DE102021106495A1

DE102021106495A1 - Method for determining a value for an actuator parameter

Info

Publication number: DE102021106495A1
Application number: DE102021106495.3A
Authority: DE
Inventors: Ingo Növermann; Niels Sören Guntrum; Christian Wolf
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2021-03-17
Filing date: 2021-03-17
Publication date: 2022-09-22
Also published as: WO2022194326A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Wertes für einen Aktuatorparameter zum Ansteuern eines Aktuators (2), der in einem Fahrzeug zum Aktuieren eines aktuierbaren Fahrzeugteils (1) relativ zu dessen Fahrzeugumgebung (3) dient, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Bestimmen eines Anfangswertes für den Aktuatorparameter, für den das reale Fahrzeugteil (1) eine vorbestimmte gewünschte reale Aktuierungsantwort zeigt, b) Übernehmen dieses Anfangswertes für den Aktuatorparameter in ein virtuelles Modell (10) des Aktuators (2), des Fahrzeugteils (1) und dessen Fahrzeugumgebung (3), c) Ansteuern des Aktuators (2) mit dem Anfangswert des Aktuatorparameters und Erfassen der realen Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils (1), d) Simulieren des Ansteuerns des Aktuators (2) mit dem Anfangswert des Aktuatorparameters in dem virtuellen Modell (10) und Erfassen der virtuellen Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils (1) in dem virtuellen Modell (10), e) Ermitteln der Abweichung der realen Aktuierungsantwort von der virtuellen Aktuierungsantwort und Verändern des Anfangswertes für den Aktuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators (2) auf einen nachgeführten Wert in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung. Auf diese Weise wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem über eine lange Betriebsdauer hinweg eine möglichst gleichbleibende Aktuierung des Fahrzeugteils erzielt werden kann.The invention relates to a method for determining a value for an actuator parameter for controlling an actuator (2), which is used in a vehicle to actuate an actuatable vehicle part (1) relative to its vehicle environment (3), with the following method steps: a) determining a initial value for the actuator parameter for which the real vehicle part (1) shows a predetermined desired real activation response, b) adopting this initial value for the actuator parameter in a virtual model (10) of the actuator (2), the vehicle part (1) and its vehicle environment ( 3), c) activating the actuator (2) with the initial value of the actuator parameter and detecting the real activation response of the vehicle part (1), d) simulating the activation of the actuator (2) with the initial value of the actuator parameter in the virtual model (10) and Detecting the virtual actuation response of the vehicle part (1) in the virtual model (10), e) determining the deviation of real activation response from the virtual activation response and changing the initial value for the actuator parameter for driving the actuator (2) to a tracked value depending on the deviation determined. In this way, a method is provided with which an actuation of the vehicle part that is as constant as possible can be achieved over a long period of operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Wertes für einen Aktuatorparameter zum Ansteuern eines Aktuators, der in einem Fahrzeug zum Aktuieren eines aktuierbaren Fahrzeugteils relativ zu dessen Fahrzeugumgebung dient.The invention relates to a method for determining a value for an actuator parameter for controlling an actuator which is used in a vehicle to actuate an actuatable vehicle part relative to its vehicle environment.

Aktuierte Komponenten eines Kraftfahrzeugs sollen so genau wie möglich auf ihre Einsatzumgebung angepasst werden. Im Beispiel einer aktuierten Fahrzeugtüre ist es für die Systemperformance hilfreich, Parameter, wie Türgewicht, statische und viskose Reibung in den Türscharnieren und dem Aktuator für die Tür oder Elastizitäten der Teile und Aufhängungen zu kennen und in der Steuerungssoftware zu berücksichtigen. Einige dieser Parameter verändern sich über die Nutzungszeit oder sind generell nicht genau bekannt. So wird sich beispielsweise die Reibung im Laufe der Zeit deutlich erhöhen. Die Systemperformance kann sich dadurch stark verschlechtern, was vermieden werden soll.Actuated components of a motor vehicle should be adapted as precisely as possible to their operational environment. In the example of an actuated vehicle door, it is helpful for the system performance to know parameters such as door weight, static and viscous friction in the door hinges and the actuator for the door or elasticity of the parts and suspensions and to take them into account in the control software. Some of these parameters change over time or are generally not precisely known. For example, friction will increase significantly over time. The system performance can deteriorate significantly as a result, which should be avoided.

Es ist also gewünscht, die Systemperformance über die Laufzeit konstant zu halten und die Veränderungen in den Parametern zu kompensieren. Diese Identifikation sollte während des Betriebs des Fahrzeugs möglich sein und vorzugsweise keinen Werkstattbesuch erfordern.It is therefore desirable to keep the system performance constant over the runtime and to compensate for the changes in the parameters. This identification should be possible while the vehicle is in operation and preferably not require a workshop visit.

