DE102005034474B4

DE102005034474B4 - Verfahren zum Betrieb einer wandlungsfähigen Dachanordnung eines Fahrzeugs sowie Fahrzeug mit einer wandlungsfähigen Dachanordnung

Info

Publication number: DE102005034474B4
Application number: DE200510034474
Authority: DE
Inventors: Manfred Schmid; Sven Taube
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2005-07-23
Filing date: 2005-07-23
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2025-07-24
Also published as: DE102005034474A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer wandlungsfähigen Dachanordnung eines Fahrzeugs, die in einer ersten Endstellung (sc) ein im Wesentlichen geschlossenes Fahrzeugdach und in einer zweiten Endstellung (so) ein im Wesentlichen geöffnetes Fahrzeugdach vorsieht, wobei ein gesteuertes Antreiben zum Verstellen der Dachanordnung zwischen den beiden Endstellungen (sc, so) basierend auf einem Antriebssignal erfolgt und beim Erzeugen des Antriebssignals wenigstens eine Beschleunigungserfassungsgröße (a) berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung der Dachanordnung auch während einer Fahrt des Fahrzeugs ermöglicht ist und dass die Beschleunigungserfassungsgröße (a) charakteristisch für eine Intensität von durch den dynamischen Fahrzustand bedingten Beschleunigungen des Fahrzeugkörpers ist und dazu berücksichtigt wird, bei Vorliegen eines vorbestimmten kritischen Zustands einen bestimmten Verstellvorgang der Dachanordnung zu unterbinden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer wandlungsfähigen Dachanordnung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einer wandlungsfähigen Dachanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.

Ein Betriebsverfahren für eine wandlungsfähige Dachanordnung eines Fahrzeugs ist beispielsweise aus der DE 195 33 802 C1 bekannt. Es handelt sich dabei um ein Cabriolet mit einem Faltverdeck, welches motorisch angetrieben zwischen einer Schließstellung (Fahrzeugdach geschlossen) und einer Ablagestellung (Fahrzeugdach geöffnet) verstellt werden kann. Der motorische Antrieb des Verdecks kann hierbei von einem Benutzer mittels eines im Fahrgastraum angeordneten Betätigungsschalter angesteuert werden.

Bei dem bekannten Cabriolet ist an einem vorderen formsteifen Verdeckabschnitt eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, mittels welcher das geschlossene Verdeck zuverlässig in seiner Schließstellung am vorderen Windschutzscheibenrahmen gehalten werden kann. Ferner ist eine heckseitige Arretiereinrichtung vorgesehen, mittels welcher das Verdeck in seiner zurückgeklappten Ablagestellung fixiert werden kann. Sowohl die vorderseitige Verriegelungsvorrichtung als auch die heckseitige Anetiereinrichtung werden bei dem bekannten Cabriolet motorisch betätigt.

Ganz allgemein ist die motorische Betätigung derartiger Verriegelungs- bzw. Arretiereinrichtungen selbstverständlich nicht zwingend. Insbesondere bei älteren Cabrioletmodellen müssen solche Einrichtungen oftmals manuell betätigt werden.

Praktisch allen derartigen Verriegelungs- bzw. Arrtiereinrichtungen gemein ist jedoch der Umstand, dass diese in der letzten Phase des entsprechenden Verstellvorgangs eine Zentrierwirkung für die in ihre Endstellung laufende Dachanordnung vorsehen. Eine solche Zentrierung eines in seine Endstellung laufenden Dachteils (z. B. Verdeckvorderkante) ist oftmals zwingend im Hinblick auf die ordnungsgemäße Funktion der Dachanordnung (z. B. Wasserdichtigkeit eines geschlossenen Cabrolet-Verdecks) und/oder eine Voraussetzung für die ordnungsgemäße Funktion einer Verriegelungs- bzw. Arretiereinrichtung. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese Einrichtungen motorisch betätigt werden, wie dies bei dem oben erwähnten Stand der Technik gemäß der DE 195 33 802 C1 der Fall ist.

Insbesondere zur Zentrierung eines in seine Schließstellung laufenden Cabriolet-Verdecks sieht ein weitverbreitetes Konstruktionsprinzip vor, dass ein an der Verdeckvorderkante (Verdeckspitze) angeordneter Zentrierstift oder dergleichen von einem trichterartig ausgebildeten Aufnahmeelement zentriert und aufgenommen wird. Eine derartige Zentriereinrichtung ist beispielsweise in der DE 103 25 257 A1 beschrieben. Auch die umgekehrte Anordnung (Stift am Fahrzeugkörper und Aufnahme am Verdeck) ist möglich.

Das Vorsehen von Zentriereinrichtungen bei wandlungsfähigen Dachanordnungen gestattet es vorteilhaft, die Dachanordnung bzw. deren Verstellverlauf mit relativ großen Toleranzen vorzusehen. Ein durch Fertigungstoleranzen bedingt "nicht ganz ordentlich" in seine Endstellungen laufendes Dachteil wird unmittelbar vor Erreichen der Endstellung noch zwangsweise zentriert. Dies funktioniert in der Regel sehr zuverlässig bei Fahrzeugen, deren Dachanordnung nur im Stand oder bei sehr kleinen Fahrgeschwindigkeiten ("Schrittgeschwindigkeit") verstellbar ist.

