DE102019211720A1 - Drive device for adjusting a vehicle assembly - Google Patents

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Sebastian Schödel
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Abstract

Eine Antriebsvorrichtung (2) zum Verstellen einer Fahrzeugbaugruppe (11) umfasst einen elektromotorischen Verstellantrieb (21) zum Verstellen der Fahrzeugbaugruppe (11) und eine Steuereinrichtung (3) zum Steuern des Verstellantriebs (21), wobei die Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist, den Verstellantrieb (21) in einem Servobetrieb zum Bereitstellen einer unterstützenden Kraft bei einer manuellen Verstellung der Fahrzeugbaugruppe (11) durch einen Nutzer anzusteuern. Die Steuereinrichtung (3) weist ein Stromregelungsmodul (34) zum Regeln eines Stroms des Verstellantriebs (21) anhand eines Sollstromwerts und eine Korrektureinrichtung (37) zum Korrigieren des Sollstromwerts auf, wobei das Stromregelungsmodul (34) ausgebildet ist, in einer Stromregelungsphase eine erste Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs (21) auszugeben. Die Korrektureinrichtung (37) ist ausgebildet, in einer Korrekturphase eine zweite Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs (21) auszugeben und einen Korrekturwert (K) zum Korrigieren des Sollstromwerts anhand zumindest einer in der Korrekturphase erhaltenen Kenngröße des Verstellantriebs (21) zu berechnen.A drive device (2) for adjusting a vehicle assembly (11) comprises an electromotive adjustment drive (21) for adjusting the vehicle assembly (11) and a control device (3) for controlling the adjustment drive (21), the control device (3) being designed to Adjusting drive (21) in a servo mode to provide a supporting force for manual adjustment of the vehicle assembly (11) by a user. The control device (3) has a current regulation module (34) for regulating a current of the adjustment drive (21) on the basis of a target current value and a correction device (37) for correcting the target current value, the current regulation module (34) being designed, in a current regulation phase, a first manipulated variable to control the adjustment drive (21). The correction device (37) is designed to output a second manipulated variable for controlling the adjustment drive (21) in a correction phase and to calculate a correction value (K) for correcting the setpoint current value using at least one parameter of the adjustment drive (21) obtained in the correction phase.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a drive device for adjusting a vehicle assembly according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Antriebsvorrichtung umfasst einen elektromotorischen Verstellantrieb zum Verstellen der Fahrzeugbaugruppe und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Verstellantriebs. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, den Verstellantrieb in einem Servobetrieb zum Bereitstellen einer unterstützenden Kraft bei einer manuellen Verstellung der Fahrzeugbaugruppe durch einen Nutzer anzusteuern.Such a drive device comprises an electromotive adjustment drive for adjusting the vehicle assembly and a control device for controlling the adjustment drive. The control device is designed to control the adjustment drive in servo mode to provide a supporting force when the vehicle assembly is manually adjusted by a user.

Bei einer solchen Fahrzeugbaugruppe kann es sich beispielsweise um eine Tür oder Klappe an einem Kraftfahrzeug handeln. Eine Tür kann beispielsweise durch eine schwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugseitentür oder auch eine Heckklappe oder eine Schiebetür ausgebildet sein. Bei der Fahrzeugbaugruppe kann es sich beispielsweise aber auch um ein Schiebedach handeln.Such a vehicle assembly can be, for example, a door or flap on a motor vehicle. A door can be formed, for example, by a vehicle side door arranged pivotably on a vehicle body, or also by a tailgate or a sliding door. The vehicle assembly can also be a sliding roof, for example.

Üblicherweise werden beispielsweise Heckklappen heutzutage im Rahmen eines Automatikbetriebs elektromotorisch zwischen definierten Positionen, zum Beispiel zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung, verfahren.Nowadays, for example, trunk lids are usually moved by an electric motor between defined positions, for example between an open position and a closed position, in the context of automatic operation.

Wünschenswert bei einer Heckklappe, aber auch insbesondere bei einer Fahrzeugseitentür, kann sein, dass zusätzlich oder alternativ zu einer automatischen, elektromotorischen Verstellung auch eine manuelle Verstellung möglich ist, die jedoch elektromotorisch unterstützt wird. Hierbei handelt es sich um einen Servobetrieb.In the case of a tailgate, but also in particular in the case of a vehicle side door, it may be desirable that, in addition or as an alternative to an automatic, electric motor-driven adjustment, manual adjustment is also possible, but this is supported by an electric motor. This is a servo operation.

Bei einem solchen Servobetrieb ist wünschenswert, dass die von einem Nutzer aufzubringende Kraft über einen Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe zumindest näherungsweise gleich bleibt und somit ein Nutzer die Fahrzeugbaugruppe leichtgängig, komfortabel und haptisch angenehm unter Aufbringung einer näherungsweise gleichförmigen Nutzerkraft zum Beispiel zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellen kann.In such a servo operation, it is desirable that the force to be applied by a user remains at least approximately the same over an adjustment path of the vehicle assembly, so that a user can use the vehicle assembly smoothly, comfortably and haptically pleasant while applying an approximately uniform user force, for example between an open position and a closed position Can adjust position.

Das Bereitstellen eines Servobetriebs soll hierbei nach Möglichkeit kostengünstig umsetzbar sein, insbesondere ohne Verwendung einer zusätzlichen, aufwändigen Sensorik zur Messung der von einem Nutzer oder auch einem Antrieb tatsächlich aufgebrachten Kraft.The provision of a servo operation should be able to be implemented cost-effectively as far as possible, in particular without using an additional, complex sensor system for measuring the force actually applied by a user or a drive.

Hierbei ist auch wünschenswert, dass in einem Servobetrieb auf veränderte Gegebenheiten, zum Beispiel Schwergängigkeiten im Betrieb, zum Beispiel aufgrund einer Verschmutzung oder aufgrund eines alterungsbedingten Verschleißes, flexibel reagiert werden kann, ohne dass dies die Komplexität des Systems, insbesondere mit Blick auf eine zu verwendende Sensorik, wesentlich erhöht.It is also desirable here that in servo operation it is possible to react flexibly to changed conditions, for example sluggishness in operation, for example due to contamination or due to age-related wear, without affecting the complexity of the system, in particular with regard to a system to be used Sensory technology, significantly increased.

Eine Türantriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugseitentür ist beispielsweise aus der DE 10 2015 215 627 A1 bekannt und weist zum Beispiel einen Verstellantrieb auf, der über ein Übertragungselement in Form eines Zugseils mit einem Verstellteil in Form eines gelenkig an der Fahrzeugkarosserie angebrachten Fangbands gekoppelt ist. Durch Verstellen einer mit dem Übertragungselement gekoppelten Seiltrommel kann die Fahrzeugseitentür relativ zur Fahrzeugkarosserie verschwenkt werden, wobei die Türantriebsvorrichtung eine Kupplung aufweist, die ein manuelles Verstellen der Fahrzeugseitentür unabhängig von dem Verstellantrieb ermöglicht.A door drive device for adjusting a vehicle side door is, for example, from DE 10 2015 215 627 A1 is known and has, for example, an adjustment drive which is coupled via a transmission element in the form of a pull cable to an adjustment part in the form of a tether attached to the vehicle body in an articulated manner. By adjusting a cable drum coupled to the transmission element, the vehicle side door can be pivoted relative to the vehicle body, the door drive device having a coupling which enables the vehicle side door to be manually adjusted independently of the adjusting drive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen einer Fahrzeugbaugruppe bereitzustellen, die auf einfache, kostengünstig umsetzbare Weise das Bereitstellen eines Servobetriebs zum elektromotorisch unterstützten Verstellen einer Fahrzeugbaugruppe ermöglicht.The object of the present invention is to provide a drive device for adjusting a vehicle assembly which enables a servo operation to be provided for adjusting a vehicle assembly supported by an electric motor in a simple, cost-effective manner.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an object having the features of claim 1.

Demnach weist die Steuereinrichtung ein Stromregelungsmodul zum Regeln eines Stroms des Verstellantriebs anhand eines Sollstromwerts und eine Korrektureinrichtung zum Korrigieren des Sollstromwerts auf. Das Stromregelungsmodul ist ausgebildet, in einer Stromregelungsphase eine erste Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs auszugeben. Die Korrektureinrichtung ist demgegenüber ausgebildet, in einer Korrekturphase eine zweite Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs auszugeben und einen Korrekturwert zum Korrigieren des Sollstromwerts anhand zumindest einer in der Korrekturphase erhaltenen Kenngröße des Verstellantriebs zu berechnen.Accordingly, the control device has a current regulation module for regulating a current of the adjustment drive on the basis of a target current value and a correction device for correcting the target current value. The current control module is designed to output a first manipulated variable for controlling the adjustment drive in a current control phase. The correction device, on the other hand, is designed to output a second manipulated variable for controlling the adjustment drive in a correction phase and to calculate a correction value for correcting the setpoint current value using at least one parameter of the adjustment drive obtained in the correction phase.

Die Antriebsvorrichtung verwendet im Servobetrieb eine Stromregelung zum Ansteuern des Verstellantriebs. Mittels der Stromregelung wird der Motorstrom des Verstellantriebs anhand eines dem Stromregelungsmodul zugeführten Sollstromwerts eingestellt derart, dass vorzugsweise die von einem Nutzer aufzubringende Verstellkraft an der Fahrzeugbaugruppe über den Verstellweg gleich ist oder einer vorbestimmten, gewünschten Kurve folgt. Um hierbei bei sich ändernden Gegebenheiten - zum Beispiel bei sich ändernder Temperatur, Feuchtigkeit oder anderen klimatischen Bedingungen oder bei auftretenden Schwergängigkeiten, zum Beispiel aufgrund von Verschmutzung, Alterung oder Verschleiß - die Stromregelung so anzupassen, dass die gegebenenfalls zusätzlich aufzubringenden Kräfte nicht vom Nutzer aufgebracht werden müssen, sondern die vom Nutzer aufzubringenden Kräfte auch bei sich ändernden Gegebenheiten zumindest näherungsweise gleich bleiben, ist eine Korrektureinrichtung vorgesehen, mit der der Sollstromwert korrigiert werden kann, um den Sollstromwert in Abhängigkeiten von geänderten Bedingungen gegebenenfalls anpassen zu können.In servo operation, the drive device uses a current control to control the adjustment drive. By means of the current control, the motor current of the adjustment drive is set using a setpoint current value supplied to the current control module such that the adjustment force to be applied by a user on the vehicle assembly is the same over the adjustment path or follows a predetermined, desired curve. In order to adapt the current control to changing circumstances - for example changing temperature, humidity or other climatic conditions or if there is difficulty, for example due to contamination, aging or wear and tear - so that the additional forces that may have to be applied are not applied by the user must, but the forces to be applied by the user remain at least approximately the same even in changing circumstances, a correction device is provided with which the target current value can be corrected in order to be able to adjust the target current value depending on changed conditions if necessary.

Die Steuereinrichtung kann zum Zwecke der Korrektur eine Stromregelung zum Ansteuern des Verstellantriebs unterbrechen und von einer Stromregelungsphase in eine Korrekturphase schalten. In der Korrekturphase wird der Verstellantrieb nicht mit der von dem Stromregelungsmodul generierten ersten Stellgröße angesteuert, sondern mit einer von der Korrektureinrichtung ausgegebenen zweiten Stellgröße. Es erfolgt somit keine Stromregelung mehr, sondern die zweite Stellgröße kann beispielsweise während der Korrekturphase konstant sein, sodass der Motorstrom des Verstellantriebs in der Korrekturphase nicht geregelt ist. In der Korrekturphase kann dann eine Kenngröße des Verstellantriebs, zum Beispiel der Motorstrom und/oder eine Drehzahl des Verstellantriebs, aufgenommen werden, um anhand der so aufgenommenen Kenngröße einen Korrekturwert zu bestimmen und mit dem Korrekturwert den Sollstromwert zu korrigieren. In einer auf die Korrekturphase folgenden Stromregelungsphase kann dann der korrigierte Sollstromwert verwendet werden, um eine angepasste, den geänderten Bedingungen Rechnung tragende Stromregelung anhand eines korrigierten Sollstromwerts vorzunehmen.For the purpose of correction, the control device can interrupt a current regulation for controlling the adjusting drive and switch from a current regulation phase to a correction phase. In the correction phase, the adjustment drive is not controlled with the first manipulated variable generated by the current control module, but with a second manipulated variable output by the correction device. There is thus no more current regulation, but the second manipulated variable can, for example, be constant during the correction phase, so that the motor current of the adjustment drive is not regulated in the correction phase. In the correction phase, a parameter of the adjustment drive, for example the motor current and / or a speed of the adjustment drive, can then be recorded in order to determine a correction value based on the parameter recorded in this way and to correct the setpoint current value with the correction value. In a current regulation phase following the correction phase, the corrected target current value can then be used in order to carry out an adapted current regulation taking into account the changed conditions on the basis of a corrected target current value.

