-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Steueranordnung zur Durchführung des obigen Verfahrens gemäß Anspruch 13, eine Antriebsanordnung mit einer solchen Steueranordnung gemäß Anspruch 14 sowie eine Klappenanordnung mit einer solchen Antriebsanordnung gemäß Anspruch 15.
-
Im Rahmen der Komfortsteigerung bei Kraftfahrzeugen kommt der motorischen Verstellung von Klappen besondere Bedeutung zu. Bei einer solchen Klappe handelt es sich beispielsweise um eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Fronthaube o.dgl.
-
Auf Grund der immer weiter steigenden Klappengewichte ist es bekannt, die in Rede stehende Antriebsanordnung mit mindestens einem elektrischen Antrieb auszustatten, der bzw. die beispielsweise an einem Rand bzw. an gegenüberliegenden Rändern der Klappe angreift bzw. angreifen.
-
Bei dem bekannten Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Antriebsanordnung (
DE 10 2008 057 014 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, sind zwei Spindelantriebe vorgesehen, die mittels einer Steueranordnung angesteuert werden. Hierfür sind die Spindelantriebe jeweils mit einem Sensorsystem zur Erfassung eines Mess-Bewegungswerts ausgestattet. Die beiden Sensorsysteme weisen jeweils einen Hall-Sensor auf. Basierend auf den beiden Mess-Bewegungswerten lässt sich die Antriebsanordnung mit hoher Genauigkeit ansteuern. Allerdings ist diese Art der Ansteuerung durch die beiden Sensorsysteme vergleichsweise kostspielig.
-
Grundsätzlich ist es auch bekannt, einen Bewegungswert wie einen Drehwinkel für einen Antrieb sensorlos zu ermitteln. Ein bekanntes Verfahren (
EP 1 768 250 A2 ) betrifft beispielsweise die Schätzung eines Bewegungswerts mittels eines Beobachters basierend auf einem Antriebsmodell und basierend auf Eingangsgrößen wie einer Motorspannung und einem Motorstrom. Zusätzlich ist eine Korrekturroutine zur Korrektur des geschätzten Bewegungswerts sowie zur Korrektur des Antriebsmodels vorgesehen, die sich den Effekt des Kommutierungsripples bei kommutierten Gleichstrommotoren zunutze macht. Während dies grundsätzlich die Ermittlung eines Bewegungswerts für einen Antrieb ermöglicht, ohne dass hierfür notwendigerweise kostspielige Sensoren vorgesehen sein müssen, ist die zu erwartende Genauigkeit bei der Ermittlung des Bewegungswerts gering. Der Grund hierfür besteht darin, dass der Kommutierungsripple im Motorstrom während der motorischen Verstellung der betreffenden Komponente mit wechselnder Verlässichkeit auftritt. Dies bedeutet, dass das zu erwartende Korrekturergebnis bei dem letztgenannten, bekannten Verfahren entsprechend wenig verlässlich ist.
-
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das eine hohe Verlässichkeit mit geringem Kostenaufwand ermöglicht.
-
Das obige Problem wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
-
Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass der zu ermittelnde Bewegungswert nicht nur geschätzt, sondern auch gemessen wird, um die Schätzung ggf. korrigieren zu können. Die Korrektur ist nur für einen Teilabschnitt bzw. für Teilabschnitte des motorischen Bewegungszyklus vorgesehen, so dass es grundsätzlich möglich ist, die Korrektur nur dann vorzunehmen, wenn verlässliche Messwerte vorliegen. Damit kann für die Messung ein relativ wenig verlässliches Messverfahren Anwendung finden, ohne die Korrektur der Schätzung übermäßig zu beeinträchtigen.
-
Im Einzelnen wird zunächst vorgeschlagen, dass in einer Schätzroutine ein Schätz-Bewegungswert für den Antrieb basierend auf einem, durch einen Modellparametersatz parametrierbaren Antriebsmodell geschätzt wird. Weiter wird vorgeschlagen, dass in einer Bewegungsroutine der Schätz-Bewegungswert über die Schätzroutine fortlaufend ermittelt und die Klappe nach einer in der Steueranordnung vorliegenden Bewegungsvorgabe in einem motorischen Bewegungszyklus basierend auf dem Schätz-Bewegungswert verstellt wird. Schließlich wird vorgeschlagen, dass in einer Korrekturroutine für einen Bewegungszyklus der Schätz-Bewegungswert aus der Schätzroutine ermittelt wird und aus dem Mess-Bewegungswert und dem Schätz-Bewegungswert ein Schätzfehler ermittelt und nach einer Korrekturvorschrift der Modellparametersatz basierend auf dem Schätzfehler korrigiert und der Schätzroutine zugeführt wird. Wesentlich dabei ist, dass in der Korrekturroutine die Korrektur des Modellparametersatzes nur für mindestens einen Teilabschnitt des motorischen Bewegungszyklus durchgeführt wird.
