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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Steuergerät zum Steuern eines Schließvorgangs eines Schließelements eines Kraftwagens.
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Aus der
DE 10 2017 211 483 A1 ist bereits eine Steuereinheit für eine automatische Klappe und/oder Tür bekannt, wobei die Klappe und/oder Tür durch zumindest einen Aktuator automatisch von einer geöffneten Lage in eine geschlossene Lage überführt werden kann. Dabei ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Geschwindigkeitsinformation in Bezug auf eine Schließgeschwindigkeit der Klappe und/oder Tür bei einem ersten Schließvorgang zu ermitteln und den Aktuator bei einem nachfolgenden zweiten Schließvorgang in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsinformation bezüglich des ersten Schließvorgangs anzusteuern. Die Steuereinheit ermöglicht es, eine Schließgeschwindigkeit der Klappe zu erlernen, um für jede Klappe individuell eine optimale Schließgeschwindigkeit bereitzustellen. Hierbei kann die Schließgeschwindigkeit für den zweiten Schließvorgang in Abhängigkeit von dem Überprüfen der Geschwindigkeit des ersten Schließvorgangs und/oder in Abhängigkeit von einem Vergleich der Schließdauer mit einer maximalen Schließdauer angepasst werden.
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Überdies offenbart die
DE 10 2007 056 228 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Korrektur von temperaturabhängigen Änderungen von mechanischen Eigenschaften eines beweglichen Schließteils eines Fahrzeugs. Hierbei wird offenbart, dass ein Algorithmus einer Schließkraftbegrenzung auf einem Vergleich eines unter Verwendung von Hallsensorimpulsen oder unter Verwendung einer Motorstrommessung errechneten Schließkraftverlaufs mit einem Referenzkraftverlauf verglichen werden kann. Dieser Referenzkraftverlauf kann im Allgemeinen im Rahmen einer Fertigung des jeweiligen Fahrzeugs durch eine Einmessung während eines Schließvorgangs ermittelt und in einem Speicher des Fahrzeugs hinterlegt werden. Aus dem Motorstrom oder der Motordrehzahl und einer Motorspannung kann eine Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Hubposition erfasst und in Form einer Referenzkennlinie in einer Speichervorrichtung des Fahrzeugs hinterlegt werden. Für unterschiedliche Umgebungstemperaturen können unterschiedliche Referenzkennlinien erstellt werden. Die jeweiligen Referenzkennlinien können aktualisiert werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Steuergerät zum Steuern eines Schließvorgangs eines Schließelements eines Kraftwagens zu schaffen, welche ein besonders sicheres Schließen des Schließelements, insbesondere ein Verrasten des Schließelements bei einer besonders geringen Beschädigungsgefahr für das Schließelement sicherstellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren sowie durch ein Steuergerät zum Steuern eines Schließvorgangs eines Schließelements eines Kraftwagens mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Schließvorgangs eines Schließelements eines Kraftwagens, bei welchem das Schließelement mittels einer elektrischen Antriebseinrichtung in Abhängigkeit von einer Steuerkennlinie gesteuert wird. Das bedeutet, dass mittels der Antriebseinrichtung das Schließelement über die Steuerkennlinie gesteuert wird. Bei der elektrischen Antriebseinrichtung handelt es sich insbesondere um einen elektrischen Motor, mittels welchem das Schließelement von der Offenstellung in die Schließstellung verstellbar ist. Bei dem Verfahren ist es des Weiteren vorgesehen, dass eine Ist-Kennlinie des Schließvorgangs aufgenommen und ausgewertet wird. Hierbei ist es vorgesehen, dass anhand der Ist-Kennlinie eine Geschwindigkeitsänderung des Schließelements während des Schließvorgangs ermittelt wird. Weiterhin ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass in Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeitsänderung die Steuerkennlinie angepasst wird. Hierfür wird die Ist-Kennlinie mit der Soll-Kennlinie verglichen und in Abhängigkeit von dem Vergleich wird die Steuerkennlinie angepasst. Das bedeutet, dass bei dem Verfahren überprüft wird ob ein durch die Ist-Kennlinie dargestellter Geschwindigkeitsverlauf des Schließvorgangs des Schließelements innerhalb einer definierten und vorgegebenen Toleranz mit der Soll-Kennlinie für den Verlauf der Geschwindigkeitsänderung übereinstimmt. Insbesondere kurz vor einem Anordnen des Schließelements in dessen Schließstellung, in welcher mittels des Schließelements beispielsweise eine Öffnung des Kraftwagens verschlossen ist, ist das Schließelement in seiner Geschwindigkeit abzubremsen um eine Beschädigungsgefahr