DE102021121760A1

DE102021121760A1 - Verfahren zur Ansteuerung einer Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102021121760A1
Application number: DE102021121760.1A
Authority: DE
Inventors: Gerald Schlegel; Thomas Goldmann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2023-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verfahren zur Ansteuerung einer Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2) wobei die Klappenanordnung (1) eine Klappe (3) und eine Antriebsanordnung (4) zur motorischen Verstellung der Klappe (3) über einen Verstellbereich der Klappe (3) aufweist, wobei die Antriebsanordnung (4) mindestens einen Antrieb (5) mit einem elektrischen Antriebsmotor (7) und eine Steueranordnung (11) zur Ansteuerung des Antriebs (5) über eine Treibereinheit aufweist, wobei der Antrieb (5) mit der Klappe (3) bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist, wobei mittels der Steueranordnung (11) auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe (3) eine Halteroutine durchgeführt wird, in welcher der Antrieb (5) mittels der Steueranordnung (11) angesteuert wird, die Klappe (3) in einer Halte-Klappenstellung zu halten. Es wird vorgeschlagen, dass mittels der Steueranordnung (11) in der Halteroutine eine Überwachung eines Überlastkriteriums des Antriebs (5) vorgenommen wird, wobei auf Erfüllen des Überlastkriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß einer Verstellvorgabe neu festgelegt wird und der Antrieb (5) mittels der Steueranordnung (11) angesteuert wird, die Klappe (3) in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen, und dass in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortgesetzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Steueranordnung für eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11 sowie eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Anspruch 12.
Die in Rede stehende Klappenanordnung weist eine Klappe auf, bei der es sich beispielsweise um eine Heckklappe, eine Fronthaube, einen Heckdeckel, eine Seitentür, eine Hecktür, eine Motorhaube oder dergleichen handelt. Die Klappe kann schwenkbar und/oder verschiebbar an der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet sein. Der Klappe ist eine Antriebsanordnung zugeordnet, die der motorischen Verstellung der Klappe dient. Die Antriebsanordnung weist einen Antrieb mit einem elektrischen Antriebsmotor auf, wobei der Antrieb mit der Klappe bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist.
Bei dem bekannten Verfahren zur Ansteuerung einer Klappenanordnung ( DE 10 2019 219 763 ), von dem die Erfindung ausgeht, ist vorgesehen, dass mittels der Steueranordnung auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe in einem ersten Zeitraum eine Halteroutine durchgeführt wird, in welcher die Klappe in einer Halte-Klappenstellung auch über den Antrieb gehalten wird. Hiermit lässt sich ein Halten der Klappe in verschiedenen Zwischenstellungen sicherstellen, ohne dass es zwingend zusätzlicher mechanischer Maßnahmen bedarf. In einem zweiten Zeitraum wird die Ansteuerung des Antriebs abgeändert und insbesondere beendet.
Zur Komfortverbesserung ist es wünschenswert, dass eine vom Benutzer vorgegebene Zwischenstellung der Klappe auch für längere Zeiträume eingehalten wird. Eine Herausforderung besteht jedoch bei den in Rede stehenden motorischen Klappenanordnungen darin, dass mit dem über den Antrieb bewirkten Halten der Klappe zusätzliche Anforderungen an den Antrieb gestellt werden.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Verfahren derart auszugestalten und weiterzubilden, dass hinsichtlich der genannten Herausforderung eine weitere Optimierung erreicht wird.
Das obige Problem wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Es wurde erkannt, dass die zur motorischen Verstellung der Klappe vorgesehenen Antriebe nicht in jedem Betriebszustand, etwa in bestimmten Abschnitten des Verstellbereichs der Klappe, bei Hanglagen oder dergleichen, für einen dauerhaften Haltebetrieb ausgelegt sind. Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, den Antrieb dennoch möglichst langzeitig für ein zumindest näherungsweises Beibehalten von Zwischenstellungen einzusetzen und zur Komfortverbesserung ein langsames Annähern an eine langfristig beizubehaltende Klappenstellung vorzusehen.
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass mittels der Steueranordnung in der Halteroutine eine Überwachung eines Überlastkriteriums des Antriebs vorgenommen wird, wobei auf Erfüllen des Überlastkriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß einer Verstellvorgabe neu festgelegt wird und der Antrieb mittels der Steueranordnung angesteuert wird, die Klappe in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen, und dass in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortgesetzt wird.
Demnach wird die Überwachung des Überlastkriteriums in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung fortgesetzt. Wird das Überlastkriterium dort wiederum erfüllt, erfolgt eine erneute Festlegung einer weiteren Halte-Klappenstellung, sodass sich die Klappe einer langfristig beizubehaltenden Klappenstellung annähern kann.
