DE102016206783A1

DE102016206783A1 - Aktorvorrichtung

Info

Publication number: DE102016206783A1
Application number: DE102016206783.4A
Authority: DE
Inventors: Michel Dietrich; Martin Rapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Aktorvorrichtung für ein Fahrzeug mit zumindest einem Aktor (12a; 12c) und mit einer Steuereinheit (14a; 14c) zur Ansteuerung des Aktors (12a; 12c), welche dazu vorgesehen ist, abhängig von zumindest einem Einschaltsignal zumindest von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand überzugehen. Es wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine Schalteinheit (16a; 16b; 16c) umfasst, welche dazu vorgesehen ist, eine Bewegung zumindest eines Teils des Aktors (12a; 12c) zu sensieren und abhängig davon das Einschaltsignal bereitzustellen.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Aktorvorrichtung für ein Fahrzeug bekannt, welche zumindest einen Aktor und eine Steuereinheit zur Ansteuerung des Aktors aufweist. Dabei ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, abhängig von zumindest einem Einschaltsignal von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand überzugehen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Aktorvorrichtung für ein Fahrzeug, mit zumindest einem Aktor und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Aktors, welche dazu vorgesehen ist, abhängig von zumindest einem Einschaltsignal zumindest von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand überzugehen.
In einem Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine Schalteinheit umfasst, welche dazu vorgesehen ist, eine Bewegung zumindest eines Teils des Aktors zu sensieren und abhängig davon das Einschaltsignal bereitzustellen. Hierdurch kann eine Aktorvorrichtung mit einer verbesserten Effizienz, insbesondere Energie- und/oder Kosteneffizienz, bereitgestellt werden. Ferner kann eine Positionsänderung durch die Bewegung des Teils des Aktors erkannt und auf diese reagiert werden, so dass vorteilhaft auf eine Selbsthemmung des Aktors verzichtet werden kann. Hierdurch kann in einem Betrieb des Aktors Energie eingespart werden.
Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Unter einer „Aktorvorrichtung für ein Fahrzeug“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung verstanden werden, welche vorteilhaft speziell zu einem Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen ist und vorteilhaft Teil einer elektrisch verstellbaren Komponente, insbesondere einer Unterbaugruppe, des Fahrzeugs ist. Bei der elektrisch verstellbaren Unterbaugruppe kann es sich beispielsweise um ein Verdeck, einen Scheibenwischer, einen Fensterheber, einen Fahrzeugspiegel, einen Kupplungsaktor, eine Servolenkung und/oder einen Getriebesteller handeln. Bevorzugt ist der Aktor als ein Linear- oder Rotationsaktor ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der Aktor als ein elektrisch betreibbarer Aktor, und zwar insbesondere als ein Elektromotor, vorzugsweise als ein bürstenloser Elektromotor und/oder besonders bevorzugt als ein EC-Motor, ausgebildet. Unter einer „Bewegung zumindest eines Teils des Aktors“ soll insbesondere eine Bewegung eines Rotors des Aktors relativ zu einem Stator des Aktors verstanden werden. Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem elektronischen Steuergerät verstanden werden. Das Steuergerät weist insbesondere zumindest eine Recheneinheit, zumindest eine Speichereinheit und/oder zumindest ein in der Speichereinheit hinterlegtes und in der Recheneinheit ausführbares Betriebsprogramm auf. Vorteilhaft kann die Speichereinheit auch getrennt von dem Steuergerät ausgebildet sein. Die Steuereinheit umfasst insbesondere einen Mikrokontroller, welcher insbesondere das Steuergerät ausbildet. Die Steuereinheit ist insbesondere mit dem Aktor elektrisch verbunden und weist vorteilhaft zum Betrieb des Aktors eine Stelleinheit auf, welche vorzugsweise dazu vorgesehen ist, den Aktor in verschiedenen Betriebsrichtungen zu betreiben. Die Steuereinheit kann insbesondere zumindest einen Vierquadrantensteller aufweisen, welcher beispielsweise die Stelleinheit ausbilden könnte. Die Steuereinheit ist insbesondere mit weiteren