des Schließelements beim Anordnen in dessen Schließstellung und somit beispielsweise beim Verschließen der Öffnung besonders gering zu halten. Darüber hinaus ist sicher zu stellen, dass das Schließelement eine ausreichende Geschwindigkeit aufweist um die Schließstellung zu erreichen und insbesondere in der Schließstellung die Öffnung des Kraftwagens sicher zu verschließen. Darüber hinaus ist es vorgesehen, dass bei dem Schließvorgang des Schließelements das Schließelement besonders schnell von einer Offenstellung in die Schließstellung verstellt wird, sodass das Schließelement mit einer besonders hohen Geschwindigkeit mit einer ersten Geschwindigkeit von der Offenstellung in Richtung der Schließstellung bewegt wird und in einem definierten Zeitintervall beziehungsweise während eines definierten zurückzulegenden Wegs vor dem Erreichen der Schließstellung das Schließelement mit einer im Vergleich zur ersten Geschwindigkeit kleineren zweiten Geschwindigkeit bewegt und somit abgebremst wird. Insbesondere kann das Schließelement kontinuierlich bei dessen Zubewegen auf die Schließstellung abgebremst werden um eine Kollisionsgefahr des Schließelements mit einem Bauteil des Kraftwagens besonders gering zu halten. Über das Untersuchen der Geschwindigkeitsänderung anhand des Vergleichs der Ist-Kennlinie mit der Soll-Kennlinie kann überprüft werden, ob ein Abbremsen des Schließelements beim Verstellen von der Offenstellung in die Schließstellung ausreichend oder zu stark oder zu schwach ist. Insbesondere kann diese Steuerkennlinie vor einem ersten Schließvorgang des Schließelements vorgegeben werden und mit jedem weiteren Schließvorgang des Schließelements Steuerkennlinie in Abhängigkeit von einer Abweichung zu der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie und somit einem Vergleich zwischen der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie angepasst werden. Liegt eine Abweichung der Ist-Kennlinie zu der Soll-Kennlinie außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs, dann wird die Steuerkennlinie modifiziert. Liegt eine Abweichung zwischen der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs, dann bleibt die Steuerkennlinie unverändert. Hierdurch kann beim Betreiben des Schließelements des Kraftwagens die Steuerkennlinie besonders vorteilhaft laufend optimiert werden. Das Verfahren ermöglicht, dass der Schließvorgang des Schließelements für jedes Schließelement eines jeweiligen Kraftwagens individuell optimiert werden kann.
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In einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn als Soll-Kennlinie ein mit einer vorgegebenen Mindeststeigung in einem definierten Zeitintervall fallender Motorstrom vorgegeben wird. Über den mit der vorgegebenen Mindeststeigung in dem definierten Zeitintervall fallenden Motorstrom kann das Abbremsen des Schließelements vorgegeben werden, insbesondere unmittelbar vor einem Anordnen des Schließelements in der Schließstellung. Über die Mindeststeigung kann eine Abbremsgeschwindigkeit für das Schließelement vorgegeben werden. Der fallende Motorstrom initiiert eine sich verlangsamende Geschwindigkeit des Schließelements bei dessen Verstellung von der Offenstellung in die Schließstellung. Über den Motorstrom ist die Geschwindigkeitsänderung besonders einfach ermittelbar und überprüfbar.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn eine feste Motorstromkennlinie aufgenommen und zum Erhalten der Ist-Kennlinie mittels eines Tiefpassfilters gefiltert wird. Der Tiefpassfilter weist insbesondere eine Grenzfrequenz von ca. 50 Hz und eine Flankensteilheit von ca. 24 dB auf. Der Tiefpassfilter ermöglicht, dass ein Rauschen beim Aufnehmen der Motorstromkennlinie eliminiert werden kann.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als Soll-Kennlinie eine in einem definierten Zeitintervall auftretende Änderung einer Motordrehzahl mit einer vorgegebenen Mindestdrehzahländerung vorgegeben wird. Über die Änderung der Motordrehzahl kann auf die Geschwindigkeitsänderung des Schließelements geschlossen werden. Das bedeutet, dass der Änderung der Motordrehzahl die Geschwindigkeitsänderung des Schließelements während des Schließvorgangs ermittelt wird. Insbesondere korreliert die Motordrehzahl direkt mit einer Geschwindigkeit des Schließelements bei dem Schließvorgang. Die Motordrehzahl ist insbesondere besonders einfach ermittelbar und über die Motordrehzahl ist somit besonders einfach die Geschwindigkeit des Schließelements ermittelbar. Darüber hinaus ist über die Änderung der Motordrehzahl besonders einfach eine sich ändernde Geschwindigkeit des Schließelements während des Schließvorgangs überprüfbar.
