DE102016209986A1

DE102016209986A1 - Verfahren zum Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs

Info

Publication number: DE102016209986A1
Application number: DE102016209986.8A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schödel; Bernd Herthan
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (50) zum Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere elektromotorische Heckklappe, mit einem mittels eines Elektromotors (28, 30) entlang eines Verstellwegs (8) verbringbaren Verstellteil (6). Ein erster Parameterdatensatz (58) wird bereitgestellt. Anhand des ersten Parameterdatensatzes (58) wird das Verstellteil (6) entlang des Verstellwegs (8) verbracht, und eine charakteristische Größe (62) des elektromotorischen Verstellantriebs (2) wird erfasst. Anhand des ersten Parameterdatensatzes (58) und der charakteristischen Größe (62) wird ein zweiter Parameterdatensatz (66) erstellt, und nachfolgend wird das Verstellteil (6) entlang des Verstellwegs (8) anhand des zweiten Parameterdatensatzes (66) verbracht. Die Erfindung betrifft ferner einen elektromotorischen Verstellantrieb (2) eines Kraftfahrzeugs und ein Computerprogrammprodukt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs. Der elektromotorische Verstellantrieb ist insbesondere eine elektromotorische Heckklappe. Die Erfindung betrifft ferner einen elektromotorischen Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs sowie ein Computerprogrammprodukt.
Kraftfahrzeuge umfassen üblicherweise Verstellteile, beispielsweise Seitenfenster und/oder ein Schiebedach, welche elektromotorisch geöffnet oder geschlossen werden können. Das jeweilige Verstellteil wird mittels eines von einem Elektromotor des elektromotorischen Verstellantriebs angetriebenen Getriebes verbracht, welches insbesondere eine Spindel umfasst. Zur Einstellung der Verbringgeschwindigkeit des Verstellteils wird der Elektromotor mittels Pulsweitenmodulation (PWM) betrieben und somit die zugeführte elektrische Energie eingestellt.
Das Verstellteil soll üblicherweise entlang des Verstellwegs nicht mit einer konstanten Geschwindigkeit verfahren werden, sondern im Bereich eines Endanschlags im Wesentlichen mittels einer kontinuierlichen Geschwindigkeitsabnahme zu einem Stillstand gebracht werden. Falls der Endanschlag nicht korrekt erfasst wird, ist eine vergleichsweise starke mechanische Belastung des Verstellteils sowie weitere Bestandteile des Verstellantriebs möglich. Teilweise ist ferner gefordert, dass mittels des Verstellteils fest vorgegebene Positionen eingenommen werden sollen, wie beispielsweise eine halb geöffnete Stellung oder dergleichen. Infolgedessen ist es erforderlich, dass die Position des Verstellteils entlang des Verstellweges vergleichsweise genau bekannt ist. Hierfür werden üblicherweise Hall-Sensoren verwendet, wobei der Elektromotor meist zwei Hall-Sensoren aufweist, die zueinander und im Wesentlichen um 90° bezüglich der Rotationsachse des Elektromotors versetzt sind. Infolgedessen ist es mittels der beiden Hall-Sensoren ermöglicht, sowohl die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors als auch dessen Drehrichtung sicher zu erfassen, nämlich insbesondere mittels Vergleich des Phasenversatzes der mit jedem der beiden Hall-Sensoren erzeugten Sinus- bzw. Cosinus-Spuren. Anhand der ermittelten Umdrehungen des Elektromotors wird unter Zuhilfenahme der bekannten Ausgestaltung der Spindel die Position des Verstellteils bestimmt.
Elektromotorisch betriebene Heckklappen weisen üblicherweise zwei derartige Elektromotoren auf, sodass die vergleichsweise schwere Heckklappe nicht mittels eines einzigen Elektromotors verschwenkt werden muss. Üblicherweise ist jeder der Elektromotoren mittelbar über eine Mechanik an der Heckklappe angebunden, wobei die beiden Anbindungspunkte vergleichsweise weit zueinander beabstandet sind, damit die Heckklappe im Wesentlichen ohne einen Verzug verschwenkt wird. Daher ist es jedoch erforderlich, dass die beiden Elektromotoren synchron betrieben sind, sodass sich die Anbindungspunkte der Elektromotoren stets auf der gleichen Höhe befinden. Die Elektromotoren werden üblicherweise mittels einer Steuereinheit gesteuert, innerhalb derer Parameter hinterlegt sind, mittels derer die Verstellgeschwindigkeit des Verstellteils in Abhängigkeit von dessen Position entlang des Verstellwegs sowie die etwaigen Endanschläge eingestellt sind.
