DE102012011117A1

DE102012011117A1 - Verstellsystem für ein Fahrzeug und Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102012011117A1
Application number: DE201210011117
Authority: DE
Inventors: Patrick Saßmannshausen; Andreas Stüber; Jürgen Hartmann
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-06-06
Also published as: DE102012011117B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verstellsystem (10) für ein Fahrzeug (1) mit einem Antrieb (40) zur Verstellung eines verstellbaren Elements (50), mit mindestens einer Sensoreinheit (32, 42, 52) zur Ermittlung eines aktuellen Bewegungsparameters (BP1, BP2) des verstellbaren Elements (50) und zur Ermittlung eines aktuellen Fahrzustands des Fahrzeugs (1) und einer Auswerte- und Steuereinheit (12), welche mit der mindestens einen Sensoreinheit (32, 42, 52) und dem Antrieb (40) verbunden ist und in Abhängigkeit vom aktuellen Bewegungszustand des verstellbaren Elements (50) und vom aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs (1) eine Verstellbewegung für das verstellbare Element (50) vorgibt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) den Wert des aktuellen Bewegungsparameters (BP1, BP2) mit einem Schwellwert vergleicht und einen Einklemmfall anhand einer Überschreitung und/oder Unterschreitung des Schwellwerts erkennt und im Einklemmfall den Antrieb (40) stoppt und/oder reversiert. Erfindungsgemäß sind in einer Speichereinheit (14) mehrere Schwellwertkurven hinterlegt, aus welchen die Auswerte- und Steuereinheit (12) in Abhängigkeit von mindestens zwei Auswahlparametern (AP1, AP2) eine Schwellwertkurve für den Vergleich mit dem aktuellen Bewegungszustand auswählt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verstellsystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14.
Gattungsgemäße Verstellsysteme und Verstellverfahren für ein verstellbares Element sind in zahlreichen Variationen bekannt. Ebenso ist ein integrierter Einklemmschutz für solches Verstellsysteme bekannt. Die Verstellsysteme umfassen einen Antrieb zur Verstellung des verstellbaren Elements, mindestens eine Sensoreinheit zur Ermittlung eines aktuellen Bewegungsparameters des verstellbaren Elements und zur Ermittlung eines aktuellen Fahrzustands. Des Weiteren weisen die Verstellsysteme eine Auswerte- und Steuereinheit auf, welche mit der mindestens einen Sensoreinheit und dem Antrieb verbunden ist und in Abhängigkeit vom aktuellen Bewegungszustand des verstellbaren Elements und vom aktuellen Fahrzustand eine Verstellbewegung für das verstellbare Element vorgibt. Die Auswerte- und Steuereinheit vergleicht den aktuellen Wert des Bewegungsparameters mit einem Schwellwert und erkennt einen Einklemmfall anhand einer Überschreitung und/oder Unterschreitung des Schwellwerts. Im Einklemmfall stoppt und/oder reversiert die Auswerte- und Steuereinheit den Antrieb und gibt somit das eingeklemmte Objekt frei. Hierbei können die Schwellwerte, welche einen Einklemmfall kennzeichnen, situationsbedingt angepasst und/oder verändert und/oder berechnet werden, um ein fehlerhaftes Auslösen des Einklemmschutzes zu verhindern. Insbesondere können hierbei Kräfte berücksichtigt werden, welche einer Verstellbewegung des verstellbaren Elements entgegenwirken, oder welche eine Verstellbewegung des verstellbaren Elements unterstützen. In eine solche Schwellwertberechnung können physikalische Größen, wie beispielsweise Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung, Reibung des Verstellelements, Temperatur usw. berücksichtigt werden.
