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Die
Erfindung betrifft ein ablegbares Dach nach den Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs
18 zum Steuern der Bewegung eines ablegbaren Daches.
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Aus
der Praxis ist bekannt, an ablegbare Dächer von Cabriolet-Fahrzeugen
Sensoren anzubringen, die die Bewegung des ablegbaren Daches bei einer
Ablagebewegung bzw. bei einer Aufspannbewegung erfassen und deren
Meßergebnisse
für eine Steuerung
für die
Bewegung des ablegbaren Daches ausgewertet werden. Sowohl zur Erfassung
der Bewegung des ablegbaren Daches wie auch zur Auswertung der erfaßten Bewegung
sind aus der Praxis verschiedene Verfahren bekannt.
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DE 102 48 759 A1 beschreibt
ein ablegbares Dach für
ein Cabriolet-Fahrzeug, das zwischen einer abgelegten und einer
aufgespannten Lage bewegbar ist, wobei das Dach in einem ersten
Ausführungsbeispiel
als Soft-Top bzw. in einem zweiten Ausführungsbeispiel als Hard-Top
ausgebildet ist. Dem jeweiligen Dach sind drei Sensoren zugeordnet,
die als Beschleunigungssensoren, speziell als sog. G-Sensoren, ausgebildet
sind. Bei dem Soft-Top ist der erste Sensor an einem ersten Gestängeabschnitt,
der zweite Sensor an einem zweiten Gestängeabschnitt und der dritte
Sensor an einem Heckscheibenrahmen angeordnet. Bei dem Hard-Top
sind die drei Sensoren einem vorderen, einem mittleren und einem
hinteren Dachsegment zugeordnet. Das jeweilige ablegbare Dach umfaßt weiter
einen Antrieb sowie eine Antriebs-Steuereinrichtung zur Steuerung des
Antriebs des ablegbaren Daches, wobei die Antriebs-Steuereinrichtung
mittels eines CAN-Busses mit einem der drei Sensoren verbunden ist,
so daß ein
System zum Steuern der Bewegung des ablegbaren Daches gebildet wird.
Die Antriebs-Steuereinrichtung
des Systems umfaßt
weiter einen karosseriefesten, als G-Sensor ausgebildeten Beschleunigungssensor,
der die an der Karosserie angreifende Erdbeschleunigung erfaßt. Mit
den als G-Sensoren ausgebildeten vier Beschleunigungssensoren wird
jeweils die aktuelle Beschleunigung bezogen auf die Erdbeschleunigung
gemessen und wiedergegeben, die vier Sensoren liefern also als Ausgangssignal
einen um den Beitrag der Erdbeschleunigung zu der aktuellen, erfaßten Beschleunigung
korrigierten Wert. Dabei wird für
die Lageerkennung aus der jeweils bezogen auf die Erdbeschleunigung
gemessenen aktuellen Beschleunigung die Längsneigung und die Querneigung
des Verdecks ermittelt. Die Beschleunigungssensoren messen die aktuelle
Beschleunigung insbesondere nicht unabhängig von der Erdbeschleunigung,
sondern nur in Bezug auf die Erdbeschleunigung, und liefern die
um den Beitrag der Erdbeschleunigung korrigierte aktuelle Beschleunigung als
Ausgangssignal. Nachteilig ist, daß die Erdbeschleunigung bei
den vier Sensoren jeweils mehrfach gemessen wird. Nachteilig ist
weiter, daß durch
die Korrektur der erfaßten
aktuellen Beschleunigung um den Beitrag der Erdbeschleunigung ein
Informationsverlust auftritt, der für die Steuer-Regelung des Verdecks
ungünstig
ist. Letzteres ist insofern erheblich, als aus den von den Beschleunigungssensoren
ausgegebenen Ausgangssignalen nur eine Neigung relativ zu der Richtung
der Erdbeschleunigung ermittelt wird, ohne daß der Betrag der erfaßten Beschleunigung,
der unter definierten Bedingungen eine die Bewegung des Verdecks
alleine, für
jede Bewegungsphase des Verdecks charakteristische Größe ist, ausgewertet
wird, so daß es
zu einem Informationsverlust kommt. Nachteilig ist weiter, daß die G-Sensoren,
die in einem Bereich von 0 bis 10 G arbeiten (G = Erdbeschleunigung
unter Normalbedingungen) zu der Erfassung der bei der Bewegung des
Verdecks auftretenden Beschleunigungen (einige Prozent von G) überdimensioniert
sind. Nachteilig ist weiter, daß die
als G-Sensoren ausgebildeten Beschleunigungssensoren ein Koordinatensystem
bilden sollen, so daß mindestens
zwei Beschleunigungssensoren vorzusehen sind. Nachteilig ist weiter,
daß Störungen durch
ein Rütteln
des ablegbaren Dachs bei der Bewegung sich sowohl der erfaßten aktuellen
Beschleunigung wie auch der angreifenden Erdbeschleunigung überlagern
und durch die Korrektur der aktuellen Beschleunigung um den Beitrag
der Erdbeschleunigung nicht beseitigt werden, sondern sich sogar
noch addieren können,
so daß die Ausgangssignale
der Beschleunigungssensoren von nicht mehr zu beseitigenden Störsignalen überlagert sein
können,
wodurch die Steuer-Regelung des Verdecks unzuverlässig wird.
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DE 201 17 270 U1 beschreibt
ein ablegbares Dach für
ein Cabriolet-Fahrzeug, das zwischen einer abgelegten Lage und einer
aufgespannten, einen Fahrzeuginnenraum überdeckenden Lage relativ zu der
Karosserie des Cabriolet-Fahrzeugs bewegbar ist, wobei die Bewegung
des Daches durch mindestens zwei Sensoren erfaßt wird, von denen der erste Sensor
einem ersten Dachteil zugeordnet ist und der zweite Sensor entweder
der Karosserie oder einem von dem ersten Dachteil getrennten, zu
dem ersten Dachteil beweglichen zweiten Dachteil zugeordnet ist.