Damit die Anforderungen an den Verstellantrieb tatsächlich erfüllt werden, ist es erforderlich, dass die einzelnen Komponenten des Verstellantriebs mit vergleichsweise geringen Fertigungstoleranzen gefertigt werden. So ist einerseits eine Abweichung der einzelnen Mechaniken, mittels derer der Elektromotor an dem Verstellteil angebunden ist, von einem gewünschten Soll-Maß möglich. Auch ist es möglich, dass die Hall-Sensoren zueinander um einen ungewollten Fertigungswinkel versetzt sind, sodass die beiden Sinus- bzw. Cosinus-Spuren zueinander nicht um exakt 90° versetzt sind. Um auch den ungünstigsten Fall, von sich aufaddierenden Fertigungstoleranzen zu vermeiden, die entweder nicht zu einem vollständigen Öffnen bzw. Schließen des Verstellteils oder zu einem mechanischen Verspannen des Verstellteils führen, müssen vergleichsweise geringe Fertigungstoleranzen eingehalten werden. Infolgedessen sind Herstellungskosten der einzelnen Komponenten des Verstellantriebs erhöht. Auch ist eine Montage aufwendig, da diese vergleichsweise exakt erfolgen muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs sowie einen besonders geeigneten elektromotorischen Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs als auch ein besonders geeignetes Computerprogrammprodukt anzugeben, wobei vorteilhafterweise Herstellungskosten reduziert und geeigneterweise eine Zuverlässigkeit erhöht und insbesondere eine Montage vereinfacht sind.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des elektromotorischen Verstellantriebs durch die Merkmale des Anspruchs 8 sowie hinsichtlich des Computerprogrammprodukts durch die Merkmale des Anspruchs 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das Verfahren dient dem Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs. Der elektromotorische Verstellantrieb ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und weist ein Verstellteil sowie eine Elektromotor auf. Der Elektromotor ist beispielsweise ein bürstenbehafteter Kommutatormotor oder ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Das Verstellteil ist mittels des Elektromotors entlang eines Verstellwegs verbringbar. Hierfür ist insbesondere der Elektromotor an dem Verstellteil angebunden, vorzugsweise mittels eines Getriebes, wie eines Schneckengetriebes und/oder eines längenveränderlichen Stellteils, wie einer Spindel oder einer Schubstange. Insbesondere weist der elektromotorische Verstellantrieb zwei Elektromotoren auf, mittels derer das Verstellteil entlang des Verstellwegs verbringbar ist, und mittels derer das Verstellteil geeigneterweise angetrieben ist. Der elektromotorische Verstellantrieb ist beispielsweise eine elektromotorische Sitzverstellung, ein elektromotorisch betriebenes Seitenfenster oder ein elektromotorisch betriebenes Schiebedach. In diesem Fall ist das Verstellteil ein Sitz, ein Teil eines Sitzes, eine Fensterscheibe bzw. ein Schiebedach. In einer Alternative hierzu ist der elektromotorische Verstellantrieb eine elektromotorisch betriebene Tür, und das Verstellteil ist die Tür. Besonders bevorzugt ist die der elektromotorische Verstellantrieb eine elektromotorisch betriebene Heckklappe. Mit anderen Worten wird als Verstellteil die Heckklappe mittels des Elektromotors in eine geöffnete und/oder geschlossene Position verschwenkt.
Das Verfahren sieht vor, dass ein erster Parameterdatensatz bereitgestellt wird, wobei der erste Parameterdatensatz insbesondere einen Parameter umfasst, anhand dessen eine Steuerung oder Einstellung des Elektromotors folgt. Der erste Parameterdatensatz ist vorzugsweise an den Typ des Kraftfahrzeugs angepasst, jedoch beispielsweise nicht an das spezielle Kraftfahrzeug, dessen Bestandteil der elektromotorische Verstellantrieb ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem ersten Parameterdatensatz um einen generischen Parameterdatensatz. In einem nachfolgenden Schritt wird das Verstellteil entlang des Verstellweges anhand des ersten Parameterdatensatzes verbracht. Hierbei wird der erste Parameterdatensatz insbesondere zur Einstellung und/oder Steuerung des Elektromotors herangezogen. Zweckmäßigerweise wird das Verstellteil mittels des Elektromotors anhand des ersten Parameterdatensatzes entlang des vollständigen Verstellwegs verbracht.
Ferner wird eine charakteristische Größe des elektromotorischen Verstellantriebs erfasst, wobei dies zweckmäßigerweise während des Verbringens des Verstellteils, und insbesondere während der Bestromung des Elektromotors erfolgt. Beispielsweise wird die charakteristische Größe mittels Sensoren erfasst, die ein Bestandteil des Kraftfahrzeugs sind. Alternativ hierzu werden Sensoren herangezogen, die in der Umgebung des Kraftfahrzeugs positioniert sind, wie beispielsweise kapazitive Sensoren und/oder Infrarotsensoren. Mittels dieser wird beispielsweise die Position des Verstellteils entlang des Verstellwegs erfasst. Insbesondere sind derartige Sensoren ortsfest und beispielsweise in einer Montagehalle des Kraftfahrzeugs positioniert. In diesem Fall dient das Verfahren insbesondere der Herstellung des elektromotorischen Verstellantriebs. Zweckmäßigerweise wird ein zeitlicher Verlauf der charakteristischen Größe erfasst, wobei diese beispielsweise in Abhängigkeit der Zeit und/oder der tatsächlichen Position des Verstellteils erfasst wird.
