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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Halten eines Cabriolet-Verdecks in einer Zwischenstellung, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung des Verdecks liegt.
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Herkömmliche Cabriolet-Verdecke umfassen ein Verdeckgestänge, das aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Lenkern gebildet ist und beispielsweise zum Aufspannen eines Verdeckstoffes bzw. Verdeckbezuges oder zur Lagerung von starren Dachsegmenten dient. Mittels des Verdeckgestänges ist das Verdeck zwischen einer einen Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließstellung und einer den Fahrzeuginnenraum freigebenden Öffnungsstellung verstellbar. Das Verdeckgestänge ist bezogen auf eine vertikale Fahrzeuglängsmittelebene beidseits in der Regel über einen Hauptlenker und eine Hauptsäule an einem fahrzeugfesten Hauptlager schwenkbar gelagert.
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Zum Verstellen des Verdeckgestänges, das heißt zum Verstellen des Verdecks zwischen seiner Öffnungsstellung und seiner Schließstellung werden bisher in der Regel Hydraulikantriebe eingesetzt. Alternativ ist es bekannt, zum Verstellen eines Cabriolet-Verdecks Elektroantriebe einzusetzen. Insbesondere bei Elektroantrieben besteht aber das Problem, dass bei einem Abschalten des Antriebs in einer zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung liegenden Zwischenstellung die jeweilige Verdeckposition nicht gehalten werden kann, da die eingesetzten Elektroantriebe nicht selbsthemmend sind. Vielmehr fällt das Verdeck schwerkraftbedingt langsam aber stetig in sich zusammen, bis es selbsttätig eine Endlage eingenommen hat. Dies ist auch aus Sicherheitsgründen häufig nicht gewünscht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Halten einer Zwischenstellung eines Cabriolet-Verdecks mit einem Elektroantrieb zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Halten eines Cabriolet-Verdecks in einer zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung liegenden Zwischenstellung vorgeschlagen, bei dem die Zwischenstellung des Verdecks derart gehalten wird, dass die Elektroantriebe entgegen einem Verstellmoment des Verdecks mit einem Antriebsmoment angetrieben werden.
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Der Kern der Erfindung besteht mithin darin, dass auch bei einem Abschalten des Verdeckantriebs bzw. einem Loslassen eines Betätigungsschalters für das Verdeck in einer Verdeckzwischenstellung mittels der Elektroantriebe Verstellbewegungen bzw. -momente des Verdecks in automatisierter Weise ausgeglichen werden. Verstellmomente, die im Sinne der Erfindung schwerkraftbedingt auftreten und/oder durch Spannungen im Verdeck eingeleitet werden können, führen durch Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung nicht zu einer Änderung der Verdeckstellung. Vielmehr kann das Verdeck in der teilweise geöffneten bzw. geschlossenen Stellung gehalten werden.
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Da in den verschiedenen Zwischenstellungen bei nicht aktiviertem Verdeckantrieb unterschiedliche Verstellkräfte wirken, ist es zur Ansteuerung der Elektroantriebe mit einem stellungsabhängigen Antriebsmoment zweckmäßig, wenn die aktuelle Verdeckposition bestimmt wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass ausgehend von Endanschlägen über entsprechende Sensoren der Verstellweg des Verdecks bis zu der Zwischenstellung erfasst wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ausgehend von der Zwischenstellung eine aufgrund des Verstellmoments des Verdecks erfolgende Positionsveränderung des Verdecks detektiert, worauf die Elektroantriebe so betätigt werden, dass das Verdeck in die Zwischenstellung zurückgestellt wird.
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Bei einer besonders präzise arbeitenden Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ein Motorstrom der Elektroantriebe gemessen und der Motorstrom in der Zwischenstellung konstant gehalten, wobei bei Detektion einer Positionsänderung des Verdecks der Motorstrom verändert wird, so dass sich das Antriebsmoment der Elektroantriebe verändert. Bei dieser Ausführungsform werden also der Motorstrom und die Stellung des Verdecks als Regelgrößen herangezogen, wobei der Motorstrom auch die Steuergröße darstellt, mit der das Verstellmoment des Verdecks ausgeglichen wird.
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Die Detektion der Positionsveränderung des Verdecks erfolgt zweckmäßigerweise mittels mindestens eines Hallsensors, der zumindest in einem der Elektroantriebe angeordnet sein kann, wobei zur Erkennung der Drehrichtung des betreffenden Antriebs zweckmäßigerweise zwei Hallsensoren zum Einsatz kommen.
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Zum Halten der Zwischenstellung wird vorzugsweise eine PWM(Pulsweitenmodulation)-Endstufe der Steuereinheit aktiviert.