Ein Betriebsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit einer wandlungsfähigen Dachanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16 sind aus der DE 103 35 535 A1 bekannt. Dieser Stand der Technik betrifft den Betrieb eines Cabrioletverdecks, bei welchem im Rahmen der Steuerung der Dachbewegung wenigstens ein Beschleunigungssensor verwendet wird, der einem relativ zur Fahrzeugkarosserie bewegbaren Dachteil zugeordnet ist. Dieser Beschleunigungssensor ersetzt gewissermaßen aus dem früheren Stand der Technik bekannte Neigungssensoren oder Drehpotentiometer, welche die gegenseitige Lageänderung der Dachteile relativ zueinander bzw. relativ zur Fahrzeugkarosserie erfassen.

Nachteilig ist bei dem gattungsgemäßen Stand der Technik, dass das Verdeck nur bei stehendem Fahrzeug verstellt werden kann, weil die beschriebene Art der Dachteillageerfassung mittels eines Beschleunigungssensors nur bei stehendem Fahrzeug zuverlässig funktioniert.

Aus der DE 198 27 110 A1 ist eine Ansteuerung eines Schiebedaches mit Einklemmschutz bei einem Kraftfahrzeug bekannt. Der Einklemmschutz bzw. die Schließkraftbegrenzung wird korrigiert, falls eine Fahrzeugbremsung erkannt wird. Ein ähnliches Korrekturverfahren betreffend die Schließkraftbegrenzung bei einem Einklemmschutz für ein Schiebedach ist aus der DE 198 17 362 A1 bekannt.

Aus der DE 93 15 246 U1 ist es bekannt, der Antrieb eines Fahrzeugverdecks dann zu unterbrechen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorgegebenen Höchstwert überschreitet. Damit wird das Problem einer unter Umständen zu hohen Fahrtwindlast vermieden. Eine bei diesem Fahrzeugverdeck optional erfasste Fahrzeugbeschleunigung dient dazu, im Rahmen einer Signalredundanz ein weiteres Signal zu bilden, welches charakteristisch für die Fahrzeuggeschwindigkeit ist.

Aus der EP 1 206 361 B1 ist ein Schiebedachbetriebsverfahren bekannt, bei welchem eine automatische Verstellung einer Schiebedachöffnung abhängig von der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen wird, um so genannte Wummergeräusche zu vermeiden. Zur Verbesserung des Fahrkomforts (Vermeidung einer ständigen Veränderung der Dachöffnung) wird vorgeschlagen, dass für die Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge des Fahrzeugs unterschiedliche Fahrgeschwindigkeitsschwellwerte bei der automatischen Verstellung vorgesehen werden.

Ausgehend von dem gattungsgemäßen Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstellung der wandlungsfähigen Dachanordnung auch während der Fahrt zu ermöglichen und die Zuverlässigkeit der Verstellvorgänge zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 16. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Dachverstellung auch während der Fahrt ermöglicht ist und beim Erzeugen des Antriebssignals zum Verstellen der Dachanordnung eine Beschleunigungserfassungsgröße in besonderer Weise berücksichtigt wird. Es ist vorgesehen, die Beschleunigungserfassungsgröße zu berücksichtigen, um bei Vorliegen eines vorbestimmten kritischen Zustands einen bestimmten Verstellvorgang der Dachanordnung zu unterbinden. Bei dem Verstellvorgang kann es sich z. B. um einen durch einen Benutzer (z. B. mittels eines Bedienschalters) initiierten Verstellvorgang oder einen automatisch initiierten Verstellvorgang handeln. Aus der DE 201 08 865 U1 ist beispielsweise ein Cabrioletverdeck bekannt, welches ausgelöst durch einen Regensensor automatisch in die Schließstellung gebracht werden kann.

Die Erfindung besitzt besondere Relevanz für den in jüngster Zeit zunehmenden Wunsch nach großzügig wandlungsfähigen Dachanordnungen, die auch während der Fahrt verstellt werden können, um das Fahrzeugdach zu öffnen bzw. zu schließen. Diesbezüglich wurde im Stand der Technik die Problematik der auf die Dachanordnung wirkenden Last des Fahrtwinds bei der Verstellung während der Fahrt diskutiert. Die vorliegenden Erfinder haben erkannt, dass für den Fahrbetrieb typische dynamische Belastungen darüber hinaus die Zuverlässigkeit von Einrichtungen gefährden können, die zur Zentrierung oder Arretierung der Dachanordnung in einer Endstellung (Schließstellung und/oder Offenstellung) vorgesehen sind.

Der Begriff "Beschleunigungserfassungsgröße" bezeichnet im Rahmen der Erfindung eine Größe, die von wenigstens einer im Bereich des Fahrzeugs erfassten physikalischen Beschleunigung abhängig ist, die durch den dynamischen Fahrzustand des Fahrzeugs bedingt ist. Mit anderen Worten ist diese Größe mathematisch ausdrückbar unter Verwendung wenigstens einer physikalischen Beschleunigung, die sich für ein Fahrzeugteil während der Fahrt ergibt.