Wird die zweite Stellgröße, mit der der Verstellantrieb in der Korrekturphase über die Korrektureinrichtung angesteuert wird, festgehalten, erfolgt keine Stromregelung des Verstellantriebs mehr. Der Motorstrom des Verstellantriebs ändert sich somit in Abhängigkeit von sich ändernden Bedingungen, wobei der Motorstrom proportional zum am Verstellantrieb anliegenden Drehmoment ist und bei erhöhter Belastung am Verstellantrieb somit der Motorstrom steigt. Der Motorstrom kann somit als Kenngröße aufgenommen werden, um anhand des Motorstroms zu erkennen, ob eine erhöhte Belastung an dem Verstellantrieb anliegt und somit gegebenenfalls eine Korrektur des Sollstromwerts für eine nachfolgende Stromregelung vorgenommen werden sollte.If the second manipulated variable, with which the adjustment drive is controlled in the correction phase via the correction device, is retained, the current control of the adjustment drive no longer takes place. The motor current of the adjusting drive thus changes as a function of changing conditions, the motor current being proportional to the torque applied to the adjusting drive and the motor current thus increasing when the load on the adjusting drive is increased. The motor current can thus be recorded as a parameter in order to use the motor current to identify whether there is an increased load on the adjustment drive and thus, if necessary, the setpoint current value should be corrected for subsequent current regulation.

Zusätzlich oder alternativ kann als Kenngröße die Drehzahl des Verstellantriebs aufgenommen werden. Erhöht sich die Belastung am Verstellantrieb, sinkt üblicherweise die Drehzahl ab, wobei die mechanische Leistung des Verstellantriebs sich ergibt aus dem Produkt des Motordrehmoments und der Drehzahl und somit aus dem Motorstrom (der dem Motordrehmoment proportional ist) und der Drehzahl ein Kennwert für die Leistung des Verstellantriebs abgeleitet werden kann.Additionally or alternatively, the speed of the adjusting drive can be recorded as a parameter. If the load on the adjustment drive increases, the speed usually decreases, whereby the mechanical power of the adjustment drive results from the product of the motor torque and the speed and thus from the motor current (which is proportional to the motor torque) and the speed, a characteristic value for the performance of the Adjustment drive can be derived.

Als Kenngröße kann auch eine Motorstromänderung und/oder eine Drehzahländerung ausgewertet werden.A change in motor current and / or a change in speed can also be evaluated as a parameter.

In einer Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, zyklisch zwischen der Stromregelungsphase und der Korrekturphase umzuschalten. Beispielsweise kann mit einem vorbestimmten Takt ein Sollstromwert dem Stromregelungsmodul zugeführt werden, beispielsweise mit einer Taktzeit zwischen einer minimalen Taktzeit und einer maximalen Taktzeit, zum Beispiel einige Millisekunden. Ein Umschalten zwischen einer Stromregelungsphase und einer Korrekturphase kann beispielsweise anhand des Takts erfolgen, wobei beispielsweise nach einer vorbestimmten Anzahl von Takten in einer Stromregelungsphase für eine vorbestimmte Anzahl von Takten in eine Korrekturphase umgeschaltet und dann wieder zurückgeschaltet wird.In one embodiment, the control device is designed to switch cyclically between the current regulation phase and the correction phase. For example, a setpoint current value can be fed to the current control module with a predetermined cycle, for example with a cycle time between a minimum cycle time and a maximum cycle time, for example a few milliseconds. Switching between a current control phase and a correction phase can for example take place on the basis of the clock, for example, after a predetermined number of clocks in a current control phase, a change is made to a correction phase for a predetermined number of clocks and then switched back again.

Das Umschalten erfolgt vorzugsweise zyklisch, aber nicht zwingend periodisch, sodass das Umschalten auch in unregelmäßigen zeitlichen Abständen erfolgen kann.The switchover is preferably carried out cyclically, but not necessarily periodically, so that the switchover can also take place at irregular time intervals.

Eine Stromregelungsphase kann beispielsweise zwischen 5 Takten und 20 Takten, beispielsweise 10 Takte lang sein. Eine Korrekturphase kann demgegenüber beispielsweise einen Takt oder auch mehrere Takte, beispielsweise zwischen 2 und 5 Takten, lang sein.A current regulation phase can be between 5 cycles and 20 cycles, for example 10 cycles long. In contrast, a correction phase can be, for example, one cycle or also several cycles, for example between 2 and 5 cycles, long.

Das Schalten zwischen Stromregelungsphasen und Korrekturphasen kann zyklisch in regelmäßigen Abständen erfolgen. Das Schalten kann aber auch in unregelmäßigen Abständen erfolgen.Switching between current control phases and correction phases can take place cyclically at regular intervals. Switching can also take place at irregular intervals.

Während der Korrekturphase wird der Verstellantrieb mit der von der Korrektureinrichtung ausgegebenen Stellgröße angesteuert, die beispielsweise konstant sein kann. Im Zeitfenster der Korrekturphase wird dabei eine Änderung in der betrachteten Kenngröße, zum Beispiel dem Motorstrom oder der Drehzahl, ausgewertet, um daraus den Korrekturwert abzuleiten.During the correction phase, the adjustment drive is controlled with the manipulated variable output by the correction device, which can be constant, for example. In the time window of the correction phase, a change in the parameter under consideration, for example the motor current or the speed, is evaluated in order to derive the correction value from it.

Im Stromregelungsmodul erfolgt in einer Stromregelungsphase eine Regelung anhand des zugeführten Sollstromwerts und des sich ergebenden, tatsächlich Motorstroms. Der Strom des Verstellantriebs wird durch Regelung somit so eingestellt, dass er dem Sollstromwert entspricht.In the current control module, in a current control phase, control takes place on the basis of the supplied setpoint current value and the resulting, actual motor current. The current of the adjustment drive is thus adjusted by regulation so that it corresponds to the setpoint current value.

In einer Ausgestaltung ist das Stromregelungsmodul hierbei dazu ausgebildet, die Stellgröße in der Stromregelungsphase unter Verwendung einer Pulsweitenmodulation einzustellen. Im Stromregelungsmodul erfolgt eine Stromregelung in der Stromregelungsphase anhand des jeweils zugeführten, vom Betriebsmodus abhängigen Sollstromwerts. Das Stromregelungsmodul gibt hierbei eine Stellgröße aus, anhand dessen die dem Verstellantrieb zugeführte Spannung mit einer Pulsweitenmodulation hoher Frequenz, zum Beispiel mit einer Frequenz zwischen 5 kHz und 100 kHz oder gar darüber eingestellt wird.In one embodiment, the current control module is designed to set the manipulated variable in the current control phase using pulse width modulation. In the current control module, current is controlled in the current control phase on the basis of the respectively supplied setpoint current value that is dependent on the operating mode. The current control module outputs a manipulated variable by means of which the voltage supplied to the adjustment drive is set with a pulse width modulation of high frequency, for example with a frequency between 5 kHz and 100 kHz or even higher.

Die von der Korrektureinrichtung in einer Korrekturphase verwendete Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs kann beispielsweise aus der geregelten, veränderlichen Stellgröße des Stromregelungsmoduls in einer vorhergehenden Stromregelungsphase abgeleitet werden. So kann die Korrektureinrichtung einen Speicher aufweisen, in dem während einer Stromregelungsphase ein aktueller Wert der von dem Stromregelungsmodul ausgegebenen Stellgröße gespeichert wird. Jeder in der Stromregelungsphase durch das Stromregelungsmodul neugenerierte Wert der Stellgröße kann hierbei im Speicher der Korrektureinrichtung einen vorher gespeicherten Wert der Stellgröße überschreiben, sodass im Speicher der Korrektureinrichtung jeweils der zuletzt gültige Wert der Stellgröße des Stromregelungsmoduls festgehalten ist.The manipulated variable used by the correction device in a correction phase to control the adjustment drive can be derived, for example, from the regulated, variable manipulated variable of the current control module in a preceding current control phase. The correction device can thus have a memory in which a current value of the manipulated variable output by the current control module is stored during a current regulation phase. Each manipulated variable value newly generated by the current control module in the current control phase can overwrite a previously stored manipulated variable value in the correction device's memory, so that the last valid value of the manipulated variable of the current control module is recorded in the correction device's memory.

In einer auf eine Stromregelungsphase folgenden Korrekturphase wird dann, in einer Ausgestaltung, der zuletzt gespeicherte Wert der Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs verwendet. Die letzte Stellgröße aus der Stromregelungsphase wird somit während der Korrekturphase eingefroren und als konstanter Wert zum Ansteuern des Verstellantriebs verwendet, wobei in Abhängigkeit von der sich dabei ergebenden, resultierenden Kenngröße des Verstellantriebs, beispielsweise dem Motorstrom und/oder der Drehzahl, ein Korrekturwert bestimmt und zum Korrigieren des Sollstromwerts für eine nachfolgende Stromregelungsphase herangezogen wird.In a correction phase following a current regulation phase, in one embodiment, the most recently stored value of the manipulated variable is used to control the adjusting drive. The last manipulated variable from the current control phase is thus frozen during the correction phase and used as a constant value to control the adjustment drive, a correction value being determined and used as a function of the resulting parameter of the adjustment drive, for example the motor current and / or the speed Correcting the setpoint current value is used for a subsequent current control phase.

Gegebenenfalls kann die letzte Stellgröße hierbei nachgeführt werden, beispielsweise anhand der Fahrzeuglage, der Türposition und/oder der Batteriespannung. In der Korrekturphase sollen unbekannte Störungen korrigiert werden, die nicht auf bekannte Faktoren wie zum Beispiel die Fahrzeuglage zurückgehen. Dies erfolgt auf Basis einer Stromänderung oder einer Stromanstiegsänderung.If necessary, the last manipulated variable can be tracked, for example based on the vehicle position, the door position and / or the battery voltage. In the correction phase, unknown disturbances are to be corrected which are not due to known factors such as the vehicle position. This is done on the basis of a change in current or a change in current rise.

Wird beispielsweise als Kenngröße in der Korrekturphase der Motorstrom betrachtet, so kann der Korrekturwert bestimmt werden aus der Differenz des letzten in der vorhergehenden Stromregelungsphase verwendeten Sollstromwerts und dem in der Korrekturphase erhaltenen, resultierenden Motorstrom. Der Korrekturwert wird somit bestimmt aus der Abweichung des tatsächlichen Motorstroms vom Sollstromwert.If, for example, the motor current is considered as a parameter in the correction phase, the correction value can be determined from the difference between the last setpoint current value used in the previous current regulation phase and the resulting motor current obtained in the correction phase. The correction value is thus determined from the deviation of the actual motor current from the setpoint current value.

Wird beispielsweise die Drehzahl des Verstellantriebs als Kenngröße betrachtet, so kann der Korrekturwert beispielsweise so bestimmt werden, dass eine Reduzierung in der Drehzahl beispielsweise einen proportionalen Anstieg des Sollstromwerts bewirkt.If, for example, the speed of the adjustment drive is viewed as a parameter, the correction value can be determined, for example, in such a way that a reduction in the speed causes, for example, a proportional increase in the setpoint current value.

In einer anschließenden Stromregelungsphase wird dann der Sollstromwert dadurch korrigiert, dass ein vorgegebener Sollstromwert (beispielsweise ausgegeben durch ein Servoregelungsmodul, wie nachfolgend beschrieben werden soll) korrigiert wird durch den durch die Korrektureinrichtung in der vorangegangenen Korrekturphase bestimmten Korrekturwert. Beispielsweise können der vorgegebene Sollstromwert und der Korrekturwert kombiniert werden, indem sie miteinander addiert werden, um den so ermittelten, korrigierten Sollstromwert dem Stromregelungsmodul zuzuführen und eine Stromregelung sodann anhand des korrigierten Sollstromwerts durchzuführen.In a subsequent current control phase, the setpoint current value is corrected by correcting a predetermined setpoint current value (for example output by a servo control module, as will be described below) by the correction value determined by the correction device in the previous correction phase. For example, the predefined setpoint current value and the correction value can be combined by adding them to one another in order to feed the corrected setpoint current value determined in this way to the current control module and then to carry out a current control using the corrected setpoint current value.

In einer Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung ein Servoregelungsmodul zum Bestimmen des Sollstromwerts in Abhängigkeit von einer an der Fahrzeugbaugruppe wirkenden Last auf. Im Servobetrieb erfolgt eine Stromregelung, wobei dem Stromregelungsmodul ein Sollstromwert zugeführt und die Stromregelung anhand des erhaltenen Sollstromwerts im Stromregelungsmodul erfolgt. Das Servoregelungsmodul ist hierbei vorzugsweise dazu ausgestaltet, den Sollstromwert so einzustellen, dass die vom Verstellantrieb bereitgestellte Kraft den Nutzer in der Bewegung der Fahrzeugbaugruppe derart unterstützt, dass die vom Nutzer aufzubringende Kraft nach Möglichkeit zumindest näherungsweise gleich ist (oder einer gewünschten Kurve folgt) und sich für den Nutzer somit eine komfortable, haptisch angenehme Verstellung der Fahrzeugbaugruppe ergibt.In one embodiment, the control device has a servo control module for determining the setpoint current value as a function of a load acting on the vehicle assembly. Current control takes place in servo operation, with a setpoint current value being supplied to the current control module and current control taking place in the current control module based on the setpoint current value obtained. The servo control module is preferably designed to set the target current value so that the adjustment drive The force provided supports the user in the movement of the vehicle assembly in such a way that the force to be applied by the user is at least approximately the same if possible (or follows a desired curve), thus resulting in a comfortable, haptically pleasant adjustment of the vehicle assembly for the user.

