-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Bewegen eines
Fahrzeugflügels
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Es
ist zunehmend üblich,
bei Kraftfahrzeugen und auch bei kleineren Nutzfahrzeugen die bewegbaren
Fahrzeugflügel,
wie beispielsweise die Heckklappe oder Türen mit einem elektromechanischen
Antrieb zu bewegen. Moderne elektromechanische Antriebe sind häufig zusätzlich mit
Gasdruckdämpfereinheiten
ausgestattet, die durch ihre Kraft die Öffnungsbewegungen der Fahrzeugflügel unterstützen.
-
Aus
der Patentschrift
US
6 719 356 B2 ist eine Heckklappensteuerung bekannt, die
schwächer werdende
Gasdruckdämpfereinheiten
erkennt. Jedoch kann die schwache Gasdruckdämpfereinheit erst erkannt werden,
wenn die Heckklappe offen steht. Die Erkennung beruht darauf, dass
die Verstelleinheit weiter als festgelegt drehen muss, bis die Endlage
erreicht wird. Die schwächere
Gasdruckdämpfereinheit
wird kompensiert. Im ungünstigsten Fall
kann es daher dazu kommen, dass die Heckklappe öffnet, die Gasdruckdämpfereinheit
aber schon so stark geschwächt
ist, dass die Klappe wieder zufällt. Weiterhin
geht aus der Patentschrift nicht hervor, ob ein Temperatureinfluss
bzw. ein Einfluss der Fahrzeugneigung berücksichtigt wird. Jedoch bestimmt insbesondere
die Temperatur wesentlich die Eigenschaften der Gasdruckdämpfereinheit.
So ist es leicht möglich,
dass die Elektronik fehlerhaft auf eine schwache Gasdruckdämpfereinheit
schließt.
Ferner ist die Kraft, die zum Öffnen
der Heckklappe notwendig ist, abhängig von der Fahrzeugneigung.
Auch hier ist eine fehlerhafte Detektion denkbar.
-
Aus
der Offenlegungsschrift
DE
101 17 935 A1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Bewegungsvorgangs
einer automatisch betätigbaren Heckklappe
mit einem Antriebsmotor bekannt. Es ist eine Steuerschaltung für den Antriebsmotor
vorgesehen, die es in jedem Betriebsbereich, d. h. beispielsweise
neigungs- und temperaturabhängig,
ermöglicht,
eine gleichmäßige Verfahrgeschwindigkeit
der Heckklappe zu erhalten. Hierzu wird eine Soll-Geschwindigkeit
mit einer Ist-Geschwindigkeit verglichen. Dazu ist ein Sensor vorgesehen,
der elektrische Signale erzeugt, die zur Geschwindigkeitsregelung
verwendet werden. Bei dem Sensor handelt es sich um einen optischen
Sensor bzw. um ein Potentiometer. Es erfolgt eine Auswertung von
Sensorsignalen, die auf die Ist-Geschwindigkeit
hinweisen, sowie ein Abgleich zwischen Soll- und Ist-Geschwindigkeit.
-
Des
Weiteren ist in der Patentschrift
US 7 701 253 B2 die motorstrombasierte Überwachung des
Schließvorgangs
automatisch bewegter Heckklappen und deren Auswertung mittels Mikroprozessoren
beschrieben, die ebenfalls zur Überwachung defekter
Gasdruckdämpfereinheiten
eingesetzt werden kann. Es ist vorgesehen ein elektrisches Schloss anzusteuern,
indem der Motorstrom überwacht
wird. Hierzu wird der Motorstrom entweder mittels Shunt-Widerstand
oder Hall-Sensorik ermittelt. Während
der Ansteuerung des elektrischen Schlosses wird der Motorstrom ermittelt
und somit auf die Geschwindigkeit sowie Drehrichtung geschlossen,
wobei weder Fahrzeugneigung noch Umgebungstemperatur ausgewertet
werden.
-
Temperaturbasierte
Kompensationsverfahren von Gasdruckdämpfereinheiten sind in den
Offenlegungsschriften
EP
1 387 109 A1 und
DE
44 21 773 A1 offenbart. In der
EP 1 387 109 A1 ist eine steuerbare
Gasdruckdämpfereinheit
dargestellt, die eine Kraftabgabe bereitstellt, welche sich nicht
mit der Temperatur ändert.
In einer weiteren Ausführung ist
auch eine steuerbare Kraftabgabe möglich. Hierzu ist die Gasdruckdämpfereinheit
in zwei Kammern unterteilt. Die eine Kammer ist mit Öl gefüllt, die
andere mit Gas. Mittels eines Motorantriebs kann ein beweglicher
Kolben so bewegt werden, dass die Kennlinie der Gasdruckdämpfereinheit
geändert
wird. Durch Sensorik wird die angelegte Kraft ermittelt und der Motorantrieb
kann entsprechend angesteuert werden, um beispielsweise die Dämpferkraft
konstant zu halten. in der
DE
44 21 773 A1 ist es vorgesehen, den Druck in einer Gasdruckdämpfereinheit
in Abhängigkeit
von der Temperatur konstant zu halten. Hierzu wird das Druckgasvolumen
und somit der Druck der Gasdruckdämpfereinheit mittels elektrischem
Beheizungsmittel konstant gehalten.
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum automatischen
Bewegen eines Fahrzeugflügels
zu schaffen, bei welcher ein schwacher oder defekter Sekundärantrieb
eines Fahrzeugflügels
rechtzeitig erkennbar und eine Fehlerkennung effektiv verhinderbar
ist.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch Bereitstellung einer Vorrichtung zum automatischen
Bewegen eines Fahrzeugflügels
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
-
Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die Steuer- und Auswerteeinheit das elektrische Signal des
elektrischen Primärantriebs
auswertet um einen Betriebszustand des Sekundärantriebs zu erkennen. In vorteilhafter
Weise kann hierdurch ein schwacher oder defekter Sekundärantrieb
rechtzeitig beispielsweise noch vor dem Öffnen des Fahrzeugflügels detektiert
werden. Insbesondere kann eine Fehldetektion vermieden werden.
-
In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
handelt es sich bei der Auswertung des elektrischen Signals des
elektrischen Primärantriebs durch
die Steuer- und Auswerteeinheit um einen Vergleich des Ist-Signals
des elektrischen Primärantriebs
mit einem Schwellwert-Signal. Zur Erkennung des Betriebszustands
des Sekundärantriebs
wird das Ist-Signal des Primärantriebs
permanent gemessen und mit dem Schwellwert-Signal verglichen. Hierdurch ist auf
einfache Weise eine sichere Betriebszustandserkennung möglich.
-
In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es
sich bei dem Sekundärantrieb
um einen gesteuerten oder nicht gesteuerten Antrieb. Hierdurch ist
der Einsatz unterschiedlicher Arten von Sekundärantrieben möglich.
-
Es
wird vorgeschlagen, dass der Sekundärantrieb den Primärantrieb
in Öffnungsrichtung
des Fahrzeugflügels
unterstützt
und in Schließrichtung des
Fahrzeugflügels
gegen den Primärantrieb
arbeitet. In vorteilhafter Weise kann hierdurch der Kraftaufwand
des Primärantriebs
geringer ausgelegt werden, da der Sekundärantrieb das in Öffnungsrichtung dem
Primärantrieb
entgegenwirkende Gewicht des Fahrzeugflügels mindestens teilweise kompensieren kann.
In Schließrichtung
unterstützt
das Gewicht des Fahrzeugflügels
den Primärantrieb,
wodurch dieser während
des Bewegens des Fahrzeugflügels
in Schließrichtung
den Sekundärantrieb
leichter überdrücken bzw. überwinden
kann.
