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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einrichten eines
Verdecksystems, insbesondere eines Verdecksystems für ein Cabriofahrzeug.
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Ein
System zum Öffnen
und Schließen
eines Faltverdeckes oder beweglichen Fahrzeugdachs bei einem Cabrio-Fahrzeug,
welches auch Positionssensoren aufweist, ist zum Beispiel in der
Deutschen Patentanmeldung
DE
102 01 871 A1 beschrieben.
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Die
EP 0919412 A2 beschreibt
ein Schiebedachsystem mit einem Schiebedachantrieb und einer Notverstelleinrichtung.
Eine Betätigung
des Schiebedachs mittels des Schiebedachantriebs ist erst nach einer
Neueinstellung des Schiebedachsystems möglich, wenn die Notverstelleinrichtung
einmal betätigt wurde.
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Die
DE 196 132 99 A1 beschreibt
ein Verfahren zum Einrichten einer montierten Kraftfahrzeugtür auf einer
Montagestrecke. Die Justage der Tür erfolgt durch schrittweises
Betätigen
einer elektronischen Steuereinrichtung mittels eines externen Diagnosesystems.
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Die
DE 11 2004 001 844
T5 beschreibt ein Verfahren zum Einstellen der Position
einer Fensterscheibe mittels eines Antriebs zwischen zwei Endpositionen.
Die Anzahl der Umdrehungen einer Spindel zum Bewegen des Fensters
wird erfasst, um eine Änderung
der Position der Fensterscheibe zu bestimmen.
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Heute
bekannte öffnungsfähige Fahrzeug-Dachsysteme,
nachfolgend kurz als Verdecksysteme bezeichnet, weisen neben dem
eigentlichen Verdeck mindestens einen steuerbaren Antrieb und ein
in seiner Position verstellbares Bauteil auf. In Abhängigkeit
von dem Ansprechen mindestens eines verstellbaren Bauteils wird
damit das Verdeck des Verdecksystems aus einem geschlossenen Zustand automatisch
von einem Dachbereich entfernt, zusammenfaltet bzw. zusammenlegt
und für
einen geöffneten
Zustand in einen Stauraum befördert.
Dies gilt gleichermaßen
für Faltdächer mit
Stoff- oder Kunststoffkomponenten (Soft-Top) wie auch für mehrteilige
so genannte Hartschalensysteme (Hard-Top). Typischerweise werden
zwei oder mehrere Hartschalen verwendet, um ein gesamtes Dach abzudecken.
Die zugehörigen
mechanischen Verbindungen, Gelenke und Antriebe weisen einen erheblichen
Raumbedarf auf und benötigen
daher nachteiligerweise einen großen Stauraum. Eine hydraulische Ankopplung,
insbesondere der vordersten Schale, reduziert die Anzahl der benötigten mechanischen Komponenten
erheblich.
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Während des
Entfaltens des Verdecksystems werden gleichzeitig die rein mechanischen Komponenten
zusammen mit den hydraulischen Aktuatoren bewegt. Hierbei muss darauf
geachtet werden, dass die Bewegung synchron gemäß einer vorgegebenen Steuersequenz
erfolgt, um eine Beschädigung
der einzelnen Schalen durch andere Schalen zu vermeiden.
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Eine
Vielzahl von analogen Positionssensoren ist an den Schalen und den
Aktuatoren und den Antriebssystemen angeordnet, um während des
Entfaltens des Verdecksystems dessen Position auszumessen. Die relative
Position der einzelnen Schalen zueinander und zu dem Fahrzeug sowie
deren Absolutpositionen verwendet eine Steuervorrichtung, um die
Steuersequenz abzuarbeiten. Hierbei ist es wesentlich, dass die
Positionsinformationen der einzelnen Positionssensoren zuverlässig sind.
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Nach
einem Einbau oder Reparaturarbeiten an dem Verdecksystem können sich
unter Anderem geometrische Veränderungen
an den mechanischen Verbindungen und Gelenken ergeben. Hierdurch
ergeben sich Fehler in der Positionsbestimmung mittels der einzelnen
Positionssensoren.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
verbesserte und insbesondere eine für ein Verdecksystem eines Kraftfahrzeuges
sicherere Positionsbestimmung anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
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Demgemäß ist vorgesehen:
Ein
Verfahren zum Einrichten einer Steuereinrichtung für ein Verdecksystem
mit den Schritten:
- (a) Positionieren des Verdecksystems
in eine vorbestimmte Position;
- (b) Erfassen von Positionsinformationen, die von einer Mehrzahl
von Positionssensoren des Verdecksystems in der vorbestimmten Position
generiert werden; und
- (c) Kalibrieren der Positionssensordaten durch Überschreiben
von gespeicherten Soll-Positionsinformationen mit den erfassten
Positionsinformationen, wobei die Steuereinrichtung die nun überschriebenen
Soll-Positionsinformationen als Sollwerte zum Anfahren der vorbestimmten
Position verwendet.
