Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Bewegungseinrichtung für ein bewegliches Bauteil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Heckklappe, wobei das Bauteil durch eine Antriebseinheit der Bewegungseinrichtung zwischen zwei Endpositionen bewegbar ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Bewegungseinrichtung für ein bewegliches Bauteil, wobei das Bauteil durch eine Antriebseinheit der Bewegungseinrichtung zwischen zwei Endpositionen bewegbar ist, und eine zur Durchführung des Verfahrens ausgebildete Steuereinheit.

Die automatisierte Bewegung von Bauteilen zwischen zwei Endpositionen, insbesondere einer geöffneten und einer geschlossenen Position, ist ein wichtiges Komfortmerkmal moderner Kraftfahrzeuge. Als Bauteile kommen hierbei insbesondere Heckklappen, Motorhauben und Türen jeglicher Art in Betracht. Dazu werden Bewegungseinrichtungen eingesetzt, welche eine häufig elektromotorisch betriebene bzw. als Elektromotor ausgebildete Antriebseinheit aufweisen. Zu Beginn der Bewegung muss die Antriebseinheit dabei eine höhere Energie aufwenden, um die Trägheit des Bauelements und in der Bewegungseinrichtung auftretende Reibungskräfte zu überwinden. Dazu wird durch die Antriebseinheit üblicherweise eine feste aufzubringende Loslöseenergie zugeführt.

Diese fest vorgegebene Loslöseenergie führt in der Regel dazu, dass das Bauteil aus wenigstens einer der Endpositionen weitestgehend ruckfrei losgelöst werden kann. Allerdings können bei Startpositionen zwischen den Endpositionen des Bauteils ein merkliches Rucken und Schwingen des Bauteils oder sonstige Unregelmäßigkeiten auftreten, die zu einer Ungleichmä- ßigkeit der Gesamtbewegung führen. Dies belastet die Mechanik der Bewe- gungseinrichtung in unnötiger Weise und beeinträchtigt den Bewegungskomfort des Bauteils.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Bewegungsrichtung anzugeben, welches ein Material schonendes Loslösen des Bauteils ermöglicht und einen harmonischen Bewegungsablauf erzeugt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine zum Loslösen des Bauteils zu Beginn einer Bewegung aus einer Startposition zu verwendende Loslöseenergie für die Antriebseinheit in Abhängigkeit von der Startposition gewählt wird.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, dem Bauelement jeweils nur ein solches Maß an Loslöseenergie zuzuführen, das in seiner aktuellen Startposition auch tatsächlich zum Lösen benötigt wird. Die entsprechenden Loslöseenergien sind dabei vorzugsweise werkseitig vorgegeben und dem Verfahren bekannt, insbesondere können diese Werte empirisch ermittelt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in jeder Startposition nur diejenige Loslöseenergie von der Antriebseinheit aufgebracht wird, welche für eine harmonische Bewegung benötigt wird, so dass darüber hinaus die Bewegungseinrichtung und ihre Teile, wie Lager und Getriebe, vor Überbeanspruchung geschützt sind. Mithin wird das Entstehen von Überschussenergien, die Ungleichmäßigkeiten der Bewegung zur Folge haben, vermieden.

