WO2022194326A1 - Verfahren zum bestimmen eines wertes für einen aktuatorparameter - Google Patents

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WO2022194326A1
WO2022194326A1 PCT/DE2022/100175 DE2022100175W WO2022194326A1 WO 2022194326 A1 WO2022194326 A1 WO 2022194326A1 DE 2022100175 W DE2022100175 W DE 2022100175W WO 2022194326 A1 WO2022194326 A1 WO 2022194326A1
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WO
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actuator
vehicle part
virtual
parameter
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/100175
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo NÖVERMANN
Nils Sören GUNTRUM
Christian Wolf
Original Assignee
Kiekert Aktiengesellschaft
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Publication date
Application filed by Kiekert Aktiengesellschaft filed Critical Kiekert Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

Definitions

  • 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.
  • Actuated components of a motor vehicle should be adapted as precisely as possible to their operational environment.
  • 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. 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.
  • breakaway 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, i.e. the rest position, the motor current of an electric motor, which is 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. For a door, for example, this threshold can vary along the door opening angle for every integer win- determined and added to the target motor current of the application software. This compensates for the breakaway current, i.e. the static friction part, from the outset. However, static analysis during daily operation are not possible.
  • DE 10 2019 104 598 A1 discloses a method for controlling a drive arrangement for a flap of a motor vehicle, the drive arrangement having an electric motor unit and a motor control unit that controls the motor unit, the motor unit being controlled by the motor control unit in an adjustment routine and thereby the flap is adjusted by a motor according to a movement specification, where 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 , Caused by the Mo torillon movement profile for the adjustment of the flap, according to an estimation rule, an estimated value for a predetermined environmental condition of the drive arrangement is determined, the motor unit with means of the motor control via a Verstellabsch is controlled by the adjustment routine to comply with the movement specification as a function of the estimated value. It is proposed that a reference value for the agreed environmental condition is received by the motor vehicle and that the estimation specification is adapted by the engine control in an adjustment routine such that the estimated value determined according to the estimation specification corresponds to
  • 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.
  • DE 10 2009 054 107 A1 describes a method and a device for detecting an event in 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 being the Closing system is at least partially recorded and the environmental conditions affecting the closing system are also taken into account.
  • the nominal model can be used to identify whether there is a fault in the locking system.
  • the invention relates to a method for determining a value for an actuator parameter for controlling an actuator in a Vehicle is used 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 activation response, b) adopting this initial value for the actuator parameter in a virtual one Model of the actuator, the vehicle part and its vehicle environment, c) activating the actuator with the initial value of the actuator parameter and recording 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 recording the virtual one 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 as a function from the determined deviation.
  • 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.
  • the virtual model determines the behavior of the vehicle part during actuation.
  • a time profile of the movement of the vehicle can be determined in part based on a time profile of one or more input parameters for the actuator.
  • An essential point of the invention is therefore that the user has a consistent experience during actuation despite the mechanical aging of the real system or other changes in the real system, such as weather influences, influences by the driver or by luggage carried along of the vehicle part. This consistent experience is given by the predetermined desired actuation response.
  • 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 updating with a specified accuracy.
  • An initial determination e.g. of the static and dynamic friction ratios, is carried out.
  • the replacement model can be parameterized.
  • the real system can be coupled with the parameterized model. Every time the real system is activated, the same excitation curves, given by current setpoint curves for an electric motor, are also given to the replacement 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 replacement model.
  • 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.
  • the method also has the following steps: f) adopting 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 actuation response to the simulated driving with the tracked value of the actuator parameter again corresponds to the predetermined desired actuation response.
  • 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.
  • the virtual actuation response to the simulated control with the original value of the actuator parameter is of course still the same original predetermined and desired actuation response.
  • 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. Additionally or alternatively, according to a preferred development of the invention, the coefficient of friction is the static or viscous friction in the virtual actuator.
  • the vehicle part parameter in the virtual model is a weight value of the virtual vehicle part.
  • 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, flap or flap.
  • the vehicle part is preferably pivotably and/or slidably mounted in the vehicle. Accordingly, according to a preferred development of the invention, the activation response is a movement of a door, hood or hatch of the vehicle.
  • 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.