-
Mit der vorschlagsgemäßen Lösung liegt jederzeit ein Schätz-Bewegungswert vor, der Basis für die Umsetzung der Bewegungsvorgabe ist. Die Korrekturroutine kann ohne weiteres robust gegenüber wenig verlässlichen Mess-Bewegungswerten ausgelegt werden, so dass sich insgesamt eine verlässliche Ansteuerung der Antriebsanordnung ergibt.
-
Ein weiterer Vorteil der vorschlagsgemäßen Lösung geht darauf zurück, dass die Schätz-Bewegungswerte bei geeigneter Auslegung der jeweiligen Schätzmethode in nur geringem Maße oder überhaupt nicht tiefpassgefiltert sind, so dass sich eine Änderung der tatsächlichen Geschwindigkeit des Antriebs mit hoher Dynamik auf die Schätz-Bewegungswerte auswirkt. Dies lässt sich beispielsweise bei der Realisierung einer Einklemmschutzfunktion ausnutzen. Hierfür ist vorzugsweise eine Einklemmprüfroutine vorgesehen. Eine solche Einklemmprüfroutine dient der Erfassung eines vordefinierten Einklemmfalls, der sich in einer, meist plötzlichen, Reduzierung der Verstellgeschwindigkeit auf zumindest einer Seite der Klappe äußert. In einem solchen Einklemmfall ist eine schnelle Reaktion auf eine Änderung der Klappengeschwindigkeit erforderlich. Hier stellt sich die oben angesprochene, hohe Dynamik des Schätz-Bewegungswerts als besonders vorteilhaft dar.
-
Die Korrekturvorschrift definiert vorzugsweise einen Regelkreis, der für eine Reduzierung, insbesondere Minimierung, des Schätzfehlers sorgt. Ein solcher Regelkreis lässt sich mit einfachen steuerungstechnischen Mitteln umsetzen.
-
Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 betrifft die Definition des Bewegungswerts als Positionswert, als Geschwindigkeitswert oder als Beschleunigungswert. Je nachdem, welche Art der Bewegungssteuerung für die Antriebsanordnung vorgesehen ist, kann eine dieser Varianten zur Anwendung kommen.
-
Interessant bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 ist die Tatsache, dass die Bewegungsroutine hier ausschließlich basierend auf dem Schätz-Bewegungswert, und nicht basierend auf dem Mess-Bewegungswert abgearbeitet wird. Dies bedeutet, dass der Mess-Bewegungswert die Bewegungsroutine allenfalls indirekt, nämlich über die Korrekturroutine, beeinflusst. Damit ist sichergestellt, dass der Ansteuerung der Antriebsanordnung Bewegungswerte zugrunde liegen, die einen stetigen Verlauf aufweisen. Anders wäre dies, wenn in der Bewegungsroutine zeitweise der Schätz-Bewegungswert und zeitweise der Mess-Bewegungswert für die Ansteuerung der Antriebsanordnung herangezogen würde. Die Stetigkeit der der Ansteuerung zugrunde liegenden Bewegungswerte führt zu einer besonders einfachen Auslegung der Bewegungsroutine.
-
Eine besonders schnelle Optimierung der Ansteuerung ergibt sich gemäß Anspruch 4 dadurch, dass die Schätzroutine stets auf dem jeweils zuletzt korrigierten Antriebsmodell basiert. Dies bedeutet, dass das korrigierte Antriebsmodell ohne Verzögerung in die Schätzung des Schätz-Bewegungswerts eingeht und dort zu einer entsprechend verzögerungsfreien Optimierung des Schätz-Bewegungswerts führt.
