DE102009035321A1

DE102009035321A1 - Verfahren zur Steuerung eines motorisch verschwenkbaren Karosserieteils

Info

Publication number: DE102009035321A1
Application number: DE102009035321A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Hartmann (FH)
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2011-03-03
Also published as: DE102009035321A8

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines motorisch verschwenkbaren Karosserieteils (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Heckklappe, bei dem eine Steuereinheit (2) ein Signal (S1) einer Sensoreinrichtung (3) auswertet, mit der eine manuelle Betätigung des verschwenkbaren Karosserieteils (1) erkennbar ist und bei dem wenigstens in Abhängigkeit des einen Signals (S1) das Karosserieteil (1) aus einer geöffneten Position in eine geschlossene Position motorisch oder nicht motorisch gesteuert wird, wobei erfindungsgemäß auf detens einer weiteren Sensoreinrichtung (3, 4, 5, 6) eine Plausibilisierung des einen Signals (S1) vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines motorisch verschwenkbaren Karosserieteils für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Heckklappe, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 101 17 933 A1 bekannt, wonach in einem Antriebsstrang neben der Antriebseinrichtung auch ein Belastungssensor vorgesehen ist, der bei einer vorgegebenen Belastung, die eine manuelle Betätigung des Karosserieteils anzeigt, ein Steuersignal erzeugt, welches einer Steuereinheit zur Aktivierung der Antriebseinrichtung zugeführt wird, wodurch sich das Karosserieteil motorisch in seine geschlossene Stellung bewegt. Die manuelle Belastung des geöffneten Karosserieteils, also bspw. der Heckklappe stellt sich durch einen entsprechenden manuellen Druck auf die Heckklappe ein.
Ferner ist aus der DE 41 40 197 A1 ein ähnliches Verfahren bekannt, bei dem der Verstellbereich des Karosserieteils aus einem Hauptverstellbereich und mindestens einem Verriegelungsbereich besteht, die mit nur einem Verstellbefehl nicht vollständig durchfahren werden können. Wird ein manuellen Verstellbefehl durch eine manuell ausgeübte Kraft auf das Karosserieteil erzeugt, so wird der Hauptverstellbereich in der gewünschten Richtung motorisch von dem Karosserieteil bis an dessen Ende durchfahren und dann unterbrochen. Erst durch einen weiteren Verstellbefehl, also bspw. durch erneutes Anstoßen des Karosserieteils wird dieses in dessen Endlage, bspw. in die Schließlage gebracht.
Schließlich wird bei einer gemäß der DE 10 2004 052 590 B4 bekannten Vorrichtung zum Öffnen und/oder Schließen eines schwenkbaren Karosserieteils eine elektromotorische Antriebseinrichtung frei geschaltet, wenn mittels einer Sensoreinrichtung eine manuelle Betätigung des Karosserieteils festgestellt wird. Damit wird eine manuelle Betätigung des Karosserieteils, also bspw. das manuelle Schließen einer Heckklappe mit nur geringem Kraftaufwand möglich, ohne dass die elektromotorische Antriebseinrichtung als generatorische Bremse wirkt.
Bei dieser bekannten Vorrichtung wird zur Erkennung einer manuellen Betätigung des Karosserieteils die Drehzahl der Motorwelle der Antriebseinrichtung erfasst und ausgewertet, entweder mittels eines Drehzahlsensors oder durch Auswertung des Stromverlaufs des Motors.
Diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen haftet der Nachteil an, dass Fehlauslösungen auftreten können, die fälschlicherweise auf der Detektion einer manuellen Betätigung bzw. eines manuellen Verstellbefehls beruhen, die bzw. der dann zu einem automatischen Schließen des Karosserieteils, bspw. einer Heckklappe führen kann, wobei das automatische Schließen motorisch, also mittels einer Antriebseinheit erfolgt, oder nicht motorisch, d. h. wenn die Wirkverbindung zwischen einer Antriebseinheit und der Heckklappe aufgrund des fälschlicherweise detektierten Verstellbefehls aufgehoben ist und dadurch die Heckklappe aufgrund ihres Eigengewichts zufällt. So kann bspw. eine manuelle Anforderung fälschlicherweise durch ein Schwingen kurz nach Erreichen der geöffneten Endlage einer Heckklappe detektiert werden. Ferner ist es bekannt, dass Schneelasten auf einer Heckklappe zu Fehlauslösungen führen können, dies wird noch durch tiefe Temperaturen im Winter begünstigt, da bei tiefen Temperaturen die Gasdämpfer der Heckklappen schwächer werden und somit die Heckklappe sich aufgrund deren Eigengewicht etwas in Schließrichtung bewegt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Steuerung eines motorisch verschwenkbaren Karosserieteils für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art anzugeben, mittels welchem auf einfache und damit auf kostengünstige Weise Fehlauslösungen, die zu einem unbeabsichtigten automatischen Schließen des Karosserieteils, motorisch oder nicht motorisch führen würden, vermieden wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei einem solchen Verfahren wertet eine Steuereinheit ein Signal einer Sensoreinrichtung aus, mit der eine manuelle Betätigung des verschwenkbaren Karosserieteils erkennbar ist und steuert wenigstens in Abhängigkeit dieses einen Signals das Karosserieteil aus einer geöffneten Position in eine geschlossene Position motorisch oder nicht motorisch an, wobei erfindungsgemäß auf der Basis eines weiteren Signals wenigstens einer weiteren Sensoreinrichtung eine Plausibilisierung des einen Signals vorgenommen wird.
