DE10338551B3

DE10338551B3 - Hydraulisches Antriebssystem für Dächer von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE10338551B3
Application number: DE10338551A
Authority: DE
Inventors: Michael Stark; Reiner Hess
Original assignee: CTS Fahrzeug Dachsysteme GmbH
Current assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: US7185939B2; DE502004005573D1; US20060202504A1; EP1656274B1; EP1656274A1; WO2005018972A1

Abstract

Bei einem hydraulischen Antriebssystem für Abdeckungen von Fahrzeugöffnungen, insbesondere für Dächer von Fahrzeugen mit zu öffnendem Aufbau, wird der zur Verstellung des Abdeckteiles vorgesehene Aktuator mit einem Volumenstrom beaufschlagt, der im Soll in Abhängigkeit vom zur Stellbewegung des Abdeckteiles korrelierenden Stellweg des Aktuators bestimmt ist, der als Istwert im Zulauf auf den Aktuator über einen Volumenstromsensor erfasst wird und der zum Abgleich von Differenzen zwischen Ist- und Sollwert geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebssystem für Dächer von Fahrzeugen mit zu öffnendem Aufbau gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 101 49 228 A1 ist für verstellbare Fahrzeugdächer ein hydraulisches Antriebssystem der vorgenannten Art bekannt, bei dem der Dachkinematik in der karosserieseitigen Anlenkung ein Drehantrieb zugeordnet ist. Dieser Drehantrieb umfasst als Aktuator einen Hydraulikzylinder, dessen Kolbenstange abtriebsseitig über eine zugeordnete Verzahnung in ein drehfest mit der Dachkinematik verbundenes Antriebsritzel eingreift. Dementsprechend korreliert der Stellweg des Aktuators zur Position des über die Dachkinematik verstellbaren Daches oder Dachteiles, so dass durch sensorische Erfassung des Stellweges des Aktuators die jeweilige Dach- oder Dachteilposition zu detektieren ist. Die Abfrage der aktuellen Position des Daches bzw. Dachteiles indirekt über die Erfassung des Stellweges des Aktuators, oder in entsprechender Weise auch anderer Teile der Drehantriebseinrichtung macht es möglich, in jeder Phase der Überführungsbewegung des Daches oder Dachteiles zwischen Schließ- und Ablagestellung die genaue Dach- bzw. Dachteilposition zu ermitteln und damit auch über die Beaufschlagung des Aktuators Einfluss auf die Verstellbewegung des Daches oder Dachteiles, inbesondere dessen Verstellgeschwindigkeit über dem Verstellweg zu nehmen. Geschwindigkeitsschwankungen, wie sie insbesondere in Abhängigkeit von der Gängigkeit des Systems beeinflussenden Faktoren, so vor allen Dingen Reibwertschwankungen auftreten können, bleiben dabei unberücksichtigt, so dass vor allem bei mehrteiligen Dachsystemen mit mehreren eigenständig angetriebenen Dachteilen bei den zu beachtenden engen Toleranzen in ihrem Bewegungsablauf Schwierigkeiten auftreten können.

Bekannt sind des Weiteren Hydraulikanlagen für Kraftfahrzeuge aus der DE 41 04 805 A1 , über die als „hydraulische Bordnetze" eine beliebige Anzahl von Verbrauchern im Kraftfahrzeug mit Druckmittel versorgt werden kann. Als solche Verbraucher sind beispielsweise Luftpumpe, Wasserpumpe und Lenkungsanlage angesprochen, die in einem gemeinsamen Antriebsstrang von der Brennkraftmaschine angetrieben sind. Ferner ist eine über eine Kupplung auftrennbare Antriebsverbindung zwischen der Brennkraftmaschine und einer Hydraulikpumpe vorgesehen, über die ein verzweigter Hydraulikkreis versorgt wird, in dessen einer Zweigleitung ein Zahnradmotor liegt, der als Antrieb für einen Klimakompressor und einen Generator dient und über dessen andere Zweigleitung die Versorgung der schnellen Niveauregelung läuft, deren Arbeitszylinder an diese Zweigleitung jeweils unter Zwischenschaltung eines Steuermoduls angeschlossen sind. Die von der Brennkraftmaschine über die Kupplung angetriebene Pumpe ist als Verstellpumpe ausgebildet und wird im Rahmen der Hydraulikanlage derart angesteuert, dass die schnell Niveauregelung im Wesentlichen mit konstantem Druck betrieben wird und dass, einem weiteren Ausführungsbeispiel zur Folge, bei im Zulauf auf die Zahnradpumpe liegendem Proportional-Stromregelventil in dessen Offenstellung die Verstellpumpe einen festgelegten Volumenstrom liefert. Zielsetzung für die An lage ist, bei im Bedarfsfall vorrangiger Versorgung der schnellen Niveauregelung einen erhöhten Ladestrom des Generators und maximale Kühlleistung des Klimakompressors bereits bei Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Antriebssystem der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass das Dach und/oder die Dachteile einzeln wie auch im Verhältnis zueinander in ihrem Bewegungsablauf den Vorgaben nahezu exakt, d. h. mit vernachlässigbaren Toleranzen, folgen.