-
Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 5 und 6 betreffen bevorzugte Varianten für das Auslösen der Korrekturroutine. Anspruch 5 betrifft einen Mechanismus in Form einer Triggerroutine, in der die Korrektur des Modellparametersatzes über die Korrekturroutine nach einem Triggerkriterium ausgelöst wird. Das Triggerkriterium kann beispielsweise eine Verlässlichkeitseigenschaft für den Mess-Bewegungswert sein. Hiermit ist es auf einfache Weise möglich, die Durchführung der Korrekturroutine zurückzustellen, solange keine verlässlichen Mess-Bewegungswerte vorliegen.
-
Mit der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 ist erkannt worden, dass die Mess-Bewegungswerte bei bestimmten Messverfahren gerade im Anlaufabschnitt eines Bewegungszyklus nicht verlässlich sind, so dass die Korrekturroutine erst nach Ablauf des Anlaufabschnitts durchgeführt wird. Dies betrifft insbesondere das weiter oben angesprochene, auf dem Effekt der Kommutierungsripple basierende Messverfahren.
-
Gemäß Anspruch 7 basiert die Messung des Mess-Bewegungswerts für den Antrieb auf der Messung eines Antriebsstroms und/oder einer Antriebsspannung mittels des Bewegungsmesssystems. Dies lässt sich ohne die Notwendigkeit eines Sensors einfach umsetzen, wenn es sich bei dem Antrieb um einen elektrischen Gleichstrommotor handelt, wie in einer Variante von Anspruch 8 vorgeschlagen wird. In diesem Fall ergeben sich die weiter oben angesprochenen Kommutierungsrippie, die gemäß Anspruch 9 als zyklische Signalimpulse im Antriebsstrom bzw. in der Antriebsspannung erfasst werden können.
-
Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 10 und 11 betreffen vorteilhafte Umsetzungsvarianten für die Antriebsmodelle. Im Falle eines Elektromotors gemäß Anspruch 11 lässt sich das Antriebsmodell vorzugsweise von der elektrischen Ersatzschaltung des betreffenden Motortyps aus Widerständen, Induktivitäten etc. ableiten.
-
Vorteilhafte Umsetzungsvarianten für die Schätzroutine finden sich in Anspruch 12. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die der Schätzroutine zugeordnete Schätzmethode nach Art eines Zustandsbeobachters, insbesondere nach Art einer Kaiman-Filterung ausgelegt. Die allgemeine Nutzung einer Kalman-Filterung für das Schätzen von Geschwindigkeiten basierend auf einem Antriebsmodell und auf gemessenen Betriebsgrößen wie der Antriebsspannung und dem Antriebsstrom sind aus dem Stand der Technik bekannt. Andere hier anwendbare Schätzmethoden gehen auf den ebenfalls bekannten Lünberger Beobachter oder andere Arten der Zustandsbeobachtung zurück. Grundsätzlich kann hier auch eine einfache Zustandsraumdarstellung Anwendung finden, aus der sich die jeweilige Schätzung ableiten lässt.
-
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 13, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Steueranordnung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens als solche beansprucht. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren darf verwiesen werden.
-
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 14, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem Antrieb, der bzw. die im montierten Zustand antriebstechnisch mit der Klappe gekoppelt ist bzw. sind, und mit einer vorschlagsgemäßen Steueranordnung als solche beansprucht. Auch insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren verwiesen werden.
-
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 15, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe und einer der Klappe zugeordneten, vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung als solche beansprucht. Auch insoweit darf auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren verwiesen werden.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- 1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappenanordnung zur Durchführung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens und
- 2 den für die vorschlagsgemäße Lehre relevanten Teil der Steueranordnung der Klappenanordnung gemäß 1.
-
Das vorschlagsgemäße Verfahren dient der Ansteuerung einer Antriebsanordnung 1 für eine Klappe 2 eines Kraftfahrzeugs 3 mittels einer Steueranordnung 4.
-
Der Begriff „Klappe“ umfasst vorliegend eine Heckklappe, einen Heckdeckel, eine Fronthaube, insbesondere Motorhaube, eine Kraftfahrzeugtür, insbesondere Seiten- oder Hecktür, o.dgl.
-
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Klappe 2 um eine Klappenachse 2a schwenkbar ausgestaltet. Weiter vorzugsweise ist die Klappenachse 2a im Wesentlichen horizontal ausgerichtet, so dass die Gewichtskraft der Klappe 2 zumindest über einen Verstellbereich der Klappe 2 in deren Schließrichtung wirkt.