Die mindestens zwei, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Sensoren
sind jeweils als Neigungssensoren ausgebildet, die eine ein- oder
zweiachsige Neigung des zugeordneten Dachteils relativ zu der Richtung
der Erdbeschleunigung erfassen. Speziell können die Neigungssensoren nach
dem thermodynamischen Prinzip arbeiten, wobei eine in dem Sensor
umschlossene Gasmenge, die aufgrund einer Temperaturdifferenz einen
Gasstrom in einer durch die Temperaturdifferenz bedingten Richtung ausbildet,
wobei der Gasstrom bei einem Auftreten einer äußeren Kraft, die eine Beschleunigung
auf die Gasmenge ausübt
und die Gasmenge aus ihrer Gleichgewichtslage auslenkt, seine Richtung ändert und
mit einer Zeitverzögerung
bezüglich
der neu aufgetretenen äußeren Kraft
einstellt, wobei die neue Richtung des Gasstroms erfaßt wird.
Dabei wird nicht unmittelbar die auf das dem Neigungssensor zugeordnete
Dachteil einwirkende Beschleunigung erfaßt, sondern die Auslenkung
auf die von dem Dachteil unabhängige,
frei zu dem Dachteil bewegliche Gasmenge in dem nach dem thermodynamischen
Prinzip arbeitenden Neigungssensor. Nachteilig ist, daß die aktuelle
Beschleunigung allenfalls qualitativ erfaßt wird, wobei das Ausgangssignal
des Neigungssensors nicht ein Wert für die Beschleunigung ist, sondern
ein ein- oder zweiachsiger
Neigungswinkel. Nachteilig ist weiter, daß die Gasmenge erst wieder eine
neue Gleichgewichtslage einstellen muß, so daß die Auswirkung der auf die
Gasmenge wirkenden Beschleunigung erst mit einer Zeitverzögerung erfaßt wird.
Nachteilig an der aus den Neigungssensoren aufgebauten Steuer-Regelung
ist, daß die
Differenz der erfaßten
Neigungen bzw. relativen Lagen der Dachteile ermittelt und mit der
Zeit verfolgt wird, so daß neben
den von den mindestens zwei Neigungssensoren gelieferten Ausgangssignalen
zusätzlich
noch große
Datenmengen erzeugt werden, die bis auf den seltenen Fall der Erkennung
einer Störung
im Bewegungsablauf weitgehend ungenutzt bleiben, die aber den Speicher-
und Arbeitsaufwand der Steuer-Regelung erhöhen. Weiter nachteilig ist, daß die Steuer-Regelung
nur mit einer Zeitverzögerung
und daher träge
reagiert, was insbesondere im Hinblick auf einen Einklemmschutz
ungünstig
ist. Die Neigungssensoren schöpfen
das Potential moderner Beschleunigungssensoren nur unzureichend
aus; insbesondere stellt die Reduktion der aktuellen Beschleunigung
auf die Neigungswinkel einen Informationsverlust dar. Nachteilig
ist ferner, daß Störungen, beispielsweise
ein Rütteln
an den Dachteilen bei der Bewegung des ablegbaren Daches die Sensoren stört, das
ausgegebene Signal überlagert
und nicht mehr nachträglich
zu korrigieren ist, wodurch die Sicherheit des Ablaufs der Bewegung
beeinträchtigt
ist.
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EP 0 550 952 B1 beschreibt
ein ablegbares Dach, bei dessen zueinander schwenkbaren Teilen an
den jeweiligen Schwenkachsen als Drehpotentiometer ausgebildete
Sensoren vorgesehen sind, die während
des gesamten Bewegungsablauf die relative Winkelbewegung der Teile
erfassen. Nachteilig ist die Einschränkung der Positionierung der
Sensoren auf die Schwenkachsen, insbesondere in Hinblick darauf,
daß es
Stellen an ablegbaren Dächern
gibt, die eine deutlich ausgeprägtere
Verlagerung bei der Bewegung erfahren und daher wesentlich aussagekräftigere,
für eine
nachfolgende Auswertung günstigere
Resultate liefern. Nachteilig ist ferner, daß Drehpotentiometer mit der
Zeit altern, so daß die
erfaßten Meßergebnisse
der relativen Winkelbewegungen mit der Zeit driften, wozu eine aufwändige ständige Nachjustierung
erforderlich ist, wenn die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Erfassung der
Bewegung des ablegbaren Daches nicht beeinträchtigt sein soll. Nachteilig
ist ferner, daß Störungen während des
Bewegungsablaufes, die von den Sensoren mit erfaßt werden, nicht ausgeglichen
werden.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, für
ein ablegbares Dach der vorbezeichneten Art bzw. für ein System
der vorbezeichneten Art zum Steuern der Bewegung eines ablegbaren
Daches eine einfache und zuverlässige
Bewegung sicherzustellen.
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Diese
Aufgabe wird für
ein ablegbares Dach der vorbezeichneten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen
von Anspruch 1 bzw. für
ein System der vorbezeichneten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen
von Anspruch 18 gelöst.
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Es
hat sich gezeigt, daß für ausgewählte Stellen
eines Daches der Betrag und die Richtung der Beschleunigung im Verlauf
der Bewegung des Daches insgesamt über den gesamten Bewegungsablauf
in Betrag und/oder Richtung monoton und stetig variiert, so daß ein Vorteil
eines Verfahrens bzw. des Systems darin zu sehen ist, daß jede Phase
der Bewegung des Daches über
die erfaßte
Beschleunigung eindeutig erkennen und charakterisieren zu können. Ausgehend
von einer Erfassung der Beschleunigung des Daches mittels Beschleunigungssensoren
läßt sich
damit die Bewegung des Daches verfolgen und über eine nachgeschaltete Antriebs-Steuereinrichtung
der Antrieb des Daches über
den gesamten Bewegungsbereich steuern.