In einer Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung ein Lastberechnungsmodul auf, das dem Servoregelungsmodul vorgeschaltet ist und dazu dient, eine an der Fahrzeugbaugruppe wirkende Last zu bestimmen. Bei der Last handelt sich um unabhängig von einer aufgebrachten Nutzerkraft an der Fahrzeugbaugruppe wirkende Kräfte, die insbesondere einem Verstellen der Fahrzeugbaugruppe entgegenwirken (oder die Bewegung der Fahrzeugbaugruppe gegebenenfalls auch unterstützen) und beispielsweise von der Fahrzeuglage, einem Winkel einer Scharnierachse der als Fahrzeugtür ausgebildeten Fahrzeugbaugruppe und einer aktuellen Verstellposition der Fahrzeugbaugruppe abhängen können.In one embodiment, the control device has a load calculation module, which is connected upstream of the servo control module and serves to determine a load acting on the vehicle assembly. The load consists of forces acting on the vehicle assembly independently of an applied user force, which in particular counteract an adjustment of the vehicle assembly (or possibly also support the movement of the vehicle assembly) and, for example, on the vehicle position, an angle of a hinge axis of the vehicle assembly designed as a vehicle door and can depend on a current adjustment position of the vehicle assembly.

Das Lastberechnungsmodul kann insbesondere dazu ausgestaltet sein, eine an der Fahrzeugtür wirkende statische und/oder dynamische Last zu bestimmen. Die Last kann beispielsweise in Abhängigkeit von einem um eine Fahrzeuglängsachse gemessenen Neigungswinkel des Fahrzeugs, einem um die Fahrzeuglängsachse gemessenen Neigungswinkel einer Scharnierachse der Fahrzeugbaugruppe (die in diesem Fall beispielsweise als schwenkbar an einer Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugseitentür ausgebildet ist), einem um eine Fahrzeugquerachse gemessenen Steigungswinkel des Fahrzeugs, einem um die Fahrzeugquerachse gemessenen Steigungswinkel der Scharnierachse der Fahrzeugbaugruppe und/oder einem Öffnungswinkel der Fahrzeugbaugruppe bestimmt werden.The load calculation module can in particular be designed to determine a static and / or dynamic load acting on the vehicle door. The load can, for example, as a function of an angle of inclination of the vehicle measured about a longitudinal axis of the vehicle, an angle of inclination of a hinge axis of the vehicle assembly measured about the longitudinal axis of the vehicle (which in this case is designed, for example, as a vehicle side door pivoted on a vehicle body), an angle of inclination measured about a transverse axis of the vehicle Vehicle, a measured angle of inclination of the hinge axis of the vehicle assembly about the vehicle transverse axis and / or an opening angle of the vehicle assembly can be determined.

In Abhängigkeit von der Neigung des Fahrzeugs und der Neigung der Scharnierachse der Fahrzeugbaugruppe (gemessen um die Fahrzeuglängsachse, auch bezeichnet als Rollwinkel) und/oder in Abhängigkeit von der Steigung des Fahrzeugs und der Steigung der Scharnierachse (gemessen um die Fahrzeugquerachse, auch bezeichnet als Nickwinkel oder Pitchwinkel) wirken Schwerkräfte auf die Fahrzeugbaugruppe, beispielsweise eine schwenkbar an der Fahrzeugkarosserie angeordnete Fahrzeugseitentür. Solche Schwerkräfte können beispielsweise in Richtung einer geschlossenen Stellung einer Fahrzeugtür wirken und wirken somit beispielsweise einem Öffnen der Fahrzeugtür entgegen. Ein Nutzer muss bei einem Öffnen der Fahrzeugtür somit entgegen einem aufgrund der Schwerkraft an der Fahrzeugbaugruppe wirkenden Drehmoment arbeiten, wobei die durch den Verstellantrieb bereitgestellte, unterstützende Kraft so eingestellt werden soll, dass die vom Nutzer aufzubringende Kraft unabhängig von der Lage des Fahrzeugs und von der Position der Fahrzeugbaugruppe gleich bleibt oder einer gewünschten Kurve folgt. Die vom Verstellantrieb bereitzustellende, unterstützende Kraft verändert sich somit mit der Fahrzeuglage und der Position der Fahrzeugbaugruppe und wird entsprechend so vorgegeben, dass sich für einen Nutzer vorzugsweise eine zumindest näherungsweise gleichbleibende Verstellkraft im Servobetrieb ergibt.Depending on the inclination of the vehicle and the inclination of the hinge axis of the vehicle assembly (measured around the vehicle's longitudinal axis, also referred to as the roll angle) and / or as a function of the incline of the vehicle and the inclination of the hinge axis (measured around the vehicle transverse axis, also referred to as the pitch angle or pitch angle) gravitational forces act on the vehicle assembly, for example a vehicle side door that is pivotably arranged on the vehicle body. Such gravitational forces can act, for example, in the direction of a closed position of a vehicle door and thus counteract, for example, opening of the vehicle door. When the vehicle door is opened, a user must therefore work against a torque acting on the vehicle assembly due to gravity, the supporting force provided by the adjustment drive being set so that the force to be applied by the user is independent of the position of the vehicle and of the Position of the vehicle assembly remains the same or follows a desired curve. The supporting force to be provided by the adjustment drive thus changes with the vehicle position and the position of the vehicle assembly and is accordingly specified in such a way that a user preferably has an at least approximately constant adjustment force in servo mode.

Zusätzlich können Reibkräfte an der Fahrzeugbaugruppe wirken, die ebenfalls durch das Lastberechnungsmodul zum Berechnen der an der Fahrzeugbaugruppe wirkenden Last mit einbezogen werden können.In addition, frictional forces can act on the vehicle assembly, which can also be included by the load calculation module for calculating the load acting on the vehicle assembly.

Zusätzlich oder alternativ können auch andere Kräfte mit einbezogen werden, beispielsweise Windkräfte, die an der Fahrzeugbaugruppe wirken.In addition or as an alternative, other forces can also be included, for example wind forces that act on the vehicle assembly.

In einer Ausgestaltung ist das Servoregelungsmodul dazu ausgebildet, anhand der an der Fahrzeugbaugruppe wirkenden Last, wie sie vom Lastberechnungsmodul berechnet und dem Servoregelungsmodul zugeführt wird, und zusätzlich anhand eines von einem Nutzer aufzubringenden Zielkraftwerts ein durch den Verstellantrieb bereitzustellendes Solldrehmoment zu bestimmen. Der Zielkraftwert entspricht der gewünschten Kraft, die ein Nutzer beim Verstellen der Fahrzeugbaugruppe aufzubringen hat. Durch das Servoregelungsmodul soll der Sollstromwert für die Stromregelung so vorgegeben werden, dass der Verstellantrieb ein Drehmoment bereitstellt, das den Nutzer beim Verstellen der Fahrzeugbaugruppe derart unterstützt, dass der Nutzer zumindest näherungsweise nur eine dem Zielkraftwert entsprechende Kraft aufzubringen hat.In one embodiment, the servo control module is designed to use the load acting on the vehicle assembly, as calculated by the load calculation module and fed to the servo control module, and in addition to a target force value to be applied by a user, to determine a target torque to be provided by the adjustment drive. The target force value corresponds to the desired force that a user has to apply when adjusting the vehicle assembly. The servo control module is intended to specify the setpoint current value for the current control so that the adjustment drive provides a torque that supports the user when adjusting the vehicle assembly in such a way that the user only has to apply at least approximately a force corresponding to the target force value.

Die Last, die durch das Lastberechnungsmodul berechnet wird, kann einen statischen Anteil und einen dynamischen Anteil aufweisen. So kann die Last bestimmt werden anhand eines um eine Scharnierachse der Fahrzeugbaugruppe wirkenden, statischen Scharniermoments und eines um die Scharnierachse der Fahrzeugbaugruppe wirkenden, dynamischen Scharniermoments. Das statische Scharniermoment kann sich ergeben aus Momentanteilen, die sich aus der Schwerkraftwirkung auf die Fahrzeugbaugruppe in Abhängigkeit vom Neigungswinkel und vom Steigungswinkel des Fahrzeugs und der Scharnierachse und zusätzlich aus einem an der Scharnierachse wirkenden Reibmoment ergeben. Das dynamische Scharniermoment kann demgegenüber zum Beispiel aus Trägheitskräften resultieren und bemisst sich somit anhand der Trägheit der Fahrzeugtür und einer Türbeschleunigung.The load that is calculated by the load calculation module can have a static component and a dynamic component. The load can thus be determined on the basis of a static hinge moment acting about a hinge axis of the vehicle assembly and a dynamic hinge moment acting about the hinge axis of the vehicle assembly. The static hinge torque can result from moment components that result from the effect of gravity on the vehicle assembly as a function of the angle of inclination and the angle of inclination of the vehicle and the hinge axis and additionally from a frictional torque acting on the hinge axis. In contrast, the dynamic hinge moment can result, for example, from inertial forces and is thus measured using the inertia of the vehicle door and a door acceleration.

Sind das statische Scharniermoment und das dynamische Scharniermoment bekannt, kann das durch den Verstellantrieb bereitzustellende Solldrehmoment anhand einer Drehmomentbilanz berechnet werden zu M S o l l _ S c h a r n i e r = M S c h a r n i e r _ s t a t + M S c h a r n i e r _ d y n M u s e r ,

Figure DE102019211720A1_0001
wobei MSoll_Scharnier das Solldrehmoment, MScharnier_stat das statische Scharniermoment, MScharnier_dyn das dynamische Scharniermoment und Muser das Nutzermoment angibt. Das statische Scharniermoment und das dynamische Scharniermoment gehen hierbei positiv in die Drehmomentbilanz ein. Das von einem Nutzer aufzubringende Nutzermoment geht demgegenüber je nach Bewegungsrichtung positiv oder negativ in die Bilanz ein. Das Solldrehmoment gibt das vom Verstellantrieb bereitzustellende Drehmoment an, das dem insgesamt zum Verstellen der Fahrzeugbaugruppe erforderlichen Drehmoment abzüglich des Nutzermoments entspricht.If the static hinge torque and the dynamic hinge torque are known, the setpoint torque to be provided by the adjustment drive can be calculated using a torque balance M. S. O l l _ S. c H a r n i e r = M. S. c H a r n i e r _ s t a t + M. S. c H a r n i e r _ d y n - M. u s e r ,
Figure DE102019211720A1_0001
where M Soll_Scharnier the target torque , M Scharnier_stat the static hinge torque , M Scharnier_dyn the dynamic hinge torque and M user the user torque. The static hinge torque and the dynamic hinge torque have a positive impact on the torque balance. The user moment to be applied by a user, on the other hand, is included in the balance either positively or negatively, depending on the direction of movement. The setpoint torque specifies the torque to be provided by the adjustment drive, which corresponds to the total torque required for adjusting the vehicle assembly minus the user torque.

Anhand des Solldrehmoments bestimmt das Servoregelungsmodul dann, in einer Ausgestaltung, den zweiten Sollstromwert und führt diesen Sollstromwert im Servobetrieb dem Stromregelungsmodul zu. Im Stromregelungsmodul erfolgt dann eine Stromregelung anhand des durch das Servoregelungsmodul bereitgestellten Sollstromwerts.In one embodiment, the servo control module then uses the setpoint torque to determine the second setpoint current value and supplies this setpoint current value to the current control module in servo operation. A current control then takes place in the current control module using the setpoint current value provided by the servo control module.

In einer Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, den Verstellantrieb in einem - zum Servobetrieb zusätzlichen - Automatikbetrieb zum Verstellen der Fahrzeugbaugruppe mit einer vorbestimmten Drehzahl anzusteuern. Die Steuereinrichtung weist dazu ein Drehzahlregelungsmodul zum Bestimmen eines Sollstromwerts in Abhängigkeit von einer Drehzahl des Verstellantriebs auf. Das Stromregelungsmodul ist ausgebildet, den Strom des Verstellantriebs in dem Automatikbetrieb anhand des von dem Drehzahlregelungsmodul zugeführten Sollstromwerts zu regeln.In one embodiment, the control device is designed to control the adjustment drive in an automatic mode - additional to the servo mode - for adjusting the vehicle assembly at a predetermined speed. For this purpose, the control device has a speed control module for determining a setpoint current value as a function of a speed of the adjustment drive. The current regulation module is designed to regulate the current of the adjustment drive in automatic mode on the basis of the setpoint current value supplied by the speed regulation module.

Die Antriebsvorrichtung kann demnach in einem Automatikbetrieb zum automatischen Verstellen der Fahrzeugbaugruppe, zum Beispiel einer Fahrzeugseitentür oder einer Heckklappe, oder in einem Servobetrieb zum manuellen, aber elektromotorisch unterstützten Verstellen der Fahrzeugbaugruppe betrieben werden. In dem Automatikbetrieb wird die Fahrzeugbaugruppe in geregelter Weise mit einer vorbestimmten Drehzahl verstellt. In dem Servobetrieb wird demgegenüber der Verstellantrieb so gesteuert, dass durch den Verstellantrieb eine unterstützende Kraft für eine manuelle Verstellung der Fahrzeugbaugruppe bereitgestellt und dabei die von einem Nutzer aufzubringende Kraft nach Möglichkeit über den Verstellweg oder einen Teil des Verstellwegs der Fahrzeugbaugruppe gleich ist oder einer gewünschten Kurve folgt.The drive device can accordingly be operated in an automatic mode for the automatic adjustment of the vehicle assembly, for example a vehicle side door or a tailgate, or in a servo mode for manual, but electromotive-assisted adjustment of the vehicle assembly. In the automatic mode, the vehicle assembly is adjusted in a controlled manner at a predetermined speed. In the servo mode, on the other hand, the adjustment drive is controlled in such a way that the adjustment drive provides a supporting force for manual adjustment of the vehicle assembly and the force to be applied by a user is the same as possible over the adjustment travel or part of the adjustment travel of the vehicle assembly or a desired curve follows.

