DE102015110400A1 - Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten - Google Patents

Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten Download PDF

Info

Publication number
DE102015110400A1
DE102015110400A1 DE102015110400.8A DE102015110400A DE102015110400A1 DE 102015110400 A1 DE102015110400 A1 DE 102015110400A1 DE 102015110400 A DE102015110400 A DE 102015110400A DE 102015110400 A1 DE102015110400 A1 DE 102015110400A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flap
cycles
end positions
actuator
stored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102015110400.8A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102015110400B4 (de
Inventor
Andrea Gentile
Stephan Heinrichs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanon Systems Corp
Original Assignee
Halla Visteon Climate Control Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Halla Visteon Climate Control Corp filed Critical Halla Visteon Climate Control Corp
Priority to DE102015110400.8A priority Critical patent/DE102015110400B4/de
Priority to KR1020150185618A priority patent/KR101801281B1/ko
Publication of DE102015110400A1 publication Critical patent/DE102015110400A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102015110400B4 publication Critical patent/DE102015110400B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00664Construction or arrangement of damper doors
    • B60H1/00671Damper doors moved by rotation; Grilles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835Damper doors, e.g. position control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00978Control systems or circuits characterised by failure of detection or safety means; Diagnostic methods
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/35Nc in input of data, input till input file format
    • G05B2219/35285Plausibility check for data, within permissible range
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41059Play in gear, screw backlash, lost motion
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41099Calibration by going to two extremes, limits, counting pulses, storing values
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42216Changing position range, stroke, between closed and fully open
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45006Valves
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49182Tapping, overshoot after reversal, elasticity compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten, wobei für jede Klappe ein Elastizitätskorrekturfaktor und/oder ein Getriebekorrekturfaktor sowie Klappenendpositionen bestimmt und im Aktuator gespeichert werden und dass eine vorgebbare Zyklenzahl an aufeinanderfolgenden Nutzungszyklen hinterlegt ist und die Zyklenzahl im Aktuator gezählt wird, wobei die aktuelle Zyklenzahl mit der vorgegebenen Zyklenzahl verglichen wird. Ist die aktuelle Zyklenzahl größer als die vorgegebene Zyklenzahl, wird ein Kalibrierzyklus zur Ermittlung der aktuellen Klappenendpositionen durchgeführt, die neu ermittelten Klappenendpositionen werden auf Plausibilität geprüft und im positiven Fall der Plausibilität werden die neu ermittelten Klappenendpositionen im Aktuator gespeichert, im negativen Fall wird eine Fehlermeldung ausgegeben und die Klappen werden in eine Notfallposition gefahren. Ist die aktuelle Zyklenzahl kleiner oder gleich der vorgegebenen Zyklenzahl, werden die gespeicherten Klappenendpositionen aus der Steuerung übernommen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere von Klappen in Belüftungssystemen von Kraftfahrzeugklimageräten. Klappen sind Stellglieder in Belüftungssystemen, welche den Luftstrom in Bezug auf das Volumen und die Richtung der Strömung durch ihre Geometrie und Stellung im Klimagerät regulieren oder lenken. Ist eine Klappe geschlossen, so ist der Strömungspfad versperrt. Häufig werden Dichtungen oder Dichtungsmaterialien eingesetzt, um ein möglichst vollständiges Verschließen eines Strömungspfades zu erreichen. Die Klappen besitzen als Stellglieder einen Stellantrieb, der gegebenenfalls in das Bauteil integriert ist. Die Klappenantriebe werden auch als Aktuatoren bezeichnet.
  • Es ist im Stand der Technik bekannt, dass Klappen in Belüftungssystemen auch als BUS-Aktuatoren ausgeführt sind, welche durch Programmierung eine Adresse erhalten. Weiterhin ist bekannt, dass gegebenenfalls zusätzlich einige gerätespezifische Parameter der Klappen im Steuer- und Regelsystem hinterlegt werden können.
  • Aus der DE 43 24 912 A1 geht ein Stellantrieb, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaklappen in Kraftfahrzeugen, hervor, der einen Elastomerpuffer aufweist. Damit werden Ungenauigkeiten bei der Stellbewegung ausgeglichen.
