DE102004044762A1

DE102004044762A1 - Verdecksteuereinrichtung für ein fremdkraftverstellbares Fahrzeugverdeck sowie für eine fremdkraftverstellbare Abdeckklappe

Info

Publication number: DE102004044762A1
Application number: DE200410044762
Authority: DE
Inventors: Carsten Haubenschild
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2004-09-16
Filing date: 2004-09-16
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verdecksteuereinrichtung. Es wird die Position des Fahrzeugverdecks und der Abdeckklappe erfasst und der Stellvorgang beider Teile simultan erzeugt. Für diese Simultanregelung wird vorzugsweise ein Fuzzyregler eingesetzt. Durch Abstandswerte zwischen Fahrzeugverdeck und Abdeckklappe kann dabei zumindest für den kritischen Bereich, in dem die beiden Teile einander kollidieren können, der Abstand zwischen diesen abgeleitet und zur Steuerung der Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks genutzt werden. Dadurch wird ein zumindest zeitweise gleichzeitiger Verstellvorgang beider Teile ermöglicht, ohne dass es zu einer Kollision der Teile kommt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdecksteuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Verdecksteuereinrichtungen verfügen heutzutage über eine steuerbaren fremdkraftbetriebenen, bspw. elektromotorischen oder hydraulischen Verstellantrieb. Die Abdeckklappe verdeckt das Fahrzeugverdeck bei geöffnetem Verdeck in seiner Endposition im hinteren Fahrzeugbereich und ist üblicherweise in die Heckklappe eingeformt. Derzeit wird die Verstellbewegung von Fahrzeugverdeck sowie Abdeckklappe von der Verdecksteuereinrichtung sequentiell hintereinander, indem zuerst die Abdeckklappe vollständig geöffnet, nachfolgend das Verdeck vollständig ausgefahren und dann die Abdeckklappe geschlossen wird. Daher dauert der Verstellvorgang entsprechend lange.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Verstellvorgang zu beschleunigen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

1 Reglerstruktur mit Fuzzyregler für den Simultanverstellvorgang und überlagertem Schwellenregler zur Abstandsüberwachung
2 Fuzzyfunktion für die Heckdeckelposition
3 Fuzzyfunktion für die Klappdachposition
4 Kennfeld Klappdach öffnen
Es wird die Position des Fahrzeugsveddecks und der Abdeckklappe erfasst. Durch hinterlegte Abstandswerte zwischen Fahrzeugsverdeck und Abdeckklappe kann daraus zumindest für den kritischen Bereich, in dem die beiden Teile einander kollidieren können, der abstand zwischen diesen abgeleitet und zur Steuerung der Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks genutzt werden. Dadurch wird ein zumindest zeitweise gleichzeitiger Verstellvorgang beider Teile ermöglicht, ohne dass es zu einer Kollision der Teile kommt.
Für diese Simultanregelung wird vorzugsweise ein Fuzzyregler eingesetzt. Dem Fuzzyregler werden die Positionen von Fahrzeugverdeck und Abdeckklappe zugeführt und dieser erzeugt unter Verwendung der hinterlegten Abstandswerte zumindest ein Signal zur Steuerung der Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks.
Bei entsprechender Dimensionierung der maximalen Verstellgeschwindigkeiten und hinterlegten Abstandswerte sowie Reaktionswerte reicht es aus, die Verstellbewegung eines Teils gezielt zu regeln, während das andere Teil sich mit definierter Geschwindigkeit bewegt, da die Anfangspositionen beider Teile zu Beginn eines Verstellvorgangs ja definiert sind.
Die Stellbewegung ist in ihrer Geschwindigkeit als auch Richtung in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Fahrzeugverdeck und Abdeckklappe steuerbar, insbesondere auch eine Rückwärtsbewegung im Sinne eines Notreversierens möglich.
Zudem sind Endpositionsbereiche für das Fahrzeugverdeck und/oder die Abdeckklappe vorgesehen und wird bei Erreichen derer eine von der Position des jeweils anderen Teils unabhängige Endlaufsteuerung aktiviert, welche einen erforderlichen Nachlauf bis zum Erreichen einer Verriegelungsposition bewirkt.
1 skizziert einen besonders bevorzugten Steuerungsaufbau mit einem Fuzzyregelkreis (Fuzzy) zur simultanen Stellbewegungssteuerung sowie einem überlagerten Schwellwertregelkreis zur Abstandsüberwachung.
Mit dem Fuzzyregler wird in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugsverdecks und der Abdeckklappe oder der dazu proportionalen Größen des Verstellwegs des Heckdeckel-Verstellers SHD und des Verstellwegs des Klappdach-Verstellers SKD die Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks gesteuert.
Überlagert dazu werden von einem zweiten Regelkreis aus Größen SHD & SKD zunächst die Positionen der kollisionskritischen Punkte des Fahrzeugsverdecks und der Abdeckklappe als X- und Y-Koordinaten und danach die Abstandswerte zwischen Fahrzeugsverdeck und Abdeckklappe ermittelt, mit den dafür vorgegebenen Schwellen verglichen und in diesem Ausführungsbeispiel in die Stellbewegung der Abdeckklappe eingegriffen, wenn die Abstandswerte unter die Schwellen sinken.
Dabei wurde eine Zweigrößen-Regelung realisiert, deren Eingangsgrößen die Positionen, und deren Ausgangsgrößen die Geschwindigkeit der Dachsegmente ist. Besondere Anforderungen an die Dynamik des Regelkreises müssen nicht gestellt werden. Dieser Regler dient zur Steuerung des Simultanablaufes. Die Anforderungen des Reglers sind durch einen Fuzzy – Regler zu erreichen. Zu Realisierung dieses Reglers ist es notwendig, die Eingangsvariablen als unscharfe Mengen zu fuzzyfizieren, wie dies die 2 und 3 verdeutlichen. Die Wissensbasis ist als Regelwerk zu hinterlegen, wie in 1 skizziert. Hierzu werden einfache Wenn – Dann – Regeln in linguistischer Form aufgestellt.
Zur Defuzzyfizierung der Ausgangsvariablen sollen diese als Singletons ausgeführt werden. Zur Erzeugung einer scharten Ausgangsvariable soll die Singleton – Schwerpunkt – Methode verwendet werden. Der Lageregelkreis des Variodachs weist dabei die in 1 skizzierte Struktur auf.
Es wurde hierbei angenommen dass der Zusammenhang zwischen der Spannung am Pumpenmotor und Verfahrgeschwindigkeit des Hydraulikzylinders linear ist.
Für die Fuzzyfizierung wurden die Positionswerte der Dachsegmente in die Zugehörigkeitsfunktion der einzelnen Fuzzysets umgewandelt. Für die Position des Heckdeckels sind drei Eingangsvariablen, für die Position des Daches sind 4 Fuzzysets festgelegt. Die allgemeine Definition wird durch die Zugehörigkeitsfunktion eingeschränkt.
Das Regelwerk des Fuzzy-Reglers ist in Form von linguistischen Regeln aufgestellt worden. Hierzu wurde für beide Bewegungsrichtungen, jeweils für beide Ausgangsgrößen 12 Regeln aufgestellt. Zur Aufstellung des Regelwerkes wurden sowohl Beobachtungen und Erfahrungen verwendet als auch die Auswertung von Mess- und Videodaten. Zur Verbesserung der Funktionsfähigkeit wurde das Regelwerk durch Testläufe verfeinert.
Entsprechend den Rechenregeln der unscharfen Mathematik werden die Zugehörigkeitswerte der einzelnen Sets über die jeweilige Regel verknüpft. Die Operation wird als Interferenz bezeichnet. UND repräsentiert hierbei die Schnittmenge der beiden Sets. Logischerweise werden nur Sets von unterschiedlichen scharfen Eingangsgrößen verknüpft. Für beide Ausgangsgrößen wurden 9 Ausgangssets definiert. Diese sind für beide Größen gleich. Jedes Ausgangsset besteht aus nur einem Wert mit dem Zugehörigkeitsgrad 1. Diese Menge wird als Singleton bezeichnet.
4 skizziert dann beispielhaft ein resultierendes Kennfeld für das Öffnen des Klappdachs durch die entsprechende Pumpenspannung an der Hydraulikpumpe.

