DE102017108380A1

DE102017108380A1 - Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs, umfassend eine Positionserkennungseinrichtung

Info

Publication number: DE102017108380A1
Application number: DE102017108380.4A
Authority: DE
Inventors: Christian RUDOLFI; Franz Haberl
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-10-25
Also published as: US10471812B2; US20180304730A1

Abstract

Es wird ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs vorgeschlagen, umfassend ein Verdeckgestänge (121) zum Verstellen des Verdecks zwischen einer einen Fahrzeuginnenraum überspannenden Schließstellung und einer den Fahrzeuginnenraum nach oben freigebenden Ablagestellung, eine Dachspitze, die in der Schließstellung an einem vorderen Windlauf (18) des Fahrzeugs festgelegt ist, einen Verdeckverschluss (22), der zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verstellbar ist, die Dachspitze in der Schließstellung des Verdecks an dem vorderen Windlauf (18) sichert und einen Verschlussträger (32) mit einem verschwenkbaren Verschlusshaken (34) und ein mit dem Verschlusshaken (34) in Eingriff bringbares Verschlussgegenelement(36) aufweist, sowie eine Positionserkennungseinrichtung (44), die eine Relativlage zwischen der Dachspitze und dem vorderen Windlauf (18) erkennt. Die Positionserkennungseinrichtung (44) umfasst eine Sensoreinheit (46) mit mindestens zwei Hall-Sensorelementen (52, 54), von denen eines bei einem ersten Abstand zwischen der Sensoreinheit (46) und einem Magnetelement (60) schaltet und das andere bei einem zweiten, von dem ersten Abstand abweichenden Abstand zwischen der Sensoreinheit (46) und dem Magnetelement (60) schaltet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verdeck ist aus der Praxis bekannt und dient als verstellbares Dach eines Cabriolet-Fahrzeugs. Zum Verstellen des Verdecks zwischen einer einen Innenraum des Fahrzeugs überspannenden Schließstellung und einer den Innenraum nach oben freigebenden Ablagestellung weist das Verdeck ein Verdeckgestänge auf, das bezogen auf eine vertikale Verdecklängsmittelebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist und beidseits eine Lenkeranordnung aufweist, die an einem jeweiligen fahrzeugfesten Hauptlager gelagert ist. In der Schließstellung ist das Verdeck über eine Dachspitze an einem vorderen Windlauf des Fahrzeugs festgelegt, welcher von einem oberen, in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Rahmenschenkel eines Rahmens einer Windschutzscheibe gebildet ist. Die Dachspitze ist bei einem Faltverdeck mit einem flexiblen, faltbaren Verdeckbezug von einem Frontspriegel gebildet, der von dem Verdeckbezug überspannt ist. Bei einem Klappverdeck bzw. RHT (Retractable Hard Top) ist die Dachspitze von einer starren, bugseitigen Dachschale gebildet, welche auch einen Bereich der Außenhaut des Fahrzeugdachs bildet. Um die Dachspitze an dem vorderen Windlauf zu sichern, umfasst das Verdeck jeweils einen Verdeckverschluss, der zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verstellbar ist und einen Verschlussträger mit einem verschwenkbaren Verschlusshaken und ein mit dem Verschlusshaken in Eingriff bringbares Verschlussgegenelement aufweist. Der Verschlussträger ist an der Dachspitze angeordnet oder von diesem gebildet, wohingegen das Verschlussgegenelement, das mit dem Verschlusshaken in Eingriff gebracht werden kann, an dem vorderen Windlauf ausgebildet ist. Zudem ist es bekannt, dass ein Verdeck dieser Art eine Positionserkennungseinrichtung mit einem Sensor aufweist, die eine Relativlage zwischen der Dachspitze und dem vorderen