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Vorteilhaft
ist weiter, daß sich
Beschleunigungssensoren an Stellen des Daches anordnen lassen, die
bei der Bewegung des Daches eine besonders ausgeprägte und
charakteristische Verlagerung und daher eine in Betrag und Richtung
leicht erfaßbare
Beschleunigung erfahren, so daß sich
die Bewegung des Daches gut erfassen läßt und der Antrieb einfach
regelnd in die Steuerung eingreifen kann.
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Ein
weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß auf einen zweiten Sensor,
der eine Referenz für
den ersten Sensor darstellt, verzichtet werden kann, so daß es möglich ist,
mit einem einzelnen Sensor die Bewegung des Daches über den
gesamten Bewegungsbereich zu erfassen und den Antrieb der Bewegung
zu steuern. Damit ist mit einem minimalen Aufwand eine funktionstüchtige Antriebs-Steuereinrichtung
bereitzustellen. Dieser Vorteil wirkt sich besonders dann aus, wenn
das Dach aus miteinander gekoppelten, zwangsgesteuerten Einheiten
aufgebaut ist, was beispielsweise bei sogenannten Soft-Tops für Cabriolets
der Fall ist.
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Störungen im
Bewegungsablauf entsprechen einer Beschleunigung des Daches entgegen der
eigentlich vorgesehenen Bewegungsrichtung. Da die tatsächlich an
einem Dachteil wirkende Beschleunigung unmittelbar, insbesondere
ohne einen Umweg über
eine Differenzbildung zwischen Meßgrößen zweier oder mehrerer Sensoren,
wie bei den im Stand der Technik genannten Verfahren nicht notwendig
ist, und die Beschleunigung als Regelungsgröße ohne Zwischenschaltung einer
zu der Differenzbildung notwendigen, aufwendigen Rechenelektronik
erfaßt
wird, besteht ein weiterer Vorteil darin, die Störung im Bewegungsablauf des
Daches sehr schnell zu erkennen.
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Weiter
von Vorteil ist, daß im
Störungsfall
die erfaßte
Beschleunigung, insbesondere die Abweichung der erfaßten Beschleunigung
von Sollwerten, die einer störungsfreien
Bewegung des Daches entsprechen, einen Anhaltspunkt für die Art
der Störung der
Bewegung des Daches liefert, um den Antrieb des Daches beispielsweise
anzuhalten oder teilweise umzukehren. Ein Anstoßen eines Dachteils an einen Gegenstand,
beispielsweise bei einem Einklemmen der Hand eines Benutzers, liefert
eine andere, leicht erfaßbare
Abweichung der Beschleunigung als ein allmähliches Einklemmen eines flexiblen
Verdeckstoffes bei der Bewegung des Daches.
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Vorteilhafterweise
ist die aktuelle Beschleunigung, die Teile des Daches bei der Bewegung
erfahren, eine einfach erfaßbare
Meßgröße, für welche kleinbauende,
leistungsstarke und sicher arbeitende Sensoren preisgünstig zur
Verfügung
stehen.
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Vorzugsweise
sind Sensoren vorgesehen, die auf dem thermodynamischen Prinzip
basieren bzw. nach dem Prinzip der bewegten Massen arbeiten, sofern
die jeweiligen Sensoren einen Wert für den Betrag, ggf. auch die
Richtung, der erfaßten
Beschleunigung als Ausgangssignal liefern und nicht nur als Neigungssensoren
eingesetzt werden.
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Auf
dem thermodynamischen Prinzip basierende Sensoren sehen einen von
einer Temperaturdifferenz angetriebenen Gasstrom in einem abgeschlossenen
Volumen vor, der bei angreifender Beschleunigung von einem Gleichgewichtszustand
ausgelenkt wird, was beispielsweise mittels Thermoelementen als Änderung
einer Stromstärke
bzw. eines Widerstandes elektronisch leicht erfaßbar ist.
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Sensoren,
die auf dem Prinzip bewegter Massen arbeiten, weisen ein in einem
abgeschlossenen Volumen nach Art einer Feder auslenkbares, meist
flächiges
Element auf, welches durch eine angreifende Beschleunigung ausgelenkt
wird. Diese Auslenkung läßt sich
beispielsweise als Änderung
einer Kapazität
bzw. als Frequenzänderung
auslesen und erfassen.
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Ein
Verfahren zur Steuerung der Ablagebewegung oder der Aufspannbewegung
eines ablegbaren Daches bzw. das System sieht jeweils vor, daß die Beschleunigung
des Dachteils von wenigstens einem dem Dachteil zugeordneten Beschleunigungssensor,
beispielsweise von einem Sensor der vorbezeichneten Funktionsweise,
erfaßt
wird.
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Das
System umfaßt
dazu vorzugsweise mehrere Beschleunigungssensoren, die an verschiedenen
Stellen des Daches bzw. an der Karosserie angeordnet sind, so daß mehrere
Beschleunigungssensoren gleichzeitig die Beschleunigung des Daches
erfassen. Das bietet den Vorteil, daß ein mindestens zweiter Sensor
die Aufgabe des ersten Sensors übernehmen
kann und somit auch im Fall eines Versagens des erstens Sensors
eine sichere Erfassung und Steuerung der Bewegung des Daches sicherzustellen
ist. Zusätzlich
ist dabei vorteilhaft, daß die
verschiedenen Sensoren komplementäre Informationen über die
Bewegung des Daches erfassen können,
beispielsweise, indem der erste Sensor insbesondere eine Anfangsphase
und der zweite Sensor eine Endphase des Bewegungsablaufes des Daches
erfaßt.
Eine besonders sichere Erfassung und eine zuverlässige Steuerung des Antriebes
des Daches ergibt sich dann beispielsweise derart, daß die Antriebs-Steuereinrichtung
der Anfangsphase der Bewegung des Daches insbesondere die von dem ersten
Sensor erfaßten
Meßwerte
für die
Beschleunigungen zugrunde legt, während sich die Steuerung der
Endphase auf die von dem zweiten Sensor erfaßten Meßwerte für die Beschleunigung stützt.