Das Drehzahlregelungsmodul dient zum Vorgeben eines ersten Sollstromwerts für ein Stromregelungsmodul, sodass im Automatikbetrieb eine Stromregelung anhand des durch das Drehzahlregelungsmodul vorgegebenen, anhand der gewünschten Drehzahl eingestellten Sollstromwerts erfolgt. Im Automatikbetrieb wird somit eine Regelung nach Art einer Kaskadenregelung verwendet, bei der das Drehzahlregelungsmodul einen Stellwert in Form eines Sollstromwerts dem nachgeschalteten Stromregelungsmodul zuführt und das Stromregelungsmodul im Automatikbetrieb eine Regelung anhand des durch das Drehzahlregelungsmodul zugeführten Sollstromwerts vornimmt.The speed control module is used to predetermine a first setpoint current value for a current control module, so that, in automatic mode, current control takes place on the basis of the setpoint current value set by the speed control module and set on the basis of the desired speed. In automatic mode, a control in the manner of a cascade control is used, in which the speed control module feeds a control value in the form of a target current value to the downstream current control module and in automatic mode the current control module performs a control based on the target current value supplied by the speed control module.

In einer Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung eine Schalteinrichtung auf, die zwischen einer ersten Schallstellung und einer zweiten Schaltstellung schaltbar ist, wobei in der ersten Schaltstellung das Drehzahlregelungsmodul mit dem Stromregelungsmodul und in der zweiten Schaltstellung das Servoregelungsmodul mit dem Stromregelungsmodul verbunden ist. Mittels der Schalteinrichtung kann somit zwischen dem Automatikbetrieb und dem Servobetrieb umgeschaltet werden. In der ersten Schaltstellung wird der erste Sollstromwert, der durch das Drehzahlregelungsmodul generiert wird, dem Stromregelungsmodul zugeführt. In der zweiten Schaltstellung wird demgegenüber der durch das Servoregelungsmodul generierte zweite Sollstromwert dem Stromregelungsmodul zugeführt.In one embodiment, the control device has a switching device that can be switched between a first sound position and a second switching position, wherein in the first switching position the speed control module is connected to the current control module and in the second switching position the servo control module is connected to the current control module. The switching device can thus be used to switch between automatic mode and servo mode. In the first switching position, the first setpoint current value, which is generated by the speed control module, is fed to the current control module. In contrast, in the second switch position, the second setpoint current value generated by the servo control module is fed to the current control module.

Bei der Schalteinrichtung kann es sich um einen physischen Schalter handeln. Die Schalteinrichtung kann aber auch softwaretechnisch in der Steuereinrichtung umgesetzt sein und das Zuführen des jeweiligen Sollstromwerts an das Stromregelungsmodul softwaretechnisch verwirklichen.The switching device can be a physical switch. The switching device can, however, also be implemented in software in the control device and implement the supply of the respective setpoint current value to the current control module in software.

In einer Ausgestaltung ist das Drehzahlregelungsmodul dazu ausgebildet, den ersten Sollstromwert anhand eines Drehzahlsollwerts und der Drehzahl des Verstellantriebs einzustellen. Der Drehzahlsollwert kann beispielsweise fest in der Steuereinrichtung gespeichert sein und gibt den Wert an, mit dem ein Verstellen im Automatikbetrieb erfolgen soll. Im Drehzahlregelungsmodul erfolgt eine Regelung anhand des Drehzahlsollwerts und der sich ergebenden, tatsächlichen Drehzahl des Verstellantriebs, sodass der vom Drehzahlregelungsmodul bereitgestellte Sollstromwert so angepasst und eingestellt wird, dass die tatsächliche Drehzahl des Verstellantriebs auf den Drehzahlsollwert geregelt wird.In one embodiment, the speed control module is designed to set the first setpoint current value based on a speed setpoint and the speed of the adjustment drive. The speed setpoint can, for example, be permanently stored in the control device and indicates the value with which an adjustment is to take place in automatic mode. In the speed control module, a control takes place based on the speed setpoint and the resulting actual speed of the adjustment drive, so that the from Speed control module provided target current value is adapted and set so that the actual speed of the adjustment drive is regulated to the speed setpoint.

Die Drehzahl des Verstellantriebs kann beispielsweise sensorisch erfasst werden, beispielsweise unter Verwendung von Hall-Sensoren, die eine Drehung einer Motorwelle des Verstellantriebs sensorisch erfassen.The rotational speed of the adjustment drive can for example be detected by sensors, for example using Hall sensors which detect a rotation of a motor shaft of the adjustment drive by sensors.

Durch die elektromotorische Unterstützung des manuellen Verstellens der Fahrzeugbaugruppe im Servobetriebsmodus mittels Stromregelung kann die von einem Nutzer aufzubringende Kraft auf einen gewünschten Zielkraftwert eingestellt werden, wobei die Regelung derart erfolgen kann, dass die vom Nutzer aufzubringende Kraft über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe zumindest näherungsweise gleich bleibt oder einer gewünschten Kurve folgt. Ein manuelles Verstellen der Fahrzeugbaugruppe im Servobetriebsmodus durch einen Nutzer kann somit einfach, komfortabel und haptisch angenehm erfolgen.Through the electromotive support of the manual adjustment of the vehicle assembly in the servo operating mode by means of current control, the force to be applied by a user can be set to a desired target force value, whereby the control can take place in such a way that the force to be applied by the user remains at least approximately the same over the adjustment path of the vehicle assembly or follows a desired curve. A manual adjustment of the vehicle assembly in the servo operating mode by a user can thus take place simply, comfortably and haptically pleasant.

Im Servobetriebsmodus folgt das Bereitstellen der unterstützenden Kraft hierbei der Bewegung eines Nutzers, wobei insbesondere ein ungewünschtes Nachlaufen, d. h. ein weiteres Verstellen nach Beendigung einer Nutzerbetätigung, vermieden werden kann. Der Nutzer ist in der Wahl der Verstellgeschwindigkeit frei. Über den Verstellantrieb wird lediglich eine unterstützende Kraft bereitgestellt, die abhängig von der Verstellbewegung der Fahrzeugbaugruppe durch einen Nutzer variabel eingestellt wird.In the servo operating mode, the provision of the supporting force follows the movement of a user, whereby in particular an undesired run-on, ie. H. further adjustment after termination of user activity can be avoided. The user is free to choose the adjustment speed. The adjustment drive merely provides a supporting force which is variably set by a user as a function of the adjustment movement of the vehicle assembly.

Aufgrund der Regelungsmethodik ist ein einfaches Umschalten zwischen dem Servobetriebsmodus und dem Automatikbetriebsmodus und umgekehrt möglich.Due to the control method, a simple switchover between the servo operating mode and the automatic operating mode and vice versa is possible.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugbaugruppe in Form einer Fahrzeugseitentür;
  • 2A eine Ansicht zur Illustration eines Steigungswinkels eines Fahrzeugs und eines Steigungswinkels einer Scharnierachse einer Fahrzeugseitentür;
  • 2B eine Ansicht zur Illustration eines Neigungswinkels eines Fahrzeugs und eines Neigungswinkels einer Scharnierachse einer Fahrzeugseitentür;
  • 3 eine funktionale Ansicht einer Steuereinrichtung einer Antriebsvorrichtung;
  • 4 eine grafische Ansicht einer von einem Nutzer aufzubringenden Verstellkraft über einen Verstellweg einer Fahrzeugseitentür in einem Servobetriebsmodus; und
  • 5 eine funktionale Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Steuereinrichtung einer Antriebsvorrichtung, mit einer Korrektureinrichtung zum Korrigieren eines Sollstromwerts für eine Stromregelung in einem Servobetrieb.
The idea on which the invention is based is to be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. Show it:
  • 1 a schematic view of a vehicle assembly in the form of a vehicle side door;
  • 2A a view to illustrate a pitch angle of a vehicle and a pitch angle of a hinge axis of a vehicle side door;
  • 2 B a view illustrating an angle of inclination of a vehicle and an angle of inclination of a hinge axis of a vehicle side door;
  • 3 a functional view of a control device of a drive device;
  • 4th a graphical view of an adjustment force to be applied by a user over an adjustment path of a vehicle side door in a servo operating mode; and
  • 5 a functional view of an embodiment of a control device of a drive device, with a correction device for correcting a setpoint current value for a current control in a servo operation.

1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Fahrzeugbaugruppe 11 in Form einer an einer Fahrzeugkarosserie 10 eines Kraftfahrzeugs 1 angeordneten Fahrzeugseitentür, die um eine Scharnierachse 110 zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkbar ist und zwischen einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung entlang einer Öffnungsrichtung O verschwenkt werden kann. 1 shows a vehicle assembly in a schematic view 11 in the form of one on a vehicle body 10 of a motor vehicle 1 arranged vehicle side door, which about a hinge axis 110 to the vehicle body 10 is pivotable and between a closed position and an open position along an opening direction O can be pivoted.

Eine Antriebsvorrichtung 2, die beispielsweise nach Art des in der DE 10 2015 215 627 A1 beschriebenen Türantriebs ausgebildet ist, dient zum elektromotorischen Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 und weist einen Verstellantrieb 21 auf, der zum Beispiel ortsfest an der Fahrzeugbaugruppe 11, zum Beispiel an einem in einem Türinnenraum der Fahrzeugbaugruppe 11 in Form der Fahrzeugseitentür eingefassten Türmodul, angeordnet ist und mit einem Verstellteil 20 zum Beispiel in Form eines an einer Gelenkachse 200 gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie 10 verbundenen Fangbands in Wirkverbindung steht.A drive device 2 which, for example, according to the type of the DE 10 2015 215 627 A1 Door drive described is designed, is used for the electric motor adjustment of the vehicle assembly 11 and has an adjustment drive 21st on, for example stationary on the vehicle assembly 11 , for example on one in a door interior of the vehicle assembly 11 in the form of the vehicle side door enclosed door module, is arranged and with an adjustment part 20th for example in the form of one on a joint axis 200 articulated with the vehicle body 10 connected tether is in operative connection.

Beispielsweise kann der Verstellantrieb 21 eine Seiltrommel aufweisen, die mit einem an dem Verstellteil 20 angeordneten Zugseil gekoppelt ist derart, dass durch Verdrehen der Seiltrommel das Verstellteil 20 relativ zu dem Verstellantrieb 21 bewegt und dadurch die Fahrzeugbaugruppe 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 um die Scharnierachse 110 verschwenkt werden kann, wie dies in der DE 10 2015 215 627 A1 beschrieben ist. Es sind aber auch andere Mechaniken für eine Antriebsvorrichtung 2 denkbar und möglich, die ein elektromotorisches Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 gegenüber einer Fahrzeugkarosserie 10 ermöglichen.For example, the adjustment drive 21st have a cable drum that is connected to the adjustment part 20th arranged pull rope is coupled in such a way that the adjustment part by rotating the cable drum 20th relative to the adjusting drive 21st moves and thereby the vehicle assembly 11 relative to the vehicle body 10 around the hinge axis 110 can be pivoted, as shown in the DE 10 2015 215 627 A1 is described. But there are also other mechanisms for a drive device 2 Conceivable and possible that an electric motor adjustment of the vehicle assembly 11 compared to a vehicle body 10 enable.

Hingewiesen sei an dieser Stelle darauf, dass eine Antriebsvorrichtung 2 der in diesem Text beschriebenen Art nicht auf die Verwendung an einer Fahrzeugseitentür beschränkt ist, sondern allgemein zum Verstellen einer Fahrzeugbaugruppe, zum Beispiel einer Fahrzeugtür in Form einer Schwenktür oder Schiebetür, zum Verstellen einer Heckklappe oder auch zum Verstellen eines Schiebedachs Verwendung finden kann.It should be pointed out at this point that a drive device 2 of the type described in this text is not limited to use on a vehicle side door, but generally for Adjusting a vehicle assembly, for example a vehicle door in the form of a pivoting door or sliding door, for adjusting a tailgate or for adjusting a sliding roof can be used.

Die Antriebsvorrichtung 2 ermöglicht, in einem Ausführungsbeispiel, einen Automatikbetrieb und einen Servobetrieb ermöglichen und kann somit ein automatisches Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 oder ein manuelles, aber elektromotorisch durch die Antriebsvorrichtung 2 unterstütztes Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 durch einen Nutzer bewirken. Die Antriebsvorrichtung 2 kann hierzu zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi schaltbar sein, wobei der Verstellantrieb 21 in Abhängigkeit vom jeweils eingestellten Betriebsmodus in unterschiedlicher Weise gesteuert wird.The drive device 2 enables, in one exemplary embodiment, automatic operation and servo operation and can thus enable automatic adjustment of the vehicle assembly 11 or a manual, but electric motor by the drive device 2 assisted adjustment of the vehicle assembly 11 cause by a user. The drive device 2 can for this purpose be switchable between different operating modes, the adjustment drive 21st is controlled in different ways depending on the operating mode set.