Claims

Verdecksteuereinrichtung für ein fremdkraftverstellbares Fahrzeugverdeck sowie für eine fremdkraftverstellbare Abdeckklappe, wobei die Abdeckklappe das Fahrzeugverdeck in einer Endposition abdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß – ein erster Sensor zur Erfassung der Position des Fahrzeugsverdecks oder einer dazu proportionalen Größe und ein zweiter Sensor zur Erfassung der Position der Abdeckklappe oder einer dazu proportionalen Größe vorgesehen ist, – eine Steuerung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von den ermittelten Größen eine Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks zumindest zeitweise parallel zueinander bewirkt.
Verdecksteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fuzzyregler vorgesehen ist, dem die ermittelten Größen zugeführt werden und der zumindest ein Signal zur Steuerung der Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks erzeugt.
Verdecksteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß – eine erste Fuzzyfunktion die Werte der Position von Fahrzeugverdeck oder der dazu proportionalen Größe mit einer Zugehörigkeitsfunktion zumindest einer von zumindest drei vorgegebenen ersten Gruppen zuordnet, – eine zweite Fuzzyfunktion die Werte der Position von Abdeckklappe oder dazu der proportionalen Größe mit einer Zugehörigkeitsfunktion zumindest einer von zumindest drei vorgegebenen zweiten Gruppen zuordnet, – jeweils Steuerbefehle für jede mögliche Kombination aus erster und zweiter Gruppe hinterlegt sind.
Verdecksteuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugsverdecks und der Abdeckklappe Abstandswerte zwischen Fahrzeugsverdeck und Abdeckklappe ermittelt werden und die Stellbewegung in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Fahrzeugverdeck und Abdeckklappe steuerbar ist.
Verdecksteuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß a) mit dem Fuzzyregler in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugsverdecks und der Abdeckklappe oder der dazu proportionalen Größe(n) die Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks gesteuert wird und b) überlagert dazu von einem zweiten Regelkreis aus der Position des Fahrzeugsverdecks und der Abdeckklappe oder der dazu proportionalen Größe(n) Abstandswerte zwischen Fahrzeugsverdeck und Abdeckklappe ermittelt werden, mit zumindest einer vorgegebenen Schwelle verglichen und in die Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks eingegriffen wird, wenn der Abstandswert unter die Schwelle(n) sinkt.
Verdecksteuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellbewegung der Abdeckklappe und/oder des Fahrzeugverdecks zumindest zeit- oder abschnittsweise in ihrer Geschwindigkeit als auch Richtung steuerbar ist, insbesondere auch eine Rückwärtsbewegung möglich ist.
Verdecksteuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daßEndpositionsbereiche für das Fahrzeugverdeck und/oder die Abdeckklappe vorgesehen sind und bei Erreichen derer eine von der Position des jeweils anderen Teils unabhängige Endlaufsteuerung aktiviert wird.
Kraftfahrzeug mit einer Verdecksteuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche.