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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung eines Antriebs eines Klappenelements eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Heckklappe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Automatische Klappenelemente eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Heckklappen, die mittels einer elektromotorischen Antriebseinheit geöffnet und geschlossen werden, sind allgemein bekannt.
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Dabei wird unter dem Begriff „Klappenelement” nicht nur eine Heckklappe, verstanden, sondern auch ein Kofferraumdeckel, eine Motorraumklappe, eine Laderaumklappe und dgl.
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Aus der
DE 103 23 077 A1 ist ein gattungsbildendes Verfahren bekannt, bei dem die Endposition einer Öffnungsstellung einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs benutzerabhängig variabel vorgegeben werden kann. Bei diesem bekannten Verfahren ist es vorgesehen, in einem Einstellmodus die Heckklappe vom Bediener manuell in die als Endlage gewünschte Öffnungsposition bewegen zu lassen und durch Betätigen eines Einstellelementes das Abspeichern dieser Endlage zu veranlassen, so dass bei einer späteren Auslösung eines Öffnungsvorganges der Heckklappe dieser abgespeicherte Wert abgerufen werden kann, um die Heckklappe in eine dieser Endlage entsprechenden Öffnungsposition zu verstellen.
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Nachteilig bei diesem bekannte Verfahren ist jedoch, dass aufgrund von Umgebungsbedingungen, insbesondere der Umgebungstemperatur die Situation eintreten kann, dass die tatsächliche Endlage einer Öffnungsposition, die auf der Basis der gespeicherten Endlage erreicht wird, nicht der gespeicherten Endlage entspricht.
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Die Ursache hierfür besteht darin, dass die Eigenschaften der mechanischen Komponenten erheblich von der Umgebungstemperatur abhängen. So werden bspw. Gasdruckdämpfer verbaut, deren Kraft von der Umgebungstemperatur abhängig ist. Weiterhin hat die Öffnungsmechanik der Heckklappe ein Spiel, das auch von der Umgebungstemperatur abhängig sein kann. Dies soll anhand folgender Beispiele im Zusammenhang mit 2 erläutert werden.
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Die in 2 schematisch dargestellte Position 1 einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs entspricht bspw. der programmierten Position, also der Endlage die bei einer ersten Umgebungstemperatur von –10°C (T1) abgespeichert wird, bspw. in einem Steuergerät für die Heckklappe. Befindet sich das Fahrzeug anschließend in einer wärmeren Umgebung, bspw. in einer Garage mit einer zweiten Umgebungstemperatur von +20°C (T2), und wird dann geöffnet, fährt die Heckklappe in eine höhere Öffnungsposition, nämlich in eine der Position 2 gemäß 2 entsprechenden Endlage. Bei dieser Situation ist die zweite Umgebungstemperatur T2 größer als die erste Umgebungstemperatur T1, d. h. die Gasdruckdämpfer haben sich erwärmt, wodurch diese auf die Heckklappe stärker nach oben drücken, als im Zeitpunkt der ersten Umgebungstemperatur, zu dem auch die in diesem Zeitpunkt eingestellte Endlage abgespeichert wurde. Infolgedessen wird auch das mechanische Spiel vollkommen überdruckt. Im Ergebnis hat sich die Heckklappe weiter geöffnet als der gespeicherten Endlage entsprechen würde. Die entstehende Differenz kann, je nach mechanischem Spiel, mehrere Zentimeter betragen. Dies kann bspw. dazu führen, dass bei einem in einer Garage geparkten Fahrzeug die Heckklappe an der Garagendecke anschlägt.