Mit der erfindungsgemäßen Berücksichtigung der Beschleunigungserfassungsgröße ist es vorteilhaft möglich, das Antriebssignal, welches beispielsweise basierend auf Bedienbefehlen eines Benutzers erzeugt wird, in vielfältiger Weise zu "modifizieren", um damit den Verstellvorgang der Dachanordnung zuverlässiger ablaufen zu lassen.

Beispielsweise ermöglicht es die Erfindung, die während des Verstellvorgangs auf die Dachanordnung wirkenden dynamischen Belastungen, für welche die Beschleunigungserfassungsgröße charakteristisch ist, in irgendeiner geeigneten Art und Weise zu kompensieren, um einen präziseren (bzw. den für einen unbelasteten Zustand gegebenen) Verstellverlauf zu erzielen, was wiederum insbesondere ein zuverlässiges Funktionieren von Zentriereinrichtungen von Vorteil ist.

Es kann vorgesehen sein, dass die Beschleunigungserfassungsgröße berücksichtigt wird, um bei Vorliegen eines vorbestimmten kritischen Zustands einen bereits begonnenen Verstellvorgang der Dachanordnung bedarfsweise zu unterbrechen. Hierbei kann ein Betriebsmodus vorgesehen sein, bei welchem der unterbrochene Verstellvorgang bei Beendigung des kritischen Zustands automatisch fortgesetzt wird. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der unterbrochene Verstellvorgang erst auf einen entsprechenden Bedienbefehl eines Benutzers hin fortgesetzt wird. Auch kann die Unterbrechung des Verstellvorgangs eine geringfügige Reversierung der Dachanordnung beinhalten, insbesondere z. B. um bei einer im kritischen Zustand sehr nahe einer Endstellung befindlichen Dachanordnung einen gewissen "Sicherheitsabstand" der Dachanordnung von der Endstellung vorzusehen und/oder um dem Benutzer ein intuitiv leicht erfassbares "Signal" dafür zu geben, dass der Verstellvorgang zwangsweise unterbrochen wurde. Alternativ oder zusätzlich kann die Unterbrechung des Verstellvorgangs akustisch und/oder optisch signalisiert werden.

Der Begriff "wandlungsfähige Dachanordnung" ist im Sinne der Erfindung sehr breit zu verstehen, darunter fallen z. B. sowohl alle Arten von Verdeckkonstruktionen, die ein Abdeckteil aus flexiblem Material ("Softtop") aufweisen, welches über Querversteifungsglieder im Schließzustand gespannt ist, als auch aus mehreren festen Karosserieteilen bestehende Konstruktionen, die zum teilweisen oder vollständigen Freigeben einer Dachöffnung in eine Offenstellung gefaltet und/oder geklappt werden können ("retractable Hardtop" bzw. "Klapptop"). Solche Karosserieteile können verlagerbare Dachteile aber auch z. B. Verdeckkastendeckel oder Heckklappen darstellen. Bei manchen Fahrzeugmodellen dient ein unter einer Heckklappe befindlicher Laderaum auch als Ablageraum für wandlungsfähige Dachanordnungen in deren Offenstellung.

Ein kritischer Zustand kann sich in der Praxis beispielsweise bei Kurvenfahrten, beim Befahren schlechter Straßen oder beim Überfahren von Bodenwellen ergeben. Je nach Intensität der zugrundeliegenden dynamischen Belastungen, für welche die Beschleunigungserfassungsgröße charakteristisch ist, kann eine Dachanordnung wie z. B. ein Cabriolet-Verdeck unter Umständen noch einwandfrei verstellt werden solange das Erreichen einer Endstellung nicht unmittelbar bevorsteht. In dieser Hinsicht ist eine Ausführungsform vorteilhaft, bei welcher das Vorliegen des kritischen Zustands beurteilt wird basierend auf der Beschleunigungsfassungsgröße und der momentanen Stellung der Dachanordnung. Hierbei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einem mittleren Abschnitt eines Verstellwegs der Dachanordnung unabhängig von der Beschleunigungserfassungsgröße stets das Vorliegen eines unkritischen Zustands beurteilt wird, wohingegen für Stellungen der Dachanordnung in der Nähe einer Endstellung das Vorliegen eines kritischen Zustands bejaht wird, wenn die Beschleunigungserfassungsgröße eine relativ hohe dynamische Belastung anzeigt, z. B. über einem vorgegebenen Schwellwert liegt, und die momentane Verstellbewegungsrichtung zu dieser Endstellung hin gerichtet ist. Auch kann vorgesehen sein, dass ein solcher Schwellwert für einen mittleren Abschnitt des Verstellwegs der Dachanordnung relativ hoch gewählt wird und für wenigstens ein Ende des Verstellwegs demgegenüber niedriger gewählt wird.

