DE102009043037B4

DE102009043037B4 - Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit einer einklemmüberwachten Heckklappe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009043037B4
Application number: DE200910043037
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Jürgen (FH) Hartmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2029-09-26
Also published as: DE102009043037A1

Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit (2) einer einklemmüberwachten Heckklappe (1) eines Kraftfahrzeugs bei welchem im Einklemmfall mittels eines mit der Antriebseinheit (2) gekoppelten Einklemmschutzsteuergerätes (3) eine Schließbewegung der Heckklappe (1) in Abhängigkeit eines eine Einklemmkraft vorgebenden Einklemmparameters gestoppt und/oder reversiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Einklemmparameter in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) derart eingestellt wird, dass bei fahrendem Fahrzeug die Einklemmkraft, bei der eine Schließbewegung gestoppt und/oder reversiert wird, auf das maximale Drehmoment der Antriebseinheit (2) erhöht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit einer einklemmüberwachten Heckklappe eines Kraftfahrzeugs gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In modernen Fahrzeugen sind Türen, Fenster, Schiebedächer, Klappen, insbesondere Heckklappen mit elektrischen Stellantrieben ausgestattet, die in der Regel auch einen Einklemmschutz aufweisen. Zur Erkennung eines Einklemmfalls sind verschiedenartige Verfahren bekannt. So können Informationen, die ein mögliches Einklemmen erkennen lassen, aus Betriebsdaten der Stelleinheit bzw. der Antriebseinheit abgeleitet werden, bspw. durch Überwachen des Motorstroms oder des von dem Motor abgegebenen Drehmoments, die beide im Einklemmfall ansteigen. Daneben gibt es auch kontaktbehaftete oder kapazitive Verfahren, die mittels eines Sensors den Kontakt mit dem zu erkennenden Gegenstand detektieren, bzw. mittels eines Näherungssensors arbeiten.
Aus der DE 196 15 123 C1 ist ein Verfahren zur elektronischen Überwachung eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs für ein Schiebedach- oder ein Fensterhebesystem bekannt, bei dem ein Tachosignal als Fahrzeuggeschwindigkeitssignal zur Einstellung eines Grenzwertes für eine Schließkraftbegrenzung verwendet wird, um durch Rüttelbewegungen aufgrund unebener Fahrbahnen ausgelöste Fehlauslösungen zu verhindern.
Ferner ist aus der DE 10 2006 029 460 A1 eine Steuerung für eine Schließvorrichtung, insbesondere für ein mit einem Antrieb versehenes Fenster, eine Schiebedach-Öffnungs-/Schließvorrichtung Oder eine Schiebetür-Öffnungs-/Schließvorrichtung mit einer einen Einklemmschutz aufweisenden Antriebseinrichtung bekannt. Zur Realisierung eines Einklemmschutzes ist eine Störerfassungseinrichtung vorgesehen, die die Änderungsrate der Drehzahl des Antriebs bestimmt, diese Änderungsrate mit einem Grenzwert vergleicht und einen Einklemmfall detektiert, wenn dieser Grenzwert von der Änderungsrate überschritten wird. Dieser Grenzwert wird in Abhängigkeit der Änderungsrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Bei stehendem Fahrzeug wird ein erster Grenzwert eingestellt. Bleibt bei fahrendem Fahrzeug der Fahrzeuggeschwindigkeitswert unter einem vorgegebenen Wert, wird der Grenzwert auf einen zweiten niedrigeren Schwellwert eingestellt, überschreitet dagegen der Fahrzeuggeschwindigkeitswert den vorgegebenen Wert und erreicht die Änderungsrate einen vorbestimmten Störschwellenwert, wird der Grenzwert weiter auf einen dritten Schwellwert erniedrigt. Damit soll eine Fehlauslösung des Einklemmschutzes aufgrund einer unebenen Straße verhindert werden, da die durch solche Unebenheiten der Straße erzeugten Trägheitskräfte fälschlicherweise als Einklemmfall detektiert werden können.