Besonders zweckmäßig ist eine Definition des Überlastkriteriums anhand eines Temperaturwerts gemäß Anspruch 2, womit die Auslegung des Antriebs für die jeweilige Halte-Klappenstellung möglichst optimal genutzt wird. Vorzugsweise wird hierbei auf ein Thermomodell auf Grundlage von Antriebswerten zurückgegriffen, sodass Temperatursensoren nicht zwingend zur Überwachung erforderlich sind, wobei die Antriebswerte in den bevorzugten Ausgestaltungen von Anspruch 3 weiter definiert sind.
Eine besonders einfache Variante des Überlastkriteriums beruht gemäß Anspruch 4 auf der Definition über Schwellwerte, wobei zur Erhöhung der Zuverlässigkeit auch Zeitdauern in die Überwachung einbezogen werden können.
Das erneute Festlegen der Halte-Klappenstellung kann gemäß Anspruch 5 mit vorgegebener Schrittweite erfolgen. Über die Wahl der Schrittweite kann insbesondere ein Ausgleich zwischen Komfortgewinn und Beanspruchung des Antriebs erzielt werden.
Die Ansprüche 6 bis 8 betreffen die Verstellrichtung, mit der die Klappe bei erneutem Festlegen der Halte-Klappenstellung jeweils verstellt wird. Eine Verstellung in Öffnungsrichtung gemäß Anspruch 6 ermöglicht hierbei eine langfristige Zugänglichkeit der Klappenöffnung für den Bediener. Bevorzugt ist in den weiteren Ausgestaltungen gemäß Anspruch 7 und 8 eine Verstellung in Richtung eines Dauerhalteabschnitts, in welchem die Klappe als dauerhaft über den Antrieb zu halten gilt, und/oder in einen als selbsthaltend geltenden Ruheabschnitt. Damit kann die Klappe auch langfristig in eine Halte-Klappenstellung gebracht werden, die möglichst nahe an der vom Bediener gewählten, ursprünglichen Halte-Klappenstellung liegt.
Zur Energieeinsparung wird in der weiteren, bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 auf Erfüllen eines Standby-Kriteriums die Klappe in einen Ruheabschnitt verstellt.
Wird in der weiteren Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 auch in einer Klappenstellung im Ruheabschnitt eine Bewegung der Klappe durch Erfüllen eines Bewegungskriteriums festgestellt, kann die Klappe wiederum über die erneute Festlegung der Halte-Klappenstellung weiter in Richtung einer tatsächlichen Ruhe-Klappenstellung verstellt werden.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 11, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Steueranordnung für eine Klappenanordnung eines Kraftfahrzeugs beansprucht.
Dabei ist wesentlich, dass die Steueranordnung in der Halteroutine eine Überwachung eines Überlastkriteriums des Antriebs vornimmt, dass die Steueranordnung auf Erfüllen des Überlastkriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß einer Verstellvorgabe neu festlegt und den Antrieb ansteuert, die Klappe in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen, und dass die Steueranordnung in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortsetzt. Auf alle Ausführungen zum vorschlagsgemäßen Verfahren wird verwiesen.
Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 12, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug, eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 beansprucht. Auf alle Ausführungen zu den weiteren Lehren wird verwiesen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

1 das Heck eines Kraftfahrzeugs in einer Seitenansicht mit einer vorschlagsgemäße Klappenanordnung aufweisend eine vorschlagsgemäße Steuerungsanordnung zur Durchführung eines vorschlagsgemäßen Verfahrens,
2 einen Antrieb der Klappenanordnung gemäß 1 in einem Längsschnitt, und
3 ein beispielhafter Ablauf des vorschlagsgemäßen Verfahrens anhand des auf die Klappe wirkenden Drehmoments in Abhängigkeit der Klappenstellung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Betrieb einer motorischen Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2. Wie in 1 dargestellt, weist die Klappenanordnung 1 eine Klappe 3 und eine Antriebsanordnung 4 zur motorischen Verstellung der Klappe 3 auf. Die Antriebsanordnung 4 weist mindestens einen Antrieb 5 auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwei Antriebe 5 vorgesehen, die beidseits einer der Klappe 3 zugeordneten Klappenöffnung 6 angeordnet sind. Im Folgenden ist im Sinne einer vereinfachten Darstellung nur von einem einzigen Antrieb 5 die Rede. Alle diesbezüglichen Ausführungen gelten für jeden weiteren, eventuell vorgesehenen Antrieb 5 entsprechend.