Damit wird eine offensichtlich falsche Anforderung einer elektrischen Schließbewegung einfach und relativ sicher erkannt und verhindert, indem immer Signale von mindestens zwei Sensoreinrichtung verwendet werden, wobei die weitere Sensoreinrichtung als plausibilisierender Sensor für das eine Signal verwendet wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist als weitere Sensoreinrichtung ein Timer vorgesehen, der bei Erreichen der geöffneten Position gestartet wird und nach einer vorgegebenen Zeitdauer ein Zeitsignal erzeugt, das mit dem ersten Signal mittels einer logischen UND-Funktion verknüpft wird. Damit wird verhindert, dass ein nach dem motorischen Öffnen des Karosserieteils ein Ausschwingen in der Endlage des Karosserieteils bzw. einer Heckklappe fälschlicherweise von der einen Sensoreinrichtung als manuelle Anforderung zum Schließen des Karosserieteils detektiert und damit sofort wieder zu einem Schließen desselben führen würde.
Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung als weitere Sensoreinrichtung einen Temperatursensor vorzusehen, der bei einem vorgegebenen Temperaturbereich ein Temperatursignal erzeugt, das mit dem ersten Signal mittels einer logischen UND-Funktion verknüpft wird. Damit ist es möglich, den Temperaturbereich so zu wählen, dass bei tiefen Außentemperaturen des Fahrzeugs kein weiteres Signal erzeugt wird, um dadurch zu verhindern, dass bei solchen Temperaturen, bei denen Gasdämpfer bspw. einer Heckklappe schwach sind und dadurch aufgrund des Eigengewichts einer solchen Heckklappe eine Bewegung in Schließrichtung erzeugt würde, eine motorische Schließbewegung eingeleitet wird oder im Falle eines Freischaltens der Antriebseinrichtung der Heckklappe diese nicht motorisch zufällt.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, bei einer Weiterbildung der Erfindung eine Antriebseinrichtung zur motorischen Verstellung des Karosserieteils vorzusehen, die als weitere Sensoreinrichtung einen Stromsensor aufweist, mit dem der Stromverlauf der Antriebseinrichtung beim motorischen Verschwenken des Karosserieteils aus der geschlossenen in die geöffnete Position als Kennlinie erfasst wird, um die erfasste Kennlinie mit einer Sollkennlinie mit Toleranzrahmen zu vergleichen, und bei einer Übereinstimmung ein Stromprofilsignal zu erzeugen, das mit dem ersten Signal mittels einer logischen UND-Funktion verknüpft wird.
Damit kann ausgeschlossen werden, dass eine mechanische Belastung des Karosserieteils, bspw. durch eine Schneelast auf einer Heckklappe als manuelle Anforderung zum Schließen detektiert wird. Nur wenn die erfasste Kennlinie in einem vorgegebenen Bereich verläuft, wird das Stromprofilsignal als Plausibilisierungssignal erzeugt.
Zur Detektion einer manuellen Anforderung zum Schließen des Karosserieteils wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das erste Signal von einem Belastungssensor erzeugt wird, der in einem Antriebsstrang des Karosserieteils angeordnet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild der Funktionseinheiten einer Antriebs- und Schließvorrichtung für eine Heckklappe eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
2 ein zur Antriebs- und Schließvorrichtung der Heckklappe nach 1 zugehöriges Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gemäß 1 ist eine Heckklappe 1 über einen Antriebsstrang 16, der ein Getriebe als auch eine Sensoreinrichtung, hier einen Belastungssensor 3 umfasst, mit einer Antriebseinheit 9 verbunden, um diese Heckklappe 1 sowohl aus einer offenen Endposition in eine Schließposition also auch umgekehrt von der Schließposition in die offene Endposition zu verstellen. Mit dem Heckklappe 1 ist eine Schließvorrichtung 10 verbunden, die mit einem Schlossgegenstück 11, das mit einem Karosserieteil des Fahrzeugs verbunden ist, beim Schließen der Heckklappe 1 in Eingriff kommt.