Bei einem strombasierten Einklemmschutz wird der Betriebsstrom der Antriebseinheit überwacht, indem entweder dessen Werte Oder dessen Stromgradient laufend mit einem in einem Steuergerät hinterlegten Schwellwert als Einklemmschutzparameter verglichen wird. Ein Einklemmfall wird detektiert, wenn der Betriebsstrom oder dessen Stromgradient den vorgegebenen Schwellwert erreicht bzw. überschreitet.
Solche Verfahren sind sehr empfindlich und schützen den Nutzer effektiv vor Verletzungen. Nachteilig ist dabei, dass es leicht zu Fehlauslösungen in unterschiedlichen Fahrzeugsituationen kommen kann. So kann bspw. nicht ausgeschlossen werden, dass eine Schließbewegung während des Anfahrens des Fahrzeugs unterbrochen wird, da fälschlicherweise aufgrund des Anfahrens, möglicherweise auch aufgrund von dabei überfahrenen Bodenwellen ein Einklemmfall detektiert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, das in allen Fahrsituation des Fahrzeugs zuverlässig Fehlauslösungen bei Heckklappen vermeidet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei einem solchen Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit einer einklemmüberwachten Heckklappe eines Kraftfahrzeugs, bei welchem im Einklemmfall mittels eines mit der Antriebseinheit gekoppelten Einklemmschutzsteuergerätes eine Schließbewegung der Heckklappe in Abhängigkeit eines eine Einklemmkraft vorgebenden Einklemmparameters gestoppt und/oder reversiert wird, wird erfindungsgemäß der Einklemmparameter in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit derart eingestellt, dass bei fahrendem Fahrzeug die Einklemmkraft auf das maximale Drehmoment der Antriebseinheit erhöht wird, bei der eine Schließbewegung gestoppt und/oder reversiert wird.
Mit einem solchen erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, dass bei Schließen einer Heckklappe der Einklemmschutz vollständig deaktiviert ist, so dass bei fahrendem Fahrzeug die Empfindlichkeit geringer als bei stehendem Fahrzeug ist.
Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, wenn der Einklemmparameter in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur des Fahrzeugs eingestellt wird. So kann auch bei schwankenden Umgebungstemperaturen eine Fehlauslösung verhindert werden, da bspw. die Schwergängigkeit bei tiefen Temperaturen berücksichtigt werden kann.
In gleicher Weise vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Einklemmparameter in Abhängigkeit der Fahrzeugneigung des Fahrzeugs eingestellt wird, da die in Schließrichtung wirkende Schwerkraft der Heckklappe auch von der Fahrzeugneigung abhängt.
Gemäß einer besonderen Weiterbildung der Erfindung werden die fahrzeuggeschwindigkeitsspezifischen Einklemmparameter als Kennlinien in dem Einklemmschutzsteuergerät hinterlegt. Damit ist eine einfache Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels Software möglich, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich wäre.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt dadurch realisiert werden, dass als Einklemmparameter Betriebsstrom-Schwellwerte bestimmt werden, deren Überschreiten durch den Betriebsstrom der Antriebseinheit als Einklemmfall detektiert wird. Vorzugsweise können als Einklemmparameter auch Betriebsstromgradienten-Schwellwerte bestimmt werden, deren Überschreiten durch den Gradienten des Betriebsstroms der Antriebseinheit als Einklemmfall detektiert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die einzige Figur ausführlich beschrieben. Diese Figur zeigt ein Blockschaltbild der Funktionseinheiten einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gemäß dieser einzigen Figur ist eine Heckklappe 1 über einen Antriebsstrang 16, ggf. mit einem Getriebe mit einer Antriebseinheit 2 verbunden, um diese Heckklappe 1 sowohl aus einer offenen Endposition in eine Schließposition als auch umgekehrt von der Schließposition in die offene Endposition zu verstellen. Die Antriebseinheit 2 ist über eine Steuer- und Datenleitung 17 mit einem Steuergerät 3 verbunden, das u. a auch einen Einklemmschutz durchführt und deshalb nachfolgend als Einklemmschutzsteuergerät bezeichnet wird. Mit der 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. Das Einklemmschutzsteuergerät 3 mit einer Kennfeldspeichereinrichtung 15 übernimmt neben der Steuerung der Antriebseinheit 2 der Heckklappe 1 über die 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 dem Einklemmschutzsteuergerät 3 und der Schließvorrichtung 10 bzw. dem Schlossgegenstück 11 und der Zuziehhilfevorrichtung 12, um dem Einklemmschutzsteuergerät 3 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 dem Einklemmschutzsteuergerät 2 verbunden ist. Hierauf steuert dieses Einklemmschutzsteuergerät 3 die Antriebseinheit 2 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.