Einheiten der Aktorvorrichtung, insbesondere der Schalteinheit, elektrisch verbunden. Unter „elektrisch verbunden“ soll insbesondere elektrisch leitend verbunden und vorzugsweise kommunizierend verbunden verstanden werden, wie insbesondere über eine Bus-Verbindung, vorzugsweise eine CAN-Verbindung (Controller Area Network) und/oder besonders bevorzugt eine LIN-Verbindung (Local Interconnect Network), verbunden. Denkbar ist, dass insbesondere anstelle einer elektrisch leitenden Verbindung eine kabellose Verbindung, insbesondere optisch und/oder über Funk, vorgesehen ist, wie beispielsweise über WLAN, Bluetooth und/oder Infrarot. Bei dem Einschaltsignal handelt es sich insbesondere um ein elektrisches Signal, insbesondere ein BUS-Signal, wie beispielsweise ein CAN- und/oder LIN-Signal, welches vorzugsweise einer logischen 1 oder einer logischen 0 entspricht. Unter einem „Betriebszustand der Steuereinheit“ soll insbesondere ein Zustand verstanden werden, in welchem die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Aktor anzusteuern. Unter einem „Ruhezustand der Steuereinheit“ soll insbesondere ein Energiesparzustand der Steuereinheit verstanden werden, in welchem diese zumindest im Wesentlichen weniger Energie verbraucht als im Betriebszustand. Unter „zumindest im Wesentlichen weniger“ soll in diesem Zusammenhang zumindest um 25 %, vorzugsweise zumindest um 50 % und besonders bevorzugt um zumindest 75 % weniger verstanden werden. Weiter vorteilhaft ist der Ruhezustand ein Zustand, in welchem die Steuereinheit ausgeschaltet ist. Bevorzugt ist der Ruhezustand ein Zustand der Steuereinheit, in welchem auf eine Ansteuerung des Aktors verzichtet wird. Besonders bevorzugt ist die Steuereinheit in dem Ruhezustand ausgeschaltet.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung, welcher insbesondere separat oder in Kombination mit dem vorherigen Aspekt betrachtet werden kann, wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung zumindest eine Schalteinheit aufweist, welche insbesondere der zuvor genannten Schalteinheit entsprechen kann und welche dazu vorgesehen ist, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit das Einschaltsignal bereitzustellen. Aufgrund dessen kann auf Sensoren zur Sensierung einer Bewegung des Aktors in dem Ruhezustand verzichtet werden. Es kann auf zusätzliche Bauteile verzichtet und Bauteilkosten können reduziert werden, wodurch eine besonders kostengünstige Aktorvorrichtung bereitgestellt werden kann. Die vorgegebene Zeit ist insbesondere einstellbar und/oder bevorzugt eine werksseitig, besonders bevorzugt fest, vorgegebene Zeit. Vorteilhaft ist die vorgegebene Zeit bestimmt durch ein sich insbesondere wiederholendes, vorzugsweise periodisches Zeitintervall. Insbesondere könnte die Schalteinheit einen Zeitgeber umfassen, welcher dazu vorgegeben ist, das periodische Zeitintervall bereitzustellen.
Um Bauteilkosten zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass die Schalteinheit zumindest ein Schaltelement umfasst, welches zumindest einen Schaltzustand zur Bereitstellung des Einschaltsignals aufweist. Ferner weist das Schaltelement insbesondere zumindest einen weiteren Schaltzustand auf, welcher von dem Schaltzustand zur Bereitstellung des Einschaltsignals verschieden ist. Es wird des Weiteren vorgeschlagen, dass das Schaltelement zumindest den weiteren Schaltzustand zur Bereitstellung des Ausschaltsignals aufweist. Bei dem Schaltzustand handelt es sich insbesondere um einen Zustand, welcher einer logischen 1 und/oder bei dem weiteren Schaltzustand einer logischen 0 entspricht. Bei dem Schaltelement kann es sich insbesondere um eine vorzugsweise bistabile Kippstufe handeln, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, ihr Ausgangssignal zu ändern, wenn zumindest ein bestimmtes elektrisches Signal und vorzugsweise eine vorgegebene Kombination von elektrischen Signalen an dem Schaltelement anliegt. Beispielsweise könnte das Schaltelement als ein beliebiger Logikschalter und/oder beliebiges Logikgatter ausgebildet sein, wie ein AND- oder OR-Gatter. Ferner könnte es sich bei dem Schaltelement insbesondere um einen Speicher handeln, welcher zumindest dazu vorgesehen ist, wenigstens ein Bit zu speichern.