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Erfindungsgemäß werden
vor dem Kalibrieren vorläufige
Soll-Positionsinformationen
bereitgestellt, anhand welcher das Verdecksystem nahe der vorbestimmten
Position positioniert wird und nachfolgend die Position solange
korrigiert wird, bis das Verdecksystem die vorbestimmte Position
einnimmt, bevor die Positionsinformationen erfasst werden. Die vorläufigen Sollwerte
können
vorab definiert bereitgestellt werden. Diese ermöglichen eine rudimentäre Funktion
des Verdecksystems.
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Eine
der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eindeutige Positionen
des Verdecksystems zu verwenden, und die dabei sich ergebenden Positionsinformationen
als Sollwerte festzulegen. Während
eines Betriebes der Steuereinrichtung werden laufend neue Positionsinformationen
gemessen. Diese aktuell gemessenen Positionsinformationen können nun
mit den abgespeicherten Sollwerten verglichen werden und die Aktuatoren
solange geregelt werden, bis die aktuell gemessenen Positionsinformationen
mit den Sollwerten übereinstimmen.
Auf diese Weise werden die vorbestimmten Positionen mit hoher Genauigkeit
wieder erreicht.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der weiteren
Unteransprüche
oder ergeben sich aus der Beschreibung in Zusammenschau mit der
Zeichnung.
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In
einer Ausgestaltung ist die vorbestimmte Position eine aufgeklappten
(Hard-Top) oder aufgespannten (Soft-Top) Zustand des Verdeckssystems bezeichnet,
bei dem das Verdeckssystem oberhalb einer Fahrgastkabine angeordnet
ist, und/oder dass die Endposition einen zusammengeklappten oder
zusammengefalteten Zustand des Verdeckssystems bezeichnet, bei dem
das Verdeckssystem in einem zumindest teilweise geschlossenen Stauraum
untergebracht ist und/oder eine kritische Position des Verdecksystems
ist, welche mit der geringsten Toleranz angefahren werden muss und
welche zwischen der vollständig
gefalteten und der vollständig
entfalteten Position liegt. Typischerweise ergibt sich bei dem Verfahren
des Verdecks zwischen der vollständig
gefalteten Position und der vollständig entfalteten Position eine
Position, die mit sehr hoher Genauigkeit angefahren werden muss,
damit keine Beschädigungen des
Verdecks entstehen. Diese Beschädigungen können z.
B. durch Aneinanderstoßen
der einzelnen Schalen erfolgen. Die drei vorgenannten Positionen sind
wesentlich für
den Betrieb des Verdecksystems und zudem eindeutig, d. h. die geometrische
Anordnung sämtlicher
beweglicher Komponenten ist genau definiert. Daher eignen sie sich
für die
Kalibration der Soll-Positionsinformationen.
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Gemäß einer
Ausgestaltung ist zumindest ein Positionssensor dazu ausgelegt ist,
einen Abstand, eine Abstandsänderung,
eine Länge,
eine relative Lage, einen Winkel, eine Winkeländerung, einen Kontaktschluss
und/oder eine Verriegelung zu erfassen. Die Positionssensoren können die
Positionsinformation basierend auf einem optischen, akustischen,
mechanischen, induktiven und/oder kapazitiven Messsignal generieren.
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Nach
einer Ausgestaltung sind Aktuatoren zum Positionieren des Verdecksystems
vorgesehen sind, die solange betätigt
werden, bis das Verdecksystem in die vorbestimmte Position bewegt
worden ist. Aktuatoren können
hydraulisch, pneumatisch und/oder elektrisch arbeiten. Aktuatoren
können auch
Motoren jeglicher Art sein.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und von Figuren erläutert.
In den Figuren zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Verdecksystems in teilentfaltetem Zustand und
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2 ein
Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
in der Seitenansicht ein Cabrio, in dessen Kofferraum ein Hartschalenverdecksystem untergebracht
ist. Das Verdecksystem weist eine vorderste Schale 3, eine
mittlere Schale 2 und eine hintere Schale 1 auf.
In der hinteren Schale 1 kann ein Rückfenster integriert sein.
Eine Antriebseinrichtung 14 in dem Kofferraum betätigt ein
Gestänge
mit einem Haupt-Viergelenk 11. Dieses ist mit der mittleren Schale 2 verbunden
und über
einen Schwenkhebel 12 mit der hinteren Schale 1 verbunden.
Die mittlere Schale 2 und die vordere Schale 3 sind über mehrere hydraulische
Aktuatoren 13 miteinander verbunden. Die Antriebseinrichtung 14 bewegt
das primäre
Gestänge 11,
so dass die drei Schalen 1, 2, 3 aus
dem Kofferraum herausgehoben werden. Ab einer bestimmten Position
des Gestänges 11 bzw.
des Verdecksystems werden die hydraulischen Aktuatoren 13 betätigt, damit
die vordere Schale 3 nach vorne geschoben wird. Diese kritische
Position muss mit sehr hoher Genauigkeit erreicht werden, typischerweise
besteht hierbei nur eine Toleranz von 2 mm. Ansonsten kollidiert
die vordere Schale 3 beim Vorschieben mit einer oder den
beiden anderen Schalen 1, 2. Eine Steuereinrichtung 10 steuert
dazu die An triebseinrichtung und die Aktuatoren 13 nach
einem vorgegebenen Ablauf- oder Zeitplan an. Die Ansteuerung muss
dabei zwischen den verschiedenen Antriebseinrichtungen und den Aktuatoren 13 gemäß diesem
Ablaufplan synchron erfolgen.