Erreicht wird dies gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1, demzufolge der Aktuator volumenstromgeregelt beaufschlagt ist, indem über einen Volumenstromsensor der Istwert des dem Aktuator zugeführten Volumenstromes erfasst, gegen den über dem Stellweg des Aktuators vorgegebenen Volumenstrom als Sollwert abgeglichen und der Differenzwert über einen Regler im Sinne einer Korrektur des Istwertes verarbeitet wird, der Volumenstrom also dahingehend verändert wird, dass der Istwert dem Sollwert entspricht.

Eine solche Volumenstromregelung lässt sich in einfacher Weise und unter Rückgriff auf marktgängige Aggregate erreichen, wobei sowohl durch die mechanische Gängigkeit bedingte wie auch aus der Hydraulik, so beispielsweise durch Schwankungen im Fördervolumen der Pumpe bedingte Bewegungstoleranzen vermieden werden können.

Im Rahmen der Erfindung kann dies dadurch geschehen, dass bei als Volumenstromquelle vorgesehener Pumpe deren Fördermenge durch Veränderung der Pumpendrehzahl und/oder durch Veränderung des Pumpvolumens an den Sollwert angepasst wird.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, den Volumenstrom über ein der Pumpe nachgeordnetes Proportionalventil entsprechend einzustellen. Die letztgenannte Lösung erweist sich insbesondere dann als zweckmäßig, wenn mehrere Dachteile vorgesehen sind und wenn jedem dieser Dachteile ein Aktuator zugeordnet ist, der, entsprechend der notwendigen Abstimmung der Bewegungsabläufe der Dachteile aufeinander, volumenstromgeregelt beaufschlagt ist. Eine solche individuelle volumenstromgeregelte Beaufschlagung mehrerer Aktuatoren lässt sich bei Verwendung einer gemeinsamen Volumenstromquelle, die insbesondere als Pumpe ausgestaltet ist, über nachgeordnete Proportionalventile erreichen. Die Verarbeitung der im Zulauf auf den jeweiligen Aktuator über einen jeweiligen Volumenstromsensor gemessenen Istwerte erfolgt zweckmäßigerweise in einem Regler, indem, bezogen auf die jeweilige Anzahl der Aktuatoren, bzw. der über diese beaufschlagten Dachteile in entsprechender Zuordnung der Volumenstrom über dem Stellweg als Sollwert z. B. in Kennlinien oder Kennfeldern abgelegt ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend mit weiteren Einzelheiten anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert, das im Schema ein hydraulisches Antriebssystem für ein nicht dargestelltes Dach eines Fahrzeuges mit zu öffnendem Aufbau, sei es in Form eines Hardtops mit einem oder mehreren Dachteilen oder in Form eines Softtops, zeigt.
In der Figur ist mit 1 ein Aktuator in der beispielsweisen Ausgestaltung als doppelt wirkender Stellzylinder 2 gezeigt, des sen Kolbenstange 3 in nicht gezeigter Antriebsverbindung beispielsweise zu einem Ritzel steht, das einer drehfest mit einem Antriebslenker einer Dachkinematik des Daches verbundenen Welle zugeordnet ist, so dass durch die Verstellbewegung des Aktuators 1 das über die Kinematik getragene Dach oder der über die Kinematik getragene Dachteil verstellbar ist. Eine diesbezügliche beispielsweise Lösung zeigt die DE 101 49 228 A . Der Aktuator 1 kann auch, zur Verstellung zweier oder mehrerer Dachteile gegeneinander, in der kinematischen Verbindung dieser Dachteile, bzw. als Antrieb zwischen diesen vorgesehen sein.
Abweichend von der gezeigten Darstellung kann der Aktuator 1 als rotatorischer Stellantrieb ausgebildet sein.
Der Aktuator 1 steht, wie dargelegt, in mechanischer Zwangsverbindung zum zu verstellenden Dach bzw. Dachteil und es ist dementsprechend, bezogen auf das Ausführungsbeispiel, der jeweiligen Position des mit der Kolbenstange 3 verbundenen Daches bzw. Dachteiles eine bestimmte Position des Daches bzw. Dachteiles zugeordnet. Dementsprechend kann über die Erfassung der Lage der Kolbenstange 3 zum Stellzylinder 2 oder zu einem anderen entsprechenden Festpunkt, die entsprechende Position des Daches bzw. des Dachteiles erfasst werden.
Im Ausführungsbeispiel wird die zur Position des Daches bzw. des jeweiligen Dachteiles entsprechende Position des Aktuators über seinem Stellweg über ein Messsystem 4 erfasst, das, symbolisch, mit einem Widerstandsmessgerät 5 arbeitend veranschaulicht ist, das eine Spule 6 und einen mit der Kolbenstange 3 lagefest verbundenen Schleifkörper 7 umfasst. Das Messsystem 4 steht mit dem Regler 8 in Verbindung, über den die Ansteuerung der Volumenstromquelle 9 erfolgt. Die Volumenstromquelle 9 kann beispielsweise durch eine Hydropumpe 10 und ein nachgeschaltetes 3/4-Wegeventil 11 gebildet sein, das als Proportionalventil ausgebildet ist und, entsprechend seiner Ansteuerung, über die Leitungen 12 oder 13 den Stellzylinder 2 im Sinne des Aus- oder Einfahrens der Kolbenstange 3 beaufschlagt.
Im Ausführungsbeispiel mündet die Leitung 12 auf den von Kolbenstange 3 abgelegenen Arbeitsraum 14 des Stellzylinders 2 und es ist in der Leitung 12 ein Volumenstromsensor 15 bekannten Aufbaus angeordnet. Derartige Volumenstromsensoren werden beispielsweise von IPM-Hydraulik Leipzig angeboten und erfassen den Volumenstrom als eine zum Hub des Aktuators direkt proportionale Größe, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Antriebssystemes als Istwert des Volumenstromes dem Regler 8 zugeführt wird.
Im Regler 8 ist der Sollwert des Volumenstromes, der bei der Bewegung des Daches für das jeweilige Dach bzw. dem jeweiligen Dachteil der gewünschten Verstellgeschwindigkeit entspricht, erfasst und wird gegen den Istwert des Volumenstromes, der über den Volumenstromsensor 15 gemessen dem Regler 8 zugeführt wird, abgeglichen. In Berücksichtigung der Ist-Sollabweichung wird die Volumenstromquelle 9 angesteuert, so dass für den Aktuator 1 eine dem vorgegebenen Sollwert entsprechende Beaufschlagung sichergestellt ist und das Dach bzw. die zueinander verstellbaren Dachteile entsprechend lagepositioniert zueinander bzw. gegenüber den abgrenzenden Karosserieteilen bewegt werden.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, das Dach bzw. die Dachteile in ihrer Verstellgeschwindigkeit zur Karosserie oder gegeneinander positionsabhängig zu steuern, so beispielsweise gegen die Endpositionen langsamer und über dazwischen liegende Verstellstrecken schneller zu bewegen. Dadurch lassen sich für das Dach bzw. die Dachteile insgesamt hohe Verstellgeschwindigkeiten erreichen, die in sicherheitsrelevanten Positionen so weit verringert werden, dass die Einklemmgefahr für Fahrzeuginsassen usw. minimiert wird.
Im Regler 8 kann die jeweils vorgegebene Stellgeschwindigkeit über dem jeweiligen Verstellweg, wie angedeutet, als Kennlinie oder in Kennfeldern, abgelegt werden, so dass sowohl für ein Gesamtdach wie auch für die Dachteile eines segmentierten Daches bei entsprechenden separaten Antrieben eine gewünschte positionsgenaue Ansteuerung möglich ist.
Die lediglich schematisch angedeutete Volumenstromquelle ermöglicht in Verbindung mit einem Aufbau aus Pumpe 10 und Proportionalventil 11 in einfacher Weise die erforderliche Einspeisung des jeweils gewünschten und erforderlichen Volumenstromes. Grundsätzlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, den Volumenstrom in der gewünschten Weise durch eine Drehzahlregelung der Pumpe 10 zu erreichen, so dass auf die Ausbildung des nachgeordneten Ventiles als Proportionalventil 11 gegebenenfalls verzichtet werden kann.

