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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem
aus einer rückwärtigen Offenstellung
in eine Geschlossenstellung überführbaren Verdeck,
welches ein Verdeckgestänge
umfaßt,
an dem eine in der Geschlossenstellung einen Fahrgastraum überspannende,
schwingungsfähige
Verdecklage festgelegt ist.
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Bei
einem solchen Cabriolet-Fahrzeug nach dem Stand der Technik treten
im Fahrbetrieb in der Geschlossenstellung des Verdecks Störgeräusche auf,
die als Wummern bezeichnet werden und durch die Schwingungsanregung
von Bauteilen, insbesondere der Verdecklage, zu Stande kommen.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Ausbildung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1 gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1.
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Die
von dem Aktor aufgebrachte Kraft wirkt einer Schwingung der Verdecklage
entgegen und vermindert das Wummern des Verdecks während des
Betriebs des Cabriolet-Fahrzeugs. Hierbei wird eine das störende Geräusch bewirkende
Schwingung der Verdecklage in ihrer Amplitude verringert, so dass
die zu dem Wummern führenden
Druckänderungen
im Fahrgastinnenraum bezüglich
ihrer Amplitude abgeschwächt
werden. Als Aktoren sind prinzipiell alle Geräte oder gegebenenfalls auch
Teile des Fahrzeugs geeignet, die eine zeitlich vorzugsweise periodisch
variierbare Kraft mit einer Komponente senkrecht und/oder parallel
zur Verdecklage auf diese ausüben
können.
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Besonders
geeignet sind Geräte,
die zeitlich dergestalt variieren können, dass sie eine variierende
Kraft mit einer Frequenz von bis zu 1500 Hz, vorzugsweise zumindest
bis 200 Hz, auf die Verdecklage übertragen.
Neben der Anordnung des Aktors vorzugsweise auf der Innenseite einer äußeren Verdecklage
eines Stoffverdecks sind beispielsweise auch Anordnungen an der äußeren Verdecklage
eines mit einem Festverdeck ausgestatten Cabriolet-Fahrzeugs denkbar.
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Die
Kraft kann sowohl im wesentlichen punkt- als auch flächenförmig in
die kritischen Bereiche des Verdecks eingeleitet werden. Die Amplitude der
Kraft variiert phasenrichtig vorteilhafterweise exakt entgegengesetzt
zu der Schwingung der Verdecklage. In der Summe mit der durch Wirbelbildung angeregten
Schwingung der Verdecklage verschwindet so im Idealfall die Schwingung
der Verdecklage. Da die Einleitung einer Kraft nicht an allen schwingenden
Bereichen des Verdecks gleichzeitig erfolgen kann, bzw. auch verschiedene
Bereiche des Verdecks verschiedene Schwingungsfrequenzen und gegebenenfalls
noch Schwingungsmoden aufweisen können, gibt es bevorzugte Bereiche,
an denen ein Aktor eine Kraft auf das Verdeck einbringt. Dies sind insbesondere
die C-Säulen-Bereiche eines Verdecks sowie
der direkt hinter dem Dachspitzenteil und vor dem ersten oder zweiten
Spriegel gelegene Bereich des Daches. Auch in Ausführungen
von Festverdecken können
Aktoren an der Außenschicht
des Verdecks und senkrecht zur Verdecklage wirkend angeordnet sein.
Selbstverständlich
können
auch mehrere Aktoren, die von einem oder mehreren Steuergeräten gesteuert
werden, in gleichen oder unterschiedlichen Bereichen des Verdecks
angeordnet sein.
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Vorteilhalfterweise
werden für
den oder die Aktoren piezoelektrische Elemente verwendet, mit denen
die benötigten Frequenzen
einfach erzeugt werden können.
Die Kraft, die auf das Verdeck ausgeübt wird, ergibt sich demnach
direkt oder indirekt aus der Längenänderung
des piezoelektrischen Elements. Da die Längenänderung eines piezoelektrischen
Elements häufig
nur bis zu einem Bereich von Promille der Länge des Elements erfolgt, ist
gegebenenfalls eine Hebelmimik sinnvoll, mit der die Längenänderung
des Piezoelements auf die Verdecklage übersetzt wird, um dort einen
grösseren
Hub zu bewirken.
