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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe zum Verstellen eines Verstellelements relativ zu einem feststehenden Abschnitt eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Verstellen eines Verstellelements relativ zu einem feststehenden Abschnitt eines Fahrzeugs.
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Ein solches Verstellelement kann beispielsweise durch eine Fahrzeugtür, beispielsweise eine Fahrzeugseitentür oder eine Heckklappe eines Fahrzeugs, verwirklicht sein. Eine solche Fahrzeugtür kann relativ zu einer Fahrzeugkarosserie bewegt werden, um eine Fahrzeugöffnung freizugeben. Die Fahrzeugtür kann hierbei beispielsweise verschwenkbar an der Fahrzeugkarosserie angeordnet sein. Ebenso ist aber denkbar und möglich, dass die Fahrzeugtür verschiebbar an der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
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Eine solche Baugruppe umfasst einen Antriebsmotor zum elektromotorischen Verstellen des Verstellelements. In einer geschlossenen Stellung verschließt das Verstellelement beispielsweise eine Fahrzeugöffnung. In dieser geschlossenen Stellung ist das Verstellelement über eine Verriegelungseinrichtung (z.B. in Form eines Türschlosses) mit dem feststehenden Abschnitt des Fahrzeugs, beispielsweise der Fahrzeugkarosserie, verriegelt, so dass das Verstellelement in der geschlossenen Stellung relativ zu dem feststehenden Abschnitt gesperrt ist und insbesondere nicht ohne Entriegeln der Verriegelungseinrichtung aus der geschlossenen Stellung heraus bewegt werden kann. In einem entriegelten Zustand gibt die Verriegelungseinrichtung das Verstellelement frei, so dass das Verstellelement aus der geschlossen Stellung heraus bewegt werden kann, beispielsweise, um eine Fahrzeugtür zu öffnen.
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Die Verrieglungseinrichtung weist beispielsweise eine Drehfalle (an dem Verstellelement oder dem feststehenden Abschnitt) auf, die in dem verriegelten Zustand mit einem Schließbügel (an dem feststehenden Abschnitt oder dem Verstellelement) in Eingriff steht und darüber das Verstellelement mit dem feststehenden Abschnitt verriegelt. Die Drehfalle ist entriegelbar, um ein Verstellen des Verstellelements relativ zu dem feststehenden Abschnitt zu ermöglichen.
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Eine Steuereinrichtung ist vorgesehen, um den Antriebsmotor und die Verriegelungseinrichtung zu steuern.
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Bei einem Verstellsystem zum Beispiel einer Fahrzeugseitentür kommt es im Betrieb zu großen Beanspruchungen. Beispielsweise unterliegt eine Fahrzeugseitentür einer Vielzahl von Öffnungs- und Schließzyklen, beispielsweise bis zu 100.000 Öffnungs- und Schließzyklen, über die das Verstellsystem zuverlässig funktionieren soll.
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Wünschenswert ist, einen Verschleiß z.B. aufgrund von Systemalterung im Betrieb zu erkennen, anzuzeigen und gegebenenfalls (wenn möglich) auszugleichen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Baugruppe und ein Verfahren zum Verstellen eines Verstellelement relativ zu einem feststehenden Abschnitt eines Fahrzeugs bereitzustellen, die eine Diagnose der Funktionalität vor Inbetriebnahme, aber auch im späteren Betrieb ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den Antriebsmotor zum Ausführen einer Diagnoseroutine anzusteuern, während die Verriegelungseinrichtung in dem verriegelten Zustand ist.
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Dies geht von dem Gedanken aus, dass bei verriegeltem Verstellelement, beispielsweise bei verriegelter Fahrzeugtür, möglich ist, zu überprüfen, ob das System in einem betriebsbereiten Zustand ist oder gegebenenfalls Fehlfunktionen vorliegen. Abhängig von einer Diagnoseroutine ist möglich, das System gegebenenfalls neu zu kalibrieren, Systemparameter neu einzustellen oder eventuelle Fehler anzuzeigen, so dass eine Wartung möglich ist.
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In einem Zustand, in dem die Antriebsvorrichtung somit zum Verstellen des Verstellelements nicht benötigt wird (nämlich bei verriegeltem, geschlossenen Verstellelement) können somit Tests durchgeführt werden, anhand derer die Funktionsbereitschaft des Verstellsystems überprüft werden kann. Auf diese Weise können zum Beispiel Alterungserscheinungen im Verstellsystem, zum Beispiel Alterungserscheinungen am Antriebsmotor, erkannt werden, so dass eine (Neu-)Kalibrierung erfolgen oder Fehlermeldungen zum Anzeigen von Fehlfunktionen generiert werden können.