Aus der EP 1 860 265 B1 ist beispielsweise eine Steuerungsvorrichtung und ein Verstellsystem, insbesondere für eine Hecklappe eines Fahrzeugs bekannt. Das Verstellsystem umfasst einen Antrieb zur Verstellung eines verstellbaren Elements, einen Treiber, welcher zur Bestromung des Antriebes mit dem Antrieb verbunden ist, eine Sensoreinheit zur Messung eines Bewegungsparameters des verstellbaren Elements, welcher einer Ist-Geschwindigkeit des Antriebs entspricht, und eine Auswerte- und Steuereinheit, welche mit der Sensoreinheit und dem Treiber verbunden ist. Die Verstellbewegung des verstellbaren Elements wird geregelt, wobei zur Regelung die Ist-Geschwindigkeit mit einer Soll-Geschwindigkeit verglichen wird, wobei die Soll-Geschwindigkeit dem Schwellwert entspricht, welcher von einer Startposition zu einer Zielposition durch eine Sollfunktion mit einer Anzahl von Verstellphasen bestimmt ist. Während der Regelung wird in Abhängigkeit von einer Messgröße und/oder einer Regelgröße, welche von der Verstellbewegung abhängig ist, ein Einklemmfall ermittelt. Innerhalb von mindestens einer Verstellphase wird mindestens einer von zwei Algorithmen durch Änderung eines Parameters unempfindlicher gesetzt. Hierbei wird unter anderem eine positive oder negative Fahrzeugbeschleunigung zur Ermittlung der Soll-Geschwindigkeit berücksichtigt. Des Weiteren wird die aktuelle Position des verstellbaren Elements zur Ermittlung der Soll-Geschwindigkeit berücksichtigt. Des Weiteren können weitere Parameter wie die aktuelle Temperatur in die Berechnung der Soll-Geschwindigkeit einfließen. Das Verstellsystem berechnet die Soll-Geschwindigkeit und somit einen Schwellwert immer wieder neu.
Aus der DE 198 27 110 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern eines verstellbaren Elements bekannt, welches als Schiebedach eines Fahrzeugs ausgeführt ist. Bei dem Verfahren wird eine negative Beschleunigung des Fahrzeugs durch eine Steuerung der Schiebedachvorrichtung erkannt, und der Einklemmschutz bzw. die Schließkraftbegrenzung wird entsprechend korrigiert, so dass ein Fehlreversieren des Schiebedachs bei einem abbremsenden Fahrzeug und gleichzeitigem Schließen des Dachs unterbunden wird.
Aus der DE 10 2005 034 474 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer wandlungsfähigen Dachanordnung eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit einer wandlungsfähigen Dachanordnung bekannt. Hierbei umfasst die Dachanordnung des Fahrzeugs eine erste Endstellung, welche im Wesentlichen einem geschlossenen Fahrzeugdach entspricht und eine zweite Endstellung, welche im Wesentlichen einem geöffneten Fahrzeugdach entspricht. Hierbei erfolgt ein Verstellen der Dachanordnung zwischen den beiden Endstellungen durch ein Antriebssignal, welches einen Antrieb steuert. Die Zuverlässigkeit der Verstellvorgänge wird verbessert, indem beim Erzeugen des Antriebssignals wenigstens eine Beschleunigungserfassungsgröße berücksichtigt wird. Hierbei wird während eines Öffnungsvorgangs eine positive oder eine negative Beschleunigung des Fahrzeugs berücksichtigt. Überschreitet die aktuelle Beschleunigung einen Schwellwert, wird der Öffnungsvorgang unterbrochen, da ein zuverlässiges Öffnen nicht mehr gewährleistet ist.
In der Praxis treten sowohl positive als auch negative Fahrzeugbeschleunigungen auf. Weiter werden in der Praxis verstellbare Elemente in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegt. Im Stand der Technik werden Schwellwerte entweder für jeden Fahrzustand und jeden Bewegungszustand des verstellbaren Elements neu berechnet oder es werden bestimmte Kombinationen aus Fahrzustand und Bewegungszustand nicht berücksichtigt. Dadurch entsteht der Nachteil, dass entweder ein großer Rechenaufwand entsteht oder der Einklemmschutz in bestimmten Situationen zu sensibel reagiert und auslöst, obwohl kein Einklemmfall vorliegt, oder in bestimmten Situationen zu grob reagiert und im Einklemmfall nicht reagiert.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verstellsystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements für ein Fahrzeug anzugeben, welche für jeden Bewegungszustand des verstellbaren Element und nahezu jeden Fahrzustand mit möglichst geringem Rechenaufwand einen optimalen Einklemmschutz ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Verstellsystems für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Um ein Verstellsystem für ein verstellbares Element bzw. ein Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements in einem Fahrzeug anzugeben, welche für nahezu jeden Bewegungszustand des verstellbaren Elements und nahezu jeden Fahrzustand mit möglichst geringem Rechenaufwand einen optimalen Einklemmschutz ermöglicht, sind in einer Speichereinheit mehrere Schwellwertkurven hinterlegt, von welchen eine Auswerte- und Steuereinheit in Abhängigkeit von mindestens zwei Auswahlparametern eine Schwellwertkurve für den Vergleich mit einem aktuellen Bewegungszustand auswählt.