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Das
System umfaßt
vorzugsweise weitere Sensoren, die ein Anliegen des Daches an der
Karosserie erfassen. Derart ist auch bei aufgespannten bzw. abgelegtem
und damit relativ zu der Karosserie ruhendem Dach die Lage einzelner
Dachteile erfaßbar.
Damit ist insbesondere für
die Antriebs-Steuereinrichtung
zu Beginn der Bewegung des Daches eine definierte Lage der angetriebenen
Dachteile erkennbar und ein definierter Ausgangszustand für die nachfolgende
Auswertung gegeben.
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Das
System umfaßt
vorzugsweise zusätzliche
Sensoren, die ein Anschlagen eines der Dachteile an die Karosserie
erfassen. Derartige zusätzliche Sensoren
gestatten dem System, das Ende der Bewegung des Daches durch das
Anschlagen des Dachteils an die Karosserie zu erfassen. Da der Anschlag
eine negative Beschleunigung in der Bewegungsrichtung des Daches
darstellt, sind als Anschlagssensoren Beschleunigungssensoren einsetzbar.
Günstig
ist weiter, einen der zusätzlichen
Beschleunigungssensoren an einem Dachteil anzubringen und den Endanschlag
zu erfassen. Der Endanschlag ist dabei geeigneterweise in dem Datensatz mit
den Sollwerten für
die Bewegung des Daches enthalten, so daß der Endanschlag nicht als
Störung von
der Antriebs-Steuereinrichtung
gewertet wird.
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Die
Auswertung der erfaßten
Beschleunigung ist nach einem Verfahren günstigerweise derart vorgesehen,
daß ein
Vergleich mit Sollwerten ausgeführt wird.
Abweichungen der erfaßten,
tatsächlichen Beschleunigung
von den Sollwerten zeigen dann Störungen im Ablauf der Bewegung
des Daches an. Eine derartige Auswertung ist einfach auszuführen und
bietet sich für
den in der Praxis häufigen
Fall an, daß das
Dach auf einer festen, reproduzierbaren Bahn bewegt wird. Vorzugsweise
entsprechen die Sollwerte solchen Beschleunigungen, die das Dach auf
der festen, als günstig
angesehenen Bahn erfährt und
die damit eine ideale Bewegung des Daches charakterisieren.
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Ein
Verfahren bzw. das System sehen vorzugsweise vor, daß die Abweichung
der erfaßten
Beschleunigung von den Sollwerten ermittelt wird.
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Das
System führt
den Vergleich vorzugsweise in einer Antriebs-Steuereinrichtung aus, insbesondere
dann, wenn mehrere Sensoren gemeinsam die Bewegung des Daches erfassen.
Die Sollwerte sind dazu in einem in die Antriebs-Steuereinrichtung
integrierten Datenspeicher eingegeben, beispielsweise als bei der
Herstellung und Einstellung des Daches einstellbare Daten. Zur Ausführung des
Vergleiches der erfaßten
Beschleunigungen mit den Sollwerten umfaßt die Antriebs-Steuereinrichtung
günstigerweise
eine Auswerteeinheit, die zumindest einen qualitativen Vergleich
der erfaßten
Beschleunigungen mit den Sollwerten ausführt.
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Vorzugsweise
ist von dem System bzw. einem Verfahren vorgesehen, daß eine Abweichung der
erfaßten
Beschleunigungen von den Sollwerten quantitativ ermittelt. Vorteilhafterweise
stehen damit im Fall einer Störung
des Bewegungsablaufes des Daches Informationen über die Art und das Ausmaß der Störung zur
Verfügung,
so daß die
Störung
gegebenenfalls lokalisiert und behoben werden kann.
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Ein
Verfahren bzw. das System sehen vorzugsweise weiter vor, daß abhängig von
der ermittelten Abweichung Steuersignale erzeugt werden, und daß die Steuersignale
die Bewegung des Daches regeln.
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Das
System sieht vorzugsweise weiter vor, daß ein Schwellenwert vorgegeben
ist, und daß die Antriebs-Steuereinrichtung
ein Steuersignal an den Antrieb übermittelt,
wenn die erfaßte
Beschleunigung den Schwellenwert überschreitet. Der Schwellenwert hat
dabei insbesondere die Aufgabe, zu verhindern, daß bereits
minimale Abweichungen der erfaßten Beschleunigung
von den Sollwerten den Antrieb des Daches blockieren. Derartige
minimale Abweichungen treten bei Betrieb des Daches beispielsweise
bei Verschleiß oder
durch Alterung ein.
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Das
Steuersignal, welches das System im Fall einer erkannten Störung abgibt,
ist beispielsweise ein akustisches und/oder optisches Warnsignal, welches
den Benutzer des Cabriolets vor einer möglichen Gefahr warnt bzw. allgemein
auf das Vorliegen der Störung
hinweist. Alternativ oder ergänzend
hierzu bewirkt das Steuersignal, daß der Antrieb des Daches angehalten
wird. Vorzugsweise bewirkt das Steuersignal, daß der Antrieb angehalten wird
und dann das Dach kurzzeitig in die umgekehrte Richtung bewegt,
um beispielsweise ein mögliches
Einklemmen einer Hand als Störung
aufzuheben.
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Für ein Verfahren
ist es vorteilhaft, wenn die erfaßte Beschleunigung von dem
Beschleunigungssensor unmittelbar, ohne weitere Bearbeitung, ausgewertet
wird. Damit kann bei einem System zum Steuern der Bewegung des Daches
die erfaßte
Beschleunigung auf schnellste Weise, ohne Zwischenschritte, der
Antriebs-Steuereinrichtung verfügbar gemacht
werden. Eine derartige unmittelbare Auswertung ist insbesondere
dann möglich,
wenn Beiträge
von Störeinflüssen auf
die erfaßte
Beschleunigung, beispielsweise ein Rütteln bzw. ein Haken der Mechanik
bzw. des Antriebs des Daches bei der Bewegung, eine Vibration der
Karosserie oder eine Neigung der Karosserie, ausgeschlossen oder
zumindest auf ein für
die Steuerung des Antriebes unerhebliches Ausmaß herabgesetzt sind.