-
Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Betriebszustand des Sekundärantriebs
im Beginn der Bewegung des Fahrzeugflügels durch die Steuer- und
Auswerteeinheit erkannt wird. In vorteilhafter Weise kann hierdurch
ein schwacher oder defekter Sekundärantrieb rechtzeitig beispielsweise
noch vor dem Öffnen
des Fahrzeugflügels
detektiert werden.
-
Es
wird vorgeschlagen, dass beim Überschreiten
eines Schwellwert-Signales durch das elektrische Signal des Primärantriebs
während
der Bewegung des Fahrzeugflügels
in Öffnungsrichtung ein
Defekt des Sekundärantriebs
erkennbar ist. Weiter wird vorgeschlagen, dass beim Unterschreiten
eines Schwellwert-Signales durch das elektrische Signal des Primärantriebs
während
der Bewegung des Fahrzeugflügels
in Schließrichtung
ein Defekt des Sekundärantriebs
erkennbar ist. Ein Benutzer des Fahrzeugs kann den Sekundärantrieb
somit rechtzeitig austauschen oder reparieren lassen, wodurch sich
zusätzlich
eine längere
Lebensdauer des Primärantriebs
ergibt.
-
Es
wird vorgeschlagen, dass das Schwellwert-Signal von einer Temperatur
und/oder einer Fahrzeugneigung abhängig ist. Bei jedem Bewegungsvorgang
werden die Temperatur und die Fahrzeugneigung ermittelt. Daraus
ergibt sich das maximal bzw. minimal zulässige Schwellwert-Signal. Überschreitet
nun das beim Öffnen
gemessene Ist-Signal den aus der Matrix ermittelten maximal zulässigen Wert
oder unterschreitet das beim Schließen gemessene Ist-Signal den
aus der Matrix ermittelten minimal zulässigen Wert, so wird auf einfache, kostengünstige und
sichere Weise ein fehlerhafter Sekundärantrieb detektiert. Dies erhöht die Genauigkeit
der Fehlerdetektion, da das Bewegungsverhalten des Fahrzeugflügels von
der Temperatur und der Fahrzeugneigung abhängt. Bei niedrigen Temperaturen
bewegt sich der Fahrzeugflügel
schwerer als bei höheren
Temperaturen, da sich die Bauteile bei niedrigen Temperaturen zusammenziehen
und bei warmen Temperaturen ausdehnen.
-
In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Ermittlung der Temperatur
und/oder der Fahrzeugneigung eine Sensoreinheit oder ein CAN-Bus
vorgesehen. In vorteilhafter Weise können hierdurch handelsübliche und/oder
bereits im Fahrzeug eingesetzte Bauteile eingesetzt werden.
-
Bevorzugt
sind die von der Temperatur und/oder der Fahrzeugneigung abhängigen Schwellwert-Signale
in einer Auswertematrix in der Steuer- und Auswerteeinheit des Fahrzeugs
hinterlegt. D. h. in der Steuer- und Auswertematrix ist ein bestimmtes Schwellwert-Signal
hinterlegt. Dieses Schwellwert-Signal ist je nach Temperatur und
Fahrzeugneigung ein anderes. Es ergibt sich eine Auswertematrix,
aus der je nach Neigung und Außentemperatur ein
bestimmtes Schwellwert-Signal ermittelt wird. In vorteilhafter Weise
kann hierdurch eine durch Temperaturschwankungen oder Neigung des
Fahrzeugs verursachte Fehldetektion vermieden werden.
-
Ferner
weist die Vorrichtung eine Stoppeinrichtung auf, welche dazu vorgesehen
ist, das Bewegen des Fahrzeugflügels
in Öffnungsrichtung und/oder
Schließrichtung
bei einem Defekt des Sekundärantriebs
zu verhindern. Vorzugsweise wird hierdurch der Primärantrieb
abgeschaltet und der Fahrzeugflügel öffnet beispielsweise
nicht. Eine Verletzungsgefahr des Kunden durch einen herabfallenden
Fahrzeugflügel
wird effektiv verhindert.
-
Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben.