Mechanische Bauteile sind mit einem statischen Reibanteil behaftet, der zu überwinden ist, um aus der Ruhelage in eine Bewegung überzugehen. Dieser Übergang wird typischerweise als „Losbrechen“ bezeichnet. Aus der Nulllage, also der Ruhelage, heraus wird der Motorstrom eines als Aktuator dienen Elektromotors im Allgemeinen linear erhöht, bis ein Losbrechen erkannt wird. Die Bedingungen dafür sind ein konstanter Motorstrom sowie eine von Null verschiedene Geschwindigkeit des Bauteils. Bei einer Tür kann diese Schwelle z.B. entlang des Türöffnungswinkels für jeden ganzzahligen Winkelwert ermittelt und auf den Sollmotorstrom der Applikationssoftware aufgeschlagen werden. Damit wird der Losbrechstrom, also der statische Reibanteil, von vorneherein kompensiert. Allerdings sind statische Analyse während des täglichen Betriebs nicht möglich.Mechanical components are subject to a static friction component that has to be overcome in order to move from the rest position. This transition is typically referred to as "breakaway." From the zero position, ie the rest position, the motor current of an electric motor used as an actuator is generally increased linearly until a breakaway is detected. The conditions for this are a constant motor current and a non-zero speed of the component. In the case of a door, this threshold can be determined, for example, along the door opening angle for every integer angle value and added to the setpoint motor current of the application software. This compensates for the breakaway current, i.e. the static friction component, from the outset. However, static analysis during daily operation are not possible.

Die DE 10 2019 104 598 A1 beschreibt, dass der motorischen Verstellung von Kraftfahrzeugklappen einer reproduzierbaren Bewegungsführung der jeweiligen Klappe besondere Bedeutung zukommt. Diese Reproduzierbarkeit stellt insoweit eine Herausforderung dar, als das betreffende Kraftfahrzeug Umgebungsbedingungen unterliegt, die sich ständig ändern können. Bei diesen Umgebungsbedingungen handelt es sich beispielsweise um eine Hanglage des Kraftfahrzeugs, um die Außentemperatur oder auch um Alterungserscheinungen. Um eine reproduzierbare Bewegungsführung zu garantieren, muss die Motorsteuerung eingerichtet sein, auf sich verändernde Umgebungsbedingungen zu reagieren.the DE 10 2019 104 598 A1 describes that the motorized adjustment of motor vehicle flaps is of particular importance for a reproducible movement control of the respective flap. This reproducibility represents a challenge insofar as the motor vehicle in question is subject to environmental conditions that can constantly change. These environmental conditions are, for example, the motor vehicle being on a slope, the outside temperature or also signs of aging. In order to guarantee reproducible movement control, the motor control must be set up to react to changing environmental conditions.

Aus der DE 10 2019 104 598 A1 ist dazu ein Verfahren zur Ansteuerung einer Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Antriebsanordnung eine elektrische Motoreinheit und eine die Motoreinheit ansteuernde Motorsteuerung aufweist, wobei die Motoreinheit mittels der Motorsteuerung in einer Verstellroutine angesteuert wird und dadurch die Klappe entsprechend einer Bewegungsvorgabe motorisch verstellt wird, wobei die Motoreinheit mittels der Motorsteuerung in einer Schätz- routine angesteuert wird und dadurch aus einer resultierenden elektrischen oder mechanischen Messgröße, insbesondere dem resultierenden, durch die Motoreinheit fließenden Motorstrom oder dem resultierenden, durch die Motoreinheit bewirkten Bewegungsverlauf für die Verstellung der Klappe, nach einer Schätzvorschrift ein Schätzwert für eine vorbestimmte Umgebungsbedingung der Antriebs- anordnung ermittelt wird, wobei die Motoreinheit mittels der Motorsteuerung über einen Verstellabschnitt der Verstellroutine zur Einhaltung der Bewegungsvorgabe in Abhängigkeit von dem Schätzwert angesteuert wird. Es wird vorgeschlagen, dass ein Referenzwert für die vorbestimmte Umgebungsbedingung von dem Kraftfahrzeug empfangen wird und dass die Schätzvorschrift mittels der Motorsteuerung in einer Anpassroutine derart angepasst wird, dass der nach der Schätzvorschrift ermittelte Schätzwert dem Referenzwert entspricht.From the DE 10 2019 104 598 A1 a method for controlling a drive arrangement for a flap of a motor vehicle is known for this purpose, the drive arrangement having an electric motor unit and a motor control that controls the motor unit, the motor unit being controlled by the motor control in an adjustment routine and the flap thereby being adjusted by a motor in accordance with a movement specification , wherein the motor unit is controlled by the motor control in an estimation routine and thereby from a resulting electrical or mechanical measured variable, in particular the resulting motor current flowing through the motor unit or the resulting movement profile caused by the motor unit for the adjustment of the flap, according to a Estimation rule an estimated value for a predetermined environmental condition of the drive arrangement is determined, wherein the engine unit by means of the engine control over an adjustment section of the adjustment routine to comply the movement specification is controlled as a function of the estimated value. It is proposed that a reference value for the predetermined environmental condition is received by the motor vehicle and that the estimation rule is adapted by the engine controller in an adaptation routine such that the estimated value determined according to the estimation rule corresponds to the reference value.