Hierbei wird zur Umsetzung des optimalen Einklemmschutzes, der Einklemmschutz so sensibel wie möglich eingestellt, um Verletzungen zu verhindern und so robust wie nötig eingestellt, um ein fehlerhaftes Reversieren zu verhindern. Hierbei können Störkräfte berücksichtigt werden, welche der aktuellen Bewegung des verstellbaren Elements entgegen wirken können. Diese Kräfte können beispielsweise aus der Fahrzeugbewegung resultieren oder vom verstellbaren Element selbst verursacht werden. So kann beispielsweise das Gewicht des verstellbaren Elements in einer Verstellrichtung die Verstellbewegung unterstützen und in der entgegengesetzten Verstellrichtung gegen die Verstellbewegung wirken. Da die wirksamen Kräfte und ihre Auswirkung auf die Verstellbewegung bekannt sind, können die Schwellwerte einmalig berechnet bzw. abgeschätzt und in einer Speichereinheit hinterlegt werden.
Unter einem Bewegungsparameter des verstellbaren Elements wird im Folgenden ein Parameter verstanden, über welchen die Verstellbewegung des verstellbaren Elements erfassbar bzw. messbar ist.
Bei einem Bewegungszustand wird unter anderen zwischen einem aktiven oder einem inaktiven Bewegungszustand des verstellbaren Elements unterschieden, wobei bei einem aktiven Bewegungszustand das verstellbare Element in eine vorgegebene Richtung bewegt wird, und in einem inaktiven Bewegungszustand das verstellbare Element nicht bewegt wird.
Unter einem Auswahlparameter wird im Folgenden ein Parameter verstanden, welcher mindestens einer Schwellwertkurve zugeordnet.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems kann ein erster Auswahlparameter eine Verstellrichtung des verstellbaren Elements repräsentieren, und ein zweiter Auswahlparameter kann den Fahrzustand des Fahrzeugs repräsentieren. Somit können in vorteilhafter Weise die beiden Parameter berücksichtigt werden, welche die Verstellbewegung im Wesentlichen beeinflussen. Die Verstellrichtung des verstellbaren Elements kann beispielsweise einer Öffnungsrichtung oder einer Schließrichtung entsprechen, und der Fahrzustand kann beispielsweise einer positiven oder einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder einer Größe entsprechen, aus welcher die Beschleunigung ableitbar ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise berücksichtigt werden, dass der Bewegungsparameter je nach Verstellrichtung unterschiedliche Werte aufweisen kann, da beispielsweise das Eigengewicht des verstellbaren Elements eine Verstellbewegung begünstigen oder benachteiligen kann. Des Weiteren kann in vorteilhafter Weise berücksichtigt werden, dass eine Beschleunigung des Fahrzeugs die Verstellbewegung begünstigen oder benachteiligen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems kann eine erste Schwellwertkurve einer Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs zugeordnet werden. Eine zweite Schwellwertkurve kann beispielsweise einer Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements und einer negative Beschleunigung des Fahrzeugs zugeordnet werden. Eine dritte Schwellwertkurve kann beispielsweise einer Schließrichtung des verstellbaren Elements und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs zugeordnet werden, und eine vierte Schwellwertkurve kann beispielsweise einer Schließrichtung des verstellbaren Elements und einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs zugeordnet werden. Durch die Vorgabe dieser Schwellwertkurven können in vorteilhafter Weise die Situationen abgedeckt werden, durch welche die Verstellbewegung des verstellbaren Elements am Stärksten beeinflusst werden kann. Durch die Auswahlparameter kann in vorteilhafter Weise eine Schwellwertkurve ausgewählt werden, welche den Verlauf einer Einklemmschutzschwelle in Abhängigkeit eines Auswahlparameters vorgibt. So kann der Verlauf der Schwellwertkurve beispielsweise In Abhängigkeit vom Betrag der Beschleunigung des Fahrzeugs dargestellt werden, so dass der genaue Schwellwert für den Einklemmschutz in Abhängigkeit von der aktuellen Beschleunigung des Fahrzeugs aus der ausgewählten Schwellwertkurve bestimmt wird. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass der Schwellwert für den Einklemmschutz unnötigerweise zu grob oder zu sensibel eingestellt wird, wenn eine Heckklappe geschlossen und das Fahrzeug beschleunigt wird. Die Folge wäre eine erhöhte Verletzungsgefahr oder ein ständiges Unterbrechen des Schließvorgangs, wenn der Fahrzustand nicht berücksichtigt werden würde. Somit können in vorteilhafter Weise Personen bzw. Gegenstände geschützt, welche in die Bewegungsbahn der sich schließenden Heckklappe geraten und trotzdem ein ordnungsgemäßes Schließen der Heckklappe ermöglicht werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems gibt ein Betätigungselement den ersten Auswahlparameter vor. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, um die Verstellrichtung des verstellbaren Elements zu ermitteln, da das Verstellen des verstellbaren Elements in der Regel auf einem Betätigungswunsch eines Benutzers beruht, welcher über des Betätigungselement vorgegeben wird. Je nach Betätigungswunsch können unterschiedliche Schwellwertkurven berücksichtigt werden, welche die Einklemmschutzschwelle unterschiedlich stark in Abhängigkeit des Auswahlparameters verändern, um ein fehlerhaftes Reversieren zu vermeiden. Das Betätigungselement kann hierbei kostengünstig als, Kippschalter und/oder als Drehschalter ausgeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems kann eine erste Sensoreinheit den zweiten Auswahlparameter ermitteln. Wie oben bereits ausgeführt ist, entspricht der zweite Auswahlparameter der Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder einer Größe, aus welcher die Beschleunigung ableitbar ist. Daher kann die erste Sensoreinheit in vorteilhafter Weise als Beschleunigungssensor und/oder als Geschwindigkeitssensor ausgeführt werden. Somit kann in vorteilhafter Weise aus der ausgewählten Schwellwertkurve, welche der ermittelten Parameterkombination zugeordnet ist, und dem aktuell gemessenen Beschleunigungswert der korrespondierende Schwellwert für den Einklemmschutz ermittelt und vorgegeben werden. Aufgrund des gemessenen Beschleunigungswerts kann unter Berücksichtigung, ob das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert wird, ein fehlerhaftes Reversieren verhindert werden. Dies kann insbesondere im Fall einer schließenden Heckklappe sinnvoll sein. So kann beispielsweise bei einer starken Verzögerung des Fahrzeugs eine höhere Einklemmschutzschwelle vorgesehen werden, als bei einer ebenso starken positiven Beschleunigung des Fahrzeugs, um ein fehlerhaftes Reversieren des Antriebs zu vermeiden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems ermittelt mindestens eine zweite Sensoreinheit den Bewegungsparameter des verstellbaren Elements. Aus diesem Bewegungsparameter kann in vorteilhafter Weise die aktuelle Bewegung des verstellbaren Elements ermittelt werden. Insbesondere kann durch den Vergleich des Bewegungsparameters mit dem vorgegebenen Schwellwert in vorteilhafter Weise eine Abweichung der aktuellen Verstellbewegung, insbesondere ein Einklemmvorgang, erkannt werden. Hierbei können in vorteilhafter Weise verschiedene Sensoreinheiten an verschiedenen Verbauorten zur Ermittlung der aktuellen Werte des Bewegungsparameters des verstellbaren Elements herangezogen werden, wobei je nach Fahrzeugmodell oder Verstellsystem andere Sensoreinheiten verwendet werden können. Die zweite Sensoreinheit kann in vorteilhafter Weise die Verstellbewegung indirekt über einen Drehzahlsensor, welcher die aktuelle Drehzahl des Antriebs erfasst, und/oder einen Stromsensor, welcher die Stromaufnahme des Antriebs ermittelt, oder direkt über einen Geschwindigkeitssensor ermitteln werden, welcher die aktuelle Geschwindigkeit des verstellbaren Elements erfasst.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems kann für jede Schwellwertkurve ein maximaler Schwellwert vorgegeben werden. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise, dass ein Einklemmfall in nahezu jeder Situation erkannt werden kann. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Verletzungsgefahr reduziert werden. Des Weiteren kann der maximale Schwellwert so gewählt werden, dass eine Überschreitung aufgrund der äußeren wirkenden Kräfte unwahrscheinlich ist. Dies ist insbesondere bei Öffnungsbewegungen des verstellbaren Elements sinnvoll, bei welchen kein Einklemmrisiko besteht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems ist der Antrieb als Elektromotor und/oder pneumatischer und/oder hydraulischer Antrieb ausgeführt. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine große Variation, um ein verstellbares Element anzutreiben.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems ist zwischen der Auswerte- und Steuereinheit und dem Antrieb eine Treibereinheit zur Erzeugung des korrespondierenden Ansteuersignals angeordnet. Über das Ansteuersignal kann in vorteilhafter Weise der Antrieb mit Energie versorgt und im Fall eines Auslösens des Einklemmschutzes diese Energieversorgung unterbrochen und/oder eine Änderung der Bewegungsrichtung eingeleitet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verstellsystems kann das verstellbare Element als Klappe und/oder Fenster und/oder Faltverdeck und/oder Tür ausgeführt werden. Hierbei kann in vorteilhafter Weise für die genannten verstellbaren Elemente, für die Verstellrichtung und den Fahrzustand eine individuelle Kennlinie in Abhängigkeit von der Beschleunigung gespeichert und ausgewählt werden. Im Fall einer Heckklappe kann bei einer Bewegung des verstellbaren Elements in Öffnungsrichtung die Einklemmschutzschwelle sehr stark angehoben werden, da in diesem Fall ein Einklemmen praktisch nicht möglich ist. Dadurch kann ein fehlerhaftes Reversieren nahezu ausgeschlossen werden. Bei einer Bewegung des verstellbaren Elements in Schließrichtung kann der Einklemmschutz eher sensibler eingestellt werden, in dem die Einklemmschutzschwellen in Abhängigkeit der Beschleunigung des Fahrzeugs nicht so stark erhöht werden. Wenn das Fahrzeug steht bzw. nur geringfügig beschleunigt wird, können die Einklemmschutzschwellen nicht angehoben werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verstellsystems für ein Fahrzeug,
2 eine schematische Darstellung von verschiedenen Schwellwertkurven für das erfindungsgemäße Verstellsystem aus 1, und
3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements für ein Fahrzeug.
Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst ein Verstellsystem 10 für ein Fahrzeug 1 einen Antrieb 40 zur Verstellung eines verstellbaren Elements 50, mindestens eine Sensoreinheit 32, 42, 52 zur Ermittlung mindestens eines aktuellen Bewegungsparameters BP1, BP2 des verstellbaren Elements 50 und zur Ermittlung eines aktuellen Fahrzustands des Fahrzeugs 1, und eine Auswerte- und Steuereinheit 12, welche mit der mindestens einen Sensoreinheit 32, 42, 52 und dem Antrieb 40 verbunden ist. In Abhängigkeit vom aktuellen Bewegungszustand des verstellbaren Elements 50 und vom aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs 1 gibt die Auswerte- und Steuereinheit 12 eine Verstellbewegung für das verstellbare Element 50 vor, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 12 den Wert des mindestens einen aktuellen Bewegungsparameters BP1, BP2 mit einem Schwellwert vergleicht und einen Einklemmfall anhand einer Überschreitung und/oder Unterschreitung des Schwellwerts erkennt und im Einklemmfall den Antrieb 40 stoppt und/oder reversiert. Des Weiteren weist das Verstellsystem 10 mehrere Schnittstellen 18 zur Kommunikation bzw. zum Datenaustausch mit einem manuellen Betätigungselement 20, dem Antrieb 40 und der mindestens einen Sensoreinheit 32, 42, 52 auf.
Erfindungsgemäß sind in einer Speichereinheit 14 mehrere Schwellwertkurven 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 hinterlegt, von welchen die Auswerte- und Steuereinheit 12 in Abhängigkeit von mindestens zwei Auswahlparametern AP1, AP2 eine Schwellwertkurve 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 für den Vergleich mit dem aktuellen Bewegungszustand auswählt.
Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, repräsentiert ein erster Auswahlparameter AP1 einer Verstellrichtung des verstellbaren Elements 50, und ein zweiter Auswahlparameter AP2 repräsentiert den Fahrzustand des Fahrzeugs 1. Die Verstellrichtung des verstellbaren Elements 50 entspricht beispielsweise einer Öffnungsrichtung oder einer Schließrichtung. Der Fahrzustand des Fahrzeugs 1 entspricht beispielsweise einer positiven oder einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs 1.
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, ist eine erste Schwellwertkurve 14.1 der Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet. Eine zweite Schwellwertkurve 14.2 ist der Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet. Eine dritte Schwellwertkurve 14.3 ist der Schließrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet, und eine vierte Schwellwertkurve 14.4 ist der Schließrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer negative Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet. Hierbei geben die Schwellwertkurven 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 zur Implementierung des Einklemmschutzes die Schwellwerte für die erfassten Bewegungsparameter BP1, BP2 des verstellbaren Elements 50 in Abhängigkeit vom Betrag eines aktuellen Werts der Fahrzeugbeschleunigung a vor. Diese Schwellwertkurven können je nach Ausführung und Verbauort des verstellbaren Elements 50 variieren. Die beispielhaft dargestellten Schwellwertkurven 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 sind für den Einklemmschutz einer Heckklappe vorgesehen.
Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, unterschieden sich die vier Schwellkurven 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 voneinander. Hierbei wird berücksichtigt, dass durch die Fahrzeugbeschleunigung zusätzliche Kräfte auf das verstellbare Element 50 wirken, welche die Verstellbewegung leichtgängiger oder schwergängiger machen. Des Weiteren steigen die Schwellwerte mit zunehmender Beschleunigung a an. Des Weiteren weisen die Kurven 14.1, 14.2, welche der Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements 50 zugeordnet sind, höhere Schwellwerte auf, da ein Einklemmfall beim Öffnen der Heckklappe unwahrscheinlich ist.
Des Weiteren ist für jede Schwellwertkurve 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 ein maximaler Schwellwert vorgesehen. Auf diese Weise wird verhindert dass ein Einklemmfall nicht als solcher erkannt wird. Bei der Berechnung der Schwellwerte können auch weitere Faktoren berücksichtigt werden, wie beispielsweise die Temperatur, welche Einfluss auf den Reibungskoeffizienten hat.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, gibt das manuelle Betätigungselement 20 den ersten Auswahlparameter AP1 vor. Über das Betätigungselement 20 wird das Verstellsystem 10 aktiviert oder deaktiviert. Das Betätigungselement 20 kann hierbei als Knopf, Kippschalter oder ähnliches ausgeführt sein. Wobei die Betätigung einen Öffnungs- oder einen Schließungswunsch an die Auswerte- und Steuereinheit 12 ausgibt.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ermittelt eine erste Sensoreinheit 32 den zweiten Auswahlparameter AP2, wobei der zweite Auswahlparameter AP2 einer Beschleunigung a des Fahrzeugs 1 und/oder einer Größe entspricht, aus welcher die Beschleunigung a des Fahrzeugs 1 ableitbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Sensoreinheit 32 einen Beschleunigungssensor oder einen Geschwindigkeitssensor, welche vom Fahrzeugantrieb 30 bewirkte Größen erfassen. Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise als Teil eines Fahrdynamiksystems und/oder eines Fahrzeugsicherheitssystems ausgeführt werden.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ermittelt mindestens eine zweite Sensoreinheit 42, 52 den mindestens einen Bewegungsparameter BP1, BP2 des verstellbaren Elements 50. Der mindestens eine Bewegungsparameter BP1, BP2 des verstellbaren Elements 50 kann beispielsweise indirekt als Drehzahl oder als Stromaufnahme des Antriebs 40 oder direkt als Geschwindigkeit des verstellbaren Elements 50 ermittelt werden. Die Auswerte- und Steuereinheit 12 vergleicht den mindestens einen Bewegungsparameter BP1, BP2 des verstellbaren Elements 50 mit einem korrespondierenden Schwellwert der ausgewählten Schwellwertkurve 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, welcher dem aktuellen Wert der Beschleunigung a des Fahrzeugs 1 entspricht.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 40 als Elektromotor ausgeführt, wobei zwischen der Auswerte- und Steuereinheit 12 und dem Antrieb 40 eine Treibereinheit 16 angeordnet ist, welche den erforderlichen Antriebsstrom zur Verfügung stellt. Alternativ kann der Antrieb als pneumatischer und/oder hydraulischer Antrieb ausgeführt werden. Das verstellbare Element 50 kann beispielsweise als Klappe und/oder Fenster und/oder Faltverdeck und/oder als Tür ausgeführt werden.
Wie aus 3 ersichtlich ist, wird in einem Verfahrensschritt S100 zum Verstellen des verstellbaren Elements 50 das manuelle Betätigungselement 20 betätigt, welches die gewünschte Verstellrichtung vorgibt. In einem Verfahrensschritt S110 wird überprüft, ob das verstellbare Element 50 geöffnet oder geschlossen werden soll. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierfür abgefragt, ob ein Öffnungsbefehl über das manuelle Betätigungselement 20 eingegeben wurde. Alternativ kann aber auch abgefragt werden, ob ein Schließbefehl über das manuelle Betätigungselement 20 eingegeben wurde. Wenn ein Öffnungswunsch ermittelt wurde, dann wird in einem Verfahrensschritt S130 eine Öffnungsrichtung als erster Auswahlparameter AP1 festgelegt. Wurde ein Schließwunsch ermittelt, dann wird in einem Verfahrensschritt S140 eine Schließrichtung als erster Auswahlparameter AP1 festgelegt.