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Es hat sich in diesem Zusammenhang als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn für das Aufnehmen der Ist-Kennlinie ein zeitlicher Abstand zwischen von einem Hallsensor zu empfangenden, eine jeweilige Motorumdrehung charakterisierenden Sensorsignalen ermittelt wird und in Abhängigkeit von dem jeweiligen zeitlichen Abstand die Ist-Kennlinie erstellt wird. Insbesondere kann der Hallsensor für jede Motorumdrehung bei einer bestimmten Motorposition ein Sensorsignal bereitstellen, wobei über einen jeweiligen zeitlichen Abstand zwischen den Sensorsignalen eine Drehgeschwindigkeit des Motors als Motordrehzahl ermittelbar ist. Der wenigstens eine Hallsensor ermöglicht ein besonders einfaches und präzises Ermitteln einer jeweiligen Motordrehzahl des Motors. Als Ist-Kennlinie können somit jeweilige Motorumdrehungen über die Zeit aufgetragen werden, wobei über eine Änderung der Motordrehzahl besonders einfach die Geschwindigkeitsänderung des Schließelements ermittelbar ist.
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Es hat sich in einer Weiterbildung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das definierte Zeitintervall weniger als 600 Millisekunden, insbesondere weniger als 400 Millisekunden, insbesondere weniger als 300 Millisekunden vor einem Anordnen des Schließelements in dessen Schließstellung bis zu dem Anordnen des Schließelements in der Schließstellung beträgt. Das bedeutet, dass die Ist-Kennlinie insbesondere für das Zeitintervall der letzten 600 Millisekunden, insbesondere der letzten 400 Millisekunden insbesondere der letzten 300 Millisekunden vor einem Erreichen der Schließstellung durch das Schließelement mit der Soll-Kennlinie überprüft werden. Insbesondere innerhalb der letzten 500 Millisekunden, insbesondere der letzten 400 Millisekunden, insbesondere der letzten 300 Millisekunden vor dem Erreichen der Schließstellung durch das Schließelement hat das Schließelement eine vorgegebene Geschwindigkeitsänderung und somit ein vorgegebenes Abbremsen zu erfahren um ein sicheres Verrasten des Schließelements in der Schließstellung sicherzustellen bei einer besonders geringen Beschädigungsgefahr für das Schließelement beim Verrasten in der Schließstellung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Steuerkennlinie für einen definierten Temperaturbereich und/oder eine definierte Bordnetzspannung und/oder eine definierte Standzeit des Kraftwagens und/oder eine definierte Lebensdauer des Kraftwagens und/oder einen definierten Öffnungszustand des Schließelements und/oder einen definierten Öffnungszustand eines weiteren Schließelements des Kraftwagens und/oder eine Verweildauer des Schließelements in der Offenstellung oder in der Schließstellung innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums vor dem Schließvorgang, insbesondere unmittelbar vor dem Schließvorgang, vorgegeben wird. Bei dem weiteren Schließelement kann es sich insbesondere um ein Fenster oder um eine Fahrzeugtür oder um eine Heckklappe des Kraftwagens handeln. Durch das Vorgeben der Steuerkennliniefür jeweilige Parameter wie den definierten Temperaturbereich und/oder die definierte Bordnetzspannung und/oder die definierte Standzeit und/oder die definierte Lebensdauer und/oder den definierten Öffnungszustand des Schließelements und/oder einen definierten Öffnungszustand eines weiteren Schließelements des Kraftwagens und/oder eine Verweildauer des Schließelements in der Offenstellung oder in der Schließstellung innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums vor dem Schließvorgang, kann der Schließvorgang besonders vorteilhaft an den jeweiligen Wert des Parameters angepasst werden. Hierdurch kann für den jeweiligen Wert des Parameters der Schließvorgang optimiert werden, wodurch das sichere Verrasten des Schließelements für jeden Wert des Parameters bei einer besonders geringen Beschädigungsgefahr für das Schließelement beim Verrasten erreicht werden kann. Dies bedeutet, dass für den jeweiligen Schließvorgang der jeweilige Wert des wenigstens einen Parameters ermittelt wird und die diesen Wert des Parameters zugeordnete Steuerkennlinieausgewählt wird. Für jeden Wert des jeweiligen Parameters kann somit der Schließvorgang optimiert werden, wodurch der Schließvorgang für jeden Werten jedes betrachteten Parameters besonders sicher durchgeführt werden kann.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Verfahren bei einer Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs und bei einem Betreiben des Kraftwagens durchgeführt wird. Das bedeutet, dass das Verfahren bei einem ersten Schließvorgang des Schließelements durchgeführt wird und bei wenigstens einem weiteren Schließvorgang des Schließelements bei einem Betrieb des Kraftwagens, insbesondere bei sämtlichen weiteren Schließvorgängen des Schließelements beim Betrieb des Kraftwagens. Hierdurch kann der Schließvorgang, insbesondere die Steuerkennlinielaufend bei einem Betrieb des Kraftwagens optimiert werden. Die Steuerkennlinie kann somit an spezifische Eigenschaften des Schließelement aufweisenden Kraftwagens angepasst werden und somit für den jeweiligen Kraftwagen individualisiert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schließelement mittels der elektrischen Antriebseinrichtung, insbesondere dem elektrischen Motor in Abhängigkeit von der Steuerkennlinieüber eine Pulsweitenmodulation gesteuert wird. Das bedeutet, dass die Pulsweitenmodulation als Stellgröße für den Schließvorgang des Schließelements dient. Hierbei kann beispielsweise ein Regelalgorithmus vorgesehen sein, bei welchem Stromdaten des Motorstroms, insbesondere ein Verlauf des Motorstroms und/oder Hallsensordaten des wenigstens einen Hallsensors als Eingangsgrößen, die Ist-Kennlinie als Zielgröße und die Pulsweitenmodulation als Stellgröße verwendet werden. Über die Pulsweitenmodulation ist das Schließelement mittels des Motors besonders präzise steuerbar.