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Um
den Einfluß der
angesprochenen Störeinflüsse auf
die Steuerung des Antriebes sicher ausschließen zu können, sieht ein Verfahren günstigerweise vor,
daß die
erfaßte
Beschleunigung erst modifiziert wird, bevor sie anschließend ausgewertet wird.
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Das
System zum Steuern der Bewegung des Daches ist dann vorteilhafterweise
derart ausgelegt, daß die
nachfolgend beispielhaft aufgeführten
Schritte von den Sensoren und/oder von der Antriebs-Steuereinrichtung
ausführbar
sind.
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Sensoren
wie die oben beispielhaft angeführten,
nach dem thermodynamischen Prinzip oder dem Prinzip des bewegten
Massen arbeitenden Beschleunigungssensoren erfassen im allgemeinen nicht
unmittelbar die Beschleunigung, sondern eine von der Beschleunigung
abhängige
Meßgröße, die dann
in einem anschließenden
Schritt eines Verfahrens einem Wert für die Beschleunigung zugeordnet wird.
So messen die erwähnten
Sensoren, die nach dem thermodynamischen Prinzip arbeiten, beispielsweise
eine elektrische Größe wie einen
Widerstand bzw. Thermostrom. Ebenso erfassen die angeführten Sensoren,
die nach dem Prinzip der bewegten Massen arbeiten, unmittelbar eine
Kapazität
bzw. eine Frequenz, so daß die
erfaßte
Meßgröße anschließend einem
entsprechenden Wert für
die Beschleunigung zugeordnet wird. Um eine Vergleichbarkeit der
von verschiedenen Sensoren, insbesondere von verschiedenen Typen
von Sensoren erfaßten
Meßgrößen zu gewährleisten,
ist es daher günstig,
die erfaßten
Meßgrößen jeweils
einer entsprechenden Beschleunigung zuzuordnen.
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Das
System umfaßt
damit vorzugsweise Sensoren, mittels derer eine Zuordnung der erfaßten Meßgröße zu den
Beschleunigungen ausführbar
ist. Alternativ dazu ist vorgesehen, die Zuordnung der erfaßten Meßgrößen zu den
Beschleunigungen von der Antriebs-Steuereinrichtung ausführen zu
lassen.
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Für Sensoren
ist bekannt, daß dem
jeweiligen Sensor Standardbedingungen, insbesondere eine Standardtemperatur
zugeordnet sind, und daß die
Beschleunigung unter Meßbedingungen,
insbesondere unter einer Meßtemperatur,
erfaßt
wird. Insbesondere sind unter verschiedenen, von den Standardbedingungen
abweichenden Bedingungen erfaßte
Meßwerte
nur bedingt vergleichbar. Im Hinblick auf eine Vergleichbarkeit
der unter verschiedenen Bedingungen erfaßten Beschleunigungen, insbesondere
im Rahmen eines Vergleichs der erfaßten Beschleunigungen mit vorgegebenen
Sollwerten, die einen idealen Bewegungsablauf charakterisieren,
sieht ein Verfahren vorzugsweise vor, daß der unter den Meßbedingungen,
insbesondere der Meßtemperatur erfaßten Beschleunigung
eine dieser unter Standardbedingungen, insbesondere unter einer
Standardtemperatur, entsprechenden Beschleunigung zugeordnet wird.
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Vorzugsweise
werden dazu die Meßbedingungen,
insbesondere die Meßtemperatur,
von den Beschleunigungssensoren selbst mit erfaßt. Eine derartige Zuordnung
der unter den Meßbedingungen,
insbesondere der Meßtemperatur,
erfaßten
Beschleunigung ist für
ein einfach gebaute, billige Beschleunigungssensoren beispielsweise
von der Antriebs-Steuereinrichtung ausführbar. Alternativ hierzu kann
vorgesehen sein, die Zuordnung von den Sensoren ausführen zu
lassen.
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Es
ist für
ein Verfahren weiter günstig,
wenn die Erdbeschleunigung erfaßt
wird, deren zeit- und ortsabhängiger
Betrag sich den bei der Bewegung des Daches auftretenden Beschleunigungen überlagert
und somit eine Auswertung der erfaßten Beschleunigungen verfälschen kann.
Der Beitrag der Erdbeschleunigung zu der erfaßten Beschleunigung hängt weiter
von der Orientierung der Karosserie des Cabriolets relativ zu der
Senkrechten ab, beispielsweise, wenn das Cabriolet auf einer schiefen
Ebene steht oder an einem Bordstein. Daher ist für ein Verfahren günstigerweise
weiter vorzusehen, daß die
erfaßte
Beschleunigung zusätzlich
um den erfaßten Betrag
der Erdbeschleunigung korrigiert wird.
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Das
System sieht dem entsprechend vor, die Erdbeschleunigung zu erfassen.
Dazu ist vorzugsweise vorgesehen, die Erdbeschleunigung von einem
der Sensoren zu erfassen, die ebenfalls die Bewegung des Daches
erfassen. Die Erfassung der Erdbeschleunigung sollte unabhängig von
der Bewegung des Daches geschehen, günstigerweise zu einem Zeitpunkt,
unmittelbar bevor die Bewegung des Daches beginnt, und damit vor
der Bewegung des Daches, also von der Bewegung des Daches zeitlich getrennt.
Alternativ hierzu ist vorgesehen, daß die Erdbeschleunigung von
einem in der Karosserie integrierten Sensor, wie einem Überschlagssensor
oder einem Crash-Sensor, erfaßt
wird und der Antriebs-Steuereinrichtung übermittelt wird. Wiederum alternativ
hierzu kann ein eigener, karosseriefester Sensor zur Erfassung der
Erdbeschleunigung auch während
der Bewegung des Daches Bestandteil des Systems sein. In den beiden
letzten Fällen
wird der Beitrag der Erdbeschleunigung von einem von den Beschleunigungssensoren
unabhängigen,
insbesondere von den Beschleunigungssensoren baulich getrennt ausgebildeten
Sensor erfaßt.