Bei Dachanordnungen, die bei ihrer Verstellung eine automatische Verstellung einer Heckklappe oder dergleichen einbeziehen, sind dynamische Belastungen während der Fahrt für die Heckklappe grundsätzlich genauso problematisch wie für die oben erwähnten Dachteile (z. B. Verdeckteile). Bei solchen Dachanordnungen ist, je nach konkretem Bewegungsablaufschema, das Ende der Dachverstellung unter Umständen erst dann erreicht, wenn auch die betreffende Heckklappen- oder Verdeckkastendeckelkonstruktion ihre Endstellung erreicht.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Beurteilung dahingehend, ob ein kritischer Zustand vorliegt oder nicht, auch auf dem momentanen Bedienbefehl eines Benutzers (insbesondere z. B. der angesteuerten Verstellrichtung) basiert. Geeignete Sensorikeinrichtungen zur Erfassung der Stellung einer Dachanordnung sind an sich aus dem Bereich der wandelbaren Fahrzeugdächer bekannt und bedürfen daher hier keiner näheren Erläuterung.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein kritischer Zustand als gegeben beurteilt wird, wenn unter Berücksichtigung der Beschleunigungserfassungsgröße zu erwarten ist, dass ein bestimmter Verstellvorgang nicht ordnungsgemäß erfolgen kann, insbesondere die erste Endstellung und/oder die zweite Endstellung am Ende eines entsprechenden Verstellvorgangs nicht ordnungsgemäß erreicht werden kann. Durch diese Maßnahme kann z. B. bei einem Cabrioletverdeck ein geräuschvolles und/oder die Zentrierung beeinträchtigendes Aufschlagen der Verdeckspitze am Windlauf vermieden werden. Bei einer anderen Art von Dachanordnung kann z. B. eine Fehlstellung im Bewegungsablauf beim Verstauen eines Dachteils in einem heckseitigen Dachablageraum (z. B. unter einer Heckklappe) vermieden werden.

Die ordnungsgemäße Erreichbarkeit einer bestimmten Stellung der Dachanordnung ist insbesondere für diejenige(n) Stellung(en) von besonderer Bedeutung, für die eine Zentriereinrichtung vorgesehen ist. Eine solche Zentriereinrichtung gibt es für viele Arten von wandlungsfähigen Dachanordnungen. Oftmals bilden diese Einrichtungen einen integralen Teil von Verriegelungs- bzw. Arretiereinrichtungen.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Beschleunigungserfassungsgröße von wenigstens einer Linearbeschleunigung des Fahrzeugkörpers abhängig ist. Beispiele hierfür sind eine Längsbeschleunigung (in Fahrzeuglängsrichtung), eine Querbeschleunigung (in Fahrzeugquerrichtung) und eine Hochbeschleunigung (in Fahrzeughochrichtung).

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Beschleunigungserfassungsgröße von wenigstens einer Drehgeschwindigkeit abhängig ist, beispielsweise einer Drehgeschwindigkeit um eine Fahrzeuglängsachse, um eine Fahrzeugquerachse oder um eine Fahrzeughochachse ("Gierrate"). Zu bedenken ist hierbei, dass auch die Drehung eines Fahrzeugteils stets eine physikalische Beschleunigung in Form einer Zentrifugalbeschleunigung impliziert.

Insbesondere wenn mehrere Linearbeschleunigungen und/oder Drehgeschwindigkeiten bei der Erzeugung des Antriebssignals berücksichtigt werden sollen, so ist es von Vorteil, wenn die Berücksichtigung der Beschleunigungserfassungsgröße programmgesteuert erfolgt, beispielsweise in einem elektronischen Steuergerät des Fahrzeugs. Derartige typischerweise mit einem Mikrocontroller versehene Steuergeräte sind an sich bekannt und bedürfen daher hier keiner näheren Erläuterung.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zur Bildung der Beschleunigungserfassungsgröße herangezogenen Beschleunigungsgrößen zunächst einer zeitlichen Mittelung unterzogen werden, beispielsweise durch eine zeitliche Integration. Die bei einer Integration zugrundegelegte Zeitkonstante sollte in diesem Fall wesentlich kleiner als diejenige Zeit gewählt werden, die zur vollständigen Verstellung der Dachanordnung von einer Endstellung zur anderen Endstellung benötigt wird. Eine für viele Anwendungsfälle geeignete Integrationszeitkonstante liegt z. B. im Bereich von 1% bis 10% dieser Gesamtverstellzeit. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Beschleunigungserfassungsgröße selbst zeitlich gemittelt werden, bevor diese zur Beurteilung des Vorliegens eines kritischen Zustands herangezogen (ausgewertet) wird.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Beschleunigungserfassungsgröße eine gewichtete Summe (gegebenenfalls zeitlich gemittelt) von wenigstens zwei gemessenen oder berechneten Fahrzeugbeschleunigungen in zwei verschiedenen Richtungen darstellt, insbesondere z. B. in bezüglich eines fahrzeugfesten Bezugssystems orthogonalen Richtungen. Das Vorliegen eines kritischen Zustands kann z. B. dann als gegeben beurteilt werden, wenn diese Summe einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bildung der Beschleunigungserfassungsgröße auch derart vorgesehen sein, dass diese Größe charakteristisch für die "Intensität eines Rüttelns" ist, wie es z. B. beim Überfahren von Bodenwellen hervorgerufen wird. Zur Bildung eines Maßes für die Intensität eines Rüttelns kann insbesondere die zeitliche Ableitung einer Beschleunigungsgröße herangezogen werden. Beispielsweise kann ein solches "Rüttelmaß" gebildet werden als zeitlich gemittelter Absolutwert der ersten Ableitung einer Beschleunigung nach der Zeit. Eine entsprechende Zeitintegrationskonstante sollte wieder wesentlich kleiner als die Gesamtverstellzeit der betreffenden Dachanordnung (bevorzugt unter Berücksichtigung der Verstellrichtung) gewählt werden. Auch kann hier wieder eine gewichtete Summenbildung für verschiedene Beschleunigungsrichtungen vorgenommen werden.