-
Die Steueranordnung 4 kann als der Klappe 2 zugeordnetes Klappensteuergerät ausgestaltet sein, das mit einer übergeordneten Kraftfahrzeugsteuerung wechselwirkt. Anstelle dieses zentralen Ansatzes kann die Steueranordnung 4 auch Bestandteil einer zentralen Kraftfahrzeugsteuerung sein.
-
Die Antriebsanordnung
1 weist mindestens einen elektrischen Antrieb
5 oder
6, hier und vorzugsweise zwei Antriebe
5,
6, auf. Die Antriebe sind jeweils antriebstechnisch mit der Klappe
2 gekoppelt. Eine beispielhafte Anordnung solcher Antriebe
5,
6 ist in der
DE 10 2006 057 014 A1 gezeigt, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
-
Die beiden Antriebe 5, 6 können unterschiedlichen Antriebsprinzipien folgen, vorzugsweise handelt es sich, wie in 2 dargestellt, bei beiden Antrieben 5, 6 jedoch jeweils um einen Spindelantrieb.
-
Im Folgenden ist im Sinne einer übersichtlichen Darstellung von nur einem einzigen Antrieb 5 die Rede. In einer ersten Variante ist dem weiteren Antrieb 6 eine identische Steueranordnung 4 zugeordnet. Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass die noch zu erläuternde Ansteuerung für den weiteren Antrieb 6 einfach übernommen wird.
-
Dem Antrieb 5 ist ein Bewegungsmesssystem 7 zugeordnet, mittels dem in einer Messroutine 8 ein Mess-Bewegungswert nM für den Antrieb 5 gemessen wird. Bei den hier in Rede stehenden Bewegungswerten handelt es sich vorzugsweise um eine Drehzahl des Antriebs 5. Andere noch zu erläuternde Varianten sind denkbar.
-
Wie weiter oben angesprochen, ist die Messung des Mess-Bewegungswerts für die Antriebsanordnung nicht ausreichend, wenn der Mess-Bewegungswert in relativ wenig verlässlicher Weise vorliegt. Entsprechend ist es vorschlagsgemäß vorgesehen, dass in einer Schätzroutine 9 ein Schätz-Bewegungswert nE für den Antrieb 5 basierend auf einem, durch einen Modellparametersatz parametrierbaren Antriebsmodell geschätzt wird.
-
Der Schätz-Bewegungswert nE liegt der Bewegungssteuerung der Klappe 2 zugrunde. Hierfür wird in einer Bewegungsroutine 10 der Schätz-Bewegungswert nE über die Schätzroutine 9 fortlaufend ermittelt und die Klappe 2 nach einer in der Steueranordnung 4 vorliegenden Bewegungsvorgabe in einem motorischen Bewegungszyklus basierend auf dem Schätz-Bewegungswert nE verstellt. Der Bewegungszyklus betrifft eine Bewegung der Klappe 2. Dabei kann ein Öffnungs-Bewegungszyklus vorgesehen sein, der eine Verstellung der Klappe 2 von ihrer Schließstellung in eine Offenstellung betrifft. Weiter kann ein Schließ-Bewegungszyklus vorgesehen sein, der eine Verstellung der Klappe 2 von einer Offenstellung in die Schließstellung betrifft. Dem jeweiligen Bewegungszyklus ist eine Bewegungsvorgabe zugeordnet, die die anzufahrenden Klappenstellungen, ein einzuhaltendes Bewegungsprofil o.dgl. umfasst. Die Bewegungsvorgabe liegt in der Steueranordnung 4 vor, was bedeutet, dass die Bewegungsvorgabe in der Steueranordnung 4 gespeichert oder speicherbar ist. Die Bewegungsvorgabe kann, beispielsweise auf einen Benutzerwunsch hin, modifiziert werden.
-
Wie oben angesprochen, wird der Schätz-Bewegungswert basierend auf einem Antriebsmodell geschätzt. Das Antriebsmodell ist ein Zustandsmodell zumindest eines Teils des Antriebs 5, auf dessen Basis die Schätzung des Schätz-Bewegungswerts nE vorgenommen wird. Das Antriebsmodell ist durch einen Modellparametersatz parametrierbar. Der Modellparametersatz umfasst mindestens einen Modellparameter, dessen Wert sich zur Parametrierung des Antriebsmodells einstellen lässt.