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Steuergerät zum Steuern eines Schließvorgangs eines Schließelements eines Kraftwagens. Das Steuergerät ist dazu eingerichtet, ein Verfahren wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben worden ist, auszuführen. Das Steuergerät umfasst eine Steuereinrichtung, mittels welcher eine elektrische Antriebseinrichtung, insbesondere ein elektrischer Motor in Abhängigkeit von einer Steuerkennlinieansteuerbar ist, wodurch das Schließelement von einer Offenstellung in eine Schließstellung verstellbar ist. Das Steuergerät umfasst des Weiteren eine Speichereinrichtung, in welcher die Steuerkennlinie und wenigstens eine Soll-Kennlinie hinterlegt ist. Überdies weist das Steuergerät eine Erfassungseinrichtung auf, mittels welcher eine Ist-Kennlinie des Schließvorgangs aufnehmbar ist. Darüber hinaus umfasst das Steuergerät eine Analayseeinrichtung, mittels welcher die Ist-Kennlinie auswertbar ist, wobei anhand der Ist-Kennlinie eine Geschwindigkeitsänderung des Schließelements während des Schließvorgangs ermittelbar ist und mittels welcher in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie die Steuerkennlinie anpassbar ist. Somit ist die Steuerkennlinie in Abhängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeitsänderung anpassbar. Mittels des Steuergeräts ist somit zum einen das Schließelement steuerbar und zum anderen ist mittels des Steuergeräts die Steuerkennlinie in Abhängigkeit von welcher das Schließelement steuerbar ist während eines Betriebs des Kraftwagens optimierbar, wodurch die Steuerkennlinie an das Schließelement sowie an dem Kraftwagen individualisiert anpassbar ist.
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Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Stahlgrads anzusehen und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die weiteren Vorteile und vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Steuergeräts hier nicht noch einmal beschrieben.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Steuern eines Schließvorgangs eines Schließelements eines Kraftwagens bei welchem ein Schließvorgang des Schließelements des Kraftwagens anhand einer Steuerkennlinie durchgeführt wird und die Steuerkennlinie in Abhängigkeit von einer im Rahmen des Schließvorgangs ermittelten Ist-Kennlinie angepasst wird; und
- 2 ein schematischer Graph einer Motorstromlinie eines Motors, mittels welchem das Schließelement bei dem Schließvorgang antreibbar ist, jeweilige Sensorsignale eines jeweiligen Berührsensoren, mittels welchem ein Verrasten des Schließelements in dessen Schließstellung ermittelbar ist, ein Sensorsignal eines Hallsensors, mittels welchem jeweilige Motorumdrehungen des Schließelement antreibenden Motors anzeigbar sind sowie eine mittels eines Beschleunigungssensors ermittelte Beschleunigung des Schließelements über den Schließvorgang.
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In 1 ist ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Steuern eines Schließvorgangs eines Schließelements eines Kraftwagens gezeigt. Bei dem Schließelement handelt es sich insbesondere um eine Heckklappe oder um eine Fahrzeugtür des Kraftwagens. Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt V1 eine Soll-Kennlinie vorgegeben wird. Die vorgegebene Soll-Kennlinie beschreibt einen Verlauf einer Kenngröße während des Schließvorgangs des Schließelements von einer Offenstellung in eine Schließstellung. Hierbei kann die Soll-Kennlinie für die Kenngröße in Abhängigkeit von einem detaillierten Parameter vorgegeben werden. Hierbei kann die Soll-Kennlinie für jeden Parameterwert des jeweiligen Parameters einen gleichen abstrakten Verlauf bei zueinander unterschiedlichen konkreten Werten für die Kenngröße aufweisen. Als Parameter kann die Soll-Kennlinie somit insbesondere für jeweilige unterschiedliche Temperaturbereiche als unterschiedliche Parameterwerte des Parameters Temperatur und/oder als jeweilige definierte Bordnetzspannungen als Parameterwerte für den Parameterbordnetzspannung und/oder für unterschiedliche definierte Standzeiten als Parameterwerte für die Parameterstandzeit des Kraftwagens und/oder für unterschiedliche definierte Lebensdauern des Kraftwagens als Parameterwerte für die Parameterlebensdauer des Kraftwagens und/oder für unterschiedliche definierte Öffnungszustände beziehungsweise Stellungen des Schließelements als Parameterwerte für die Parameterstellung des Schließelements vorgegeben werden. Für jeden dieser Parameter kann die Soll-Kennlinie für eine jeweilige Kenngröße abstrakt einen gleichen Verlauf vorgeben. Dabei kann die Soll-Kennlinie über jeden Parameterwert der jeweiligen Parameter unterschiedliche konkrete Werte der jeweiligen Kenngröße vorgeben. Insbesondere kann ein abstrakter Verlauf der Soll-Kennlinie hinsichtlich einer Steigung und/oder einer Senkung und/oder eines Plateaus vorgegeben sein.