Mit dieser Lösung soll der Mechanismus zur Ermittlung des Schätzwerts für die vorbestimmte Umgebungsbedingung im Rahmen der Anpassroutine auf die tatsächlichen Gegebenheiten hin angepasst werden. Die Notwendigkeit hierfür kann sich insbesondere daraus ergeben, dass die Bewegungskinematik der Klappenanordnung sowie die Motoreinheit mechanischen und elektrischen Toleranzen und/oder Alterungserscheinungen unterliegen, die eine entsprechende Anpassung der Schätzvorschrift erfordern.With this solution, the mechanism for determining the estimated value for the predetermined environmental condition is to be adapted to the actual conditions as part of the adaptation routine. The need for this can result in particular from the fact that the movement kinematics of the flap arrangement and the motor unit are subject to mechanical and electrical tolerances and/or aging phenomena, which require a corresponding adjustment of the estimation specification.

Außerdem werden in der DE 10 2009 054 107 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines Ereignisses eines elektrisch betätigbaren Verschließsystems eines Fahrzeugs beschrieben, bei dem das Ereignis bei einer Bewegung des Verschließsystems mittels eines Nominal-modells detektiert wird, wobei das Nominalmodell das Verschließsystem zumindest teilweise erfasst und auch auf das Verschließsystem einwirkende Umgebungsbedingungen berücksichtigt. Insbesondere kann mittels des Nominalmodells erkannt werden, ob für das Verschließsystem ein Fehlerfall vorliegt.In addition, in the DE 10 2009 054 107 A1 describes a method and a device for detecting an event of an electrically actuated locking system of a vehicle, in which the event is detected when the locking system moves by means of a nominal model, the nominal model at least partially detecting the locking system and also taking into account environmental conditions acting on the locking system . In particular, using the nominal model it can be recognized whether there is an error in the locking system.

Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem über eine lange Betriebsdauer hinweg eine möglichst gleichbleibende Aktuierung des Fahrzeugteils erzielt werden kann.Proceeding from this, it is an object of the present invention to specify a method with which an actuation of the vehicle part that is as constant as possible can be achieved over a long period of operation.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the features of claim 1. Advantageous refinements are specified in the dependent claims.

Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen eines Wertes für einen Aktuatorparameter zum Ansteuern eines Aktuators, der in einem Fahrzeug zum Aktuieren eines aktuierbaren Fahrzeugteils relativ zu dessen Fahrzeugumgebung dient, mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Bestimmen eines Anfangswertes für den Aktuatorparameter, für den das reale Fahrzeugteil eine vorbestimmte gewünschte reale Aktuierungsantwort zeigt,
b) Übernehmen dieses Anfangswertes für den Aktuatorparameter in ein virtuelles Modell des Aktuators, des Fahrzeugteils und dessen Fahrzeugumgebung,
c) Ansteuern des Aktuators mit dem Anfangswert des Aktuatorparameters und Erfassen der realen Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils,
d) Simulieren des Ansteuerns des Aktuators mit dem Anfangswert des Aktuatorparameters in dem virtuellen Modell und Erfassen der virtuellen Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell,
e) Ermitteln der Abweichung der realen Aktuierungsantwort von der virtuellen Aktuierungsantwort und Verändern des Anfangswertes für den Aktuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators auf einen nachgeführten Wert in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung.

Accordingly, the invention relates to a method for determining a value for an actuator parameter for controlling an actuator, which is used in a vehicle to actuate an actuatable vehicle part relative to its vehicle environment, with the following method steps:

a) determining an initial value for the actuator parameter for which the real vehicle part shows a predetermined desired real actuation response,
b) adopting this initial value for the actuator parameter in a virtual model of the actuator, the vehicle part and its vehicle environment,
c) controlling the actuator with the initial value of the actuator parameter and detecting the real activation response of the vehicle part,
d) simulating the activation of the actuator with the initial value of the actuator parameter in the virtual model and detecting the virtual actuation response of the vehicle part in the virtual model,
e) determining the deviation of the real actuation response from the virtual actuation response and changing the initial value for the actuator parameter for controlling the actuator to a tracked value depending on the determined deviation.