  • Nachteilig bei einer solchen Herangehensweise ist jedoch, dass die Komponenten verschiedener Hersteller unterschiedliche Toleranzen sowie die verwendeten Materialien eine unterschiedliche Elastizität aufweisen. Bezüglich Bauart bedingter Toleranzen der Aktuatoren in Kraftfahrzeugklimaanlagen sind in herkömmlichen Steuerungen keine Angaben hinterlegt. Systembezogene Toleranzen von Aktuator und dem Kraftfahrzeugklimagerätesystem können somit nicht ausgeglichen werden. Dies ist besonders bei einer Kombination von Aktuatoren unterschiedlicher Hersteller von Nachteil, da sich gegebenenfalls Abweichungen aus diesen unterschiedlichen Komponenten bei jedoch prinzipiell gleichen Vorgabepositionen ergeben.
  • Insbesondere schwierig bei Systemen nach dem Stand der Technik ist der Umstand, dass Toleranzen bei Kraftfahrzeugklimaanlagen, beispielsweise bei Endanschlägen der Klappen, nicht ausgeglichen werden. Im Falle des Anschlages einer Klappe in einer Kraftfahrzeugklimaanlage an einer Endposition bei vollständig geöffnetem oder vollständig geschlossenem Zustand wird je nach verwendetem Material des Klimaanlagengehäuses beziehungsweise der Klimaanlagenklappe eine andere Endposition erreicht. Dies ist verursacht durch den Druck des Aktuators auf das zumindest in gewissen Grenzen elastische Material, welches unterschiedlich stark verformt wird. Neben dem Einsatz unterschiedlicher Materialien verschiedener Hersteller muss auch noch die Temperaturabhängigkeit der Elastizität der verwendeten Materialien selbst berücksichtigt werden. Nachteilig ist somit, dass die Verformung durch die Elastizität der Komponenten bei der Bewegung des Aktuators bislang nicht berücksichtigt beziehungsweise nicht kompensiert wird.
  • Eine weitere bislang nicht beziehungsweise zu wenig beachtete Problematik betrifft interne Toleranzen im Aktuator. Zu nennen ist hier beispielsweise das Getriebespiel bei der mechanischen Übertragung der Stellbewegungen. Besonders nachteilig ist diese Auswirkung im Falle der Richtungsumkehr bei der Klappenbewegung. Auch dieser Effekt wird in Systemen nach dem Stand der Technik nicht berücksichtigt oder ausgeglichen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung von Klappen zur Verfügung zu stellen, welches die beschriebenen Nachteile der unzureichenden Berücksichtigung der Besonderheiten verschiedener Aktuatoren im Kraftfahrzeugklimageräten Rechnung trägt. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Elastizität des Gesamtsystems und die Toleranzen des Aktuator-Klappensystems in einem Kraftfahrzeugklimagerät bei der Steuerung und Regelung des Systems berücksichtigt.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten, dadurch gelöst, dass für jede Klappe ein Elastizitätskorrekturfaktor und/oder ein Getriebekorrekturfaktor sowie die Klappenendpositionen bestimmt und im Aktuator gespeichert werden. Weiterhin wird eine vorgebbare Zyklenzahl an aufeinanderfolgenden Nutzungszyklen hinterlegt und die aktuelle Zyklenzahl wird im Aktuator gezählt. Unter Startvorgängen werden in der Ausgestaltung als Kraftfahrzeugklimagerät die Startvorgänge des Kraftfahrzeuges verstanden, in anderen Ausgestaltungen die Ereignisse, die eine Nutzung der Klappen im Sinne eines Nutzungszyklus initiieren.
  • Die aktuelle Zyklenzahl wird mit der vorgegebenen Zyklenzahl anschließend verglichen und in dem Fall, dass die aktuelle Zyklenzahl größer als die vorgegebene Zyklenzahl ist, wird ein Kalibrierzyklus zur Ermittlung der aktuellen Klappenendposition durchgeführt, die neu ermittelten Klappenendpositionen werden auf Plausibilität geprüft und im positiven Fall der Plausibilität werden die neu ermittelten Klappenendpositionen im Aktuator gespeichert. Im negativen Fall wird eine Fehlermeldung ausgegeben und die Klappen werden in eine Notfallposition gefahren. Ist die aktuelle Zyklenzahl kleiner oder gleich der vorgegebenen Zyklenzahl, werden die gespeicherten Klappenendpositionen aus der Steuerung übernommen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden der Elastizitätskorrekturfaktor und der Getriebekorrekturfaktor zu einem gemeinsamen spezifischen Klappenkorrekturfaktor zusammengefasst und im Aktuator hinterlegt, wobei die aktuelle Temperatur jeweils bei der Anwendung der Korrekturfaktoren mit berücksichtigt wird.
