DE102018119227A1

DE102018119227A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102018119227A1
Application number: DE102018119227.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Schödel; Hartmut Geyer; Christoph Brand
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung (1) für eine Klappe (2) eines Kraftfahrzeugs (3) mittels einer Steueranordnung (4), wobei die Antriebsanordnung (1) eine erste Antriebseinheit (5) mit einem ersten elektrischen Antriebsmotor (5a) und eine zweite elektrische Antriebseinheit (6) mit einem zweiten elektrischen Antriebsmotor (6a) aufweist, die jeweils mit der Klappe (2) antriebstechnisch gekoppelt sind. Es wird vorgeschlagen, dass die erste Antriebseinheit (5) nach einer ersten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird und dass die zweite Antriebseinheit (6) nach einer zweiten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird und dass sich die Antriebsstrategien derart voneinander unterscheiden, dass die beiden Antriebseinheiten (5, 6) zumindest über einen Verstellbereich der Klappe (2) mit unterschiedlichen Antriebsströmen und/oder Antriebsspannungen beaufschlagt werden.

Description

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 17, eine Antriebsanordnung mit einer solchen Steueranordnung gemäß Anspruch 20 sowie eine Klappenanordnung mit einer solchen Antriebsanordnung gemäß Anspruch 21.
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.
Aufgrund der immer weiter steigenden Klappengewichte ist es bekannt, die in Rede stehende Antriebsanordnung mit zwei elektrischen Antrieben auszustatten, die beispielsweise an gegenüberliegenden Rändern der Klappe angreifen.
Bei dem bekannten Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Antriebsanordnung ( DE 10 2008 057 014 A1 ), von dem die Erfindung ausgeht, sind zwei Antriebseinheiten in Form von Spindelantrieben vorgesehen, die mittels einer Steueranordnung angesteuert werden. Die Steueranordnung stellt einen Regelkreis bereit, der im Normalbetrieb ein und dieselbe Steuerspannung auf beide Spindelantriebe leitet. Bei einer solchen Ansteuerung der beiden Antriebseinheiten wird unterstellt, dass Fertigungstoleranzen in den Antrieben, in der Anbindung der Antriebe sowie in der Kinematik der Klappe vernachlässigbar sind. Dies ist aber selten der Fall, so dass das bekannte Verfahren regelmäßig zu einem gewissen Verzug der Klappe führt. Diese Toleranzempfindlichkeit des bekannten Verfahrens kann sich unter anderem auf die Betriebssicherheit und die Lebensdauer der Antriebseinheit auswirken.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs derart auszugestalten und weiterzubilden, dass dessen Toleranzempfindlichkeit mit einfachen Mitteln reduziert wird.
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 zunächst die grundsätzliche Überlegung, dass die beiden, jeweils mit der Klappe antriebstechnisch gekoppelten Antriebseinheiten nach unterschiedlichen Antriebsstrategien angesteuert werden, selbst wenn die Antriebseinheiten, wie in Anspruch 2 vorgeschlagen, identisch zueinander aufgebaut sind.
Die Anwendung unterschiedlicher Antriebsstrategien auf die beiden Antriebseinheiten ermöglicht es beispielsweise, eventuelle Fertigungstoleranzen bei der Ansteuerung der Antriebseinheiten derart zu berücksichtigen, dass solche Fertigungstoleranzen nicht zu einer Verspannung zwischen den Antriebseinheiten führt. Der Begriff „Verspannung“ bedeutet vorliegend, dass ein Kraftfluss aus Antriebskraft über die Klappe zwischen den beiden Antriebseinheiten wirkt.
Hierfür sind die Antriebsstrategien, die der Ansteuerung der beiden Antriebseinheiten zu Grunde liegen, für beide Antriebseinheiten von vornherein unterschiedlich getroffen. Dies in Abgrenzung zu der Ansteuerung zweier Antriebseinheiten nach ein und derselben Antriebsstrategie, die beispielsweise daraufhin ausgelegt sein kann, eine Verspannung zwischen den Antriebseinheiten auszuregeln. Da die hier in Rede stehenden Fertigungstoleranzen meist permanent vorliegen, würde ein solches Ausregeln entsprechend permanent stattfinden, was zu Lasten des Ausregelns dynamischer Störfaktoren geht.
Im Einzelnen wird also vorgeschlagen, dass die erste Antriebseinheit nach einer ersten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird und dass die zweite Antriebseinheit nach einer zweiten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird. Wesentlich dabei ist, dass sich die Antriebsstrategien derart voneinander unterscheiden, dass die beiden Antriebseinheiten zumindest über einen Verstellbereich der Klappe mit unterschiedlichen Antriebsströmen und/oder Antriebsspannungen beaufschlagt werden.