Das mit dem Karosserieteil des Fahrzeugs verbundene Schlossgegenstück 11 ist mit einer Zuziehhilfevorrichtung 12 ausgestattet, die von einem elektromotorischen Antrieb 13 über einen Antriebsstrang 20 betätigt wird. Die Steuereinheit 2 mit einer Speichereinrichtung 14 übernimmt neben der Steuerung der Antriebseinheit 9 der Heckklappe 1 über eine Steuer- und Datenleitung 17 auch die Steuerung des Antriebs 13 der Zuziehhilfevorrichtung 12 über eine Datenleitung 18. Ferner besteht auch eine Datenleitung 21 bzw. 19 zwischen der Steuereinheit 2 und der Schließvorrichtung 10 bzw. dem Schlossgegenstück 11 und der Zuziehhilfevorrichtung 12, um der Steuereinheit 2 den Schließvorgang anzeigende Schloss-Signale der Schließvorrichtung 10 oder Schaltersignale der Zuziehhilfevorrichtung 12 zu übermitteln.
Zum einen kann ein automatisches Schließen der Heckklappe aus der geöffneten Position mittels eines im Fahrgastraum angeordneten Tasters 8 ausgelöst werden, der über eine Datenleitung 23 mit der Steuereinheit 2 verbunden ist. Hierauf steuert die Steuereinheit 2 die Antriebseinheit 9 über die Datenleitung 17 so lange an, bis die mit der Heckklappe 1 verbundene Schließvorrichtung 10 in das Schlossgegenstück 11 eingreift und sich damit in einer sogenannten Vorrastposition oder Zwischenschließposition befindet. Aus dieser Zwischenschließposition wird die Heckklappe 1 mit Hilfe der Zuziehhilfevorrichtung 12 in eine verriegelte Hauptrastposition oder Endschließposition gezogen.
Zum anderen wird eine Schließbewegung durch manuelles Bewegen bzw. Drücken der Heckklappe 1 in Schließrichtung dadurch ausgelöst, dass ein entsprechender Druck im Antriebsstrang von dem Belastungssensor 3, der als Kraftsensor ausgebildet sein kann, detektiert wird. Der Belastungssensor 3 erzeugt hierauf ein entsprechendes Signal, das über eine Datenleitung 25 der Steuereinheit 2 zur Auswertung zugeführt wird, indem dieses Signal mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen und erst bei dessen Überschreiten ein Freigabesignal erzeugt wird.
Jedoch wird dieses Freigabesignal nur dann erzeugt, wenn zusätzlich bestimmte Bedingungen vorliegen, d. h. dieses Signal des Belastungssensors 3 wird mittels weiteren Signalen plausibilisiert, die von weiteren Sensoreinrichtungen erzeugt werden. Gemäß 2 sind dies neben dem Belastungssensor 3 ein Zeitsignal erzeugender Timer 4, ein Temperatursensor 5, sowie ein den Stromverlauf beim Öffnen der Heckklappe 1 detektierender Stromsensor 6. Die Signale dieser Sensoreinrichtungen 4, 5 und 6, einschließlich des Belastungssignals des Belastungssensors 3 werden in einer zugehörigen Auswerteschaltung 31, 41, 51 und 61 ausgewertet, die entsprechend dem Auswerteergebnis jeweils ein Signal an ein UND-Gatter 7 weiterleiten, an dessen Ausgang ein Freigabesignal S erzeugt wird, wenn die gewünschten plausibilisierenden Bedingungen vorliegen, wie im Folgenden anhand der 1 und 2 erläutert wird. Die mit 2 dargestellte logische Verknüpfung der Signale der Sensoreinrichtungen 3 bis 6 wird softwaremäßig in der Steuereinheit 2 realisiert.
Die das Signal des Belastungssensors 3 plausibilisierenden Bedingungen stellen sicher, dass keine Fehlauslösung durch die Steuereinheit 2 erfolgt, d. h. die Steuereinrichtung 2 steuert die Antriebseinheit 9 für eine Schließbewegung der Heckklappe nur dann an, wenn eine Bedienperson die Heckklappe 1 in Schließrichtung gedrückt hat.