  • In der Ausgestaltung als Verfahren zur Steuerung von Klappen in Kraftfahrzeugklimageräten wird als Zyklenzahl die Zahl der Zündungsvorgänge beziehungsweise der Startvorgänge des Kraftfahrzeuges ausgewählt.
  • Bevorzugt werden die Klappenendpositionen im Aktuator hinterlegt. Insbesondere werden die Klappenendpositionen im EEPROM des Aktuators hinterlegt.
  • Bevorzugt wird bei Erreichen der Klappenendpositionen die Bewegung der Klappen gestoppt, die Klappenstellung wird aktiv gehalten und die Klappen werden um eine definierte Anzahl von Schritten in eine entlastete Endposition zurückgefahren.
  • Bei einer Änderung der Klappenbewegungsrichtung wird bevorzugt eine Entlastungskompensation vorgenommen.
  • Von Vorteil ist weiterhin, dass bei Änderung der Klappenbewegungsrichtung eine Bewegungsrichtungsumkehrkompensation vorgenommen wird.
  • Konzeptionsgemäß werden die Nachteile des Standes der Technik vom vorgeschlagenen Verfahren überwunden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erreicht, dass systembezogene Parameter, wie Elastizität und Getriebespiel, im Aktuator beziehungsweise im Steuer- oder Regelsystem hinterlegt werden. Dazu ist es notwendig, dass der Aktuator eine interne Steuerungseinheit besitzt. Erreicht wird dies durch einen selbstlernenden Aktuator innerhalb des Steuer- und Regelsystems, in welchem die betreffenden Parameter dann hinterlegt werden. Dabei werden Korrekturfaktoren ermittelt, welche spezifisch für den verwendeten Aktuator und das verwendete Klimaanlagensystem sind. Diese Korrekturfaktoren werden bei der Adressierung im Aktuator beziehungsweise in der Steuerung hinterlegt und dann direkt bei der Ansteuerung intern im Aktuator mit berücksichtigt. Diese Herangehensweise erfordert neben der Hinterlegung der Parameter auch einen veränderten Betriebsalgorithmus für den Ablauf des Verfahrens der Steuerung, um die genannten Probleme mit Systemen nach dem Stand der Technik zu lösen.
  • Mit dem vorgeschlagenen Verfahren werden diverse Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht. In erster Linie ist zu nennen, dass anlagenbezogene Toleranzen besser ausgeglichen werden. Weiterhin werden Fehlpositionierungen der Klappen reduziert und es wird durch die Berücksichtigung der spezifischen Parameter der Klappen und des verwendeten Systems erreicht, dass eine exakte und gleiche Positionierung der Klappen auch mit verschiedenen Aktuatoren im Endanschlag ermöglicht wird. Im Ergebnis ist weiterhin als vorteilhaft festzustellen, dass mit dieser Herangehensweise eine Reduzierung des Kalibrierungsaufwandes erreicht werden kann, wodurch unmittelbar eine Komfortverbesserung durch reduzierte Verfahrgeräusche sowie eine Einsparung von Energie einhergeht. Auch ist von ganz besonderem wirtschaftlichen Vorteil, dass die Verwendung von Aktuatoren unterschiedlicher Hersteller im gleichen Klimagerätesystem ohne weitere Anpassungen bezüglich der Ansteuerung ermöglicht wird, da die spezifischen Korrekturfaktoren durch die Hinterlegung im Steuerungssystem bei der Steuerung des Kraftfahrzeugklimagerätes berücksichtigt werden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1a, b: Klappe in Klappenendanschlag,
  • 2a, b: Klappenverstellwinkel,
  • 3a, b: Getriebespiel,
  • 4a, b: Verfahrwegdiagramm,
  • 5: Programmablaufplan Korrekturfaktor Klappenendposition,
  • 6: Programmablaufplan Toleranzausgleich und
  • 7: Programmablaufplan Temperaturkorrektur.