Während im Automatikbetrieb eine Regelung auf eine vorbestimmte Drehzahl erfolgen soll, um die Fahrzeugbaugruppe 11 mit einer vorbestimmten Verstellgeschwindigkeit zwischen unterschiedlichen Positionen, zum Beispiel einer geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung, zu bewegen, soll im Servobetrieb durch den Verstellantrieb 21 ein Drehmoment bereitgestellt werden, das bewirkt, dass eine von einem Nutzer zusätzlich aufzubringende Nutzerkraft ein Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 bewirkt. Die vom Nutzer aufzubringende Nutzerkraft soll hierbei über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe 11, also bei dem Beispiel gemäß 1 über den Verstellwinkel ϕ zwischen der geschlossenen Stellung und einer vollständig geöffneten Stellung, zumindest näherungsweise gleich sein oder einer gewünschten Kurve folgen, um dem Nutzer ein komfortables, haptisch angenehmes Verstellen zu ermöglichen.While in automatic mode a regulation to a predetermined speed is to take place in order to control the vehicle assembly 11 To move with a predetermined adjustment speed between different positions, for example a closed position and an open position, is intended in servo operation by the adjustment drive 21st a torque can be provided which causes an additional user force to be applied by a user to adjust the vehicle assembly 11 causes. The user force to be applied by the user is intended here via the adjustment path of the vehicle assembly 11 , so in the example according to 1 Via the adjustment angle ϕ between the closed position and a fully open position, at least approximately the same or follow a desired curve in order to allow the user a comfortable, haptically pleasant adjustment.

2A und 2B zeigen (in zur Illustration übertriebenen Darstellungen) unterschiedliche Fahrzeuglagen und sich daraus ergebende Stellungen der Scharnierachse 110 einer Fahrzeugbaugruppe 11 in Form einer verschwenkbar an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugseitentür. 2A and 2 B show (in exaggerated representations for illustration purposes) different vehicle positions and the resulting positions of the hinge axis 110 a vehicle assembly 11 in the form of a pivotable on the vehicle body 10 arranged vehicle side door.

2A zeigt hierbei ein Fahrzeug 1, das zum Beispiel auf einem Hang mit einer Steigung abgestellt ist und dementsprechend einen Steigungswinkel α2 zwischen der Fahrzeugvertikalachse Z und einer (durch die Schwerkraftrichtung bestimmten) Vertikalen aufweist. Zusätzlich weist die Scharnierachse 110 der Fahrzeugbaugruppe 11 einen Steigungswinkel α1 zur Fahrzeugvertikalachse Z auf. Der Steigungswinkel α2 des Fahrzeugs 1 und der Steigungswinkel α1 der Scharnierachse 110 zur Vertikalachse Z werden um die Fahrzeugquerachse Y (siehe 2B) gemessen. 2A shows a vehicle 1 , which is parked, for example, on a slope with an incline and accordingly an incline angle α2 between the vehicle vertical axis Z and a vertical (determined by the direction of gravity). In addition, the hinge axis 110 the vehicle assembly 11 a pitch angle α1 to the vehicle vertical axis Z on. The slope angle α2 of the vehicle 1 and the pitch angle α1 the hinge axis 110 to the vertical axis Z are around the vehicle's transverse axis Y (please refer 2 B) measured.

2B zeigt demgegenüber ein Fahrzeug 1, das um die Fahrzeuglängsachse X (siehe 2A) geneigt ist. Die Fahrzeugvertikalachse Z weist in diesem Fall einen Neigungswinkel β2 zur Vertikalen auf. Zusätzlich kann die Scharnierachse 110 einen Neigungswinkel β1 zur Fahrzeugvertikalachse Z aufweisen. 2 B shows a vehicle 1 around the vehicle's longitudinal axis X (please refer 2A) is inclined. The vehicle vertical axis Z in this case has an angle of inclination β2 to the vertical. In addition, the hinge axis 110 an angle of inclination β1 to the vehicle vertical axis Z exhibit.

Die Fahrzeuglage geht, wie nachfolgend erläutert werden soll, ein in die Berechnung des durch den Verstellantrieb 21 im Servobetriebsmodus bereitzustellenden Drehmoments, das einem Nutzer bei einem Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 unterstützen soll.As will be explained below, the vehicle position is included in the calculation of the by the adjustment drive 21st torque to be provided in the servo operating mode, which a user receives when adjusting the vehicle assembly 11 should support.

Eine in 3 in einem Ausführungsbeispiel dargestellte Steuereinrichtung 3 zum Steuern des Verstellantriebs 21 der Antriebsvorrichtung 2 weist unterschiedliche Regelungsmodule auf, die abhängig vom Betriebsmodus dazu dienen, einen (dem Motorstrom entsprechenden) Strom des als Elektromotor ausgebildeten Verstellantrieb 21 so einzustellen, dass ein Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 abhängig vom Betriebsmodus in gewünschter Weise erfolgt, nämlich im Automatikbetrieb mit einer gewünschten Verstellgeschwindigkeit und im Servobetrieb in kraftunterstützter Weise.One in 3 control device shown in one embodiment 3 to control the adjustment drive 21st the drive device 2 has different control modules which, depending on the operating mode, serve to generate a current (corresponding to the motor current) of the adjustment drive designed as an electric motor 21st set so that an adjustment of the vehicle assembly 11 takes place in the desired manner depending on the operating mode, namely in automatic mode with a desired adjustment speed and in servo mode in a power-assisted manner.

Die Steuereinrichtung 3 verwirklicht ein Stromregelungsmodul 34, dem ein Sollstromwert Icmd zugeführt wird, wobei abhängig vom Betriebsmodus das Stromregelungsmodul 34 den Sollstromwert Icmd von einem Drehzahlregelungsmodul 32 oder einem Servoregelungsmodul 31 erhält.The control device 3 realizes a current control module 34 , which is a setpoint current value I cmd is supplied, the current control module depending on the operating mode 34 the target current value I cmd from a speed control module 32 or a servo control module 31 receives.

Das Drehzahlregelungsmodul 32 dient hierbei dazu, im Automatikbetrieb den Sollstromwert Icmd so vorzugeben, dass sich am Verstellantrieb 21 eine gewünschte Drehzahl und entsprechend an der Fahrzeugbaugruppe 11 eine gewünschte Verstellgeschwindigkeit v ergibt.The speed control module 32 serves to set the target current value in automatic mode I cmd to be specified so that the adjustment drive 21st a desired speed and accordingly on the vehicle assembly 11 a desired adjustment speed v results.

Das Servoregelungsmodul 31 dient demgegenüber dazu, den Sollstromwert Icmd so vorzugeben, dass ein manuelles Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 im Servobetrieb mit einem Drehmoment unterstützt wird, dass so eingestellt wird, dass die von einem Nutzer zusätzlich aufzubringende Kraft über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe 11 zumindest näherungsweise gleich ist oder einer gewünschten Kurve folgt.The servo control module 31 on the other hand, serves to set the target current value I cmd to be specified so that a manual adjustment of the vehicle assembly 11 is supported in servo operation with a torque that is set so that the additional force to be applied by a user over the adjustment path of the vehicle assembly 11 is at least approximately the same or follows a desired curve.

Das Drehzahlregelungsmodul 32 regelt im Automatikbetrieb die Drehzahl des Verstellantriebs 21. Dem Drehzahlregelungsmodul 32 wird hierbei eine Solldrehzahl ncmd über einen Eingang 320 zugeführt, wobei die Solldrehzahl ncmd beispielsweise in einem Speicher gespeichert und somit (als konstanter Wert oder als Drehzahlverlauf über den Verstellweg) fest vorgegeben ist, gegebenenfalls aber auch durch einen Nutzer angepasst werden kann. Abhängig von der Solldrehzahl ncmd und der sich tatsächlich am Verstellantrieb 21 im Regelungsbetrieb ergebenden Drehzahl bestimmt das Drehzahlregelungsmodul 32 einen Sollstromwert Icmd , den es dem Stromregelungsmodul 34 zuführt.The speed control module 32 regulates the speed of the adjustment drive in automatic mode 21st . The speed control module 32 a target speed n cmd becomes here via an input 320 supplied, the target speed n cmd being stored, for example, in a memory and thus fixedly specified (as a constant value or as a speed curve over the adjustment path), but possibly also being able to be adapted by a user. Depending on the target speed n cmd and the actual speed on the adjustment drive 21st The speed control module determines the resulting speed in control mode 32 a target current value I cmd It is the current control module 34 feeds.

Im Automatikbetrieb ist das Drehzahlregelungsmodul 32 über eine Schalteinrichtung 33 mit dem Stromregelungsmodul 34 verbunden, indem die Schalteinrichtung 33 auf einen Schaltpunkt 330 geschaltet ist. Der vom Drehzahlregelungsmodul 32 ausgegebene Sollstromwert Icmd wird dem Stromregelungsmodul 34 somit zugeführt, sodass das Stromregelungsmodul 34 eine Stromregelung anhand des vom Drehzahlregelungsmodul 32 erhaltenen Sollstromwerts Icmd vornehmen kann.The speed control module is in automatic mode 32 via a switching device 33 with the current control module 34 connected by the switching device 33 to a switching point 330 is switched. The one from the speed control module 32 output target current value I cmd becomes the current control module 34 thus supplied, so that the current control module 34 a current control based on the speed control module 32 received target current value I cmd can make.

Die Schalteinrichtung 33 kann physisch durch einen mechanischen Schalter verwirklicht sein. Vorteilhaft ist die Schalteinrichtung 33 aber softwaretechnisch durch die Software der Steuereinrichtung 3 umgesetzt. Ebenso sind die Module der Steuereinrichtung 3 vorzugsweise durch Softwaremodule umgesetzt.The switching device 33 can be physically realized by a mechanical switch. The switching device is advantageous 33 but in terms of software through the software of the control device 3 implemented. Likewise are the modules of the control device 3 preferably implemented by software modules.

Die Steuerung der Schalteinrichtung 33 erfolgt beispielsweise über ein Steuermodul 36 der Steuereinrichtung 3.The control of the switching device 33 takes place, for example, via a control module 36 the control device 3 .

Im Stromregelungsmodul 34 erfolgt eine Stromregelung. Das Stromregelungsmodul 34 regelt hierbei den Strom des Verstellantriebs 21 derart, dass er auf den dem Stromregelungsmodul 34 zugeführten Sollstromwert 34 eingestellt wird. Das Stromregelungsmodul 34 stellt hierbei den Strom unter Verwendung eines Spannungsstellwerts Ucmd in Form eines Lastfaktors (zwischen 0% und 100%) ein, indem der Spannungsstellwert Ucmd einer Pulsweitenmodulation 35 zugeführt wird, die anhand der Batteriespannung UBat des Fahrzeugs und dem Spannungsstellwert Ucmd eine Ausgangsspannung erzeugt und dem Verstellantrieb 21 zuführt. Die Pulsweitenmodulation 35 arbeitet vorzugsweise mit vergleichsweise hoher Frequenz, insbesondere mit einer Frequenz zwischen 5 kHz und 30 kHz, beispielsweise 20 kHz, betrieben wird. Anhand des Sollstromwerts Icmd und des tatsächlich sich ergebenden Stroms I des Stellantriebs 21 wird der Stellwert Ucmd durch Pulsweitenmodulation 35 so eingestellt, dass der Motorstrom I auf den Sollstromwert Icmd geregelt wird.In the current control module 34 a current control takes place. The current control module 34 regulates the current of the adjustment drive 21st in such a way that it is based on the current control module 34 supplied nominal current value 34 is set. The current control module 34 sets the current using a voltage control value U cmd in the form of a load factor (between 0% and 100%) by adding the voltage control value U cmd to a pulse width modulation 35 based on the battery voltage U Bat of the vehicle and the voltage control value U cmd generates an output voltage and the adjustment drive 21st feeds. The pulse width modulation 35 preferably operates at a comparatively high frequency, in particular at a frequency between 5 kHz and 30 kHz, for example 20 kHz. Based on the setpoint current value I cmd and the actually resulting current I. of the actuator 21st the control value U cmd is achieved by pulse width modulation 35 set so that the motor current I. to the target current value I cmd is regulated.

Im Automatikbetrieb erfolgt somit eine Regelung nach Art einer Kaskadenregelung, bei der das Drehzahlregelungsmodul 32 einen Stellwert in Form eines Sollstromwerts Icmd bestimmt und dem nachgeordneten Stromregelungsmodul 34 zur Stromregelung zuführt.In the automatic mode, a control in the manner of a cascade control takes place, in which the speed control module 32 a control value in the form of a setpoint current value I cmd and the downstream current control module 34 for current control supplies.

Durch Schalten der Schalteinrichtung 33 auf den Schaltpunkt 331 kann in den Servobetrieb umgeschaltet werden, in dem nunmehr dem Stromregelungsmodul 34 ein Sollstromwert Icmd von dem Servoregelungsmodul 31, nicht aber von dem Drehzahlregelungsmodul 32 zugeführt wird. Anhand des von dem Servoregelungsmodul 31 erhaltenen Sollstromwerts erfolgt eine Stromregelung dann derart, dass das durch den Verstellantrieb 21 bereitgestellte Drehmoment einen Nutzer beim Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 unterstützt und der Nutzer eine über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe 11 vorzugsweise weitestgehend gleichförmige Nutzerkraft für das elektromotorisch unterstützte Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 aufzubringen hat.By switching the switching device 33 on the switching point 331 can be switched to servo mode in the current control module 34 a target current value I cmd from the servo control module 31 , but not from the speed control module 32 is fed. Using the from the servo control module 31 The current value obtained is then regulated in such a way that this is effected by the adjustment drive 21st torque provided to a user when adjusting the vehicle assembly 11 supports and the user one about the adjustment path of the vehicle assembly 11 preferably largely uniform user force for the electric motor-assisted adjustment of the vehicle assembly 11 has to raise.

