EP1656274A1 - Hydraulisches antriebssystem fü r abdeckungen von fahrzeugöffnungen - Google Patents

Hydraulisches antriebssystem fü r abdeckungen von fahrzeugöffnungen

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EP1656274A1
EP1656274A1 EP04763717A EP04763717A EP1656274A1 EP 1656274 A1 EP1656274 A1 EP 1656274A1 EP 04763717 A EP04763717 A EP 04763717A EP 04763717 A EP04763717 A EP 04763717A EP 1656274 A1 EP1656274 A1 EP 1656274A1
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drive system
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Definitions

  • the invention relates to a hydraulic drive system for covers for vehicle openings, in particular for roofs of vehicles with an opening structure, according to the preamble of claim 1.
  • a hydraulic drive system of the aforementioned type is known for adjustable vehicle roofs, in which a rotary drive is assigned to the roof kinematics in the body-side linkage.
  • this rotary drive comprises a hydraulic cylinder, the piston rod of which engages on the output side via an associated toothing in a drive pinion which is connected to the roof kinematics in a rotationally fixed manner.
  • the actuating path of the actuator correlates with the position of the roof or roof part that can be adjusted via the roof kinematics, so that the respective roof or roof part position can be detected by sensory detection of the actuating path of the actuator.
  • part of the rotational drive means makes it possible, at each stage of Matter Entitiesbewe- of the roof or roof part narrowing between the closed and deposited position, to determine the exact roof or roof part position and thus also by influencing the actuator to influence the adjustment movement of the roof or roof part, in particular its adjustment speed over the adjustment path. Fluctuations in speed, such as factors that influence the smooth running of the system, and above all fluctuations in the coefficient of friction, are not taken into account, so that especially in multi-part roof systems with several independently driven roof parts with the tight tolerances in their movement that have to be observed Difficulties may arise.
  • the invention has for its object to provide a hydraulic drive system of the type mentioned in such a way that the roof and / or the roof parts individually and in relation to each other in their movement sequence almost exactly the specifications, d. H. with negligible tolerances.
  • the volume flow control provided according to the invention can be achieved in a simple manner and using marketable units by detecting the actual value of the volume flow supplied to the actuator via a volume flow sensor, comparing it with the volume flow specified via the actuating path of the actuator as the setpoint value, and using a controller in the sense a correction of the actual value is processed, that is to say the volume flow is changed such that the actual value corresponds to the target value.
  • this can be done by adapting the delivery rate to the setpoint value by changing the pump speed and / or changing the pump volume when the pump is provided as the volume flow source.
  • the processing of the actual values measured in the feed to the respective actuator via a respective volume flow sensor is expediently carried out in a controller by, based on the respective number of actuators or the roof parts acted upon via them, in a corresponding assignment of the volume flow over the actuating path as a setpoint z.
  • B. is stored in characteristic curves or maps.
  • 1 shows an actuator in the exemplary embodiment as a double-acting actuating cylinder 2
  • Sen piston rod 3 is in a drive connection, not shown, for example to a pinion which is associated with a shaft connected in a rotationally fixed manner to a drive link of a roof kinematics of the roof, so that the adjustment carried out by the actuator 1 causes the roof or the kinematics to carry the roof Roof part is adjustable.
  • DE 101 49 228 A shows a solution in this regard, for example.
  • the actuator 1 can also be provided for the adjustment of two or more roof parts against one another in the kinematic connection of these roof parts or as a drive between them.
  • the actuator 1 can be designed as a rotary actuator.
  • the actuator 1 is, as explained, in a mechanical positive connection to the roof or roof part to be adjusted and it is accordingly, based on the exemplary embodiment, the particular position of the roof or roof part connected to the piston rod 3 assigned a specific position of the roof or roof part , Accordingly, the corresponding position of the roof or the roof part can be detected by detecting the position of the piston rod 3 relative to the actuating cylinder 2 or to another corresponding fixed point.
  • the position of the actuator corresponding to the position of the roof or of the respective roof part is detected via its measuring path via a measuring system 4, which is illustrated, symbolically, working with a resistance measuring device 5, which connects a coil 6 and one that is fixed in position to the piston rod 3 Grinding body 7 includes.
  • the measuring system 4 is connected to the controller 8, via which the volume flow source 9 is controlled.
  • the volume flow source 9 can be formed, for example, by a hydraulic pump 10 and a downstream 3/4-way valve 11, which acts as a proportional valve is formed and, according to its control, acts on the actuating cylinder 2 via lines 12 or 13 in the sense of extending or retracting the piston rod 3.
  • the line 12 opens onto the working space 14 of the actuating cylinder 2 remote from the piston rod 3 and a volume flow sensor 15 of known construction is arranged in the line 12.
  • a volume flow sensor 15 of known construction is offered, for example, by IPM-Hydraulik für and detect the volume flow as a variable which is directly proportional to the opening stroke of an actuating cylinder and which is supplied to the controller 8 as an actual value of the volume flow in the drive system according to the invention.
  • the setpoint of the volume flow which corresponds to the desired adjustment speed for the respective roof or the respective roof part when the roof moves, is recorded in the controller 8 and is compared to the actual value of the volume flow, which is fed to the controller 8 as measured by the volume flow sensor 15, adjusted. Taking into account the actual setpoint deviation, the volume flow source 9 is actuated so that an actuation corresponding to the predetermined setpoint is ensured for the actuator 1 and the roof or the mutually adjustable roof parts are moved in a correspondingly positional position to one another or to the delimiting body parts.
  • the solution according to the invention makes it possible to control the roof or the roof parts in terms of their adjustment speed relative to the body or against one another in a position-dependent manner, for example to move more slowly towards the end positions and faster over adjustment distances in between.
  • high adjustment speeds can be achieved for the roof or the roof parts, which in safety-relevant positions be greatly reduced to minimize the risk of trapping for vehicle occupants, etc.
  • controller 8 the respectively predefined actuating speed can be stored over the respective adjustment path, as indicated, as a characteristic curve or in characteristic maps, so that a desired positionally accurate control is possible both for an overall roof and for the roof parts of a segmented roof with corresponding separate drives.
  • the volume flow source which is only indicated schematically, in conjunction with a structure comprising pump 10 and proportional valve 11, enables the required supply of the desired and required volume flow in a simple manner.