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Das Verstellsystem umfasst vorzugsweise eine elektrisch betätigbare Kupplungseinrichtung, die ebenfalls durch die Steuereinrichtung gesteuert und ausgebildet ist, den Antriebsmotor in einem kuppelnden, ersten Zustand mit einem Übertragungselement zu kuppeln, um eine Verstellkraft zum Verstellen des Verstellelements auf das Übertragungselement auszuüben. In einem entkuppelnden, zweiten Zustand der Kupplungseinrichtung ist der Antriebsmotor von dem Übertragungselement entkuppelt, so dass der Antriebsmotor in einem Leerlauf unabhängig von dem Übertragungselement angetrieben werden kann bzw. das Übertragungselement unabhängig von dem Antriebsmotor beispielsweise zum manuellen Verstellen des Verstellelements bewegt werden kann.
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Diagnoseroutinen können grundsätzlich ablaufen, während die Kupplungseinrichtung sich in dem kuppelnden, ersten Zustand oder in dem entkuppelnden, zweiten Zustand befindet. Abhängig vom Zustand der Kupplungseinrichtung können hierbei unterschiedliche Diagnoseroutinen gefahren werden, um unterschiedliche Funktionen des Verstellsystems zu prüfen.
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Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, den Antriebsmotor zum Ausführen einer ersten Diagnoseroutine anzutreiben, während die Kupplungseinrichtung in dem entkuppelnden, zweiten Zustand ist. So kann beispielsweise bei entkuppelter Kupplungseinrichtung der Antriebsmotor mit einer vorbestimmten Motorspannung angesteuert werden, und anhand einer Messung der Drehzahl einer Motorwelle des Antriebsmotors kann geprüft werden, ob sich eine Drehzahl einstellt, die sich bei der vorbestimmten Motorspannung einstellen sollte. Dies kann für unterschiedliche Motorspannungen wiederholt werden, so dass Kennlinien aufgenommen werden können, anhand derer die Funktionalität des Antriebsmotors verifiziert werden kann.
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Die Drehzahl der Motorwelle kann beispielsweise über einen geeigneten Sensor, beispielsweise einen Hall-Sensor, gemessen werden.
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Zudem kann durch Antreiben des Motors bei entkuppelter Kupplungseinrichtung der Leerlaufstrom bestimmt werden.
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Die Steuereinrichtung kann auch ausgebildet sein, den Antriebsmotor zum Ausführen einer zweiten Diagnoseroutine anzutreiben, während die Kupplungseinrichtung in dem kuppelnden, ersten Zustand ist. Diese zweite Diagnoseroutine wird somit ausgeführt, während der Antriebsmotor über die Kupplungseinrichtung mit dem Übertragungselement, über das Verstellkräfte zum Verstellen des Verstellelements übertragen werden, gekuppelt ist. Mittels dieser zweiten Diagnoseroutine kann beispielsweise eine Systemlose bestimmt werden, also ein Spiel im System, beispielsweise aufgrund einer Elastizität der Komponenten im Kraftübertragungsstrang, und es kann die Funktionsbereitschaft der Kupplungseinrichtung überprüft werden.
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Beispielsweise kann der Antriebsmotor zum Bestimmen der Systemlose oder Elastizität des Systems zunächst in eine der Öffnungsrichtung entsprechende Richtung angetrieben werden, bis anhand einer Erkennung des Motorstroms erkannt wird, dass der Motor blockiert, weil eine Systemlose ausgeglichen oder Elastizität überwunden ist (so genannte Blockerkennung). Durch anschließendes Antreiben des Antriebsmotors in die umgekehrte Drehrichtung (die einer Schließrichtung entspricht) kann wiederum anhand einer Erkennung des Motorstroms erkannt werden, wann in umgekehrter Richtung der Motor blockiert, weil die Systemlose ausgeglichen oder die Elastizität in umgekehrter Richtung überwunden ist. Durch eine solche Block-zu-Block-Erkennung kann die Systemlose oder Elastizität insgesamt gemessen werden.