Durch die vorschlagsgemäße Lösung werden die beiden Antriebseinheiten steuerungstechnisch voneinander entkoppelt, um den tatsächlichen mechanischen Gegebenheiten, insbesondere im Hinblick auf die oben angesprochenen Fertigungstoleranzen, bestmöglich Rechnung tragen zu können.
Die Antriebsstrategien können nach verschiedenen Kriterien ausgelegt sein. Hier und vorzugsweise sind die beiden Antriebsstrategien derart aufeinander abgestimmt, dass über einen vorbestimmten Verstellbereich der Klappe, hier und vorzugsweise zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung der Klappe, eine nur reduzierte Verspannung, vorzugsweise keine Verspannung, zwischen den beiden Antriebseinheiten entsteht. Dies jeweils bezogen auf die Situation mit identischen Antriebsstrategien, in der es aufgrund von Fertigungstoleranzen regelmäßig zu einer Verspannung zwischen den beiden Antriebseinheiten kommt. Andere Kriterien können hier zur Anwendung kommen (Anspruch 2).
Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 3 zeigen sich die mit der vorschlagsgemäßen Lösung verbundenen Vorteile besonders deutlich, da die beiden Antriebseinheiten identisch zueinander aufgebaut sind, also eine unterschiedliche Ansteuerung an sich nicht bedürfen. Nur die tatsächlichen Gegebenheiten lassen die vorschlagsgemäße asymmetrische Ansteuerung der beiden Antriebseinheiten besonders vorteilhaft erscheinen. Dabei ist es bevorzugt, dass die Antriebseinheiten als Spindelantriebe ausgestaltet sind, die sich speziell bei Heckklappen besonders gut paarweise einsetzen lassen. Aufgrund der vergleichsweise großen Längserstreckung der Spindelantriebe wirken sich Fertigungstoleranzen dort oft besonders deutlich aus, was mit der vorschlagsgemäßen Lösung auf einfache steuerungstechnische Weise kompensiert werden kann.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 sind die in Rede stehenden Antriebsstrategien jeweils parametrierbar, so dass sich die vorschlagsgemäße Unterschiedlichkeit in den Antriebsstrategien über die betreffenden Antriebsparameter leicht einstellen lässt.
Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 5 bis 10 basieren auf der Überlegung, dass die Antriebsstrategien jeweils als Regelstrategie mit einem Regelkreis und mit einer Anzahl von Regelparametern definiert sind. Solche Regelparameter sind beispielsweise solche Parameter, mit denen sich die Übertragungsfunktion eines Regelkreises einstellen lässt. Entsprechend unterscheiden sich die in Rede stehenden Antriebsstrategien vorzugsweise zumindest in den Regelparametern.
Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass sich die Antriebsstrategien in den Führungsgrößen bzw. den Führungsgrößenverläufen der Regelkreise voneinander unterscheiden, wie in Anspruch 7 insbesondere im Hinblick auf Soll-Bewegungen, Soll-Stellungen und/oder Soll-Lastenmomente der Antriebseinheiten vorgeschlagen wird.
Die vorschlagsgemäße Lösung lässt sich auf alle denkbaren Regelkreisstrukturen anwenden. Hier und vorzugsweise weisen die den Antriebsstrategien zugeordneten Regelkreise vorzugsweise eine kaskadierte Regelstruktur mit einem Lageregelkreis und einem nachgeordnetem Geschwindigkeitsregelkreis auf. Die betreffenden Regelkreise können, wie oben angesprochen, unterschiedlich parametriert sein.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 werden die beiden Regelkreise alternativ oder zusätzlich mit unterschiedlichen Führungsgrößenverläufen beaufschlagt, wie weiter oben angedeutet worden ist. Hierfür ist vorzugsweise eine Vorsteuereinheit vorgesehen, die aus einer Soll-Verstellung der Klappe basierend auf den beiden Antriebsstrategien entsprechende Führungsgrößenverläufe erzeugt. Hierfür ist bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 eine entsprechende Umsetzungsvorschrift vorgesehen. Die Umsetzungsvorschrift kann im einfachsten Fall nach Art einer Tabelle aufgebaut sein derart, dass sich aus einer Soll-Verstellung der Klappe die entsprechenden Führungsgrößenverläufe der beiden Regelkreise ergeben.