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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 (1) mit einem Volumenstrom beaufschlagt, der im Soll in Abhängigkeit vom zur Stellbewegung des Abdeckteiles korrelierenden Stellweg des Aktuators (1) bestimmt ist, der als Istwert im Zulauf auf den Aktuator (1) über einen Volumenstromsensor (15) erfasst wird und der zum Abgleich von Differenzen zwischen Ist- und Sollwert geregelt wird.

Description

Hydraulisches Antriebssystem für Abdeckungen von Fahrzeugoffnungen
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Antriebssystem für Abdeckungen von Fahrzeugoffnungen, insbesondere für Dächer von Fahrzeugen mit zu öffnendem Aufbau, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 101 49 228 A 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 abtriebs- seitig 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. Dachteile's indirekt über die Erfassung des Stellweges des Aktuators, oder in entsprechende Weise auch anderer Teile der Drehantriebseinrichtung macht es möglich, in jeder Phase der Überführungsbewe- gung 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 Ab- hängigkeit 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.
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 be- aufschlagt ist, womit sowohl durch die mechanische Gängigkeit bedingte wie auch aus der Hydraulik, so beispielsweise durch Schwankungen im Fördervolumen der Pumpe bedingte Bewegungstoleranzen vermieden werden können.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Volumenstromregelung lässt sich in einfacher Weise und unter Rückgriff auf marktgängige Aggregate erreichen, 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. 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 ei- ner 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 o- der 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 Auf- bau, 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 Aktua- tors 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 Dachtei- le, 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 Schleif örper 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 Öffnungshub eines Stellzylinders 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. ge- genüber 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 nach- geordneten Ventiles als Proportionalventil 11 gegebenenfalls verzichtet werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulisches Antriebssystem für Abdeckungen von Fahrzeug- Öffnungen, insbesondere 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Aktuator (1) volumenstromgeregelt beaufschlagt ist.
2. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der über dem Stellweg des Aktuators (1) vorgegebene Volu- menstrom im Zulauf auf den Aktuator (1) als Istwert über einen Volumenstromsensor (15) erfasst wird und dass der Volumenstrom auf Abweichungen des Istwertes vom Sollwert überwacht und die Abweichung abgleichend geregelt wird.
3. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Volumenstromquelle (9) eine Pumpe (10) vorgesehen ist.
4. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pumpe (10) in ihrer Fördermenge durch Veränderung der Pumpendrehzahl einstellbar ist.
5. Hydraulisches Antriebssystem nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pumpe (10) in ihrer Fördermenge durch Veränderung ih- res Pumpvolumens einstellbar ist.
6. Hydraulisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Volumenstrom über ein der Pumpe nachgeordnetes Proportionalventil (11) einstellbar ist.
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