Windlauf erkennt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verdeck der vorstehend beschriebenen Art in kompakter Weise eine Positionserkennungseinrichtung vorzusehen, die mehrere Relativstellungen zwischen der Dachspitze und dem vorderen Windlauf erkennen kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch das Verdeck mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung umfasst die Positionserkennungseinrichtung mithin eine Sensoreinheit mit mindestens zwei Hall-Sensorelementen, von denen eines bei einem ersten Abstand zwischen der Sensoreinheit und einem Magnetelement schaltet und das andere bei einem zweiten, von dem ersten Abstand abweichenden Abstand zwischen der Sensoreinheit und dem Magnetelement schaltet.
Bei dem Verdeck nach der Erfindung weist die Positionserkennungseinrichtung somit zum Erkennen von mindestens zwei Abständen zwischen einem vorderen Windlauf und einer Dachspitze lediglich ein Magnetelement auf. Dieses Magnetelement wirkt mit den mindestens zwei Hall-Sensorelementen zusammen, die in der relativ zu dem Magnetelement beweglichen Sensoreinheit angeordnet sind. Die Schaltabstände der beiden Sensorelemente sind unterschiedlichen Abständen zwischen der Sensoreinheit und dem Magnetelement zugeordnet. Somit ist eine Positionserkennungseinrichtung realisiert, die nur wenig Bauraum im Bereich des vorderen Windlaufs und der Dachspitze benötigt. Da nur ein Magnetelement erforderlich ist und auch keine Applikation eines Mikroschalters oder dergleichen erforderlich ist, ist auch die Anzahl der in das Verdeck für die Positionserkennungseinrichtung zu integrierenden Teile gering. Durch die geringe Teilezahl gestaltet sich die Positionserkennungseinrichtung auch kostengünstig.
Vorzugsweise ist die Sensoreinheit, die so programmiert ist, dass mindestens zwei Schaltabstände mit den mindestens zwei Hall-Sensorelementen realisiert sind, mit einer Steuerung des Verdeckverschlusses verbunden. Die bei einem Zusammenwirken des Magnetelements mit den Hall-Sensorelementen ausgelösten Schaltsignale können dann insbesondere für die Betätigung des Verdeckverschlusses genutzt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verdecks nach der Erfindung ist der erste Abstand zwischen der Sensoreinheit und dem Magnetelement einer Verriegelungsbereitschaftsstellung (ready to latch) zwischen der Dachspitze und dem vorderen Windlauf zugeordnet. Die Verriegelungsbereitschaftsstellung ist dadurch definiert, dass in dieser Stellung der Verschlusshaken mit dem Verschlussgegenelement in Eingriff gebracht werden kann, das heißt, dass bei Erreichen dieser Stellung ausgehend von der Ablagestellung eine Betätigung des Verdeckverschlusses möglich ist, um diesen in seine Sperrstellung zu verstellen und die Dachspitze hiermit gegen den Windlauf zu ziehen und an diesem zu sichern. Die Verriegelungsbereitschaftsstellung signalisiert also dem Verdeckverschluss bzw. der Steuerung des Verdeckverschlusses, dass ein Verstellen aus der Freigabestellung in die Sperrstellung möglich und sinnvoll ist. Das erste Sensorelement setzt in dieser Stellung ein entsprechendes Schaltsignal ab.