Die ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 11 und 12 betreffen die Möglichkeit, die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie in Abhängigkeit von der Fahrzeugneigung, insbesondere von der Fahrzeugquerneigung um die Längsachse des Kraftfahrzeugs, zu definieren. Bei einer solchen Fahrzeugquerneigung ergibt sich eine gravitationsbedingte Belastung der Klappe, die bezogen auf die Vertikal-Mittelebene des Kraftfahrzeugs asymmetrisch ist. Entsprechend ist es gemäß Anspruch 11 so, dass die Fahrzeugneigung gravitationsbedingt auf einen Verzug der in einer Offenstellung befindlichen Klappe hinwirkt. Ohne weitere Maßnahme würde eine Fahrzeugneigung, insbesondere eine Fahrzeugquerneigung, zu einem ungewünschten Verzug der Klappe führen. Folgerichtig betrifft Anspruch 12 die Definition der Antriebsstrategien basierend auf der erfassten Fahrzeugneigung derart, dass dem Verzug entgegengewirkt wird. Hierfür kann in der Steueranordnung ein Satz von Regeln hinterlegt sein, nach denen die Definition der Antriebsstrategien in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung vorgenommen wird.
Die weiter bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 betrifft die Ausstattung der Klappe mit einer Schlossanordnung, die die an sich bekannten Komponenten Kraftfahrzeugschloss und Schließteil, insbesondere Schließbügel oder Schließbolzen, aufweist. Für das Schließen des Kraftfahrzeugschlosses und damit für das Halten der Klappe ist es erforderlich, dass das Kraftfahrzeugschloss und das Schließteil relativ zueinander in eine Füge-Relativlage gebracht werden. Bei nicht verzogener Klappe geht dies auch ohne weitere Maßnahmen mit der Verstellung der Klappe in ihre Schließstellung einher. Für den Fall allerdings, dass die Klappe, insbesondere durch eine Fahrzeugneigung, verzogen ist, ergibt sich eine abweichende Positionierung von Kraftfahrzeugschloss und Schließteil relativ zueinander. Im Extremfall ist die Abweichung von der Füge-Relativlage zu groß, so dass das Schließen des Kraftfahrzeugschlosses nicht oder nur fehlerhaft vollzogen wird. Daher wird gemäß Anspruch 13 zunächst einmal ganz allgemein vorgeschlagen, dass die Definition der Antriebsstrategien derart stattfindet, dass zumindest in einem der Schließstellung unmittelbar vorgelagerten Verstellbereich der Klappe das Kraftfahrzeugschloss und das Schließteil relativ zueinander in der Füge-Relativlage positioniert werden. Im Einzelnen wird gemäß Anspruch 14 vorgeschlagen, dass diese Definition der Antriebsstrategien in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung definiert werden.
Mit der fahrzeugneigungsabhängigen Definition der Antriebsstrategien ergibt sich die Möglichkeit, reproduzierbar auf eine Fahrzeugneigung zu reagieren, so dass einem Verzug der Klappe entsprechend entgegengewirkt werden kann. Damit lässt sich nicht nur ein besonders guter ästhetischer Gesamteindruck während der Verstellung der Klappe, sondern auch ein besonders reproduzierbarer Schließvorgang der der Klappe zugeordneten Schlossanordnung erreichen.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 17, 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.
Interessant bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 18 ist die Tatsache, dass die beiden Antriebsstrategien in unterschiedlichen Steuereinheiten umgesetzt werden, die bei der weiter bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 19 hardwaretechnisch separat voneinander ausgestaltet sind. Eine besonders kompakte und gleichermaßen modulare Antriebsstruktur ergibt sich durch das optionale Merkmal von Anspruch 19, nach dem die beiden Steuereinheiten in die jeweils zugeordnete Antriebseinheit integriert sind.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 20, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs mit einem ersten Antrieb und einem zweiten Antrieb, die im montierten Zustand antriebstechnisch mit der Klappe gekoppelt 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 21, 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. Die Zeichnung zeigt

1 den Heckbereich eines Kraftfahrzeugs mit einer Klappenanordnung zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens,
2 die Antriebsanordnung und die Steueranordnung der Klappenanordnung gemäß 1 in einer schematischen Darstellung,
3 eine beispielhafte Regelkreisstruktur der Steueranordnung gemäß 2 und
4 beispielhafte Führungsgrößenverläufe für die beiden Antriebseinheiten der Antriebsanordnung gemäß 2 betreffend a) die Lage und b) die Geschwindigkeit der beiden Antriebseinheiten.

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 Antriebsanordnung 1 weist eine erste elektrische Antriebseinheit 5 und eine zweite elektrische Antriebseinheit 6 auf, die jeweils mit der Klappe 2 antriebstechnisch gekoppelt sind.