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Die
Anordnung des Aktors an der Verdecklage erfolgt so, dass sich die
durch die Beaufschlagung der Verdecklage mit einer Kraft angeregte
Schwingung auch in andere Verdeckbereiche fortsetzt, um in diesen
Bereichen zu einer Minimierung der Amplitude der störenden Fahrgeräusche zu
sorgen. Der Aktor greift somit insbesondere an frei schwingenden Teilen
der Verdecklage an.
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Das
Steuergerät,
das die von dem Aktor auszuübende
Kraft und deren zeitliche Variation vorgibt, kann hierbei direkt
in die Nähe
des Aktors angeordnet sein. Alternativ oder ergänzend ist das Steuergerät zumindest
teilweise auch in Einheiten integrierbar, die ohnehin für die Steuerung
des Verdecks verwendet werden.
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Vorteilhafterweise
ist ein Aktor, der aufgrund einer Längenänderung eine Kraft auf die
Verdecklage ausübt,
parallel oder im wesentlichen senkrecht zu der Verdecklage angeordnet.
Parallel zu einer Verdecklage angeordnete Aktoren tragen zur Straffung und
Aussteifung bestimmter Bereiche des Verdecks bei, sofern in diesen
Bereichen eine Schwingung auftritt. Hierbei kann der Aktor selbst
als Anlagekörper die
Verbindung zur Verdecklage herstellen, er kann aber auch über ei nen
Anlagekörper
mit der Verdecklage in Verbindung stehen. Bei Stoffverdecken ist
die Anordnung besonders vorteilhaft, wenn diese in Knickrichtung
der Verdecklage erfolgt.
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Besonders
vorteilhaft ist die Anordnung eines Aktors im wesentlichen senkrecht
zu der Verdecklage, da hier durch die Ausdehnung des Aktors gegen
die Bewegungsrichtung der Verdecklage auf einfache Weise eine Kraft
ausgeübt
werden kann. Zumindest ist der Aktor hierbei so anzuordnen, dass er
eine für
eine Schwingung der Verdecklage nicht vernachlässigbare Kraft senkrecht zur
Verdecklage aufbringt. Dies kann gegebenenfalls auch über Hilfsmittel
wie Hebel oder Gestängeteile
erfolgen.
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Eine
Abstützung
des Aktors erfolgt über
ein Gegenlager, vorteilhafterweise über eine entweder weitere Verdeckschicht,
gegenüber
einem Teil des Verdeckgestänges
und/oder einen anderen Teil des Verdecks, wie beispielsweise einem
Spanngurt.
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Zur
Verwendung eines häufig
bei Cabriolet-Fahrzeugen vorkommenden Spanngurtes als Gegenlager
weist dieser vorteilhafterweise eine Schlaufe auf, die entweder
einstückig
mit dem Spanngurt verbunden ist oder an diesen angenäht ist.
In der Schlaufe ist der Aktor abgestützt und kann sich von dieser
aus in Richtung der Verdecklage ausdehnen.
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Eine
weitere Lösung
der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem eine
von einem Steuergerät
vorgegebene, zeitlich variierende Kraft auf eine in der Geschlossenstellung befindliche
Verdecklage eingebracht wird. Hierbei führt die vorstehend beschriebene Überlagerung
der Anregungen der Verdecklage durch den Aktor und die Wirbelbildung
zu einem niedrigeren Fahrgast- oder Innenraumge räusch. Die Auswahl der zur Verringerung
des Geräuschpegels
im Innenraum bzw. Fahrgastraum benötigten Frequenz und Periode
der Kraft des Aktors wird hierbei von dem Steuergerät vorgegeben.
Dieses errechnet entweder aus aktuell von einem Sensor an der Verdecklage
gemessenen Schwingungen oder auch aus vorher abgespeicherten Sollprofilen
unter gegebenenfalls der Berücksichtigung
weiterer Fahrzeugdaten wie beispielsweise der Geschwindigkeit, der
Außentemperatur
und/oder Feuchte die optimale Anregung der Verdecklage durch den
Aktor.