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Gemäß einem weiteren Beispiel soll die in 2 dargestellte Position 1 bei einer Umgebungstemperatur von 20°C (T1) eingestellt und die entsprechende Endlage abgespeichert sein. Sinkt nun die Umgebungstemperatur bspw. auf –10°C (T2) und wird dann nach einer längeren Zeitdauer ein Öffnungsvorgang der Heckklappe ausgelöst, erreicht diese nicht mehr die Endlage, die der bei der Umgebungstemperatur T1 gespeicherten Endlage entspricht, die Heckklappe öffnet nur bis in die in 2 gezeigte Position 3. Die Ursache liegt hauptsächlich in den abgekühlten Gasdruckdämpfern, die dadurch mit weniger Kraft nach oben drücken und dadurch die Heckklappe im Vergleich zur gespeicherten Endlage weniger öffnet. Die Differenz kann, je nach mechanischem Spiel ebenfalls mehrere Zentimeter ausmachen, was insbesondere aus Sicht des Nutzers störend empfunden werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die oben angeführten Nachteile vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch folgende Verfahrensschritte aus:
- a) Speichern der Endlage, insbesondere der der eingestellten Öffnungsstellung entsprechenden Endlage mit der aktuellen Umgebungstemperatur zu einem ersten Zeitpunkt,
- b) Verstellen des Klappenelements zu einem späteren zweiten Zeitpunkt in die Öffnungsstellung mit einer korrigierten Endlage, die in Abhängigkeit der Temperaturdifferenz zwischen der im zweiten Zeitpunkt erfassten Umgebungstemperatur und der im ersten Zeitpunkt gespeicherten Umgebungstemperatur bestimmt wird, und
- c) Speichern der korrigierten Endlage mit der zum zweiten Zeitpunkt erfassten Umgebungstemperatur.
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Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist die die aktuelle Endlage der Öffnungsposition eines Klappenelements immer abhängig von der aktuellen Umgebungstemperatur sowie von der Umgebungstemperatur im Zeitpunkt der letzten Speicherung der Endlage, wobei die eingestellte Endlage über den gesamten relevanten Temperaturbereich mit der tatsächlich erreichten Öffnungsposition im Wesentlichen übereinstimmt.
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Vorzugsweise wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Verfahren derart durchgeführt, dass die zum zweiten Zeitpunkt bestimmte korrigierte Endlage mittels eines Korrekturfaktors aus der im ersten Zeitpunkt gespeicherten Endlage bestimmt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei den Korrekturfaktor in Abhängigkeit des Vorzeichens aus der Differenz der zweiten und der ersten Umgebungstemperatur zu bestimmen, da es sich als vorteilhaft gezeigt hat, bei einem unter dem Wert der im zweiten Zeitpunkt erfassten Umgebungstemperatur liegenden im ersten Zeitpunkt erfassten Umgebungstemperatur den Korrekturfaktor tendenziell kleiner zu wählen. Im umgekehrten Fall, wenn also der Wert der Umgebungstemperatur im ersten Zeitpunkt größer als der Wert der im zweiten Zeitpunkt erfassten Umgebungstemperatur ist, wird der Korrekturfaktor tendenziell größer gewählt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Korrekturfaktor in Abhängigkeit des Betrages der Differenz der zweiten und der ersten Umgebungstemperatur bestimmt. Somit können mehrere Korrekturfaktoren bestimmt werden, um eine möglichst Kompensation von Temperaturschwankungen zu erzielen.
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Vorteilhaft ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, wenn der ermittelte Korrekturfaktor oder die ermittelten Korrekturfaktoren in der Steuereinheit hinterlegt wird bzw. werden. So können nach Ermittlung der Temperaturdifferenz, also sowohl dessen Betrages als auch dessen Vorzeichens den entsprechende Korrekturfaktor abgerufen werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Korrekturfaktor bzw. werden die Korrekturfaktoren in Messreihen ermittelt. Insbesondere werden diese in Abhängigkeit der Art des verwendeten Antriebs ermittelt, wodurch auch das mechanische Spiel verschiedener Antriebe berücksichtigt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 ein schematisches Ablaufdiagramm als Ausführungsbeispiel zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
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2 eine schematische Darstellung von unterschiedlichen Öffnungspositionen einer Heckklappe zur Beschreibung des Standes der Technik.