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Vorzugsweise
ist die Korrektur der erfaßten Beschleunigung
um den Beitrag der Erdbeschleunigung von den Sensoren zwar prinzipiell
ausführbar, wobei
die Sensoren allerdings die erfaßte Beschleunigung und den
Beitrag der Erdbeschleunigung als zwei getrennte Ausgangssignale
liefern, die Korrektur um den Beitrag der Erdbeschleunigung wird
von der Antriebs-Steuereinrichtung ausgeführt.
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Um
insbesondere die Beiträge
aufgrund eines Rüttelns
der Mechanik bei der Bewegung für
die Auswertung der erfaßten
Beschleunigung zu unterdrücken,
sind Filterparameter vorgesehen, wobei ein Verfahren vorzugsweise
vorsieht, daß die
erfaßte
Beschleunigung mit den Filterparametern vergleichen wird und nicht
ausgewertet wird, wenn die erfaßte Beschleunigung
geringer als die Filterparameter ist.
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Ein
Verfahren sieht dazu vor, daß die
erfaßte Beschleunigung
mit den Filterparametern verglichen wird, wobei die Beschleunigung
nicht ausgewertet wird, wenn die erfaßte Beschleunigung geringer
als die Filterparameter ist.
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Das
System sieht dazu vor, daß den
Sensoren vorzugsweise einstellbare Filterparameter zugeordnet sind.
Die Ausführung
des Vergleiches zwischen den Filterparametern und der erfaßten Beschleunigung
ist vorzugsweise von den Sensoren ausführbar, alternativ hierzu von
der Antriebs-Steuereinrichtung.
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Weiter
sieht ein Verfahren vorzugsweise vor, daß die erfaßte Beschleunigung digitalisiert
wird, so daß es
nur endlich viele Werte für
die erfaßte
Beschleunigung gibt, und die erfaßte Beschleunigung sich insbesondere
einfach mit Sollwerten, die ebenfalls nur einen endlichen Wertevorrat
darstellen, vergleichen lassen kann.
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Das
System sieht dementsprechend vor, daß die Digitalisierung der erfaßten Beschleunigung
von den Sensoren ausführbar
ist. Alternativ hierzu kann die Digitalisierung von der Antriebs-Steuereinrichtung
ausgeführt
werden.
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Die
vorstehend beispielhaft aufgeführten Schritte
der Modifizierung lassen sich bei entsprechend ausgelegten Sensoren,
die beispielsweise Mikroprozessoren umfassen, von den Sensoren selbst ausführen. Das
bietet den Vorteil, daß die
Antriebs-Steuereinrichtung von dieser Aufgabe entlastet ist, was
sich insbesondere bei älteren
Antriebs-Steuereinrichtungen mit begrenzter Leistungsfähigkeit
als günstig
erweist. Mit entsprechend leistungsfähigen Sensoren lassen sich
damit insbesondere ältere
Modelle nachrüsten.
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Andererseits
sind Sensoren, die die aufgeführten
Schritte zur Modifizierung nicht ausführen, billiger und weniger
störungsanfällig. Dazu
ist die Antriebs-Steuereinrichtung
derart auszulegen, daß sie die
aufgeführten
Schritte zur Modifizierung ausführen kann.
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Die
aufgeführten
Schritte bei der Modifizierung der erfaßten Beschleunigung sind besonders auf
elektronischem Wege ausführbar.
Daher ist es günstig,
wenn die Beschleunigungssensoren elektronische Ausgangssignale liefern.
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Das
System bietet den weiteren Vorteil, auf einfache Weise zu einer
Alarmsicherung für
das Cabriolet ausbaubar zu sein. Damit erhält das System neben der Steuerung
der Bewegung des Daches eine zusätzliche,
auch in der aufgespannten Lage des Daches zu erfüllende Funktion.
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Ist
vorzugsweise vorgesehen, daß die
Filterparameter einstellbar sind, so sprechen bei niedrig eingestellten
Filterparametern die Sensoren bereits auf geringe Erschütterungen
und Bewegungen an, wie sie beispielsweise bei einem Einbruchsversuch bzw.
bei einer Beschädigung
durch Vandalismus auftreten. Andererseits sind die Filterparameter
so einstellbar, daß sich
beispielsweise bei einer leichten Berührung oder bei einer Erschütterung
durch ein vorbeifahrendes Kraftfahrzeug noch nicht ansprechen.
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Vorzugsweise
sind die Filterparameter für
jeden Sensor einzeln einstellbar, so daß besonders 'aussagekräftige' Sensoren besonders
scharf eingestellt werden können.
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Alternativ
hierzu sind die Filterparameter aller Sensoren gemeinsam einstellbar,
was insbesondere bedienungsfreundlich ist. Dazu ist günstig, wenn
die Alarmsicherung durch die Zentraleinheit des Cabriolets ansteuerbar
und einstellbar ist.
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Eine
Verbindung zwischen der Zentraleinheit und dem System hat auch,
unabhängig
von der Alarmsicherung, den Vorteil, sicherstellen zu können, daß die Bewegung
des Daches erst einsetzt, wenn die Seitenfenster in einer gesicherten
Lage sich befinden.
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Es
ist günstig,
die Abweichung der erfaßten Beschleunigung
von den Filterparametern nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ
zu erfassen, um ein unbeabsichtigtes Auslösung der Alarmsicherung beispielsweise
durch eine der Antriebs-Steuereinrichtung zugeordnete Elektronik
auszuschließen.
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Wiederum
alternativ oder ergänzend
hierzu kann der oben angesprochene Schwellenwert der Auswerteeinheit
verändert
werden, insbesondere für eine
Alarmsicherung herabgesetzt werden.