Wesentlich ist nun, dass die erste Antriebseinheit 5 nach einer ersten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird und dass die zweite Antriebseinheit 6 nach einer zweiten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird. Für die Umsetzung der beiden Antriebsstrategien weist die Steueranordnung 4 hier und vorzugsweise eine erste Steuereinheit 4a und eine zweite Steuereinheit 4b auf, die weiter unten noch erläutert werden.
Wesentlich ist weiter, dass sich die Antriebsstrategien derart voneinander unterscheiden, dass die beiden Antriebseinheiten 5, 6 zumindest über einen Verstellbereich der Klappe 2 mit unterschiedlichen Antriebsströmen und/oder Antriebsspannungen beaufschlagt werden.
Es darf an dieser Stelle klargestellt werden, dass es sich bei einem Antriebsstrom und einer Antriebsspannung vorliegend um den Strom bzw. die Spannung handelt, der bzw. die ursächlich für die Abgabe mechanischer Leistung durch die jeweilige Antriebseinheit 5, 6 ist.
Hier und vorzugsweise sind die beiden Antriebsstrategien derart aufeinander abgestimmt, dass über einen vorbestimmten Verstellbereich der Klappe 2, vorzugsweise zwischen einer Schließstellung und der in 1 dargestellten Offenstellung der Klappe 2, gegenüber der Situation mit identischen Antriebsstrategien eine reduzierte Verspannung zwischen den beiden Antriebseinheiten 5, 6 entsteht. In besonders bevorzugter Ausgestaltung resultiert aus der vorschlagsgemäßen Lösung der mechanisch präferierte Zustand, in dem keine Verspannung zwischen den beiden Antriebseinheiten 5, 6 herrscht.
Die Definition der beiden Antriebsstrategien kann auf der genauen Kenntnis der Klappenanordnung basieren. Beispielsweise kann die Klappenanordnung im Rahmen der Fertigung vermessen werden, so dass entsprechende geometrische Kenntnisse, insbesondere Kenntnisse über die Fertigungstoleranzen, vorliegen. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die Definition der Antriebsstrategien auf einer Lernfahrt basiert, während der ein Maß für die Verspannung zwischen den Antriebseinheiten 5, 6 von den Motorströmen der beiden Antriebseinheiten 5, 6 oder von Sensoren integrierter oder externer Kraftsensoren abgeleitet wird.
Vorzugsweise sind die beiden Antriebseinheiten 5, 6 mechanisch identisch zueinander aufgebaut, wie am besten der Darstellung gemäß 2 zu entnehmen ist. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die beiden Antriebseinheiten 5, 6 auch elektrisch identisch zueinander aufgebaut sind. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Antriebsmotoren 5a, 6a mit einer identischen Nennleistung o. dgl. ausgestaltet sind.
Bei dem in 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei beiden Antriebseinheiten 5, 6 um Spindelantriebe. Eine beispielhafte Anordnung und Ausgestaltung solcher Antriebseinheiten ist in der DE 10 2008 057 014 A1 gezeigt, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Dies betrifft insbesondere die Ausstattung der Antriebseinheiten 5, 6 jeweils mit einem dem Antriebsmotor 5a, 6a nachgeschalteten Spindel-Spindelmuttergetriebe 7, 8.
Ganz allgemein werden die unterschiedlichen Antriebsstrategien für die beiden Antriebseinheiten 5, 6 jeweils durch eine Anzahl von Antriebsparametern definiert, wobei sich die Antriebsstrategien in mindestens einem Antriebsparameter voneinander unterscheiden. Bei diesen Antriebsparametern kann es sich um noch zu erläuternde Regelparameter, um noch zu erläuternde Führungsgrößen bzw. Führungsgrößenverläufe o. dgl. handeln.
Bei dem in 3 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Antriebsstrategien jeweils als Regelstrategie mit einem Regelkreis 9, 10 und mit einer Anzahl von Regelparametern definiert. Dabei werden die Antriebseinheiten 5, 6 in an sich üblicher Weise auf die Einhaltung von Führungsgrößen F₁, F₂ geregelt. Im Einzelnen ist der ersten Antriebsstrategie der erste Regelkreis 9 und der zweiten Antriebsstrategie der zweite Regelkreis 10 zugeordnet, die entsprechend der Ansteuerung der ersten Antriebseinheit 5 bzw. der zweiten Antriebseinheit 6 dienen.