Anhand des ersten Parameterdatensatzes und der charakteristischen Größe wird ein zweiter Parameterdatensatz erstellt. Hierbei wird insbesondere die charakteristische Größe mit einer zur charakteristischen Größe korrespondierenden Größe verglichen, die sich ergeben würde, falls der elektromotorische Verstellantrieb keine Fertigungstoleranzen aufweisen und das Verstellteil anhand des ersten Parameterdatensatzes verbracht werden würde. Mit anderen Worten handelt es sich um einen Soll-Wert der charakteristischen Größe, mit der die erfasste charakteristische Größe verglichen wird. Zweckmäßigerweise wird der erste Parameterdatensatz zu dem zweiten Parameterdatensatz derart abgeändert, dass bei einer Verbringung des Verstellteils anhand des zweiten Parameterdatensatzes die erfassbare charakteristische Größe dem Soll-Wert der charakteristischen Größe (soll-charakteristische Größe) entspräche. Mit anderen Worten wird der erste Parameterdatensatz zu dem zweiten Parameterdatensatz adaptiert.
Nachfolgend wird das Verstellteil entlang des Verstellwegs anhand des zweiten Parameterdatensatzes verbracht. Insbesondere wird, sobald der zweite Parameterdatensatz erstellt wurde, das Verstellteil lediglich anhand des zweiten Parameterdatensatzes entlang des Verstellwegs verbracht. Vorzugsweise wird in diesem Fall der Elektromotor anhand des zweiten Parameterdatensatzes bestromt. Der erste und der zweite Parameterdatensatz weisen vorzugsweise einen Parameter auf, anhand dessen ein Ende des Verstellwegs definiert ist. Insbesondere korrespondiert der Parameter zu einem (mechanischen) Anschlag oder zu zwei Anschlägen. Bei einer Verstellung wird des Verstellteils insbesondere zwischen zwei Anschlägen verbracht. Geeigneterweise wird anhand des Parameters eine Bewegung des Verstellteils gestoppt, wenn dieses den (mechanischen) Anschlag noch nicht vollständig erreicht hat und zu diesem beispielsweise beabstandet ist, wobei der Abstand zweckmäßigerweise zwischen 1 mm und 1 cm, 2 mm und 8 mm oder 3 mm und 5 mm beträgt. Die Bestimmung erfolgt vorzugsweise anhand von Hall-Impulse, wobei der Elektromotor anhand des zweiten Parameterdatensatzes zweckmäßigerweise eine bestimmte Anzahl vor Erreichen des Anschlags durch das Verstellteil abgeschaltet wird. Aufgrund des Stopps des Verstellteils in einem Abstand zu dem Anschlag („Softstopp“) ist sichergestellt, dass das Verstellteil nicht zumindest teilweise an dem Anschlag anliegt und/oder gegen diesen gedrückt wird, weswegen eine Verspannung des Verstellteils unterbleibt. Aufgrund des auf das jeweilige Kraftfahrzeug eingestellten zweiten Parameterdatensatzes kann der Abstand vergleichsweise gering gewählt werden.
Beispielsweise umfasst der erste und/oder zweite Parameterdatensatz einen Parameter, anhand dessen die Geschwindigkeit des Elektromotors und/oder des Verstellteils eingestellt wird. Alternativ oder in Kombination hierzu umfasst der jeweilige Parameterdatensatz einen Parameter, anhand dessen die Position des Verstellteils eingestellt wird. Zweckmäßigerweise umfasst der erste Parameterdatensatz genau so viele Parameter wie der zweite Parameterdatensatz und zu jedem Parameter des ersten Parameterdatensatzes korrespondiert ein Parameter des zweiten Parameterdatensatzes. Beispielsweise umfasst der elektromotorische Verstellantrieb zwei Elektromotoren, wobei jedem der Elektromotoren insbesondere ein Parameter zugeordnet ist. Anhand der beiden Parameter wird insbesondere eine Bewegung der beiden Elektromotoren synchronisiert, so dass diese im Wesentlichen mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben werden, sofern das Verstellteil verbracht wird. Alternativ wird lediglich ein einziger Parameter verwendet, wobei der Elektromotor, dem dieser Parameter zugeordnet ist, anhand des Parameters auf die Geschwindigkeit des verbleibenden Elektromotors eingestellt wird.
Beispielsweise wird der erste Parameterdatensatz bei der Fertigung des elektromotorischen Verstellantriebs bereitgestellt. Hierbei ist der erste Parameterdatensatz vorzugsweise auf eine bestimmte Art von Kraftfahrzeugen angepasst, innerhalb derer der elektromotorische Verstellantrieb verbaut werden soll oder verbaut ist. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Parameterdatensatz um einen generischen ersten Parameterdatensatz. Folglich kann der erste Parameterdatensatz für eine Vielzahl unterschiedlicher elektromotorischer Verstellantriebe verwendet werden, weswegen Herstellungskosten reduziert sind. Der erste Parameterdatensatz wird beispielsweise bei der Fertigung einer Steuereinheit in einer Elektronik oder dergleichen hinterlegt, beispielsweise in einem wiederbeschreibbaren Speicher. Insbesondere wird der erste Parameterdatensatz mit dem zweiten Parameterdatensatz überschrieben, sofern dieser ermittelt wurde. Alternativ hierzu ist der erste Parameterdatensatz in einem nicht wiederbeschreibbaren Speicher hinterlegt, und der zweite Parameterdatensatz wird in einem wiederbeschreibbaren Speicher abgespeichert, sodass stets ausgehend von dem ersten Parameterdatensatz der zweite Parameterdatensatz erneut ermittelt werden kann.
