DE202008011818U1 - Drive arrangement for the motorized actuation of a motor vehicle component - Google Patents
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Abstract
Antriebsanordnung zur motorischen Betätigung einer Kraftfahrzeugkomponente (1), insbesondere einer Bremseinrichtung (1) einer Feststellbremse, mit einem Antrieb (2), mit einem Kraftsensor (3) und mit einer Steuereinheit (4), wobei der Kraftsensor (3) eine Sensorfederanordnung (5) mit Sensorfeder (6) aufweist, wobei eine in einem vorbestimmten Messbereich liegende Betätigungskraft eine Verformung der Sensorfeder (6) und damit eine Verlagerung des Arbeitspunktes auf der Federkennlinie von einem Startpunkt zu einem der Betätigungskraft entsprechenden Endpunkt hin bewirkt und wobei dem Kraftsensor (3) zur Erfassung der Betätigungskraft eine Wegmessanordnung (7) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftsensor (3) durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebs (2) in einen Kalibrierzustand bringbar ist, in dem die kinematische Kette des Kraftsensors (3) im Hinblick auf eine Betätigung gerade spielfrei ist und dass die Anordnung so getroffen ist, dass in insbesondere regelmäßigen Korrekturläufen die Steuereinheit (4) jeweils eine Abweichung des im Kalibrierzustand von der Wegmessanordnung (7) ermittelten Messwerts von einem gespeicherten Kalibrier-Messwert als...Drive arrangement for the motorized actuation of a motor vehicle component (1), in particular a brake device (1) of a parking brake, with a drive (2), with a force sensor (3) and with a control unit (4), wherein the force sensor (3) comprises a sensor spring arrangement (5 ) with sensor spring (6), wherein a lying in a predetermined measuring range actuating force causes a deformation of the sensor spring (6) and thus a shift of the operating point on the spring characteristic from a starting point to an end point corresponding to the actuating force and wherein the force sensor (3) for detecting the actuating force, a displacement measuring arrangement (7) is associated, characterized in that the force sensor (3) by a corresponding control of the drive (2) can be brought into a calibration state in which the kinematic chain of the force sensor (3) with respect to Operation is just free of play and that the arrangement is made such that in particular brisk In the case of correction steps, the control unit (4) in each case determines a deviation of the measured value, determined in the calibration state by the displacement measuring arrangement (7), from a stored calibration measured value as the result of the calibration.
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur motorischen Betätigung einer Kraftfahrzeugkomponente gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Sensorfederanordnung eines Kraftsensors gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 21.The The invention relates to a drive arrangement for motor actuation a motor vehicle component according to the preamble of claim 1 and a sensor spring arrangement of a force sensor according to the preamble of claim 21.
Im Zuge der Komfortsteigerung bei Kraftfahrzeugen kommen zunehmend Antriebsanordnungen für die motorische Verstellung von Kraftfahrzeugkomponenten zum Einsatz, die in früheren Zeiten manuell betätigt worden sind. Beispiele hierfür sind elektrische Sitzverstellungen, elektrische Fensterheber oder elektrische Feststellbremsen. Der letztgenannte Anwendungsfall steht im folgenden im Vordergrund, was nicht beschränkend zu verstehen ist.in the Course of increasing the comfort of motor vehicles are increasingly Drive arrangements for the motorized adjustment of Automotive components used in earlier times have been manually operated. Examples of this are electric seat adjusters, electric windows or electric parking brakes. The latter application is available in the following in the foreground, which is not restrictive to understand is.
Die
bekannte Antriebsanordnung (
Üblicherweise wird ein Soll-Messwert einmalig eingemessen. Die Antriebsanordnung wird dann über ihre gesamte Lebensdauer basierend auf diesem eingemessenen Wert betrieben. Zum Einmessen wird im einfachsten Fall die mit einem Kraft-Messgerät versehene Bremseinrichtung soweit betätigt, bis die gewünschte Betätigungskraft erzielt ist. Der dabei von der Wegmessanordnung gelieferte Messwert wird als Soll-Messwert in der Steuereinheit gespeichert. Dabei ist es noch nicht einmal zwingend notwendig, den vom Hall-Sensor erzeugten Messwert in einen Weg umzurechnen.Usually a setpoint value is measured once. The drive arrangement is then over its entire lifetime based on this Operated metered value. Measuring is the easiest Case the provided with a force meter braking device until actuated until the desired operating force achieved. The measured value delivered by the displacement measuring arrangement is stored as a target measured value in the control unit. It is it is not even necessary, the generated by the Hall sensor Convert measured value into a path.