Das Bestimmen des Sollstromwerts Icmd durch das Servoregelungsmodul 31 erfolgt in Abhängigkeit von einer an der Fahrzeugbaugruppe 11 wirkenden Last, die durch ein Lastberechnungsmodul 30 in Abhängigkeit von der Fahrzeuglage und einer (durch den Öffnungswinkel ϕ angegebenen) Öffnungsposition der Fahrzeugbaugruppe 11 berechnet wird.Determining the target current value I cmd through the servo control module 31 takes place as a function of one on the vehicle assembly 11 acting load, which is determined by a load calculation module 30th depending on the vehicle position and an opening position of the vehicle assembly (indicated by the opening angle ϕ) 11 is calculated.

Die an der Fahrzeugbaugruppe 11 wirkende Last bestimmt sich aus einem statischen Drehmoment und einem dynamischen Drehmoment, das um die Scharnierachse 110 wirkt.The one on the vehicle assembly 11 Acting load is determined from a static torque and a dynamic torque around the hinge axis 110 works.

Ein an der Fahrzeugbaugruppe 11 wirkendes statisches Drehmoment bestimmt sich insbesondere anhand eines sich aufgrund der Schwerkraft um die Scharnierachse 110 ergebenden Moments und zusätzlich anhand eines im Scharnier der Fahrzeugbaugruppe 11 wirkenden Reibmoments. Das statische Drehmoment, bezeichnet als statisches Scharniermoment, ergibt sich so zu M S c h a r n i e r ,   s t a t = M N e i g u n g cos ( α ) + M S t e i g u n g ± M R , S c h a r n i e r ,

Figure DE102019211720A1_0002
wobei MScharnier,stat das statische Scharniermoment, MNeigung ein sich aufgrund einer Fahrzeugneigung und einer Neigung der Scharnierachse 110 ergebendes Neigungsmoment, MSteigung ein sich aufgrund einer Fahrzeugsteigung und einer Steigung der Scharnierachse 110 ergebendes Steigungsmoment und MR,Scharnier ein Reibmoment am Scharnier bezeichnet.One on the vehicle assembly 11 Acting static torque is determined in particular on the basis of the force of gravity around the hinge axis 110 resulting torque and additionally based on one in the hinge of the vehicle assembly 11 acting frictional torque. The static torque, referred to as the static hinge torque, is thus given by M. S. c H a r n i e r , s t a t = M. N e i G u n G cos ( α ) + M. S. t e i G u n G ± M. R. , S. c H a r n i e r ,
Figure DE102019211720A1_0002
where M hinge, stat the static hinge moment, M inclination due to a vehicle inclination and an inclination of the hinge axis 110 resulting inclination moment, M incline on due to a vehicle incline and an incline of the hinge axis 110 resulting pitch moment and M R, hinge denotes a frictional moment on the hinge.

Anzumerken ist hierzu, dass der Term „cos(α)“ in der obigen Gleichung nur vorliegt, wenn die Neigungs-/Steigungswinkel gemäß DIN ISO 8855 bestimmt sind (entsprechend dem Euler-Winkel, der sich aus einem Roll-Winkel, Pitch-Winkel und Yaw-Winkel ergibt). Wird der Neigungswinkel (absolut) gemessen, so entfällt der Term „cos(α)“.It should be noted that the term “cos (α)” is only present in the above equation if the angle of inclination / pitch is determined in accordance with DIN ISO 8855 (corresponding to the Euler angle, which is made up of a roll angle, pitch angle and yaw angle results). If the angle of inclination is measured (absolute), the term "cos (α)" is omitted.

Das Steigungsmoment und das Neigungsmoment berechnen sich hierbei wie folgt:

  • • MSteigung = xSP * m * g * sin(a) * sin(φ)
  • • MNeigung = xSP * m * g * sin(β) * cos(φ)
  • • α = α1 + α2
  • • β =β1 + β2
The pitch torque and the pitch torque are calculated as follows:
  • • M slope = x SP * m * g * sin (a) * sin (φ)
  • • M slope = x SP * m * g * sin (β) * cos (φ)
  • • α = α 1 + α 2
  • • β = β 1 + β 2

Die in diesen Gleichungen verwendeten Größen stellen hierbei dar:

  • φ Aktueller Türöffnungswinkel [°] - Offsetwinkel
  • xSP Abstand Türschwerpunkt - Scharnierachse [m]
  • m Türmasse [kg]
  • g Erdbeschleunigung [m/s2]
  • α1 Steigung Scharnierachse [°]
  • β2 Neigung Scharnierachse [°]
  • α2 Steigung Scharnierachse [°]
  • β2 Neigung Scharnierachse [°]
  • MR,Scharnier Reibmoment Scharnier [Nm]
The quantities used in these equations represent:
  • φ Current door opening angle [°] - offset angle
  • x SP Distance door center of gravity - hinge axis [m]
  • m door mass [kg]
  • g acceleration due to gravity [m / s 2 ]
  • α 1 pitch hinge axis [°]
  • β 2 inclination of the hinge axis [°]
  • α 2 slope of the hinge axis [°]
  • β 2 inclination of the hinge axis [°]
  • M R, hinge friction torque hinge [Nm]

Die Winkel α1, α2, β1, β2 sind in 2A und 2B illustriert. Der Abstand xSP zwischen dem Türschwerpunkt SP und der Scharnierachse 110 ist auch in 1 eingezeichnet. The angles α1 , α2 , β1 , β2 are in 2A and 2 B illustrated. The distance x SP between the door's center of gravity SP and the hinge axis 110 is also in 1 drawn.

Die Steigung des Fahrzeugs 1 und die Neigung des Fahrzeugs 1 sowie die aktuelle Position der Fahrzeugbaugruppe 11 können sensorisch durch Sensoren 301, 302, 303 erfasst werden, und entsprechend werden Messwerte dem Lastberechnungsmodul 30 zugeführt.The slope of the vehicle 1 and the inclination of the vehicle 1 and the current position of the vehicle assembly 11 can be sensory through sensors 301 , 302 , 303 are recorded, and measured values are correspondingly to the load calculation module 30th fed.

Der Offsetwinkel berücksichtigt den Schwerpunkt der Fahrzeugtür in Querrichtung des Fahrzeugs (Y-Richtung).The offset angle takes into account the center of gravity of the vehicle door in the transverse direction of the vehicle (Y direction).

Zusätzlich zum statischen Scharniermoment wirkt bei Bewegung der Fahrzeugbaugruppe 11 ein dynamisches Scharniermoment, das sich die folgt berechnet: M S c h a r n i e r , d y n = φ ¨ I c

Figure DE102019211720A1_0003
φ̈ bezeichnet hierbei die Beschleunigung der Fahrzeugbaugruppe 11. Die Beschleunigung der Fahrzeugbaugruppe 11 kann aus einer Änderung des Verstellwinkels ϕ ermittelt werden. Alternativ kann die Beschleunigung aber auch aus der Verstellgeschwindigkeit v der Fahrzeugbaugruppe 11, die dem Servoregelungsmodul 31 im Betrieb zugeführt wird, berechnet werden.In addition to the static hinge moment, it acts when the vehicle assembly moves 11 a dynamic hinge moment that is calculated as follows: M. S. c H a r n i e r , d y n = φ ¨ I. c
Figure DE102019211720A1_0003
Here, φ denotes the acceleration of the vehicle assembly 11 . The acceleration of the vehicle assembly 11 can be determined from a change in the adjustment angle ϕ. Alternatively, however, the acceleration can also be derived from the adjustment speed v of the vehicle assembly 11 that the servo control module 31 is supplied during operation, can be calculated.

I steht in obiger Gleichung für die Trägheit der Fahrzeugbaugruppe 11. Der Faktor c ermöglicht das Einstellen einer dynamischen Haptik und kann Werte zwischen 0% und 100% annehmen. Wenn c = 100 %, wird eine Dynamikänderung bei Beschleunigung der Fahrzeugbaugruppe 11 im Wesentlichen motorisch ausgeglichen. Wenn c = 0 %, muss ein Nutzer bei einer Beschleunigung eine Kraftänderung selbst aufbringen.I in the above equation stands for the inertia of the vehicle assembly 11 . The factor c enables a dynamic haptic to be set and can assume values between 0% and 100%. If c = 100%, there is a change in dynamics when the vehicle assembly accelerates 11 essentially motor-balanced. If c = 0%, a user has to apply a change in force himself when accelerating.

Zusätzlich zu solchen statischen und dynamischen Lastkräften ergibt sich ein Drehmoment an der Fahrzeugbaugruppe 11, das durch die Nutzerkraft bewirkt wird. Das Nutzerdrehmoment ergibt sich hierbei zu M u s e r = F u s e r I G r i f f

Figure DE102019211720A1_0004
mit

  • • Fuser Wunschbedienkraft [N]
  • • IGriff Abstand Griffposition - Scharnierachse [m]
  • • Muser User erzeugte Moment [Nm]
In addition to such static and dynamic load forces, there is a torque on the vehicle assembly 11 that is caused by the user force. The user torque results here from M. u s e r = F. u s e r I. G r i f f
Figure DE102019211720A1_0004
With
  • • F user desired operator [N]
  • • I handle Distance handle position - hinge axis [m]
  • • M user user generated moment [Nm]

Der Abstand IGriff zwischen der Griffposition eines Griffs 111 an der Fahrzeugbaugruppe 11 und der Scharnierachse 110 ist in 1 schematisch dargestellt.The distance I handle between the handle position of a handle 111 on the vehicle assembly 11 and the hinge axis 110 is in 1 shown schematically.

Anhand des statischen Scharniermoments, des dynamischen Scharniermoments und des Nutzerdrehmoments kann eine Momentenbilanz aufgestellt werden, um ein durch den Verstellantrieb 21 bereitzustellendes Sollscharniermoment zu bestimmen. Die Momentenbilanz ergibt sich hierbei wie folgt: M S o l l _ S c h a r n i e r = M S c h a r n i e r _ s t a t + M S c h a r n i e r _ d y n M u s e r

Figure DE102019211720A1_0005
MSoll_Scharnier bezeichnet das durch die Antriebsvorrichtung 2 an der Scharnierachse 110 bereitzustellende Drehmoment. Hieraus berechnet das Servoregelungsmodul 31 das durch den Verstellantrieb 21 bereitzustellende Drehmoment unter Einbeziehung eines Übersetzungsverhältnisses der Antriebsvorrichtung 2 zu M S o l l _ A n t r i e b = M S o l l _ S c h a r n i e r u ¨ H e b e l
Figure DE102019211720A1_0006
Hebel bezeichnet das Übersetzungsverhältnis der Kinematik der Antriebsvorrichtung 2 zur Übersetzung einer durch die Türantriebsvorrichtung 2 bereitgestellten Verstellkraft zwischen der Fahrzeugbaugruppe 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 am Orte des Verstellantriebs 21 in eine Verstellkraft am Orte der Scharnierachse 110. üHebel ist abhängig von ϕ, die Abhängigkeit ist zum Beispiel in Form einer Look-Up-Tabelle im System hinterlegt.
Aus dem Solldrehmoment des Antriebs berechnet sich das Sollmoment des Motors unter Einbeziehung des Motorwirkungsgrads und eines Übersetzungsverhältnisses eines Motorgetriebes zu M S o l l _ m o t o r = M S o l l _ A n t r i e b η m o t o r u ¨ G e t r i e b e
Figure DE102019211720A1_0007
mit

  • • ηmotor Übersetzungswirkungsgrad [ ]
  • • üGetriebe Getriebeübersetzung [ ]
On the basis of the static hinge torque, the dynamic hinge torque and the user torque, a torque balance can be drawn up in order to allow the adjustment drive 21st to determine the set hinge torque to be provided. The moment balance results as follows: M. S. O l l _ S. c H a r n i e r = M. S. c H a r n i e r _ s t a t + M. S. c H a r n i e r _ d y n - M. u s e r
Figure DE102019211720A1_0005
M Soll_Harnier denotes that by the drive device 2 on the hinge axis 110 torque to be provided. The servo control module calculates from this 31 through the adjustment drive 21st torque to be provided including a transmission ratio of the drive device 2 to M. S. O l l _ A. n t r i e b = M. S. O l l _ S. c H a r n i e r u ¨ H e b e l
Figure DE102019211720A1_0006
ü Lever denotes the transmission ratio of the kinematics of the drive device 2 to translate a through the door drive device 2 provided adjusting force between the vehicle assembly 11 and the vehicle body 10 at the location of the adjustment drive 21st into an adjustment force at the location of the hinge axis 110 . ü Leverage depends on ϕ, the dependency is stored in the system, for example, in the form of a look-up table.
The setpoint torque of the motor is calculated from the setpoint torque of the drive, taking into account the motor efficiency and a gear ratio of a motor transmission M. S. O l l _ m O t O r = M. S. O l l _ A. n t r i e b η m O t O r u ¨ G e t r i e b e
Figure DE102019211720A1_0007
With
  • • η motor transmission efficiency []
  • • ü gear gear ratio []

Der Motorstrom ist grundsätzlich proportional zum Motordrehmoment, sodass aus dem Sollmotordrehmoment MSoll_motor der Sollstromwert wie folgt berechnet werden kann: I S o l l _ m o t o r = M S o l l _ m o t o r K t + I 0

Figure DE102019211720A1_0008
mit

  • • Kt Motorkonstante [Nm/A]
  • • Io Motorleerlaufstrom [A]
The motor current is always proportional to the motor torque, so that the setpoint current value can be calculated from the setpoint motor torque M Soll_motor as follows: I. S. O l l _ m O t O r = M. S. O l l _ m O t O r K t + I. 0
Figure DE102019211720A1_0008
With
  • • Kt motor constant [Nm / A]
  • • I o motor no-load current [A]

Dieser Wert wird als Sollstromwert Icmd von dem Servoregelungsmodul 31 dem Stromregelungsmodul 34 im Servobetriebsmodus zugeführt.This value is called the target current value I cmd from the servo control module 31 the current control module 34 fed in servo operating mode.