Bei einer speziellen Ausführungsform des Verdecks nach der Erfindung ist der zweite Abstand der Schließstellung des Verdecks zugeordnet, in der die Dachspitze an dem vorderen Windlauf gesichert ist. Damit wird mit einem entsprechenden Schaltsignal des zweiten Sensorelements der Verdecksteuerung das Signal gegeben, dass eine ordnungsgemäße Sicherung der Dachspitze an dem vorderen Windlauf vorliegt.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verdecks nach der Erfindung ist das Magnetelement an dem Verschlussgegenelement angeordnet und die Sensoreinheit an dem Träger der Verschlusseinheit angeordnet, der an der Dachspitze ausgebildet ist. Damit sind die Hall-Sensorelemente dach- bzw. verdeckseitig angeordnet. Fahrzeugseitig müssen dann keine Kabel oder Leitungen zu der Positionserkennungseinrichtung bzw. zu deren Magnetelement geführt werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform des Verdecks nach der Erfindung ist das Magnetelement an dem Träger der Verschlusseinheit angeordnet, der an der Dachspitze ausgebildet ist, und ist die Sensoreinheit an dem Verschlussgegenelement angeordnet, das mit dem vorderen Windlauf verbindbar ist.
Um die Sensoreinheit in einfacher Weise montieren zu können, weist sie vorzugsweise ein Gehäuse auf, in dem die beiden Hall-Sensorelemente von dem Magnetelement aus betrachtet nebeneinander angeordnet sind. Das Gehäuse hat zweckmäßigerweise eine Stirnseite, die dem Magnetelement zumindest bei Erreichen des ersten Abstands und des zweiten Abstands zwischen der Sensoreinheit und dem Magnetelement gegenüberliegt.
Bei einer alternativen Ausführungsform sind die beiden Hall-Sensorelemente von dem Magnetfeld aus betrachtet hintereinander, das heißt übereinander angeordnet.
Das Magnetelement kann von einem Permanentmagneten gebildet sein oder auch von einem ferromagnetischen Bauteil des Fahrzeugaufbaus gebildet sein. Das ferromagnetische Bauteil ist beispielsweise Bestandteil des Verschlussgegenelements, das bei Erreichen des ersten Abstands und bei Erreichen des zweiten Abstands mit dem ersten Sensorelement bzw. dem zweiten Sensorelement zusammenwirkt.
Grundsätzlich kann das Verdeck nach der Erfindung ein Faltverdeck oder ein Klappdach bzw. RHT (Retractable Hard Top) mit mehreren in der Schließstellung aneinandergrenzenden starren Dachsegmenten sein, die die Dachaußenhaut bilden. Das Faltverdeck kann auch als so genanntes Flächenspriegelverdeck ausgebildet sein, das mehrere Flächenspriegel aufweist, die in der Schließstellung des Verdecks aneinandergrenzend hintereinander in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet sind und eine zumindest im Wesentlichen geschlossene Auflagefläche für einen Verdeckbezug bilden.
Der Verdeckverschluss des Verdecks nach der Erfindung kann als Mittelverschluss oder auch als Verschluss ausgeführt sein, der bezogen auf die vertikale Verdecklängsmittelebene beidseits jeweils eine Verschlusseinheit mit einem Verschlussträger und einem Verschlusshaken aufweist, der mit einem jeweiligen, an dem vorderen Windlauf angeordneten Verschlussgegenelement in Eingriff gebracht werden kann. In letzterem Fall kann an beiden Verschlusseinheiten des Verdeckverschlusses jeweils eine im Sinne der Erfindung ausgebildete Positionserkennungseinrichtung angeordnet sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel eines Verdecks nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine ausschnittsweise perspektivische Frontansicht eines Cabriolet-Fahrzeugs mit einem Verdeck nach der Erfindung;
2 einen Verdeckverschluss des in 1 dargestellten Verdecks;
3 eine vergrößerte Darstellung des in 2 gestrichelt umrandeten Bereichs III;
4 eine Seitenansicht des Verdeckverschlusses beim Heranführen einer Dachspitze an einen vorderen Windlauf;
5 eine 4 entsprechende Ansicht, jedoch in einer Verriegelungsbereitschaftsstellung zwischen der Dachspitze und dem vorderen Windlauf; und
6 ebenfalls eine 4 entsprechende Ansicht, jedoch in einer Schließstellung des Verdecks, in der die Dachspitze an dem vorderen Windlauf gesichert ist.