Während der Schließbewegung aus der offenen Position in die Vorrastposition wird mittels eines Stromsensors 6 der Betriebsstrom der Antriebseinheit, in der Regel ein Gleichstrommotor, detektiert und die Stromwerte zur Auswertung dem Einklemmschutzsteuergerät 3 über die Steuer- und Datenleitung 17 zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig werden über einen CAN-Datenbus 9 weitere Zustandsgrößen des Fahrzeug und die Umgebungstemperatur T des Fahrzeugs dem Einklemmschutzsteuergerät 3 übermittelt. Die Zustandsgrößen des Fahrzeugs sind die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Neigungswinkel α des Fahrzeugs. Die Umgebungstemperatur T sowie der Neigungswinkel α können auch alternativ direkt von entsprechenden Sensoren, wie einem Neigungssensor 4 und einem Temperatursensor 5 über eine Datenleitung 14 bzw. 22 dem Einklemmschutzsteuergerät 3 geliefert werden.
In dem Kennlinienspeicher 15 des Einklemmschutzsteuergerätes 2 sind Kennlinien mit Einklemmschutzparameter hinterlegt, wobei die Parameter der Kennlinien abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit v und/oder der Umgebungstemperatur T und/oder dem Neigungswinkel α abhängen.
Im einfachsten Fall sind zwei Kennlinien hinterlegt, die sich nur dadurch unterscheiden, ob das Fahrzeug steht oder mit einer Geschwindigkeit v > 0 angefahren ist. Während der Schließbewegung wird also gleichzeitig die Fahrzeuggeschwindigkeit geprüft. Falls während der Schließbewegung eine Geschwindigkeit v > 0 detektiert wird, führt dies dazu, dass das Einklemmschutzsteuergerät 3 die Antriebseinheit 2 mit derjenigen Kennlinie ansteuert, deren Einklemmparameter einer größeren zulässigen Einklemmkraft entspricht als bei einem stehenden Fahrzeug.
Darüber hinausgehend kann für jeden Geschwindigkeitsbereich eine spezifische Kennlinie hinterlegt werden, so dass mit zunehmender Geschwindigkeit auch die zulässige Einklemmkraft zunimmt.
Es ist auch möglich für den Fall einer Geschwindigkeit v > 0 eine Kennlinie zu fahren, mit der die zulässige Einklemmkraft auf das maximale Drehmoment der Antriebseinheit 2 eingestellt wird, d. h. dass der Einklemmschutz vollständig deaktiviert wird. So kann sichergestellt werden, dass eine beim Anfahren des Fahrzeugs offene Heckklappe immer zuverlässig geschlossen, also der Schließvorgang nicht abgebrochen wird.
Schließlich können in dem Kennlinienspeicher 15 des Einklemmschutzsteuergeräts 2 nicht nur fahrzeuggeschwindigkeitsspezifische Kennlinien hinterlegt werden, sondern auch Kennlinien, die neben der Fahrzeuggeschwindigkeit v als Parameter auch die Umgebungstemperatur T des Fahrzeugs und/oder die Fahrzeugneigung α als Parameter aufweisen.
