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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer elektromotorischen Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die einen ersten Elektromotor und einen zweiten Elektromotor aufweist, mittels derer ein Verstellteil entlang eines Verstellwegs angetrieben ist. Zudem betrifft die Erfindung eine elektromotorische Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die elektromotorische Verstellvorrichtung ist bevorzugt ein Heckklappenantrieb.
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Kraftfahrzeuge weisen zur Erhöhung des Komforts in zunehmendem Maße Heckklappenantrieb auf. Hierbei wird die Heckklappe elektromotorisch verschwenkt und somit ein Kofferraum elektromotorisch geöffnet oder geschlossen. Daher ist einerseits ein Aufbringen einer aufgrund der Abmessungen der Heckklappe vergleichsweise großen Kraft durch eine Person nicht erforderlich. Andererseits ist es nicht erforderlich, einen Gegenstand aus der Hand zu legen, insbesondere sofern die Aktivierung des Heckklappenantriebs kontaktlos erfasst wird.
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Aufgrund des vergleichsweise großen Gewichts einer Heckklappe ist zur Verbringung derselben ein Elektromotor erforderlich, mittels dessen ein vergleichsweise großes Drehmoment bereitgestellt wird. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines Untersetzungsgetriebes. In diesem Fall wird der Elektromotor mit einer vergleichsweise großen Drehzahl betrieben, und mittels des Getriebes wird die Drehzahl herab- und somit das Drehmoment heraufgesetzt. Aufgrund der vergleichsweise großen Drehzahl ist hierbei ein akustischer Eindruck unvorteilhaft. So wird der auf diese Weise realisierte Schall von den meisten Nutzern als störend empfunden. Auch ist aufgrund einer vergleichsweise großen Reduzierung der Drehzahl ein vergleichsweise großbauendes Getriebe erforderlich, was einerseits zu einem erhöhten Gewicht und erhöhten Kosten führt. Andererseits ist auf diese Weise ein Bauraum vergrößert.
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Als Alternative wird beispielsweise ein vergleichsweise langsam drehender Elektromotor herangezogen, mittels dessen auch bei vergleichsweise geringen Drehzahlen ein hohes Drehmoment aufgebracht werden kann. Ein derartiger Elektromotor weist jedoch vergleichsweise große Abmessungen auf, sodass dieser bei bestimmten Einbausituationen nicht verwendet werden kann. So ist insbesondere eine Anordnung des Elektromotors zwischen einem Dachhimmel eines Innenraums und einer äußeren Karosserie meist nicht möglich.
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Eine weitere Alternative hierzu ist die Verwendung von zwei Elektromotoren, die zueinander parallel betrieben werden. Hierbei wirken die beiden Elektromotoren auf unterschiedliche Abschnitte der Heckklappe, die zweckmäßigerweise vergleichsweise weit zueinander in einer horizontalen Richtung beabstandet sind. Bei Aktivierung des Heckklappenantriebs werden beide Elektromotoren betrieben, mittels derer somit die erforderliche Kraft auf die Heckklappe aufgebracht wird. Da das jeweils maximal mit dem jeweiligen Elektromotor aufzubringendes Drehmoment reduziert ist, ist hierbei jeweils lediglich ein vergleichsweise kleinbauendes Getriebe erforderlich. Auch ist die Baugröße der Elektromotoren aufgrund der verringerten Leistung reduziert.
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Sofern jedoch die Elektromotoren mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit betrieben werden, erfolgt ein Verzug der Heckklappe, sodass diese beispielsweise beschädigt wird oder nicht in eine vollständig geschlossene Position verfahren werden kann. Somit ist ein Verriegeln der Heckklappe in diesem Fall nicht möglich. Zur Vermeidung hiervon werden üblicherweise Elektromotoren mit einer vergleichsweise geringen Fehlertoleranz herangezogen, sodass deren Drehgeschwindigkeit im Wesentlichen gleich ist. Dies erhöht jedoch Herstellungskosten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb einer elektromotorischen Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs und eine besonders geeignete elektromotorische Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei insbesondere eine Zuverlässigkeit erhöht ist, und wobei zweckmäßigerweise Herstellungskosten reduziert sind.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der elektromotorischen Verstellvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 6 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Das Verfahren dient dem Betrieb einer elektromotorischen Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist zweckmäßigerweise ein landgebundes Kraftfahrzeug und beispielsweise unabhängig von einer bestimmten Fahrspur bewegbar. Zweckmäßigerweise ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw) oder ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus.
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Die elektromotorische Verstellvorrichtung weist ein Verstellteil auf, das mittels eines ersten Elektromotors und mittels eines zweiten Elektromotors entlang eines Verstellwegs angetrieben ist. Somit wird bei Betrieb der beiden Elektromotoren das Verstellteil entlang des Verstellwegs verbracht. Hierbei sind die beiden Elektromotoren zweckmäßigerweise parallel zueinander angeordnet. Mit anderen Worten ist zweckmäßigerweise ein Aufbringen einer Kraft/Drehmoment auf das Verstellteil mittels jedes der Elektromotoren unabhängig von dem jeweils anderen Elektromotor möglich. Aufgrund der beiden Elektromotoren ist eine zum Verbringen des Verstellteils entlang des Verstellwegs benötigte Kraft reduziert, sodass eine Maximal- oder Nennleistung jedes der Elektromotoren reduziert ist. Folglich ist auch eine Baugröße der Elektromotoren reduziert. Zusammenfassend ist insbesondere lediglich ein einziger Verstellweg vorhanden, wobei mittels der beiden Elektromotoren ein Antrieb des Verstellteils entlang des gemeinsamen Verstellwegs erfolgt.
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Beispielsweise erfolgt mittels jedes der Elektromotoren ein Antrieb eines längenveränderlichen Bauteils, wie eine Spindel oder einer Seilrolle. Zweckmäßigerweise ist jedem Elektromotoren jeweils ein derartiges längenveränderliches Bauteil zugeordnet. Vorzugsweise ist jedes der längenveränderlichen Bauteil an dem Verstellteil angebunden, zweckmäßigerweise befestigt, insbesondere direkt oder mittels eines weiteren Bauelements. Beispielsweise ist zusätzlich ein Getriebe zwischen jedem längenveränderlichen Bauteils und dem jeweiligen Elektromotor angeordnet, beispielsweise ein Schneckengetriebe. Zweckmäßigerweise ist mittels des Getriebes eine Selbsthemmung realisiert.
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Vorzugsweise sind die beiden Elektromotoren und/oder die Spindeln, sofern diese vorhanden sind, und/oder die Getriebe, sofern diese vorhanden sind, zueinander baugleich, was Herstellungskosten reduziert. Zum Beispiel ist der erste Elektromotor ein Asynchronmotor oder ein Synchronmotor. Insbesondere ist der erste Elektromotor ein bürstenloser Elektromotor, zum Beispiel ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Besonders bevorzugt jedoch ist der erste Elektromotor ein bürstenbehafteter Kommutatormotor, was Herstellungskosten reduziert. Alternativ oder in Kombination hierzu ist der zweite Elektromotor ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) oder ein bürstenbehafteter Kommutatormotor.