Die Beschleunigungserfassungsgröße kann z. B. auch eine gewichtete Summe aus Fahrzeugbeschleunigungen oder deren Absolutwerten in verschiedenen Richtungen und eines Rüttelmaßes der vorstehend erläuterten Art sein.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Art und Weise der Bildung der Beschleunigungserfassungsgröße und/oder die Art und Weise der Auswertung (zur Bestimmung ob ein kritischer Zustand vorliegt oder nicht) abhängig von der momentanen Stellung der Dachanordnung ist. Die Nützlichkeit einer derartigen Abhängigkeit sei an einem Beispiel verdeutlicht: Wenn bei einem Cabrioletverdeck beim Schließvorgang vorgesehen ist, dass die Verdeckspitze etwa in Fahrzeuglängsrichtung (horizontal) gegen einen Windlauf fährt, so werden insbesondere durch Fahrzeugquerbeschleunigungen und Fahrzeughochbeschleunigungen Abweichungen bzw. ein Rütteln der Verdeckvorderkante entstehen, was für eine ordnungsgemäße Zentrierung problematisch ist. Wenn demgegenüber beim Erreichen der Verdeckoffenstellung vorgesehen ist, dass ein Zentrierbauteil z. B. in Fahrzeughochrichtung (vertikal nach unten) in eine korrespondierende Zentrieraufnahme läuft, so sind hierfür insbesondere Fahrzeugquerbeschleunigungen und Fahrzeuglängsbeschleunigungen problematisch. Dementsprechend ist es bei einer solchen Zentrierkonstruktion von Vorteil, wenn beim Verdeckschließvorgang die Beschleunigungserfassungsgröße vor allem Fahrzeugquer- und Fahrzeughochbeschleunigungen berücksichtigt, wohingegen beim Erreichen der Offenstellung vor allem Fahrzeuquer- und Fahrzeuglängsbeschleunigungen berücksichtigt werden.

Die Beschleunigungserfassungsgröße kann z. B. unter Verwendung wenigstens eines Messsignals bereitgestellt werden, beispielsweise eines Ausgangssignals eines im Bereich des Fahrzeugs (einschließlich der Dachanordnung) angeordneten Beschleunigungssensors. Bevorzugt bezieht sich die Beschleunigungserfassungsgröße jedoch auf Beschleunigungen des Fahrzeugkörpers (nicht der Dachanordnung).

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Beschleunigungserfassungsgröße basierend auf einer Berechnung bereitgestellt wird. Bei einer solchen Berechnung können insbesondere z. B. mehre Messgrößen in geeigneter Weise miteinander kombiniert (z. B. gewichtete Summenbildung) werden, um daraus die Beschleunigungserfassungsgröße zu bilden. Die Berechnung kann hierbei im einfachsten Fall in einer programmgesteuerten Einrichtung durchgeführt werden, die identisch mit derjenigen Einrichtung (z. B. Steuergerät) ist, in welcher die Berücksichtigung der Beschleunigungserfassungsgröße beim Erzeugen des Antriebssignals implementiert ist.

Bei einer Berechnung von einer oder mehreren Beschleunigungen bzw. der daraus gebildeten Beschleunigungserfassungsgröße ist es keineswegs zwingend, dass die der Berechnung zugrundeliegenden Eingangsdaten Beschleunigungen repräsentieren. Beispielsweise ist es möglich, eine Querbeschleunigung eines Fahrzeugs aus dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit zu berechnen, wobei die Fahrgeschwindigkeit wiederum aus einer oder mehreren Raddrehgeschwindigkeiten herleitbar ist.

In einer sehr einfachen Ausführung kann z. B. vorgesehen sein, dass die Beurteilung, ob ein kritischer Zustand vorliegt oder nicht, allein auf einem Tachosignal (repräsentativ für die Fahrgeschwindigkeit) und einem Lenkwinkelsignal (repräsentativ für den Lenkwinkel) beruht. In diesem Fall kann z. B. ein kritischer Zustand genau dann als gegeben beurteilt werden, wenn sowohl die Fahrgeschwindigkeit über einer vorbestimmten Grenze liegt als auch der Absolutwert des Lenkwinkels über einer vorbestimmten Grenze liegt. Hierbei kann die Lenkwinkelgrenze von der aktuellen Fahrgeschwindigkeit abhängig sein, oder die Fahrgeschwindigkeitsgrenze abhängig vom aktuellen Lenkwinkel sein, oder beides. Die entsprechende Auswertung kann dann in sehr einfacher Weise z. B. durch eine festverdrahtete Logik realisiert werden.