Im Servobetriebsmodus wird der Sollstromwert Icmd somit unter Einbeziehung von auf die Fahrzeugbaugruppe 11 wirkenden Lastkräften bestimmt derart, dass eine vom Nutzer aufzubringende Kraft über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe 11 gleich ist oder einer gewünschten Kurve folgt. Entsprechend ergibt sich zum Beispiel, wie in 4 dargestellt, über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe 11 (in 4 aufgezeichnet über den Verstellwinkel ϕ) eine zumindest näherungsweise gleichförmige Nutzerkraft F, die beispielsweise auf 10 N eingestellt sein kann. Ein Nutzer, der am Türgriff 111 angreift, muss somit über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe 11 ein geregelte, gleichförmige Nutzerkraft von zum Beispiel 10 N aufbringen, um ein leichtgängiges, elektromotorisch unterstütztes Verstellen der Fahrzeugbaugruppe 11 zu bewirken.In the servo operating mode, the target current value is I cmd thus including on the vehicle assembly 11 acting load forces determined in such a way that a force to be applied by the user over the adjustment path of the vehicle assembly 11 equals or follows a desired curve. Accordingly, for example, as in 4th shown, about the adjustment path of the vehicle assembly 11 (in 4th recorded over the adjustment angle ϕ) an at least approximately uniform user force F, which can be set to 10 N, for example. A user on the door handle 111 attacks, must therefore over the adjustment path of the vehicle assembly 11 Apply a controlled, uniform user force of, for example, 10 N, in order to achieve smooth, electric motor-assisted adjustment of the vehicle assembly 11 to effect.

Im Servobetrieb wird der Sollstromwert Icmd anhand der Fahrzeuglage und der Verstellposition der Fahrzeugbaugruppe 11 vorgegeben, wobei das statische Scharniermoment auch ein Reibmomentanteil aufweist und somit eine Scharnierreibung berücksichtigt wird. Ein Reibmomentverlauf kann hierbei beispielsweise fix im System gespeichert sein, sodass mittels der vorangehend beschriebenen Bestimmung des Sollstromwerts veränderlichen Gegebenheiten, zum Beispiel infolge Temperaturänderung, Feuchtigkeitsänderung, Alterung oder Verschleiß, unter Umständen nicht ohne weiteres Rechnung getragen werden kann.The setpoint current value is used in servo mode I cmd based on the vehicle position and the adjustment position of the vehicle assembly 11 specified, the static hinge torque also having a frictional torque component and thus hinge friction is taken into account. A frictional torque curve can for example be permanently stored in the system, so that by means of the previously described determination of the target current value, variable conditions, for example as a result of temperature changes, changes in humidity, aging or wear, may not easily be taken into account.

Um eine Korrektur des Sollstromwerts bei veränderlichen Gegebenheiten zu ermöglichen, ist bei dem Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung gemäß 5 eine Korrektureinrichtung 37 vorgesehen, die dazu dient, den von dem Servoregelungsmodul 31 ausgegebenen Sollstromwert mit einem Korrekturwert K so anzupassen, dass einer eventuellen Veränderung von Bedingungen im System Rechnung getragen werden kann und die Stromregelung des Verstellantriebs 21 im Servobetrieb flexibel angepasst werden kann.In order to enable the setpoint current value to be corrected in the case of changing circumstances, the control device is shown in FIG 5 a correction device 37 provided, which is used by the servo control module 31 output target current value with a correction value K to adapt so that a possible change in conditions in the system can be taken into account and the current control of the adjustment drive 21st can be flexibly adapted in servo operation.

Die Korrektureinrichtung 37 weist eine Schalteinrichtung 370 auf, die ein Umschalten zwischen einer Stromregelung und einem Korrekturmodus ermöglicht. Die Korrektur kann hierbei beispielsweise zyklisch erfolgen, sodass im Rahmen der durch das Stromregelungsmodul 34 vorgenommenen Stromregelung zyklisch in einen Korrekturmodus umgeschaltet wird, um im Korrekturmodus einen Korrekturwert K zu bestimmen, der nachfolgend für eine Stromregelung verwendet werden soll.The correction facility 37 has a switching device 370 which enables switching between a current control and a correction mode. The correction can be done cyclically, for example, so that within the scope of the current control module 34 current control carried out is cyclically switched to a correction mode to a correction value in the correction mode K to determine which is to be used subsequently for a current control.

Im Servobetrieb erfolgt, wie vorangehend beschrieben, eine Stromregelung unter Verwendung eines von dem Servoregelungsmodul 31 generierten Sollstromwerts Icmd , der dem Stromregelungsmodul 34 zugeführt wird. Das Stromregelungsmodul 34 regelt eine Stellgröße Ucmd anhand des Sollstromwerts und des tatsächlichen Motorstroms I unter Verwendung einer Pulsweitenmodulation und steuert damit den Verstellantrieb 21 in geregelter Weise an.In the servo mode, as described above, current control takes place using one of the servo control module 31 generated target current value I cmd , the current control module 34 is fed. The current control module 34 controls a manipulated variable U cmd based on the setpoint current value and the actual motor current I. using pulse width modulation and thus controls the adjustment drive 21st in a regulated manner.

Eine solche Stromregelung erfolgt in einer Stromregelungsphase, in der die Schalteinrichtung 370 das Stromregelungsmodul 34 mit dem Verstellantrieb 21 verbindet. Der Sollstromwert kann durch das Servoregelungsmodul 31 hierbei zum Beispiel in getackter Weise erzeugt werden, wobei ein Takt beispielsweise zwischen 1 ms und 5 ms lang sein kann und für jeden Takt ein neuer Sollstromwert abhängig von der gerade gültigen Fahrzeuglage und Verstellposition der Fahrzeugbaugruppe 11 durch das Servoregelungsmodul 31 ausgegeben wird.Such a current regulation takes place in a current regulation phase in which the switching device 370 the current control module 34 with the adjustment drive 21st connects. The target current value can be set by the servo control module 31 in this case, for example, can be generated in a stepped manner, with a cycle being between 1 ms and 5 ms long, for example, and a new target current value for each cycle depending on the currently valid vehicle position and adjustment position of the vehicle assembly 11 through the servo control module 31 is issued.

In der Stromregelungsphase wird die von dem Stromregelungsmodul 34 generierte Stellgröße Ucmd von der Korrektureinrichtung 37 aufgenommen und in einem Speicher 371 gespeichert, wobei der Speicher 371 den jeweils letztgültigen Wert der Stellgröße speichert und vorangehende Werte überschreibt.In the current control phase, the current control module 34 generated manipulated variable U cmd by the correction device 37 recorded and in a memory 371 stored, the memory 371 saves the last valid value of the manipulated variable and overwrites previous values.

Nach einer vorbestimmten Anzahl von Takten in einer Stromregelungsphase, zum Beispiel nach zehn Takten, kann die Schalteinrichtung 370 beispielsweise in die in 5 dargestellte Schaltstellung und somit in eine Korrekturphase umgeschaltet werden und verbindet einen Ausgang des Speichers 371 mit dem Verstellantrieb 21. Über den Speicher 371 wird dem Verstellantrieb 21 somit als Stellgröße nunmehr der zuletzt in dem Speicher 371 gespeicherte Wert, der dem letzten Wert der Stellgröße Ucmd aus der vorangegangenen Stromregelungsphase entspricht, zugeführt, sodass der letzte Wert der Stellgröße Ucmd aus der vorangegangenen Stromregelungsphase eingefroren ist und somit keine weitere Regelung des Motorstroms erfolgt.After a predetermined number of cycles in a current regulation phase, for example after ten cycles, the switching device 370 for example in the in 5 switch position shown and thus switched to a correction phase and connects an output of the memory 371 with the adjustment drive 21st . About the store 371 becomes the adjustment drive 21st thus the manipulated variable now last in the memory 371 stored value, which corresponds to the last value of the manipulated variable U cmd from the previous current control phase , so that the last value of the manipulated variable U cmd from the previous current control phase is frozen and no further control of the motor current takes place.

Weil die Stellgröße somit nicht weiter angepasst wird, ändert sich in der Korrekturphase, die beispielsweise eine vorbestimmte Anzahl von Takten, beispielsweise zwischen einem und fünf Takten, lang sein kann, das Betriebsverhalten des Verstellantriebs 21 bei sich ändernden Gegebenheiten. So kann, bei einer erhöhten Schwergängigkeit, beispielsweise der Motorstrom I steigen und umgekehrt kann die Drehzahl des Verstellantriebs 21 sinken. Dies kann durch die Korrektureinrichtung 37 überwacht werden, wobei anhand sich ändernder Kenngrößen, zum Beispiel anhand des sich ändernden Motorstroms und/oder der sich ändernden Drehzahl ein Korrekturwert K zur Korrektur des Sollstromwerts für eine anschließende Stromregelungsphase bestimmt wird.Because the manipulated variable is therefore not adapted any further, the operating behavior of the adjustment drive changes in the correction phase, which can be a predetermined number of cycles, for example between one and five cycles, for example 21st in changing circumstances. In the event of increased stiffness, for example, the motor current I. The speed of the adjustment drive can increase and vice versa 21st sink. This can be done by the correction facility 37 can be monitored, using changing parameters, for example using the changing motor current and / or the changing speed, a correction value K is determined to correct the target current value for a subsequent current control phase.

Beispielsweise kann, wie in 5 dargestellt, der Motorstrom I überwacht und einer Korrekturwertermittlung 372 zugeführt werden, in der anhand des Motorstroms I der Korrekturwert K bestimmt wird. Der Korrekturwert K kann beispielsweise aus der Differenz des Motorstroms I und des zuletzt gültigen Sollstromwerts ermittelt werden, wobei der Motorstrom I beispielsweise über eine Korrekturphase gemittelt werden kann.For example, as in 5 shown, the motor current I. monitored and a correction value determination 372 are fed in based on the motor current I. the correction value K is determined. The correction value K can, for example, from the difference in the motor current I. and the last valid setpoint current value can be determined, the motor current I. can for example be averaged over a correction phase.

Der Korrekturwert K wird, nach dem erneuten Umschalten in eine Stromregelungsphase, über einen Summierer 373 dem durch das Servoregelungsmodul 31 bereitgestellten Sollstromwert hinzu addiert, sodass der Sollstromwert korrigiert und somit eine Stromregelung im Stromregelungsmodul 34 anhand des korrigierten Sollstromwerts erfolgt.The correction value K is, after switching to a current control phase again, via an adder 373 that by the servo control module 31 provided target current value is added so that the target current value is corrected and thus a current control in the current control module 34 based on the corrected target current value.

Durch das zyklische Schalten zwischen Stromregelungsphasen und Korrekturphasen kann eine Korrektur sukzessive erfolgen, sodass geänderten Bedingungen Rechnung getragen werden kann. Auf diese Weise können Schwergängigkeiten im Betrieb ausgeglichen werden, indem im Servobetrieb ein erhöhtes Drehmoment durch den Verstellantrieb 21 bereitgestellt wird und somit die von einem Nutzer aufzubringende Kraft (oder ein Kraftverlauf) im Servobetrieb unabhängig von sich ändernden Gegebenheiten zumindest näherungsweise gleich bleibt.Due to the cyclical switching between current control phases and correction phases, a correction can be made successively so that changed conditions can be taken into account. In this way, sluggishness during operation can be compensated for by increasing the torque through the adjustment drive in servo operation 21st is provided and thus the force to be applied by a user (or a force curve) in servo operation remains at least approximately the same regardless of changing circumstances.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in anderer Weise verwirklichen.The idea on which the invention is based is not restricted to the exemplary embodiments described above, but can also be implemented in other ways.

Eine Antriebsvorrichtung der beschriebenen Art kann zum Verstellen einer Fahrzeugseitentür, die verschwenkbar um eine Scharnierachse an einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, Verwendung finden. Ebenso kann eine Antriebsvorrichtung unter Anwendung der gleichen Steuerungsprinzipien aber auch für eine Schiebetür, eine Heckklappe oder ein Schiebedach eingesetzt werden.A drive device of the type described can be used to adjust a vehicle side door which is arranged pivotably about a hinge axis on a vehicle body. Likewise, a drive device using the same control principles can also be used for a sliding door, a tailgate or a sliding roof.