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Das Verstellteil ist beispielsweise ein Schiebedach oder ein Sitz, zumindest jedoch ein Bestandteil eines Sitzes, wie eine Lehne oder eine Sitzfläche. Alternativ hierzu ist das Verstellteil eine Scheibe, wie ein Seitenfenster. Besonders bevorzugt jedoch ist das Verstellteil eine Tür, beispielsweise eine Seitentür. Die Seitentür ist zum Beispiel mittels Scharnieren schwenkbar oder längsverschieblich, nach Art einer Schiebetür, an einer Karosserie des Kraftfahrzeugs im Montagezustand befestigt. Besonders bevorzugt jedoch ist die Tür eine Heckklappe, und bei der elektromotorischen Verstellvorrichtung handelt es sich somit um einen Heckklappenantrieb.
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Der Verstellweg ist beispielsweise geradlinig oder zumindest abschnittsweise gebogen, insbesondere vollständig gebogen. Geeigneterweise umfasst die elektromotorische Verstellvorrichtung ein Führungselement, mittels dessen das Verstellteil entlang des Verstellwegs geführt ist. Das Führungselement umfasst beispielsweise ein Scharnier, insbesondere ein Drehscharnier, oder eine Führungsschienen zur Längsverstellung des Verstellteils. In diesem Fall ist der Verstellweg zweckmäßigerweise zumindest abschnittsweise geradlinig.
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Das Verfahren sieht vor, dass an die beiden Elektromotoren eine elektrische Spannung angelegt wird. Die elektrische Spannung ist vorzugsweise zwischen 3 V und 20 V, insbesondere zwischen 5 V und 15 V. Zweckmäßigerweise wird dabei die gleiche elektrische Spannung an die beiden Elektromotoren angelegt. Die beiden Elektromotoren sind vorzugsweise zueinander elektrisch parallel oder elektrischen Reihe geschaltet. Beispielsweise ist jedem der Elektromotoren eine Spannungsregelung zugeordnet, mittels derer die jeweilige elektrische Spannung eingestellt wird. Insbesondere erfolgt eine Pulsweitenmodulation (PWM) der elektrischen Spannung, sodass eine resultierende abgegebene Leistung der Elektromotoren eingestellt werden kann.
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Geeigneterweise erfolgte das Anlegen der Spannung nach Empfang einer Aufforderung zur Verstellung des Verstellteils. Die Aufforderung wird beispielsweise manuell mittels Betätigen eines Schalters durch einen Nutzer erstellt. Alternativ hierzu wird insbesondere eine Geste des Nutzers erfasst, vorzugsweise berührungslos. Beispielsweise umfasst die elektromotorische Verstellvorrichtung eine Eingabevorrichtung zur Erstellung der Aufforderung. Alternativ ist im Montagezustand die elektromotorischen Verstellvorrichtungen signaltechnisch mit weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs gekoppelt, mittels derer die Erstellung oder zumindest Weiterleitung der Aufforderung erfolgt. Insbesondere ist die signaltechnische Kopplung mittels eines Bussystems realisiert, das beispielsweise ein CAN-Bussystem oder ein Flexray-Bussystem ist.
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In einem weiteren Arbeitsschritt wird ein durch den ersten Elektromotor fließender erster elektrischer Strom erfasst. Der erste elektrische Strom ergibt sich hierbei aufgrund des Anlegens der elektrischen Spannung an diesen. Beispielsweise erfolgt die Erfassung des ersten elektrischen Stroms direkt, zum Beispiel mittels eines Strommeßgeräts. Besonders bevorzugt erfolgt die Erfassung des ersten elektrischen Stroms indirekt, insbesondere mittels einer über einen Messwiderstand anfallenden weiteren elektrischen Spannung. Vorzugsweise wird der erste elektrische Strom so lange erfasst, bis das Verstellteil eine bestimmte Position erreicht hat und die beiden Elektromotoren stillgesetzt werden. In einem weiteren Arbeitsschritt, der zweckmäßigerweise zeitgleich erfolgt, wird ein durch den zweiten Elektromotor fließender zweiter elektrischer Strom erfasst. Hierbei wird der zweite elektrische Strom beispielsweise direkt gemessen oder indirekt erfasst, insbesondere mittels eines Messens einer über einen Messwiderstand anfallenden elektrischen Spannung. Vorzugsweise werden die beiden elektrischen Ströme so lange erfasst, solange an die beiden Elektromotoren die elektrische Spannung angelegt ist. Mit anderen Worten wird die elektrische Spannung während der vollständigen Verstellbewegung des Verstellteils erfasst.
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In einem weiteren Arbeitsschritt wird ein erster Zähler bei jedem Auftreten eines Rippels innerhalb des ersten elektrischen Stroms inkrementiert. Somit wird in dem ersten elektrischen Strom die auftretenden Rippel bestimmt, wofür zweckmäßigerweise eine Ermittlungsschaltung herangezogen wird. Insbesondere wird bei jedem auftretenden Rippel der erste Zähler um eins („1“) erhöht. Als Rippel wird insbesondere eine vergleichsweise kurze Änderung des ersten elektrischen Stroms bezeichnet, zum Beispiel ein vergleichsweise kurzzeitiger Anstieg mit einem nachfolgenden Absinken auf den ursprünglichen Wert. Ein derartige Rippel entsteht insbesondere, wenn der erste Elektromotor ein bürstenbehafteter Kommutatormotor ist. Stets dann, wenn eine der Bürsten zeitgleich mit zweien der Kommutatorlamellen elektrisch kontaktiert ist, wird eine derartige Rippel ausgebildet.
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Ferner wird ein zweiter Zähler bei jedem Auftreten eines Rippels innerhalb des zweiten elektrischen Stroms inkrementiert, wobei der zweite Zähler vorzugsweise ebenfalls bei jedem Rippel um eins („1“) erhöht wird. Zusammenfassend erfolgt mittels der beiden Zähler des Zählen der Rippel innerhalb des jeweiligen elektrischen Stroms, während das Verstellteil entlang des Verstellwegs bewegt wird. Somit wird insbesondere eine Rippelfolge innerhalb jedes der elektrischen Ströme bestimmt.
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Zudem wird zweckmäßigerweise die Differenz der beiden Zähler ermittelt. Beispielsweise erfolgt die Ermittlung der Differenz bei jedem Inkrementieren eines der Zähler, beispielsweise des erste Zählers, des zweite Zählers oder beider Zähler. Besonders bevorzugt erfolgt die Ermittlung der Differenz in bestimmten Zeitabständen, die geeigneterweise konstant sind, beispielsweise alle 0,5 s, alle 1 s oder alle 2 s. In Abhängigkeit der Differenz wird die an den beiden Elektromotoren anliegende elektrische Spannung verändert. Insbesondere wird hierfür bei der etwaigen gewählten Pulsweitenmodulation ein Puls-Pausenverhältnis geändert.