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Bei der Kenngröße handelt es sich vorliegend um eine Motordrehzahl und/oder um einen Motorstrom 1 eines Motors, mittels welchem das Schließelement für ein Verstellen des Schließelements von dem Offenzustand in den Schließzustand antreibbar ist. Als Kenngröße kann somit der Motorstrom 1 in einem Zeitverlauf 2 des Schließvorgangs vorgegeben und/oder geöffnet werden. Somit kann mittels des Motors das Schließelement in Abhängigkeit von der für den Motorstrom 1 vorgegebenen Soll-Kennlinie im zweiten Verfahrensschritt V2 anhand einer Steuerkennlinie gesteuert werden. Alternativ handelt es sich bei der Kenngröße um die Motordrehzahl des Motors, welcher anhand von über die Zeit empfangenen Sensorsignalen 3 wenigstens eines Hallsensors des Kraftwagens ermittelbar ist. Mittels des wenigstens einen Hallsensors ist für jede ganze beziehungsweise jede halbe Motorumdrehung des Motors jeweils ein Sensorsignal 3 bereitstellbar. Über einen jeweiligen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden von dem Hallsensor empfangenen beziehungsweise bereitgestellten Sensorsignalen 3 kann somit die Motordrehzahl des Motors ermittelt werden. Über eine Vielzahl an zeitlich aufeinanderfolgend empfangenen Sensorsignalen 3 des Hallsensors kann ein zeitlicher Verlauf der Motordrehzahl des Motors betrachtet werden.
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In einem dritten Verfahrensschritt V3 wird über den Schließvorgang eine Ist-Kennlinie für die jeweilige Kenngröße ermittelt. Das bedeutet, dass die wenigstens eine Kenngröße über den Schließvorgang gemessen beziehungsweise ermittelt wird und als Ist-Kennlinie hinterlegt wird. Hierbei können jeweilige während des Schließvorgangs des Schließelements ermittelte Werte der bertrachteten Kenngröße mittels eines Tiefpassfilters gefiltert und aus den gefilterten Werten der Kenngröße die Ist-Kennlinie erstellt werden. Der Tiefpassfilter ermöglicht, dass ein Rauschen der Ist-Kennlinie für die jeweilige Kenngröße besonders geringgehalten werden kann.
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In einem vierten Verfahrensschritt V4 wird die vorgegebene Soll-Kennlinie mit der ermittelten Ist-Kennlinie für die wenigstens eine Kenngröße verglichen. Bei dem Vergleich wird insbesondere eine Abweichung der Ist-Kennlinie von der Soll-Kennlinie ermittelt. Hierbei wird ermittelt, ob die ermittelte Abweichung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs oder außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.
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In einem fünften Verfahrensschritt V5 wird die Steuerkennlinie angepasst, wenn die im Vergleich ermittelte Abweichung zwischen der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie außerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs liegt. Liegt die im Rahmen des Vergleichs im vierten Verfahrensschritt V4 ermittelte Abweichung zwischen der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs, dann unterbleibt im fünften Verfahrensschritt V5 eine Anpassung der Steuerkennlinie. Das bedeutet, dass die Steuerkennlinie unverändert bleibt. Die im fünften Verfahrensschritt V5 festgelegte angepasste oder unveränderte Steuerkennlinie wird in einem auf den fünften Verfahrensschritt V5 folgenden weiteren ersten Verfahrensschritt V1 für einen weiteren Schließvorgang des Schließelements bereitgestellt. Auf den vorherigen Schließvorgang direkt folgenden weiteren Schließvorgang wird das Verfahren mit der in dem fünften Verfahrensschritt V5 des vorherigen Schließvorgangs bereitgestellten Steuerkennlinie als Steuerkennlinie durchgeführt. Über ein Durchführen mehrerer aufeinanderfolgender Schließvorgänge kann somit die Steuerkennlinie besonders einfach optimiert werden. Insbesondere kann bei einer Inbetriebnahme des Kraftwagens die Steuerkennlinie eine standardisierte Steuerkennlinie für einen ersten Schließvorgang des Schließelements vorgegeben werden. Bei einem weiteren Betrieb des Kraftwagens und insbesondere bei weiteren auf den ersten Schließvorgang folgenden Schließvorgängen des Schließelements kann die Steuerkennlinie durch das mehrmalige Durchführen des Verfahrens optimiert werden, indem die Steuerkennlinie individuell an das Schließelement beziehungsweise den Kraftwagen angepasst wird.