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Das im Folgenden zu beschreibende erfindungsgemäße Verfahren wird im Zusammenhang mit einem Öffnungs- und Schließsystem zum elektromotorischen Öffnen und Schließen eines Heckdeckels eines Kraftfahrzeugs mittels eines Elektroantriebs erläutert, wobei bei diesem Öffnungs- und Schließsystem der Fahrer oder ein Nutzer die Endlage der Öffnungsposition des Heckdeckels gemäß der eingangs beschriebenen
DE 103 23 077 A1 einstellen kann.
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Dieser Wert E der eingestellten Endlage des Heckdeckels wird gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens mit derjenigen Umgebungstemperatur T1 gespeichert, die zum Zeitpunkt der Einstellung des Heckdeckels auf den gewünschten Wert vorliegt.
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Wird zu einem späteren Zeitpunkt durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs oder durch einen Nutzer mittels eines Betätigungselementes eine Betätigungsanforderung zum Einleiten eines Öffnungsvorganges des Heckdeckels erzeugt, wird ein aktueller Temperaturwert T2 der Umgebungstemperatur in einem ersten Schritt S1 gemäß 1 erfasst und in einem weiteren Schritt S2 sowohl der aktuell gespeicherte Wert E der Endlage als auch der im Zeitpunkt der Speicherung dieses Wertes erfasste Temperaturwert T1 ausgelesen.
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In einem Vergleichschritt S3 werden die beiden Temperaturwerte T1 und T2 verglichen.
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Falls der aktuell erfasste Temperaturwert T2 größer als der ausgelesene Temperaturwert T1 ist, wird in eine Schleife mit Schritten S41 bis S43 verzweigt, um in Abhängigkeit des Betrages der Temperaturdifferenz |T2 – T1| verschiedene Korrekturfaktoren K11 bis K14 in den Schritten S61 bis S64 zu bestimmen. Wie in der Beschreibungseinleitung im Zusammenhang mit 2 erläutert, würde in diesem Fall die Heckklappe tendenziell weiter öffnen als es der gespeicherten Endlage entsprechen würde. Daher werden in diesem Fall die Korrekturfaktoren kleiner als 1 sein müssen, um sicherzustellen, dass die Heckklappe nicht zu weit öffnet, also nur bis zu der vom Benutzer eingestellten Endlage öffnet.
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Damit ergeben sich für die mittels Messreihen ermittelten Korrekturfaktoren folgende Werte:
- – T1 < T2 und |T2 – T1| < 5°C:K11 = 1
- – T1 < T2 und 5°C ≤ |T2 – T1| < 10°C:K12 = 0,97
- – T1 < T2 und 5°C ≤ |T2 – T1| < 10°C:K13 = 0,97
- – T1 < T2 und 20°C ≤ |T2 – T1|:K14 = 0,88
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Dabei ist der Korrekturwert K14 der maximal kleinste Korrekturwert.
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Im anderen Fall, wenn der aktuell erfasste Temperaturwert T2 kleiner als der ausgelesene Temperaturwert T1 ist, wird in eine Schleife mit Schritten S51 bis S53 verzweigt, um in Abhängigkeit des Betrages der Temperaturdifferenz |T2 – T1| verschiedene Korrekturfaktoren K21 bis K24 in den Schritten S71 bis S74 zu bestimmen. Wie in der Beschreibungseinleitung im Zusammenhang mit 2 erläutert, würde in diesem Fall die Heckklappe tendenziell weniger weit öffnen als es der gespeicherten Endlage entsprechen würde. Daher werden in diesem Fall die Korrekturfaktoren größer als 1 sein müssen, um sicherzustellen, dass die Heckklappe die tatsächlich eingestellte Endlage erreicht.
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Damit ergeben sich für die mittels Messreihen ermittelten Korrekturfaktoren folgende Werte:
- – T1 > T2 und |T2 – T1| < 5°C:K21 = 1
- – T1 > T2 und 5°C ≤ |T2 – T1| < 10°C:K22 = 1,02
- – T1 > T2 und 5°C ≤ |T2 – T1| < 10°C:K23 = 1,05
- – T1 > T2 und 20°C ≤ |T2 – T1|:K24 = 1,11
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Dabei ist der Korrekturwert K24 der maximal größte Korrekturwert.