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das Schaltelement abhängig von dem elektrischen Signal dazu vorgesehen ist, den zumindest einen Schaltzustand anzunehmen. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise ein kontrollierter und insbesondere sicherer Einschaltvorgang realisiert werden. Das Schaltelement weist insbesondere einen elektrischen Eingangskanal auf, welcher mit dem Sensorelement elektrisch leitend verbunden und dazu vorgesehen ist, das elektrische Signal aufzunehmen. Ferner weist das Schaltelement einen weiteren elektrischen Eingangskanal auf, welcher mit einer weiteren Komponente der Aktorvorrichtung elektrisch leitend verbunden und dazu vorgesehen ist, ein weiteres elektrisches Signal aufzunehmen. Insbesondere abhängig von einer Kombination der elektrischen Signale, vorzugsweise wenn das elektrische Signal des Sensorelements eine logische 1 bereitstellt und das weitere elektrische Signal eine logische 0 bereitstellt oder umgekehrt, ist das Schaltelement dazu vorgesehen, den Schaltzustand anzunehmen und/oder vorzugsweise zwischen Schaltzuständen, insbesondere dem Schaltzustand und/oder dem weiteren Schaltzustand, zu wechseln.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Schaltelement abhängig von dem weiteren elektrischen Signal dazu vorgesehen ist, den zumindest einen weiteren Schaltzustand anzunehmen. Es kann auf einfache Art und Weise ein kontrollierter und insbesondere sicherer Ausschaltvorgang realisiert werden. Insbesondere abhängig von einer Kombination der elektrischen Signale, insbesondere wenn das elektrische Signal des Sensorelements eine logische 0 bereitstellt und das weitere elektrische Signal eine logische 1 bereitstellt oder vice versa, ist das Schaltelement dazu vorgesehen, den weiteren Schaltzustand anzunehmen und/oder vorzugsweise zwischen Schaltzuständen, insbesondere dem weiteren Schaltzustand und/oder dem Schaltzustand, zu wechseln.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schalteinheit einen Flipflop aufweist. Hierdurch kann das Schaltelement auf besonders einfache Art und Weise ausgebildet werden. Insbesondere ist das Schaltelement der Schalteinheit als der Flipflop ausgebildet. Bei dem Flipflop kann es sich vorteilhaft um einen RS-Flipflop handeln.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schalteinheit zumindest ein magnetisches Sensorelement aufweist, welches abhängig von der Bewegung des Teils des Aktors das elektrische Signal erzeugt und das Schaltelement mit diesem beaufschlagt. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise aus der Bewegung eines Teils des Aktors direkt oder indirekt ein elektrisches Signal erzeugt werden. Unter einem „magnetischen Sensorelement“ soll insbesondere ein Sensor verstanden werden, welcher dazu vorgesehen ist mit einem magnetischen Feld wechselzuwirken und insbesondere abhängig von einer Änderung des magnetischen Felds, insbesondere durch Induktion, ein elektrisches Signal zu erzeugen. Das Sensorelement ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Änderung des magnetischen Felds, welche vorzugsweise durch die Bewegung des Teils des Aktors hervorgerufen ist, zu sensieren. Das Sensorelement ist insbesondere in einem Nahbereich des Aktors und vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zum Aktor angeordnet. Unter einem „Nahbereich“ soll insbesondere ein räumlicher Bereich verstanden werden, welcher aus Punkten gebildet ist, die jeweils einen minimalen Abstand von maximal 50 mm, vorteilhaft von maximal 25 mm, vorzugsweise von maximal 10 mm und besonders bevorzugt von maximal 5 mm von einem Referenzpunkt und/oder einem Referenzbauteil, insbesondere dem Aktor, aufweisen.
Besonders bevorzugt kann das Sensorelement in dem Aktor integriert sein und insbesondere zumindest von zumindest einem Teil des Aktors zumindest teilweise ausgebildet sein, wie beispielsweise von einer Spule des Aktors. Das elektrische Signal ist insbesondere ein Strom- und/oder Spannungspuls und entspricht vorteilhaft einer logischen 1, während der Fall, dass kein elektrisches Signal anliegt, einer logischen 0 entspricht oder umgekehrt.