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Das beschriebene Verfahren ist insbesondere mittels eines Steuergeräts durchführbar, welches eine Steuereinrichtung, eine Speichereinrichtung, eine Erfassungseinrichtung sowie eine Analyseeinrichtung umfasst. Mittels der Speichereinrichtung kann in einem ersten Verfahrensschritt V1 die Steuerkennlinie bereitgestellt werden. Des Weiteren kann die Soll-Kennlinie in der Speichereinrichtung hinterlegt sein. Darüber hinaus kann in dem fünften Verfahrensschritt V5 die angepasste Steuerkennlinie in der Speichereinrichtung hinterlegt werden. Mittels der Steuereinrichtung ist in dem zweiten Verfahrensschritt V2 der Schließvorgang des Schließelements in Abhängigkeit von der vorgegebenen Steuerkennlinie steuerbar. Mittels der Erfassungseinrichtung ist in dem dritten Verfahrensschritt V3 die Ist-Kennlinie ermittelbar. Mittels der Analyseeinrichtung ist in dem vierten Verfahrensschritt V4 die Ist-Kennlinie mit der Soll-Kennlinie vergleichbar, wobei die Abweichung zwischen der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie ermittelt und bewertet werden kann. Mittels der Analyseeinrichtung kann darüber hinaus die Steuerkennlinie in Abhängigkeit von dem Vergleich angepasst werden. Das Schließelement kann mittels des Motors in dem zweiten Verfahrensschritt V2 in Abhängigkeit von der Steuerkennlinie über eine Pulsweitenmodulation gesteuert werden.
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Wie bereits erläutert worden ist, kann für die jeweilige Kennlinie die jeweilige Kenngröße als Soll-Kennlinie der abstrakte Verlauf der Kenngröße vorgegeben werden. Um ein besonders sicheres Verrasten des Schließelements in dessen Schließstellung sicherzustellen, ist es vorgesehen, dass über die jeweilige Soll-Kennlinie ein Verlauf für die jeweilige Kenngröße vorgegeben wird, welche eine definierte Geschwindigkeitsänderung des Schließelements in einem definierten Zeitintervall vor dem Verrasten in dessen Schließposition charakterisiert. Hierbei kann das definierte Zeitintervall eine Zeitspanne von wenigstens 600 Millisekunden, insbesondere höchsten 400 Millisekunde, insbesondere höchstens 300 Millisekunden vor einem Erreichen der Schließstellung durch das Schließelement charakterisieren. Das bedeutet, dass das Schließelement in dem definierten Zeitintervall die vorgegebene, durch die Soll-Kennlinie der jeweiligen Kenngröße charakterisierte Geschwindigkeitsänderung zu durchlaufen hat, um in der Schließstellung sicher zu verrasten, wodurch ein sicheres Schließen des Schließelements erreicht werden kann. Insbesondere ist durch die Soll-Kennlinie vorgegeben, dass innerhalb des definierten Zeitintervalls das Schließelement innerhalb eines vorgegebenen Zeitrahmens in seiner Geschwindigkeit um einen vorgegebenen Wert zu reduzieren und somit abzubremsen ist, wobei ein Abbremsverlauf der Abbremsung über die vorgegebene Geschwindigkeitsänderung präzise vorgegebenen werden kann. Über die Soll-Kennlinie kann somit für den Motorstrom 1 als Kennlinie innerhalb des definierten Zeitintervalls ein mit einer vorgegebenen Mindeststeigung fallender Motorstrom 4 vorgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann als solche Kennlinie für das definierte Zeitintervall eine vorgegebene Mindestdrehzahländerung 5 vorgegeben werden. Beim Vergleich der Ist-Kennlinie mit der Soll-Kennlinie für die jeweilige Kenngröße wird somit ermittelt, ob in dem definierten Zeitintervall die Ist-Kennlinie zumindest in dem definierten Zeitintervall keine Abweichung zu der Soll-Kennlinie aufweist oder eine Abweichung zu der Soll-Kennlinie aufweist, welche innerhalb oder außerhalb des Toleranzbereichs liegt. In Abhängigkeit von dem dem definierten Zeitintervall zugeordneten Vergleich kann die Steuerkennlinieangepasst werden. Wird bei dem Vergleich festgestellt, dass die Ist-Kennlinie zu der Soll-Kennlinie in ihrem Verlauf lediglich innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs abweicht, von den absoluten Werten her jedoch außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs abweicht, dann kann die Soll-Kennlinie in Abhängigkeit von der Abweichung hinsichtlich ihrer absoluten Werte angepasst, hinsichtlich ihres Verlaufs jedoch unverändert gelassen und die Steuerkennlinie unverändert gelassen werden. Hierbei kann die Anpassung der Soll-Kennlinie hinsichtlich ihrer absoluten Werte einem Parameterwert wenigstens eines Parameters des Kraftwagens beziehungsweise des Stellelements zugeordnet in der Speichereinrichtung hinterlegt werden. Weicht die Ist-Kennlinie außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs von dem Verlauf der Soll-Kennlinie ab, dann wird die Steuerkennlinie angepasst, in Abhängigkeit von welcher der das Schließelement im Rahmen des Schließvorgangs und somit im Rahmen des Verstellens von der Offenstellung in die Schließstellung verstellende Motor mittels der Steuereinrichtung gesteuert wird. Bei einer Betrachtung der Ist-Kennlinie der Kenngröße des Motorstroms 1 kann ermittelt werden, dass ein Schließvorgang des Schließelements in Ordnung war, wenn der Verlauf der Ist-Kennlinie innerhalb des definierten Zeitintervalls ein Absinken des Motorstroms und somit ein Fallen des Motorstroms mit wenigstens einer vorgegebenen Mindeststeigung beschreibt. Alternativ oder zusätzlich kann anhand jeweiliger zeitlicher Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Sensorsignalen 3 des wenigstens eines Hallsensors bestimmt werden, dass innerhalb des definierten Zeitintervalls eine ausreichend große Abbremsung der Motordrehzahl des Motors erfolgt ist und somit der Schließvorgang des Schließelements in Ordnung war.