Bei dem virtuellen Modell des Aktuators, des Fahrzeugteils und dessen Fahrzeugumgebung handelt es sich insbesondere um ein physikalischmathematisches Berech-nungsmodell, das beschreibt, wie sich das Fahrzeugteil mittels des Aktuators im Fahrzeug verhält. Das virtuelle Modell ermittelt abhängig von wenigstens einem Eingangsparameter des Aktuators und Parametern für das Fahrzeugteil das Verhalten des Fahrzeugteils beim Aktuieren. Insbesondere kann ein zeitlicher Verlauf der Bewegung des Fahrzeugteils anhand eines zeitlichen Verlaufs eines oder mehrerer Eingangsparameter für den Aktuator ermittelt werden.The virtual model of the actuator, the vehicle part and its vehicle environment is, in particular, a physical-mathematical calculation model that describes how the vehicle part behaves in the vehicle using the actuator. Depending on at least one input parameter of the actuator and parameters for the vehicle part, the virtual model determines the behavior of the vehicle part during actuation. In particular, a time profile of the movement of the vehicle part can be determined using a time profile of one or more input parameters for the actuator.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt somit darin, dem Nutzer trotz der mechanischen Alterung des realen Systems oder sonstiger Veränderungen des realen Systems, wie Wettereinflüsse, Einflüsse durch den Fahrer oder durch mitgeführtes Gepäck, ein gleichbleibendes Erlebnis bei der Aktuierung des Fahrzeugteils zu geben. Dieses gleichbleibende Erlebnis ist gegeben durch die vorbestimmte gewünschte Aktuierungsantwort.An essential point of the invention is therefore to give the user a consistent experience when actuating the vehicle part despite the mechanical aging of the real system or other changes in the real system, such as weather influences, influences by the driver or carried luggage. This consistent experience is given by the predetermined desired actuation response.

Dazu wird ein physikalisches Ersatzmodells des Systems aufgebaut, also ein virtuelles Abbild des Systems, das dessen für das Aktuieren relevante Eigenschaften mit einer vorgegebenen Genauigkeit widerspiegelt. Es wird ein initiales Bestimmen z.B. der statischen und dynamischen Reibverhältnisse durchgeführt. Auf diese Weise kann das das Ersatzmodell parametrisiert werden. Durch Einbinden des Modells in eine Beobachterstruktur kann man das reale System mit dem parametrisierten Modell koppeln. Bei jeder Ansteuerung des realen Systems werden die gleichen Anregungsverläufe, bei einem Elektromotor gegeben durch Stromsollkurven, auch auf das Ersatzmodell gegeben. Es werden also ein reales und ein virtuelles System parallel betrieben. Zu Beginn des Produktlebenszyklus stimmen die Kurven des realen Systems mit denen des parametrierten Ersatzmodells überein. Verändern sich dann im Laufe der Zeit die Parameter des realen System können Abweichungen zwischen den Verläufen des Ersatzmodells und den realen Verläufen erkannt, analysiert und kompensiert werden. Auf der Grundlage dieser Analysen werden dann die Steuerungsparameter des realen Systems nachgeführt, um dem Nutzer ein gleichbleibendes Erlebnis zu ermöglichen.For this purpose, a physical substitute model of the system is set up, i.e. a virtual image of the system that reflects its properties relevant to the actuation with a specified accuracy. An initial determination, e.g. of the static and dynamic friction conditions, is carried out. In this way, the replacement model can be parameterized. By including the model in an observer structure, the real system can be coupled with the parameterized model. Each time the real system is activated, the same excitation curves, given by current setpoint curves for an electric motor, are also given to the substitute model. A real and a virtual system are operated in parallel. At the beginning of the product life cycle, the curves of the real system match those of the parameterized substitute model. If the parameters of the real system then change over time, deviations between the curves of the substitute model and the real curves can be recognized, analyzed and compensated for. The control parameters of the real system are then updated on the basis of these analyzes in order to provide the user with a consistent experience.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Verfahren zusätzlich die folgenden Schritte auf:

f) Übernehmen des nachgeführten Werts für den Aktuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators in das virtuelle Modell und
g) Ändern wenigstens eines Fahrzeugteilparameters des virtuellen Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell derart, dass die virtuelle Aktuierungsantwort auf das simulierte Ansteuern mit dem nachgeführten Wert des Aktuatorparameters wieder der vorbestimmten gewünschten Aktuierungsantwort entspricht.

According to a preferred development of the invention, the method also has the following steps:

f) accepting the tracked value for the actuator parameter for controlling the actuator in the virtual model and
g) Changing at least one vehicle part parameter of the virtual vehicle part in the virtual model in such a way that the virtual activation response to the simulated activation with the tracked value of the actuator parameter again corresponds to the predetermined desired activation response.