Denkbar ist, dass die Schalteinheit einen Hall-Sensor, insbesondere als das Sensorelement, aufweisen könnte. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schalteinheit zumindest einen Wiegand-Sensor aufweist. Insbesondere ist das Schaltelement der Schalteinheit als der Wiegand-Sensor ausgebildet. Es kann eine Schalteinheit mit einem energieautarken Sensorelement bereitgestellt werden, wodurch eine Energieeffizienz weiter verbessert werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schalteinheit zumindest einen Reed-Sensor aufweist. Hierdurch kann eine Schalteinheit mit einem Sensorelement hoher Robustheit und besonders hoher Standzeit bereit gestellt werden. Es können Kosten für Reparaturen und/oder Wartungen reduziert werden, wodurch eine Kosteneffizienz weiter verbessert werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit in dem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, eine durch die Bewegung des Teils des Aktors hervorgerufene Positionsänderung des Teils des Aktors abzuspeichern. Ferner ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in welchem sie den Aktor aktiv ansteuert, die Positionsänderung zu berücksichtigen. Es kann eine Ansteuerung des Aktors verbessert werden. Ein fehlerhafter Betrieb, insbesondere aufgrund einer fehlerhaften Ansteuerung, welcher zu einem erhöhten Energieverbrauch führen würde, kann vermieden werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand den Aktor derart anzusteuern, dass dieser der Bewegung des Teils des Aktors entgegenwirkt. Die Steuereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, die Bewegung des Teils des Aktors zu vermindern, vorzugsweise zu blockieren und besonders bevorzugt zumindest den Teil des Aktors in eine Ausgangsstellung, welche insbesondere zumindest der Teil des Aktors vor der Bewegung aufgewiesen hat, zurückzuführen. Es kann eine Betriebssicherheit erhöht werden, da ungewollte und insbesondere unsachgemäße Bewegungen des Aktors ausgeglichen oder vermieden werden können.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Steuereinheit abhängig von zumindest einem Ausschaltsignal dazu vorgesehen ist, zumindest von dem Betriebszustand in den Ruhezustand überzugehen, und die Schalteinheit dazu vorgesehen ist, zumindest das Ausschaltsignal bereitzustellen. Insbesondere handelt es sich bei dem Ausschaltsignal um ein elektrisches Signal, insbesondere ein BUS-Signal, wie beispielsweise ein CAN- und/oder LIN-Signal, welches vorzugsweise einer logischen 0 oder einer logischen 1 entspricht. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise die Steuereinheit von dem Betriebszustand in den Ruhezustand übergehen.
Denkbar ist, dass die Sensoreinheit dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand der Steuereinheit einen Stillstand des Aktors zu erkennen und vorteilhaft ein weiteres elektrisches Signal, insbesondere das zuvor genannte weitere elektrisches Signal, zu erzeugen und insbesondere das Schaltelement mit diesem zu beaufschlagen. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit ein weiteres elektrisches Signal, insbesondere das zuvor genannte weitere elektrische Signal, zu erzeugen und das Schaltelement mit diesem zu beaufschlagen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem weiteren elektrischen Signal um ein elektrisches Signal, insbesondere BUS-Signal, welches vorzugsweise einer logischen 1 oder einer logischen 0 entspricht. Insbesondere ist die Steuereinheit mit dem weiteren Eingangskanal des Schaltelements elektrisch verbunden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Aktorvorrichtung einen Leistungsverbrauch aufweist, welcher in einem Ruhezustand der Steuereinheit weniger als 1 mW beträgt. Vorzugsweise beträgt der Leistungsverbrauch der Aktorvorrichtung in dem Ruhezustand der Steuereinheit weniger als 0,8 mW und besonders bevorzugt weniger als 0,6 mW. An der Aktorvorrichtung liegt eine Betriebsspannung insbesondere von höchstens 18 V, vorzugsweise von höchstens 16 V und besonders bevorzugt von höchstens 12 V an, und zwar insbesondere bei einem die Aktorvorrichtung durchfließenden Strom von höchstens 90 µW, vorzugsweise von höchstens 70 µW und besonders bevorzugt von höchstens 50 µW. Hierdurch kann einer Vorgabe zur Konstruktion von elektrischen Verbrauchern für Fahrzeuge entsprochen werden, wobei ein unkontrollierter Leerlauf eines Energiespeichers eines Fahrzeugs vermieden werden kann.
Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren mit einer Aktorvorrichtung für ein Fahrzeug, mit zumindest einem Aktor und mit einer Steuereinheit zur Ansteuerung des Aktors, welche abhängig von zumindest einem Einschaltsignal zumindest von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand übergeht
Es wird vorgeschlagen, dass eine Bewegung zumindest eines Teils des Aktors sensiert und abhängig davon das Einschaltsignal bereitgestellt wird. Hierdurch kann eine Aktorvorrichtung mit einer verbesserten Energieeffizienz bereitgestellt werden.