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Durch Antreiben des Motors bei geschlossener Kupplung bis hin zu einem Blockieren des Antriebsmotors (Blockerkennung) kann zudem geprüft werden, ob die Kupplungseinrichtung gegebenenfalls durchrutscht und bei welcher Antriebskraft dieses Durchrutschen erfolgt. Es kann somit die Funktionsbereitschaft der Kupplungseinrichtung und dessen Funktion zur Kraftübertragung von dem Antriebsmotor auf das Übertragungselement geprüft werden. Anhand einer solchen Bestimmung des Schlupfpunktes der Kupplungseinrichtung kann dann die Ansteuerung der Kupplungseinrichtung, beispielsweise zum Verschieben des Schlupfpunktes, angepasst werden und somit eine Parameteranpassung zur Anpassung der Kupplungseinrichtung durchgeführt werden.
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Durch Ansteuern des Antriebsmotors bei verriegelter Verriegelungseinrichtung und bei gekuppelter Kupplungseinrichtung können zudem Rückschlüsse auf die Elastizität im Gesamtsystem, beispielsweise in der Fahrzeugtür, geschlossen werden.
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In einer Weiterbildung kann die Kupplungseinrichtung einen schleifenden, dritten Zustand aufweisen, indem ein mit dem Antriebsmotor in Wirkverbindung stehendes, erstes Kupplungselement und ein mit dem Übertragungselement wirkverbundenes, zweites Kupplungselement schleifend zusammenwirken. In diesem schleifenden, dritten Zustand der Kupplungseinrichtung ist der Antriebsmotor somit eingeschränkt mit dem Übertragungselement gekuppelt, wobei über die Kupplungseinrichtung in diesem Zustand beispielsweise eine Bremskraft bereitgestellt werden kann, um ein manuelles, von dem Antriebsmotor unabhängiges Verstellen des Verstellelements in gesteuerter Weise zu bremsen. Für eine solche Bremswirkung kann das erste Kupplungselement beispielsweise über den Antriebsmotor festgehalten werden, während das zweite Kupplungselement, das mit dem Übertragungselement wirkverbunden ist, beim Bewegen des Übertragungselements relativ zu dem ersten Kupplungselement bewegt wird und dabei an dem ersten Kupplungselement schleift, so dass das erste Kupplungselement und das zweite Kupplungselement schleifend zusammenwirken.
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Auch für diesen schleifenden, dritten Zustand der Kupplungseinrichtung kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, eine Diagnose durchzuführen. So kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, den Antriebsmotor zum Ausführen einer dritten Diagnoseroutine anzusteuern, während die Kupplungseinrichtung in dem schleifenden, dritten Zustand ist. Auf diese Weise kann beispielsweise die Bremswirkung der Kupplungseinrichtung gemessen werden, um die Bremswirkung zu kalibrieren und im späteren Betrieb in gesteuerter Weise einstellen zu können. Zur Bestimmung der Bremskraft kann hierbei der Antriebsmotor angetrieben werden, wobei der Motorstrom gemessen wird, um anhand des Motorstroms die durch die Kupplungseinrichtung in dem schleifenden, dritten Zustand bereitgestellte Bremskraft zu bestimmen.
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Ebenso ist denkbar und möglich, mittels der dritten Diagnoseroutine durch Antreiben des Antriebsmotors in dem schleifenden, dritten Zustand der Kupplungseinrichtung eine Reinigung der (bremsenden) Kupplungseinrichtung zu bewirken, indem die Kupplungselemente der Kupplungseinrichtung schleifend zueinander bewegt werden.