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Unterschreitet der Betrag |T2 – T1| einen typischen Wert, hier bspw. 5°C, so erhält der Korrekturfaktor den Wert 1, d. h. der Wert E der Endlage wird nicht korrigiert.
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Überschreitet der Betrag |T2 – T1| eine typischen Wert, hier bspw. 20°C, so erhält der Korrekturfaktor einen minimalsten bzw. maximalen Wert, dieser beträgt bspw. bei dem Korrekturfaktor K14 = 0,88 bzw. bei dem Korrekturfaktor K24 = 1,11.
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Diese Korrekturwerte K11 bis K24 sind in einer den Antrieb des Heckdeckels ansteuernden Steuereinheit oder in einem Steuergerät als Kennfeld abgelegt und werden entsprechend der in den Schritten S41 bis S43 bzw. S51 bis S53 festgestellten Differenz |T2 – T1| ausgelesen und ein neuer Wert E in den Schritten S61 bis S64 bzw. S71 bis S74 aus dem gespeicherten Wert E mittels des bestimmten Korrekturwertes Kij (i = 1, 2; j = 1, ... 4) ermittelt. Dieser neu bestimmte Wert E der Endlage wird wieder als aktueller Wert E in diesen gemäß diesen Schritten S61 bis S64 bzw. S71 bis S74 zusammen mit dem aktuellen Temperaturwert T2 gespeichert und gemäß einem anschließenden Schritt 8 mit diesem Wert der Öffnungsvorgang der Heckklappe durchgeführt, so dass die erreichte Endlage dem von dem Fahrer oder einem Nutzer eingestellten Wert entspricht.
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Für einen nächsten Betätigungsvorgang werden die zuletzt gespeicherten Werte für die Endlage E und die Umgebungstemperatur T1 zur Berechnung eines neuen Korrekturfaktors und eines daraus ermittelten neuen Endwertes E auf der Basis der dann vorliegenden Umgebungstemperatur T2 verwendet.
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Dies wird so lange durchgeführt, bis der Fahrer oder ein Nutzer eine neue Einstellung der Endlage einer Öffnungsstellung des Heckdeckels durchführt, so dass dann dieser Wert E mit der dann aktuellen Umgebungstemperatur T1 als neues Wertepaar für nachfolgende Betätigungsvorgänge gespeichert wird.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet 8 Korrekturfaktoren. Je nach Bedarf können die Bereiche der Temperaturdifferenz auch so eingeteilt werden, dass weniger oder mehr Korrekturfaktoren erforderlich werden.
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Die Korrekturfaktoren werden an einem Öffnungs- und Schließsystem eines Heckdeckels im Rahmen von Messreihen ermittelt und in einem Kennfeld des zugehörigen Steuergerätes abgelegt. Die Korrekturfaktoren werden sowohl aus an unterschiedlichen Fahrzeugtypen durchgeführten Messreihen ermittelt als auch mit unterschiedlichen Antriebskonzepten für die elektromotorischen Antriebe solcher Heckdeckel, bei denen auch das mechanische Spiel unterschiedlich ist. Somit werden mit den aus solchen Messreihen ermittelten Korrekturfaktoren auch das jeweilige mechanische Spiel dieser verschiedenen Antriebskonzepte berücksichtigt.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel geht von einem Antriebskonzept für ein Klappenelement eines Kraftfahrzeugs aus, dessen Öffnungsvorgang von einer Gasdruckfeder unterstützt wird, deren Kennlinie sehr temperaturabhängig ist und zu den beschriebenen Korrekturfaktoren führt. Die Erfindung ist natürlich auch auf andere Antriebssysteme anwendbar, bei denen möglicherweise der bei der Temperaturrelation T1 < T2 der Korrekturfaktor nicht immer kleiner als 1 sein muss.
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Schließlich ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei solchen Öffnungs- und Schließsystemen für Klappenelementen einsetzbar, bei denen die Endlage einer Öffnungsposition des Klappenelementes werksseitig eingestellt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10323077 A1 [0004, 0021]