Die Aktorvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die Aktorvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine als Scheibenwischer ausgebildete Aktorvorrichtung in einer schematischen Draufsicht,
2 einen Teil der Aktorvorrichtung mit einer Steuereinheit und einer Schalteinheit in einer schematischen Darstellung,
3 einen Teil der Aktorvorrichtung mit der Schalteinheit in einer schematischen Darstellung,
4 einen schematischen Verfahrensablauf,
5 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Teils der Aktorvorrichtung aus 2 und
6 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Teils der Aktorvorrichtung aus 2.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In 1 ist eine als elektrischer Scheibenwischer 28a ausgebildete Aktorvorrichtung eines Fahrzeugs dargestellt. Ferner könnte die Aktorvorrichtung auch eine andere elektrische Komponente und/oder Unterbaugruppe des Fahrzeugs ausbilden, wie beispielsweise ein Verdeck, einen Scheibenwischer, einen Fensterheber, einen Fahrzeugspiegel, einen Kupplungsaktor, eine Servolenkung und/oder einen Getriebesteller.
2 zeigt einen Teil der Aktorvorrichtung in einer schematischen Darstellung. Die Aktorvorrichtung weist zumindest einen Aktor 12a auf. Der Aktor 12a ist als ein elektrisch betreibbarer Aktor ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist der Aktor 12a als ein Elektromotor, und zwar bevorzugt als ein EC-Motor, ausgebildet. Der Aktor 12a ist als ein Rotationsaktor ausgebildet. Alternativ kann der Aktor 12a auch als ein Linearaktor ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall weist der Aktor 12a einen Rotor (nicht dargestellt) auf. Ferner weist der Aktor 12a einen Stator (nicht dargestellt) auf. Eine Bewegung eines Teils des Aktors 12a ist eine Bewegung des Rotors relativ zum Stator.
Der Aktor 12a treibt einen Wischer 30a an. Der Aktor 12a, insbesondere der Rotor des Aktors 12a, ist mit dem Wischer 30a des Scheibenwischers 28a kommunizierend verbunden. Bei einer Bewegung des Wischers 30a bewegt sich zumindest ein Teil des Aktors 12a, und zwar insbesondere der Rotor. Umgekehrt soll vermieden werden, dass es zu einer Bewegung und/oder Positionsänderung zumindest eines Teils des Aktors 12a kommt, wenn externe Kräfte, wie beispielsweise hervorgerufen durch Fahrtwind, auf den Aktor 12a wirken.
Die Aktorvorrichtung weist die Steuereinheit 14a auf. Die Steuereinheit 14a ist zu einer Ansteuerung des Aktors 12a vorgesehen. Die Steuereinheit 14a weist ein elektronisches Steuergerät 32a auf. Das Steuergerät 32a weist eine Recheneinheit (nicht dargestellt) auf. Ferner weist das Steuergerät 32a eine Speichereinheit (nicht dargestellt) auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Speichereinheit auch getrennt von dem Steuergerät 32a ausgebildet sein. Das Steuergerät 32a weist ein in der Speichereinheit hinterlegtes und in der Recheneinheit ausführbares Betriebsprogramm auf. Die Steuereinheit 14a umfasst einen Mikrokontroller 34a. Der Mikrokontroller 34a bildet das Steuergerät 32a aus. Die Steuereinheit 14a weist eine Stelleinheit 36a auf. Die Stelleinheit 36a ist mit dem Steuergerät 32a elektrisch verbunden. Die Stelleinheit 36a ist zum Betrieb des Aktors 12a vorgesehen. Die Stelleinheit 36a ist dazu vorgesehen, den Aktor 12a in verschiedenen Betriebsrichtungen zu betreiben. Die Steuereinheit 14a weist einen Vierquadrantensteller 38a auf. Der Vierquadrantensteller 38a bildet die Stelleinheit 36a aus. Die Stelleinheit 36a ist elektrisch mit dem Aktor 12a verbunden.
Die Steuereinheit 14a weist einen Betriebszustand auf. In dem Betriebszustand ist die Steuereinheit 14a dazu vorgesehen, den Aktor 12a anzusteuern. Ferner ist die Steuereinheit 14a dazu vorgesehen, in dem Betriebszustand den Aktor 12a derart anzusteuern, dass dieser der Bewegung des Teils des Aktors 12a entgegenwirkt. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 14a dazu vorgesehen sein, in dem Betriebszustand eine durch die Bewegung hervorgerufene Positionsänderung des Teils des Aktors 12a abzuspeichern. Ein Leistungsverbrauch der Aktorvorrichtung in dem Betriebszustand der Steuereinheit 14a beträgt zumindest 1 mW.