Zweckmäßigerweise wird zum Abschluss der Fertigung des elektromotorischen Verstellantriebs, insbesondere zum Abschluss der Montage an weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs, wie einer Karosserie, der zweite Parameterdatensatz erstellt. Sobald der zweite Parameterdatensatz erstellt wurde, ist insbesondere die Fertigung des elektromotorischen Verstellantriebs beendet. Folglich wird von einem Benutzer des Kraftfahrzeugs stets das Verstellteil anhand des zweiten Parametersatzes verbracht, welcher insbesondere auf Fertigungstoleranzen eben dieses elektromotorischen Verstellantriebs angepasst ist. Somit ist eine Qualitätsanmutung verbessert und ein Verschleiß verringert.
Vorzugsweise wird nach einer bestimmten Anzahl an Verstellvorgängen der zweite Parameterdatensatz als erster Parameterdatensatz herangezogen und die charakteristische Größe neu erfasst. Hierbei wird vorzugsweise wiederum die charakteristische Größe erfasst und der zweite Parameterdatensatz erneut ermittelt, wofür insbesondere der vorhergehende zweite Parameterdatensatz und die erneut erfasste charakteristische Größe verwendet wird. Die Anzahl ist insbesondere vorbestimmt oder anhand von Serviceintervallen bestimmt. Alternativ hierzu ist die Anzahl dadurch bestimmt, dass das Kraftfahrzeug gewartet wird. Mit anderen Worten wird bei einem Werkstattaufenthalt erneut der zweite Parameterdatensatz erstellt. Somit werden etwaige Alterungseffekte von Bestandteilen berücksichtigt, weswegen auch nach einer vergleichsweise großen Anzahl von Verstellvorgängen sich das Verstellteil stets an der gewünschten Position befindet. Sofern das Verfahren nach der Anzahl an Verstellvorgängen durchgeführt wird, wird das Verfahren nicht zur Herstellung des elektromotorischen Verstellantriebs, sondern zu dessen Wartung verwendet.
In einer weiteren Alternative wird der zweite Parameterdatensatz ausgeführt, sofern ein Bestandteil des elektromotorischen Verstellantriebs ausgetauscht wurde, beispielsweise aufgrund einer Beschädigung oder eines Verschleißes. Aufgrund der erneuten Erstellung des zweiten Parameterdatensatzes wird somit eine Fertigungstoleranz eines erneuten Bauteils berücksichtigt. In einer weiteren Alternative wird nach der bestimmten Anzahl der zweite Parameterdatensatz ausgehend von dem ursprünglichen ersten Parameterdatensatz erneut ermittelt.
Beispielsweise wird als charakteristische Größe die Position des Verstellteils herangezogen, die insbesondere mittels geeigneter Sensoren bestimmt wird. Alternativ hierzu wird eine Drehzahl des Elektromotors und/oder einer hiermit verbundenen Mechanik verwendet. Besonders bevorzugt wird als charakteristische Größe ein Verlauf eines elektrischen Stroms herangezogen, wobei der elektrische Strom der Bestromung des Elektromotors dient. Mit anderen Worten wird der elektrische Strom erfasst, mittels dessen der Elektromotor bestromt wird, sofern das Verstellteil verbracht wird. Der elektrische Strom korrespondiert zu einem mittels des Elektromotors aufgebrachten Drehmoment, weswegen hieraus insbesondere ermittelt werden kann, ob das Verstellteil gegen einen mechanischen Anschlag verfahren wird.
Vorzugsweise wird mittels des zweiten Parameterdatensatzes ein Einklemmschutz bereitgestellt. Mit anderen Worten umfasst ein Parameter des zweiten Parameterdatensatzes eine Einstellung/Steuerung für den Elektromotor, anhand derer ein Einklemmfall identifiziert und/oder vermieden wird. Besonders bevorzugt wird im Einklemmfall eine Drehrichtung des Elektromotors geändert. Insbesondere wird der Einklemmschutz anhand der charakteristischen Größe ermittelt, sodass der Einklemmschutz auf das spezifische Kraftfahrzeug eingestellt ist, innerhalb dessen der elektromotorische Verstellantrieb verbaut ist. Infolgedessen ist eine Sicherheit erhöht. Zweckmäßigerweise wird anhand der charakteristischen Größe ein Schwellwert erstellt. Insbesondere ist der Schwellwert in Abhängigkeit der Verbringzeit und/oder der Position des Verstellteils entlang des Verstellwegs hinterlegt. Zweckmäßigerweise ist der Schwellwert daher eine Kurve. Vorzugsweise ist der Schwellwert die charakteristische Größe zuzüglich eines bestimmten Toleranzwerts oder eine aus der charakteristischen Größe abgeleitete Größe zuzüglich des Toleranzwertes. Bei einem Verbringen des Verstellteils entlang des Verstellwegs anhand des zweiten Parameterdatensatzes wird vorzugsweise eine zweite charakteristische Größe erfasst und diese mit dem Schwellwert verglichen. Sofern die zweite charakteristische Größe den Schwellwert erreicht, ist insbesondere ein Einklemmfall erkannt. Insbesondere ist zweite charakteristische Größe ein Verlauf des elektrischen Stroms, mit dem der Elektromotor beaufschlagt ist. Insbesondere wird anhand der charakteristischen Größe sowie des ersten Parameterdatensatzes und/oder des zweiten Parameterdatensatzes der Schwellwert erstellt. Insbesondere wird hierfür ein Toleranzwert herangezogen, der beispielsweise konstant oder in Abhängigkeit der Position des Verstellteils entlang des Verstellweges vorliegt.