Die oben angesprochenen Antriebsparameter, in denen sich die Antriebsstrategien voneinander unterscheiden, werden vorzugsweise durch die obigen Regelparameter repräsentiert. Dies bedeutet, dass sich die Antriebsstrategien vorzugsweise in mindestens einem Regelparameter unterscheiden. Dies führt vorzugsweise dazu, dass die den Antriebsstrategien zugeordneten Regelkreise 9, 10 unterschiedliche Übertragungsfunktionen aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass sich die Antriebsstrategien in den Führungsgrößen f₁ , f₂ ; F₁ , F₂ bzw. in den Führungsgrößenverläufen der Regelkreise 9, 10 voneinander unterscheiden. Bei den Führungsgrößen f₁ , f₂ ; F₁ , F₂ kann es sich beispielsweise um Soll-Bewegungen und/oder Soll-Stellungen und/oder Soll-Lastenmomente der jeweiligen Antriebseinheit 5, 6 und/oder der Klappe 2 handeln. In 4a sind die Führungsgrößen F₁, F₂ betreffend die Soll-Stellungen der beiden Antriebseinheiten 5, 6 dargestellt. 4b zeigt dagegen zwei Führungsgrößen f₁ , f₂ betreffend die Soll-Bewegungen der beiden Antriebseinheiten 5, 6. Die beiden Darstellungen zeigen, dass die jeweiligen Führungsgrößen f₁ , f₂ ; F₁ , F₂ zumindest über einen Verstellbereich der Klappe 2 unterschiedlich sind.
Es ist der Darstellung gemäß 3 zu entnehmen, dass die den Antriebsstrategien zugeordneten Regelkreise 9, 10 jeweils einen Lageregelkreis 9a, 10a und einen nachgeordneten Geschwindigkeitsregelkreis 9d, 10d aufweisen. Die Lageregelkreise 9a, 10a weisen im Vorwärtszweig jeweils einen Lageregler 9b, 10b und im Rückkopplungszweig jeweils einen Integrator 9c, 10c auf, der aus gemessenen oder geschätzten Geschwindigkeitssignalen der jeweiligen Antriebseinheit 5, 6 ein Lagesignal erzeugt. Die Geschwindigkeitsregelkreise 9d, 10d weisen im Vorwärtszweig jeweils einen Geschwindigkeitsregler 9e, 10e und im Rückkopplungszweig jeweils einen Geschwindigkeitssensor 9f, 10f auf. Anstelle der sensorischen Erfassung der Geschwindigkeit der jeweiligen Antriebseinheit 5, 6 ist es auch denkbar, dass die Geschwindigkeit der jeweiligen Antriebseinheit 5, 6 basierend auf einem Antriebsmodell geschätzt wird.
Wie weiter oben erläutert, können sich die beiden Antriebsstrategien insoweit unterscheiden, dass die beiden Regelkreise 9, 10 unterschiedliche Übertragungsfunktionen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können sich die Antriebsstrategien, wie ebenfalls weiter oben erläutert, in den entsprechenden Führungsgrößen f₁ , f₂ ; F₁ , F₂ unterscheiden. Hierfür ist in besonders bevorzugter Ausgestaltung eine Vorsteuereinheit 11 vorgesehen, in der aus einer Soll-Verstellung S der Klappe 2 basierend auf den beiden Antriebsstrategien unterschiedliche Führungsgrößenverläufe F₁(t), F₂(t) basierend auf einer Umsetzungsvorschrift vorgenommen wird, die den Zusammenhang zwischen einer Klappenverstellung und den zugehörigen Antriebsbewegungen der jeweiligen Antriebseinheit 5, 6 repräsentiert.
Es wurde weiter oben erläutert, dass diese Umsetzungsvorschrift grundsätzlich in Tabellenform abgelegt sein kann. Andere Varianten für die Abbildung der Umsetzungsvorschrift sind denkbar.
Die vorschlagsgemäße Lösung lässt sich in besonders vorteilhafter Weise einsetzen, wenn mittels der Steueranordnung 4 eine Fahrzeugneigung, erfasst wird. Bei der Fahrzeugneigung handelt es sich vorzugsweise um eine Fahrzeugquerneigung um die Längsachse 14 des Kraftfahrzeugs. Die Fahrzeugneigung kann aber auch eine Fahrzeuglängsneigung oder eine Kombination aus Fahrzeugquerneigung und Fahrzeuglängsneigung sein.
Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Steueranordnung 4 die Fahrzeugneigung über einen Kraftfahrzeug-Datenbus von einer übergeordneten Kraftfahrzeugsteuerung abfragt. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass für die Erfassung der Fahrzeugneigung ein entsprechender Neigungssensor vorgesehen ist. Andere Arten der Erfassung der Fahrzeugneigung sind denkbar. Eine andere bevorzugte Variante besteht darin, dass die Fahrzeugneigung aus ohnehin vorhandenen Messgrößen abgeleitet wird. Beispielsweise kann die Fahrzeugneigung von den Verläufen des Antriebsstroms und/oder der Antriebsspannung und/oder der Motordrehzahl abgeleitet werden.