Die Steuereinheit 14a weist einen Ruhezustand auf. Der Ruhezustand ist ein Energiesparzustand der Steuereinheit 14a. In dem Ruhezustand wird auf eine Ansteuerung des Aktors 12a durch die Steuereinheit 14a verzichtet. Der Aktor 12a wird in dem Ruhezustand nicht von der Steuereinheit 14a angesteuert. Ein Leistungsverbrauch der Aktorvorrichtung in einem Ruhezustand der Steuereinheit 14a beträgt weniger als 1 mW. Ferner ist im Ruhezustand der Leistungsverbrauch im Vergleich zum Betriebszustand zumindest im Wesentlichen geringer. Im vorliegenden Fall ist der Leistungsverbrauch um 50% geringer.
Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, von dem Ruhezustand in den Betriebszustand überzugehen. Die Steuereinheit 14a dazu vorgesehen, abhängig von einem Einschaltsignal von dem Ruhezustand in den Betriebszustand überzugehen. Ferner ist die Steuereinheit 14a dazu vorgesehen, von dem Betriebszustand in den Ruhezustand überzugehen. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, abhängig von zumindest einem Ausschaltsignal von dem Betriebszustand in den Ruhezustand überzugehen.
Die Aktorvorrichtung weist eine Schalteinheit 16a auf. Die Schalteinheit 16a ist zur Bereitstellung des Einschaltsignals vorgesehen. Die Schalteinheit 16a ist dazu vorgesehen, eine Bewegung zumindest eines Teils des Aktors 12a zu sensieren. Die Schalteinheit 16a ist dazu vorgesehen, abhängig von der Bewegung des Teils des Aktors 12a das Einschaltsignal bereitzustellen. Ferner ist die Schalteinheit 16a zur Bereitstellung des Ausschaltsignals vorgesehen.
In 3 ist ein Teil der Aktorvorrichtung mit einem Sensorelement 22a und einem Schaltelement 18a dargestellt. Die Schalteinheit 16a weist zumindest das Sensorelement 22a auf. Das Sensorelement 22a ist als ein magnetisches Sensorelement 22a ausgebildet. Die Schalteinheit 16a weist einen Wiegand-Sensor 24a auf. Im vorliegenden Fall bildet der Wiegand-Sensor 24a das Sensorelement 22a aus. Alternativ oder zusätzlich kann die Schalteinheit 16a auch einen Reed-Sensor, einen Hall-Sensor und/oder insbesondere auch einen nicht magnetischen Sensor aufweisen, welcher vorteilhaft das Sensorelement 22a ausbilden könnte. Das Sensorelement 22a ist dazu vorgesehen, ein elektrisches Signal zu erzeugen. Das Sensorelement 22a ist dazu vorgesehen, abhängig von einer Bewegung des Teils des Aktors 12a das elektrische Signal zu erzeugen. Das Sensorelement 22a ist insbesondere in einem Nahbereich 40a des Aktors 12a angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass das Sensorelement 22a in dem Aktor 12a integriert ist. Das elektrische Signal ist ein Spannungspuls und entspricht vorteilhaft einer logischen 1. Der Fall, dass kein elektrisches Signal anliegt, entspricht einer logischen 0. Das Sensorelement 22a ist dazu vorgesehen, das Schaltelement 18a der Schalteinheit 16a mit dem elektrischen Signal zu beaufschlagen. Das Sensorelement 22a ist mit dem Schaltelement 18a elektrisch verbunden.
Die Schalteinheit 16a umfasst das Schaltelement 18a. Ferner weist die Schalteinheit 16a einen Flipflop 20a auf. Der Flipflop 20a ist als ein RS-Flipflop ausgebildet. Im vorliegenden Fall ist das Schaltelement 18a von dem Flipflop 20a ausgebildet. Das Schaltelement 18a weist zumindest einen Schaltzustand auf. In dem Schaltzustand ist das Schaltelement 18a zur Bereitstellung des Einschaltsignals vorgesehen. Ferner weist das Schaltelement 18a zumindest einen weiteren Schaltzustand auf. In dem weiteren Schaltzustand ist das Schaltelement 18a zur Bereitstellung des Ausschaltsignals vorgesehen. Das Schaltelement 18a weist einen Ausgangskanal auf, welcher mit der Steuereinheit 14a, insbesondere dem Steuergerät 32a, elektrisch verbunden ist. Das Schaltelement 18a beaufschlagt die Steuereinheit 14a abhängig von dem Schaltzustand mit dem Einschaltsignal oder dem Ausschaltsignal.