Mit der Hinterlegung solcher Kennlinien kann der Einklemmschutz beim stehenden Fahrzeug sehr empfindlich ausgelegt werden, während bei fahrendem Fahrzeug eine unempfindlichere Einstellung des Einklemmschutzes erfolgt oder sogar eine vollständige Deaktivierung möglich ist. Damit wird eine maximale Verfügbarkeit der Heckklappe 1 bei gleichzeitig optimalen Einklemmschutz erreicht.
Als einklemmkraftproportionale Größe wird, wie bereits oben ausgeführt, der Betriebsstrom überwacht, und zwar entweder der aktuelle Wert des Betriebsstroms oder dessen Gradienten. Es werden als Einklemmparameter Betriebsstrom-Schwellwerte bestimmt, deren Überschreiten durch den Betriebsstrom der Antriebseinheit als Einklemmfall detektiert wird, oder wenn der Stromgradient des Betriebsstroms überwacht wird, werden als Einklemmparameter Betriebsstromgradienten-Schwellwerte bestimmt, deren Überschreiten durch den Gradienten des Betriebsstroms der Antriebseinheit dann als Einklemmfall detektiert wird.
Die Realisierung erfolgt ausschließlich durch Software in dem Einklemmschutzsteuergerät 3, also ohne zusätzliche Hardware, wobei bereits in optimaler Weise die erforderlichen Daten, wie die Fahrzeuggeschwindigkeit v, Umgebungstemperatur T und Fahrzeugneigung α bereits im Fahrzeug zur Verfügung stehen und über den CAN-Datenbus 9 dem Einklemmschutzsteuergerät 3 zugeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für die elektromotorische Verstellung von einklemmüberwachten 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: Antriebseinheit für die Heckklappe 1
3: Einklemmschutzsteuergerät
4: Neigungssensor
5: Temperatursensor
6: Stromsensor
8: Taster
9: CAN-Datenbus
10: Schließvorrichtung
11: Schlossgegenstück für die Schließvorrichtung 10
12: Zuziehhilfevorrichtung
13: Antrieb für die Zuziehhilfevorrichtung 12
14: Datenleitung für Neigungssensor 4
15: Kennlinienspeicher
16: Antriebsstrang für Heckklappe 1
17: Steuer- und Datenleitung für Antriebseinheit 2
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

Claims

Verfahren zur Steuerung einer Antriebseinheit (2) einer einklemmüberwachten Heckklappe (1) eines Kraftfahrzeugs bei welchem im Einklemmfall mittels eines mit der Antriebseinheit (2) gekoppelten Einklemmschutzsteuergerätes (3) eine Schließbewegung der Heckklappe (1) in Abhängigkeit eines eine Einklemmkraft vorgebenden Einklemmparameters gestoppt und/oder reversiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Einklemmparameter in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) derart eingestellt wird, dass bei fahrendem Fahrzeug die Einklemmkraft, bei der eine Schließbewegung gestoppt und/oder reversiert wird, auf das maximale Drehmoment der Antriebseinheit (2) erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einklemmparameter in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur (T) des Fahrzeugs eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einklemmparameter in Abhängigkeit der Fahrzeugneigung (α) des Fahrzeugs eingestellt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeuggeschwindigkeitsspezifischen Einklemmparameter als Kennlinien in dem Einklemmschutzsteuergerät (3) hinterlegt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Einklemmparameter Betriebsstrom-Schwellwerte bestimmt werden, deren Überschreiten durch den Betriebsstrom der Antriebseinheit (2) als Einklemmfall detektiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Einklemmparameter Betriebsstromgradienten-Schwellwerte bestimmt werden, deren Überschreiten durch den Gradienten des Betriebsstroms der Antriebseinheit (2) als Einklemmfall detektiert wird.