Wesentlich nach dieser weiteren, die Fahrzeugneigung betreffenden Ausgestaltung ist, dass die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung 4 in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung definiert werden. Dies insbesondere, um einen gravitationsbedingten Verzug der Klappe 2 zu vermeiden.
Bei den meisten Kraftfahrzeugen ist es nämlich so, dass die Fahrzeugneigung gravitationsbedingt auf einen Verzug der in einer Offenstellung befindlichen Klappe 2 hinwirkt. Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich bei der Klappe 2 um eine Kunststoffklappe handelt. Mit der vorschlagsgemäßen Lösung lassen sich die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung 4 und in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung derart definieren, dass dem Verzug der Klappe 2 zumindest über einen Verstellbereich der Klappe 2, vorzugsweise in einem der Schließstellung unmittelbar vorgelagerten Verstellbereich der Klappe 2, entgegengewirkt wird. Die Asymmetrie in der Einwirkung der Gravitationskraft auf die Klappe 2 wird also gewissermaßen durch eine asymmetrische Ansteuerung der beiden Antriebseinheiten ausgeglichen.
Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung angesprochen, kann in der Steueranordnung ein Satz von Regeln hinterlegt sein, nach denen die Definition der Antriebsstrategien in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung vorgenommen wird. Diese Regeln können beispielsweise auf experimentelle Weise ermittelt werden, indem bei unterschiedlichen Fahrzeugneigungen der Klappenverzug und die erforderliche, unterschiedliche Ansteuerung der beiden Antriebseinheiten 5, 6 experimentell ermittelt werden.
Von besonderer Bedeutung ist der Ausgleich der asymmetrischen, gravitationsbedingten Belastung der Klappe 2 für den Fall, dass der Klappe 2 eine Schlossanordnung 15 mit den Komponenten Kraftfahrzeugschloss 15a und Schließteil 15b zugeordnet ist. Hier kommt es darauf an, dass das Kraftfahrzeugschloss 15a und Schließteil 15b in vorbestimmter Weise gefügt werden, so dass es zu einem reproduzierbaren Schließen des Kraftfahrzeugschlosses 15a kommt.
Das Kraftfahrzeugschloss 15a ist vorzugsweise mit einer Schlossfalle 15c ausgestattet, die bei geschlossenem Kraftfahrzeugschloss 15a im haltenden Eingriff mit dem Schließteil 15b steht. Bei dem Schließteil 15b kann es sich um einen in 1 dargestellten Schließbügel, um einen Schließbolzen o. dgl. handein.
Die Positionierung von Kraftfahrzeugschloss 15a und Schließteil 15b relativ zueinander in eine Füge-Relativlage führt zu einem Schließen des Kraftfahrzeugschlosses 15a und damit zu einem Halten der Klappe 2. Die Füge-Relativlage ist in der Detaildarstellung gemäß 1 in durchgezogener Linie dargestellt. In der gleichen Detaildarstellung ist in gestrichelter Linie die Relativlage zwischen Kraftfahrzeugschloss 15a und Schließteil 15b dargestellt, die sich bei einem Verzug der Klappe 2 ergeben würde. Hier wird deutlich, dass das Schließen des Kraftfahrzeugschlosses 15a durch einen solchen Verzug der Klappe 2 beeinträchtigt, wenn nicht sogar verhindert würde. Entsprechend ist es vorzugsweise so, dass die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung 4 derart definiert werden, dass zumindest in einem der Schließstellung unmittelbar vorgelagerten Verstellbereich der Klappe 2 das Kraftfahrzeugschloss 15a und das Schließteil 15b relativ zueinander unter Verformung der Klappe 2 in der Füge-Relativlage positioniert werden. Vorzugsweise erfolgt diese Definition der Antriebsstrategien in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung, da diese, wie oben erläutert, oft kausal für den an sich ungewünschten Verzug der Klappe 2 ist.
Die Nutzung der vorschlagsgemäßen Lösung für den Ausgleich von Fertigungstoleranzen wurde weiter oben bereits angesprochen. In diesem Zusammenhang darf noch darauf hingewiesen werden, dass derartige Fertigungstoleranzen auch einen Verzug der in einer Offenstellung befindlichen Klappe 2 bewirken können, der wiederum mit der vorschlagsgemäßen Lösung vermieden werden kann. Hierfür wird vorgeschlagen, dass die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung 4 in Abhängigkeit von den erfassten Fertigungstoleranzen derart definiert werden, dass dem Verzug zumindest über einen Verstellbereich der Klappe 2, vorzugsweise in einem der Schließstellung unmittelbar vorgelagerten Verstellbereich der Klappe 2, entgegengewirkt wird. Die Fertigungstoleranzen lassen sich beispielsweise im Rahmen der Herstellung des Kraftfahrzeugs messtechnisch erfassen und in der Steueranordnung 4 abspeichern.