-
Dabei
zeigen:
-
1 ein
schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum automatischen Bewegen eines Fahrzeugflügels, und
-
2 einen
schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
-
3 ein
Ablaufdiagramm der Vorgänge während eines Öffnungs-
und Schließvorgangs
des Fahrzeugflügels
in der Steuer- und Auswerteeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
und
-
4 eine
Auswertematrix, in welcher von der Temperatur T und/oder der Fahrzeugneigung
N abhängige
Schwellwert-Signale hinterlegt sind.
-
Die 1 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum automatischen Bewegen eines Fahrzeugflügels 10 mit einer
Steuer- und Auswerteeinheit 16, mit einem einen Primärantrieb 18 und
einen Sekundärantrieb 20 umfassenden
Antrieb, mit einer Sensoreinheit 24, mit einer Stoppeinrichtung 28 zum Abbrechen
einer Bewegung des Fahrzeugflügels 10 und
mit Bedienstellen 30, 32 und 34.
-
Die 2 zeigt
einen hinteren Bereich eines Fahrzeugs mit dem Fahrzeugflügel 10,
wie beispielsweise einer Klappe, einem Deckel, einer Haube oder einer
Türe. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt
es sich bei dem Fahrzeugflügel 10 um
eine Heckklappe des Fahrzeugs. Der Fahrzeugflügel 10 ist um eine
Achse 36 schwenkbar am Fahrzeug gelagert und kann von einer
Ausgangslage in eine Endlage, wie beispielsweise von einer geschlossenen
Stellung in eine geöffnete
Stellung, und umgekehrt bewegt werden.
-
Um
ein automatisches Öffnen
und Schließen des
Fahrzeugflügels 10 zu
ermöglichen,
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
vorgesehen, welche den Fahrzeugflügel 10 über den
mindestens einen Antrieb 18, 20 automatisch in
eine Öffnungsrichtung 12 und/oder
eine Schließrichtung 14 bewegt,
d. h. der Fahrzeugflügel 10 kann
von der Vorrichtung automatisch von der geschlossenen Endlage um
einen Winkel von vorzugsweise 90° in
die geöffnete
Endlage und umgekehrt bewegt werden.
-
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
weist die Vorrichtung zwei Antriebe 18, 20 auf,
welche den Fahrzeugflügel 10 von
einer Ausgangslage bis zu einer Endlage antreiben. Zum einen weist
die Vorrichtung einen gesteuerten Antrieb in Form des elektrischen
Primärantriebs 18 auf.
Vorzugsweise handelt es sich hierbei um einen Elektromotor. Der
Primärantrieb 18 ist
mit der Steuer- und Auswerteeinheit 16 verbunden, welche
den elektrischen Primärantrieb 18 ansteuert.
Zum anderen weist die Vorrichtung den Sekundärantrieb 20 auf, wobei
es sich um einen gesteuerten und/oder einen nicht gesteuerten Antrieb handeln
kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt
es sich um einen nicht gesteuerten Antrieb in Form einer Gasdruckdämpfereinheit,
wobei es sich selbstverständlich
auch um andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Antriebe
handeln kann.
-
Um
einen schwachen bzw. defekten Sekundärantrieb 20 der Vorrichtung
rechtzeitig zu erkennen und eine Fehlerkennung effektiv zu verhindern,
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Steuer- und Auswerteeinheit 16 das elektrische
Signal des elektrischen Primärantriebs 18 auswertet
um einen Betriebszustand des Sekundärantriebs 20 zu erkennen. Unter
Betriebszustand des Sekundärantriebs 20 soll hierbei
insbesondere der Zustand des Sekundärantriebs 20 innerhalb
oder außerhalb
eines Normbereichs bzw. ein funktionstüchtiger oder defekter Zustand
des Sekundärantriebs 20 verstanden
werden.