Das Schaltelement 18a ist dazu vorgesehen, den zumindest einen Schaltzustand abhängig von dem elektrischen Signal anzunehmen. Das Schaltelement 18a weist einen elektrischen Eingangskanal auf. Der elektrische Eingangskanal ist mit dem Sensorelement 22a elektrisch leitend verbunden. Der elektrische Eingangskanal ist dazu vorgesehen, das elektrische Signal aufzunehmen. Ferner weist das Schaltelement 18a einen weiteren elektrischen Eingangskanal auf, welcher mit einer weiteren Komponente der Aktorvorrichtung elektrisch leitend verbunden ist. Der weitere elektrische Eingangskanal ist dazu vorgesehen, ein weiteres elektrisches Signal aufzunehmen. Abhängig von einer Kombination des elektrischen Signals und des weiteren elektrischen Signals ist das Schaltelement 18a dazu vorgesehen, den Schaltzustand anzunehmen. Im vorliegenden Fall ist das Schaltelement 18a dazu vorgesehen, den Schaltzustand anzunehmen, wenn das elektrische Signal des Sensorelements 22a eine logische 1 bereitstellt und das weitere elektrische Signal eine logische 0 bereitstellt.
Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, das weitere elektrische Signal zu erzeugen. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, das weitere elektrische Signal nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit zu erzeugen. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, das Schaltelement 18a mit dem weiteren elektrischen Signal zu beaufschlagen. Im vorliegenden Fall ist der weitere elektrische Eingangskanal mit der Steuereinheit 14a, insbesondere dem Steuergerät 32a der Steuereinheit 14a, elektrisch verbunden. Das Schaltelement 18a ist dazu vorgesehen, den weiteren Schaltzustand abhängig von dem weiteren elektrischen Signal anzunehmen.
Abhängig von einer Kombination der elektrischen Signale ist das Schaltelement 18a dazu vorgesehen, den weiteren Schaltzustand anzunehmen. Im vorliegenden Fall ist das Schaltelement 18a dazu vorgesehen, den weiteren Schaltzustand anzunehmen, wenn das elektrische Signal des Sensorelements 22a eine logische 0 bereitstellt und das weitere elektrische Signal eine logische 1 bereitstellt.
In dem weiteren Schaltzustand beaufschlagt das Schaltelement 18a die Steuereinheit 14a mit dem Ausschaltsignal. Die Steuereinheit 14a ist dazu vorgesehen, abhängig von zumindest einem Ausschaltsignal von dem Betriebszustand in den Ruhezustand überzugehen.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des Aktors 12a.
In einem Verfahrensschritt 100a stellt die Schalteinheit 16a abhängig von der Bewegung des Teils des Aktors 12a das Einschaltsignal bereit. Die Schalteinheit 16a sensiert die Bewegung des Teils des Aktors 12a. Das Sensorelement 22a erzeugt abhängig von der Bewegung des Teils des Aktors 12a das elektrische Signal. Das Sensorelement 22a beaufschlagt das Schaltelement 18a mit dem elektrischen Signal. Das Schaltelement 18a nimmt den Schaltzustand zumindest abhängig von dem elektrischen Signal an. In dem Schaltzustand beaufschlagt das Schaltelement 18a die Steuereinheit 14a mit dem Einschaltsignal.
In einem weiteren Verfahrensschritt 102a geht die Steuereinheit 14a abhängig von dem Einschaltsignal von dem Ruhezustand in den Betriebszustand über. In dem Betriebszustand steuert die Steuereinheit 14a den Aktor 12a derart an, dass dieser der Bewegung des Teils des Aktors entgegenwirkt.
In einem weiteren Verfahrensschritt 104a stellt die Schalteinheit 16a das Ausschaltsignal bereit. Die Steuereinheit 14a erzeugt nach der vorgegebenen Zeit das weitere elektrische Signal. Die Steuereinheit 14a beaufschlagt das Schaltelement 18a mit dem weiteren elektrischen Signal. Das Schaltelement 18a nimmt zumindest abhängig von dem weiteren elektrischen Signal den weiteren Schaltzustand an. In dem weiteren Schaltzustand stellt das Schaltelement 18a der Steuereinheit 14a das Ausschaltsignal bereit.