Nachteilig bei der bekannten Antriebsanordnung ist die Tatsache, dass geometrische Änderungen in der Antriebsanordnung, die beispielsweise auf Setzerscheinungen zurückgehen, bei der Erfassung der Betätigungskraft durch den Kraftsensor nicht berücksichtigt werden. Dies bedeutet, dass die auf die Betätigungskraft zurückgehende Verformung der Sensorfeder beispielsweise geringer sein kann als es dem Messwert der Wegmessanordnung entspricht. Dies würde dazu führen, dass die Steuereinheit den Antrieb bei Erreichen des Soll-Messwerts abschaltet, obwohl die Soll-Betätigungskraft noch nicht erreicht ist. Die bekannte Antriebsanordnung gibt keine Möglichkeit, diesen Fehler zu erkennen, geschweige denn zu beseitigen.adversely in the known drive arrangement is the fact that geometric changes in the drive arrangement, for example, to settling phenomena go back, in the detection of the operating force not taken into account by the force sensor. This means that due to the operating force Deformation of the sensor spring, for example, may be less than it corresponds to the measured value of the displacement measuring arrangement. This would cause the control unit to reach the drive when it reaches of the target measured value, although the target operating force not yet reached. The known drive arrangement is no Possibility to detect this mistake, let alone to eliminate.
Einen
Ansatz zur Erfassung geometrischer Änderungen im System
zeigt eine bekannte Feststellbremsanlage für Kraftfahrzeuge
(
Grundsätzlich ist festzustellen, dass Ungenauigkeiten in der Erfassung der Betätigungskraft bei einer elektrischen Feststellbremse mit erheblichen Risiken verbunden sind. Denkbar ist beispielsweise, dass die Bremswirkung nicht ausreicht, um das Kraftfahrzeug entsprechend festzusetzen. Denkbar ist aber auch, dass eine Abschaltung des Antriebs zu spät erfolgt, so dass Teile der Antriebsanordnung, insbesondere die Sensorfeder, beschädigt werden könnten. Damit ist die Betriebssicherheit über die gesamte Lebensdauer der Antriebsanordnung gesehen eingeschränkt.in principle It should be noted that inaccuracies in the detection of the operating force associated with significant risks in an electric parking brake are. It is conceivable, for example, that the braking effect is insufficient, to set the motor vehicle accordingly. It is conceivable, however also that a shutdown of the drive takes place too late, so that parts of the drive arrangement, in particular the sensor spring, could be damaged. Thus, the operational safety is over the entire lifetime of the drive assembly seen restricted.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Betriebssicherheit über die gesamte Lebensdauer der Antriebsanordnung gesehen erhöht wird.Of the Invention is based on the problem, the known drive assembly in such a way and further develop that the reliability over seen the total life of the drive assembly increases becomes.
Das obige Problem wird bei einer Antriebsanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The the above problem is in a drive assembly according to the The preamble of claim 1 by the features of the characterizing one Part of claim 1 solved.
Wesentlich ist zunächst die Überlegung, dass die Steuereinheit insbesondere regelmäßig einen Korrekturwert erzeugt, mit dem geometrische Änderungen bei der jeweils folgenden Krafterfassung insbesondere rechnerisch ausgeglichen werden können.Essential First, the consideration is that the control unit especially regularly generates a correction value, with the geometric changes in each of the following Force detection in particular computationally balanced.
Der Korrekturwert ergibt sich aus der Abweichung eines aktuellen Messwerts der Wegmessanordnung von einem in einem einmaligen Kalibrierlauf eingemessenen und gespeicherten Kalibrier-Messwert. Der Korrekturwert wird vorschlagsgemäß in einem ganz bestimmten Zustand des Kraftsensors ermittelt, der im folgenden als Kalibrierzustand bezeichnet wird.Of the Correction value results from the deviation of a current measured value the Wegmessanordnung of a measured in a single calibration run and stored calibration reading. The correction value is proposed in determined a very specific state of the force sensor in the hereinafter referred to as calibration state.