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Um bezogen auf die vertikale Fahrzeuglängsmittelebene eine symmetrische Krafteinleitung in das Verdeck zu gewährleisten, werden die beiden Elektroantriebe vorzugsweise in abhängiger Weise betrieben. Beispielsweise erfolgt der Betrieb der Elektroantriebe nach dem so genannten Master-Slave-Prinzip, wobei einer der Elektroantriebe den Master darstellt und der andere der Elektroantriebe den Slave.
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Um das Antriebsmoment der Elektroantriebe an fahrzeugbedingte Einflussfaktoren anpassen zu können, wird das Antriebsmoment bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung in Abhängigkeit von Fahrzeug- und/oder Verdeckparametern eingestellt. Solche Parameter können beispielsweise die aktuelle Verdeckposition, die Anzahl der bereits erfolgten Betätigungszyklen des Verdecks, die das Verdeckalter widerspiegelt, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen sein.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Ausführungsbeispiele eines Verfahrens nach der Erfindung werden anhand der Zeichnung nachfolgend erläutert. Es zeigt:
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1 einen schematischen Aufbau eines Cabriolet-Verdecks mit Elektroantrieben;
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2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung; und
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3 ein Positions/Zeit-Diagramm für zwei Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung.
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In 1 ist in stark schematisierter Weise eine Antriebsanordnung 10 eines Cabriolet-Verdecks dargestellt, mittels der das Verdeck zwischen einer einen Fahrzeuginnenraum überdeckenden Schließstellung und einer den Fahrzeuginnenraum freigebenden Freigabestellung verstellbar ist. Die Antriebsanordnung 10 umfasst bezogen auf eine vertikale Fahrzeuglängsmittelebene X beidseits jeweils einen Elektromotor 12A bzw. 12B, der mit einem Antriebsritzel 14A bzw. 14B versehen ist, welches mit einem Verzahnungsabschnitt 16A bzw. 16B in Eingriff steht, der an einem Hauptlenker 18A bzw. 18B des Verdeckgestänges angeordnet ist.
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Die Elektromotoren 12A und 12B sind über Leitungen 20A und 20B mit einer Steuereinheit 22 verbunden. Des Weiteren sind die beiden Elektromotoren 12A und 12B jeweils mit einem Hallsensor 24A bzw. 24B ausgestattet, dessen Signale von der Steuereinheit 22 erfasst und verarbeitet werden können. Mittels der Hallsensoren 24A und 24B können ausgehend von Endstellungen des Verdecks, an denen eine Initialisierung erfolgen kann, die jeweiligen Positionen des Verdecks in Abhängigkeit von den von den Hallsensoren abgegebenen Messimpulsen bestimmt werden. Es kann also mittels einer in der Steuereinheit 22 abgelegten Software die aktuelle Position bzw. Stellung des Verdecks auf Basis der Signale der Hallsensoren 24A und 24B ermittelt werden.
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Um eine Zwischenstellung des Verdecks, die zwischen dessen Freigabestellung und dessen Schließstellung liegt, halten zu können, ist die Steuereinheit 22 der Antriebsanordnung 10 mit einer Funktionalität versehen, die die Elektromotoren 12A und 12B entgegen einem beispielsweise schwerkraftbedingten Verstellmoment des Verdecks antreibt. Diese Maßnahme ist erforderlich, da die Elektromotoren 12A und 12B nicht selbsthemmend sind und daher eine derartige durch die Verstellmomente des Verdecks ausgelöste Verstellung bei durch einen Benutzer unbetätigter Antriebsanordnung nicht verhindert werden könnte.