Dieses Verfahren wird zweckmäßigerweise dadurch weitergebildet, dass die zu verwendende Löseenergie zusätzlich in Abhängigkeit der Richtung der Bewegung gewählt wird. Vor allem bei Bewegungen, welche gegen die Schwerkraft ausgeführt werden, ist eine Berücksichtigung der Bewegungsrichtung von Relevanz. So sollte die Loslöseenergie zweier unterschiedlich gerichteter Bewegungen aus der gleichen Startposition im Falle der Bewegung gegen die auf das Bauteil wirkende Schwerkraft höher gewählt werden. Dadurch kann das Bewegungsverhalten der Bewegungseinrichtung noch weiter optimiert werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die zu verwendende Loslöseenergie zusätzlich in Abhängigkeit wenigstens eines die Umgebungsbedingungen beschreibenden Umgebungsparameters, insbesondere der Umgebungstemperatur und/oder der Umgebungsluftfeuchtigkeit, gewählt wird. Diese äußeren Bedingungen können ebenfalls einen Einfluss auf die für einen gleichmäßigen Bewegungsablauf auszuwählende Loslöseenergie haben. So ist bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, insbesondere unterhalb des Gefrierpunktes, mit erhöhten zu überwindenden Reibungskräften in der Bewegungseinrichtung zu rechnen. Diese resultieren beispielsweise aus verschlechterten Gleiteigenschaften von verwendeten Schmierstoffen in diesem Temperaturbereich. Auch bei diesen Temperaturen in Verbindung mit einer erhöhten Umgebungsluftfeuchtigkeit auftretende Vereisungen, welche die Loslöseenergie erhöhen, können zweckmäßigerweise im Verfahren berücksichtigt werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass wenigstens ein die Loslöseenergie und/oder den zeitlichen Verlauf einer Loslöseleistung bestimmender Antriebsparameter aus einem Kennlinienfeld gewählt wird. Es ist hierbei zum einen denkbar, dass das Kennlinienfeld formelmäßig modelliert ist und das Verfahren daraus die Antriebsparameter berechnet. Zum anderen kann das Kennlinienfeld auch durch eine feste Zuordnung in einer Look-Up-Tabelle, welche in einer Speichereinheit des Kraftfahrzeugs abgelegt ist, verfügbar sein. Als Antriebsparameter kommt jede Eingangsgröße der verwendeten Antriebseinheit in Betracht, welche dazu bestimmt ist die abzugebende Energie oder Leistung zu bestimmen. Vor allen die zeitliche Dauer, über welche eine bestimmte Loslöseleistung durch die Antriebseinheit abgegeben wird und die Loslöseleistung selbst sind bevorzugte Antriebsparameter. Dies ermöglicht, die Zuführung der Loslöseenergie durch Verfahren noch präziser einzustellen. Diese Ausführungsform des Verfahrens kann dadurch verbessert werden, dass als Antriebsparameter ein Tastverhältnis einer Pulsweitenmodulation und/oder eine anzuwendende Dauer der Pulsweitenmodulation verwendet wird. Da die Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug häufig als Elektromotor ausgebildet ist, wird dieser zweckmäßigerweise durch ein pulsweitenmodu- liertes Leistungssignal angesteuert. In dieser Konfiguration zeigt sich das Verfahren besonders effektiv, weil die maßgeblichen Ansteuerungsparameter das Tastverhältnis und/oder die anzuwendende Dauer der Pulsweitenmodulation betreffen und so eine exakte Steuerung der Antriebseinheit ermöglicht ist. Damit ist auch eine Integration des erfindungsgemäßen Verfahrens in bekannte Ansteuerungsverfahren auf einfache Weise umsetzbar, nachdem die Pulsweitenmodulation und deren Dauer oft auch in sonstigen Ansteuerungsvorgängen eingesetzte Ansteuerungsparameter sind. Dies gilt insbesondere für einen an die Zuführung der Loslöseenergie anschließenden weiteren Bewegungsverlauf, worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird.

Sämtliche genannten Ausführungsformen des Verfahrens können vorteilhafterweise dadurch ergänzt werden, dass im Anschluss an das Loslösen des Bauteils eine weitere Bewegung zur Endposition durch Vorgabe eines Soll- Bewegungsverlaufs, insbesondere einer Soll-Geschwindigkeit, gesteuert o- der geregelt wird. Die Erfindung lässt sich damit auch einfach in bekannte Steuerungs- oder Regelungskonzepte zum Betrieb von Bewegungseinrichtungen integrieren. Dadurch muss der an die Zuführung der Loslöseenergie anschließende Bewegungsverlauf nicht mehr so vorgegeben werden, dass er Reibungskräfte oder Masseträgheit zu überwinden versucht, sondern kann unmittelbar auf das gewünschte Bewegungsprofil ausgelegt werden. Dies erleichtert die Steuerung oder Regelung der weiteren Bewegung zur Endposition, da der Antriebseinheit zuvor genau jene Loslöseenergie zugeführt worden ist, welche für eine gleichmäßige Bewegung aus einer ruhenden Position nötig war. Dies erleichtert insbesondere eine stabile Ausgestaltung regelungstechnischer Maßnahmen erheblich, da beispielsweise Bewegungsunregelmäßigkeiten wie ein Schwingen des Bauteils weitestgehend durch das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt sind. Ferner wird vorzugsweise als Bauteil eine Heckklappe verwendet und in einer maximal geöffneten Position der Heckklappe eine höhere Loslöseenergie verwendet als in einer Zwischenposition. Gerade beim Schließen von Heckklappen, hat es sich als sinnvoll erwiesen, die zuzuführenden Loslöseenergie mit sinkendem Öffnungswinkel zu reduzieren. Ein Kennlinienfeld der Loslöseenergie über den Neigungswinkel der Heckklappe weist dann einen fallenden Verlauf auf. Besonders bei automatisch bewegten Heckklappen ist ein harmonischer Bewegungsablauf von besonderem Interesse, weil die Bewegung nicht nur aus dem Fahrzeuginneren durch den Fahrer wahrgenommen wird, sondern auch von umstehenden Personen bemerkt werden kann. Ein gleichmäßiger Bewegungsablauf der Heckklappe stellt hier ein wichtiges Komfort- und Qualitätsmerkmal des Kraftfahrzeugs als Ganzes dar.