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Es
ist günstig,
wenn das von der zu der Alarmsicherung ausgelöste Steuersignal unmittelbar zu
der Zentraleinheit gelangt, mittels derer der Ablauf des Betriebes
des Cabriolet-Fahrzeugs steuerbar ist. Für den Fall eines erkannten
Alarmes ist das System zusätzlich
günstigerweise
derart ausgelegt, daß eine Alarmeinrichtung
und/oder eine Wegfahrsperre, die der Karosserie zugeordnet ist,
aktivierbar ist.
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Das
ablegbare Dach kann in einer ersten Ausgestaltung als sogenanntes
Soft-Top ausgebildet sein. Es umfaßt dann einen flexiblen Verdeckstoff
sowie aneinander gekoppelte Lenker und Querträger, mittels derer der flexible
Verdeckstoff zwischen der aufgespannten und der abgelegten Lage
bewegbar ist. Die Querträger
umfassen dabei einen Frontspriegel, der das vordere Ende des Verdeckstoffes
gegen die Karosserie verspannt, und einen Stoffspannbügel, der
das hintere Ende des Verdeckstoffes gegen die Karosserie drückt.
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Vorzugsweise
ist für
ein ablegbares Dach in Form eines Soft-Tops einer der Beschleunigungssensoren
an dem Frontspriegel angeordnet, wobei der Frontspriegel bei der
Bewegung des Verdecks eine besonders starke und charakteristische
Bewegung ausführt,
die die Bewegung des Verdecks insgesamt gut charakterisiert.
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Alternativ
oder ergänzend
hierzu ist ein Beschleunigungssensor an dem Stoffspannbügel angeordnet,
der – ähnlich wie
der Frontspriegel – bei
der Bewegung des Verdecks eine ausgeprägte Verlagerung erfährt und
dessen Beschleunigung dabei gut erfaßbar und für die Bewegung des Daches insgesamt
charakteristisch ist. Es halt sich als günstig erwiesen, wenn der an
dem Stoffspannbügel
beziehungsweise der an dem Frontspriegel angeordnete Beschleunigungssensor
von einer Fahrzeuglängmittelsebene
beabstandet angeordnet ist.
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Weiter
ist günstig,
wenn weitere Sensoren, insbesondere Beschleunigungssensoren, an
den weiteren Querträgern
des Verdecks angeordnet sind und zusätzliche Informationen über die
Bewegung des Daches liefern.
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In
einer zweiten Ausbildung des ablegbaren Dachs umfaßt das Dach
mindestens zwei voneinander getrennte und unabhängig voneinander angetriebene
Einheiten, die in der aufgespannten Lage des Dachs den Fahrzeuginnenraum überdecken,
und ist somit nach Art eines Hart-Tops für Cabriolet-Fahrzeuge ausgebildet.
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Um
eine möglichst
vollständige
Erfassung der Bewegung des ablegbaren Dachs zu erhalten, ist vorzugsweise
vorgesehen, jede der voneinander unabhängigen Einheiten mindestens
einen Sensor zuzuordnen.
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Unabhängig von
der konkreten Ausgestaltung des ablegbaren Dachs ist günstig, zumindest
einen karosseriefesten Beschleunigungssensor vorzusehen, welcher
die an der Karosserie angreifende Beschleunigung, insbesondere die
Erdbeschleunigung beziehungsweise die bei der Bewegung des Cabriolets
auftretende Beschleunigung, erfaßt. Ein derartiger karosseriefester
Sensor ist günstigerweise an
einem Lager der Lenker des Daches angeordnet.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen beziehungsweise
aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele mit Bezug auf
Zeichnungen näher
beschrieben und erläutert.
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1 zeigt
eine Seitenansicht einer Kinematik eines ersten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen ablegbaren
Daches für
ein Cabriolet-Fahrzeug, in einer aufgespannten Lage des Daches.
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2 zeigt
das ablegbare Dach aus 1 in einer ersten, anfänglichen
Bewegungsphase bei der Überführung in
eine abgelegte Lage.
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3 zeigt
das ablegbare Dach aus 1 während einer zweiten, späten Bewegungsphase.
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4 zeigt
das ablegbare Dach aus 1 in der abgelegten Lage.
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5 zeigt
eine Seitenansicht einer Kinematik eines zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen ablegbaren
Daches in einer aufgespannten Lage.
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6 zeigt
das ablegbare Dach aus 5 in einer abgelegten Lage.
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Die
in 1 bis 4 dargestellte Kinematik 1 eines
ablegbaren Daches für
ein Cabriolet-Fahrzeug, speziell ein sogenanntes Soft-Top, umfaßt einen
Frontspriegel 2 sowie einen Stoffspannbügel 3. Erkennbar sind
weiter ein vorderer Dachlenker 4 sowie ein hinterer Dachlenker 5.
Der hintere Dachlenker 5 ist an einen Hauptlenker 6 gekoppelt,
der über ein
Hauptlager 7 an einer nicht dargestellten Karosserie des
Cabriolets schwenkbar befestigt ist. In der in 1 bzw. 5 dargestellten,
aufgespannten Lage des ablegbaren Daches ist ein nicht dargestellter
Verdeckstoff mittels des Frontspriegels 2 bzw. des Stoffspannbügels 3 gegen
die Karosserie verspannt und wird durch einen Eckspriegel 8,
einen Hauptspriegel 9 sowie einen weiteren Spriegel 10 abgestützt. Eine
vordere Spannstange 11 sowie eine an diese schwenkbar angelenkte
hintere Spannstange 12 stützen den Hauptlenker 6 und
den hinteren Dachlenker 5 gegen den Stoffspannbügel 3 ab.
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Bei
dem in 1 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel
ist ein erster Beschleunigungssensor 13 an dem vorderen
Frontspriegel 2 angeordnet. Ein zweiter Beschleunigungssensor 14 ist an
dem Stoffspannbügel 3 angebracht.