Daher müssen die Fälle über vorgegebene Bedingungen ausgeschlossen werden, die dazu führen können, dass der Belastungssensor ein Signal liefert, obwohl von einer Bedienperson kein Anforderungsbefehl für eine Schließbewegung ausgelöst wurde.
Gemäß 2 wird das Signal des Belastungssensors 3 in einer Auswerteschaltung 31 ausgewertet, die das oben genannte Belastungssignal S1 erzeugt einem UND-Gatter 7 zugeführt, wenn das Signal den vorgegebenen Sollwert übersteigt und.
Ein erstes plausibilisierendes Signal liefert die Sensoreinrichtung 4, die als Timer ausgebildet ist und der von der Steuereinrichtung 2 gestartet wird, wenn die Heckklappe 1 durch die Antriebseinheit 9 in ihre obere Endposition verfahren wurde, also ihre geöffnete Position erreicht hat. Die Auswerteeinheit 41 des Timers 4 erzeugt ein Zeitsignal S2, wenn bspw. eine Zeitdauer von 3 s abgelaufen ist. Dadurch wird verhindert, dass ein „Schwingen” der Heckklappe 1 um deren Endlage nach dem Öffnen zur einer Schließanforderung führen könnte, die Heckklappe 1 also unvermittelt wieder schließt, da ein solches Schwingen ein Signal S1 des Belastungsensor 3 auslösen könnte. Damit ist erst nach Ablauf der vorgegebenen Zeitdauer eine manuelle Auslösung des Schließvorganges möglich.
Eine weitere plausibilisierende Bedingung betrifft die Außentemperatur des Fahrzeugs, die mittels des Temperatursensors 5 gemessen wird und in der nachfolgenden Auswerteschaltung 51 ausgewertet wird. Liegt der gemessene Temperaturwert oberhalb eines Sollwertes, wird ein Temperatursignal S3 erzeugt, das ebenfalls dem UND-Gatter 7 zugeführt wird. Dieser Temperatursensor 5 kann als separater Sensor über eine Datenleitung 22 mit dem Steuergerät 2 verbunden oder direkt in dem Steuergerät 2 implementiert sein. Ferner besteht die Möglichkeit, das Temperatursignal eines Sensors der Klimaanlage des Fahrzeugs über den CAN-Bus 24 der Steuereinheit 2 zur Verfügung zu stellen.
Da bei tiefen Temperarturen die Gasdämpfer von Heckklappen schwach werden, ist es nicht auszuschließen, dass durch das Eigengewicht der Heckklappe 1 diese sich direkt nach dem Öffnen etwas in Schließrichtung bewegt und dadurch ein eine Schließanforderung anzeigendes Signal des Belastungssensors 3 erzeugt werden könnte, wobei die Schließanforderung jedoch nicht manuell ausgelöst wurde. Mit dieser Temperaturbedingung wird verhindert, dass bei tiefen Temperaturen die Heckklappe 1 nach dem Öffnen sofort wieder in die geschlossene Position verschwenkt wird.
Schließlich liefert die als Stromsensor ausgebildete Sensoreinrichtung 6 ein letztes plausibilisierendes Signal. Dieser Stromsensor 6 misst den Stromverlauf während des motorischen Öffnens der Heckklappe 1. Diese Ist-Kennlinie wird in der Auswerteeinheit 61 mit einer in einem Kennlinienspeicher 15 der Steuereinheit 2 abgelegten Sollkennlinie mit Toleranzrahmen vergleichen, um bei einer Übereinstimmung ein Stromprofilsignal 54 zu erzeugen, das ebenso dem UND-Gatter 7 zugeführt wird.
Liegen alle vorgegebenen plausibilisierenden Bedingung vor, liegt am Ausgang des UND-Gatters 7 das Freigabesignal S an, das zu einer Ansteuerung der Antriebseinheit 9 derart führt, dass die Heckklappe 1 aus der geöffneten Position motorisch in die geschlossene Position verschwenkt wird. Damit ist sichergestellt, dass nur bei Vorliegen einer manuellen Schließanforderung, also wenn tatsächlich eine Bedienperson durch Druck auf die Heckklappe deren Schließen wünscht, eine motorische, also eine elektrische Schließbewegung eingeleitet wird.
