DE102007020720A1

DE102007020720A1 - Antriebssystem eines Verdecks eines Cabriolet-Fahrzeugs und Cabriolet-Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007020720A1
Application number: DE200710020720
Authority: DE
Inventors: Andreas Hüppe; Dirk Klassen
Original assignee: Wilhelm Karmann GmbH
Current assignee: Valmet Automotive Oy
Priority date: 2007-05-03
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2008-11-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs und ein Cabriolet-Fahrzeug selbst. Ein solches System und ein solches Fahrzeug sollen weniger störanfällig ausgebildet werden. Dies wird erreicht durch eine Steuereinheit, die zur Berechnung der absoluten Position des Verdecks aus den Daten eines Volumenstromsensors ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem eines Verdecks eines Cabriolet-Fahrzeugs, mit zumindest einem Antriebsorgan und einem Aktor, der von dem Antriebsorgan mit einem Volumen eines Antriebsmediums beaufschlagbar ist, sowie mit einer Steuereinheit und zumindest einem Volumenstromsensor. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Cabriolet-Fahrzeug, welches ein Verdeck aufweist, das mittels eines Antriebssystems aus einer einen Fahrgastraum überspannenden Stellung zumindest teilweise in eine rückwärtige Ablagestellung überführbar ist.
Antriebssysteme nach dem Stand der Technik sind darauf angewiesen, die absolute Position eines Verdecks, dass heißt die Stellung, in der sich das Verdeck oder auch ein zum Verdeck zugehöriges Teil wie ein klappbarer Kofferraumdeckel, eine Hutablage, ein Spannbügel oder dergleichen, befindet mittels Endlagenschaltern oder dergleichen zu überwachen. Der Volumenstromsensor wird hierbei dafür eingesetzt, eine Geschwindigkeit der Verdeckbewegung zu messen und gegebenenfalls nachzustellen. Durch die Vielzahl der von verschiedenen Sensoren gelieferten Daten ist die Störanfälligkeit des Verdecks hoch.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Antriebssystem eines Verdecks eines Cabriolet-Fahrzeugs zu vereinfachen und ein mit einem solchen Antriebssystem ausgestattetes Cabriolet-Fahrzeug weniger störanfällig und kostengünstiger herzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Antriebssystem gemäß Anspruch 1 und ein Cabriolet-Fahrzeug gemäß Anspruch 12.
Die Steuereinheit des erfindungsgemäßen Antriebssystems kann direkt aus den Daten über das bewegte Volumen und gegebenenfalls über die Richtung des bewegten Volumens bzw. des Volumenstroms eine Position des Verdecks ermitteln. Die Steuer- oder Auswerteinheit vergleicht die vom Volumenstromsensor für den Volumenstrom angegebenen Messwerte hierbei beispielsweise mit eine Kennlinie oder anderen in einem Speicher abgelegten Sollwerten, wodurch sich die absolute Position des Verdecks beziehungsweise zugehöriger Teile unter Vermeidung der nun überflüssigen Anordnung von absoluten Positionsgebern bestimmen lässt. Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit damit zur absoluten Positionsbestimmung ausgebildet, wofür sie entsprechende Mittel in Form von Speicher- und Prozessoreinheiten umfasst. Die Kennlinien oder Referenzwerte können hierfür bereits werkseitig fest eingestellt werden, alternativ oder ergänzend sind programmierbare Speichereinheiten vorteilhaft, damit die Referenzen verändert werden können. Ein solches Antriebssystem baut einfacher, und führt zu einer kostengünstigeren Herstellung des erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs.
Die Reduzierung der Anzahl der ständig oder oft abzufragenden Sensoren reduziert die Komplexität des Systems und das Antriebssystem respektive Cabriolet-Fahrzeug ist weniger störanfällig.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung, mit der das Antriebssystem zur kontinuierlichen Ermittlung der Position aus dem bewegten Volumen fähig ist. Der Volumenstrom wird von dem Volumenstromsensor vorteilhafterweise kontinuier lich aufgenommen, beispielsweise mit einem Zahnradvolumenstromsensor und auch die Daten werden vorteilhafterweise kontinuierlich an die Steuereinheit übermittelt. Die Abfrage und/oder Übermittlung der Daten erfolgt mit einer entsprechend hohen Taktung und ermöglicht so eine kontinuierliche oder zumindest eine quasi-kontinuierliche Überwachung der Verdeckpositionen durch die andauernde Ermittlung der absoluten Position des Verdecks oder seiner zugehörigen Teile.
In Abhängigkeit der verschiedenen, ermittelten Positionen des Verdecks wird das Antriebsorgan, vorteilhafterweise eine Hydraulik- oder Pneumatikpumpe, von der Steuereinheit gesteuert. Hierbei kann es von Vorteil sein, die Steuereinheit dezentral, insbesondere dicht bei den entsprechenden Elementen des Antriebssystems zu positionieren. Dies führt je nach Ausbildung des Cabriolet-Fahrzeugs zu Vorteilen bezüglich des benötigten Platzes, da der Platzbedarf variabler gestaltet werden kann.