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Diagnoseroutinen der vorangehend beschriebenen Art können bei der Herstellung oder Montage des Verstellelements, z.B. der Fahrzeugtür, also in der Produktion, durchgeführt werden (z.B. als sogenannter „End-of-Line-Test“ als Funktionsbereitschaftstest nach der Herstellung). Solche Diagnoseroutinen können aber auch während des Betriebs nach Auslieferung des Fahrzeugs an einen Kunden durchgeführt werden. Die Diagnoseroutinen können hierbei vollständig selbsttätig gesteuert durch die Steuereinrichtung ausgeführt werden, wobei eine Anpassung von Systemparametern und eine Kalibrierung des Systems selbsttätig durch die Steuereinrichtung vorgenommen werden kann und auch Fehlermeldungen selbsttätig generiert und angezeigt werden können. Durch Verwendung solcher Diagnose- und Steuerroutinen können Alterungseffekte im Gesamtsystem des Verstellelements ausgeglichen und nachnormiert werden, so dass die Funktionsbereitschaft des Verstellsystems erhalten wird, eventuelle Fehlfunktionen ausgeglichen oder Fehlermeldungen generiert werden können, um eine Wartung zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Verstellen eines Verstellelements relativ zu einem feststehenden Abschnitt eines Fahrzeugs, insbesondere einer Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie gelöst. Bei dem Verfahren
- – verstellt ein Antriebsmotor das Verstellelement elektromotorisch,
- – verriegelt eine elektrisch betätigbare Verriegelungseinrichtung in einem verriegelten Zustand des Verstellelements in einer geschlossenen Stellung mit dem feststehenden Abschnitt und gibt in einem entriegelten Zustand das Verstellelement zum Verstellen des Verstellelements relativ zu dem feststehenden Abschnitt frei und
- – steuert eine Steuereinrichtung den Antriebsmotor und die Verriegelungseinrichtung.
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Hierbei ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung den Antriebsmotor zum Ausführen einer Diagnoseroutine ansteuert, während die Verriegelungseinrichtung in dem verriegelten Zustand ist.
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Die vorangehend für die Baugruppe beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen sind analog auch auf das Verfahren zutreffend, so dass auf das vorangehend Ausgeführte verwiesen werden soll.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Verstellelements in Form einer Fahrzeugtür an einem feststehenden Abschnitt in Form einer Fahrzeugkarosserie;
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2 eine schematische Ansicht einer Baugruppe mit einem Antriebsmotor, einer Kupplungseinrichtung, einer Steuereinrichtung und einem Übertragungselement zur Kraftübertragung zum Verstellen des Verstellelements;
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3 eine schematische Ansicht der Verstellgeschwindigkeit über den Verstellweg beim Öffnen des Verstellelements;
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4 eine schematische Ansicht eines Antriebsmotors und einer Kupplungseinrichtung; und
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5 eine schematische Ansicht des Motorstroms über den Verstellweg bei einer Blockerkennung.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeug 1, das eine Fahrzeugkarosserie 10 und ein an der Fahrzeugkarosserie 10 um eine Schwenkachse entlang einer Öffnungsrichtung O verschwenkbares Verstellelement in Form einer Fahrzeugtür 11 aufweist.
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Das Verstellelement 11 kann beispielsweise durch eine Fahrzeugseitentür oder auch durch eine Heckklappe verwirklicht sein. Das Verstellelement 11 verdeckt in einer geschlossenen Stellung eine Fahrzeugöffnung 100 in der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise eine Queröffnung oder eine Heckklappenöffnung in der Fahrzeugkarosserie 10.
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Angemerkt sei, dass das Verstellelement 11 beispielsweise auch verschiebbar an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise als Schiebetür, angeordnet sein kann. Das nachstehend Erläuterte ist analog anwendbar auch auf zu verschiebende Verstellelement.
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Das Verstellelement 11 ist über eine Antriebseinrichtung 2 elektromotorisch aus seiner geschlossenen Stellung in eine geöffnete Stellung bewegbar, so dass das Verstellelement 11 in Form der Fahrzeugtür selbsttätig in elektromotorischer Weise bewegt werden kann. Die Verstelleinrichtung 2, schematisch veranschaulicht in 1 und in einem Ausführungsbeispiel schematisch in 2 dargestellt, weist einen Antriebsmotor 22 auf, der über eine Kupplungseinrichtung 21 mit einem Übertragungselement 20 gekoppelt ist, über das Verstellkräfte zwischen dem Verstellelement 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 übertragen werden können. Der Antriebsmotor 22 kann hierbei beispielsweise ortsfest an dem Verstellelement 11 angeordnet sein, während das Übertragungselement 20 beispielsweise nach Art eines so genannten Fangbands an einem Ende 200 gelenkig und somit verschwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 10 festgelegt ist.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Antriebseinrichtung 2 dient der Antriebsmotor 22 zum Antreiben eines Antriebselements 23 in Form einer Seiltrommel, die über ein Kopplungselement 24 in Form eines flexiblen, zur Übertragung von (ausschließlich) Zugkräften ausgebildeten, biegeschlaffen Zugelements, insbesondere in Form eines Zugseils (beispielsweise eines Stahlseils), mit dem Übertragungselement 20 gekoppelt ist. Die Seiltrommel 23 kann hierbei beispielsweise an dem längserstreckten Übertragungselement 20 abgestützt sein und an dem Übertragungselement 20 abrollen. Das Kopplungselement 24 ist über ein erstes Ende 240 im Bereich des Endes 200 des Übertragungselements 20 und über ein zweites Ende 241 im Bereich eines zweiten Endes 201 mit dem Übertragungselement 20 verbunden und dabei um das Antriebselement 23 in Form der Seiltrommel geschlungen. Wird das Antriebselement 23, angetrieben durch den Antriebsmotor 22, in eine Drehbewegung versetzt, rollt das Kopplungselement 24 in Form des Zugelements (Zugseil) an dem Antriebselement 23 ab, so dass das Antriebselement 23 relativ zu dem Übertragungselement 20 bewegt und somit entlang der Längsrichtung des Übertragungselements 20 zu dem Übertragungselement 20 bewegt wird, was zu einem Verstellen des Verstellelements 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 führt.