  • Fig. 1 schematically shows a vehicle part in the form of a means of a
  • Fig. 1 shows schematically a vehicle part 1 in the form of a pivotable door by means of an actuator 2 in the form of an electric motor.
  • the vehicle part 1 is attached to the vehicle by means of second hinges 4, of which only the vehicle area 3 of the vehicle part 1 is shown in FIG.
  • 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.
  • a virtual model 10 of the actuator 2, the vehicle part 1 and its vehicle environment 3 is shown schematically in FIG.
  • the 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 way that the actuation of the vehicle part 1 by means of the actuator 3 relative to the vehicle environment 3 can be simulated with a predetermined accuracy.
  • 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.
  • the virtual model determines the behavior of the vehicle part during actuation, i.e. the temporal dynamics when opening or closing .
  • 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 .
  • the virtual model 10 must first be created. For this purpose, an initial determination of the static and dynamic friction conditions is carried out. In this way, the virtual model is parameterized.
  • 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 in the vehicle for actuating the actuatable Vehicle part 1 is used relative to its vehicle environment 3, has the following method steps:
  • 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 adjusted in such a way that the temporal dynamics during opening or closing, ie during the corresponding pivoting of the vehicle part, corresponds to a predetermined, desired dynamic.
  • 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 .
  • step S3 the actuator 2 is actually activated in parallel, i.e. at the same time, 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 parameter in the virtual model and detecting the virtual actuation response of the vehicle part in the virtual model (step S4).
  • step S5 the deviation of the real actuation response from the virtual actuation response can be determined in step S5, which means that the initial value for the actuator parameter for control can be changed of the actuator 2 to a value that is tracked as a function of the deviation determined.
  • the initial value is changed to such a tracked value that, in the case of the real vehicle part 1, again leads to the originally specified activation response.
  • the tracked value for the actuator parameter for controlling the actuator is transferred to the virtual model 10 in step S6.
  • at least one vehicle part parameter of the virtual vehicle part is also modified in the virtual model in step S7 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.
  • 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.
  • the real system is thus coupled to the virtual model 10 in the present case.
  • the same excitation curves are also applied to the virtual model 10 each time the real system is activated.
  • 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.
  • do the parameters of the real system deviations between the curves of the virtual model 10 and the real behavior can be detected, analyzed and compensated.
  • 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 vehicle part 1 .

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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.

Description

Verfahren zum Bestimmen eines Wertes für einen Aktuatorparameter
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 Fahr zeugumgebung dient.
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 ken nen und in der Steuerungssoftware zu berücksichtigen. Einige dieser Para- meter verändern sich über die Nutzungszeit oder sind generell nicht genau bekannt. So wird sich beispielsweise die Reibung im Laufe der Zeit deutlich erhöhen. Die System performance kann sich dadurch stark verschlechtern, was vermieden werden soll. 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. Mechanische Bauteile sind mit einem statischen Reibanteil behaftet, der zu überwinden ist, um aus der Ruhelage in eine Bewegung überzugehen. Die ser Übergang wird typischerweise als „Losbrechen“ bezeichnet. Aus der Null lage, also der Ruhelage, heraus wird der Motorstrom eines als Aktuator die nen 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 Win- kelwert ermittelt und auf den Sollmotorstrom der Applikationssoftware aufge schlagen werden. Damit wird der Losbrechstrom, also der statische Reiban teil, von vorneherein kompensiert. Allerdings sind statische Analyse während des täglichen Betriebs nicht möglich.
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 die sen Umgebungsbedingungen handelt es sich beispielsweise um eine Hang lage des Kraftfahrzeugs, um die Außentemperatur oder auch um Alterungs erscheinungen. Um eine reproduzierbare Bewegungsführung zu garantieren, muss die Motorsteuerung eingerichtet sein, auf sich verändernde Umge bungsbedingungen zu reagieren.