Auf diese Weise kann in dem virtuellen Modell eine Änderung hinsichtlich des Fahrzeugteils berücksichtigt werden, so dass durch das virtuelle Modell immer ein aktuelles Abbild des realen Systems vorliegt. Es sei darauf hingewiesen, dass diese zusätzlichen Verfahrensschritte jedoch zur Durchführung der Erfindung nicht zwingend erforderlich sind. Auch wenn der nachgeführte Wert zum Ansteuern des Aktuators nicht in das virtuelle Modell übernommen wird und wenn kein Fahrzeugteilparameters des virtuellen Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell geändert wird, ist die virtuelle Aktuierungsantwort auf das simulierte Ansteuern mit dem ursprünglichen Wert des Aktuatorparameters freilich immer noch die ursprüngliche vorbestimmte und gewünschten Aktuierungsantwort.In this way, a change in the vehicle part can be taken into account in the virtual model, so that the virtual model always provides a current image of the real system. It should be pointed out that these additional method steps are not absolutely necessary for carrying out the invention. Even if the tracked value for controlling the actuator is not included in the virtual model and if no vehicle part para meters of the virtual vehicle part is changed in the virtual model, the virtual actuation response to the simulated activation with the original value of the actuator parameter is of course still the original predetermined and desired actuation response.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Fahrzeugteilparameer in dem virtuellen Modell ein Reibwert für eine vorbestimmte Bewegung des virtuellen Fahrzeugteils. Vorzugsweise ist dabei der Reibwert die statische oder viskose Reibung in einem Scharnier des virtuellen Fahrzeugteils. Zusätzlich oder alternativ dazu ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der Reibwert die statische oder viskose Reibung in dem virtuellen Aktuator. Im Übrigen ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der Fahrzeugteilparameter in dem virtuellen Modell ein Gewichtswert des virtuellen Fahrzeugteils ist.According to a preferred embodiment, the vehicle part parameter in the virtual model is a coefficient of friction for a predetermined movement of the virtual vehicle part. The coefficient of friction is preferably the static or viscous friction in a hinge of the virtual vehicle part. In addition or as an alternative to this, according to a preferred development of the invention, the coefficient of friction is the static or viscous friction in the virtual actuator. Furthermore, according to a preferred development of the invention, the vehicle part parameter in the virtual model is a weight value of the virtual vehicle part.

Ist das Fahrzeugteil z.B. eine Tür, kann auf diese Weise die Gewichtszunahme der Tür berücksichtigt werden, wenn ein Gegenstand, wie eine Getränkeflasche in einer in der Tür vorgesehenen Ablage abgelegt wird. Vorzugsweise ist das Fahrzeugteil somit eine bewegbare Türe, Haube oder Klappe. Vorzugsweise ist das Fahrzeugteil verschwenkbar und/oder verschiebbar im Fahrzeug gelagert.If the vehicle part is a door, for example, the increase in weight of the door can be taken into account in this way if an object, such as a beverage bottle, is placed in a shelf provided in the door. The vehicle part is therefore preferably a movable door, hood or flap. The vehicle part is preferably pivotably and/or displaceably mounted in the vehicle.

Dementsprechend ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Aktuierungsantwort eine Bewegung einer Türe, Haube oder Klappe des Fahrzeugs.Accordingly, according to a preferred development of the invention, the activation response is a movement of a door, hood or hatch of the vehicle.

Der Aktuator kann durch unterschiedlich Einrichtungen gebildet sein. Vorzugsweise ist der Aktuator ein Elektromotor und der Aktuatorparameter ist ein Strom, mit dem der Elektromotor angesteuert wird.The actuator can be formed by different devices. The actuator is preferably an electric motor and the actuator parameter is a current with which the electric motor is controlled.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es gilt jedoch der Grundsatz, dass das Ausführungsbeispiel die Erfindung nicht beschränkt, sondern lediglich eine mögliche Ausführungsformen darstellt. Die dargestellten Merkmale können einzeln oder in Kombination mit weiteren Merkmalen der Beschreibung wie auch den Patentansprüchen einzeln oder in Kombination ausgeführt werden.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings using a preferred exemplary embodiment. However, the principle applies that the exemplary embodiment does not limit the invention, but merely represents a possible embodiment. The features shown can be implemented individually or in combination with other features of the description as well as the patent claims individually or in combination.

Es zeigen:

1 schematisch ein Fahrzeugteil in Form einer mittels eines Elektromotors verschwenkbaren Türe und
2 schematisch den Ablauf eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Show it:

1 schematically shows a vehicle part in the form of a door that can be pivoted by means of an electric motor and
2 schematically shows the sequence of a method according to a preferred embodiment of the invention.

1 zeigt schematisch ein Fahrzeugteil 1 in Form einer mittels eines Aktuators 2 in Form eines Elektromotors verschwenkbaren Türe. Das Fahrzeugteil 1 ist mittels zweiter Scharniere 4 an dem Fahrzeug angeschlagen, von dem in 1 nur die Fahrzeugumgebung 3 des Fahrzeugteils 1 gezeigt ist. Das Fahrzeugteil 1 ist mittels des Aktuators 2 in zwei Richtungen verschwenkbar, wie mit dem einfachen Doppelpfeil angedeutet. Auf diese Weise kann die Türe geöffnet und wieder geschlossen werden. 1 1 schematically shows a vehicle part 1 in the form of a door that can be pivoted by means of an actuator 2 in the form of an electric motor. The vehicle part 1 is attached by means of second hinges 4 to the vehicle from which in 1 only the vehicle environment 3 of the vehicle part 1 is shown. The vehicle part 1 can be pivoted in two directions by means of the actuator 2, as indicated by the single double-headed arrow. In this way, the door can be opened and closed again.