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Angemerkt sei an dieser Stelle, dass auch andere Bauformen von Antriebseinrichtungen denkbar und möglich sind. Beispielsweise kann der Antriebsmotor 22 auch ein Ritzel antreiben, das mit dem Übertragungselement 20 in Verzahnungseingriff steht. Denkbar und möglich ist zudem auch, dass die Antriebseinrichtung als Spindelantrieb mit einer zum Beispiel drehbaren Spindel, die mit einer Spindelmutter in Eingriff steht, ausgebildet ist.
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Die Kupplungseinrichtung 21 dient dazu, den Antriebsmotor 22 mit dem Antriebselement 23 zu kuppeln oder von dem Antriebselement 23 zu entkuppeln. In einem kuppelnden Zustand stellt die Kupplungseinrichtung 21 einen Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor 22 und dem Antriebselement 23 her, so dass eine Drehbewegung einer Motorwelle des Antriebsmotors 20 auf das Antriebselement 23 übertragen und demzufolge das Antriebselement 23 in eine Drehbewegung versetzt wird, um auf diese Weise eine Verstellkraft in das Übertragungselement 20 einzuleiten. In einem entkuppelnden Zustand ist demgegenüber der Antriebsmotor 22 von dem Antriebselement 23 entkuppelt, so dass der Antriebsmotor 22 unabhängig von dem Antriebselement 23 und umgekehrt das Antriebselement 23 unabhängig von dem Antriebsmotor 22 bewegt werden kann. In diesem entkuppelnden Zustand kann beispielsweise ein manuelles Verstellen des Verstellelements 11 möglich sein, ohne dass hierbei der Antriebsmotor 22 mit Kräften beaufschlagt wird.
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Die Kupplungseinrichtung 21 kann zudem einen dritten Kupplungszustand aufweisen, entsprechend einem schleifenden Zustand, in dem Kupplungselemente 210, 211, schematisch dargestellt in 4, schleifend miteinander in Anlage sind. Ein erstes Kupplungselement 210 ist hierbei wirkverbunden mit einer Motorwelle 220 des Antriebsmotors 22, während ein zweites Kupplungselement 211 wirkverbunden ist mit dem Antriebselement 23. In diesem schleifenden, dritten Zustand kann die Kupplungseinrichtung 21 beispielsweise eine Bremskraft während eines manuellen Verstellens des Verstellelements 11 bereitstellen, bewirkt durch die schleifende Anlage der Kupplungselemente 210, 211 aneinander.
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In geschlossener Stellung des Verstellelements 11 greift ein Verriegelungselement 31 beispielsweise in Form eines Schließbügels aufseiten des Verstellelements 11 in ein Schloss 30 einer Verriegelungseinrichtung 3 aufseiten der Fahrzeugkarosserie 10 ein, so dass das Verstellelement 11 – in an sich bekannter Weise – mit der Fahrzeugkarosserie 10 verriegelt und somit in seiner geschlossenen Stellung gesperrt ist. Soll das Verstellelement 11 aus der geschlossen Stellung in die Öffnungsrichtung O heraus bewegt werden, so ist die Verriegelungseinrichtung 3 zu entriegeln, indem das Schloss 30 das Verriegelungselement 31 freigibt und somit das Verstellelement 11 aus der geschlossenen Stellung heraus bewegt werden kann.