  • In den 1a und 1b ist schematisch der Klappenendanschlag 3 einer Klappe 1 mit zugehörigem Klappenantrieb 2 in zwei möglichen Varianten dargestellt. Bei einer höheren Elastizität des Klimasystems, welche sich aus einer höheren Elastizität der Klappe 1 selbst, des Klappenendanschlages 3 oder beider Komponenten ergibt, hat die Klappenbewegung unter realen Bedingungen einen größeren Verfahrweg gemäß 1b im Vergleich zum idealen Verfahrweg gemäß 1a. Die seitens des Aktuators rückgemeldete Endposition weicht je nach verwendetem Material oder der Materialkombination ab und dieser Effekt wird in der Regel nicht kompensiert. Gegebenenfalls bleibt der Aktuator nicht in der eingestellten Endposition stehen, sondern federt zurück. Verursacht ist dieser Effekt durch die Eigenschaften der verwendeten Kunststoffmaterialien und es ist ersichtlich, dass die im Ergebnis erreichte Endposition der Klappe von verschiedenen Faktoren abhängt.
  • In den 2a und 2b ist diese Situation mittels des Stellwinkels 4, hier dem Klappenverstellwinkel, schematisch dargestellt. In 2a ist der ideale Verfahrweg der Klappe 1 zwischen der Klappenendposition 0 % mit dem Bezugszeichen 3.1 und der Klappenendposition 100 % mit dem Bezugszeichen 3.2 als idealer Stellwinkel 4 dargestellt. Der ideale Stellwinkel 4, der einem idealen Verfahrweg der Klappe 1 entspricht, ist in 2a dargestellt und wird in Stellschritten quantifiziert. In 2b ist der reale Fall des Verfahrweges schematisch dem idealen Fall gemäß 2a gegenübergestellt. Die Klappe 1 schlägt im realen Fall in der Klappenendposition 0 % 3.1 an und wird aber aufgrund der elastischen Eigenschaften der Klappe 1 verformt, so dass eine Winkeldifferenz 5.1 und 5.2 auf beiden Seiten des Klappenanschlages zwischen dem idealen Stellwinkel und dem realen Stellwinkel entsteht. Diese Winkeldifferenz 5.1 und 5.2 ist abhängig von den elastischen Eigenschaften der Klappe 1 des Systems und gegebenenfalls den elastischen Eigenschaften des Klappenendanschlages 3 Analog zur Klappenendposition 0 % mit dem Bezugszeichen 3.1 erfolgt in Abhängigkeit der spezifischen Situation an der Klappenendposition 100 % mit dem Bezugszeichen 3.2 wiederum eine Winkeldifferenz, welche mit der Winkeldifferenz 5.2 bezeichnet und kumulativ bei der Bemessung des realen Stellwinkels zu berücksichtigen ist. Die Elastizität der Klappe 1 und des Klimaanlagensystems sowie der Klappenendpositionen 3.1 und 3.2 führt im Ergebnis zu einem größeren realen Stellwinkel im Vergleich zum idealen Stellwinkel 4.
  • In 3a ist ein ideales Zahnstangengetriebe und in 3b ist ein reales Zahnstangengetriebe mit Getriebespiel dargestellt. In 3b wird der Zahn 6 angetrieben und liegt in der Bewegungsrichtung 8 mit einer Flanke am Zahn 7.1 an und bewegt diesen in Bewegungsrichtung 8. Die andere Zahnflanke des Zahnes 6 hat zum benachbarten Zahn 7.2 einen Abstand, der als Getriebespiel 10 bezeichnet ist. Dieses Getriebespiel 10 muss im Falle einer Bewegungsrichtungsumkehr des Zahnes 6 aus der Bewegungsrichtung 8 in die Bewegungsrichtung 9 zunächst überwunden werden, ehe der Zahn 6 mit seiner anderen Flanke am Zahn 7.2 anliegt und seine Bewegung auf diesen in Bewegungsrichtung 9 übertragen kann. Bei einem idealen Getriebe ohne Getriebespiel, wie in 3a gezeigt, würde bei einer Richtungsumkehr von der Bewegungsrichtung 8 nach 9 bei angetriebenem Zahn 6 unmittelbar eine Bewegung der abgetriebenen Komponente resultieren.
  • Wenn die Klappen oder allgemein die Stellglieder gemäß 2b bei der Steuerung jedoch ohne Berücksichtigung der Winkeldifferenzen 5.1 und 5.2 verfahren werden, so sind Positionsabweichungen der Klimaklappe die Folge, was zu falschen Luftströmungen führt. Bei einem mehrstufigen Getriebe, wie es derzeit Verwendung findet, verstärkt sich dieser Effekt mit jeder Stufe. Es tritt hinzu, dass jeder Aktuator verschiedener Hersteller aufgrund unterschiedlicher eingesetzter Materialien und Fertigungsverfahren sowie verschiedenen Übersetzungen ein anderes Getriebespiel hat, so dass die Positionen der Klimaklappen bei gleicher Ansteuerung voneinander abweichen. Dies führt zu Problemen bei der Verwendung von Klappen unterschiedlicher Hersteller, was bei einem Wechsel des Zulieferers der Klappe oder bei der Reparatur von Systemen unter Einsatz von Klappen anderer Bauweise auftreten kann.