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Mittels der Erfassung der einzelnen Rippel in dem jeweiligen elektrischen Strom wird bei dem Verfahren ein zurückgelegter Drehwinkels jedes der Elektromotoren bestimmt. Hierbei entspricht die Differenz insbesondere einem Unterschied in dem zurückgelegten (Dreh-)Winkel und somit auch beispielsweise einer unterschiedlichen Auslängung des jeweiligen längenveränderlichen Bauteils, insbesondere der Spindel. Somit ergibt sich dann, wenn die Differenz vergleichsweise groß ist, eine unterschiedliche Auslängung, die insbesondere zu einem Verzug des Verstellteils führen kann. Aufgrund der Änderung der an den beiden Elektromotoren anliegenden elektrischen Spannung in Abhängigkeit der Differenz wird dies berücksichtigt, sodass ein Verzug vermieden oder zumindest abgeschwächt ist. Infolgedessen ist eine Belastung des Verstellteils verringert, und es ist insbesondere ein Einrasten in ein etwaiges Schloss oder dergleichen sichergestellt. Infolgedessen ist eine Zuverlässigkeit erhöht. Da die Ermittlung des zurückgelegten Drehwinkels aufgrund der Rippel erfolgt, sind zur Bestimmung des Drehwinkels der Elektromotoren keine weiteren Sensoren erforderlich, was ein Gewicht und insbesondere auch Herstellungskosten reduziert.
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Geeigneterweise wird, nachdem das Verstellteil eine bestimmte Position eingenommen hat, das Anlegen der elektrischen Spannung beendet. Die bestimmte Position ist beispielsweise eine vollständig geöffnete oder eine vollständig geschlossene Position oder eine seitens des Nutzers vorgegeben Position, oder die Position ist abhängig von der etwaigen Aufforderung. Besonders bevorzugt erfolgt eine Stabilisierung des Verstellteils in der bestimmten Position mittels einer Selbsthemmung der etwaigen vorhandenen Getriebe. Somit ist ein Energiebedarf verringert. In einer Alternative hierzu wird auch nach Einnahme der bestimmten Position weiterhin die elektrische Spannung angelegt, wobei diese zweckmäßigerweise derart reduziert ist, dass eine Rotation der Elektromotoren ausgeschlossen ist. Somit wird das Verstellteil mittels des Elektromotors in der bestimmten Position gehalten, und die Elektromotoren wirken somit zur Stabilisierung des Verstellteils in der bestimmten Position.
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In einer weiteren Alternative umfasst die elektromotorischen Verstellvorrichtung beispielsweise einen dritten oder weitere Elektromotoren, mittels derer das Verstellteil ebenfalls entlang des Verstellwegs angetrieben ist. Somit ist eine mittels der Elektromotoren aufzubringende Kraft zur Verstellung des Verstellteils weiter reduziert. Hierbei wird geeigneterweise jeweils ein durch die weiteren Elektromotoren fließender elektrischer Strom erfasst und dort auch die auftretenden Rippel gezählt, vorzugsweise mit einem jeweiligen Zähler. Insbesondere wird zusätzlich die Differenz dieser Zähler zu dem ersten und/oder zweiten Zähler ermittelt und in Abhängigkeit hiervon die jeweils anliegende elektrische Spannung angepasst.
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Zweckmäßigerweise wird die an dem ersten Elektromotor anliegende elektrische Spannung verringert, wenn der erste Zähler um einen ersten Grenzwert größer als der zweite Zähler ist. Insbesondere erfolgt solange keine Änderung der an dem ersten Elektromotor anliegenden elektrischen Spannung oder zumindest keine Verringerung der an dem ersten Elektromotor anliegenden elektrischen Spannung, solange der erste Zähler nicht um den ersten Grenzwert größer als der zweite Zähler ist. Folglich erfolgt insbesondere keine Änderung der anliegenden elektrischen Spannung, solange der erste Zähler sich von dem zweite Zähler nicht um mehr als den ersten Grenzwert unterscheidet. Der erste Zähler ist größer als der zweite Zähler, falls der erste Elektromotor mit einer größeren Drehgeschwindigkeit als der zweite Elektromotor betrieben wird. Aufgrund der Verringerung der an dem ersten Elektromotor anliegenden elektrischen Spannung wird somit die Drehzahl des ersten Elektromotors abgesenkt. Der erste Grenzwert ist beispielsweise eins („1“), sodass bereits bei einer Differenz von einem Rippel die Geschwindigkeit des ersten Elektromotors verringert wird. Besonders bevorzugt jedoch ist der erste Grenzwert größer und beispielsweise zwischen 5 und 35 oder zwischen 10 und 20. Somit ist eine übermäßige häufige Veränderung der an dem ersten Elektromotor anliegenden elektrischen Spannung verhindert. Auch erfolgt somit bei lediglich kurzfristigen Beeinflussungen, wie bei einem auftreffenden böigen Windes oder dergleichen, kein Eingriff in die Bestromung der Elektromotoren.
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Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu wird die an dem ersten Elektromotor anliegende elektrische Spannung vergrößert, wenn der erste Zähler um einen zweite Grenzwert kleiner als der zweite Zähler ist, also insbesondere dann, wenn die Drehzahl des erste Elektromotors kleiner als die Drehzahl des zweite Elektromotors ist. Zumindest jedoch ist die Winkelstellung (Drehwinkel) des ersten Elektromotors kleiner als die des zweiten Elektromotors. Aufgrund der Erhöhung der anliegenden elektrischen Spannung wird somit die Drehzahl des ersten Elektromotors erhöht. Insbesondere erfolgt eine Erhöhung lediglich bis zu einer maximal zulässigen Grenze, sodass eine Beschädigung des ersten Elektromotors ausgeschlossen ist. Zweckmäßigerweise wird, solange der erste Zähler nicht um den zweiten Grenzwert kleiner als der zweite Zähler ist, die an dem ersten Elektromotor anliegende elektrische Spannung nicht vergrößert oder überhaupt geändert. Der zweite Grenzwert ist beispielsweise zwischen 5 und 35 oder zwischen 10 und 20. Alternativ hierzu ist der zweite Grenzwert gleich 0. Besonders bevorzugt ist der erste Grenzwert gleich dem zweiten Grenzwert gewählt, sofern der erste Grenzwert vorhanden ist. Somit wird jedes Mal dann, wenn der erste Zähler um den Absolutbetrag des erste Grenzwerts von dem zweite Zähler abweicht, die anliegende elektrische Spannung verändert.
