusteuern.
Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf der in der 1 beschriebenen Vorrichtung wird am Beispiel des in der 2 gezeigten Weg-Geschwindigkeits-Diagramms beschrieben und dargestellt.
Die Heckklappe 3 weist einen Bewegungsvorgang sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen mit drei Stufen I, II, III auf. In der ersten Stufe I wird die Bewegung der Heckklappe 3 am Startpunkt S1 des Bewegungswegs beschleunigt bis eine Nominalgeschwindigkeit erreicht wird. In der zweiten Stufe II wird die Nominalgeschwindigkeit über einen längeren Zeitraum bzw. längeren Weg auf gleichem Niveau gehalten. Kurz vor dem Ende des Bewegungsvorgangs wird in einer dritten Stufe III die Geschwindigkeit der Heckklappe 3 gebremst, um das bewegbare Bauteil bis zum Punkt S2 „anmutig" in einer Schließvorrichtung zu schließen oder auf einen maximalen Öffnungsgrad zu öffnen. „Anmutiges" Schließen bedeutet, dass das bewegbare Bauteil, d.h. die Heckklappe 3, langsam in die Schließvorrichtung 17 fährt, wobei die Geschwindigkeit trotzdem so hoch ist, dass ein „sicheres" Schließen erfolgt. Das heißt, dass die Schließvorrichtung 17 mit einer Hauptraste einrastet, also schnell genug bewegt wird. Ein schnelles Schließen ist immer ein sicheres Schließen. Jedoch führt ein zu schnelles Schließen zu einem erhöhten Verschleiß der involvierten mechanischen Komponenten und kann Beschädigungen zur Folge haben. Die Ansteuerung des Antriebs 2 ist ein Kompromiß, bei dem die Steuerung 1 den Antrieb 2 derart anlenkt, dass ein sowohl „anmutiges" als auch ein „sicheres" Schließen ausgeführt wird. Somit ist die Lebensdauer der mechanischen belasteten Komponenten, wie die Schließvorrichtung 17, Heckklappe 3 usw. verlängert.
Der Weg-Geschwindigkeitsverlauf der Steuerkennlinie T1 ist der Sollverlauf, wie er bei einer Durchschnittstemperatur beispielsweise von 20° eingestellt ist. Die Steuerkennlinie T2 zeigt einen Geschwindigkeitsverlauf, wie er bei einer niedrigeren Temperatur ohne eine Temperaturkompensationseinrichtung wäre. Sowohl die Antriebselemente als auch die Bewegungsmechanik sind bei einer niedrigen Temperatur beispielsweise von unter null Grad wie -10° oder -15° deutlich langsamer und schwergängiger. Die Nominalgeschwindigkeit kann somit nicht erreicht werden. Beim Bremsen kann das anmutige Schließen so langsam verlaufen, dass ein sicheres Schließen nicht mehr gewährleistet ist. Der Antriebsstrom ist bei der Steuerkennlinie T1 und T2 gleich.
Um die erforderliche Nominalgeschwindigkeit und ein sicheres Schließen im Bewegungsvorgang der Heckklappe 3 auch bei niedrigen Temperaturen wie bei der Steuerkennlinie T1 zu erreichen, wird das Drehmoment bzw. der Antriebsstrom mittels der Temperaturkompensationseinrichtung erhöht. Die Variierung des Drehmoments erfolgt bevorzugt über eine Veränderung des Antriebsstroms mit der Antriebsstromsteuereinrichtung 8. Die Steuerung 1 des Antriebsstroms verhält sich somit invers zum temperaturabhängigen Geschwindigkeitsverhalten der Heckklappe. Mittels der Messeinrichtung, dem Positionswertgeber 7 kann überprüft werden, ob eine gewünschte Weg-Geschwindigkeit-Steuerkennlinie erreicht ist oder gegebenenfalls mittels eines Reglers korrigiert werden muss. Die Antriebsstromsteuereinrichtung 8 umfasst also auch den Regler, der den Antriebsstrom entsprechend der Steuerkennlinie variiert. Der Geschwindigkeitsverlauf des Antriebs 2 ist somit parametrierbar.
Der auf der Elektronikplatine der Steuerung 1 angeordnete Temperatursensor 11 gibt einen ersten Anhaltspunkt, welche der in der Speichereinheit 12 festgelegten Steuerkennlinien T1, T2 usw. zu wählen ist.
Sollte das Fahrzeug in einer kalten Umgebung längere Zeit ohne einem Fahrzeugbetrieb gestanden sein, ergibt sich eine andere temperaturabhängige Steuerkennlinie als bei einem Fahrzeug, das bei einer kalten Umgebungstemperatur längere Zeit gefahren worden ist und hier deshalb ein Temperaturmischwert aus Innen- und Außentemperatur des Fahrzeugs als Betriebstemperatur vorliegt. In diesem Fall zeigt der Temperatursensor 11 eine höhere Temperatur, beispielsweise eine Temperatur nahe der Fahrzeuginnenraumtemperatur an, und der Außentemperatursensor 16 zeigt einen Temperaturwert beispielsweise deutlich unter dem Nullpunkt an. Die Steuerung 1 fragt mindestens beide Werte des Temperatursensors 11 und des Temperatursensors 16 über den CAN-Bus 13 ab und ermittelt daraus einen, insbesondere empirisch entwickelten und/oder über einen Algorithmus festgelegten Temperaturmischwert. Der Temperaturmischwert kann aus Außentemperatur, Fahrzeurauminnentemperatur und der vom Temperatursensor 11 ermittelten Betriebstemperatur gebildet werden. Der Temperaturmischwert dient der Zuordnung einer in der Speichereinheit 12 niedergeleg ten Steuerkennlinie T1, T2, um den Antrieb 2 danach parametrierbar mittels der Antriebsstromsteuereinrichtung 8 zu betätigen.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Heckklappe in einem weiten Temperaturbereich sowohl anmutig als auch sicher zu schließen und der parametrierbare Bewegungsvorgang ist auch auf die Öffnungsbewegung der Heckklappe 3 anwendbar.
Alle Figuren zeigen lediglich schematische nicht maßstabsgerechte Darstellungen. Im Übrigen wird insbesondere auf die zeichnerischen Darstellungen für die Erfindung als wesentlich verwiesen.