  • Dieses Verhalten ist analog bei verschiedenen Getriebeformen anzutreffen, da neben Zahnstangen auch Zahnräder oder andere in Getrieben verwendete Übertragungsmittel von diesem Problem des Getriebespiels betroffen sind.
  • In den 4a und 4b sind Schaltdiagramme zur Visualisierung und Quantifizierung des Getriebespiels dargestellt. In 4a ist der ideale Verfahrweg ohne Berücksichtigung von Getriebespiel und Elastizität und in 4b ist der reale Verfahrweg ohne Kompensation des Getriebespiels gezeigt.
  • In 4a ist beispielhaft der ideale Verfahrweg in Prozent der Klappenöffnung auf der Ordinate über eine Anzahl der Stellschritte auf der Abszisse aufgezeigt. Es ist dargestellt, dass bei einer beliebigen Klappenstellung die Verfahrrichtung umgeschaltet werden kann, beispielsweise von 0 % auf 50 % und dann wieder auf 0 %. Im Idealfall hat dann die Klappe wieder genau die Ausgangsposition am Ende eingenommen. Die Klappenendposition 0 % 3.1 und die Klappenendposition 100 % 3.2 sind in der exakt zuordenbaren Anzahl von Stellschritten in beiden Richtungen erreichbar. In der Realität gemäß 4b wird dies allerdings durch das Getriebespiel im Aktuator beziehungsweise das Spiel in der Verbindung zwischen Aktuator und Klimaklappe verfälscht. Bei einem Verfahrweg von 0 % bis 100 % der Klappenstellung und einer anschließenden Richtungsumschaltung müssen zunächst die Getriebespiele überwunden werden, bevor eine Bewegung der Klimaklappe in die andere Richtung erfolgt. In 4b sind dies die Strecken BL1 und BL2. Da der Aktuator allerdings zu diesem Zeitpunkt schon eine Stellbewegung erfährt, werden auch intern bereits Stellschritte gezählt, so dass bei gleicher Klappenstellung je nach Richtung, aus der diese Position angefahren wird, die rückgemeldete Schrittzahl nicht mit der tatsächlichen Stellung übereinstimmt.
  • In 5 ist ein Programmablaufplan bezüglich der Erfassung der Klappenposition dargestellt. Der Verfahrensschritt 11 betrifft das Einschalten der Zündung, wonach im Verfahrensschritt 12 geprüft wird, ob die Anzahl der Zündungsvorgänge größer als eine vorgebbare minimale Zyklenzahl ist, welche in der Steuerung gespeichert ist. Sofern die minimale Zyklenzahl kleiner ist, wird in Verfahrensschritt 13 eine Kalibrierroutine für die Kalibrierung der Klappe zwischen den Klappenendpositionen durchgeführt. In Verfahrensschritt 14 wird eine Plausibilitätsprüfung vorgenommen, inwieweit die erreichten Positionen real erreichbare Werte sein können. Entsprechen die ermittelten Werte nicht den Kriterien der Plausibilitätsprüfung, so wird ein Fehler ausgegeben und eine Klappennotfallposition wird eingenommen. Sofern die Kriterien der Plausibilitätsprüfung erreicht werden, werden in Verfahrensschritt 15 die Klappenendpositionen im EEPROM des Aktuators oder der Steuerung gespeichert.
  • Sofern im Verfahrensschritt 12 die minimale Zyklenzahl noch nicht erreicht ist, werden die Klappenendpositionen in Verfahrensschritt 17 aus dem EEPROM übernommen und zur Steuerung verwendet. Der Arbeitsmodus der Klappensteuerung entspricht Verfahrensschritt 19. Wird die Zündung abgeschaltet, wird in Verfahrensschritt 20 geprüft und in Verfahrensschritt 21 der Zähler der Steuerung hinsichtlich der Zyklenzahl entsprechend heraufgesetzt. Danach endet der Zyklus im Verfahrensschritt 22.