-
Eine obige Schätzung des Schätz-Bewegungswerts nE unterliegt grundsätzlich Fehlern, die meist auf eine fehlerbehaftete Abbildung des Antriebs 5 durch das Antriebsmodell zurückgehen. Um den Einfluss solcher Fehler zu reduzieren, ist vorschlagsgemäß eine Korrekturroutine vorgesehen.
-
In der Korrekturroutine 11 wird für den betreffenden Bewegungszyklus der Klappe 2 der Schätz-Bewegungswert nE aus der Schätzroutine 9 ermittelt. Aus dem Mess-Bewegungswert nM und dem Schätz-Bewegungswert nE wird daraufhin ein Schätzfehler ermittelt. Nach einer Korrekturvorschrift wird schließlich der Modellparametersatz und damit das Antriebsmodell basierend auf dem Schätzfehler Δn korrigiert und der Schätzroutine 9 zugeführt.
-
Wesentlich für die vorschlagsgemäße Lehre ist nun, dass in der Korrekturroutine die Korrektur des Modellparametersatzes nur für mindestens einen Teilabschnitt des motorischen Bewegungszyklus durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass in der Korrekturroutine die Korrektur des Modellparametersatzes nicht ständig vorgenommen wird, sondern vielmehr für mindestens einen, vorbestimmten Teilabschnitt des motorischen Bewegungszyklus. Dies kann bedeuten, dass die Korrekturroutine nur durchgeführt wird, wenn verlässliche Messwerte für den Mess-Bewegungswert nM vorliegen. Dies wird weiter unten noch im Detail erläutert.
-
Wie weiter oben angedeutet, steht der Begriff „Bewegungswert“ vorliegend ganz allgemein für jedwede Größe, die eine Bewegung des Antriebs 5 und damit der Klappe 2 repräsentiert. Grundsätzlich kann es sich bei dem Bewegungswert um einen Positionswert für den Antrieb 5 und/oder die Klappe 2 handeln. Alternativ kann es sich bei dem Bewegungswert aber auch um einen Geschwindigkeits- oder Beschleunigungswert für den Antrieb 5 und/oder die Klappe 2 handeln.
-
Hier und vorzugsweise bleibt in der Bewegungsroutine 10 der Mess-Bewegungswert nM als solcher bei der Verstellung der Klappe 2 unberücksichtigt. Dies bedeutet, dass der Mess-Bewegungswert nM nicht direkt in die Bewegungssteuerung der Klappe 2 eingeht, sondern vielmehr indirekt, über die Korrekturroutine.
-
Vorzugsweise wird der Modellparametersatz nach der Korrekturvorschrift derart modifiziert, dass der Schätzfehler Δn reduziert, insbesondere minimiert, wird. Im einfachsten Fall wird der Modellparametersatz in der Korrekturroutine 11 in Abhängigkeit von dem Schätzfehler Δn schrittweise modifiziert, so dass sich jeweils der modifizierte Modellparametersatz ergibt.
-
Vorzugsweise wird in der Schätzroutine 9 der Schätz-Bewegungswert nE für den Antrieb 5 stets basierend auf dem zuletzt korrigierten Antriebsmodell geschätzt. Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass ein korrigiertes Antriebsmodell erst dann für die Schätzung herangezogen wird, wenn das korrigierte Antriebsmodell auf Plausibilität überprüft worden ist. Hierfür kann in der Steueranordnung eine entsprechende Plausibilitätsroutine vorgesehen sein.
-
Von besonderer Bedeutung für die vorschlagsgemäße Lösung ist eine sachgerechte Auswahl des Zeitpunkts für die Durchführung der Korrekturroutine. Vorzugsweise ist hierfür eine Triggerroutine 12 vorgesehen, wobei in der Triggerroutine 12 nach einem Triggerkriterium die Korrektur des Modellparametersatzes über die Korrekturroutine 11 ausgelöst wird. Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Triggerkritierium um mindestens einen, vorbestimmten Teilabschnitt des Bewegungszyklus der Klappe 2. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass ein Triggerkriterium das Vorliegen eines Mess-Bewegungswertes nM mit einer vorbestimmten Verlässlichkeitseigenschaft ist. Die Verlässlichkeitseigenschaft ist ein Maß dafür, mit welcher Wahrscheinlichkeit der Mess-Bewegungswert nM die tatsächliche Bewegungseigenschaft des Antriebs 5 repräsentiert. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Verlässlichkeitseigenschaft das Unterschreiten einer Grenzvarianz des Mess-Bewegungswerts nM im stochastischen Sinne ist.