Die zur Bereitstellung der Beschleunigungserfassungsgröße bei der Erfindung eingesetzte Sensorik kann durch eigens hierfür vorgesehene Einrichtungen bzw. Sensoren gebildet sein. In vielen modernen Kraftfahrzeugen sind jedoch ohnehin eine Vielzahl von hierfür geeigneten Sensoren vorhanden, beispielsweise für den Betrieb von so genannten ABS- und ESP-Systemen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass bei der Bereitstellung der Beschleunigungserfassungsgröße Daten eines fahrzeugeigenen Systems zur zwangsweisen Beeinflussung der Antriebs- und/oder Bremswirkung verwendet werden, beispielsweise eines ABS- und/oder ESP-Systems oder dergleichen des Fahrzeugs.

Bei einem Fahrzeug gemäß der Erfindung sind Mittel zur Durchführung eines Verfahrens der oben erläuterten Art vorgesehen. Das gesteuerte Antreiben zum Verstellen der Dachanordnung kann hierbei durch eine Antriebseinrichtung von an sich bekannter Bauart erfolgen (z. B. elektromotorisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch), welcher ein Antriebssignal zugeführt wird, das von einer programmgesteuerten Steuereinrichtung an sich bekannter Art, jedoch unter Berücksichtigung der wenigstens einen Beschleunigungserfassungsgröße, erzeugt wird.

Die Komponenten des Fahrzeugs können jeweils geeignet ausgebildet sein, um die oben bereits beschriebenen Weiterbildungen bzw. Besonderheiten beim Betrieb der wandlungsfähigen Dachanordnung zu realisieren.

Ein besonders bevorzugter Anwendungsbereich der Erfindung ergibt sich für Fahrzeuge mit einem Falt- oder Klappverdeck, insbesondere einem Stoffverdeck, wie es für herkömmliche Cabriolets üblicherweise verwendet wird.