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 erste Antriebseinheit 5 und die zweite Antriebseinheit 6, wie oben erläutert, nach einer ersten Antriebsstrategie und einer zweiten Antriebsstrategie anzusteuern. Auf alle diesbezüglichen Ausführungen betreffend das vorschlagsgemäße Verfahren darf verwiesen werden.
2 zeigt eine besonders bevorzugte Struktur der Steueranordnung 4. Im Einzelnen weist die Steueranordnung 4 hier und vorzugsweise eine erste Steuereinheit 4a auf, die der Ansteuerung der ersten Antriebseinheit 5 nach der ersten Antriebsstrategie dient. Ferner weist die Steueranordnung 4 vorzugsweise eine zweite Steuereinheit 4b auf, die der Ansteuerung der zweiten Antriebseinheit 6 nach der zweiten Antriebsstrategie dient. Wie in 2 angedeutet, sind die beiden Steuereinheiten 4a, 4b hardwaretechnisch separat voneinander ausgestaltet. In besonders kompakter und insoweit bevorzugter Ausgestaltung sind die beiden Steuereinheiten 4a, 4b in die jeweils zugeordnete Antriebseinheit 5, 6 integriert.
Hinzu kommt bei dem in 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel, dass die Steueranordnung 4 eine oben angesprochene Vorsteuereinheit 11 umfasst, welche den beiden Steuereinheiten 4a, 4b entsprechende Führungsgrößen F₁ , F₂ vorgibt.
Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird die Antriebsanordnung 1 mit der ersten Antriebseinheit 5 und der zweiten Antriebseinheit 6, die im montierten Zustand antriebstechnisch mit der Klappe 2 gekoppelt sind, und mit einer oben angesprochenen Steueranordnung 4 als solche beansprucht. Auch insoweit 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 3 mit einer Klappe 2 und einer der Klappe 2 zugeordneten, oben angesprochenen Antriebsanordnung 1 als solche beansprucht. Auch insoweit darf auf alle diesbezüglichen Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Verfahren verwiesen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008057014 A1 [0004, 0037]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung (1) für eine Klappe (2) eines Kraftfahrzeugs (3) mittels einer Steueranordnung (4), wobei die Antriebsanordnung (1) eine erste Antriebseinheit (5) mit einem ersten elektrischen Antriebsmotor (5a) und eine zweite elektrische Antriebseinheit (6) mit einem zweiten elektrischen Antriebsmotor (6a) aufweist, die jeweils mit der Klappe (2) antriebstechnisch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebseinheit (5) nach einer ersten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird und dass die zweite Antriebseinheit (6) nach einer zweiten Antriebsstrategie durch Beaufschlagung mit einem Antriebsstrom und/oder einer Antriebsspannung angesteuert wird und dass sich die Antriebsstrategien derart voneinander unterscheiden, dass die beiden Antriebseinheiten (5, 6) zumindest über einen Verstellbereich der Klappe (2) mit unterschiedlichen Antriebsströmen und/oder Antriebsspannungen beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebsstrategien derart aufeinander abgestimmt sind, dass über einen vorbestimmten Verstellbereich der Klappe (2), vorzugsweise zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung der Klappe (2), gegenüber der Situation mit identischen Antriebsstrategien eine reduzierte Verspannung, vorzugsweise keine Verspannung, zwischen den beiden Antriebseinheiten (5, 6) entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Antriebseinheiten (5, 6) mechanisch und/oder elektrisch identisch zueinander aufgebaut sind, und/oder, dass die beiden Antriebseinheiten (5, 6) jeweils als Spindelantrieb mit einem dem Antriebsmotor (5a, 6a) nachgeschalteten Spindel-Spindelmuttergetriebe (7, 8) ausgestaltet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrategien jeweils durch eine Anzahl von Antriebsparametern definiert werden und dass sich die Antriebsstrategien in mindestens einem Antriebsparameter voneinander unterscheiden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrategien jeweils als Regelstrategie mit einem Regelkreis (9, 10) und mit einer Anzahl von Regelparametern definiert sind und dass die Antriebseinheiten (5, 6) auf die Einhaltung von Führungsgrößen (F₁, F₂) geregelt werden, vorzugsweise, dass sich die Antriebsstrategien in mindestens einem Regelparameter unterscheiden, weiter vorzugsweise, dass die den Antriebsstrategien zugeordneten Regelkreise unterschiedliche Übertragungsfunktionen aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsgrößen Soll-Bewegungen und/oder Soll-Stellungen und/oder Soll-Lastmomente der jeweiligen Antriebseinheit (5, 6) und/oder der Klappe (2) sind.