Der elektromotorische Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs weist ein mittels eines Elektromotors entlang eines Verstellwegs verbringbares Verstellteil auf. Der elektromotorische Verstellantrieb ist gemäß einem Verfahren betrieben, bei dem ein erster Parameterdatensatz bereits gestellt wird. Anhand des ersten Parameterdatensatzes wird das Verstellteil entlang des Verstellwegs verbracht und eine charakteristische Größe des elektromotorischen Verstellantriebs erfasst. Anhand des ersten Parametersatzes und der charakteristischen Größe wird ein zweiter Parameterdatensatz erstellt, und nachfolgend wird das Verstellteil entlang des Verstellwegs anhand des zweiten Parameterdatensatzes verbracht. Der elektromotorische Verstellantrieb ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, dieses Verfahren durchzuführen. Hierfür umfasst der elektromotorische Verstellantrieb vorzugsweise eine Steuereinheit, mittels derer das Verfahren ausgeführt wird.
Das Computerprogrammprodukt umfasst ein computerlesbares Speichermedium, welches beispielsweise ein nicht beschreibbarer Speicher (ROM-Speicher) oder ein Flash-Speicher ist. Beispielsweise ist das Speichermedium innerhalb eines Microchips oder einer Steuereinheit integriert. Auf dem Speichermedium ist ein computerlesbarer Programmcode enthalten, der beispielsweise in einer bestimmten Programmiersprache oder Assembler-Sprache geschrieben ist. Der computerlesbare Programmcode enthält Anweisungen, die ein Verfahren zum Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs durchführen. Das Verfahren weist hierbei die Schritte auf: Bereitstellen eines ersten Parameterdatensatzes, Verbringen eines Verstellteils entlang eines Verstellwegs anhand des ersten Parameterdatensatzes und Erfassen einer charakteristischen Größe des elektromotorischen Verstellantriebs, Erstellen eines zweiten Parameterdatensatzes anhand des ersten Parameterdatensatzes und der charakteristischen Größe, und nachfolgendes Verbringen des Verstellteils entlang des Verstellwegs anhand des zweiten Parameterdatensatzes. Hierbei wird insbesondere das Verstellteil entlang des vollständigen Verstellwegs anhand des ersten Parameterdatensatzes verbracht, und/oder während des Verbringens anhand des ersten Parameterdatensatzes wird die charakteristische Größe des elektromotorischen Verstellantriebs erfasst. Geeigneterweise wird das Verstellteil lediglich anhand des zweiten Parameterdatensatzes verbracht, sobald dieser erstellt ist. Vorzugsweise ist das Computerprogrammprodukt auf einem Prozessor, insbesondere einem Prozessor einer Steuereinheit ablauffähig. Das Computerprogrammprodukt ist zur Durchführung des Verfahrens programmiert, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor abläuft, also auf dem Rechengerät.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf den elektromotorischer Verstellantrieb / das Computerprogrammprodukt zu übertragen und umgekehrt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 schematisch eine elektromotorische Heckklappe mit zwei Elektromotoren,
2 ein Verfahren zum Betrieb der elektromotorischen Heckklappe,
3 einen zeitlichen Verlauf eines elektrischen Stroms der beiden Elektromotoren und ein Auslösen eines Einklemmschutzes.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine elektromotorische Heckklappe 2 mit einer um eine Schwenkachse 4 schwenkbar gelagerten Klappe 6 dargestellt, mittels derer ein nicht dargestellter Kofferraum eines Kraftfahrzeugs abgedeckt ist. Hierfür ist die Klappe 6 um die Schwenkachse 4 entlang eines Verstellwegs 8 gegen einen Anschlag 10 verbringbar, der mittels einer Karosserie des Kraftfahrzeugs gebildet ist. Hierbei wird die Klappe 6 beispielsweise beim Öffnen gegen den Anschlag 10 verbracht. Mit anderen Worten begrenzt der Anschlag 10 die Öffnungsbewegung der Klappe 6. Zum automatischen Öffnen und Schließen der Klappe 6 umfasst die elektromotorisch (betriebene) Heckklappe 2 eine Antriebseinheit 12 mit einem ersten Antriebsstrang 14 und einem zweiten Antriebsstrang 16. Eine Spindel 18 des ersten Antriebsstrangs 14 ist an einer ersten Position 20 und eine Spindel 22 des zweiten Antriebsstrangs 16 ist an einer zweiten Position 24 an der Klappe 6 angebunden, wobei die beiden Positionen 20, 24 in einer horizontalen Ebene liegen und zueinander beabstandet sind. Die beiden Positionen 20, 24 befinden sich im Wesentlichen an gegenüberliegen Freienden der Klappe 6.