  • In 6 ist ein Programmablaufplan bezüglich des Toleranzausgleichs und des Verhaltens in einer Anschlagposition dargestellt. Der Verfahrensablauf im Arbeitsmodus gemäß Verfahrensschritt 19 beinhaltet eine Prüfung des Erreichens einer Anschlagposition in Verfahrensschritt 23. Sofern diese Prüfung zu einem positiven Ergebnis gekommen ist, wird gemäß Verfahrensschritt 24 die Bewegung der Klappe gestoppt, die Klappenposition wird aktiv gehalten und der Aktuator wird auf eine vordefinierte Position unter Kompensation der Elastizität zurückgesetzt. Sofern keine Klappenendposition in Verfahrensschritt 23 festgestellt wurde, wird geprüft, inwieweit eine Änderung der Bewegungsrichtung erfolgt ist. Dies wird in Verfahrensschritt 25 geprüft. Sofern eine Richtungsänderung stattgefunden hat, wird im Verfahrensschritt 26 die Getriebespielkompensation bei der Steuerung berücksichtigt. Die Prüfung auf das Erreichen der Klappenendposition wird schließlich solange fortgeführt, wie sich das System im Arbeitsmodus gemäß Verfahrensschritt 19 befindet.
  • Da das Klimasystem in unterschiedlichen Temperaturbereichen arbeiten muss und die Kunststoffbauteile ein temperaturabhängiges Elastizitätsverhalten aufweisen, muss die Berechnung der Korrekturfaktoren angepasst erfolgen. 7 zeigt ein zugehöriges Verfahren, welches im normalen Betriebsmodus innerhalb des Verfahrensschritts 19 im Verfahrensschritt 27 prüft, ob eine wiederkehrende, vorher zu definierenden Zeit abgelaufen ist. Ist dies der Fall, dann wird im Verfahrensschritt 28 ein Flag gesetzt, welches bei der nächsten Statusabfrage gemäß Verfahrensschritt 29 seitens des Steuergerätes gesendet wird. Daraufhin wird in Verfahrensschritt 30 gewartet, bis das Steuergerät die aktuelle Temperatur übermittelt hat. Diese Temperatur wird in Verfahrensschritt 31 im Aktuator gespeichert und für den Ausgleich der Toleranzen verwendet.
  • Zusammengefasst wird konzeptionsgemäß ein veränderter Algorithmus für den normalen Betrieb bei der Klappensteuerung vorgenommen. Kalibrierfahrten werden nach einer vorgegebenen Anzahl an Zündungsvorgängen durchgeführt. Je nach Angabe des entsprechenden Parameters kann diese Anzahl eingestellt und somit zum derzeit existierenden Verfahren reduziert werden. Nach einem erfolgten Kalibrierzyklus werden die gefundenen Endpositionen gespeichert und sind beim nächsten Zündungsvorgang auch ohne erneute Kalibrierfahrt verfügbar. Nach einem erfolgten Kalibrierzyklus werden die gefundenen Endpositionen auf Plausibilität überprüft. Falls diese Prüfung negativ ausfällt, wird der Aktuator in eine programmierbare Notfallposition gefahren. Außerdem wird eine entsprechende Fehlermeldung zum Master-Steuergerät geschickt. Nach Abschalten der Zündung wird ein Zähler hochgezählt, um die Anzahl der Zündungsvorgänge bis zur nächsten Kalibrierfahrt aufzunehmen.