Der Antrieb 5 weist einen elektrischen Antriebsmotor 7 auf, der dafür eingerichtet ist, die Klappe 3 motorisch zu verstellen. Hier und vorzugsweise handelt es sich bei der Klappe 3 um eine Heckklappe des Kraftfahrzeugs 2, welche um eine Klappenachse 8 schwenkbar gelagert ist und sich im Bereich der Klappenöffnung 6 verschwenken lässt. Die vorschlagsgemäße Lösung ist aber auch auf alle anderen im einleitenden Teil der Beschreibung angesprochenen Klappen 3 anwendbar. Alle Ausführungen zu der dargestellten, als Heckklappe ausgestalteten Klappe 3 gelten für alle anderen Arten von Klappen 3 entsprechend.
Der Antrieb 5 ist mit der Klappe 3 bewegungsgekoppelt. Vorzugsweise ist der Antriebsmotor 7 bidirektional mit der Klappe 3 bewegungsgekoppelt. Die Bewegungskopplung erlaubt es, die Klappe 3 mittels des Antriebs 5 motorisch zwischen einer in 1 mit einer durchgezogenen Linie dargestellten Offenstellung und einer nicht dargestellten Schließstellung in beiden Bewegungsrichtungen motorisch zu verstellen. Gleichzeitig funktioniert diese Bewegungskopplung auch andersherum. Hierfür ist der Antrieb 5 rücktreibbar ausgestaltet. Das bedeutet, dass die Einleitung einer Bewegung in die Klappe 3 zu einem Rücktreiben zumindest eines Teils des Antriebsstrangs zwischen dem Antriebsmotor 7 und der Klappe 3 führt.
Wie aus 2 weiter hervorgeht, weist der Antrieb 5 eine Getriebeanordnung 9 auf, die antriebstechnisch zwischen dem Antriebsmotor 7 und der Klappe 3 geschaltet ist. Antriebstechnisch heißt hier, dass Antriebsbewegungen des Antriebsmotors 7 durch die Getriebeanordnung 9 auf die Klappe 3 übertragen werden können.
Die Antriebsanordnung 4 arbeitet mit einer Reibbremswirkung auf die Klappe 3, womit insbesondere eine in die Klappe 3 eingeleitete Bewegung mit der Reibbremswirkung gebremst wird. Die Reibbremswirkung wird hier im Wesentlichen von der Getriebeanordnung 9 ausgeübt, wobei insbesondere eine zusätzliche mechanische Bremse der Antriebsanordnung 4 vorgesehen sein kann. Hier und vorzugsweise wird jedoch auf eine solche zusätzliche mechanische Bremse verzichtet. Der Antrieb 5 weist eine Federanordnung 10 auf, die hier und vorzugsweise der Gewichtskraft der Klappe 3 entgegenwirkt.
Die Antriebsanordnung 4 weist eine Steueranordnung 11 zur Ansteuerung des Antriebs 5 auf, welche hier die im Rahmen des vorschlagsgemäßen Verfahrens anfallenden steuerungstechnischen Aufgaben in Bezug auf den Antriebsmotor 7 wahrnimmt. Die Steueranordnung 11 ist vorzugsweise dafür eingerichtet, den Antriebsmotor 7 in einer Verstellroutine für das bereits angesprochene motorische Verstellen der Klappe 3 anzusteuern und die Klappe 3 beispielsweise auf einen Bedienerwunsch motorisch zu öffnen.
Eine Treibereinheit, die vorzugsweise einen Teil der Steueranordnung 11 darstellt, ist zur Beschaltung des Antriebs 5 mit elektrischer Antriebsleistung vorgesehen. Hier können beispielsweise die üblichen Brückenschaltungen, insbesondere H-Brückenschaltungen, Anwendung finden. Ferner ist die Steueranordnung 11 hier mit einer Logikeinheit zur Ansteuerung der Treibereinheit ausgestattet.
Mittels der Steueranordnung 11 wird auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe 3 eine Halteroutine durchgeführt. Der Haltezustand wird insbesondere durch den Bediener eingeleitet, beispielsweise indem der Bediener eine motorische Verstellung der Klappe 3 in einer Zwischenstellung von Schließstellung und Offenstellung stoppt oder die Klappe 3 manuell in eine solche Zwischenstellung überführt.
In der Halteroutine wird der Antrieb 5 mittels der Steueranordnung 11 angesteuert, die Klappe 3 in einer Halte-Klappenstellung zu halten. Unter einem „Halten“ ist hierbei zu verstehen, dass mittels der Ansteuerung des Antriebs 5 bewirkt wird, dass die Klappe 3 näherungsweise in der jeweiligen Halte-Klappenstellung verbleibt. Für die Definition der Halte-Klappenstellung sind verschiedene vorteilhafte Varianten denkbar. In einer bevorzugten Variante ist die Halte-Klappenstellung insbesondere die beim Einleiten des Haltezustands vorliegende Klappenstellung.