-
Eine starre Vorgabe des Zeitpunkts für die Durchführung der Korrekturroutine 11 ist wie oben angesprochen ebenfalls möglich. Dabei wird beispielsweise davon ausgegangen, dass der betreffende Bewegungszyklus der Klappe 2 mit einem Anlaufabschnitt beginnt und dass der der Korrekturroutine 11 zugeordnete Teilabschnitt des motorischen Bewegungszyklus außerhalb des Anlaufabschnitts gelegen ist. Damit wird dem Umstand Rechnung getragen, dass im Anlaufabschnitt die Verlässlichkeit des Mess-Bewegungswerts gering sein kann.
-
Der Anlaufabschnitt überschreitet vorzugsweise weniger als 0,1 % des betreffenden Bewegungszyklus der Klappe 2. Grundsätzlich kann die Erstreckung des Anlaufabschnitts auch auf der Basis von Umdrehungen einer Antriebskomponente des Antriebs 5 definiert sein. Beispielsweise erstreckt sich der Anlaufabschnitt dann vorzugsweise über weniger als 10 Umdrehungen einer Antriebkomponente, insbesondere einer Motorwelle, des Antriebs 5. Andere Definitionen für den Anlaufabschnitt sind denkbar.
-
Vorzugsweise wird der der Schätz-Bewegungswert nE im Anlaufabschnitt eines Bewegungszyklus basierend auf dem in einem vorhergehen Bewegungszyklus korrigierten Antriebsmodell geschätzt. Dies kann grundsätzlich das vor dem jeweiligen Anlaufabschnitt zuletzt korrigierte Antriebsmodell sein. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Schätz-Bewegungswert nE im Anlaufabschnitt eines Bewegungszyklus basierend auf einem vordefinierten, beispielsweise in der Steueranordnung 4 gespeicherten, Antriebsmodell geschätzt wird. Mit beiden letztgenannten Alternativen wird sichergestellt, dass im Anlaufabschnitt ein Antriebsmodell für das Schätzen des Schätz-Bewegungswerts nE vorliegt.
-
Die Messung des Mess-Bewegungswerts nM für den Antrieb 5 kann grundsätzlich auf jedweden Sensorwerten, beispielsweise auf den Sensorwerten eines Hall-Sensors, der einer Antriebskomponente des Antriebs 5 zugeordnet ist, basieren. Hier und vorzugsweise ist es allerdings vorgesehen, dass die Messung des Mess-Bewegungswerts nM für den Antrieb 5 auf der Messung eines Antriebsstroms IM und/oder einer Antriebsspannung UM mittels des Bewegungsmesssystems basiert. Bei dem Antriebsstrom IM und der Antriebsspannung UM handelt es sich vorzugsweise um den Strom bzw. die Spannung eines Antriebsmotors.
-
Entsprechend ist es hier und vorzugsweise vorgesehen, dass der Antrieb 5 einen elektrischen Antriebsmotor 13 aufweist, bei dem es sich weiter vorzugsweise um einen elektrischen Gleichstrommotor handelt. Der Antriebsmotor 13 erzeugt den jeweiligen Bewegungszyklus der Klappe 2.
-
Der Antrieb 5 ist nun vorzugsweise so getroffen, dass der Antriebsstrom IM und/oder die Antriebsspannung UM mit der Antriebsbewegung des Antriebs 5 zyklische Signalimpulse im Antriebsstrom IM bzw. in der Antriebsspannung UM aufweist bzw. aufweisen. Diese Signalimpulse werden dann vorzugsweise mittels des Bewegungsmesssystems gemessen, wobei aus den gemessenen Signalimpulsen der Mess-Bewegungswert ermittelt wird.
-
Ganz allgemein repräsentiert das Antriebsmodell einen Zusammenhang zwischen einem gemessen Betriebsgrößensatz des Antriebs 5 und dem Schätz-Bewegungswert nE . Wobei der Schätz-Bewegungswert nE basierend auf dem Betriebsgrößensatz und dem Antriebsmodell ermittelt wird.
-
Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 5, wie oben angesprochen, mit einem elektrischen Antriebsmotor 13 ausgestattet, der je nach Anwendungsfall als Gleichstrommotor mit Kommutator, als bürstenloser Gleichstrommotor, als Universalmotor o.dgl. ausgestaltet sein kann.