In 1 ist ein Cabriolet-Fahrzeug 10 dargestellt, welches mit einem verstellbaren Verdeck 12 versehen ist, das als Faltverdeck mit einem flexiblen, faltbaren Verdeckbezug 122 ausgebildet ist und mittels eines Verdeckgestänges 121 zwischen einer in 1 dargestellten Schließstellung, in der ein Fahrzeuginnenraum 14 überspannt ist und einer den Fahrzeuginnenraum nach oben freigebenden und nicht näher dargestellten Ablagestellung verstellbar ist. In der Ablagestellung ist das Verdeck 12 in einem heckseitigen Verdeckablageraum des Cabriolet-Fahrzeugs 10 abgelegt. In der Schließstellung ist das Verdeck 12 über einen Frontspriegel 16, der eine Dachspitze darstellt, an einem vorderen Windlauf 18 festgelegt, der einen oberen, sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Querschenkel eines Rahmens einer Windschutzscheibe 20 bildet.
Zur Sicherung des Verdecks 12 bzw. des Frontspriegels 16 an dem vorderen Windlauf 18 weist das Verdeck 12 einen in den 2 bis 6 näher dargestellten Verdeckverschluss 22 auf.
Der Verdeckverschluss 22 umfasst eine bezogen auf die Verdeckquererstreckung mittig angeordnete Antriebseinheit 24 mit einem als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 26 sowie zwei bezogen auf die vertikale Verdecklängsmittelebene beidseits angeordnete Verschlusseinheiten 28, die spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind und jeweils über eine Koppelstange 30 mit der Antriebseinheit 24 verbunden sind.
Die Verschlusseinheiten 28 umfassen jeweils einen Verschlussträger 32, an dem ein Verschlusshaken 34 schwenkbar gelagert ist, der zum Antrieb mit der jeweiligen Koppelstange 30, die mittels des Antriebsmotors 26 antreibbar ist, verbunden ist. Die Verschlussträger 32 sind an der Unterseite des Frontspriegels 16 angeordnet und zum Fahrzeuginnenraum hin mittels eines nicht näher dargestellten Innenhimmels verkleidet.
Die Verschlusshaken 34 der Verschlusseinheiten 28 stehen in der Schließstellung des Verdecks 12 jeweils mit einem Verschlussgegenelement 36 in Eingriff, das an dem vorderen Windlauf angeordnet ist und ein Gehäuse 38 aufweist, in dem eine Ausnehmung 40 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 40 ist von einem Verschlusszapfen 42 durchgriffen, den der Verschlusshaken 34 in der Schließstellung des Verdecks 12 hintergreift.
Des Weiteren weist das Verdeck 12 an beiden Verschlusseinheiten 28 jeweils eine Positionserkennungseinrichtung 44 auf, die dazu dient, die Relativlage zwischen dem Frontspriegel 16 und dem vorderen Windlauf 18 zu erkennen, und zwar so, dass einerseits eine Verriegelungsbereitschaftsstellung zwischen dem Frontspriegel 16 und dem vorderen Windlauf 18 (5) und andererseits eine Schließstellung des Verdecks 12, das heißt eine Anlagestellung zwischen dem Frontspriegel 16 und dem vorderen Windlauf 18 (vgl. 6) erkannt werden kann.
Die Positionserkennungseinrichtung 44 umfasst eine Sensoreinheit 46, die über eine Schraube 48 an der Unterseite des jeweiligen Verschlussträgers 32 montiert ist und ein Gehäuse 50 aufweist, das zwei Hall-Sensorelemente 52 und 54 aufnimmt, die Magnetfeldsensoren darstellen und über eine Signalleitung 56 mit einer Steuerung 58 verbunden ist, die auch den Antriebsmotor 26 zur Betätigung des Verdeckverschlusses 22 ansteuert.
Die beiden Hall-Sensorelemente 52 und 54, wirken mit einem einzigen Magnetelement 60 zusammen, das in dem Gehäuse 38 des an dem Windlauf 18 angeordneten Verschlussgegenelements 36 angeordnet ist.
Das erste Hall-Sensorelement 52 ist derart auf eine Magnetfeldstärke programmiert, dass es beim Verstellen des Verdecks 12 aus der Ablagestellung in die Schließstellung bei Erreichen eines definierten Abstandes zwischen der Sensoreinheit 46 und dem Magnetelement 60 schaltet bzw. ein Steuersignal an die Steuerung 58 abgibt, das signalisiert, dass der Verschlusshaken 34 mit dem Verschlussgegenelement 60 bzw. dem Verschlusszapfen 42 des Verschlussgegenelements 36 in Eingriff gebracht werden kann (ready-to-latch Position). Bei Erreichen der Verriegelungsbereitschaftsstellung kann durch Betätigung des Verdeckverschlusses 22 der Frontspriegel 16 gegen den Windlauf 18 gezogen und so das Verdeck 12 an dem vorderen Windlauf 18 zu gesichert werden. Wenn ausgehend von der Ablagestellung das Verdeck 12 in die Schließstellung gebracht wird und, wie in 4 dargestellt, die Verriegelungsbereitschaftsstellung noch nicht erreicht ist, ist mangels des von dem Hall-Sensorelement 52 abgegebenen Schalt- bzw. Freigabesignals eine Betätigung des Verdeckverschlusses 22 gesperrt.
Das zweite Hall-Sensorelement 54 ist derart auf eine Magnetfeldstärke programmiert, dass es bei Erreichen der Schließstellung des Verdecks 12, in der der Frontspriegel 16 an dem vorderen Windlauf 18 anliegt und der Abstand zwischen der Sensoreinheit 46 und dem Magnetelement 60 minimal ist, ein entsprechendes Schaltsignal an die Steuerung 58 ausgibt. Ein Schalten des Hall-Sensorelements 54 zeigt der Steuerung 58 also an, dass das Verdeck 12 seine Schließstellung eingenommen hat.
Bezugszeichenliste