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Insbesondere erfolgt keine Änderung der anliegenden elektrischen Spannung, solange der erste Zähler um weniger als den erste Grenzwert größer als der zweite Zähler und um weniger als der zweite Grenzwert kleiner als der zweite Zähler ist.
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Beispielsweise werden dann, wenn die beiden Zähler sich um mehr als einen dritten Grenzwert unterscheiden die beiden Elektromotoren stillgesetzt und/oder eine Warnung ausgegeben. Der dritte Grenzwert ist insbesondere größer als der etwaige erste und/oder zweite Grenzwert. Sofern beispielsweise eine mechanische Verbindung zwischen einem der Elektromotoren und dem Verstellteil gelöst wird, beispielsweise aufgrund eines Bruchs, ist bei diesem Elektromotor ein mechanischer Widerstand verringert. Somit dreht dieser Elektromotor vergleichsweise schnell, weswegen der Betrag der Differenz zwischen den beiden Zählern vergleichsweise schnell ansteigt. Mittels des gelösten Elektromotors erfolgt dabei keine Beeinflussung des Verstellteils mehr, was ein potenzielles Risiko für Nutzer darstellt. Aufgrund der Beendigung der Bestromung und/oder der Ausgabe der Warnung wird der Nutzer davor gewarnt.
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Beispielsweise wird die an dem zweiten Elektromotor anliegende elektrische Spannung ebenfalls in Abhängigkeit der Differenz abgeändert. Hierbei wird insbesondere die einem zweiten Elektromotor anliegende elektrische Spannung vergrößert, wenn der erste Zähler um den ersten Grenzwert größer als der zweite Zähler ist. Alternativ oder in Kombination hierzu wird die an dem zweiten Elektromotor anliegende elektrische Spannung verkleinert, wenn der erste Zähler um den zweiten Grenzwert kleiner als der zweite Zähler ist. Somit erfolgt eine Angleichung der Geschwindigkeiten oder zumindest der Winkelposition der beiden Elektromotoren aneinander.
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Besonders bevorzugt jedoch wird die an dem zweiten Elektromotor anliegende elektrische Spannung konstant gehalten. Somit ist keine zusätzliche Hardware erforderlich. Zumindest ist jedoch eine Komplexität des Verfahrens verringert. Vorzugsweise wird der zweite Elektromotor auf einen bestimmten Sollwert geregelt. Der Sollwert ist geeigneterweise vorgegeben und beispielsweise abhängig von der Position des Verstellteils entlang des Verstellwegs. Beispielsweise ist der Sollwert konstant oder im Bereich eines Endes (Endanschlags) des Verstellwegs verringert. Somit ist ein vergleichsweise sanftes Annähern des Verstellteils an die jeweiligen Enden des Verstellwegs ermöglicht. Beispielsweise ist der Sollwert ebenfalls in Abhängigkeit der Rippel angegeben, sodass der zweite Zähler insbesondere mit dem Sollwert verglichen wird.
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Beispielsweise wird einer der oder jeder Zähler bei Fertigung auf einen bestimmten Wert, insbesondere Null („0“), gesetzt, und jedes Mal dann, wenn das Verstellteil verschwenkt wird, und die jeweiligen Rippel erfasst werden, wird der jeweilige Zähler erhöht. Somit ist auch nach einer bestimmten Zeitspanne feststellbar, wie oft das Verstellteil verbracht wurde oder zumindest mit wie viele Umdrehungen mittels des jeweiligen Elektromotors durchgeführt wurden. In einer weiteren Alternativ werden beispielsweise die Zähler bei umgekehrter Betriebsrichtung der Elektromotoren bei den auftretenden Rippel dekrementiert, also verringert. Somit ist es möglich, anhand der Zähler eine Position des Verstellteils entlang des Verstellwegs zu bestimmen oder insbesondere einen etwaigen Endanschlag geeignet anzufahren. Besonders bevorzugt jedoch wird der Zähler nach Beenden des Anlegens der elektrischen Spannung zurückgesetzt, also insbesondere dann, wenn die beiden Elektromotoren stillgesetzt werden. Somit ist ein maximaler Zählerstand anhand des Verstellwegs vorgegeben, weswegen keine übermäßigen Ressourcen für den Zähler bereitgestellt werden müssen.
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Die elektromotorischen Verstellvorrichtung ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und weist einen ersten Elektromotor und einen zweiten Elektromotor auf, mittels derer ein Verstellteil entlang eines Verstellwegs angetrieben ist. Der Verstellweg ist beispielsweise geradlinig oder zumindest teilweise gekrümmt, insbesondere bogenförmig. Vorzugsweise ist mechanisch zwischen jedem der Elektromotoren und dem Verstellteil ein längenveränderliches Bauteil, insbesondere eine Spindel, und/oder ein Getriebe angeordnet. Zweckmäßigerweise ist mittels des jeweiligen Elektromotors, des damit angetriebenen lenkveränderlichen Bauteils und/oder des damit angetriebenen Getriebes ein Antriebsstrang gebildet. Vorzugsweise sind die beiden Antriebsstränge zueinander baugleich, weswegen Gleichteile verwendet werden können. Somit sind Herstellungskosten und Lagerhaltungskosten reduziert.
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Bei einem Antrieb der Elektromotoren wird das Verstellteil entlang des Verstellwegs bewegt, sodass es eine bestimmte Position einnimmt. Der Verstellweg ist zweckmäßigerweise konstant. Mit anderen Worten ist der Verstellweg den beiden Elektromotoren zugeordnet, die somit an dem gemeinsamen Verstellteil angreifen. Aufgrund des Antriebs des Verstellteils mit den beiden Elektromotoren ist eine benötigte Leistung zur Verstellung des Verstellteils pro Elektromotor verringert.
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Die elektromotorische Verstellvorrichtung ist beispielsweise eine elektromotorische Sitzverstellung. Besonders bevorzugt jedoch ist die elektromotorische Verstellvorrichtung eine elektromotorische Türverstellung, wobei die Tür beispielsweise eine Seitentür ist, insbesondere eine Fahrer- oder Beifahrertür. Vorzugsweise wird das Verstellteil mittels der Elektromotoren entlang des Verstellwegs verschwenkt. Alternativ hierzu ist die Tür längsgeführt, insbesondere nach Art einer Schiebetür. Besonders bevorzugt jedoch ist die elektromotorische Türverstellung ein Heckklappenantrieb, und das Verstellteil ist eine Heckklappe. Vorzugsweise sind hierbei die beiden Elektromotoren oder zumindest deren Befestigung , insbesondere die Befestigung des etwaigen Antriebsstrangs, an der Heckklappe zueinander in horizontaler Richtung beabstandet, vorzugsweise um mehr als die Hälfte der Ausdehnung der Heckklappe in horizontaler Richtung. Geeigneterweise ist die Befestigung der beiden Elektromotoren/Antriebsstränge an der Heckklappe auf der gleichen Höhe in vertikaler Richtung, also insbesondere auf einer horizontalen Geraden.