Außerdem ist in 1 schematisch ein virtuelles Modell 10 des Aktuators 2, des Fahrzeugteils 1 und dessen Fahrzeugumgebung 3 dargestellt. Der doppelte Doppelpfeil zwischen dem Fahrzeugteil 1, dem Aktuator 2 und der Fahrzeugumgebung 3 soll andeuten, dass diese Bauteile in dem virtuellen Modell in einer solchen Form abgebildet sind, dass das Aktuieren des Fahrzeugteils 1 mittels des Aktuators 3 relativ zu der Fahrzeugumgebung 3 mit einer vorbestimmten Genauigkeit simuliert werden kann.In addition, 1 a virtual model 10 of the actuator 2, the vehicle part 1 and its vehicle environment 3 is shown schematically. The double double arrow between the vehicle part 1, the actuator 2 and the vehicle environment 3 is intended to indicate that these components are mapped in the virtual model in such a form that the actuation of the vehicle part 1 by means of the actuator 3 relative to the vehicle environment 3 with a predetermined Accuracy can be simulated.

Bei dem virtuellen Modell des Aktuators, des Fahrzeugteils und dessen Fahrzeugumgebung handelt es sich vorliegend um ein physikalischmathematisches Berechnungsmodell, das beschreibt, wie sich das Fahrzeugteil bei der Ansteuerung durch den Aktuator im Fahrzeug verhält. Das virtuelle Modell ermittelt abhängig von dem dem Aktuator zugeführten Motorstrom als Eingangsparameter des Aktuators 2 und Parametern für das Fahrzeugteil 1, wie dessen Gewicht und Reibwerten für die Scharniere 4, das Verhalten des Fahrzeugteils beim Aktuieren, also die zeitliche Dynamik bei Auf- bzw. Zuschwenken. Es wird also mittels des virtuellen Modells 10 der zeitliche Verlauf der Bewegung des Fahrzeugteils 1 anhand des zeitlichen Verlaufs des dem Aktuator 2 zugeführten Motorstroms ermittelt.In the present case, the virtual model of the actuator, the vehicle part and its vehicle environment is a physical-mathematical calculation model that describes how the vehicle part behaves when it is controlled by the actuator in the vehicle. Depending on the motor current supplied to the actuator as the input parameter of the actuator 2 and parameters for the vehicle part 1, such as its weight and friction values for the hinges 4, the virtual model determines the behavior of the vehicle part during actuation, i.e. the temporal dynamics when pivoting open or closed . The time course of the movement of the vehicle part 1 is thus determined by means of the virtual model 10 on the basis of the time course of the motor current supplied to the actuator 2 .

Die Nutzung des virtuellen Modells 10 für ein Verfahren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben:

Zur Durchführung des Verfahrens ist vorab das virtuelle Modell 10 zu erstellen. Dazu wird ein initiales Bestimmen der statischen und dynamischen Reibverhältnisse durchgeführt. Auf diese Weise wird das virtuelle Modell parametrisiert.

The use of the virtual model 10 for a method according to a preferred exemplary embodiment of the invention is described below with reference to 2 flow chart shown:

In order to carry out the method, the virtual model 10 must be created in advance. For this purpose, an initial determination of the static and dynamic friction conditions is carried out. In this way, the virtual model is parameterized.

Das Verfahren zum Bestimmen eines Wertes für einen Aktuatorparameter, vorliegend den Motorstrom, zum Ansteuern des Aktuators 2, vorliegend einen Elektromotor, der in dem Fahrzeug zum Aktuieren des aktuierbaren Fahrzeugteils 1 relativ zu dessen Fahrzeugumgebung 3 dient, weist folgenden Verfahrensschritt auf:

In Schritt S1 erfolgt das Bestimmen eines Anfangswertes für den Aktuatorparameter, für den das reale Fahrzeugteil 1 eine vorbestimmte gewünschte reale Aktuierungsantwort zeigt. Das Fahrzeugteil 1 wird also mittels des Aktuators 2 aktuiert, und dabei wird der Motorstrom so eingestellt, dass die zeitliche Dynamik beim Öffnen bzw. Schließen, also beim entsprechenden Verschwenken des Fahrzeugteils, einer vorbestimmten, gewünschten Dynamik entspricht. Konkret heißt das, dass das Öffnen bzw. Schließen mit einer vorbestimmten gewünschten Verschwenkgeschwindigkeit und innerhalb einer vorbestimmten gewünschten Zeitdauer erfolgt.