10: Cabriolet-Fahrzeug
12: Verdeck
14: Fahrzeuginnenraum
16: Frontspriegel
18: Windlauf
20: Windschutzscheibe
22: Verdeckverschluss
24: Antriebseinheit
26: Antriebsmotor
28: Verschlusseinheit
30: Koppelstange
32: Verschlussträger
34: Verschlusshaken
36: Verschlussgegenelement
38: Gehäuse
40: Ausnehmung
42: Verschlusszapfen
44: Positionierungseinrichtung
46: Sensoreinheit
48: Schraube
50: Gehäuse
52: Hall-Sensorelement
54: Hall-Sensorelement
56: Signalleitung
58: Steuerung
60: Magnetelement
121: Verdeckgestänge
122: Verdeckbezug

Claims

Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs, umfassend ein Verdeckgestänge (121) zum Verstellen des Verdecks zwischen einer einen Fahrzeuginnenraum überspannenden Schließstellung und einer den Fahrzeuginnenraum nach oben freigebenden Ablagestellung, eine Dachspitze, die in der Schließstellung an einem vorderen Windlauf (18) des Fahrzeugs festgelegt ist, einen Verdeckverschluss (22), der zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung verstellbar ist, die Dachspitze in der Schließstellung des Verdecks an dem vorderen Windlauf (18) sichert und einen Verschlussträger (32) mit einem verschwenkbaren Verschlusshaken (34) und ein mit dem Verschlusshaken (34) in Eingriff bringbares Verschlussgegenelement(36) aufweist, sowie eine Positionserkennungseinrichtung (44), die eine Relativlage zwischen der Dachspitze und dem vorderen Windlauf (18) erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserkennungseinrichtung (44) eine Sensoreinheit (46) mit mindestens zwei Hall-Sensorelementen (52, 54) umfasst, von denen eines bei einem ersten Abstand zwischen der Sensoreinheit (46) und einem Magnetelement (60) schaltet und das andere bei einem zweiten, von dem ersten Abstand abweichenden Abstand zwischen der Sensoreinheit (46) und dem Magnetelement (60) schaltet.
Verdeck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (46) mit einer Steuerung (58) des Verdeckverschlusses (22) verbunden ist.
Verdeck nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand einer Verriegelungsbereitschaftsstellung zwischen der Dachspitze und dem vorderen Windlauf (18) zugeordnet ist.
Verdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abstand der Schließstellung des Verdecks zugeordnet ist, in der die Dachspitze an dem vorderen Windlauf (18) gesichert ist.
Verdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (60) an dem Verschlussgegenelement (36) angeordnet ist und die Sensoreinheit (46) an dem Veschlussträger (32) angeordnet ist, der an der Dachspitze ausgebildet ist.
Verdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement an dem Veschlussträger angeordnet ist, der an der Dachspitze ausgebildet ist, und die Sensoreinheit an dem Verschlussgegenelement angeordnet ist, das mit dem vorderen Windlauf verbindbar ist.
Verdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (46) ein Gehäuse (50) aufweist, in dem die beiden Hall-Sensorelemente (52, 54) von dem Magnetelement aus betrachtet nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind, so dass die Hall-Sensorelemente (52, 54) über die gleiche Stirnseite der Sensoreinheit (46) mit dem Magnetelement (60) zusammenwirken.
Verdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (60) von einem Permanentmagneten gebildet ist.
Verdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement von einem ferromagnetischen Bauteil des Verdeckverschlusses gebildet ist.
Verdeck nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dachspitze ein Frontspriegel (16) eines Faltverdecks oder eine starre Dachschale eines Klappdachs ist.