Claims

Hydraulisches Antriebssystem für Dächer von Fahrzeugen mit zu öffnendem Aufbau, bei dem zumindest ein Dachteil über einen Aktuator verstellbar ist, der an eine Volumenstromquelle angeschlossen ist und dessen Position über seinem Stellweg zur jeweiligen Position des Dachteiles korreliert sowie über ein Messsystem erfasst wird, dessen Positionen der Dachteile entsprechende Messsignale als Sollwerte in Stellbefehle für die Beaufschlagung des Aktuators umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (1) volumenstromgeregelt beaufschlagt ist und dass der über dem Stellweg des Aktuators (1) vorgegebene Volumenstrom im Zulauf auf den Aktuator (1) als Istwert über einen Volumenstromsensor (15) erfasst wird und der Volumenstrom auf Abweichungen des Istwertes vom Sollwert überwacht und die Abweichung abgleichend geregelt wird.
Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Volumenstromquelle (9) eine Pumpe (10) vorgesehen ist.
Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) in ihrer Fördermenge durch Veränderung der Pumpendrehzahl einstellbar ist.
Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (10) in ihrer Fördermenge durch Veränderung ihres Pumpvolumens einstellbar ist.
Hydraulisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom über ein der Pumpe nachgeordnetes Proportionalventil (11) einstellbar ist.