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In der Schließstellung kann das Schließelement mit einem Kraftfahrzeugbauteil des Kraftwagens vorrasten und anschließend hauptrasten. Sowohl das Vorrasten 6 als auch das Hauptrasten 7 kann jeweils mittels eines Berührsensors ermittelt werden, welcher insbesondere in Kontakt mit dem Schließelement das Vorrasten 6 beziehungsweise das Hauptrasten 7 ermittelt. Zum Auswerten des jeweiligen Schließvorgangs kann über eine Zeitdauer des Schließvorgans mittels eines Beschleunigungssensors eine Beschleunigung 8 des Schließens bei dessen Verstellen von der Offenstellung in die Schließstellung ermittelt werden.
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Dem beschriebenen Verfahren sowie dem beschriebenen Steuergerät zum Steuern des Schließvorgangs des Schließelements des Kraftwagens liegt die Erkenntnis zugrunde, dass derzeit eine Parametrierung des Schließvorgangs nicht auf Gegebenheiten in jeweiligen individuellen Kraftwagen, wie Toleranzen einer Karosserie und/oder eines Getriebes im Antrieb und/oder Eigenschaften von Dichtungsmaterial angepasst wird. In einem Betrieb eines Kraftwagens können Umweltfaktoren wie Außentemperatur, Bordspannung, Standzeit, Öffnungszeit einer Heckklappe, Lebensdauer des Kraftwagens, Anzahl von offenen Türen und Fenstern, ein Verhalten der Heckklappe beim Schließvorgang beeinflussen. Hieraus kann ein zu schnelles oder ein zu langsames Schließverhalten der Heckklappe resultieren. Insbesondere ein letzter Schritt eines Schließvorgangs, bei welchem ein Schließbügel der Heckklappe in ein Schloss fällt, kann hierdurch unerwünschte laute Geräusche verursachen oder alternativ durch zu langsame Bewegungen nicht genügend Energie zum Bewegen einer Schlossmechanik haben, sodass eine manuelle Schließung der Heckklappe erforderlich ist. Eine Parametrierung zu finden, die für alle Kraftwagen einer Bauart, die in mehreren Werken mit unterschiedlichen Lieferanten gebaut werden und über eine große Bandbreite an Umweltbedingungen betrieben werden, welche dann über eine Lebensdauer des Kraftwagens funktioniert, ist eine technische Herausforderung.
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Bei dem Verfahren kann eine Stromaufnahme des elektrischen Antriebs, vorliegend des Motors der Heckklappe ausgewertet werden. Ausschlaggebend sind hierbei ca. 500 Millisekunden, insbesondere 300 Millisekunden bevor ein Schließbügel der Heckklappe in eine Vorrastposition eines Schlosses fällt. In diesem Zeitintervall ist es vorgesehen, dass der Motorstrom abnimmt. Für jeden Kraftwagen kann eine Idealkennlinie als Soll-Kennlinie für den Motorstrom 1 vorgegeben werden. Eine Kenngröße, welche für eine finale Bewegung der Heckklappe verantwortlich ist, wird zunächst auf einen Initialwert eingestellt. Hierbei kann es eine Vorgabe von einem Maximalwert und einem Minimalwert geben. Nach einer Initialisierung der Heckklappe wird ein Schließvorgang aus einer Referenzlage der Heckklappe, insbesondere der Offenstellung der Heckklappe bis zu einer Vorraste, vorliegend der Schließstellung der Heckklappe durchgeführt und eine aufgenommene Stromkurve des Motorstroms mit der Soll-Kennlinie für den Motorstrom 1 verglichen. Weicht eine Steigung der Ist-Kennlinie des Motorstroms um mehr als eine vorgegebene Toleranz von der Soll-Kennlinie für den Motorstrom 1 ab, wird der Schließvorgang mittels eines Algorithmus, insbesondere Binary Search, ermittelten Wert so lange wiederholt, bis die Mittel der Abweichung zwischen der Ist-Kennlinie und der Soll-Kennlinie für die vorgegebene Kenngröße unterhalb der vorgegebenen Toleranz liegt oder eine Maximalzahl an Wiederholungen erreicht ist. Bei dem mittels des Algorithmus ermittelten Wert kann es sich um jeweilige Werte der Steuerkennlinie handeln. Die aufgenommene Ist-Kennlinie für den Motorstrom kann mit einem Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von ca. 50 Hz und einer Flankensteilheit von ca. 24 dB gefiltert werden, wodurch ein Rauschen eliminiert werden kann.