Mittels einer Antriebsvorrichtung kann in einem Automatikbetrieb eine drehzahlgeregelte Verstellung einer Fahrzeugbaugruppe erfolgen. In einem Servobetrieb erfolgt demgegenüber eine Kraftunterstützung derart, dass ein Nutzer ein Verstellen mit einer gleichbleibenden oder einer gewünschten Kurve folgenden Nutzerkraft über den Verstellweg der Fahrzeugbaugruppe bewirken kann und somit das Verstellen für einen Nutzer komfortabel und angenehm ist.A speed-controlled adjustment of a vehicle assembly can take place in automatic mode by means of a drive device. In contrast, in servo operation, force assistance takes place in such a way that a user can effect an adjustment with a constant user force or a user force following a desired curve over the adjustment path of the vehicle assembly, and thus the adjustment is comfortable and pleasant for a user.

Ein solcher Servobetrieb kann dabei auch unabhängig von einem Automatikbetrieb zum Einsatz kommen.Such a servo operation can also be used independently of an automatic operation.

Bei der Antriebsvorrichtung kann hierbei in einfacher Weise zwischen einem Automatikgetriebe und einem Servobetrieb umgeschaltet werden.In this case, the drive device can be switched between an automatic transmission and a servo operation in a simple manner.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KraftfahrzeugMotor vehicle
1010
FahrzeugkarosserieVehicle body
1111
Fahrzeugbaugruppe (Fahrzeugtür)Vehicle assembly (vehicle door)
110110
ScharnierachseHinge axis
111111
GriffHandle
22
AntriebsvorrichtungDrive device
2020th
Verstellteil (Fangband)Adjustment part (tether)
200200
GelenkachseJoint axis
2121st
VerstellantriebAdjustment drive
33
SteuereinrichtungControl device
3030th
LastberechnungsmodulLoad calculation module
301-303301-303
SensoreinrichtungSensor device
3131
ServoregelungsmodulServo control module
310310
EreigniserkennungEvent detection
3232
DrehzahlregelungsmodulSpeed control module
320320
DrehzahleingabeSpeed input
3333
SchalteinrichtungSwitching device
330, 331330, 331
SchaltpunktSwitching point
3434
StromregelungsmodulCurrent control module
3535
PWM-EinheitPWM unit
3636
SteuermodulControl module
3737
KorrektureinrichtungCorrection facility
370370
SchalteinrichtungSwitching device
371371
SpeichereinheitStorage unit
372372
KorrekturwertermittlungCorrection value determination
373373
SummiererTotalizer
α1α1
Steigungswinkel der ScharnierachseAngle of slope of the hinge axis
α2α2
FahrzeugsteigungswinkelVehicle pitch angle
β1β1
Neigungswinkel der ScharnierachseAngle of inclination of the hinge axis
β2β2
FahrzeugneigungswinkelVehicle lean angle
ϕϕ
TüröffnungswinkelDoor opening angle
II.
MotorstromMotor current
Icmd I cmd
SollstromwertTarget current value
KK
KorrekturwertCorrection value
nn
Drehzahlnumber of revolutions
OO
ÖffnungsrichtungOpening direction
SPSP
TürschwerpunktDoor center of gravity
UBat U Bat
BatteriespannungBattery voltage
xSP x SP
Abstand Schwenkachse-TürschwerpunktDistance between pivot axis and door center of gravity
XX
FahrzeuglängsachseVehicle longitudinal axis
YY
FahrzeugquerachseVehicle transverse axis
ZZ
FahrzeugvertikalachseVehicle vertical axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015215627 A1 [0009, 0053, 0054]DE 102015215627 A1 [0009, 0053, 0054]

Claims (15)

Antriebsvorrichtung (2) zum Verstellen einer Fahrzeugbaugruppe (11), mit einem elektromotorischen Verstellantrieb (21) zum Verstellen der Fahrzeugbaugruppe (11) und einer Steuereinrichtung (3) zum Steuern des Verstellantriebs (21), wobei die Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist, den Verstellantrieb (21) in einem Servobetrieb zum Bereitstellen einer unterstützenden Kraft bei einer manuellen Verstellung der Fahrzeugbaugruppe (11) durch einen Nutzer anzusteuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) ein Stromregelungsmodul (34) zum Regeln eines Stroms des Verstellantriebs (21) anhand eines Sollstromwerts und eine Korrektureinrichtung (37) zum Korrigieren des Sollstromwerts aufweist, wobei das Stromregelungsmodul (34) ausgebildet ist, in einer Stromregelungsphase eine erste Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs (21) auszugeben, und wobei die Korrektureinrichtung (37) ausgebildet ist, in einer Korrekturphase eine zweite Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs (21) auszugeben und einen Korrekturwert (K) zum Korrigieren des Sollstromwerts anhand zumindest einer in der Korrekturphase erhaltenen Kenngröße des Verstellantriebs (21) zu berechnen.Drive device (2) for adjusting a vehicle assembly (11), with an electromotive adjustment drive (21) for adjusting the vehicle assembly (11) and a control device (3) for controlling the adjustment drive (21), the control device (3) being designed to Controlling adjustment drive (21) in servo mode for providing a supporting force during manual adjustment of the vehicle assembly (11) by a user, characterized in that the control device (3) uses a current control module (34) for regulating a current of the adjustment drive (21) a setpoint current value and a correction device (37) for correcting the setpoint current value, the current control module (34) being designed to output a first manipulated variable for controlling the adjusting drive (21) in a current control phase, and the correction device (37) being designed in a Correction phase, a second manipulated variable to control the adjustment drive s (21) and to calculate a correction value (K) for correcting the setpoint current value on the basis of at least one parameter of the adjustment drive (21) obtained in the correction phase. Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine in der Korrekturphase erhaltene Kenngröße ein sich ergebender Motorstrom (I) und/oder eine Drehzahl (n) des Verstellantriebs (21) ist.Drive device (2) after Claim 1 , characterized in that the at least one parameter obtained in the correction phase is a resulting motor current (I) and / or a speed (n) of the adjustment drive (21). Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist, zyklisch zwischen der Stromregelungsphase und der Korrekturphase umzuschalten.Drive device (2) after Claim 1 or 2 , characterized in that the control device (3) is designed to switch cyclically between the current regulation phase and the correction phase. Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromregelungsmodul (34) ausgebildet ist, in der Stromregelungsphase den Strom des Verstellantriebs (21) anhand des zugeführten Sollstromwerts und des sich ergebenden, tatsächlichen Motorstroms (I) zu regeln.Drive device (2) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the current control module (34) is designed to regulate the current of the adjustment drive (21) in the current control phase based on the supplied setpoint current value and the resulting, actual motor current (I). Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung (37) ausgebildet ist, in der Stromregelungsphase die von dem Stromregelungsmodul (34) erzeugte, erste Stellgröße in einem Speicher (371) zu speichern.Drive device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the correction device (37) is designed to store the first manipulated variable generated by the current control module (34) in a memory (371) in the current control phase. Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung (37) ausgebildet ist, in der Korrekturphase als zweite Stellgröße einen in einer vorherigen Stromregelungsphase gespeicherten Wert der ersten Stellgröße zum Ansteuern des Verstellantriebs (21) auszugeben.Drive device (2) after Claim 5 , characterized in that the correction device (37) is designed to output, in the correction phase, as a second manipulated variable a value of the first manipulated variable stored in a previous current regulation phase for controlling the adjusting drive (21). Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektureinrichtung (37) ausgebildet ist, den in der Korrekturphase bestimmten Korrekturwert in einer anschließenden Stromreglungsphase mit dem Sollstromwert zu kombinieren.Drive device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the correction device (37) is designed to combine the correction value determined in the correction phase with the target current value in a subsequent current regulation phase. Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) ein Servoregelungsmodul (31) zum Bestimmen des Sollstromwerts in Abhängigkeit von einer an der Fahrzeugbaugruppe (11) wirkenden Last aufweist.Drive device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (3) has a servo control module (31) for determining the setpoint current value as a function of a load acting on the vehicle assembly (11). Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) ein Lastberechnungsmodul (30) aufweist, das ausgebildet ist, eine an der Fahrzeugbaugruppe (11) wirkende Last in Abhängigkeit von einem um eine Fahrzeuglängsachse (X) gemessenen Neigungswinkel (β2) des Fahrzeugs (1), einem um die Fahrzeuglängsachse (X) gemessenen Neigungswinkel (β1) einer Scharnierachse (110) der Fahrzeugbaugruppe (11), einem um eine Fahrzeugquerachse (Y) gemessenen Steigungswinkel (α2) des Fahrzeugs (1), einem um die Fahrzeugquerachse (Y) gemessenen Steigungswinkel (α1) der Scharnierachse (110) der Fahrzeugbaugruppe (11) und/oder einem Öffnungswinkel (ϕ) der Fahrzeugbaugruppe (11) zu bestimmen.Drive device (2) after Claim 8 , characterized in that the control device (3) has a load calculation module (30) which is designed to apply a load acting on the vehicle assembly (11) as a function of an angle of inclination (β2) of the vehicle (1) measured about a vehicle longitudinal axis (X) , an angle of inclination (β1) of a hinge axis (110) of the vehicle assembly (11) measured about the vehicle longitudinal axis (X), an angle of inclination (α2) of the vehicle (1) measured about a vehicle transverse axis (Y), and one measured about the vehicle transverse axis (Y) To determine the slope angle (α1) of the hinge axis (110) of the vehicle assembly (11) and / or an opening angle (ϕ) of the vehicle assembly (11). Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Servoregelungsmodul (31) ausgebildet ist, anhand der an der Fahrzeugbaugruppe (11) wirkenden Last und eines von einem Nutzer aufzubringenden Zielkraftwerts ein durch den Verstellantrieb (21) bereitzustellendes Solldrehmoment zu bestimmen.Drive device (2) after Claim 8 or 9 characterized in that the servo control module (31) is designed to determine a target torque to be provided by the adjustment drive (21) based on the load acting on the vehicle assembly (11) and a target force value to be applied by a user. Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Fahrzeugbaugruppe (11) wirkenden Last bestimmt wird anhand eines um eine Scharnierachse (110) der Fahrzeugbaugruppe (11) wirkenden, statischen Scharniermoments und eines um die Scharnierachse (110) der Fahrzeugbaugruppe (11) wirkenden, dynamischen Scharniermoments.Drive device (2) after Claim 10 , characterized in that the load acting on the vehicle assembly (11) is determined on the basis of a static hinge moment acting about a hinge axis (110) of the vehicle assembly (11) and a dynamic hinge moment acting about the hinge axis (110) of the vehicle assembly (11) . Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Solldrehmoment durch eine Drehmomentbilanz des statischen Scharniermoments, des dynamischen Scharniermoments und eines sich aus dem Zielkraftwert ergebenden Nutzermoments bestimmt wird zu M S o l l _ S c h a r n i e r = M S c h a r n i e r _ s t a t + M S c h a r n i e r _ d y n M u s e r ,
Figure DE102019211720A1_0009
wobei MSoll_scharnier das Solldrehmoment, MScharnier_stat das statische Scharniermoment, MScharnier_dyn das dynamische Scharniermoment und Muser das Nutzermoment angibt.
Drive device (2) after Claim 11 , characterized in that the target torque is determined by a torque balance of the static hinge torque, the dynamic hinge torque and a user torque resulting from the target force value M. S. O l l _ S. c H a r n i e r = M. S. c H a r n i e r _ s t a t + M. S. c H a r n i e r _ d y n - M. u s e r ,
Figure DE102019211720A1_0009
where M Soll_scharnier the target torque , M Scharnier_stat the static hinge torque , M Scharnier_dyn the dynamic hinge torque and M user the user torque.
Antriebsvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Servoregelungsmodul (31) ausgebildet ist, anhand des durch den Verstellantrieb (21) bereitzustellenden Solldrehmoments einen Sollstromwert zu bestimmen.Drive device (2) according to one of the Claims 10 to 12 , characterized in that the servo control module (31) is designed to determine a target current value based on the target torque to be provided by the adjusting drive (21). Antriebsvorrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) ausgebildet ist, den Verstellantrieb (21) in einem Automatikbetrieb zum Verstellen der Fahrzeugbaugruppe (11) mit einer vorbestimmten Drehzahl anzusteuern, wobei die Steuereinrichtung (3) ein Drehzahlregelungsmodul (32) zum Bestimmen eines Sollstromwerts in Abhängigkeit von einer Drehzahl (n) des Verstellantriebs (21) aufweist, wobei das Stromregelungsmodul (34) ausgebildet ist, den Strom des Verstellantriebs (21) in dem Automatikbetrieb anhand des von dem Drehzahlregelungsmodul (32) zugeführten Sollstromwerts zu regeln.Drive device (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (3) is designed to control the adjustment drive (21) in an automatic mode for adjusting the vehicle assembly (11) at a predetermined speed, the control device (3) on Speed control module (32) for determining a setpoint current value as a function of a speed (n) of the adjustment drive (21), the current control module (34) being designed to determine the current of the adjustment drive (21) in automatic mode based on the speed control module (32) supplied setpoint current value. Antriebsvorrichtung (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (3) eine Schalteinrichtung (33) aufweist, die zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung schaltbar ist, wobei in der ersten Schaltstellung das Drehzahlregelungsmodul (32) mit dem Stromregelungsmodul (34) und in der zweiten Schaltstellung das Servoregelungsmodul (31) mit dem Stromregelungsmodul (34) verbunden ist.Drive device (2) after Claim 14 , characterized in that the control device (3) has a switching device (33) which can be switched between a first switching position and a second switching position, the speed control module (32) with the current control module (34) in the first switching position and in the second switching position the servo control module (31) is connected to the current control module (34).
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