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Die elektromotorische Verstellvorrichtung ist gemäß einem Verfahren betrieben, bei dem an die beiden Elektromotoren eine elektrische Spannung angelegt wird, insbesondere mittels einer Spannungsregelung. Beispielsweise ist jedem der beiden Elektromotoren jeweils eine Spannungsregelung zugeordnet, oder diese weisen eine gemeinsame Spannungsregelung auf. Hierbei ist vorzugsweise zwischen Spannungsregelung und zumindest einen der Elektromotoren ein variabler Widerstand geschaltet, sodass mittels Einstellen des Widerstandswerts des variablen Widerstands die an diesem Elektromotor anliegende elektrische Spannung eingestellt werden kann. Insbesondere ist die elektrische Spannung pulsweitenmoduliert.
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In einem weiteren Arbeitsschritt wird die durch den ersten Elektromotor fließende erste elektrischer Strom und der durch den zweiten Elektromotor fließende zweite elektrische Strom erfasst. Insbesondere wird deren jeweiliger zeitlicher Verlauf erfasst. Geeigneterweise erfolgt die Erfassung des jeweiligen elektrischen Stroms anhand eines Stromsensors. Vorzugsweise umfasst dieser jeweils einen Messwiderstand, und der jeweilige elektrische Strom wird anhand der über den Messwiderstand anfallenden elektrischen Spannung bestimmt. Insbesondere wird ein Rippelverlauf in jedem der elektrischen Ströme bestimmt.
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Bei einem Auftreten eines Rippels innerhalb des jeweiligen elektrischen Stroms wird ein jeweils zugeordneter Zähler inkrementiert. So wird ein erste Zähler bei einem Auftreten eines Rippels innerhalb des ersten elektrischen Stroms und ein zweiter Zähler ein einem Auftreten eines Rippels des zweiten elektrischen Stroms inkrementiert, vorzugsweise jeweils um das gleiche Inkrement, geeigneterweise um eins („1“). In Abhängigkeit einer Differenz zwischen den beiden Zählern wird die an den beiden Elektromotoren anliegende elektrische Spannung verändert. Hierfür wird geeigneterweise ein verändertes Puls-Pausen-Verhältnis der PWM-Ansteuerung gewählt. Alternativ wird beispielsweise der Widerstandswert des variablen Widerstands abgeändert. Zweckmäßigerweise erfolgt die Änderung der anliegenden elektrischen Spannung lediglich dann, wenn die Differenz zwischen den Zähler eine bestimmte Bedingung erfüllt, also wenn diese beispielsweise größer oder kleiner als ein jeweilige Grenzwert ist, insbesondere der erste bzw. zweite Grenzwert.
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Geeigneterweise weist die elektromotorische Verstellvorrichtung eine Steuereinheit auf, die geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet ist, zumindest teilweise das Verfahren durchzuführen. Vorzugsweise wird mittels der Steuereinheit die an den jeweiligen Elektromotoren anliegende elektrische Spannung eingestellt, beispielsweise geregelt. Die Steuereinheit weist beispielsweise einen Mikroprozessor auf, der zum Beispiel programmierbar ausgestaltet ist. Alternativ hierzu ist die Steuereinheit zweckmäßigerweise Weise mittels eines anwenderspezifischen Schaltkreis (ASIC) gebildet.
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Vorzugsweise sind die beiden Elektromotoren zueinander baugleich, und beispielsweise jeweils bürstenbehaftete Kommutatormotoren. Geeigneterweise weist jeder der Elektromotoren zumindest zwei oder mehr Bürsten auf, die beispielsweise Kohlebürsten sind. Die Rippel in dem jeweiligen elektrischen Strom ergeben sich insbesondere dann, wenn eine der Bürsten elektrisch mit zwei zueinander benachbarten Kommutatorlamellen elektrisch kontaktiert ist und folglich eine Bestromung von zwei unterschiedlichen elektrischen Phasen des Kommutatormotors erfolgt.
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Beispielsweise umfasst jeder der Elektromotoren drei oder mehr Phasen, die insbesondere zueinander baugleich sind. Besonders bevorzugt jedoch ist eine der Phasen abgeändert und weist beispielsweise eine Windung mehr oder eine Windung weniger als die verbleibenden Phasen auf. Somit ist der jeweilige elektrische Strom, wenn diese Phase bestromt wird, vergleichsweise stark abgeändert. Der Rippel entspricht hierbei insbesondere dem auf diese Weise abgeänderten elektrischer Strom. Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu ist zu einer der Phase elektrisch in Reihe oder elektrisch parallel ein zusätzliches Element geschaltet, beispielsweise ein Widerstand oder eine Kapazität. Somit ergibt sich bei einer Bestromung dieser Phase ein abgeänderter Wert des jeweiligen elektrischen Stroms, wobei die Änderung insbesondere lediglich vergleichsweise kurz andauert. Somit ergibt sich lediglich eine vergleichsweise geringe Auswirkung auf die Drehzahl und das mittels des Elektromotors aufgebrachte Drehmoment. Aufgrund des zusätzlichen Bauelements ist jedoch eine vergleichsweise ausgeprägte Änderung des jeweiligen elektrischen Stroms bei Bestromung dieser Phase realisiert. In einer weiteren Alternative hierzu erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit der jeweiligen bestromten Phase eine Beaufschlagung mit einem zusätzlichen elektrischen Strom, sodass anhand des zusätzlichen elektrischen Stroms insbesondere der Rippel bestimmt wird.
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Beispielsweise umfasst die elektromotorische Verstellvorrichtung eine Ermittlungsschaltung, die mit dem elektrischen Strom, also insbesondere dem ersten elektrischen Strom oder dem zweiten elektrischen Strom, beaufschlagt ist. Zweckmäßigerweise umfasst die elektromotorische Verstellvorrichtung zwei derartige Ermittlungsschaltungen, und jedem der Elektromotoren ist jeweils eine der Ermittlungsschaltung zugeordnet. Mittels der Ermittlungsschaltung wird geeigneterweise in dem jeweils zugeordneten elektrischen Strom die Rippel bestimmt. Die Ermittlungsschaltung ist vorzugsweise gegen einen digitalen Eingang des jeweils zugeordneten Zählers geführt.
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Die Ermittlungsschaltung ist beispielsweise digital ausgestaltet, insbesondere mittels Software. Hierbei wird vorzugsweise zunächst der jeweilige elektrische Strom mittels eines A/D-Wandlers in die digitale Domäne umgesetzt und im Anschluss hieran das digitale Wort auf das Vorhandensein der Rippel analysiert. Beispielsweise erfolgt die Analyse mittels Hardware oder geeigneterweise mittels Software.