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In der geschlossenen Stellung liegt das Verstellelement 11, wie in 1 dargestellt, hierbei an einer Türdichtung 101 an und wird in der geschlossenen Stellung mit Druck an der Dichtung 101 gehalten, so dass eine vorspannende Kraft zwischen dem Verstellelement 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 besteht. Wird bei geschlossenem Verstellelement 11 die Verriegelungseinrichtung 3 entriegelt, so bewirkt diese vorspannende Kraft herkömmlich ein anfängliches Aufspringen des Verstellelements 11 aus der geschlossen Stellung heraus, wie dies anhand des Verlaufs A der Verstellgeschwindigkeit V des Verstellelements 11 graphisch in 3 über dem Verstellweg veranschaulicht ist. Deutlich sichtbar ist, dass zu Beginn der Verstellbewegung zum Öffnen des Verstellelements 11 es zunächst zu einer Spitze in der Verstellbewegung kommt, woraufhin der weitere Verstellvorgang angetrieben durch die Verstelleinrichtung 2 mit zumindest näherungsweise konstanter Verstellgeschwindigkeit erfolgt.
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Um den Verstellvorgang zu vergleichmäßigen und insbesondere Spitzen in der Verstellgeschwindigkeit zu vermeiden, kann die Ansteuerung der Verstelleinrichtung 2 und der Verriegelungseinrichtung 3 zum Öffnen des Verstellelements 11 in einer bestimmten, aufeinander abgestimmten Weise vorgenommen werden.
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So ist eine Steuereinrichtung 4, die zum Steuern der Verstelleinrichtung 2 und der Verriegelungseinrichtung 3 dient, dazu ausgebildet, zunächst die Verstelleinrichtung 2 und erst anschließend die Verriegelungseinrichtung 3 anzusteuern, wenn das Verstellelement 11 aus seiner geschlossenen Stellung heraus geöffnet werden soll.
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Beispielsweise kann ein Nutzer über eine Betätigungseinheit 5 in Form eines Funkschlüssels einen Öffnungsvorgang initiieren, beispielsweise indem ein Nutzer einen Knopf 50 der Betätigungseinheit 5 drückt und damit ein Öffnungssignal generiert, das an die Steuereinrichtung 4 übermittelt wird. Stellt die Steuereinrichtung 4 fest, dass das Verstellelement 11 geöffnet werden soll, so steuert die Steuereinrichtung 4 zunächst die Kupplungseinrichtung 21 an und überführt die Kupplungseinrichtung 21 von dem entkuppelnden Zustand in den kuppelnden Zustand (falls die Kupplungseinrichtung 21 sich nicht ohnehin bereits in dem kuppelnden Zustand befindet). Sodann wird der Antriebsmotor 22, angesteuert durch die Steuereinrichtung 4, in die Öffnungsrichtung O bestromt. Und erst anschließend wird die Verriegelungseinrichtung 3 durch die Steuereinrichtung 4 angesteuert, um die Verriegelungseinrichtung 3 aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand zu überführen und das Verstellelement 11 somit zum Verstellen aus der geschlossenen Stellung heraus freizugeben.
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Dadurch, dass zunächst die Antriebseinrichtung 2 zum Verstellen des Verstellelements 11 in die Öffnungsrichtung O angesteuert wird und erst anschließend das Entriegeln der Verriegelungseinrichtung 3 bewirkt wird, spannt der Antriebsmotor 22 vor dem Entriegeln das System vor und gleicht insbesondere eine Systemlose aus, so dass nach dem Entriegeln unmittelbar ein kontrollierter Verstellvorgang eingeleitet werden kann, um das Verstellelement 11 in kontrollierter Weise aus der geschlossenen Stellung heraus zu bewegen. Dadurch, dass der Antriebsmotor 22 bereits vor dem Entriegeln eingekuppelt und angetrieben wird, können Spitzen in der Verstellgeschwindigkeit ausgeglichen und die Verstellbewegung somit, wie anhand des Verlaufs B in 3 veranschaulicht, vergleichmäßigt werden, weil der Verstellvorgang über den gesamten Verstellweg in durch den Antriebsmotor 22 geführter Weise abläuft.
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Die Verriegelungseinrichtung 3 kann, aufseiten des Schlosses 30, beispielsweise eine Verriegelungsmechanik nach Art einer Schließfalle aufweisen, die beim Schließen des Verstellelements 11 verriegelnd mit dem Verriegelungselement 31 aufseiten des Verstellelements 11 in Eingriff gelangt und somit die Verriegelung herstellt. Das Schloss 30 ist elektrisch betätigbar, um das Verriegelungselement 31 freizugeben und somit das Verstellelement 11 zu entriegeln, so dass das Verstellelement 11 aus der geschlossen Stellung heraus zum Öffnen bewegt werden kann.