Jede der beiden Spindeln 18, 22 ist an der nicht näher dargestellten Karosserie abgestützt. Jede der beiden Spindeln 18, 22 ist ein längenveränderliches Stellteil, sodass mittels der beiden Spindeln 18, 22 eine Position 26 der Klappe 6 bezüglich des Anschlags 10 eingestellt werden kann. Der erste Antriebsstrangs 14 weist einen Elektromotor 28 auf, mittels dessen die Spindel 18 des ersten Antriebsstrangs 14 angetrieben ist, und der zweite Antriebsstrangs 16 umfasst einen Elektromotor 30, mittels dessen die Spindel 22 des zweiten Antriebsstrangs 16 angetrieben ist. Die beiden Elektromotoren 28, 30 sind mittels einer Steuereinheit 32 betrieben, mittels der ein dem Elektromotor 28 des ersten Antriebsstrangs 14 zugeordneter Regler 34 und ein dem Elektromotor 30 des zweiten Antriebsstrangs 16 zugeordneter Regler 36 gesteuert werden. Mittels der Reglers 34, 36 erfolgt eine Pulsweitenmodulation einer elektrischen Spannung U, mittels derer der jeweilige Elektromotor 28, 30 beaufschlagt wird. Der hieraus resultierende elektrische Strom I (3) wird mittels eines Stromsensors 38 des ersten Antriebsstrangs 14 bzw. mittels eines Stromsensors 40 des zweiten Antriebsstrangs 16 überwacht. Die beiden baugleichen Stromsensoren 38, 40 sind in dem jeweiligen Regler 34, 36 integriert und umfassen jeweils einen Shunt-Widerstand.
Die beiden Elektromotoren 28, 30 sind ferner gegen ein erstes Relais 42 geführt, mittels dessen die beiden Elektromotoren 28, 30 entweder gegen Masse 44 oder ein zweites Relais 46 führbar sind, mittels dessen eine Kontaktierung mit einem Bordnetzpotential 48 erfolgen kann, wobei die elektrische Spannung zwischen dem Bordnetzpotential 48 und Masse 44 12 Volt beträgt. Die beiden Relais 42, 46 werden mittels der Steuereinheit 32 gesteuert, wobei mittels der beiden Relais 42, 46 die Drehrichtung der beiden Elektromotoren 28, 30 bestimmt wird. Die Drehgeschwindigkeit wird mittels der Regler 34, 36 eingestellt, der eine gepulste elektrischen Spannung U erstellt. In Abhängigkeit der Drehrichtung des Elektromotors wird die Klappe 6 um die Schwenkachse entlang der Schwenkrichtung 8 verschwenkt, also auf den Anschlag 10 zu oder von diesem weg bewegt.
In 2 ist ein Verfahren 50 zum Betrieb der elektromotorischen Heckklappe 2 dargestellt, welches insbesondere während einer Fertigung 52 des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise ausgeführt wird. Das Verfahren 50 wird mittels eines Computerprogrammprodukts 53 ausgeführt, das ein Bestandteil der Steuereinheit 32 ist. In einem ersten Arbeitsschritt 54 werden die einzelnen mechanischen Komponenten der elektromotorischen Heckklappe 2 gefertigt sowie an weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs, wie dessen Karosserie, befestigt. In einem zweiten Arbeitsschritt 56, der beispielsweise zeitgleich zu dem ersten Arbeitsschritt 54 erfolgt, wird ein erster Parameterdatensatz 58 bereitgestellt. Der erste Parameterdatensatz 58 ist in der Steuereinheit 32 hinterlegt und wird geeigneterweise bei Fertigung der Steuereinheit 32 in einem Speicher der Steuereinheit 32 geschrieben. Der erste Parameterdatensatz 58 ist auf den Fahrzeugtyp angepasst, zu dem das Kraftfahrzeug zählt, das die elektromotorische Heckklappe 2 aufweist. Der erste Parameterdatensatz 58 ist somit ein im Wesentlichen generischer Parameterdatensatz, der für sämtliche elektromotorischen Heckklappen 2 dieses Fahrzeugtyps herangezogen wird.
In einem dritten Arbeitsschritt 60 werden die beiden Elektromotoren 28, 30 mittels der Steuereinheit 32 sowie der Regler 34, 36 mit dem Motorstrom I beaufschlagt und somit die Klappe 6 entlang des vollständigen Verstellwegs 8 verbracht. Mit anderen Worten wird die Klappe 6 von der geschlossenen in die vollständig geöffnete Position 26 gegen den Anschlag 10 mittels der beiden Elektromotoren 28, 30 verfahren. Alternativ oder in Kombination hierzu wird die Klappe 6 von dem Anschlag 10 in die vollständig geschlossene Position 26 verfahren, oder zumindest in eine Position 26, an der ein etwaige automatischer Zuziehmechanismus an der Klappe 6 angreifen kann. Diese beiden Positionen 26 sind mittels des ersten Parameterdatensatzes 58 definiert, anhand derer sowohl die Steuereinheit 32 und hieraus mittelbar die beiden Regler 34, 36 gesteuert werden.