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Besonders bevorzugt jedoch ist die Ermittlungsschaltung in analoger Technik bereit gestellt. Somit ist eine Robustheit erhöht. Insbesondere ist der Ermittlungsschaltung geeigneterweise ein A/D Wandler nachgeschaltet oder die Ermittlungsschaltung dient der Umsetzung in die digitale Domäne. Hierbei weist die Ermittlungsschaltung insbesondere lediglich dann, wenn ein Rippel vorhanden ist, ein Signal auf. Ansonsten weist die Ermittlungsschaltung ausgangsseitig zweckmäßigerweise keinen Pegel auf. Somit sind aufgrund der Ermittlungsschaltung in Analogtechnik lediglich vergleichsweise geringe Hardwareressourcen erforderlich, was Herstellungskosten reduziert.
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Insbesondere weist die Ermittlungsschaltung einen Bandpassfilter auf, insbesondere einen Hochpass- oder Tiefpassfilter. Geeigneterweise weist die Ermittlungsschaltung einen Komparator auf, der zweckmäßigerweise zumindest teilweise mittels eines Operationsverstärkers gebildet ist. Besonders bevorzugt umfasst die Ermittlungsschaltung den Komparator, der mit dem jeweiligen elektrischen Strom beaufschlagt ist. Der Komparator ist geeigneterweise mit einem Referenzwert beaufschlagt, beispielsweise einem Referenzstrom oder eine Referenzspannung, sofern dem Kompressor nicht der elektrische Strom direkt sonder eine hierzu korrespondierende elektrische Spannung zugeführt wird. Der Referenzwert korrespondiert insbesondere zu einem Zwischenwert des durch den jeweiligen elektrischen Motor fließenden elektrischen Stroms, zwischen einem Maximalwert, wenn der Rippel vorliegt, und dem Wert des elektrischen Stroms, wenn keine Rippel vorhanden jedoch die elektrische Spannung an den jeweiligen Elektromotor angelegt ist. Vorzugsweise ist dem Komparator der etwaige Tiefpass nachgeschaltet. Somit werden Oberschwingungen oder dergleichen eliminiert.
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Die im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf die elektromotorische Verstellvorrichtung zu übertragen und umgekehrt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 vereinfacht ein Kraftfahrzeug mit einer elektromotorischen Verstellvorrichtung,
- 2 schematisch die elektromotorische Verstellvorrichtung,
- 3 ein Verfahren zum Betrieb der elektromotorischen Verstellvorrichtung, und
- 4 eine Ermittlungsschaltung zur Bestimmung von Rippeln.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 mit einer elektromotorischen Verstellvorrichtung 4 gezeigt. Die elektromotorische Verstellvorrichtung 4 ist als Heckklappenantrieb ausgebildet und umfasst ein Verstellteil 6 in Form einer Heckklappe. Die Heckklappe 6 ist mittels Scharnieren 8 an einer Karosserie 10 befestigt und mittels der Scharniere 8 gelagert. Somit ist es möglich, das Verstellteil 6 entlang eines Verstellwegs 12 bezüglich der Karosserie 10 zu verschwenken.
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In 2 ist die elektromotorische Verstellvorrichtung 4 schematisch vereinfacht gezeigt. Die elektromotorische Verstellvorrichtung 4 weist einen ersten Elektromotor 14 auf, der über ein längenveränderliches Bauteil in Form einer Spindel 16 in Wirkverbindung mit dem Verstellteil 6, nämlich der Heckklappe, ist. Hierfür ist ein Ende der Spindel 6 an dem Verstellteil 6 befestigt. Zwischen der Spindel 16 und dem ersten Elektromotor 14 ist ein nicht näher dargestelltes Getriebe in Form eines Schneckenradgetriebes angeordnet. Der erste Elektromotor 14, das Getriebe sowie die Spindel 16 bilden einen ersten Antriebsstrang 18. Die elektromotorische Verstellvorrichtung 4 weist ferner einen zweiten Antriebsstrang 20 auf, der baugleich zu dem ersten Antriebsstrang 18 ist, und der somit einen zweiten Elektromotor 22 sowie ein damit angetriebenes Schneckengetriebe aufweist. Mittels des Schneckengetriebes ist eine weitere Spindel 24 angetrieben, die an dem Verstellteil 6 befestigt ist. Hierbei sind die Befestigungspunkte der beiden Antriebsstränge 18, 20, also der Spindel 16 sowie der weiteren Spindel 24 auf einer gemeinsamen horizontalen Geraden, und der Abstand zwischen den beiden Spindeln 16, 24 ist größer als die Hälfte der Ausdehnung des Verstellteils 6 in horizontaler Richtung. Die beiden Elektromotoren 14, 22 sind zueinander baugleich und bürstenbehafteter Kommutatormotor, die jeweils drei elektrische Phasen aufweisen.
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Die elektromotorische Verstellvorrichtung 4 weist eine erste Spannungsregelung 26 auf, mittels derer eine Bestromung des ersten Elektromotors 14 erfolgt. Die erste Spannungsregelung 26 ist mit einem Bordnetz 28 des Kraftfahrzeugs 2 elektrisch kontaktiert, das eine Gleichspannung von 12 V führt. Die elektromotorische Verstellvorrichtungen 4 umfasst ferner eine zweite Spannungsregelung 30, die baugleich zur ersten Spannungsregelung 26 ist, und die dem zweiten Elektromotor 22 zugeordnet ist. Mittels der zweiten Spannungsregelung 30 erfolgt eine Bestromung des zweiten Elektromotors 22, und die zweite Spannungsregelung 30 ist ebenfalls mit dem Bordnetz 28 elektrisch kontaktiert. Bei einer Bestromung des jeweils zugeordneten Elektromotors 14, 22 wird mittels der jeweiligen Spannungsregelung 26, 30 ein pulsweitenmoduliertes Signal erzeugt. Mit anderen Worten wird eine pulsweitenmodulierte elektrische Spannung 32 an den jeweiligen Elektromotor 14, 22 angelegt, wobei sich die beiden elektrische Spannungen 32 auch unterscheiden können. Die elektromotorische Verstellvorrichtungen 4 weist ferner eine Steuereinheit 34 auf, mittels derer die beiden Spannungsregelungen 26, 30 gesteuert sind. Die Steuereinheit 24 ist signaltechnisch mit einem Bussystem 36 verbunden, das beispielsweise ein CAN-Bussystem ist.
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Die elektromotorische Verstellvorrichtung 4 ist mittels eines in 3 gezeigten Verfahrens 38 betrieben. In einem ersten Arbeitsschritt 38 wird über das Bussystem 36 eine Aufforderung zur Verstellung des Verstellteils 6 entlang des Verstellwegs 12 empfangen. Die Aufforderung wird beispielsweise seitens eines Nutzers erstellt, zum Beispiel mittels Betätigung eines Schalters, der an der Karosserie 10 befestigt ist. Alternativ hierzu erfolgt die Erstellung der Aufforderung mittels eines Funkschlüssels und wird mittels Funk zu dem Kraftfahrzeug 2 übertragen sowie dort mittels eines geeigneten Empfängers empfangen. Die Aufforderung wird dann in das Bussystem 36 eingespeist. In einer weiteren Alternative erfolgt die Erstellung der Aufforderung beispielsweise mittels Ausführen einer Geste, die mittels eines geeigneten Sensors, wie eines kapazitiven Sensors, erfasst und in das Bussystem 36 eingespeist wird.