Aus der DE 10 2019 104 598 A1 ist dazu ein Verfahren zur Ansteuerung ei ner Antriebsanordnung für eine Klappe eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Antriebsanordnung eine elektrische Motoreinheit und eine die Motorein heit ansteuernde Motorsteuerung aufweist, wobei die Motoreinheit mittels der Motorsteuerung in einer Verstellroutine angesteuert wird und dadurch die Klappe entsprechend einer Bewegungsvorgabe motorisch verstellt wird, wo bei die Motoreinheit mittels der Motorsteuerung in einer Schätz- routine an gesteuert wird und dadurch aus einer resultierenden elektrischen oder me chanischen Messgröße, insbesondere dem resultierenden, durch die Mo toreinheit fließenden Motorstrom oder dem resultierenden, durch die Mo toreinheit bewirkten Bewegungsverlauf für die Verstellung der Klappe, nach einer Schätzvorschrift ein Schätzwert für eine vorbestimmte Umgebungsbe dingung der Antriebs- anordnung ermittelt wird, wobei die Motoreinheit mit tels der Motorsteuerung über einen Verstellabschnitt der Verstellroutine zur Einhaltung der Bewegungsvorgabe in Abhängigkeit von dem Schätzwert an gesteuert wird. Es wird vorgeschlagen, dass ein Referenzwert für die vorbe- stimmte 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.
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 Bewegungskinema tik der Klappenanordnung sowie die Motoreinheit mechanischen und elektri schen Toleranzen und/oder Alterungserscheinungen unterliegen, die eine entsprechende Anpassung der Schätzvorschrift erfordern.
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 de- tektiert wird, wobei das Nominalmodell das Verschließsystem zumindest teil weise erfasst und auch auf das Verschließsystem einwirkende Umgebungs bedingungen berücksichtigt. Insbesondere kann mittels des Nominalmodells erkannt werden, ob für das Verschließsystem ein Fehlerfall vorliegt.
Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver fahren anzugeben, mit dem über eine lange Betriebsdauer hinweg eine mög lichst gleichbleibende Aktuierung des Fahrzeugteils erzielt werden kann.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale von Anspruch 1 . Vorteil hafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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 Aktuie- rungsantwort zeigt, b) Übernehmen dieses Anfangswertes für den Aktuatorparameter in ein virtuelles Modell des Aktuators, des Fahrzeugteils und dessen Fahr zeugumgebung, c) Ansteuern des Aktuators mit dem Anfangswert des Aktuatorpara meters 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 Ak tuierungsantwort des Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell, e) Ermitteln der Abweichung der realen Aktuierungsantwort von der virtuellen Aktuierungsantwort und Verändern des Anfangswertes für den Ak tuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators auf einen nachgeführten Wert in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung.
Bei dem virtuellen Modell des Aktuators, des Fahrzeugteils und dessen Fahrzeugumgebung handelt es sich insbesondere um ein physikalisch mathematisches Berech-nungsmodell, das beschreibt, wie sich das Fahr zeugteil mittels des Aktuators im Fahrzeug verhält. Das virtuelle Modell ermit telt abhängig von wenigstens einem Eingangsparameter des Aktuators und Parametern für das Fahrzeugteil das Verhalten des Fahrzeugteils beim Aktu ieren. Insbesondere kann ein zeitlicher Verlauf der Bewegung des Fahrzeug teils anhand eines zeitlichen Verlaufs eines oder mehrerer Eingangsparame ter für den Aktuator ermittelt werden.
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.
Dazu wird ein physikalisches Ersatzmodells des Systems aufgebaut, also ein virtuelles Abbild des Systems, das dessen für das Aktuieren relevante Eigen schaften mit einer vorgegebenen Genauigkeit widerspiegelt. Es wird ein ini tiales 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 An steuerung des realen Systems werden die gleichen Anregungsverläufe, bei einem Elektromotor gegeben durch Stromsollkurven, auch auf das Ersatz modell gegeben. Es werden also ein reales und ein virtuelles System parallel betrieben. Zu Beginn des Produktlebenszyklus stimmen die Kurven des rea len Systems mit denen des parametrierten Ersatzmodells überein. Verändern sich dann im Laufe der Zeit die Parameter des realen System können Abwei chungen zwischen den Verläufen des Ersatzmodells und den realen Ver läufen erkannt, analysiert und kompensiert werden. Auf der Grundlage dieser Analysen werden dann die Steuerungsparameter des realen Systems nach geführt, um dem Nutzer ein gleichbleibendes Erlebnis zu ermöglichen.