-
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
unterstützt
der Sekundärantrieb 20 in Öffnungsrichtung 12 des
Fahrzeugflügels 10 den
Primärantrieb 18 und
arbeitet in Schließrichtung 14 des
Fahrzeugflügels 10 gegen
den Primärantrieb 18,
wobei der gesteuerte Primärantrieb 18 unterstützt durch
das Gewicht des Fahrzeugflügels 10 den
Sekundärantrieb 20 während des
Schließvorgangs
d. h. während
des Bewegens des Fahrzeugflügels 10 in
Schließrichtung 14 überdrückt bzw. überwindet.
In einer geöffneten
Stellung oder in der geöffneten
Endlage ist der Fahrzeugflügel 10 durch
den Sekundärantrieb 20 vorgespannt
und kann in dieser Stellung gehalten werden, bis über die Steuer-
und Auswerteeinheit 16 ein Schließsignal an den Primärantrieb 18 erzeugt
wird. Der Fahrzeugflügel 10 wird
in Schließrichtung 14 in
eine geschlossene Stellung oder in die geschlossene Endstellung
zurückgeschwenkt.
Der Betriebszustand des Sekundärantriebs 20 wird
im Zeitpunkt der Bewegung des Fahrzeugflügels 10 von der Steuer-
und Auswerteeinheit 16 detektiert bzw. erkannt.
-
Die
Steuer- und Auswerteeinheit 16 ist mit mindestens einer
Bedienstelle 30, 32, 34 verbunden, um
den elektrischen Primärantrieb 18 anzusteuern. Die
Auslösung
eines Öffnungs-
oder Schließvorgangs
erfolgt durch einen Benutzer über
eine Betätigung
der Bedienstelle 30, 32 oder 34, wobei
der Bewegungsablauf jederzeit durch eine erneute Betätigung vom
Benutzer gestoppt werden kann. Der Öffnungs- und Schließvorgang
unterliegt jedoch der beschriebenen Überwachung bzw. Betriebszustandserkennung
durch die Steuer- und Auswerteeinheit 16 und wird bei Vorliegen
eines Defektes beim Sekundärantrieb 20 vorzugsweise
automatisch durch die Stoppeinrichtung 28 unterbrochen,
d. h. die Stoppeinrichtung 28 ist dazu vorgesehen, das
Bewegen des Fahrzeugflügels 10 in Öffnungsrichtung 12 und/oder
Schließrichtung 14 bei
einem Defekt des Sekundärantriebs 20 vorzugsweise
automatisch zu verhindern. Die Bedienstellen 30, 32, 34 zur
Auslösung
des Öffnungs-
und Schließvorgangs
sind beispielsweise im Fahrzeuginnenraum, am Fahrzeugflügel 10 oder
auf einer tragbaren Fernbedienung angeordnet. Zusätzlich kann
der Öffnungs-
und Schließvorgang
auch automatisch ausgelöst
werden, beispielsweise durch ein Keyless-Go-Verfahren.
-
Die 3 zeigt
ein Ablaufdiagramm der Vorgänge
während
eines Öffnungs-
und/oder Schließvorgangs
des Fahrzeugflügels 10 in
der Steuer- und Auswerteeinheit 16 der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Zum Zeitpunkt Start, d. h. um einen Öffnungs- und Schließvorgang
auszulösen,
betätigt
der Benutzer eine Bedienstelle 30 im Fahrzeuginnenraum, eine
Bedienstelle 32 am Fahrzeugflügel 10 oder eine Fernbedienstelle 34.
Das Signal der Bedienstelle 30, 32 oder 34 wird
von der Steuer- und Auswerteeinheit 16 empfangen, welche
ein entsprechendes Steuersignal an den elektrischen Primärantrieb 18 zum Öffnen oder
Schließen
des Fahrzeugflügels 10 abgibt. Der
Primärantrieb 18 wird
somit in einem Schritt M2 in eine von zwei Betriebsrichtungen aktiviert.
Zur Ermittlung der Temperatur T und/oder der Fahrzeugneigung N ist
eine Sensoreinheit 24 oder eine CAN-Buseinheit vorgesehen.