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In einem oder mehreren Entwicklungsfahrzeugen kann ein Idealwert, insbesondere die Soll-Kennlinie der jeweiligen Kenngrößen für verschiedene Umweltbedingungen ermittelt werden. Hierbei können für den Parametertemperaturbereich Temperaturen im Bereich von -40° bis +50° in 5°C-Schritten als Parameterwerte verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann als Parameter die Bordnetzspannung verwendet werden. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann als Parameter die Standzeit verwendet werden, wobei Parameterwerte der Standzeit von 15 Minuten bis mehreren Stunden herangezogen werden können, wobei die jeweiligen Schritte der Parameterwerte exponentiell gewählt werden können, beispielsweise 15 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde. Alternativ oder zusätzlich kann die Lebensdauer als Parameter verwendet werden, wobei Parameterwerte der Lebensdauer in exponentiellen Schritten zueinander gewählt werden können. Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann ein Öffnungszustand von Türen und/oder Fenstern des Kraftwagens als Parameter gewählt werden. Als jeweilige Parameterwerte können alternativ oder zusätzlich ein Offsetwert und/oder ein Mulitplikationsfaktor in einer Tabelle, insbesondere einerLook-up-tabelle hinterlegt sein, insbesondere in einer Speichereinrichtung. Da Lebensdauereinflüsse zwischen Kraftwagen variieren können, kann im Betrieb des jeweiligen Kraftwagens bei jedem Schließvorgang des Schließelements eine Ist-Kennlinie für die jeweilige Kenngröße aufgenommen werden und die jeweilige Stromkennlinie für den jeweiligen Parameter in ihren absoluten Werten nachjustiert werden.
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Um eine Rechenleistung und einen Speicherbedarf im Steuergerät nicht zu sehr zu beanspruchen und gleichzeitig eine besonders vorteilhafte Qualität und Genauigkeit der Soll-Kennlinie zu erreichen, kann die jeweilige Soll-Kennlinie und/oder eine aus der Soll-Kennlinie extrahierte Steigung über eine Datenverbindung an einen Backendrechner geschickt werden und/oder von einem Backendrechner empfangen werden. Hierbei kann die Datenverbindung über ein UBD-Diagnosekabel und/oder über WLAN und/oder über LTE bereitgestellt werden.
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Ist der Motorstrom als Kenngröße nicht verfügbar, kann die Motordrehzahl als Kenngröße verwendet werden, welche in Abhängigkeit von einer Zeitdifferenz zwischen Sensorsignalen 3 wenigstens eines Hallsensors des Kraftwagens ermittelt werden kann. Dabei ist eine steigende Zeitdifferenz einem höheren Motorstrom und eine fallende Zeitdifferenz einem im Vergleich niedrigeren Motorstrom gleichzusetzen. Um eine für die Auswertung ausreichende Auflösung zu erhalten, sollte die Signalaufzeichnung mit einer Abtastrate von wenigstens 1 kHz erfolgen. Zusätzlich kann ein Beschleunigungssensor auf der Heckklappe in der Nähe des Schlosses verbaut werden oder ein bereits am Kraftwagen vorhandener Sensor genutzt werden. Das Analysieren des Schließvorgangs des Schließelements mittels des Beschleunigungssensors verursacht jedoch mehr Kosten und einen Mehraufwand im Vergleich zum beschriebenen Verfahren zum Steuern des Schließvorgangs in Abhängigkeit von dem Motorstrom 1 und/oder der Motordrehzahl als Kenngröße.
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Insgesamt zeigt die Erfindung wie ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Betrieb eines Heckklappenantriebs oder eines Türantriebs an einem Kraftwagen bereitgestellt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Motorstrom
- 2
- Zeitverlauf
- 3
- Sensorsignal
- 4
- fallender Motorstrom
- 5
- Mindestdrehzahländerung
- 6
- Vorraste
- 7
- Hauptraste
- 8
- Beschleunigung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017211483 A1 [0002]
- DE 102007056228 A1 [0003]