Während der Verstellbewegung wird eine charakteristische Größe 62 erfasst, deren zeitlicher Verlauf in 3 dargestellt ist. Die charakteristische Größe 62 ist der Verlauf des elektrischen Strom I mittels dessen der jeweilige Elektromotor 28, 30 aufgrund der Spannungsregelung mittels der beiden Regler 34, 36 beaufschlagt ist. In einem sich anschließenden vierten Arbeitsschritt 64 wird ausgehend von dem ersten Parameterdatensatz 58 sowie der charakteristischen Größe 62 ein zweiter Parameterdatensatz 66 erstellt, bei dem somit Fertigungstoleranzen der einzelnen Bestandteile der elektromotorischen Heckklappe 2 berücksichtigt sind. Falls in einem zum Endbereich des Verstellwegs 8 korrespondierenden Abschnitt der charakteristischen Größe 62 ein übermäßiger Anstieg verzeichnet wird, wird zum Beispiel darauf geschlossen, dass die Klappe 6 anhand des ersten Parameterdatensatzes 58 gegen den Anschlag 10 verfahren wurde. In diesem Fall ist der Verstellweg 8, der anhand des zweiten Parameterdatensatzes 66 definiert ist, im Vergleich zu dem Verstellweg 8, der anhand des ersten Parameterdatensatzes 58 definiert, verkürzt.
Sobald der zweite Parameterdatensatz 66 erstellt wurde, wird ein fünfter Arbeitsschritt 68 ausgeführt und der zweite Parametersatz 66 innerhalb der Steuereinheit 32 hinterlegt, wobei der erste Parameterdatensatz 58 überschrieben wird. Ferner wird in dem fünften Arbeitsschritt 68 ein Einklemmschutz 70 mittels des zweiten Parameterdatensatzes 66 bereitgestellt. Hierbei wird anhand der charakteristischen Größe 62 ein Schwellwert 72 erstellt, indem zu der charakteristischen Größe 62 ein Toleranzwert 74 addiert wird. Der Toleranzwert 74 variiert entlang des Verstellwegs 8. In einer Alternative wird zur Bestimmung des Einklemmschutzes 70 in dem dritten Arbeitsschritt 60 die Klappe 6 mehrmals entlang des Verstellwegs 8 verfahren und sämtliche Verläufe des elektrischen Stroms I in der Steuereinheit 32 als charakteristische Größe 62 hinterlegt. Hieraus wird mittels des Toleranzwerts 74 ein Vertrauensbereich für die Erkennung von Einklemmfällen bestimmt. In einer weiteren Alternative wird nicht lediglich die charakteristische Größe 62, sondern eine modifizierte charakteristische Größe 62 herangezogen. Sobald dies erfolgt ist, ist die Fertigung 52 der elektromotorischen Heckklappe 2 beendet.
In einem nachfolgenden sechsten Arbeitsschritt 76 wird die Klappe 6 lediglich anhand des zweiten Parameterdatensatzes 66 entlang des Verstellwegs 8 verbracht. Der sechste Arbeitsschritt 76 wird nach Abschluss der Fertigung 52 von einem Benutzer des Kraftfahrzeugs ausgeführt. Wenn die Klappe 6 anhand des zweiten Parameterdatensatzes 66 verschwenkt wird, wird der Einklemmschutz 70 ausgeführt. Hierfür wird der elektrische Strom I als zweite charakteristische Größe beim Verschwenken der Klappe 6 erfasst und mit dem Schwellwert 72 verglichen, wie in 3 gezeigt. Falls der elektrische Strom I den Schwellwert 72 erreicht, was einer übermäßig stark aufgebrachten Kraft mittels der beiden Elektromotoren 28, 30 entspricht, ist ein Einklemmfall identifiziert. Dies tritt auf, falls sich ein Objekt im Verstellweg 8 zwischen der Klappe 6 und dem Anschlag 10 befindet.
Nach einer vorbestimmten Anzahl von Verstellvorgängen erfolgt ein siebter Arbeitsschritt 78. Der siebte Arbeitsschritt 78 wird in einer Fachwerkstatt zur Reparatur des Kraftfahrzeugs in regelmäßigen Intervallen und/oder bei einem Austausch von bestimmten Komponenten der elektromotorischen Heckklappe 2 ausgeführt, was somit die Anzahl der Verstellvorgänge definiert. Im siebten Arbeitsschritt 78 wird der zweite Parameterdatensatz 66 als erster Parameterdatensatz 58 herangezogen und erneut der dritte Arbeitsschritt 60, der vierte Arbeitsschritt 64 sowie der fünfte Arbeitsschritt 68 ausgeführt. Hierbei werden unter anderem die charakteristische Größe 60 sowie der zweite Parameterdatensatz 66 erneut ermittelt.