  • Weiterhin wird ein veränderter Algorithmus für den Fall eines Endanschlages beziehungsweise einer Richtungsumschaltung implementiert. Wird ein Anschlag erkannt, wird der Aktuator zunächst in dieser Position gehalten und dann entsprechend der vorher ermittelten und programmierten Korrekturfaktoren in eine definierte Endposition gefahren. Damit wird sichergestellt, dass die Endposition der Klappe unabhängig vom verwendeten Aktuator beziehungsweise dem Material der Klimaklappe immer identisch ist. Bei einer Richtungsumschaltung erfolgt zunächst eine Kompensation des Getriebespiels des Aktuators sowie des Spiels am Interface zwischen Aktuator und Klimaklappe, ebenfalls durch vorher ermittelte Korrekturfaktoren. Im Anschluss wird der Aktuator so verfahren, dass die Positionierung der Klappe aufgrund der angegebenen Schrittzahl immer gleich ist, unabhängig von der Richtung, aus der diese Position angefahren wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Klappe
    2
    Klappenantrieb
    3
    Klappenendanschlag
    3.1
    Klappenendposition 0 %
    3.2
    Klappenendposition 100 %
    4
    Stellwinkel
    5.1
    Winkeldifferenz bei 0 %
    5.2
    Winkeldifferenz bei 100 %
    6
    Zahn
    7.1
    Zahn
    7.2
    Zahn
    8
    Bewegungsrichtung
    9
    Bewegungsrichtung
    10
    Getriebespiel
    11–31
    Verfahrensschritte
    BL1
    Strecke
    BL2
    Strecke
  • 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 4324912 A1 [0003]

Claims (7)

  1. Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten, – wobei für jede Klappe ein Elastizitätskorrekturfaktor und/oder ein Getriebekorrekturfaktor sowie Klappenendpositionen bestimmt und im Aktuator gespeichert werden und dass eine vorgebbare Zyklenzahl an aufeinanderfolgenden Nutzungszyklen hinterlegt ist und die Zyklenzahl im Aktuator gezählt wird, wobei – die aktuelle Zyklenzahl mit der vorgegebenen Zyklenzahl verglichen wird, – ist die aktuelle Zyklenzahl größer als die vorgegebene Zyklenzahl, wird ein Kalibrierzyklus zur Ermittlung der aktuellen Klappenendpositionen durchgeführt, die neu ermittelten Klappenendpositionen werden auf Plausibilität geprüft und im positiven Fall der Plausibilität werden die neu ermittelten Klappenendpositionen im Aktuator gespeichert, im negativen Fall wird eine Fehlermeldung ausgegeben und die Klappen werden in eine Notfallposition gefahren, – ist die aktuelle Zyklenzahl kleiner oder gleich der vorgegebenen Zyklenzahl, werden die gespeicherten Klappenendpositionen aus der Steuerung übernommen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätskorrekturfaktor und der Getriebekorrekturfaktor zu einem gemeinsamen spezifischen Klappenkorrekturfaktor zusammengefasst und im Aktuator hinterlegt werden, wobei die aktuelle Temperatur jeweils bei der Anwendung der Korrekturfaktoren mit berücksichtigt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Zyklenzahl die Zahl der Zündungsvorgänge ausgewählt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenendpositionen in einem EEPROM hinterlegt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der Klappenendpositionen die Bewegung der Klappen gestoppt wird, die Klappenstellung aktiv gehalten wird und die Klappen um eine definierte Anzahl von Schritten in eine entlastete Endposition zurückgefahren werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung der Klappenbewegungsrichtung eine Entlastungskompensation vorgenommen wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung der Klappenbewegungsrichtung eine Bewegungsrichtungsumkehrkompensation vorgenommen wird.
DE102015110400.8A 2015-06-29 2015-06-29 Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten Active DE102015110400B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015110400.8A DE102015110400B4 (de) 2015-06-29 2015-06-29 Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten
KR1020150185618A KR101801281B1 (ko) 2015-06-29 2015-12-24 자동차 공기 조절 장치 내 플랩 밸브를 제어하기 위한 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015110400.8A DE102015110400B4 (de) 2015-06-29 2015-06-29 Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015110400A1 true DE102015110400A1 (de) 2016-12-29
DE102015110400B4 DE102015110400B4 (de) 2019-02-21

Family

ID=57537382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015110400.8A Active DE102015110400B4 (de) 2015-06-29 2015-06-29 Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101801281B1 (de)
DE (1) DE102015110400B4 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111645484A (zh) * 2020-05-21 2020-09-11 泰铂(上海)环保科技股份有限公司 一种车用空调风门执行器自适应的控制方法
DE102020120241A1 (de) 2020-07-31 2022-02-03 Minebea Mitsumi Inc. Stellantrieb mit einem Elektromotor und Verfahren zur Positionsbestimmung eines Stellantriebes