Denkbar als Halte-Klappenstellungen sind somit beliebige Klappenstellungen im Verstellbereich. Für die nachfolgenden Erläuterungen im Vordergrund liegen Klappenstellungen, die nicht selbsthaltend sind. Unter einer selbsthaltenden Klappenstellung werden solche Klappenstellungen verstanden, die ohne aktives Bestromen des Antriebs 5 beibehalten werden, insbesondere aufgrund von Reibungseffekten und vorzugsweise unter Kurzschließen des Antriebsmotors 7. In nicht selbsthaltenden Klappenstellungen verlässt die Klappe 3 dagegen ohne Ansteuerung des Antriebs 5 die jeweilige Klappenstellung, hier beispielsweise aufgrund der Schwerkraft in Schließrichtung oder aufgrund der Wirkung der Federanordnung 10 in Öffnungsrichtung. Es ist vorgesehen, dass ein Halten der Klappe 3 im Rahmen der Halteroutine in solchen Klappenstellung motorisch durch Ansteuern des Antriebs 5 umgesetzt wird.
Beispielsweise wird in der Halteroutine die Antriebsanordnung 4 auf die Halte-Klappenstellung anhand von Bewegungswerten in einem Halte-Regelkreis geregelt. Insbesondere werden mittels einer nicht dargestellten Bewegungserfassungsanordnung der Klappenanordnung 1 Bewegungswerte der Klappe 3 und/oder der Antriebsanordnung 4 ermittelt. Unter den Bewegungswerten werden allgemein von der Bewegungserfassungsanordnung ermittelte Sensorwerte, Antriebswerte oder hieraus abgeleitete Werte verstanden, welche indikativ für die Bewegung, insbesondere für die Position und/oder Geschwindigkeit, der jeweiligen Komponente der Klappenanordnung 1 sind. Bei dem Halte-Regelkreis handelt es sich um einen Regelkreis mit Rückkopplungsstrang, der grundsätzlich auch kaskadiert vorliegen kann. Bei der Führungsgröße des Halte-Regelkreises handelt es sich vorzugsweise um die Halte-Klappenstellung, während die Stellgröße des Halte-Regelkreises vorzugsweise die elektrische Antriebsspannung und/oder der elektrische Antriebsstrom des mindestens einen Antriebsmotors 7 der Antriebsanordnung 4 ist.
Wesentlich ist nun, dass mittels der Steueranordnung 11 in der Halteroutine eine Überwachung eines Überlastkriteriums des Antriebs 5 vorgenommen wird, wobei auf Erfüllen des Überlastkriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß einer Verstellvorgabe neu festgelegt wird und der Antrieb 5 mittels der Steueranordnung 11 angesteuert wird, die Klappe 3 in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen, und dass in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortgesetzt wird.
Das Überlastkriterium ist repräsentativ dafür, dass der Antrieb 5 in der Halteroutine das Halten der jeweiligen Halte-Klappenstellung unter den vorliegenden Bedingungen nicht langfristig gewährleisten kann. Hier erfolgt auf Erfüllen des Überlastkriteriums eine Verstellung der Klappe 3 in eine weitere, neu festgelegte Halte-Klappenstellung, in welcher weiterhin die Halteroutine durchgeführt wird.
Die Verstellvorgabe ist eine Vorgabe dahingehend, auf welche Weise die Halte-Klappenstellung verändert werden soll, um die Halteroutine fortzusetzen. Die Verstellvorgabe ist insbesondere eine Funktion der vorhergehenden Halte-Klappenstellung, in welcher das Überlastkriterium erfüllt wurde. Die erneute Festlegung der Halte-Klappenstellung und die Überwachung sind wiederholend vorgesehen, wobei die Halte-Klappenstellung wiederum gemäß der Verstellvorgabe weiter verändert wird, wenn das Überlastkriterium erneut erfüllt wird.
In 3 ist ein beispielhafter Ablauf des vorschlagsgemäßen Verfahrens anhand des auf die Klappe 3 wirkenden Drehmoments M_K in Abhängigkeit der Klappenstellung gezeigt, hier ausgedrückt als Schwenkwinkel φ um die Klappenachse 8. Der Haltezustand wird hier im Schwenkwinkel φ₁ eingeleitet.
Bei dem Drehmoment M_K handelt es sich um das effektiv auf die Klappe 3, hier unter anderem durch Gewichtskraft und Federkraft, wirkende Drehmoment ohne den aktiven Beitrag durch Bestromen des Antriebs 4. Das Drehmoment M_K variiert aufgrund der Geometrie der Klappenanordnung 1 und der Eigenschaften der Federanordnung 10 in Abhängigkeit des Schwenkwinkels φ zwischen der Schließstellung φ_S und der Offenstellung φ_O.