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Die
Sollprofile können
hierbei in einem Speicher des Fahrzeugs bereits bei der Montage
des Verdecks abgelegt und vorteilhafterweise auch während eines
Wartungsaufenthalts des Cabriolet-Fahrzeugs aktualisiert werden.
Dies ist insbesondere hinsichtlich Veränderungen des Verdeckstoffs über die
Lebenszeit des Cabriolet-Fahrzeugs vorteilhaft. Weiterhin ist es
von Vorteil, einen Algorithmus vorzusehen, in den die aus der Verdeckschwingung
resultierenden Innenraumgeräusche
integriert werden und der eine Anpassung der Berechnung hinsichtlich
einer minimalen Geräuschkulisse
im Fahrzeuginnenraum vornimmt.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich den übrigen Unteransprüchen sowie
den nachfolgend beschriebenen schematischen Darstellungen der Figuren
entnehmen.
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Es
zeigt:
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1 ein
erfindungsgemäßes Cabriolet-Fahrzeug
in einer Seitenansicht,
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2 ein
weiteres erfindungsgemäßes Cabriolet
in einer perspektivischen, teilweise gebrochenen Darstellung,
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3 einen
Teil eines Verdecks eines erfindungsgemäßen Cabriolets,
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4 einen
Teil eines Verdecks eines erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs in
einer weiteren Ausbildung,
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5 einen
aufgebrochenen Teil eines Verdecks eines weiteren erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs
und
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6 eine
perspektivische Ansicht des Ausschnitts VI nach 5.
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In
den Figuren sind gleichwirkende Teile mit identischen Ziffern belegt,
sofern dies dienlich ist.
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In
der Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs gemäß 1 ist
ein Verdeck 1 in einer Geschlossenstellung gezeigt. In
der nicht dargestellten Offenstellung befindet sich das Verdeck 1 in
einer Ablageposition im Bereich eines Kofferraumdeckels 2.
Das Verdeck 1, das hier in einer Softtop-Version dargestellt
ist, ist in einer Ausführung
nach dem Stand der Technik insbesondere im Bereich 3 eines
Dachspitzenteils des Verdecks 1 und im C-Säulenbereich 4 insbesondere
seitlich einer Heckscheibe 5 anfällig für Schwingungen. Insgesamt überspannt
das Verdeck 1 einen zwischen Windschutzscheibe 6,
Heckscheibe 5 und den einseitig angedeuteten Seitenscheiben 7 befindlichen
Fahrgastraum 8.
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In
der Ausbildung eines Cabriolet-Fahrzeugs gemäß 2 sind gestrichelt
angedeutet verlaufende Gurtbänder
oder Spanngurte 9 kenntlich, die im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung
F entlang des Verdecks 1 vom Dachspitzenteil 10 bis
zum hinteren Stoffspannbügel,
der unterhalb der Heckscheibe 5 angeordnet ist, verlaufen.
An einem solchen Gurtband 9 ist vorteilhafterweise im Bereich
eines Dachspitzenteils 10, ebenso vorteilhafterweise im C-Säulenheckbereich 4 eine
Schlaufe 11 befestigt, beispielsweise mittels einer Naht 12.
Am unteren Ende der Schlaufe 11 ist ein Aktor 13 angeordnet,
der ein piezoelektrisches Element 14 aufweist, welches über einen
Anlagekörper 15 eine
Kraft auf eine in der 3 nicht dargestellte Verdecklage
aufbringt. Der Aktor 13 kann beispielsweise auf die Schlaufe
aufgeklebt oder auch geeignet mit ihr vernäht sein. Mittels einer Spannungsversorgungsleitung 16 wird
das piezoelektrische Element 14 des Aktors 13 mit
einer zeitlich variierenden Spannung beaufschlagt, die zur Längenänderung
des Elements 14 in Richtung seiner Längserstreckung führt. Um
einen größere Kraft
auf den Anlagekörper 15 aufbringen
zu können,
können mehrere
Aktoren 13 gemeinsam auf den Anlagekörper 15 einwirken.
Bei diesem kann es sich auch um ohnehin in der Verdeckschicht angeordnete
Stützelemente
wie beispielsweise seitliche oder hinter dem Dachspitzenteil im
Verdeck angeordnete Stützbleche handeln.