Als Aktor wird vorteilhafterweise ein Hydraulikzylinder und als Antriebsorgan eine Hydraulikpumpe verwendet. Als Abtriebsmedium kann eine entsprechende Hydraulikflüssigkeit dienen.
Der Volumenstromsensor, der vorteilhafterweise auf mechanischer oder berührungsloser Basis, beispielsweise mit Ultraschal, funktioniert, ist bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung zentral hinter einem Überdruckventil angeordnet, dass heißt bevor eine Verzweigung zu den einzelnen zu betätigenden Zylindern erfolgt. Alternativ kann der Volumenstromsensor auch einem einzigen Zylinder zugeordnet werden, wobei dann die Steuereinheit die jeweiligen für den Zylinder maßgeblichen Daten des Volumenstromsensors auswerten kann.
Weiterhin ist es von Vorteil, die Steuereinheit als Teil eines Steuersystems des Gesamtfahrzeuges auszubilden, dass heißt die Steuereinheit wird virtuell in der Steuereinheit eines Gesamtfahrzeugs realisiert oder die Funktionen der Steuereinheit, insbesondere die Positionsbestimmung, werden von einem Gesamtsteuersystem des Fahrzeugs übernommen.
Die Cabriolet-Verdeckstellungen lassen sich vielfach durch einstellbare Ventile ändern. Es ist daher vorteilhaft, die Erfindung dahingehend weiterzubilden, dass die Steuereinheit zur Aufnahme der Stellungen der Ventile ausgebildet ist und diese Ventilstellungen zur Bestimmung der Position des Verdecks verwendet werden. Die Steuereinheit kann hierbei vorteilhafterweise diese Ventile auch selbst ansteuern.
Für den so genannten "stop-loss"-Fall, dass heißt das Antriebssystem hat nach einem Strom- beziehungsweise Spannungsausfall keine Informationen mehr über die aktuelle Position des Verdecks, weist die Steuereinheit vorteilhafterweise einen Kalibriermechanismus auf. Dieser kann beispielsweise durch vorgegebenes Verfahren des Cabriolet-Verdecks in eine Stellung, in der beispielsweise ein Überdruckventil auslöst oder auch durch das Durchfahren bestimmter angenommener Stellungen des Cabriolet-Verdeckes bestehen. Nach Abfolge der Kalibrierschritte ist das Verdeck dann wieder in einer bekannten, vorgegebenen Stellung. Alternativ ist es denkbar, zur Neukalibrierung gegebenenfalls Sensoren, wie beispielsweise einen Hallsensor in einem Zylinder oder auch einen Endlagenschalter vorzusehen. Diese Schalter werden in dem Extremfall eines Spannungsaus falls benötigt und tragen somit nicht zur Komplexität des normal funktionierenden Systems bei, da sie nicht benötigt oder abgefragt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen entnehmen.
Es stellt schematisch dar:
1 eine Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs, und
2 einen prinzipiellen Schaltplan eines Antriebssystems.
1 offenbart ein Verdeck 1 eines erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs, welches mittels eines der Figur nicht näher zu entnehmenden erfindungsgemäßen Antriebssystems aus einer einen Fahrgastraum 2 überspannenden Stellung zumindest teilweise in eine rückwärtige Ablagestellung im Bereich einer Heckklappe 3 zu überführen ist. Zu dem Verdeck 1 eines Cabriolet-Fahrzeugs werden im Sinne der Erfindung auch bei den Ausführungsbeispielen solche Teile gezählt, die nicht nur direkt bei der Überspannung eines Fahrgastraumes mitwirken, wie insbesondere die seitlichen Gestängeteile und die Verdeckbezüge, sondern auch die für die Funktionalität des Cabriolet-Fahrzeugs notwendigen bewegten Teile wie Heckklappe 3, Spannbügel oder dergleichen. Gleichzeitig gelten nachfolgend beschriebene Vorteile nicht nur für das Cabriolet-Fahrzeug sondern auch für das Antriebssystem.
In der 1 ist das erfindungsgemäße Cabriolet-Fahrzeug als zweitüriges Cabriolet-Fahrzeug ausgeführt, unabhängig von dieser Ausbildung kann es sich jedoch auch um mehr als zweitürige Fahrzeuge handeln.
Das Verdeck 1 wird prinzipiell gemäß einem Schaltplan der 2 bewegt. Das in der 2 schematisch dargestellte Antriebssystem umfasst eine mit "ECU" gekennzeichnete Steuereinheit 4, die mit einem Volumenstromsensor 6 über Datenleitungen 7 verbunden ist. Bei dem Volumenstromsensor kann es sich um einen Zahnradvolumenstromsensor oder gleichwirkende Sensoren handeln. Diese können den Volumenstrom sowohl in Richtung des in der Figur linken Hydraulikzylinders 8 als auch von diesem weg aufnehmen.