Dargestellt sind in 3 zudem Grenzwerte des durch statische Reibungseffekte bereitstellbaren Drehmoments M_R, wobei die Grenzwerte ebenfalls mit dem Schwenkwinkel φ variieren. Liegt das Drehmoment M_K der Klappe 3 innerhalb des durch das Drehmoment M_R aufgespannten statischen Reibkorridors, handelt es sich um eine selbsthaltende Klappenstellung, da das durch statische Reibungseffekte bereitgestellte Drehmoment ausreicht, um das Drehmoment M_K aufzuheben. Andernfalls handelt es sich um eine nicht selbsthaltende Klappenstellung. Vorliegend stellt der Schwenkwinkel φ₁ eine solche nicht selbsthaltende Klappenstellung dar. Die Ansteuerung des Antriebs 5 in der Halteroutine wird genutzt, um einer Klappenbewegung entgegenzuwirken. In 3 ist ein Grenzwert für das Drehmoment M_A dargestellt, welches in der Halteroutine dauerhaft bereitgestellt werden kann. Der Schwenkwinkel φ₁ liegt hier in einem ersten Bereich B₁ von Klappenstellungen, in welchem die in der Halteroutine anfallende Antriebslast nicht dauerhaft beibehalten werden kann.
Mit dem Halten der Klappenstellung am Schwenkwinkel φ₁ für eine längere Zeitdauer wird der Antrieb 4 hier wesentlich belastet, sodass es zu einem Erfüllen des Überlastkriteriums kommt. Nach Erfüllen des Überlastkriteriums wird die Halte-Klappenstellung auf den Schwenkwinkel φ₂ neu festgelegt. Hier wird die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortgesetzt. Nach einem erneuten Erfüllen des Überlastkriteriums erfolgt eine Verstellung in die Halte-Klappenstellung mit dem Schwenkwinkel φ₃. Auch diese Halte-Klappenstellung ist nicht dauerhaft über den Antrieb 5 zu halten, sodass nach einem erneuten Erfüllen des Überlastkriteriums die Klappe 3 auf den Schwenkwinkel φ₄ verstellt wird.
Der Schwenkwinkel φ₄ liegt allerdings in einem zweiten Bereich B₂ von Klappenstellungen, in denen das Drehmoment M_K kleiner als der Grenzwert M_A ist. Der Schwenkwinkel φ₄ kann somit unter den gegebenen Bedingungen auch langfristig mit Hilfe des Antriebs 5 gehalten werden. Insgesamt wird die Klappe 3 hier schrittweise aus dem ersten, nicht dauerhaft zu haltenden Bereich B₁ in den zweiten Bereich B₂ verstellt. Mit jedem Verstellschritt wird allerdings zunächst das Erfüllen des Überlastkriteriums abgewartet, sodass die Klappe 3 über einen möglichst langen Zeitraum nahe der ursprünglichen Halte-Klappenstellung gehalten wird.
Vorzugsweise betrifft das Überlastkriterium einen Temperaturwert des Antriebs 5. Das Überlastkriterium ist vorzugsweise repräsentativ dafür, dass eine Überhitzung mindestens einer Komponente des Antriebs 5 droht, wenn die Halteroutine unter den vorliegenden Bedingungen fortgesetzt wird.
Denkbar ist, dass der Temperaturwert mittels eines Temperatursensors erfasst wird. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass der Temperaturwert mittels der Steueranordnung 11 basierend auf einem Thermomodell aus mindestens einem Antriebswert, insbesondere basierend auf einem zeitlichen Verlauf des Antriebswerts, ermittelt wird. Bei dem Thermomodell handelt es sich um ein mathematisches Modell zur Charakterisierung der Temperaturentwicklung an mindestens einer Komponente des Antriebs 5. Hierzu können die Wärmeaufnahme durch die elektrische Antriebsleistung und die Wärmeabgabe aufgrund von Wärmeleitungseffekten abgeschätzt werden. Es ist denkbar, dass über das Thermomodell aus den Antriebswerten ein Temperaturwert ermittelt wird.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass als Antriebswert der Antriebsstrom und/oder die Antriebsspannung des elektrischen Antriebsmotors 7 ermittelt wird. Hierbei kann bzw. können der Antriebsstrom und/oder die Antriebsspannung an den Verbindungsleitungen zum Antriebsmotor 7 bestimmt und somit ein Maß für die Antriebsleistung erhalten werden. Ebenfalls ist denkbar, dass als Antriebswert der Antriebsstrom und/oder die Antriebsspannung der Treibereinheit ermittelt wird.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass das Überlastkriterium anhand des Überschreitens mindestens eines Schwellwerts durch den Temperaturwert und/oder durch den mindestens einen Antriebswert definiert ist, weiter vorzugsweise, dass das Überlastkriterium anhand des Überschreitens des Schwellwerts für eine vorgegebene Mindestzeitdauer und/oder nach Verstreichen einer Mindestzeitdauer nach Erreichen der neu festgelegten Halte-Klappenstellung definiert ist.