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Die Steuereinrichtung 4 ist zum Ausführen von einer oder mehreren Diagnoseroutinen ausgebildet, im Rahmen derer die Funktionsfähigkeit insbesondere der Antriebseinrichtung 2 überprüft werden kann. Die Steuereinrichtung 4 ist hierzu ausgebildet, die Kupplungseinrichtung 21 und den Antriebsmotor 22 bei verriegelter Verriegelungseinrichtung 3 anzusteuern, um Diagnoseroutinen zum Überprüfen unterschiedlicher Funktionalitäten und Systemparametern auszuführen.
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Generell befindet sich das Verstellelement 11 beim Ausführen solcher Diagnoseroutinen in der geschlossenen Stellung und ist über die in dem verriegelten Zustand befindliche Verriegelungseinrichtung 3 verriegelt. In unterschiedlichen Kupplungszuständen der Kupplungseinrichtung 21 können unterschiedliche Diagnoseroutinen ausgeführt werden, um unterschiedliche Funktionen zu prüfen, unterschiedliche Parameter anzupassen und gegebenenfalls eine Kalibrierung und Nachnormierung des Systems durchzuführen.
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So kann eine erste Diagnoseroutine ausgeführt werden, während die Kupplungseinrichtung 21 in ihrem entkuppelnden Zustand ist und somit der Antriebsmotor 22 nicht mit dem Antriebselement 23 gekuppelt ist. Die Kupplungseinrichtung 21 ist somit offen. In diesem Kupplungszustand kann beispielsweise der Antriebsmotor 22 angetrieben werden, indem beispielsweise eine vorbestimmte Motorspannung U (siehe 4) an den Antriebsmotor 22 angelegt wird, um die sich ergebende Drehzahl der Motorwelle 220 beispielsweise unter Verwendung eines Sensors 221 in Form eines Hall-Sensors zu messen und/oder einen sich ergebenden Leerlaufstrom I zu bestimmen.
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Eine andere, zweite Diagnoseroutine kann ausgeführt werden, während die Kupplungseinrichtung 21 sich in dem kuppelnden Zustand befindet und somit ein Kraftfluss zwischen dem Antriebsmotor 22 und dem Antriebselement 23 hergestellt ist. Im Rahmen dieser Diagnoseroutine kann beispielsweise eine Systemlose bestimmt werden, beispielsweise indem der Antriebsmotor 22 in eine Verstellrichtung angetrieben wird, bis ein Blockieren des Antriebsmotors 22 erkannt wird, um den Antriebsmotor 22 sodann in die umgekehrt Verstellrichtung anzutreiben, bis wiederum ein Blockieren des Antriebsmotors 22 erkannt wird. Die Wegstrecke zwischen den Blockierzuständen des Antriebsmotors 22 entspricht der Systemlose. Das Blockieren des Antriebsmotors 22 kann beispielsweise anhand des Motorstroms I erkannt werden, beispielsweise anhand eines Anstiegs des Motorstroms I über eine vorbestimmte Schwelle hinaus.
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Dies ist in 5 veranschaulicht. So kann durch Verfahren des Motors in eine Richtung anhand eines Anstiegs des Motorstroms I ein Blockieren des Antriebsmotors 22 bestimmt werden, um hieraus die Systemlose L in diese Verstellrichtung abzuleiten. Die Systemlose L kann als Parameter gespeichert werden, um die Systemlose L in die Steuerung der Verstelleinrichtung 2 einfließen zu lassen.
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Im Rahmen dieser Diagnoseroutine kann auch generell die Elastizität des Gesamtsystems gemessen werden. Auch hierzu kann der Motorstrom I überwacht werden, um anhand eines Anstiegs des Motorstroms I und dessen Steigung die Systemelastizität zu messen.
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Im Rahmen dieser Diagnoseroutine kann auch bestimmt werden, ob und gegebenenfalls bei welcher Verstellkraft die Kupplungseinrichtung 21 durchrutscht. Löst sich die Kupplung bei einer bestimmten Verstellkraft (dem so genannten Schlupfpunkt der Kupplung), so kann dies als Parameter gespeichert werden, wobei die Kupplungseinrichtung 21 durch geeignete Steuerung zum Beispiel zum Anpressen der Kupplungselemente 210, 211 aneinander angepasst werden kann und die Anpresskraft zum vorgeben eines gewünschten Schlupfpunkts eingestellt werden kann.