Neben dem Verfahren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, welches eine zur Ausführung des Verfahrens ausgebildete Steuereinheit aufweist. Sämtliche Ausführungen zum Verfahren lassen sich analog auf das Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erzielt werden können. In besonders bevorzugter Weise führt die Steuereinheit das Verfahren zur Bewegung einer an das Fahrzeug angebrachten Heckklappe aus.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs in

Seitenansicht,

Fig. 2 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 3 ein Diagramm eines durch das Verfahren ermittelten Tastverhältnisses und einen anschließenden Verlauf des Tastverhältnisses über die Zeit.

Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1 mit einer Heckklappe 2 sowie eine Bewegungseinrichtung 3 umfassend eine Antriebseinheit 4, welche von einer Steuereinheit 5 gesteuert wird. Andeutungsweise ist daneben die Heckklappe 2 in einer geschlossenen Stellung 6 sowie in einer maximal geöffneten Stellung 7 gezeigt, wobei die dargestellte Position der Heckklappe 2 vorliegend die Startposition ist. Die Stellung 6, 7 sind dabei zugleich Endpositionen. Zusätzlich ist ein Neigungswinkel 8 der Heckklappe 2 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Schritt S1 bezeichnet hier den Beginn des Verfahrens, wenn eine Bewegung der Heckklappe 2 ausgeführt werden soll, beispielsweise durch Betätigung eines Bedienelements. In einem Schritt S2 werden dann die Antriebsparameter in Abhängigkeit des die Startposition repräsentierenden, aktuellen Neigungswinkels 8 und einer gewünschten Richtung 9 der Bewegung gewählt. Im vorliegenden Fall kann dies z. B. dadurch realisiert werden, dass für zwei unterschiedliche Richtungen 9 jeweils eine Look-Up-Tabelle in der Steuereinheit 5 abgelegt ist, welche verschiedenen Intervallen von Neigungswinkeln 8 Antriebsparameter zuordnet. Das Ausführungsbeispiel ist hier so gewählt, dass die Antriebseinheit 4 durch pulsweitenmodulierte Leistungssignale angesteuert wird. Bei dem gegebenen Neigungswinkel 8 und der gewünschten Richtung 9 würde eine sinnvolle Kombination von Antriebsparametern ein Tastverhältnis der pulsweiten Modulation von 45 % und einer Dauer der Anwendung dieses Tastverhältnisses von 200 ms darstellen. Befindet sich die Heckklappe 2 in ihrer maximal geöffneten Stellung 7 könnte eine geeignete Kombination von Antriebsparametern z. B. ein Tastverhältnis von 90 % bei einer Dauer von 600 ms sein.

Das durch diese Kombination von Antriebsparametern definierte pulsweitenmodulierte Leistungssignal wird in einem Schritt S3 der Antriebseinheit 4 zugeführt. Die auf den Neigungswinkel 8 und die gewünschte Richtung 9 abgestimmte, aus dem Leistungssignal resultierende, Loslöseenergie wird damit so schnell wie möglich an die Heckklappe 2 übertragen, ohne dass zeitliche Verzögerungen auftreten, welche z. B. bei einem vollständig auf einen Sollwert geregelten Bewegungsablauf entstehen.

Nach Ablauf der als Antriebsparameter vorgegebenen Dauer des pulswei- tenmodulierten Leistungssignals wird in einem Schritt S4 für die weitere Bewegung der Heckklappe 2 in ihre Endposition ein geeignetes Steuerungsoder Regelungsverfahren ausgeführt. Dafür ist ein wiederum vom Neigungswinkel 8 abhängiger Verlauf des Tastverhältnisses, welches die Geschwindigkeit der Heckklappe 2 repräsentiert, vorgegeben.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm mit einem beispielhaften zeitlich Verlauf eines aus der Anwendung des Verfahrens resultierendes Loslösetastverhältnisses 12 sowie ein weiteres im Rahmen von Steuerungs- oder Regelungsmaßnahmen vorgegebenes Tastverhältnis 17, welche beide ein Maximaltastverhältnis 10 von 100 % nicht überschreiten. Dabei wird zum Startzeitpunkt 14 des Verfahrens das Loslösetastverhältnis 12 vorgegeben, welches für die Dauer 15 an der Antriebseinheit 4 anliegt. Danach ist das Tastverhältnis 17 vorgegeben, welches mit einem Mindestverhältnis 13 beginnt und zu einem Nominaltastverhältnis 11 linear ansteigt und dort konstant bleibt. In der Nähe der Endposition fällt das Tastverhältnis 17 dann wieder auf das Mindestverhältnis 13 ab, um an einem Totpunkt 16 schließlich bei null zu liegen. So werden über die gesamte Bewegung Ungleichmäßigkeiten verhindert und eine harmonisch anmutende Bewegung der Heckklappe 2 in die Endposition erreicht.