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Das
Verdecksystem weist eine Vielzahl von Positionssensoren 20-26 auf.
Die Positionssensoren 20, 21 sind an der Fahrzeugkarosserie
angeordnet, die Positionssensoren 22, 25 an den
Schalen und die Positionssensoren 26 an dem Gestänge bzw.
der Antriebseinrichtung. Die Positionssensoren umfassen Bewegungs- oder Positionssensoren 25, 26,
die einen Winkel, eine Winkeländerung,
eine Bewegung oder einen Abstand messen. Ferner können die
Positionssensoren 20, 21, 22 als Kontaktsensoren
ausgebildet sein, welche die Auflage der Schalen an bestimmten Punkten
erfassen. Die Positionssensoren sind mit einer Datenverarbeitungseinrichtung 15 zum Übertragen
der Signale verbunden. Die Übertragung kann
leitungsgebunden oder drahtlos erfolgen. Zweckmäßigerweise ist die Datenverarbeitungseinrichtung 15 in
der Steuereinrichtung 10 integriert.
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Nach
einem Einbau des Verdecksystems werden die einzelnen Schalen und
Quergestänge
so zusammengefaltet, dass sie in dem Stauraum angeordnet sind. Hierbei
kann zusätzlich
auch der Stauraumdeckel geschlossen sein. In dieser Lage sind für sämtliche
bewegliche mechanische Komponenten deren geometrische Anordnungen
sowohl absolut als auch relativ zueinander bekannt. Nachdem das
Dach in diese erste Position gebracht wurde (S2), werden die Positionsinformationen
von allen Positionssensoren 20-26 abgefragt. In
einem ersten Kompensationsschritt werden die Sollwerte den Positionsinformationen
gleichgesetzt (S3). Danach erweist es sich als vorteilhaft, das
Verdecksystem vollständig
zu entfalten, sodass die Schalen auf dem Dach angeordnet sind. In
dieser Position ist ebenfalls die Lage al ler einzelnen Schalen eindeutig
festgelegt und somit die einzelnen Winkel, Abstände etc. bekannt (S4). Hierbei
werden wiederum sämtliche
Positionsinformationen der einzelnen Positionssensoren ausgelesen. Nachfolgend
werden die Sollwerte für
diesen vollständig
entfalteten Zustand des Verdecksystems auf die ausgelesenen Positionsinformationen
gesetzt (S5). Falls sich keine Probleme bei dem Festlegen der Sollwerte
oder bei dem Anfahren der einer der beiden vorhergehend beschriebenen
Positionen ergaben, sind die Positionssensoren mittels der Sollwerte
in der Steuereinrichtung 10 kalibriert. Das Verdecksystem
ist nun betriebsbereit (S7).
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In
dem oben ausgeführten
Ausführungsbeispiel
werden nur zwei Positionen zum Kalibrieren der Positionssensoren
beschrieben. Zweckmäßigerweise
wird jedoch dieses Verfahren für
eine weitere Mehrzahl von Positionen durchgeführt. Diese weiteren Positionen
umfassen all die Positionen, die mit hoher Genauigkeit eingenommen
werden müssen. Dies
betrifft insbesondere einen sogenannten kritischen Punkt beim Entfalten
des Verdecksystems. Dieser kritische Punkt muss mit einer Genauigkeit von
unter 2 mm angefahren werden, ansonsten ergeben sich Beschädigungen
der einzelnen Schalen. Dazu wird wie zuvor beschrieben das Verdecksystem in
diese kritische Position gebracht und die Sollwerte zugehörig zu dieser
kritischen Position auf die Positionsinformationen gesetzt, die
in diesem Moment aufgezeichnet werden.
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Eine
weitere Position ergibt sich für
die Ladehilfe, bei welcher das Verdecksystem in dem Stauraum angehoben
wird, damit darunter eine Tasche oder ein Koffer angeordnet werden
kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
erlaubt den Ausgleich elektrischer und mechanischer Toleranzen der
ansonsten baugleichen Verdecksysteme.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung für
Installations- oder Wartungsarbeiten beschrieben wurde, ist sie
darauf nicht beschränkt.
Das Verfahren kann allgemein zum Anpassen der Sollwerte auf während des
Betriebs verwendet werden.
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Die
Aktuatoren können
neben hydraulisch auch pneumatisch und/oder elektrisch arbeiten,
ferner können
sie Motoren jeglicher Bauart sein.
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- 1,
2, 3
- Schalen
- 10
- Steuereinrichtung
- 11,
12
- Gestänge
- 13
- Aktuatoren
- 14
- Antriebseinrichtung
- 15
- Datenverarbeitungseinrichtung
- 20–26
- Sensoren
- S1–S8
- Verfahrensschritte