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Die Haltefunktionalität gemäß einer Ausführungsform 1, die nun anhand der 2 und 3 beschrieben wird, arbeitet derart, dass zunächst bei Anhalten der Antriebsanordnung 10 des Verdecks durch einen Benutzer die aktuelle Verdeckposition bestimmt wird, die die Zwischenstellung darstellt. Dies stellt den Ausgangswert für die Haltefunktionalität dar, welcher in 2 durch Schritt A gekennzeichnet ist. Anschließend wird ein Regelkreis eingesetzt, der Signale nutzt, die mittels der Hallsensoren 24A und 24B generiert werden. Idealerweise würden die Hallsensoren 24A und 24B keine Signale liefern, da in diesem Falle keine Drehung der Antriebswellen der Elektromotoren 14A und 14B erfolgen würde, was auf einen Stillstand des Verdeckgestänges und damit auf ein Halten der Zwischenstellung des Verdecks schließen ließe. Werden jedoch mittels der Hallsensoren 24A und 24B Signale erzeugt, drehen sich die Antriebswellen der Elektromotoren 12A und 12B, was wiederum auf eine Verstellung des Verdecks schließen lässt. In einem Schritt B wird daher ermittelt, ob die mittels der Hallsensoren detektierte Positionsabweichung innerhalb eines tolerierbaren Intervalls Y liegt oder nicht. Wenn die Positionsabweichung größer als Y ist, steuert die Steuereinheit 22 die Elektromotoren 12A und 12B derart an, dass sie mit einem Antriebsmoment angetrieben werden, das dem Verstellmoment des Verdecks entgegenwirkt und das Verdeck in die anfänglich bestimmte Zwischenstellung zurückstellt (Schritt C in 3). Anschließend springt die Funktionalität zurück zu Schritt B, in dem abermals ermittelt wird, ob eine erneute Positionsabweichung vorliegt, die größer als der Wert Y ist oder nicht. In Abhängigkeit von dem Messergebnis erfolgt entweder eine erneute Ansteuerung der Elektromotoren 12A und 12B zum Ausgleich einer ungewollten Verdeckverstellung in der oben beschriebenen Weise (Abfrageergebnis in Schritt B Ja) oder es erfolgt nach einer vorgegebenen Zeit eine erneute Abfrage hinsichtlich der Positionsabweichung (Abfrageergebnis in Schritt B Nein).
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Das Antriebsmoment, mit dem die Elektromotoren 12A und 12B zum Halten der Zwischenstellung in der vorstehend beschriebenen Weise angetrieben werden, wird in Abhängigkeit von Fahrzeug- und Verdeckparametern eingestellt. Beispielsweise ist das Antriebsmoment abhängig von der aktuellen Verdeckposition, d. h. von der zu haltenden Zwischenstellung, von den Betätigungszyklen, denen das Verdeck bisher unterzogen wurde, und von der Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeugs. In Abhängigkeit von diesen Parametern und von den mittels der Hallsensoren 24A und 24B ermittelten Signalen wird eine Pulsweitenmodulation(PWM)-Endstufe der Steuereinheit 22 derartig aktiviert, dass die ermittelte Zwischenstellung gehalten bzw. das Verdeck bei Ermitteln einer Verdeckbewegung wieder in die ermittelte Zwischenstellung zurückgestellt wird.
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Das Verfahren wird anhand des in 3 dargestellten Diagramms verdeutlicht, in dem die vorstehend beschriebene Haltefunktionalität gemäß Ausführungsform 1 anhand der fein gestrichelten Linie dargestellt ist. Bei einer Änderung der Position (Ordinate) wird bei Erreichen eines Grenzwertes ein Antriebsmoment erzeugt, mit dem das Verdeck wieder in die durch die grob gestrichelte Linie dargestellte Position zurückgestellt werden kann. Dieser Vorgang wird in bestimmten Zeitintervallen wiederholt.
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Bei einer alternativen, in 3 anhand der durchgezogenen Kurve dargestellten Ausführungsform 2 werden die Signale der Hallsensoren 24A und 24B ausgewertet. Im Rahmen einer definierten Toleranz für die zu haltende Zwischenstellung werden die Elektromotoren 12A und 12B, von denen einer einen Master und der andere einen Slave darstellt und die mithin in abhängiger Weise betrieben werden, derart angesteuert, dass die aktuelle Position gehalten wird und alle Einflussfaktoren ausgeglichen werden. Insbesondere werden die Elektromotoren 12A und 12B stets mit einem geringen Motorstrom betrieben, der gemessen wird. Dieser Motorstrom wird in der mittels der Hallsensoren 24A und 24B ermittelten Zwischenstellung des Verdecks konstant gehalten. Bei einer Detektion einer Positionsveränderung, bei der die Hallsensoren 24A und 24B Signale erzeugen, wird der Motorstrom entweder vergrößert oder verkleinert, so dass das Verdeck eine Verstellbewegung in die Gegenrichtung bis zu der ursprünglichen Zwischenstellung ausführen kann. Dann wird der Motorstrom wieder auf einem konstanten, niedrigeren oder höheren Wert gehalten und gemessen. Bei einer Detektion einer erneuten Verstellung des Verdecks erfolgt eine weitere Motoransteuerung mittels der Steuereinheit 22.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Antriebsanordnung
- 12A, 12B
- Motor
- 14A, B
- Antriebsritzel
- 16A, B
- Verzahnungsabschnitt
- 18A, B
- Hauptlenker
- 20A, B
- Leitung
- 22
- Steuereinheit
- 24A, B
- Hallsensor