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In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt 40 werden die beiden Spannungsregelungen 26, 30 mittels der Steuereinheit 34 zur Anlage der elektrischen Spannung 32 an den jeweiligen Elektromotor 14, 22 gesteuert. Mit anderen Worten wird an die beiden Elektromotoren 14, 22 die elektrische Spannung 32 angelegt. Hierbei ist die elektrische Spannung 32 gleich, und die beiden Spannungsregelungen 26, 30 werden somit entsprechend einer gleichen Sollwertvorgabe betrieben. Die Sollwertvorgabe ist in einem Speicher der Steuereinheit 34 hinterlegt. Insbesondere ist die Sollwertvorgabe abhängig von der aktuellen Position des Verstellteils 6 entlang des Verstellwegs 12.
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In einem sich anschließenden dritten Arbeitsschritt 42 wird ein durch den ersten Elektromotor 14 fließender erster elektrischer Strom 44 erfasst. Der erste elektrische Strom 44 ergibt sich aufgrund der an dem ersten Elektromotor 14 anliegenden elektrischen Spannung 32 und wird mittels eines geeigneten Sensors erfasst. Aufgrund der Ausgestaltung des ersten Elektromotors 14 als bürstenbehafteter Kommutatormotor ergibt sich hierbei in dem zeitlichen Verlauf des ersten elektrischen Stroms 44 eine Anzahl an Rippeln 46. Wenn eine der Bürsten des ersten Elektromotors 14 mit zwei zueinander benachbarten Kommutatorlamellen elektrisch kontaktiert ist, erfolgt ein elektrischer Kurzschluss, weswegen ein elektrischer Widerstand reduziert ist. Infolgedessen steigt der erste elektrische Strom 44 zu dieser Zeit aufgrund der im Wesentlichen konstanten elektrischen Spannung 32 an. Wenn aufgrund der Weiterdrehung der Kommutatorlamellen die Bürste wiederum mit lediglich einer einzigen der Kommutatorlamellen elektrisch kontaktiert ist, ist der Kurzschluss beendet und somit der Widerstand erneut erhöht. Daher sinkt der erste elektrische Strom 44 erneut auf seinen ursprünglichen Wert und der Rippel 46 ist beendet. Ferner wird in dem dritten Arbeitsschritt 42 zeitgleich ein durch den zweiten Elektromotor 22 fließende zweiter elektrischer Strom 48 erfasst, der aufgrund der Baugleichheit des zweiten Elektromotors 22 zu dem ersten Elektromotor 14 ebenfalls in dem zeitlichen Verlauf die Rippel 46 aufweist.
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Die Rippel 46 in dem ersten elektrischen Strom 44 sowie in dem zweiten elektrischer Strom 48 werden jeweils mittels einer Ermittlungsschaltung 50 bestimmt. Dabei sind zwei derartige Ermittlungsschaltungen 50 vorhanden, wobei eine hiervon mit dem ersten elektrischen Strom 44 und die weitere mit dem zweiten elektrischen Strom 48 beaufschlagt ist. Mit anderen Worten ist eine der Ermittlungsschaltungen 50 dem ersten Elektromotor 14 und die weitere dem zweiten Elektromotor 22 zugeordnet.
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In einem sich anschließenden vierten Arbeitsschritt 52 wird jedes Mal dann, wenn innerhalb des ersten elektrischen Stroms 44 einer der Rippel 46 auftritt ein erster Zähler 54 inkrementiert, wobei zu einem vorherigen Wert ein bestimmter Wert, insbesondere eins („1“), hinzuaddiert wird. Hierfür ist der erste Zähler 54 mit der dem ersten Elektromotor 14 zugeordneten Ermittlungsschaltung 50 beaufschlagt. Ferner wird jedes Mal dann, wenn einer der Rippel 46 innerhalb des zweiten elektrischen Stroms 48 auftritt, eine zweiter Zähler 56 um einen Wert erhöht, die insbesondere ebenfalls eins („1“) ist.
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In einem sich anschließenden fünften Arbeitsschritt 58, der jede Sekunde einmal ausgeführt wird, wird eine Differenz 60 zwischen den beiden Zählern 54, 56 erstellt. Hierbei wird die Differenz 60 mittels der Steuereinheit 34 ermittelt. Die Differenz 60 wird mit einem ersten Grenzwert 62, einem zweiten Grenzwert 64 und einemdritten Grenzwert 66 verglichen.
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In einem nachfolgenden sechsten Arbeitsschritt 68 wird in Abhängigkeit des Vergleichs die an dem ersten Elektromotor 14 anliegende elektrische Spannung 32 mittels der ersten Spannungsregelung 26 verändert. Die an dem zweiten Elektromotor 22 anliegende elektrische Spannung 32 hingegen wird nicht verändert und somit konstant gehalten. Somit wird der zweite Elektromotor 22 auch weiterhin entsprechend der Sollwertvorgabe betrieben. Dahingegen wird mittels der ersten Spannungsregelung 26 die an dem ersten Elektromotor 14 anliegende elektrische Spannung 32 verringert, wenn der erste Zähler 54 um den ersten Grenzwert 62 größer als der zweite Zähler 50 ist. Somit wird eine Drehzahl des ersten Elektromotors 14 abgesenkt. Die elektrische Spannung 32 wird beispielsweise einmalig oder mehrmalig verringert, bis die Differenz 60 beispielsweise null („0“) beträgt oder zumindest der erste Zähler 54 um weniger als der erste Grenzwert 62 größer als der zweite Zähler 56 ist.
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Falls der erste Zähler 54 um mehr als den zweiten Grenzwert 64 kleiner als der zweite Zähler 56 ist, wird mittels der ersten Spannungsregelung 26 die an dem ersten Elektromotor 14 anliegende elektrische Spannung 32 vergrößert. Somit wird eine Drehzahl des ersten Elektromotors 14 angehoben und insbesondere ebenfalls auch ein Absolutwert des ersten elektrischen Stroms 44.
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Der erste Grenzwert 62 ist gleich dem zweiten Grenzwert 64 gewählt und insbesondere gleich 10. Sofern folglich sich der erste Zähler 54 von dem zweiten Zähler 56 sich um weniger als 10 unterscheidet, wird die anliegende elektrische Spannung 32 nicht verändert. Folglich unterscheidet sich die Auslenkung der beiden Spindel 16,24 lediglich um maximal einen bestimmten Wert, weswegen ein Verzug des Verstellteils 6, also eine Verformung, aufgrund der Verstellung entlang des Verstellwegs 12 mit den beiden Elektromotoren 14, 22 vermieden ist.