Die Definition des Überlastkriteriums über Schwellwerte erlaubt eine einfache Parametrisierung der Halteroutine. Über die Berücksichtigung der Mindestzeitdauer kann vermieden werden, dass vereinzelte Abweichungen im Temperaturwert und/oder Antriebswert zu einem vorzeitigen Auslösen der Verstellung führen.
Wie bereits im Zusammenhang mit der 3 erläutert, sieht die Verstellvorgabe vorzugsweise ein schrittweises, neues Festlegen der Halte-Klappenstellung vor, welches hier mit vorgegebener Schrittweite Δcp vorgenommen wird. Die Schrittweite Δφ kann als vorgegebener Anteil des Verstellbereichs definiert sein, beispielsweise ein prozentualer Anteil, ein fester Betrag eines Schwenkwinkels oder dergleichen. Die Schrittweite Δφ kann auch abhängig von weiteren Parametern variiert werden.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass gemäß der Verstellvorgabe die Halte-Klappenstellung in einer vorgegebenen Verstellrichtung ausgehend von der vorhergehenden Halte-Klappenstellung festgelegt wird. Die Klappe 3 wird somit, insbesondere schrittweise, in mit der erneuten Festlegung in eine vorgegebene Verstellrichtung verstellt.
Die vorgegebene Verstellrichtung kann in einer nicht dargestellten Ausgestaltung der Öffnungsrichtung der Klappe 3 entsprechen, sodass die Klappe 3 tendenziell weiter öffnet und weiterhin einen Zugang zur Klappenöffnung 6 erlaubt, wenn die Halte-Klappenstellung nicht dauerhaft gehalten werden kann.
Weiter ist allerdings hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens ein Abschnitt des Verstellbereichs als Dauerhalteabschnitt der Klappe 3 definiert ist, in welchem die Klappe 3 als dauerhaft über den Antrieb 5 zu halten gilt, und dass gemäß der Verstellvorgabe die Halte-Klappenstellung in Verstellrichtung zu einem Dauerhalteabschnitt ausgehend von der vorhergehenden Halte-Klappenstellung festgelegt wird.
Der Dauerhalteabschnitt wird beispielsweise durch eine Berechnung und/oder eine Messung vorab festgelegt und stellt eine Abschätzung dafür da, wo sich der zuvor genannte zweite Bereich B₂ des Verstellbereichs befindet. Liegen mehrere Dauerhalteabschnitte vor, kann die Verstellung in Richtung des nächstliegenden Dauerhalteabschnitts erfolgen. Unter „nächstliegend“ ist hierbei der Abschnitt zu verstehen, dessen untere oder obere Grenze den kürzesten Abstand zur momentanen Klappenstellung aufweist.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens ein Abschnitt des Verstellbereichs als Ruheabschnitt der Klappe 3 definiert ist, in welchem die Klappe 3 als selbsthaltend gilt, und dass gemäß der Verstellvorgabe die Halte-Klappenstellung in Verstellrichtung zu einem Ruheabschnitt ausgehend von der vorhergehenden Halte-Klappenstellung festgelegt wird. Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei Vorliegen einer Halte-Klappenstellung zwischen zwei Ruheabschnitten die Verstellrichtung zum nächstliegenden, insbesondere nächstliegenden erlaubten, Ruheabschnitt vorgegeben wird.
Der Ruheabschnitt stellt wiederum eine Abschätzung dafür da, wo sich ein dritter Bereich B₃ des Verstellbereichs befindet, in welchem die Klappenstellungen selbsthaltend sind.
Einzelne Abschnitte des Verstellbereichs können jedoch von der Verstellung ausgenommen werden. Beispielsweise ist wie in 3 ein maximaler Schwenkwinkel φ_max definiert, wobei Klappenstellungen jenseits des maximalen Schwenkwinkels φ_max nicht erlaubt sind. In 3 ist damit nur ein Ruheabschnitt nahe der Schließstellung φ_S erlaubt, sodass die Verstellrichtung zu dem entsprechenden dritten Bereich B₃ hin vorgegeben wird.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Steueranordnung 11 auf Erfüllen eines Standby-Kriteriums, vorzugsweise dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer seit Beginn der Halteroutine und/oder auf Erhalten eines Standby-Signals mittels der Steueranordnung 11, die Antriebsanordnung 4 angesteuert wird, die Klappe 3 in eine Klappenstellung im Ruheabschnitt zu verstellen.