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Antriebsstrategien in den Führungsgrößen (F₁, F₂) und/oder in den Führungsgrößenverläufen (F₁(t), F₂(t)) der Regelkreise (9, 10) voneinander unterscheiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Antriebsstrategien zugeordneten Regelkreise (9, 10) jeweils einen Lageregelkreis (9a, 10a) und einen nachgeordneten Geschwindigkeitsregelkreis (9d, 10d), aufweisen, vorzugsweise, dass im Geschwindigkeitsregelkreis (9d, 10d) die Geschwindigkeit der jeweiligen Antriebseinheit (5, 6) rückgekoppelt wird, vorzugsweise, dass die Geschwindigkeit der jeweiligen Antriebseinheit (5, 6) sensorisch erfasst oder basierend auf einem Antriebsmodell geschätzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorsteuereinheit (11) vorgesehen ist, in der aus einer Soll-Verstellung der Klappe (2) basierend auf den beiden Antriebsstrategien unterschiedliche Führungsgrößenverläufe (F₁(t), F₂(t)) für die beiden Regelkreise (9, 10) erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Führungsgrößenverläufe (F₁(t), F₂(t)) jeweils in einem Umsetzungsschritt (12, 13) basierend auf einer Umsetzungsvorschrift vorgenommen wird, die den Zusammenhang zwischen einer Klappenverstellung und den zugehörigen Antriebsbewegungen der jeweiligen Antriebseinheit (5, 6) repräsentiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steueranordnung (4) eine Fahrzeugneigung, insbesondere eine Fahrzeugquerneigung um die Längsachse (14) des Kraftfahrzeugs, erfasst wird und dass die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung (4) in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung definiert werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugneigung gravitationsbedingt auf einen Verzug der in einer Offenstellung befindlichen Klappe (2) hinwirkt und dass die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung (4) in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung derart definiert werden, dass dem Verzug zumindest über einen Verstellbereich der Klappe (2), vorzugsweise in einem der Schließstellung unmittelbar vorgelagerten Verstellbereich der Klappe (2), entgegengewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klappe (2) eine Schlossanordnung (15) mit den Komponenten Kraftfahrzeugschloss (15a) und Schließteil (15b) zugeordnet ist, dass die Positionierung von Kraftfahrzeugschloss (15a) und Schließteil (15b) relativ zueinander in eine Füge-Relativlage zu einem Schließen des Kraftfahrzeugschlosses (15a) und damit zu einem Halten der Klappe (2) führt und dass die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung (4) derart definiert werden, dass zumindest in einem der Schließstellung unmittelbar vorgelagerten Verstellbereich der Klappe (2) das Kraftfahrzeugschloss (15a) und das Schließteil (15b) relativ zueinander in der Füge-Relativlage positioniert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsstrategie und die zweite Antriebsstrategie mittels der Steueranordnung (4) in Abhängigkeit von der erfassten Fahrzeugneigung derart definiert werden, dass zumindest in einem der Schließstellung unmittelbar vorgelagerten Verstellbereich der Klappe (2) das Kraftfahrzeugschloss (15a) und das Schließteil (15b) relativ zueinander in der Füge-Relativlage positioniert werden.
Steueranordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Steueranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung (4) eine erste Steuereinheit (4a) aufweist, die der Ansteuerung der ersten Antriebseinheit (5) nach der ersten Antriebsstrategie dient und dass die Steueranordnung (4) eine zweite Steuereinheit (4b) aufweist, die der Ansteuerung der zweiten Antriebseinheit (6) nach der zweiten Antriebsstrategie dient.
Steueranordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Steuereinheiten (4a, 4b) hardwaretechnisch separat voneinander ausgestaltet sind, vorzugsweise, dass die beiden Steuereinheiten (4a, 4b) in die jeweils zugeordnete Antriebseinheit (5, 6) integriert sind.
Antriebsanordnung für eine Klappe (2) eines Kraftfahrzeugs (3) mit zwei Antriebseinheiten (5, 6), die im montierten Zustand antriebstechnisch mit der Klappe (2) gekoppelt sind, und mit einer Steueranordnung (4) nach einem der Ansprüche 15 bis 17.
Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs (3) mit einer Klappe (2) und einer der Klappe (2) zugeordneten Antriebsanordnung (1) gemäß Anspruch 18.