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Eine dritte Diagnoseroutine kann durchgeführt werden, während sich die Kupplungseinrichtung 21 in ihrem schleifenden Zustand befindet, die Kupplungselemente 210, 211 also schleifend aneinander anliegen. Im Rahmen dieser Diagnoseroutine kann beispielsweise die durch die schleifende Anlage der Kupplungselemente 210, 211 aneinander bereitgestellte Bremskraft bestimmt werden. Anhand dieser Diagnose und daraus abgeleiteter Parameter kann im eigentlichen Betrieb beispielsweise eine Bremskraft bei manueller Verstellung des Verstellelements 11 in gewünschter Weise eingestellt werden.
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Im Rahmen dieser Diagnoseroutine ist beispielsweise auch denkbar und möglich, die Kupplungseinrichtung 21 zum Bereitstellen der Bremskraft zu reinigen und einen Bremsbelag zu regenerieren (so genanntes Freibremsen). Hierzu wird der Antriebsmotor 22 bestromt, um die Kupplungselemente 210, 211 zueinander zu bewegen und schleifend aneinander zu reiben.
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Durch das Ausführen solcher Diagnoseroutinen – bei geschlossenem Verstellelement 11 – kann die Funktionsbereitschaft der Verstelleinrichtung 2 geprüft werden. Auf diese Weise können beispielsweise Alterungseffekte erkannt und gegebenenfalls ausgeglichen werden. So können Parameter der Verstelleinrichtung 2 nachnormiert und angepasst werden, um bestimmte Funktionen der Verstelleinrichtung 2 anzupassen und Änderungen in ihren Eigenschaften zum Beispiel aufgrund von Alterung auszugleichen. Ebenso ist denkbar und möglich, Fehlermeldungen zu generieren, die beispielsweise einem Wartungspersonal angezeigt werden können und somit eine effiziente Wartung ermöglichen.
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Solche Diagnoseroutinen können während der Montage, also aufseiten des Herstellers einer Fahrzeugtür, durchgeführt werden, um die initiale Betriebsbereitschaft des Systems zu verifizieren. Solche Diagnoseroutinen können aber auch wiederholt im Betrieb des Fahrzeugs 1 durchgeführt werden um in vorbestimmten zeitlichen Abständen die Funktion der Verstelleinrichtung 2 zu prüfen.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich anders gearteter Weise verwirklichen.
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Insbesondere kann eine Verstelleinrichtung der hier beschriebenen Art zum Verstellen einer Fahrzeugseitentür, einer Heckklappe oder einem anderen Verstellelement in einem Fahrzeug Verwendung finden. Solche ein Verstellelement kann grundsätzlich verschwenkbar oder auch verschiebbar an dem Fahrzeug angeordnet sein.
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Das Verstellsystem kann in ganz unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann beispielsweise ein Spindelantrieb oder auch ein Zahnstangen-Ritzel-Antrieb zum Einsatz kommen, um das Verstellelement zu verstellen, wobei auch gänzlich anders geartete Ausführungsformen, beispielsweise Seiltriebe oder dergleichen, verwendet werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- Feststehender Abschnitt (Fahrzeugkarosserie)
- 100
- Fahrzeugöffnung
- 101
- Dichtung
- 11
- Verstellelement (Fahrzeugtür)
- 2
- Antriebseinrichtung
- 20
- Übertragungselement (Fangband)
- 200, 201
- Ende
- 21
- Kupplungseinrichtung
- 210, 211
- Kupplungselemente
- 22
- Antriebsmotor
- 220
- Motorwelle
- 221
- Drehzahlsensor (Hall-Sensor)
- 23
- Antriebselement
- 24
- Kopplungselement (Zugseil)
- 240, 241
- Ende
- 3
- Verriegelungseinrichtung
- 30
- Schloss
- 31
- Verriegelungselement
- 4
- Steuereinrichtung
- 5
- Betätigungseinheit
- 50
- Betätigungsknopf
- A, B
- Verlauf
- I
- Motorstrom
- L
- Systemlose
- O
- Öffnungsrichtung
- U
- Motorspannung
- x
- Weg