Der Kalibrierzustand ist so definiert, dass die kinematische Kette des Kraftsensors im Hinblick auf eine Betätigung gerade spielfrei ist. Unter dem Begriff „kinematische Kette des Kraftsensors” sind alle Komponenten des Kraftsensors zusammengefasst, über die der Kraftfluss der Betätigungskraft verläuft. Wenn diese kinematische Kette im Hinblick auf eine Betätigung spielfrei ist, führt die Aufschaltung einer Betätigungskraft unmittelbar zu einer entsprechenden Verformung der Sensorfeder und damit einer Verlagerung des Arbeitspunktes auf der Federkennlinie von einem Startpunkt weg.Of the Calibration state is defined so that the kinematic chain of the Force sensor with respect to an operation just backlash is. Under the term "kinematic chain of the force sensor" are all components of the force sensor summarized over the the force flow of the actuating force runs. If this kinematic chain in terms of actuation is free of play, the connection of an actuating force leads directly to a corresponding deformation of the sensor spring and thus a shift of the operating point on the spring characteristic away from a starting point.
Entsprechende Bedeutung kommt dem Begriff „gerade spielfrei” zu. Damit ist gemeint, dass zwar bereits ein gewisser Kraftschluss herrscht, der aber so gering ist, dass eine durch den Wegmesssensor auflösbare Verformung noch nicht gegeben ist.Appropriate Meaning comes to the term "even backlash-free". This means that although there is already a certain adhesion, but that is so low that a resolvable by the displacement sensor Deformation is not given yet.
Damit ist klar, dass im Idealfall der Messwert der Wegmessanordnung bei im Kalibrierzustand befindlichem Kraftsensor stets identisch sein muss. Nur dann, wenn sich beispielsweise durch Setzerscheinungen geometrische Veränderungen ergeben, ist mit einer entsprechenden Veränderung des Messwerts der Wegmessanordnung zu rechnen. Diese Veränderung des Messwerts der Wegmessanordnung entspricht dem obigen Korrekturwert. Im einfachsten Fall wird bei der jeweils folgenden Krafterfassung der Messwert der Wegmessanordnung um den ermittelten Korrekturwert korrigiert.In order to It is clear that ideally the measured value of the displacement measuring arrangement at always be identical in the calibration state force sensor got to. Only if, for example, by subsidence Geometric changes, is with a corresponding Change of the measured value of the Wegmessanordnung to be expected. This change in the measured value of the displacement measuring arrangement corresponds the above correction value. In the simplest case, at each following force measurement the measured value of the displacement measuring arrangement around the corrected correction value corrected.
Der obige Kalibrierzustand lässt sich bei geeigneter konstruktiver Auslegung auf besonders einfache Weise einstellen. Gemäß Anspruch 3 ist lediglich notwendig, dass die Betätigungskraft wegfällt, da sich der Kalibrierzustand dann durch eine entsprechende Federvorspannung selbsttätig einstellt.Of the above calibration state can be with a suitable constructive Set design in a particularly simple manner. According to claim 3 is only necessary that the operating force is eliminated, because the calibration state then by a corresponding spring preload self-adjusting.
Ähnlich einfach gestaltet sich die Einstellung des Kalibrierzustands bei der Anordnung gemäß Anspruch 4. Hier wird der Antrieb von der Steuereinheit so angesteuert, dass schließlich die gewünschte Spielfreiheit entsteht, wobei der Eintritt der Spielfreiheit leicht über eine Unstetigkeit im Verlauf des Messwerts der Wegmessanordnung erfasst werden kann.Similar the setting of the calibration state is easy the arrangement according to claim 4. Here is the Drive from the control unit so driven that finally the desired backlash arises, with the entry the backlash slightly over a discontinuity in the course the measured value of the displacement measuring arrangement can be detected.
Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 12 bis 20 betreffen Varianten einer Federaufnahme für die Sensorfeder. Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 17 ist die teleskopartige Realisierung der Federaufnahme so getroffen, dass eine mechanische Überlastung der Sensorfeder praktisch nicht mehr auftreten kann. Die Grundüberlegung hierzu ist Gegenstand der Lehre gemäß Anspruch 21, der vorliegend eigenständige Bedeutung zukommt.The preferred embodiments according to the claims 12 to 20 relate to variants of a spring retainer for the Sensor spring. In the particularly preferred embodiment according to claim 17 is the telescopic realization of the spring receptacle so taken that a mechanical overload of the sensor spring practical can not occur anymore. The basic consideration for this is The subject matter of claim 21, which is present has independent significance.