In einem Verfahrensschritt S150 wird der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs 1 ermittelt, wobei der aktuelle Fahrzustand des Fahrzeugs 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel durch die Fahrzeugbeschleunigung repräsentiert wird. Hierbei kann der Verfahrensschritt S150 fortlaufend und/oder parallel zu anderen Verfahrensschritten ausgeführt werden. In einem Verfahrensschritt S160 wird abgefragt, ob die aktuell erfasste Beschleunigung positiv ist. Alternativ kann auch abgefragt werden, ob die gemessene Beschleunigung ein negatives Vorzeichen aufweist. Ist aktuell erfasste Beschleunigung positiv, was in diesem Ausführungsbeispiel bedeutet, dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird, so wird im Verfahrensschritt S170 eine positive Beschleunigung als zweiter Auswahlparameter AP2 festgelegt. Ist die aktuell erfasste Beschleunigung negativ, was in diesem Ausführungsbeispiel beutet, dass das Fahrzeug 1 abgebremst wird, dann wird im Verfahrensschritt S180 eine negative Beschleunigung als zweiter Auswahlparameter AP2 festgelegt. In einem Verfahrensschritt S190 wird in Abhängigkeit des ersten und zweiten Auswahlparameters AP1, AP2 eine der gespeicherten Schwellwertkurven 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 zur Vorgabe des Schwellwertes für den korrespondierenden Bewegungsparameter BP1, BP2 des verstellbaren Elements 50 ausgewählt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier verschiedene Schwellwertkurven 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 vorgegeben, von welchen in Abhängigkeit von den Auswahlparametern AP1, AP2, eine ausgewählt wird. Hierbei ist eine erste Schwellwertkurve 14.1 einer Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet. Eine zweite Schwellwertkurve 14.2 ist einer Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet. Eine dritte Schwellwertkurve 14.3 ist einer Schließrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet, und eine vierte Schwellwertkurve 14.4 ist einer Schließrichtung des verstellbaren Elements 50 und einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs 1 zugeordnet. Der eigentliche Schwellwert für den Einklemmschutz wird ebenfalls im Schritt S190 in Abhängigkeit des aktuellen Betrags der Beschleunigung a des Fahrzeugs aus der ausgewählten Schwellwertkurve 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 ermittelt und für den nachfolgenden Vergleich mit dem aktuell erfassten Bewegungsparameters BP1, BP2 vorgegeben.
In einem Verfahrensschritt S200 wird der Antrieb 40 des verstellbaren Elements 50 entsprechend dem Bedienwunsch angesteuert. In einem Verfahrensschritt S210 wird der aktuelle Wert des Bewegungsparameters BP1, BP2 ermittelt und mit dem vorgegebenen Schwellwert aus der ausgewählten Schwellwertkurve 14.1, 14.2, 14.3 und 14.4 verglichen. In einem Verfahrensschritt S220 wird überprüft, ob der erfasste Istwert des Bewegungsparameters BP1, BP2 den vorgegebenen Schwellwert überschritten hat. Wurde der vorgegebene Schwellwert überschritten, dann wird der Antrieb 40 in einem Verfahrensschritt S230 gestoppt und/oder reversiert. Wurde der vorgegebene Schwellwert nicht erreicht oder überschritten, dann bleibt der Antrieb gemäß Verfahrensschritt S240 aktiviert und die Verstellbewegung wird bis zum Erreichen der gewünschten Endposition fortgesetzt, wobei das Verfahren mit dem Schritt S150 fortgesetzt wird, in welchem der Fahrzeugzustand erneut ermittelt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Endposition des verstellbaren Elements 50 dadurch erkannt, dass der vorgegebene Schwellwert des Einklemmschutzes durch das Auflaufen auf einen Endanschlag überschritten und der Antrieb gestoppt wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Verstellsystem für ein verstellbares Element
12: Auswerte- und Steuereinheit
14: Speichereinheit
14.1: erste Schwellwertkurve
14.2: zweite Schwellwertkurve
14.3: dritte Schwellwertkurve
14.4: vierte Schwellwertkurve
16: Steuersignalgenerator
18: Schnittstelle
20: Betätigungselement
30: Fahrzeugantrieb
32: erste Sensoreinheit (Beschleunigungssensor)
40: Antrieb
42: zweite Sensoreinheit (Drehzahlsensor)
50: verstellbares Element
52: zweite Sensoreinheit (Geschwindigkeitssensor)
AP1: erster Auswahlparameter
AP2: zweiter Auswahlparameter
BP1, BP2: aktueller Bewegungsparameter
a: Fahrzeugbeschleunigung
S100 bis S240: Verfahrensschritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1860265 B1 [0003]
DE 19827110 A1 [0004]
DE 102005034474 A1 [0005]

Claims

Verstellsystem für ein Fahrzeug mit einem Antrieb (40) zur Verstellung eines verstellbaren Elements (50), mindestens einer Sensoreinheit (32, 42, 52) zur Ermittlung eines aktuellen Bewegungsparameters (BP1, BP2) des verstellbaren Elements (50) und zur Ermittlung eines aktuellen Fahrzustands des Fahrzeugs (1), und einer Auswerte- und Steuereinheit (12), welche mit der mindestens einen Sensoreinheit (32, 42, 52) und dem Antrieb (40) verbunden ist und in Abhängigkeit vom aktuellen Bewegungszustand des verstellbaren Elements (50) und vom aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs (1) eine Verstellbewegung für das verstellbare Element (50) vorgibt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (12) den Wert des aktuellen Bewegungsparameters (BP1, BP2) mit einem Schwellwert vergleicht und einen Einklemmfall anhand einer Überschreitung und/oder Unterschreitung des Schwellwerts erkennt und im Einklemmfall den Antrieb (40) stoppt und/oder reversiert, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinheit (14) mehrere Schwellwertkurven (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) hinterlegt sind, von welchen die Auswerte- und Steuereinheit (12) in Abhängigkeit von mindestens zwei Auswahlparametern (AP1, AP2) eine Schwellwertkurve (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) für den Vergleich mit dem aktuellen Bewegungszustand auswählt.
Verstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Auswahlparameter (AP1) eine Verstellrichtung des verstellbaren Elements (50) und ein zweiter Auswahlparameter (AP2) den Fahrzustand des Fahrzeugs (1) repräsentiert.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellrichtung des verstellbaren Elements (50) einer Öffnungsrichtung oder einer Schließrichtung entspricht und der Fahrzustand einer positiven oder einer negativen Beschleunigung (a) des Fahrzeugs (1) und/oder einer Größe entspricht, aus welcher die Beschleunigung ableitbar ist.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schwellwertkurve (14.1) einer Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements (50) und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs (1) zugeordnet ist, wobei eine zweite Schwellwertkurve (14.2) einer Öffnungsrichtung des verstellbaren Elements (50) und einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs (1) zugeordnet ist, wobei eine dritte Schwellwertkurve (14.3) einer Schließrichtung des verstellbaren Elements (50) und einer positiven Beschleunigung des Fahrzeugs (1) zugeordnet ist, und wobei eine vierte Schwellwertkurve (14.4) einer Schließrichtung des verstellbaren Elements (50) und einer negativen Beschleunigung des Fahrzeugs (1) zugeordnet ist.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement (20) den ersten Auswahlparameter (AP1) vorgibt.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Sensoreinheit (32) den zweiten Auswahlparameter (AP2) ermittelt.
Verstellsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Sensoreinheit (32) einen Beschleunigungssensor und/oder einen Geschwindigkeitssensor umfasst.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine zweite Sensoreinheit (42, 52) den Bewegungsparameter (BP1, BP2) ermittelt.
Verstellsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Sensoreinheit (42, 52) als Drehzahlsensor (42) und/oder Stromsensor für den Antrieb (40) und/oder als Geschwindigkeitssensor (52) für das verstellbare Element (50) ausgeführt ist.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Schwellwertkurve (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) ein maximaler Schwellwert vorgegeben ist.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (40) als Elektromotor und/oder pneumatischer und/oder hydraulischer Antrieb ausgeführt ist.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Auswerte- und Steuereinheit (12) und dem Antrieb (40) eine Treibereinheit (16) zur Erzeugung des korrespondierenden Ansteuersignals angeordnet ist.
Verstellsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Element (50) als Klappe und/oder, Fenster und/oder als Faltverdeck und/oder als Tür ausgeführt ist.
Verfahren zum Verstellen eines verstellbaren Elements für ein Fahrzeug, wobei das verstellbare Element (50) über einen Antrieb (40) verstellt wird, wobei ein aktueller Bewegungsparameter (BP1, BP2) des verstellbaren Elements (50) und ein aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs (1) ermittelt wird, und in Abhängigkeit vom aktuellen Bewegungszustand des verstellbaren Elements (50) und vom aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs (1) eine Verstellbewegung für das verstellbare Element (50) vorgegeben wird, wobei der aktuelle Bewegungsparameter (BP1, BP2) mit einem Schwellwert verglichen wird und ein Einklemmfall anhand einer Überschreitung und/oder Unterschreitung des Schwellwerts erkannt wird und im Einklemmfall der Antrieb gestoppt und/oder reversiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schwellwertkurven (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) hinterlegt werden, von welchen in Abhängigkeit von mindestens zwei Auswahlparametern (AP1, AP2) eine Schwellwertkurve (14.1, 14.2, 14.3, 14.4) für den Vergleich mit dem aktuellen Bewegungszustand ausgewählt wird.