1: Steuerungsvorrichtung
2: Antrieb
3: Heckklappe
4: Bedienstelle im Fond
5: Bedienstelle an der Heckklappe
6: Bedienstelle in der Fernbedienung
7: Positionswertgeber
8: Antriebsstromsteuereinrichtung
9: Schalter
10: Schalter
11: Temperatursensor
12: Speicher- und Auswerteeinheit
13: CAN-Bus
14: Gasfeder
15: Bewegungsmechanik
16: Temperatursensor
17: Schließvorrichtung

Claims

Vorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Bauteils, insbesondere einer Heckklappe (3) oder Türe, an einem Fahrzeug, das mittels einer Bewegungsmechanik (15) und einem Antrieb (2) bewegbar und antreibbar, mit einer Steuerung (1) für den Antrieb (2) und einer mit der Steuerung (1) verbundenen Temperaturmesseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) eine Temperaturkompensationseinrichtung zur Ansteuerung des Antriebs (2) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturkompensationseinrichtung eine Vorrichtung zur Drehmomentvariierung des Antriebs (2) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Drehmomentvariierung des Antriebs (2) elektromechanisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Drehmomentvariierung des Antriebs (2) eine Antriebsstromsteuereinrichtung (8) mit einer variierbaren Einstellbarkeit des Antriebsstroms umfasst.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung ein Temperatursensor (11) ist, der in der Nähe des bewegbaren Bauteils angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (11) an der Steuerung (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (11) auf einer Elektronikplatine der Steuerung (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (11) an der Bewegungsmechanik (15) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (11) am beweglichen Bauteil angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung mindestens ein an einem Fahrzeug herkömmlich angeordneter Temperatursensor (16) ist, dessen Messsignal, insbesondere über ein Bussystem, wie zum Beispiel einem CAN-Bus (13), an die Steuerung (1) weitergeleitet wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturkompensationseinrichtung eine Speicher- und Auswerteeinheit (13) aufweist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen Geschwindigkeitsregler umfasst.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (1) mit einer Wegmessvorrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung am Antrieb (2), insbesondere als optischer oder magnetischer Positionswertgeber (7), besonders bevorzugt als Encoder, angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegmesseinrichtung an der Bewegungsmechanik (15) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) ein elektromechanischer Direktantrieb mit einem Elektromotor und insbesondere einem Getriebe ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasfeder (14) zur Kraftunterstützung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (14) eine Temperaturausgleichsvorrichtung aufweist.
Verfahren zum Öffnen und Schließen eines bewegbaren, angetriebenen Bauteils an einem Fahrzeug, insbesondere mit einer Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf einen Betätigungsbefehl, der an einer Bedienstelle (4, 5, 6) von einem Fahrzeug abgegeben wird, eine Betriebstemperatur von mindestens einer Temperaturmesseinrichtung abgefragt wird, die in der Ansteuerung des Bauteils berücksichtigt wird und das Bauteil am Fahrzeug geöffnet oder geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass, eine in einer Speichereinheit (12) einer Steuerung (1) niedergelegte Steuerkennlinie (T1, T2) in Abhängigkeit der Betriebstemperatur bestimmt wird und ein das Bauteil bewegender Antrieb (2), gemäß der Steuerkennlinie (T1, T2) über den Bewegungsweg oder -zeit angesteuert wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) mit einem variierbaren Antriebsstrom angesteuert wird.
Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil im Wesentlichen in einem dreistufigen Bewegungsvorgang bewegt wird, wobei in der ersten Stufe (I) das Bauteil beschleunigt wird, in der zweiten Stufe (II) das Bauteil mit gleichmäßiger Geschwindigkeit bewegt wird und in der dritten Stufe (III) das Bauteil gebremst wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass abgefragt wird, ob der Bewegungsvorgang ein Schließen oder Öffnen des Bauteils ist und davon abhängig, eine gespeicherte oder approximierte Steuerkennlinie (T1, T2) bestimmt wird und der Antrieb (2) gemäß der Steuerkennlinie (T1, T2) mit einem variierbaren Antriebsstrom angesteuert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebstemperatur von einer Messeinrichtung in der Nähe des bewegbaren Bauteils und mindestens eine weitere Temperatur von einer Messeinrichtung, insbesonder aus einem Fahrzeug-Bussystem abgefragt werden und aus diesen mindestens zwei Temperaturwerten ein Temperaturmischwert gebildet wird, mittels dessen die Steuerkennlinie bestimmt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg-Zeit-Verlauf des Bewegungsvorgangs vom Bauteil (3) mittels einer Wegmesseinrichtung aufgezeichnet wird und ausgewertet wird, ob die temperaturabhängige Steuerkennlinie (T1, T2) beibehalten wird oder korrigiert wird.