Wesentlich ist nach dieser weiteren Lehre die Erkenntnis, dass die Federaufnahme dafür genutzt werden kann, die Sensorfeder nach Überschreiten einer vorbestimmten Maximal-Betätigungskraft, also nach Überschreiten eines vorbestimmten Maximal-Verformungswegs, mechanisch gewissermaßen abzuschirmen. Hierfür ist es vorgesehen, dass die Federaufnahme in Anlage mit einem Anschlag oder dergleichen kommt und die weitere Verformung der Sensorfeder blockiert.Essential is after this further teaching the realization that the spring receptacle can be used for the sensor spring after exceeding a predetermined maximum actuation force, ie after exceeding a predetermined maximum deformation path, mechanically as it were shield. For this purpose, it is provided that the spring receptacle in attachment with a stop or the like comes and the more Deformation of the sensor spring blocked.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtin the The following is the invention with reference to a merely exemplary embodiments illustrative drawing explained in more detail. In the Drawing shows
Die
vorschlagsgemäße Antriebsanordnung dient zur motorischen
Betätigung einer Kraftfahrzeugkomponente
Der
grundsätzliche Aufbau der Antriebsanordnung ist in
Dem
Startpunkt auf der Federkennlinie der Sensorfeder
Über
die Federkennlinie lässt sich jeder Verformung der Sensorfeder
Um
eine Korrektur der Messwerte der Wegmessanordnung im Hinblick auf
geometrische Veränderungen vornehmen zu können,
ist der Kraftsensor
Nach
bevorzugter konstruktiver Ausgestaltung lässt sich der
Kalibrierzustand auf unterschiedliche Weise einstellen. In jedem
Fall ist es vorgesehen, dass der Kalibrierzustand durch eine entsprechende
Ansteuerung des Antriebs
Wesentlich
ist nun, dass die Steuereinheit
Zur
Ermittlung des Kalibrier-Messwerts ist es nun vorzugsweise vorgesehen,
dass die Steuereinheit
Bei
einer ganz bestimmten konstruktiven Ausgestaltung, die beispielhaft
in
Anders
ist es bei der ebenfalls noch zu erläuternden in den
Die
Erfassung der Betätigungskraft kann auf unterschiedliche
Weise erfolgen. Im einfachsten Fall ist es so, dass die Steuereinheit
Für
die Ausgestaltung der Wegmessanordnung
Es
lässt sich den Darstellungen in den
Den
oben genannten Darstellungen lässt sich ferner entnehmen,
dass die Sensorfederanordnung
Der
Kraftfluss der Betätigungskraft verläuft von der
Federaufnahme
Sofern
das Gehäuse
Wird
nun das Gehäuse
Der
Darstellung in
Es
lässt sich der Darstellung in
Grundsätzlich
kann die Rückstellfeder
Für
die Realisierung der Sensorfeder
Hier
und vorzugsweise ist es so, dass die Sensorfeder
Es
lässt sich der Darstellung in
Mit
der obigen Ausgestaltung der Federaufnahme
Bei
der in
Grundsätzlich
ist es aber denkbar, dass die Federaufnahme
Eine
bevorzugte Ausgestaltung mit vorgespannter Sensorfeder
Die
Federaufnahme
Bei
der in den
Bei
einer Betätigung, also bei einer entsprechenden Verstellung
des Gehäuses
Bei
weiterer Verstellung mittels des Antriebs
Besonders
vorteilhaft bei der in den
Ein
weiterer Vorteil der in den
Grundsätzlich
ist es aber auch denkbar, dass die Federaufnahme
Auch
bei der in den
Es
sind unterschiedliche Möglichkeiten zur Realisierung der
kragenartigen Ausformungen
Bei
der letztgenannten Variante wird zur Montage der Sensorfederanordnung
Nach
einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung
zukommt, wird die obige Sensorfederanordnung
Von
besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die in den
Zur
Erläuterung dieser weiteren Lehre darf in vollem Umfange
auf die obigen Ausführungen verwiesen werden, soweit diese
die Ausgestaltung der Sensorfederanordnung
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