Im Hinblick auf die oben geschilderte besondere Problematik des Erreichens der Endstellungen bei dynamischen Belastungen des Fahrzeugs ist die Erfindung vor allem für Fahrzeuge interessant, bei welchen für wenigstens eine der beiden Endstellungen der Dachanordnung eine Zentriereinrichtung (und gegebenenfalls auch Arretiereinrichtung) vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar:
1 ist eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer Beschleunigungserfassungsgröße (1 oben) sowie einer sich hierfür ergebenden Verdeckstellung (1 unten) während eines Verdecköffnungsvorgangs.
1 veranschaulicht im oberen Teil den zeitlichen Verlauf einer Beschleunigungserfassungsgröße a, die als gewichtete Summe von Beschleunigungen in drei orthogonalen Achsenrichtungen (Längsrichtung, Querrichtung und Hochrichtung des Fahrzeugs) in einem Steuergerät zur Steuerung einer automatischen Verdeckverstellung bei einem Cabriolet bereitgestellt wird. Die hierfür notwendigen Beschleunigungswerte werden von einer fahrzeugeigenen Sensorik eines Fahrt-Stabilisierungssystems (z. B. EPS-System) geliefert. Alternativ oder zusätzlich können weitere, für Fahrzeugbeschleunigungen repräsentative Messgrößen zur Bildung der Beschleunigungserfassungsgröße a herangezogen werden. Entsprechende Beschleunigungssensoren können z. B. an irgendeiner Stelle des Fahrzeugkörpers befestigt sein.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel erfolgt die Berechnung der Größe a in programmgesteuerter Weise im Steuergerät, wobei eine zeitliche Mittelung mit vergleichsweise kleiner Zeitkonstante vorgesehen ist. Diese Zeitkonstante ist wesentlich kleiner als die Gesamtdauer der Zeit t, die in 1 dargestellt ist. Die dargestellte Gesamtdauer beträgt z. B. ca. 20 Sekunden.
Die Beschleunigungserfassungsgröße a ist charakteristisch für die Intensität der während der Fahrt wirkenden dynamischen Belastungen und wird beim Erzeugen eines Antriebssignals berücksichtigt, welches in an sich bekannter Weise einen motorischen Antrieb des Cabrioletverdecks ansteuert. In nachfolgend beschriebener Weise kann damit sichergestellt werden, dass das Verdeck zuverlässig in seine Endstellungen einläuft.
In 1 unten ist eine Stellung s des betreffenden Verdecks in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen.
Zu Beginn des in 1 dargestellten Zeitraums ist das Cabriolet geparkt und das Verdeck geschlossen (s = sc).
Zu einem Zeitpunkt t1 startet ein Benutzer das Cabriolet und beginnt seine Fahrt. Dies ist in 1 oben an einem entsprechenden Anstieg der Beschleunigungserfassungsgröße a zu erkennen.
Sodann, bei einem Zeitpunkt t2, initiiert der Benutzer einen Verdecköffnungsvorgang (Dies ist bis zu einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit (z. B. 50 Km/h) des Fahrzeugs ermöglicht). Dies ist in 1 unten aus einem Anstieg der Verdeckstellung s ersichtlich. Diese Stellung s nähert sich einem Maximalwert "so", welcher hier die vollständige Verdecköffnung symbolisiert.
Der Verdecköffnungsvorgang läuft in an sich bekannter Weise programmgesteuert ab, wobei über eine herkömmliche Sensorik jeweils aktuelle Positionen einzelner Verdeckteile erfasst werden, um die Gesamtverlagerung des Verdecks zu koordinieren (oftmals werden verschiedene Verdeckkomponenten zu verschiedenen Zeitpunkten nach einem vorgegebenen Ablaufschema betätigt).
Zu einem Zeitpunkt t3 überschreitet die Beschleunigungserfassungsgröße a erstmals einen im Steuergerät vorgegebenen Schwellwert ath. Dies kann z. B. daher rühren, dass der Benutzer das Cabriolet in eine Kurve einfährt und/oder Bodenwellen der Fahrbahn größere Beschleunigungen des Fahrzeugs hervorrufen. In dieser mittleren Phase des Verstellvorgangs sind die dann über die mechanische Kopplung des Verdecks mit dem Fahrzeugkorpus auf das Verdeck übertragenen Beschleunigungskräfte jedoch unproblematisch.
Zu einem Zeitpunkt t4, der dadurch definiert ist, dass die Verdeckstellung s beim Verdecköffnungsvorgang einen vorbestimmten Schwellwert (hier: etwa 90% "so") erreicht, führt der zu diesem Zeitpunkt immer noch (oder wieder) über der Schwelle ath liegende Wert der Beschleunigungserfassungsgröße a zu einer zwangsweisen Unterbrechung des bereits begonnen Verdecköffnungsvorgangs und einer unmittelbar nachfolgenden geringfügigen Reversierung des Verdecks (in Richtung seiner Geschlossenstellung). Die Reversierung kann von dem Benutzer intuitiv als Signal dafür aufgefasst werden, dass die Verdeckverstellung nicht ordnungsgemäß zu Ende geführt werden konnte. Das Verdeck bleibt im dargestellten Beispiel bei einer Stellung s von etwa 85% so stehen.
Erst wenn das Steuergerät, zu einem Zeitpunkt t5, wieder ein Unterschreiten der Schwelle ath durch die Größe a detektiert, wird der für den Verdecköffnungsvorgang programmierte Verlauf des Antriebssignals wieder freigegeben, um den unterbrochenen Verdecköffnungsvorgang automatisch fortzusetzen. Dies kann z. B. dann der Fall sein, wenn das Fahrzeug wieder eine Geradeausfahrt vollführt, jedenfalls in einen für die Verdeckbetätigung ausreichend stabilen Fahrzustand gelangt. Beim Erreichen der Endstellung (hier: Offenstellung) wird das Verdeck oder Zentrier- bzw. Arretiereinrichtungen nicht beschädigt.
Zu einem Zeitpunkt t6 erreicht dann das Verdeck dann schließlich seine Offenstellung so. Auf Grund der unmittelbar vor diesem Zeitpunkt vorliegenden, relativ geringen dynamischen Belastungen des Fahrzeugs kann eine heckseitige Zentrier- und Arretiereinrichtung zuverlässig arbeiten und das Verdeck in der Offenstellung so geräuschmindernd festhalten bis das nächste Mal ein Verdeckschließvorgang initiiert wird.
Die beschriebene Berücksichtigung der Beschleunigungserfassungsgröße a beim Erzeugen des Verdeckantriebssignals erhöht die Zuverlässigkeit der Erreichbarkeit der Endstellung des Verdecks und bietet auf Grund der automatischen Fortsetzung eines unterbrochenen Verstellvorgangs eine sehr komfortable Bedienung des Verdecks. Der Verdeckbetrieb wird im dargestellten Ausführungsbeispiel nur dann gestoppt, wenn sich das Verdeck kurz vor der komplett geöffneten oder geschlossenen Stellung befindet. Diese Position im Öffnungs- bzw. Schließverlauf kann individuell an das betreffende Fahrzeug bzw. die betreffende wandlungsfähige Dachanordnung angepasst werden (z. B. durch entsprechende Programmierung des Steuergeräts). Dachanordnungen der hier interessierenden Art sind oftmals aus einer Vielzahl von Karosserie- und Interieurteilen gebildet, die am Öffnen und Schließen beteiligt sind, wie z. B. Heckklappen, Verdeckklappen, Verdeckkastendeckel, Aufbaustrukturen von Falt- und/oder Klappdächern, Schiebedachkomponenten, Spoiler, Scheiben (insbesondere z. B. Dach-, Seiten- und Hecksecheiben) etc. Die oben verwendeten Begriffe "Stellung" und "Endstellung" können sich prinzipiell auf alle derartigen, bei der Dachverstellung verlagerten Teile beziehen. Durch entsprechende Programmierung kann auch das Ausmaß der im obigen Beispiel vorgesehenen Reversierung der Dachanordnung, oder der Reversierung wenigstens eines ihrer Teile, individuell angepasst werden.