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 Aktuierungs antwort auf das simulierte Ansteuern mit dem nachgeführten Wert des Aktua torparameters wieder der vorbestimmten gewünschten Aktuierungsantwort entspricht. 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 hinge wiesen, 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 Aktuatorparame- ters freilich immer noch die ursprüngliche vorbestimmte und gewünschten Aktuierungsantwort.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Fahrzeugteilparameer in dem virtuellen Modell ein Reibwert für eine vorbestimmte Bewegung des vir tuellen Fahrzeugteils. Vorzugsweise ist dabei der Reibwert die statische oder viskose Reibung in einem Scharnier des virtuellen Fahrzeugteils. Zu sätzlich 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 Erfin dung der Fahrzeugteilparameter in dem virtuellen Modell ein Gewichtswert des virtuellen Fahrzeugteils ist.
Ist das Fahrzeugteil z.B. eine Tür, kann auf diese Weise die Gewichtszu- nähme der Tür berücksichtigt werden, wenn ein Gegenstand, wie eine Ge tränkeflasche in einer in der Tür vorgesehenen Ablage abgelegt wird. Vor zugsweise ist das Fahrzeugteil somit eine bewegbare Türe, Flaube oder Klappe. Vorzugsweise ist das Fahrzeugteil verschwenkbar und/oder ver schiebbar im Fahrzeug gelagert. Dementsprechend ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung die Aktuierungsantwort eine Bewegung einer Türe, Haube oder Klappe des Fahrzeugs.
Der Aktuator kann durch unterschiedlich Einrichtungen gebildet sein. Vor zugsweise ist der Aktuator ein Elektromotor und der Aktuatorparameter ist ein Strom, mit dem der Elektromotor angesteuert wird.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es gilt jedoch der Grundsatz, dass das Ausführungsbeispiel die Erfin dung 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 ein zeln oder in Kombination ausgeführt werden.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Fahrzeugteil in Form einer mittels eines
Elektromotors verschwenkbaren Türe und
Fig. 2 schematisch den Ablauf eines Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Fahrzeugteil 1 in Form einer mittels eines Aktua tors 2 in Form eines Elektromotors verschwenkbaren Türe. Das Fahrzeugteil 1 ist mittels zweiter Scharniere 4 an dem Fahrzeug angeschlagen, von dem in Fig. 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. Außerdem ist in Fig. 1 schematisch ein virtuelles Modell 10 des Aktuators 2, des Fahrzeugteils 1 und dessen Fahrzeugumgebung 3 dargestellt. Der dop pelte 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 Fahr zeugteils 1 mittels des Aktuators 3 relativ zu der Fahrzeugumgebung 3 mit einer vorbestimmten Genauigkeit simuliert werden kann.
Bei dem virtuellen Modell des Aktuators, des Fahrzeugteils und dessen Fahrzeugumgebung handelt es sich vorliegend um ein physikalisch mathematisches Berechnungsmodell, das beschreibt, wie sich das Fahr zeugteil bei der Ansteuerung durch den Aktuator im Fahrzeug verhält. Das virtuelle Modell ermittelt abhängig von dem dem Aktuator zugeführten Motor strom als Eingangsparameter des Aktuators 2 und Parametern für das Fahr zeugteil 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.
Die Nutzung des virtuellen Modells 10 für ein Verfahren gemäß einem bevor zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezug nahme auf das in Fig. 2 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben:
Zur Durchführung des Verfahrens ist vorab das virtuelle Modell 10 zu erstel len. Dazu wird ein initiales Bestimmen der statischen und dynamischen Reibverhältnisse durchgeführt. Auf diese Weise wird das virtuelle Modell pa- rametrisiert.