Beide Beschleunigungssensoren 13 und 14 sind von
der Fahrzeuglängsmittelebene
beabstandet angeordnet. Weiter ist ein dritter Beschleunigungssensor 15 an
dem Hauptlager 7 karosseriefest angebracht.
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2 zeigt
eine anfängliche
Phase der Bewegung der dargestellten Lenker und Querträger des ablegbaren
Daches, bei der der Frontspriegel 2 mit dem ersten Beschleunigungssensor 13 angehoben worden
ist und gleichzeitig der Stoffspannbügel 3 mit dem zweiten
Beschleunigungssensor 14 um nahezu 90° Grad im Gegenuhrzeigersinn
zur Freigabe eines nicht dargestellten Verdeckkastendeckels angehoben
ist.
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3 zeigt
eine gegenüber 2 weiter fortgeschrittene
Phase der Bewegung der Kinematik 1, bei der der Frontspriegel 2 mit
dem ersten Beschleunigungssensor 13 im Uhrzeigersinn rückwärts geklappt
ist, so dass der erste Beschleunigungssensor 13 in eine
dem Hauptspriegel 9 benachbarte Lage verbracht wurde. Weiter
ist der Stoffspannbügel 3 mit
dem zweiten Beschleunigungssensor 14 verglichen mit der
in 2 dargestellten Lage wiederum im Uhrzeigersinn
nach unten verschwenkt worden.
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4 zeigt
das in 1 dargestellte ablegbare Dach, welches in die
abgelegte Lage gebracht worden ist. In dieser abgelegten Lage ist
der dem Frontspriegel 2 zugeordnete erste Beschleunigungssensor 13 dem
dem Stoffspannbügel 3 zugeordneten zweiten
Beschleunigungssensor 14 annähernd benachbart abgelegt.
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Der
dem Hauptlager 7 zugeordnete dritte Beschleunigungssensor 15 hat
an der Verlagerung nicht teilgenommen.
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Der
dritte Beschleunigungssensor 15 erfaßt während der Bewegung des ablegbaren
Daches ausschließlich
die an der Karosserie des Cabriolets eingreifende Erdbeschleunigung.
Im Gegensatz dazu erfassen der erste Beschleunigungssensor 13 sowie der
zweite Beschleunigungssensor 14 die während der Bewegung des ablegbaren
Daches eingreifende Erdbeschleunigung sowie zusätzlich die während der Bewegung
des ablegbaren Daches von dem Antrieb übertragene Beschleunigung.
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Anhand
der 1 bis 4 funktioniert das System in
einer beispielhaften ersten Durchführung wie folgt:
Auf ein
Signal der nicht dargestellten Zentraleinheit des Cabriolets hin
erfaßt
die Antriebs-Steuereinrichtung die Lage der Querträger, beispielsweise
durch einen nicht dargestellten Sensor, der das Anliegen des Frontspriegels
an der Karosserie erfaßt.
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Die
dargestellten Beschleunigungssensoren 13, 14 und 15 werden
aktiviert, so daß sie
die jeweils anliegende Beschleunigung des zugeordneten Teils des
Daches erfassen und an die Antriebs-Steuereinrichtung übermitteln.
Der Antrieb beginnt die Bewegung des Daches wie in 2 bis 4 dargestellt zu
bewirken. Dabei werden in der Antriebs-Steuereinrichtung die erfaßten Beschleunigungen
des dem Frontspriegel 2 bzw. des dem Stoffspannbügel 3 zugeordneten
Beschleunigungssensors fortwährend um
die von dem an dem Hauptlager 7 angebrachten Sensor erfaßte Beschleunigung
korrigiert und mit den Sollwerten verglichen, die in der Antriebs-Steuereinrichtung
in einem Speicher einprogrammiert sind.
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5 und 6 zeigen
als zweites Ausführungsbeispiel
mit nur einem Beschleunigungssensor ein Dach in Form eines Soft-Tops
für ein
Cabriolet mit einer Kinematik 20, einem Frontspriegel 21,
weiteren Spriegeln 22, 23 und 24 sowie
einem Eckspriegel 25 und einem Stoffspannbügel 26.
An dem Hauptlager 27 ist der Hauptlenker 28 schwenkbar
zu der Karosserie angelenkt.
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Ein
einzelner Beschleunigungssensor 29 ist an dem Frontspriegel 21 in
der Fahrzeuglängsmittelebene
angebracht.
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In
einer zweiten beispielhaften Durchführung funktioniert das System
anhand 5 und 6 wie folgt:
Auf ein Signal
der nicht dargestellten Zentraleinheit läßt die Antriebs-Steuereinrichtung
den bereits aktivierten Beschleunigungssensor 29 die angreifende Beschleunigung
erfassen und an die Antriebs-Steuereinrichtung übermitteln, wobei die Erfassung
der angreifenden Beschleunigung unmittelbar vor der Bewegung des
Daches erfolgt. Die vor der Bewegung des Daches erfaßte Beschleunigung
ist bei ruhender Karosserie die am Ort des Cabriolets und zur Zeit
der Bewegung des Daches wirkende Erdbeschleunigung. Bei der weiteren
Bewegung des Daches wirkt die anfänglich erfaßte Erdbeschleunigung als Referenz,
um die in der Antriebs-Steuereinrichtung die während der Bewegung des Daches
fortlaufend erfaßte
Beschleunigung korrigiert wird. Es hat sich gezeigt, daß die von
dem an dem Frontspriegel 21 erfaßte Beschleunigung jede Stellung
des Daches zwischen der aufgespannten Lage in 5 und
der abgelegten Lage des Daches in 6 eindeutig
bestimmt, so daß während der
Bewegung des Daches ein Vergleich zwischen der erfaßten Beschleunigung und
einprogrammierten Sollwerten in der Antriebs-Steuereinrichtung ausgeführt wird
und eine Abweichung der erfaßten
Beschleunigung von den einprogrammierten Sollwerten ermittelt wird.