CN117387192A (zh) * 2023-11-23 2024-01-12 宜所(广东)智能科技有限公司 空调电子膨胀阀的控制方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4324912A1 (de) 1993-07-24 1995-01-26 Buehler Gmbh Nachf Geb Stellantrieb, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaklappen in Kraftfahrzeugen
DE10060687A1 (de) * 2000-12-07 2002-06-13 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Lamellen und/oder Klappen bei einer Fahrzeug-Klimaanlage
DE10305332A1 (de) * 2003-02-06 2004-09-02 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Verfahren zur Hysteresekompensation von Stellgliedern beim Wechsel der Bewegungsrichtung beim Antrieb durch Stellantriebe, insbesondere bei Ventilklappen in Klimaregeleinrichtungen

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3811088B2 (ja) 2001-04-19 2006-08-16 東芝機械株式会社 サーボ制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4324912A1 (de) 1993-07-24 1995-01-26 Buehler Gmbh Nachf Geb Stellantrieb, insbesondere für Heizungs-, Lüftungs- oder Klimaklappen in Kraftfahrzeugen
DE10060687A1 (de) * 2000-12-07 2002-06-13 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung und Verfahren zur Funktionsüberprüfung von Lamellen und/oder Klappen bei einer Fahrzeug-Klimaanlage
DE10305332A1 (de) * 2003-02-06 2004-09-02 Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn Verfahren zur Hysteresekompensation von Stellgliedern beim Wechsel der Bewegungsrichtung beim Antrieb durch Stellantriebe, insbesondere bei Ventilklappen in Klimaregeleinrichtungen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111645484A (zh) * 2020-05-21 2020-09-11 泰铂(上海)环保科技股份有限公司 一种车用空调风门执行器自适应的控制方法
DE102020120241A1 (de) 2020-07-31 2022-02-03 Minebea Mitsumi Inc. Stellantrieb mit einem Elektromotor und Verfahren zur Positionsbestimmung eines Stellantriebes
CN117387192A (zh) * 2023-11-23 2024-01-12 宜所(广东)智能科技有限公司 空调电子膨胀阀的控制方法及系统
CN117387192B (zh) * 2023-11-23 2024-04-16 宜所(广东)智能科技有限公司 空调电子膨胀阀的控制方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101801281B1 (ko) 2017-11-27
DE102015110400B4 (de) 2019-02-21
KR20170002268A (ko) 2017-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014108106B4 (de) Fahrzeug und Getriebe mit adaptiver Steuerung eines Strömungssteuerungssolenoids
DE102015110400B4 (de) Verfahren zur Steuerung von Klappen, insbesondere in Kraftfahrzeugklimageräten
DE102014118125B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge, insbesondere eines Dieselmotors
DE60205782T2 (de) Verfahren zum Identifizieren von Aktuatoren in Fahrzeugklimaanlagen
DE102011105064A1 (de) Kraftfahrzeug und Verfahren zur Ermittlung und Erkennung von Endanschlägen einer Lenkeinrichtung
DE102007023553B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Antriebsaggregats
DE102010008240B4 (de) Verfahren zum Betrieb eines mehrachsigen, vorzugsweise sechsachsigen, Roboters
EP2046616B1 (de) Verfahren zur überwachung eines anfahrvorganges eines kraftfahrzeugs
DE102014205087A1 (de) Verfahren zur automatisierten Inbetriebnahme eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges
DE10057093A1 (de) Verfahren zur Adaption von Schaltabläufen eines Automatgetriebes
DE102007037589A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Doppelkupplung, insbesondere der Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes
DE102015226539A1 (de) "Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer nasslaufenden Kupplung eines Kraftfahrzeugs"
DE102018128474A1 (de) Verfahren zur Einstellung einer Volumenausgleichsdauer in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem, vorzugsweise für ein Fahrzeug
EP3292444B1 (de) Verfahren zum betreiben eines elektrischen oder fluidischen stellantriebs und bewegungssteuerung für einen stellantrieb
DE102007058777A1 (de) Verfahren zur Inbetriebnahme von Stellantrieben
DE10113700A1 (de) Verfahren zur Adaption des Motorreibmomentes eines Kraftfahrzeuges
EP3224072B1 (de) Verfahren zum betreiben einer bewegungseinrichtung
DE102009029394A1 (de) Stellervorrichtung, Steuergerät zum Betreiben der Stellervorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Stellervorrichtung
DE102016215180A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Aktorweges eines hydraulischen Kupplungsaktors
WO2011000651A1 (de) Verfahren und system zur ansteuerung von mindestens einem aktuator
DE102015212702A1 (de) Verfahren zur Prüfung eines Zustandes eines Steuergerätes eines Kupplungsaktors
DE102019132428A1 (de) Funktionsorientierte Elektronik-Architektur
DE102013016759A1 (de) Anordnung zur Ansteuerung eines Getriebebremszylinders
DE102007062173A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine und Steuer- oder Regelrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102013222338A1 (de) Verfahren zum Steuern einer Drehmomentübertragungseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final