Das Verfahren zum Bestimmen eines Wertes für einen Aktuatorparameter, vorliegend den Motorstrom, zum Ansteuern des Aktuators 2, vorliegend ei nen Elektromotor, der in dem Fahrzeug zum Aktuieren des aktuierbaren Fahrzeugteils 1 relativ zu dessen Fahrzeugumgebung 3 dient, weist folgen den Verfahrensschritt auf:
In Schritt S1 erfolgt das Bestimmen eines Anfangswertes für den Aktuatorpa rameter, für den das reale Fahrzeugteil 1 eine vorbestimmte gewünschte rea le Aktuierungsantwort zeigt. Das Fahrzeugteil 1 wird also mittels des Aktua tors 2 aktuiert, und dabei wird der Motorstrom so eingestellt, dass die zeitli che Dynamik beim Öffnen bzw. Schließen, also beim entsprechenden Ver- schwenken des Fahrzeugteils, einer vorbestimmten, gewünschten Dynamik entspricht. Konkret heißt das, dass das Öffnen bzw. Schließen mit einer vor bestimmten gewünschten Verschwenkgeschwindigkeit und innerhalb einer vorbestimmten gewünschten Zeitdauer erfolgt.
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.
Nachfolgend erfolgen in den Schritten S3 bzw. S4 parallel, also zeitgleich, ein reales Ansteuern des Aktuators 2 mit dem Anfangswert des Aktuatorpa rameters 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 Erfas sen der virtuellen Aktuierungsantwort des Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell (Schritt 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 ermit telten Abweichung ermöglicht. Konkret erfolgt eine Änderung des Anfangs wertes auf einen solchen nachgeführten Wert, der bei dem realen Fahrzeug teil 1 wieder zu der ursprüngliche vorgegebenen Aktuierungsantwort führt.
Außerdem wird gemäß dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungs beispiel der Erfindung der nachgeführte Wert für den Aktuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators in Schritt S6 in das virtuelle Modell 10 übernom men. Um nun auch im virtuellen Modell 10 bei Verwendung des nachgeführ ten Wertes zu korrekten Ergebnissen bei der Simulation der Aktuierungsant wort des Fahrzeugteils 1 zu kommen, wird außerdem in Schritt S7 wenigs tens ein Fahrzeugteilparameter des virtuellen Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell derart abgeändert, dass die virtuelle Aktuierungsantwort auf das si mulierte Ansteuern mit dem nachgeführten Wert des Aktuatorparameters wieder der vorbestimmten gewünschten Aktuierungsantwort entspricht.
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 aktu elles 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.
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 Anregungsver läufe auch auf das virtuelle Modell 10 gegeben. Es werden also ein reales und ein virtuelles System parallel betrieben, wobei zu Beginn des Produktle benszyklus 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 Steuerungspa rameter des realen Systems nachgeführt, um dem Nutzer ein gleichbleiben- des Erlebnis bei der Aktuierung des Fahrzeugteils 1 zu ermöglichen.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeugteil
2 Aktuator 3 Fahrzeugumgebung
4 Scharniere
10 virtuelles Modell

Claims

Patentansprüche
1. 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 Aktuie- rungsantwort 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 Aktuatorpa rameters 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 virtu ellen 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 Ak tuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators (2) auf einen nachgeführten Wert in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , mit folgenden Verfahrensschritten: f) Übernehmen des nachgeführten Werts für den Aktuatorparameter zum Ansteuern des Aktuators (2) in das virtuelle Modell (10) und g) Ändern wenigstens eines Fahrzeugteilparameters des virtuellen Fahrzeugteils in dem virtuellen Modell (10) derart, dass die virtuelle Aktuie rungsantwort auf das simulierte Ansteuern mit dem nachgeführten Wert des Aktuatorparameters wieder der vorbestimmten gewünschten Aktuierungsan twort entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fahrzeugteilparameer in dem virtuellen Modell (10) ein Reibwert für eine vorbestimmte Bewegung des virtuellen Fahrzeugteils ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reibwert die statische oder viskose Reibung in einem Scharnier (4) des vir tuellen Fahrzeugteils ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Reibwert die statische oder viskose Reibung in dem virtuellen Aktuator ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fahrzeugteilparameter in dem virtuellen Modell ein Gewichtswert des virtuel len Fahrzeugteils ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fahrzeugteil (1) eine bewegbare Türe, Flaube oder Klappe ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ak- tuierungsantwort eine Bewegung einer Türe, Flaube oder Klappe ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ak tuator (2) ein Elektromotor ist und der Aktuatorparameter ein Strom ist, mit dem der Elektromotor angesteuert wird.
10. Nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium mit darauf abge speicherten Befehlen, die bei ihrer Ausführung auf einem Prozessor ein Ver fahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 bewirken.
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