Bei dem Standby-Signal handelt es sich beispielsweise um ein vom Bediener ausgelöstes Signal, etwa nach einem Verriegeln des Kraftfahrzeugs, und/oder um ein von einer zentralen Kraftfahrzeugsteuerung ausgelöstes Signal, welches beispielsweise abhängig vom Ladezustand der zentralen Kraftfahrzeugbatterie erzeugt wird. In 3 ist mit dem Schwenkwinkel φ_R eine solche Klappenstellung im Ruheabschnitt dargestellt.
Weiter ist hier und vorzugsweise vorgesehen, dass mittels der Steueranordnung 11 in einer Klappenstellung im Ruheabschnitt die Klappe 3 auf Erfüllen eines Bewegungskriteriums geprüft wird und auf Erfüllen des Bewegungskriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß der Verstellvorgabe neu festgelegt wird und der Antrieb 5 mittels der Steueranordnung 11 angesteuert wird, die Klappe 3 in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen.
Das Bewegungskriterium ist beispielsweise repräsentativ für eine vorgegebene Auslenkung der Klappe 3 aus der Klappenstellung im Ruheabschnitt, ein Überschreiten einer vorgegebenen Klappengeschwindigkeit und/oder Klappenbeschleunigung. Eine Bewegung der Klappe 3 im Ruheabschnitt geht beispielsweise auf eine äußere Einwirkung auf die Klappe 3 oder auf etwaige Abweichungen zwischen dem vorgegebenen Ruheabschnitt und dem tatsächlichen dritten Bereich B₃ zurück. Über die erneute Festlegung der Halte-Klappenstellung kann jedoch ebenfalls eine stabile Klappenstellung im dritten Bereich B₃ erreicht werden.
Beansprucht wird außerdem gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, eine Steueranordnung 11 für eine Klappenanordnung 1 eines Kraftfahrzeugs 2 wobei die Klappenanordnung 1 eine Klappe 3 und eine Antriebsanordnung 4 zur motorischen Verstellung der Klappe 3 über einen Verstellbereich der Klappe 3 aufweist, wobei die Antriebsanordnung 4 mindestens einen Antrieb 5 mit einem elektrischen Antriebsmotor 7, wobei der Antrieb 5 mit der Klappe 3 bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist, wobei die Steueranordnung 11 zur Ansteuerung des Antriebs 5 über eine Treibereinheit eingerichtet ist, wobei die Steueranordnung 11 auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe 3 eine Halteroutine durchführt, in welcher die Steueranordnung 11 den Antrieb 5 ansteuert, die Klappe 3 in einer Halte-Klappenstellung zu halten.
Wesentlich ist hierbei, dass die Steueranordnung 11 in der Halteroutine eine Überwachung eines Überlastkriteriums des Antriebs 5 vornimmt, dass die Steueranordnung 11 auf Erfüllen des Überlastkriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß einer Verstellvorgabe neu festlegt und den Antrieb 5 ansteuert, die Klappe 3 in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen, und dass die Steueranordnung 11 in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortsetzt.
Beansprucht wird außerdem gemäß einer weiteren Lehre, der eigenständige Bedeutung zukommt, eine Klappenanordnung 1 für ein Kraftfahrzeug 2 eingerichtet zur Durchführung des vorschlagsgemäßen Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019219763 [0003]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung einer Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2), wobei die Klappenanordnung (1) eine Klappe (3) und eine Antriebsanordnung (4) zur motorischen Verstellung der Klappe (3) über einen Verstellbereich der Klappe (3) aufweist, wobei die Antriebsanordnung (4) mindestens einen Antrieb (5) mit einem elektrischen Antriebsmotor (7) und eine Steueranordnung (11) zur Ansteuerung des Antriebs (5) über eine Treibereinheit aufweist, wobei der Antrieb (5) mit der Klappe (3) bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist, wobei mittels der Steueranordnung (11) auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe (3) eine Halteroutine durchgeführt wird, in welcher der Antrieb (5) mittels der Steueranordnung (11) angesteuert wird, die Klappe (3) in einer Halte-Klappenstellung zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steueranordnung (11) in der Halteroutine eine Überwachung eines Überlastkriteriums des Antriebs (5) vorgenommen wird, wobei auf Erfüllen des Überlastkriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß einer Verstellvorgabe neu festgelegt wird und der Antrieb (5) mittels der Steueranordnung (11) angesteuert wird, die Klappe (3) in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen, und dass in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlastkriterium einen Temperaturwert des Antriebs (5) betrifft, vorzugsweise, dass der Temperaturwert mittels der Steueranordnung (11) basierend auf einem Thermomodell aus