a: Beschleunigungserfassungsgröße
ath: Schwellwert
s: Verdeckstellung
sc: Stellung für geschlossenes Verdeck
so: Stellung für offenes Verdeck
t: Zeit

Claims

Verfahren zum Betrieb einer wandlungsfähigen Dachanordnung eines Fahrzeugs, die in einer ersten Endstellung (sc) ein im Wesentlichen geschlossenes Fahrzeugdach und in einer zweiten Endstellung (so) ein im Wesentlichen geöffnetes Fahrzeugdach vorsieht, wobei ein gesteuertes Antreiben zum Verstellen der Dachanordnung zwischen den beiden Endstellungen (sc, so) basierend auf einem Antriebssignal erfolgt und beim Erzeugen des Antriebssignals wenigstens eine Beschleunigungserfassungsgröße (a) berücksichtigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstellung der Dachanordnung auch während einer Fahrt des Fahrzeugs ermöglicht ist und dass die Beschleunigungserfassungsgröße (a) charakteristisch für eine Intensität von durch den dynamischen Fahrzustand bedingten Beschleunigungen des Fahrzeugkörpers ist und dazu berücksichtigt wird, bei Vorliegen eines vorbestimmten kritischen Zustands einen bestimmten Verstellvorgang der Dachanordnung zu unterbinden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Antriebssignal basierend auf Bedienbefehlen eines Benutzers erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei in verschiedene Richtungen bezüglich eines fahrzeugfesten Bezugssystems orientierte Fahrzeugbeschleunigungen zur Beschleunigungserfassungsgröße (a) beitragen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungserfassungsgröße (a) berücksichtigt wird, um bei Vorliegen eines vorbestimmten kritischen Zustands einen bereits begonnenen (t2) Verstellvorgang der Dachanordnung zu unterbrechen (t4).
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der unterbrochene (t4) Verstellvorgang bei Beendigung (t5) des kritischen Zustands automatisch fortgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der unterbrochene (t4) Verstellvorgang erst auf einen entsprechenden Bedienbefehl eines Benutzers hin fortgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Unterbrechung (t4) des Verstellvorgangs eine geringfügige Reversierung der Dachanordnung beinhaltet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Unterbrechung (t4) des Verstellvorgangs akustisch und/oder optisch signalisiert wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vorliegen des kritischen Zustands beurteilt wird basierend auf der Beschleunigungsfassungsgröße (a) und der momentanen Stellung (s) der Dachanordnung.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein kritischer Zustand als gegeben beurteilt wird, wenn unter Berücksichtigung der Beschleunigungserfassungsgröße (a) zu erwarten ist, dass ein bestimmter Verstellvorgang nicht ordnungsgemäß erfolgen kann, insbesondere die erste Endstellung (sc) und/oder die zweite Endstellung (so) am Ende eines entsprechenden Verstellvorgangs nicht ordnungsgemäß erreicht werden kann.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungserfassungsgröße (a) von wenigstens einer Linearbeschleunigung abhängig ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungserfassungsgröße (a) von wenigstens einer Drehgeschwindigkeit ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Berücksichtigung der Beschleunigungserfassungsgröße (a) programmgesteuert erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungserfassungsgröße (a) unter Verwendung wenigstens eines Messsignals bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungserfassungsgröße (a) basierend auf einer Berechnung bereitgestellt wird.
Fahrzeug mit einer wandlungsfähigen Dachanordnung, die in einer ersten Endstellung (sc) ein im Wesentlichen geschlossenes Fahrzeugdach und in einer zweiten Endstellung (so) ein im Wesentlichen geöffnetes Fahrzeugdach vorsieht, wobei eine steuerbare Antriebseinrichtung zum Verstellen der Dachanordnung zwischen den beiden Endstellungen (sc, so) basierend auf einem der Antriebseinrichtung eingegebenen Antriebssignal vorgesehen ist, welches durch eine Steuereinrichtung erzeugt wird, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, beim Erzeugen des Antriebssignals wenigstens eine Beschleunigungserfassungsgröße (a) zu berücksichtigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Verstellung der Dachanordnung auch während der Fahrt des Fahrzeugs ermöglicht und dass die Beschleunigungserfassungsgröße (a) charakteristisch für eine Intensität von durch den dynamischen Fahrzustand bedingten Beschleunigungen des Fahrzeugkörpers ist und von der Steuereinrichtung dazu berücksichtigt wird, bei Vorliegen eines vorbestimmten kritischen Zustands einen bestimmten Verstellvorgang der Dachanordnung zu unterbinden.
Fahrzeug nach Anspruch 16, wobei das Antriebssignal basierend auf Bedienbefehlen erzeugt wird, welche der Steuereinrichtung durch einen Benutzer eingegeben werden können.
Fahrzeug nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Dachanordnung von einem Falt- oder Klappverdeck gebildet ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei für wenigstens eine der beiden Endstellungen (sc, so) der Dachanordnung eine Zentriereinrichtung vorgesehen ist.