Über Zuleitungen 9 sind die oberen Bereiche des Hydraulikzylinders 8 und des Hydraulikzylinders 10 mit Druck beziehungsweise Volumen beaufschlagbar. Beide Zuleitungen 9 werden von einer Hauptzuleitung 11 gespeist, die über ein Rückschlagventil 12 von einer von einem Motor 13 angetriebenen Hydraulikpumpe 14 versorgt wird. Je nach Stellung des Ventils zur Hydraulikpumpe 14, gegebenenfalls auch in Abhängigkeit des Drehsinns der Hydraulikpumpe 14 oder des Motors kann alternativ zu den oberen Volumen der Zylinder 8 und 10 auch der unterhalb des Kolbens befindliche Teil des Zylinderkörpers über die weiteren Zuleitungen 16, die von der weiteren Hauptzuleitung 17 gespeist werden, versorgt werden. In diesem Fall wird das aus dem oberen Teil des Zylinderkörpers des Zylinders 8 verdrängte Volumen als Volumenstrom aufgenommen.
Im Knotenpunkt der Hauptzuleitungen 11, 17 mit den Leitungen 9 beziehungsweise 16 ist jeweils ein über ein Rück schlagventil gesicherter Abfluss in den Fluidspeicher 18 angeordnet. Von diesem wird, was in der Figur nicht dargestellt ist, die Pumpe 14 versorgt. Ein Zweidruckventil 19 kann beispielsweise als Überlastungsschutz verwendet werden.
Die von der Steuereinheit 4 aufgenommene und direkt aus dem Volumenstrom ermittelte absolute Stellung der Zylinder 8 und 10 ermöglicht die Bestimmung einer absoluten Stellung des Verdeckes.
Alternativ zu den gezeigten zwei Zylindern kann der Aufbau auch komplexer, insbesondere mit mehr Zylindern, gegebenenfalls aber auch nur mit einem Zylinder zur Bewegung des Cabriolet-Fahrzeuges erfolgen.
Statt der Leitung 9 kann der Volumenstromsensor in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung in einer der Leitungen 16, gegebenenfalls in einer Leitung 11 oder 17 angeordnet werden. Aus den von dem Volumenstromsensor 6 gewonnenen Daten ist dann über die Steuereinheit der Motor 13 steuerbar, der dann in Abhängigkeit der ermittelten Position die Verdeckbewegung durch Starten des Motors anhält.
Bei einem Verzicht auf die im Stand der Technik bekannten Endlagenschalter vereinfacht sich das zu steuernde und zu überwachende System. Insbesondere sinkt die Störanfälligkeit aufgrund der gesunkenen Komplexität des Systems, das weniger extreme Datenquellen zu verwalten hat. Der Verzicht auf Endlagenschalter bringt dazu eine Kostenersparnis mit sich.
Um die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu erhöhen, ist es schließlich vorteilhaft, eine Vorrichtung zur Erfassung einer zur Korrektur der Positionsbestimmung verwendeten Temperatur zu verwenden. Diese kann beispielsweise als Umgebungs- oder Medientemperatur erfasst werden. Alternativ oder ergänzend kann vorteilhafterweise ein Sensor zur Ermittlung eines im System anliegenden insbesondere dynamischen Drucks zur Korrektur der ermittelten Position oder auch zur Bestimmung des Volumenstroms oder des bewegten Volumens und damit der Bestimmung der Verdeckposition verwendet werden.

Claims

Antriebssystem eines Verdecks (1) eines Cabriolet-Fahrzeugs, mit zumindest einem Antriebsorgan und einem Aktor (8, 10), der von dem Antriebsorgan (14) mit einem Volumen eines Antriebsmediums beaufschlagbar ist, sowie mit einer Steuereinheit (4) und zumindest einem Volumenstromsensor (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) zur direkten Ermittlung einer Position des Verdecks (1) aus dem von dem Volumenstromsensor (6) bestimmten Volumenstrom ausgebildet ist.
Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem zur kontinuierlichen Ermittlung der Position des Verdecks (1) aus dem Volumenstrom ausgebildet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromsensor (6) im Volumenstrom zentral hinter einem Überdruckventil angeordnet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder ein weiterer Volumenstromsensor dezentral an einem Aktor (8, 10) angeordnet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder ein weiterer Volumenstromsensor an einer Zuleitung (9) des Aktors (8, 10) angeordnet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) zur Aufnahme der Stellung zumindest eines Ventils des Antriebssystems ausgebildet ist und die Ventilstellung zur Positionsbestimmung verwendet.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erfassung einer zur Korrektur der Positionsbestimmung verwendeten Temperatur.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) mehrere dezentral angeordnete und über Daten und/oder Steuerleitungen in Verbindung stehende Untereinheiten umfasst.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Ermittlung eines im System anliegenden Drucks.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (4) zur Kalibrierung des Antriebssystem nach einem Spannungsausfall ausgebildet ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstromsensor (6) ein Zahnradvolumenstromsensor ist.
Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen als Zylinder (8, 10) ausgebildeten Aktor (8, 10) und ein Antriebsorgan (14), welches eine Pumpe (14) aufweist.
Cabriolet-Fahrzeug mit einem Verdeck (1), welches mittels eines Antriebssystems aus einer einen Fahrgastraum (2) überspannenden Stellung in eine rückwärtige Ablagestellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.