Der die Antriebseinheit 16 mit der Heckklappe 1 verbindenden Antriebsstrang 16 kann auch so ausgeführt sein, dass aufgrund einer manuellen Betätigungsanforderung der Antriebsstrang 16 bzw. die Antriebseinheit 9 freigeschaltet wird, so dass zwischen der Antriebseinheit 9 und der Heckklappe 1 keine Wirkverbindung besteht, bzw. die Antriebsachse der Antriebseinheit 9 frei mitläuft. Dadurch wird ein manuelles Schließen des Heckdeckels 1 durch eine Bedienperson ermöglicht. In einem solchen Fall bewirkt das Freigabesignal S das Freischalten des Antriebsstrangs 16 bzw. der Antriebseinheit 9.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für die elektromotorische Verstellung von Heckklappen von Fahrzeugen geeignet, sondern kann für das Schließen von Klappen im allgemeinen Sinn eingesetzt werden, also sowohl für Kofferraumdeckel, Motorraumklappen oder Laderaumklappen als auch für Türen, wie Seitentüren, Hecktüren oder Schiebetüren.
Bezugszeichenliste

1: Karosserieteil, Heckklappe
2: Steuereinheit
3: Sensoreinrichtung, Belastungssensor
4: Timer
5: Temperatursensor
6: Stromsensor
7: UND-Gatter
8: Taster
9: Antriebseinheit für die Heckklappe 1
10: Schließvorrichtung
11: Schlossgegenstück für die Schließvorrichtung 10
12: Zuziehhilfevorrichtung
13: Antrieb für die Zuziehhilfevorrichtung 12
14: Speichereinheit der Steuereinheit 2
15: Kennlinienspeicher
16: Antriebsstrang für Heckklappe 1
17: Steuer- und Datenleitung für Antriebseinheit 9
18: Steuer- und Datenleitung für Antrieb 13
19: Datenleitung für Schlossgegenstück 11 und Zuziehhilfevorrichtung 12
20: Antriebsstrang für Zuziehhilfevorrichtung 12
21: Datenleitung für Schließvorrichtung 10
22: Datenleitung für Temperatursensor 5
23: Datenleitung für Taster 8
24: CAN-Datenbus
25: Datenleitung für Sensoreinrichtung 3
31: Auswerteeinheit für Sensoreinrichtung 3
41: Auswerteeinheit für Timer 4
51: Auswerteeinheit für Temperatursensor 5.
61: Auswerteeinheit für Stromsensor 6.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10117933 A1 [0002]
DE 4140197 A1 [0003]
DE 102004052590 B4 [0004]

Claims

Verfahren zur Steuerung eines motorisch verschwenkbaren Karosserieteils (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Heckklappe, bei dem eine Steuereinheit (2) ein Signal (S1) einer Sensoreinrichtung (3) auswertet, mit der eine manuelle Betätigung des verschwenkbaren Karosserieteils (1) erkennbar ist und bei dem wenigstens in Abhängigkeit des einen Signals (S1) das Karosserieteil (1) aus einer geöffneten Position in eine geschlossene Position motorisch oder nicht motorisch gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis eines weiteren Signals (S2, S3, S4)) wenigstens einer weiteren Sensoreinrichtung (3, 4, 5, 6) eine Plausibilisierung des einen Signals (S1) vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Sensoreinrichtung ein Timer (4) vorgesehen ist, der bei Erreichen der geöffneten Position gestartet wird und nach einer vorgegebenen Zeitdauer ein Zeitsignal (S2) erzeugt, das mit dem einen Signal (S1) mittels einer logischen UND-Funktion (7) verknüpft wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Sensoreinrichtung ein Temperatursensor (5) vorgesehen ist, der bei einem vorgegebenen Temperaturbereich ein Temperatursignal (S3) erzeugt, das mit dem einen Signal (S1) mittels einer logischen UND-Funktion (7) verknüpft wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Antriebseinrichtung (9) zur motorischen Verstellung des Karosserieteils (1) vorgesehen ist, die als weitere Sensoreinrichtung einen Stromsensor (6) aufweist, mit dem der Stromverlauf der Antriebseinrichtung (9) beim motorischen Verschwenken des Karosserieteils (1) aus der geschlossenen in die geöffnete Position als Kennlinie erfasst wird, – die erfasste Kennlinie mit einer Sollkennlinie mit Toleranzrahmen verglichen wird, und – bei einer Übereinstimmung ein Stromprofilsignal (S4) erzeugt wird, das mit dem einen Signal (S1) mittels einer logischen UND-Funktion (7) verknüpft wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Signal (S1) von einem Belastungssensor (3) erzeugt wird, der in einem Antriebsstrang (16) des Karosserieteils (1) angeordnet ist.