-
Das Antriebsmodell stellt einen Zusammenhang zwischen dem dem Antriebsmotor 13 zugeordneten Betriebsgrößensatz und dem zu schätzenden Schätz-Bewegungswert nE bereit.
-
Ein obiger Betriebsgrößensatz umfasst als jeweilige Betriebsgröße hier und vorzugsweise den elektrischen Motorstrom IM und/oder die elektrische Motorspannung UM . Für die Messung des elektrischen Motorstroms IM bzw. der elektrischen Motorspannung UM stellt sie Steueranordnung 4 hier nicht dargestellte Messanordnungen bereit.
-
Für den Fall, dass das Antriebsmodell auf eine Ersatzschaltung des elektrischen Antriebsmotors 13 aus Widerständen, Induktivitäten etc. zurückgeht, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Modellparametersatz als jeweiligen Modellparameter eine elektrische Wicklungsinduktivität einer Antriebswicklung in dem den Antriebmotor 13 abbildenden Antriebsmodell und/oder einen elektrischen Wicklungswiderstand einer solchen Antriebswicklung umfasst. Andere Möglichkeiten für die Definition der Modelparameter sind denkbar.
-
In der Schätzroutine 9 wird die Schätzung des Schätz-Bewegungswerts nE nach einer Schätzmethode vorgenommen. Hier und vorzugsweise ist die der Schätzroutine 9 zugeordnete Schätzmethode nach Art einer Kalman-Filterung ausgelegt. Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, für einen Elektromotor basierend auf einem Antriebsmodell und basierend auf den gemessenen Betriebsgrößen Motorstrom und Motorspannung eine Schätzung für einen Bewegungswert vorzunehmen. Auf den diesbezüglichen Stand der Technik darf verwiesen werden. Es darf aber auch darauf hingewiesen werden, dass grundsätzlich andere Schätzmethoden für die vorschlagsgemäße Lösung anwendbar sind.
-
Im Einzelnen ist es vorzugsweise so, dass in der Schätzroutine 9 nach einer Schätzmethode von einem gemessenen Betriebsgrößensatz unter Berücksichtigung des Antriebsmodells der Schätz-Bewegungswert nE geschätzt wird.
-
Es ist schon darauf hingewiesen worden, dass der Schätz-Bewegungswert nE zusätzlich im Rahmen einer Einklemmschutzfunktion genutzt werden kann. Dann ist es so, dass in einer Einklemmprüfroutine der Schätz-Bewegungswert nE auf das Auftreten eines vordefinierten Einklemmfalls hin überprüft wird. Bei Erfassung eines Einklemmfalls wird dann eine Einklemmreaktionsroutine durchgeführt, in der beispielsweise ein Anhalten und/oder Reversieren der Klappe 2 ausgelöst wird.
-
Schließlich darf noch darauf hingewiesen werden, dass der Begriff „Routine“ vorliegend stets für einen Abschnitt des vorschlagsgemäßen Verfahrens steht, wobei die verschiedenen Routinen zum Teil gleichzeitig ablaufen. Das vorschlagsgemäße Verfahren ist vorzugsweise mit einer auf der Steueranordnung 4 ablaufenden Software realisiert. Insoweit handelt es sich bei den Routinen vorzugsweise um entsprechende Softwareroutinen.
-
Nach einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Steueranordnung 4, die für die Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist, als solche beansprucht. Wesentlich dabei ist die Tatsache, dass die Steueranordnung 4 eingerichtet ist, die Schätzroutine 9 und die Korrekturroutine 11 umzusetzen. Auf alle diesbezüglichen Ausführungen betreffend das vorschlagsgemäße Verfahren darf verwiesen werden.
-
Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Antriebsanordnung 1 mit dem Antrieb 5, der im montierten Zustand antriebstechnisch mit der Klappe 2 gekoppelt ist, und mit einer obigen Steueranordnung 4 als solche beansprucht. Dabei kann es selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass der weitere Antrieb 6 mit der Klappe 2 gekoppelt ist. Auch im Hinblick auf die weitere Lehre darf auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren verwiesen werden.
-
Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird schließlich eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappe 2 und einer der Klappe 2 zugeordneten, vorschlagsgemäßen Antriebsanordnung 1 als solche beansprucht. Auch insoweit darf auf alle diesbezüglichen Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren verwiesen werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102008057014 A1 [0004]
- EP 1768250 A2 [0005]
- DE 102006057014 A1 [0029]