Infolgedessen werden Alterungseffekte von Bestandteilen der elektromotorischen Heckklappe 2 sowie etwaige Fertigungstoleranzen des ausgetauschten Bauteils berücksichtigt. Zusammenfassend wird anhand des ersten Parameterdatensatzes 58 bzw. zweiten Parameterdatensatzes 66 die Steuereinheit 32 gesteuert, die wiederum anhand des jeweiligen Parameterdatensatzes 58, 66 die beiden Elektromotoren 28, 30 steuert.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: elektromotorische Heckklappe
4: Schwenkachse
6: Klappe
8: Verstellweg
10: Anschlag
12: Antriebseinheit
14: erster Antriebsstrang
16: zweiter Antriebsstrang
18: Spindel des ersten Antriebsstrangs
20: erste Position
22: Spindel des zweiten Antriebsstrangs
24: zweite Position
26: Position der Klappe
28: Elektromotor des ersten Antriebsstrangs
30: Elektromotor des zweiten Antriebsstrangs
32: Steuereinheit
34: Regler des ersten Antriebsstrangs
36: Regler des zweiten Antriebsstrangs
38: Stromsensors des ersten Antriebsstrangs
40: Stromsensors des zweiten Antriebsstrangs
42: erstes Relais
44: Masse
46: zweites Relais
48: Bordnetzpotential
50: Verfahren
52: Fertigung
53: Computerprogrammprodukt
54: erster Arbeitsschritt
56: zweiter Arbeitsschritt
58: erster Parameterdatensatz
60: dritter Arbeitsschritt
62: charakteristische Größe
64: vierter Arbeitsschritt
66: zweiter Parameterdatensatz
68: fünfter Arbeitsschritt
70: Einklemmschutz
72: Schwellwert
74: Toleranzwert
76: sechster Arbeitsschritt
78: siebter Arbeitsschritt
I: elektrischer Strom
U: elektrische Spannung

Claims

Verfahren (50) zum Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere elektromotorische Heckklappe, mit einem mittels eines Elektromotors (28, 30) entlang eines Verstellwegs (8) verbringbaren Verstellteil (6), bei dem – ein erster Parameterdatensatz (58) bereitgestellt wird, – anhand des ersten Parameterdatensatzes (58) das Verstellteil (6) entlang des Verstellwegs (8) verbracht und eine charakteristische Größe (62) des elektromotorischen Verstellantriebs (2) erfasst wird, – anhand des ersten Parameterdatensatzes (58) und der charakteristischen Größe (62) ein zweiter Parameterdatensatz (66) erstellt wird, und – nachfolgend das Verstellteil (6) entlang des Verstellwegs (8) anhand des zweiten Parameterdatensatzes (66) verbracht wird.
Verfahren (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Parameterdatensatz (58) bei der Fertigung (52) des elektromotorischen Verstellantriebs (2) bereitgestellt wird.
Verfahren (50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abschluss der Fertigung (52) des elektromotorischen Verstellantriebs (2) der zweite Parameterdatensatz (66) erstellt wird.
Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Anzahl an Verstellvorgängen der zweite Parameterdatensatz (66) als erster Parameterdatensatz (58) herangezogen und die charakteristischen Größe (60) erneut erfasst wird.
Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als charakteristische Größe (62) ein Verlauf eines elektrischen Stroms (I) herangezogen wird.
Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des zweiten Parameterdatensatzes (66) ein Einklemmschutz (70) bereitgestellt wird.
Verfahren (50) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der charakteristischen Größe (62) ein Schwellwert (72) erstellt wird, wobei bei einem Verbringen des Verstellteils (6) entlang des Verstellwegs (8) anhand des zweiten Parameterdatensatzes (66) eine zweite charakteristische Größe (I) erfasst und mit dem Schwellwert (72) verglichen wird.
Elektromotorischer Verstellantrieb (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere elektromotorische Heckklappe, der ein mittels eines Elektromotors (28, 30) entlang eines Verstellwegs (8) verbringbares Verstellteil (6) aufweist, und der gemäß einem Verfahren (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 betrieben ist.
Computerprogrammprodukt (53), mit einem computerlesbaren Speichermedium, auf dem computerlesbarer Programmcode enthalten ist, wobei der computerlesbare Programmcode Anweisungen enthält, die ein Verfahren (50) zum Betrieb eines elektromotorischen Verstellantriebs (2) eines Kraftfahrzeugs durchführen, wobei das Verfahren (50) aufweist: – Bereitstellen eines ersten Parameterdatensatzes (58), – Verbringen eines Verstellteils (6) entlang eines Verstellwegs (8) anhand des ersten Parameterdatensatzes (58) und Erfassen einer charakteristischen Größe (62) des elektromotorischen Verstellantriebs (2), – Erstellen eines zweiten Parameterdatensatzes (66) anhand des ersten Parameterdatensatzes (58) und der charakteristischen Größe (62), und – nachfolgendes Verbringen des Verstellteils (6) entlang des Verstellwegs (8) anhand des zweiten Parameterdatensatzes (66).