The method for determining a value for an actuator parameter, in this case the motor current, for controlling the actuator 2, in this case an electric motor, which is used in the vehicle for actuating the actuatable vehicle part 1 relatively to whose vehicle environment 3 is used, has the following method step:

In step S1, an initial value is determined for the actuator parameter for which the real vehicle part 1 shows a predetermined desired real activation response. The vehicle part 1 is thus actuated by means of the actuator 2, and the motor current is set in such a way that the temporal dynamics during opening or closing, ie during the corresponding pivoting of the vehicle part, correspond to a predetermined, desired dynamic. In concrete terms, this means that the opening or closing takes place at a predetermined desired pivoting speed and within a predetermined desired period of time.

Wenn der Anfangswert für den Aktuatorparameter auf diese Weise bestimmt worden ist, wird in Schritt S2 dieser Anfangswert für den Aktuatorparameter in das virtuelle Modell 10 des Aktuators 2, des Fahrzeugteils 1 und dessen Fahrzeugumgebung 3 übernommen. Damit steht der Anfangswert für den Aktuatorparameter sowohl zum Ansteuern des realen Aktuators 2 des realen Fahrzeugteils 1 als auch zum Simulieren des Ansteuerns des Aktuators 2 des Fahrzeugteils 1 in dem virtuellen Modell 10 zur Verfügung.If the initial value for the actuator parameter has been determined in this way, this initial value for the actuator parameter is transferred to the virtual model 10 of the actuator 2, the vehicle part 1 and its vehicle environment 3 in step S2. The initial value for the actuator parameter is thus available both for driving the real actuator 2 of the real vehicle part 1 and for simulating the driving of the actuator 2 of the vehicle part 1 in the virtual model 10 .

Nachfolgend erfolgen in den Schritten S3 bzw. S4 parallel, also zeitgleich, ein reales Ansteuern des Aktuators 2 mit dem Anfangswert des Aktuatorparameters und ein Erfassen der realen Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils 1 (Schritt S3) und ein Simulieren des Ansteuerns des Aktuators 2 mit dem Anfangswert des Aktuatorparameters in dem virtuellen Modell und ein Erfassen der virtuellen Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell (Schritt S4).Subsequently, in steps S3 and S4, in parallel, i.e. at the same time, the actuator 2 is actually activated with the initial value of the actuator parameter and the real activation response of the vehicle part 1 is recorded (step S3) and the activation of the actuator 2 is simulated with the initial value of the Actuator parameters in the virtual model and detecting the virtual actuation response of the vehicle part in the virtual model (step S4).

Auf diese Weise kann in Schritt S5 ein Ermitteln der Abweichung der realen Aktuierungsantwort von der virtuellen Aktuierungsantwort erfolgen, was ein Verändern des Anfangswertes für den Aktuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators 2 auf einen nachgeführten Wert in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung ermöglicht. Konkret erfolgt eine Änderung des Anfangswertes auf einen solchen nachgeführten Wert, der bei dem realen Fahrzeugteil 1 wieder zu der ursprüngliche vorgegebenen Aktuierungsantwort führt.In this way, the deviation of the real actuation response from the virtual actuation response can be determined in step S5, which enables the initial value for the actuator parameter for controlling the actuator 2 to be changed to a tracked value depending on the determined deviation. Specifically, there is a change in the initial value to such a tracked value that, in the case of the real vehicle part 1, again leads to the originally specified activation response.

Außerdem wird gemäß dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung der nachgeführte Wert für den Aktuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators in Schritt S6 in das virtuelle Modell 10 übernommen. Um nun auch im virtuellen Modell 10 bei Verwendung des nachgeführten Wertes zu korrekten Ergebnissen bei der Simulation der Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils 1 zu kommen, wird außerdem in Schritt S7 wenigstens ein Fahrzeugteilparameter des virtuellen Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell derart abgeändert, dass die virtuelle Aktuierungsantwort auf das simulierte Ansteuern mit dem nachgeführten Wert des Aktuatorparameters wieder der vorbestimmten gewünschten Aktuierungsantwort entspricht.In addition, according to the preferred exemplary embodiment of the invention described here, the tracked value for the actuator parameter for controlling the actuator is transferred to the virtual model 10 in step S6. In order to obtain correct results when simulating the activation response of vehicle part 1 in virtual model 10 when using the tracked value, at least one vehicle part parameter of the virtual vehicle part is also modified in the virtual model in step S7 in such a way that the virtual activation response to simulated driving with the tracked value of the actuator parameter again corresponds to the predetermined desired actuation response.