Die Sensoreinheit 24 nimmt im folgenden Schritt 84 Temperaturwertsignale
und/oder Neigungswertsignale auf und gibt diese an die Steuer- und
Auswerteeinheit 16 weiter. Gleichzeitig nimmt die Steuer-
und Auswerteeinheit 16 im Schritt E5 die elektrischen Signale
des elektrischen Primärantriebs 18 auf
und wertet diese aus um einen Betriebszustand des Sekundärantriebs 20 zu
erkennen, indem die Steuer- und Auswerteinheit 16 ein Ist-Signal
des Primärantriebs 18 mit
einem Schwellwert-Signal 22 vergleicht, wobei die von der
Temperatur T und/oder der Fahrzeugneigung N abhängigen und hinsichtlich Öffnungs-
und Schließrichtung
getrennt aufgeführten Schwellwert-Signale 22 in
einer in 4 offenbarten Auswertematrix 26 in
der Steuer- und Auswerteeinheit 16 des Fahrzeugs hinterlegt
sind. D. h. in der Auswertematrix sind maximale Stromwerte für den Öffnungsvorgang
in Abhängigkeit
von Fahrzeugnei gung N und Temperatur T und minimale Stromwerte für den Schließvorgang
in Abhängigkeit
von Fahrzeugneigung N und Temperatur T als Schwellwert-Signale hinterlegt.
Die Steuer- und Auswerteeinheit 16 führt eine Abfrage A1 durch,
indem sie das Ist-Signal mit dem in der Auswertematrix 26 niedergelegten Schwellwert-Signal 22 vergleicht.
Liegt das Ist-Signal beim Öffnungsvorgang
unterhalb des Schwellwert-Signals 22 oder beim Schließvorgang
oberhalb des Schwellwert-Signals 22, wird der Fahrzeugflügel 10 in
einem Schritt M3 weiter verschwenkt bis ein maximales Ende des Bewegungsweges
erreicht ist.
-
Stellt
die Steuer- und Auswerteeinheit 16 in der Abfrage A1 fest,
dass das Ist-Signal aufgrund eines erhöhten Stromverbrauchs beim Verschwenken des
Fahrzeugflügels 10 beim Öffnungsvorgang
oberhalb des Schwellwert-Signals 22 oder beim Schließvorgang
unterhalb des Schwellwert-Signals 22 liegt, so ist ein
Defekt des Sekundärantriebs 20 erkennbar und
der Primärantrieb 18 wird über die
Stoppeinrichtung 28 gestoppt. Die Ablaufsteuerung kommt
zu einem Ende. D. h. die Steuer- und Auswerteeinheit 16 vergleicht
einen Ist-Stromwert des Primärantriebs 18 mit
dem in der Auswertematrix 26 niedergelegten Begrenzungsstrom. Überschreitet
der beim Öffnen
gemessene Stromwert oder unterschreitet der beim Schließen gemessene
Stromwert den aus der Auswertematrix 26 ermittelten maximal
zulässigen Stromwert
bzw. Begrenzungsstrom, so wird ein fehlerhafter Sekundärantrieb 20 detektiert
und die Bewegung des Fahrzeugflügels 10 wird
abgebrochen.
-
- 10
- Fahrzeugflügel
- 12
- Öffnungsrichtung
- 14
- Schließrichtung
- 16
- Steuer-
und Auswerteeinheit
- 18
- Primärantrieb
- 20
- Sekundärantrieb
- 22
- Schwellwert-Signal
- 24
- Sensoreinheit
- 26
- Auswertematrix
- 28
- Stoppeinrichtung
- 30
- Bedienstelle
- 32
- Bedienstelle
- 34
- Bedienstelle
- 36
- Achse
- T
- Temperatur
- N
- Neigung
des Fahrzeugs
- M2
- Schritt
(Primärantrieb)
- M3
- Schritt
(Primärantrieb)
- S4
- Schritt
(Sensoreinheit)
- E5
- Schritt
(Steuer- und Auswerteeinheit)
- A1
- Abfrage
(Steuer- und Auswerteeinheit)