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In
der Ausgestaltung nach 3 weist der Gurt 9 eine
Ausnehmung 17 auf, durch die hindurch der Anlagekörper 15 in
Anlage mit einer Verdecklage gelangt, die direkt oberhalb des Spanngurts 9 verläuft. Anstelle
einer Ausnehmung 17 ist es auch denkbar, dass der Aktor 13 dergestalt
ausgebildet ist, dass der Anlagekörper 15 beidseits
des Gurtes verläuft
und der Gurt hierfür
keine mittels einer angedeuteten Klebeschicht 18 versteifte
Ausnehmung 17 aufweist.
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Der
Aktor 13 ist insbesondere so angeordnet, daß bei der
Bewegung des Verdecks in die Öffnungs-
oder Geschlossenstellung der Bewegungsablauf nicht gestört wird.
Hierfür
kann es je nach Ausbildung des erfindungsgemäßen Cabriolets sinnvoll sein,
den Aktor 13 nicht auf Seite der Schlaufe 11, sondern
an der Verdecklage bzw. umgekehrt an der Schlaufe 11 und
nicht an der Verdecklage zu befestigen.
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Gemäß 4 kann
der Aktor 13 neben einem oder auch zwischen mehreren Führungselementen 19 an
dem hier nun rechteckig ausgebildeten Anlagekörper 15 angeordnet
sein. Eine Verkantung des Anlagekörpers 15 gegenüber dem
piezoelektrischen Element 14 und damit gegenüber dem
Aktor 13 wird somit wirkungsvoll vermieden. Zusammen mit
dem Sensor 20, der beispielsweise als piezoelektrischer
Druckaufnehmer 20.1 ausgebildet ist und einen Sensorkopf 21 aufweist,
der in Anlage mit einer Verdecklage 22 ist, sind die Führungselemente 19 und
der Aktor 13 auf einem Verdeckgestängeteil 23 abgestützt. Bei
diesem Verdeckgestängeteil 23 kann es
sich beispielsweise um einen Lenker des Verdeckgestänges 27 handeln,
es können
aber auch weitere Verdeckgestängeteile
wie beispielsweise an einem Dachspitzenteil 10 befestigte
Anlagekörper
vorgesehen werden, wobei der Aktor 13 vorteilhafterweise zwischen
Dachspitzenteil 10 und einem ersten Spriegel 28 des
Verdeckgestänges 27 angeordnet
ist.
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Der
Aktor 13 ist somit insbesondere verdeckgestellfest angeordnet.
Auch die beispielsweise in Seitenteilen des Verdecks oder des C-Säulenbereiches
vorzusehenden Stützkörper können gegebenenfalls
als Abstützelemente
verwendet werden (5).
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Die
Anordnung der Führungselemente 19, des
Aktors 13 sowie des als Sensorelement ausgebildeten Messeinheit 20 gemäß 4 kann
in leicht abgewandelter Variante beispielsweise an einer seitlichen
Heckscheibenführung 24 angeordnet
sein. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da das seitliche Gestängeteil 24 im
Bereich der C-Säule
des Cabriolet-Fahrzeugs angeordnet ist, mithin in einem Bereich
der Verdecklage, der bei höheren
Geschwindigkeiten Wummern verursachen kann. In Abhängigkeit von
den Platzverhältnissen
kann der Verdeckgestängelenker 24 eine
Ausbuchtung aufweisen, in die die entsprechenden Elemente angeordnet
sind. Über Steuerleitungen 25, 16 ist
die Geräteanordnung
am Gestängelenker 24 mit
einem Steuergerät 26 verbunden,
dass die zur Anregung des Verdecks 1 notwendigen Signale
errechnet. Alternativ können
Steuergerät 26 und
Aktor 13 auch als Geräteeinheit
ausgebildet sein.
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Um
nicht nur einen Druck auf die Verdecklage 22 auszuüben, sondern
um beispielsweise auch eine Zugkraft aufbauen zu können, kann
der Anlagekörper 15 auch
in der Verdecklage 22 eingenäht oder anderweitig mit ihr
befestigt sein. Dieses führt
zu einer noch besseren Kontrolle der Verdecklage und einer besseren
Aufhebung der das Wummern erzeugenden Schwingung.