Wichtig ist dabei, dass zur Verwirklichung und Nutzung der Erfindung die Schritte S6 und S7 nicht zwingend erforderlich sind. Sofern sie durchgeführt werden, bietet das Verfahren den Vorteil, dass das virtuelle Modell ein aktuelles Abbild des Aktors 2, des Fahrzeugteils 1 und der Fahrzeugumgebung 3 darstellt. Allerdings ist die Aktuierungsantwort auch dann die ursprünglich gewünschte Aktuierungsantwort, wenn die Schritte S6 und S7 weggelassen werden, da dann einfach mit den ursprünglichen Werten gearbeitet wird, die ja ebenfalls zu der ursprünglich gewünschte Aktuierungsantwort führen.It is important here that steps S6 and S7 are not absolutely necessary for the implementation and use of the invention. If they are carried out, the method offers the advantage that the virtual model represents a current image of the actuator 2, the vehicle part 1 and the vehicle environment 3. However, the activation response is also the originally desired activation response if steps S6 and S7 are omitted, since the original values are then simply used, which of course also lead to the originally desired activation response.

Durch Einbinden des virtuellen Modells 10 in eine Beobachterstruktur wird vorliegend also das reale System mit dem virtuellen Modell 10 gekoppelt. Bei jeder Ansteuerung des realen Systems werden die gleichen Anregungsverläufe auch auf das virtuelle Modell 10 gegeben. Es werden also ein reales und ein virtuelles System parallel betrieben, wobei zu Beginn des Produktlebenszyklus das Verhalten des realen Systems mit dem des virtuellen Modells 10 übereinstimmt. Verändern sich dann im Laufe der Zeit die Parameter des realen System, können Abweichungen zwischen den Verläufen des virtuellen Modells 10 und dem realen Verhalten erkannt, analysiert und kompensiert werden. Auf der Grundlage dieser Analysen werden dann die Steuerungsparameter des realen Systems nachgeführt, um dem Nutzer ein gleichbleibendes Erlebnis bei der Aktuierung des Fahrzeugteils 1 zu ermöglichen.By integrating the virtual model 10 into an observer structure, the real system is thus coupled to the virtual model 10 in the present case. Each time the real system is activated, the same excitation curves are also applied to the virtual model 10 . A real and a virtual system are therefore operated in parallel, with the behavior of the real system corresponding to that of the virtual model 10 at the beginning of the product life cycle. If the parameters of the real system then change over time, deviations between the curves of the virtual model 10 and the real behavior can be recognized, analyzed and compensated for. The control parameters of the real system are then updated on the basis of these analyzes in order to enable the user to have a consistent experience when actuating the vehicle part 1 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Fahrzeugteilvehicle part
22: Aktuatoractuator
33: Fahrzeugumgebungvehicle environment
44: Scharnierehinges
1010: virtuelles Modellvirtual model

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102019104598 A1 [0005, 0006]
DE 102009054107 A1 [0008]

Claims

Method for determining a value for an actuator parameter for controlling an actuator (2), which is used in a vehicle to actuate an actuatable vehicle part (1) relative to its vehicle environment (3), with the following method steps: a) determining an initial value for the actuator parameter for which the real vehicle part (1) shows a predetermined desired real actuation response, b) Adopting this initial value for the actuator parameter in a virtual model (10) of the actuator (2), the vehicle part (1) and its vehicle environment (3), c) activating the actuator (2) with the initial value of the actuator parameter and detecting the real activation response of the vehicle part (1), d) simulating the actuation of the actuator (2) with the initial value of the actuator parameter in the virtual model (10) and detecting the virtual actuation response of the vehicle part (1) in the virtual model (10), e) determining the deviation of the real actuation response from the virtual actuation response and changing the initial value for the actuator parameter for controlling the actuator (2) to a tracked value depending on the determined deviation.

procedure after claim 1 , with the following method steps: f) adopting the tracked value for the actuator parameter for controlling the actuator (2) in the virtual model (10) and g) changing at least one vehicle part parameter of the virtual vehicle part in the virtual model (10) such that the virtual Actuation response to the simulated driving with the tracked value of the actuator parameter again corresponds to the predetermined desired actuation response.

procedure after claim 1 or 2 , wherein the vehicle part parameter in the virtual model (10) is a coefficient of friction for a predetermined movement of the virtual vehicle part.

Method according to one of the preceding claims, in which the coefficient of friction is the static or viscous friction in a hinge (4) of the virtual vehicle part.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , where the coefficient of friction is the static or viscous friction in the virtual actuator.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the vehicle part parameter in the virtual model is a weight value of the virtual vehicle part.

Method according to one of the preceding claims, in which the vehicle part (1) is a movable door, hood or flap.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the actuation response is movement of a door, hood or hatch.

Method according to one of the preceding claims, wherein the actuator (2) is an electric motor and the actuator parameter is a current with which the electric motor is driven.

A non-transitory, computer-readable storage medium having instructions stored thereon which, when executed on a processor, implement a method according to any one of Claims 1 until 9 effect.