mindestens einem Antriebswert, insbesondere basierend auf einem zeitlichen Verlauf des Antriebswerts, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebswert der Antriebsstroms und/oder die Antriebsspannung des elektrischen Antriebsmotors (7) ermittelt wird, und/oder, dass als Antriebswert der Antriebsstroms und/oder die Antriebsspannung der Treibereinheit ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlastkriterium anhand des Überschreitens mindestens eines Schwellwerts durch den Temperaturwert und/oder durch den mindestens einen Antriebswert definiert ist, weiter vorzugsweise, dass das Überlastkriterium anhand des Überschreitens des Schwellwerts für eine vorgegebene Mindestzeitdauer und/oder nach Verstreichen einer Mindestzeitdauer nach Erreichen der neu festgelegten Halte-Klappenstellung definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorgabe ein schrittweises, neues Festlegen der Halte-Klappenstellung mit vorgegebener Schrittweite vorsieht, vorzugsweise, dass die Schrittweite als vorgegebener Anteil des Verstellbereichs definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß der Verstellvorgabe die Halte-Klappenstellung in einer vorgegebenen Verstellrichtung ausgehend von der vorhergehenden Halte-Klappenstellung festgelegt wird, vorzugsweise, dass die vorgegebene Verstellrichtung der Öffnungsrichtung der Klappe (3) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt des Verstellbereichs als Dauerhalteabschnitt der Klappe (3) definiert ist, in welchem die Klappe (3) als dauerhaft über den Antrieb (5) zu halten gilt, und dass gemäß der Verstellvorgabe die Halte-Klappenstellung in Verstellrichtung zu einem Dauerhalteabschnitt ausgehend von der vorhergehenden Halte-Klappenstellung festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abschnitt des Verstellbereichs als Ruheabschnitt der Klappe (3) definiert ist, in welchem die Klappe (3) als selbsthaltend gilt, und dass gemäß der Verstellvorgabe die Halte-Klappenstellung in Verstellrichtung zu einem Ruheabschnitt ausgehend von der vorhergehenden Halte-Klappenstellung festgelegt wird, vorzugsweise, dass bei Vorliegen einer Halte-Klappenstellung zwischen zwei Ruheabschnitten die Verstellrichtung zum nächstliegenden, insbesondere nächstliegenden erlaubten, Ruheabschnitt vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steueranordnung (11) auf Erfüllen eines Standby-Kriteriums, vorzugsweise dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer seit Beginn der Halteroutine und/oder auf Erhalten eines Standby-Signals mittels der Steueranordnung (11), die Antriebsanordnung (4) angesteuert wird, die Klappe (3) in eine Klappenstellung im Ruheabschnitt zu verstellen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steueranordnung (11) in einer Klappenstellung im Ruheabschnitt die Klappe (3) auf Erfüllen eines Bewegungskriteriums geprüft wird und auf Erfüllen des Bewegungskriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß der Verstellvorgabe neu festgelegt wird und der Antrieb (5) mittels der Steueranordnung (11) angesteuert wird, die Klappe (3) in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen.
Steueranordnung für eine Klappenanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs (2) wobei die Klappenanordnung (1) eine Klappe (3) und eine Antriebsanordnung (4) zur motorischen Verstellung der Klappe (3) über einen Verstellbereich der Klappe (3) aufweist, wobei die Antriebsanordnung (4) mindestens einen Antrieb (5) mit einem elektrischen Antriebsmotor (7), wobei der Antrieb (5) mit der Klappe (3) bewegungsgekoppelt und rücktreibbar ausgestaltet ist, wobei die Steueranordnung (11) zur Ansteuerung des Antriebs (5) über eine Treibereinheit eingerichtet ist, wobei die Steueranordnung (11) auf Erreichen eines vorgegebenen Haltezustands der Klappe (3) eine Halteroutine durchführt, in welcher die Steueranordnung (11) den Antrieb (5) ansteuert, die Klappe (3) in einer Halte-Klappenstellung zu halten, dadurch gekennzeichnet, dass die Steueranordnung (11) in der Halteroutine eine Überwachung eines Überlastkriteriums des Antriebs (5) vornimmt, dass die Steueranordnung (11) auf Erfüllen des Überlastkriteriums die Halte-Klappenstellung gemäß einer Verstellvorgabe neu festlegt und den Antrieb (5) ansteuert, die Klappe (3) in die neu festgelegte Halte-Klappenstellung zu verstellen, und dass die Steueranordnung (11) in der neu festgelegten Halte-Klappenstellung die Halteroutine unter erneuter Überwachung des Überlastkriteriums fortsetzt.
Klappenanordnung für ein Kraftfahrzeug (2) eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.