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Falls der Absolutwert der Differenz 60 größer als der dritte Grenzwert 66 ist, werden die beiden Elektromotoren 14, 22 stillgesetzt und eine nicht näher dargestellte Bremse betätigt, sodass das Verstellteil 6 in der aktuellen Position stabilisiert ist. Zudem wird über das Bussystem 36 eine Warnung ausgegeben. Der dritte Grenzwert ist gleich dem dreifachen des ersten Grenzwerts 62 gewählt und somit insbesondere 30. Falls einer der Antriebsstränge 18, 20 sich mechanisch von dem Verstellteil 6 löst oder sich einzelne Bestandteile der jeweiligen Antriebsstränge 18, 20 voneinander lösen, ist mittels des verbleibenden mit dem Verstellteil 6 mechanisch gekoppelten Elektromotors 14, 22 eine Verstellung entlang des Verstellwegs 12 aufgrund des vergleichsweise großen Gewichts des Verstellteils 6 nicht möglich. In diesem Fall dreht der losgelöste Elektromotor 14, 22 aufgrund des mangelnden mechanischen Widerstands vergleichsweise schnell, sodass die Differenz 60 vergleichsweise stark ansteigt. Somit wird der dritte Grenzwert 66 durch die Differenz 60 erreicht. Aufgrund der Ausgabe der Warnung wird der Nutzer auf den Defekt hingewiesen und aufgrund der Blockierung mittels der Bremse ist eine unkontrollierte Bewegung des Verstellteils 6 unterbunden.
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Der fünfte Arbeitsschritt 58 der sechste Arbeitsschritt 68 werden solange durchgeführt, bis das Verstellteil 6 eine gewünschte Position entlang des Verstellwegs 12 eingenommen hat, beispielsweise eine vollständig geöffnete oder eine vollständig geschlossene Position. In diesem Fall wird ein siebter Arbeitsschritt 70 durchgeführt, in dem die beiden Elektromotoren 14, 22 stillgesetzt werden. Hierbei wird das Anlegen der elektrischen Spannung 32 beendet. Zudem werden die beiden Zähler 54, 56 zurückgesetzt, also auf Null („0“), und das Verfahren 38 wird beendet. Bei einem erneuten Starten des Verfahrens 38, also bei einem erneuten Empfangs der Aufforderung, sitz somit die Zähler 54, 56 auf Null gesetzt.
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In 4 ist schematisch eine der zueinander baugleichen Ermittlungsschaltungen 50 gezeigt. Die Ermittlungsschaltung 50 ist in analoger Technik realisiert und weist einen Operationsverstärker 70 auf, der in einer Komparatorkonfiguration verschaltet ist. Hierfür ist der nichtinvertierte Eingang über einen ersten Widerstand 72 gegen ein Bezugspotential 74 geführt. Das Bezugspotential 74 weist gegenüber Masse 76 einen Wert auf, der zu dem ersten elektrischen Strom 44 korrespondiert, der bei Vorliegen eines Rippels 46 überschritten wird. Zudem ist der invertierende Eingang über einen zweiten Widerstand 78 gegen den Ausgang des Operationsverstärkers 70 geführt. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 70 ist über nicht näher dargestellte elektrische Bauteile mit einer der elektrischen Phasen 80 des jeweils zugeordneten Elektromotors 14, 22 kontaktiert. Die Phase 80 ist in Abhängigkeit der Spannungsregelung 26, 30 sowie der Stellung des Kommutators mit dem Bordnetz 28 elektrisch kontaktiert. Somit liegt jedes Mal dann, wenn in der Phase 80 der jeweilige elektrische Strom 44, 48 den Rippel 46 aufweist, an dem Ausgang des Operationsverstärkers 70 ein Signal an.
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Mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 70 ist über einen Tiefpass 82 der jeweilige Zähler 54, 56 verbunden. Mittels des Tiefpasses 82, der ebenfalls in analoger Technik vorliegt, werden hochfrequente Störungen herausgefiltert, sodass eine Zuverlässigkeit erhöht ist, und die Zähler 54, 56 lediglich tatsächlich bei Vorliegen eines Rippels 46 erhöht werden.
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Zusammenfassend wird die Drehzahl und Drehrichtung der Elektromotoren 14, 22, und somit auch insbesondere die Position des Verstellteils 6 entlang des Verstellwegs 12, mittels der Rippel 46 erfasst. Aufgrund der Synchronisation der beiden Elektromotoren 14, 22 aufeinander mittels des Verfahrens 38 wird eine asymmetrische Auslängung der beiden Spindeln 16, 24 vermieden. Somit wird eine mechanische Deformation des Verstellteils 6 verhindert.
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Zweckmäßigerweise weisen die beiden zueinander baugleichen Elektromotoren 14, 22 einen dominierende Phasen auf, die insbesondere eine zusätzliche Windung umfasst. Somit ist bei Bestromung dieser Phase der Rippel 46 vorhanden. Daher ist eine Erfassung der Rippel 46 vereinfacht. Beispielsweise werden hierbei die Rippel 46 mittels der Ermittlungsschaltung 50 bestimmt, die beispielsweise mittels Software oder besonders bevorzugt in analoger Technik ausgebildet ist. Somit werden mittels der Zähler 54,5 6 im Wesentlichen lediglich digitale Signale aufsummiert.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kraftfahrzeug
- 4
- elektromotorische Verstellvorrichtung
- 6
- Verstellteil
- 8
- Scharnier
- 10
- Karosserie
- 12
- Verstellweg
- 14
- erster Elektromotor
- 16
- Spindel
- 18
- erster Antriebsstrang
- 20
- zweiter Antriebsstrang
- 22
- zweiter Elektromotor
- 24
- weitere Spindel
- 26
- erste Spannungsregelung
- 28
- Bordnetz
- 30
- zweite Spannungsregelung
- 32
- elektrische Spannung
- 34
- Steuereinheit
- 36
- Bussystem
- 38
- erster Arbeitsschritt
- 40
- zweiter Arbeitsschritt
- 42
- dritter Arbeitsschritt
- 44
- erster elektrischer Strom
- 46
- Rippel
- 48
- zweiter elektrischer Strom
- 50
- Ermittlungsschaltung
- 52
- vierter Arbeitsschritt
- 54
- erster Zähler
- 56
- zweiter Zähler
- 58
- fünfter Arbeitsschritt
- 60
- Differenz
- 62
- erster Grenzwert
- 64
- zweiter Grenzwert
- 66
- dritter Grenzwert
- 68
- sechster Arbeitsschritt
- 70
- Operationsverstärker
- 72
- erster Widerstand
- 74
- Bezugspotential
- 76
- Masse
- 78
- zweiter Widerstand
- 80
- Phase
- 82
- Tiefpass