In einem weiteren Verfahrensschritt 106a geht die Steuereinheit 14a abhängig von dem Ausschaltsignal von dem Betriebszustand in den Ruhezustand über.
In den 5 und 6 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 4, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 bis 4 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der 5 und 6 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Schalteinheit. Das weitere Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel durch einen Reed-Sensor 26b. Eine Schalteinheit 16b weist den Reed-Sensor 26b, insbesondere anstelle des Wiegand-Sensors 24a, auf. Im vorliegenden Fall bildet der Reed-Sensor 26b ein Schaltelement 18b der Schalteinheit 16b aus.
6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Schalteinheit. Das weitere Ausführungsbeispiel der 6 unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen durch einen Zeitgeber 42c. Im vorliegenden Fall weist eine Schalteinheit 16c den Zeitgeber 42c auf. Insbesondere kann die Schalteinheit 16c den Zeitgeber anstelle eines Sensorelements 22a aufweisen. Die Schalteinheit 16c ist dazu vorgesehen, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit einer Steuereinheit 14c ein Einschaltsignal bereitzustellen. Der Zeitgeber 42c ist dazu vorgesehen, nach einem periodischen Zeitintervall ein Schaltelement 18c der Schalteinheit 16c mit einem elektrischen Signal zu beaufschlagen.

Claims

Aktorvorrichtung für ein Fahrzeug, mit zumindest einem Aktor (12a; 12c) und mit einer Steuereinheit (14a; 14c) zur Ansteuerung des Aktors (12a; 12c), welche dazu vorgesehen ist, abhängig von zumindest einem Einschaltsignal zumindest von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand überzugehen, gekennzeichnet durch zumindest eine Schalteinheit (16a; 16b; 16c), welche dazu vorgesehen ist, eine Bewegung zumindest eines Teils des Aktors (12a; 12c) zu sensieren und abhängig davon das Einschaltsignal bereitzustellen.
Aktorvorrichtung zumindest nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schalteinheit (16c), welche dazu vorgesehen ist, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit das Einschaltsignal bereitzustellen.
Aktorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (16a; 16b) zumindest ein Schaltelement (18a; 18b) umfasst, welches zumindest einen Schaltzustand zur Bereitstellung des Einschaltsignals aufweist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (16a; 16b; 16c) zumindest einen Flipflop (20a; 20b; 20c) aufweist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (16a; 16b) zumindest ein magnetisches Sensorelement (22a; 22b) aufweist, welches abhängig von der Bewegung des Teils des Aktors (12a) ein elektrisches Signal erzeugt und das Schaltelement (18a; 18b) mit diesem beaufschlagt.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (16a) zumindest einen Wiegand-Sensor (24a) aufweist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (16b) zumindest einen Reed-Sensor (26b) aufweist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a; 14c) in dem Betriebszustand dazu vorgesehen ist, eine durch die Bewegung des Teils des Aktors (12a; 12c) hervorgerufene Positionsänderung des Teils des Aktors (12a; 12c) abzuspeichern.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a; 14c) dazu vorgesehen ist, in dem Betriebszustand den Aktor (12a; 12c) derart anzusteuern, dass dieser der Bewegung des Teils des Aktors (12a; 12c) entgegenwirkt.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a; 14c) abhängig von zumindest einem Ausschaltsignal dazu vorgesehen ist, von dem Betriebszustand in den Ruhezustand überzugehen, und die Schalteinheit (16a; 16b; 16c) dazu vorgesehen ist, das Ausschaltsignal bereitzustellen.
Aktorvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (18a; 18b; 18c) zumindest einen weiteren Schaltzustand zur Bereitstellung des Ausschaltsignals aufweist.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14a; 14c) dazu vorgesehen ist, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit ein weiteres elektrisches Signal zu erzeugen und das Schaltelement (18a; 18b; 18c) mit diesem zu beaufschlagen.
Aktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Leistungsverbrauch, welcher in einem Ruhezustand der Steuereinheit (14a; 14c) weniger als 1 mW beträgt.
Verfahren mit einer Aktorvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem Aktor (12a; 12c) und einer Steuereinheit (14a; 14c) zur Ansteuerung des Aktors (12a; 12c), welche abhängig von zumindest einem Einschaltsignal zumindest von einem Ruhezustand in einen Betriebszustand übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung zumindest eines Teils des Aktors (12a; 12c) sensiert und abhängig davon das Einschaltsignal bereitgestellt wird.