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Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem zum Steuern eines Betriebszustandes eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug, ein Schienenfahrzeug, eine Seilbahnkabine, ein Wasserfahrzeug oder ein Flugzeug sein. Das Landfahrzeug kann ein Personenkraftwagen, ein Bus oder ein Lastkraftwagen sein. Das Fahrzeug kann ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, mit einem Elektroantrieb oder mit einem Hybridantrieb sein.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Karosserieteilsystem, das ein Steuerungssystem und einen Teil einer Außenhaut eines Fahrzeugs umfasst.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, das ein Karosserieteilsystem aufweist, welches ein Steuerungssystem und einen Teil einer Außenhaut eines Fahrzeugs umfasst.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs.
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Um einen Bedienkomfort zu erhöhen, schlägt die
DE 196 19 643 C1 vor, ein bevorstehendes Befahren von Tunneln, Unterführungen, Parkhäusern oder Tiefgaragen mittels einer Navigationseinrichtung selbsttätig zu erkennen und eine Tunnelfahrtfunktion selbsttätig zu aktivieren, die ein Schiebedach schließt, wenn ein bevorstehendes Befahren eines der genannten Bauwerke erkannt wurde.
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Zum Schutz von Fahrzeugnutzern verlangen Spezifikationen von FMVSS (Federal Motor Vehicle Safety Standard) und ECE (Economic Commission for Europe) im Einklemmbereich eine Begrenzung der Schließkraft von Schiebedächern auf beispielsweise maximal 100 N. Da der Schiebedachantrieb eine Kraftreserve von beispielsweise weiteren 300 N aufweist, erfolgt die Begrenzung üblicherweise mittels Kraftbegrenzung im Einklemmbereich. Bei Geschwindigkeiten über 150 km/h kann sich durch den Fahrtwind ein Staudruck ausbilden. Der Staudruck kann dazu führen, dass der Einklemmschutz schon auf kleinere Kräfte als gewünscht anspricht und sich das Schiebedach deshalb bei hoher Geschwindigkeit nicht mehr schließen lässt. Es ist bekannt, die Schließkraftbegrenzung mittels Einspeisung eines Geschwindigkeitssignals aus einem Fahrzeugbus an die Fahrzeuggeschwindigkeit anzupassen. So kann die Empfindlichkeit des Einklemmschutzes bei hohen Geschwindigkeiten mittels Erhöhung der Kraftschwelle abgeschwächt werden. Die dafür notwendige Schnittstelle zum Fahrzeug lässt sich im Nachrüstfall häufig nicht oder nur mit großem Aufwand nachrüsten.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs ein Steuerungssystem bereitzustellen, das im Vergleich zu dem konventionellen Steuerungssystem den Aufwand für eine Nachrüstung verringert.
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Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Karosserieteilsystem mit diesem Vorteil bereitzustellen.
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Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug mit diesem Vorteil bereitzustellen.
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Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs bereitzustellen, das im Vergleich zu dem konventionellen Steuerungssystem den Aufwand für eine Nachrüstung verringert.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung baut auf dem Steuerungssystem zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs dadurch auf, dass das Steuerungssystem eine Vorrichtung zum Ermitteln mittels Navigationsinformationen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einer Wetterlage in der Umgebung des Fahrzeugs und eine Vorrichtung zum Anpassen eines Sollwerts des Betriebszustands unter Berücksichtigung der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit beziehungsweise der ermittelten Wetterlage umfasst. Die Wetterlage kann eine schon vorhandene Wetterlage (wie beispielsweise Regen einer definierten Intensität) oder eine vorhergesagte Wetterlage (wie beispielsweise beginnender Regen nach Ablauf von 15 Minuten) umfassen.
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Das Steuerungssystem kann zum Steuern eines Einklemmschutzes des Teils der Außenhaut des Fahrzeugs geeignet und/oder vorgesehen sein, und der Betriebszustand kann ein Betriebszustand des Einklemmschutzes sein. Ein Betriebs- oder Ansprechverhalten des Einklemmschutzes kann so mittels Nutzung von Navigationsinformationen auf zuverlässige, effektive Weise an unterschiedliche Klimazonen und/oder regionale Marktbedingungen oder regionale Vorschriften angepasst werden.
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Das Steuerungssystem kann zum Steuern eines Öffnungszustands des Teils der Außenhaut des Fahrzeugs geeignet und/oder vorgesehen sein, und der Betriebszustand kann der Öffnungszustand sein. Das eingangs erwähnte konventionelle System hat den Nachteil, dass der Fahrer sich auch weiterhin mit der Öffnungsstellung des Schiebedachs befassen muss, weil es weitere Umstände gibt, in denen eine Änderung der Öffnungsstellung des Schiebedachs ebenfalls notwendig oder zumindest zweckmäßig ist. Beispielsweise kann es schon allein wegen des Fahrtwindgeräuschs oder wegen des erhöhten Energieverbrauchs infolge des erhöhten Strömungswiderstands wenig ratsam sein, das Schiebedach bei hohen Geschwindigkeiten geöffnet zu lassen.
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Die Vorrichtung zum Anpassen des Sollwerts des Betriebszustands kann dazu geeignet und/oder vorgesehen sein, die Anpassung unter Berücksichtigung einer Windgeschwindigkeit, einer Windrichtung, einer Luftzusammensetzung, einer Lufttemperatur, eines Luftdrucks, eines Staudrucks und/oder einer Strömungsgeschwindigkeit durchzuführen. Hierfür können Schwellenwerte festgelegt werden, auf deren Überschreiten die Steuerung mit einer definierten Änderung eines Sollzustandes des Ansprechverhaltens des Einklemmschutzes und/oder des Öffnungszustands reagiert.
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Die Navigationsinformation kann eine Information über einen Längengrad, über einen Breitengrad, über eine geographische Höhe, über eine Richtung der Fahrzeughauptachse, über eine Fahrtrichtung und/oder über eine Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen. Aus Folgen von Längen- und Breitengradinformationen kann die Steuerung eine aktuelle Fahrtrichtung und/oder aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit ermitteln. Aus Längen- und Breitengradinformationen kann die Steuerung, eine Klimazone oder eine Region ermitteln, der bestimmte Marktbedingungen oder Vorschriften zugeordnet sind.
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Das Steuerungssystem kann einen Navigationsempfänger, insbesondere einen GPS-Empfänger umfassen. Insbesondere bei Nachrüstsystemen kann hierdurch der Arbeitsaufwand für einen Anschluss zu einer bordeigenen Datenquelle für Navigationsdaten eingespart werden.
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Das Steuerungssystem kann über eine Datenverbindung, insbesondere über einen CAN-Bus, mit dem Navigationssystem verbunden sein. Mittels Nutzung einer ohnehin vorhandenen bordeigenen Navigationsdatenquelle, kann Herstellungsaufwand für eine weitere Navigationsdatenquelle eingespart werden.
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Das Karosserieteilsystem ist gegenüber dem konventionellen Karosserieteilsystem dadurch weitergebildet, dass ein Betriebszustand eines Teils der Außenhaut des Fahrzeugs durch ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem beeinflusst werden kann.
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Das Karosserieteilsystem kann eine selbsttätig verschließbare Öffnung in der Fahrzeughaut, insbesondere ein Schiebedach, ein Hardtop, ein Windschott, ein Verdeck, ein Fenster und/oder eine Lüftungsklappe umfassen. Das System kann einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb zum Verschließen der Öffnung in der Fahrzeughaut aufweisen.
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Das Fahrzeug ist gegenüber dem konventionellen Fahrzeug dadurch weitergebildet, dass das Fahrzeug ein erfindungsgemäßes Karosserieteilsystem umfasst.
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Das Steuerungssystem, das Karosserieteilsystem und/oder das Fahrzeug kann ein Belüftungssystem, ein Entlüftungssystem, ein Heizgerät und/oder eine Klimatisierungsvorrichtung umfassen. Durch Einbindung der beschriebenen Vorrichtungen in ein systemübergreifendes Belüftungssystem, Entlüftungssystem, Heizsystem oder eine systemübergreifende Klimaanlage lassen sich Nutzerkomfort und/oder ein Verbrauchsverhalten des Gesamtsystems optimieren. Beispielsweise kann eine Klimaanlage abgeschaltet werden, wenn ein Schiebedach geöffnet wird und das Schiebedach geschlossen werden, wenn die Klimaanlage eingeschaltet wird.
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Das Verfahren zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs ist gegenüber konventionellen Verfahren dadurch weitergebildet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Empfangen einer Navigationsinformation, Ermitteln einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einer Wetterlage in der Umgebung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der empfangenen Navigationsinformation, Ermitteln eines Sollwerts für den Betriebszustand des Teils der Außenhaut des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der ermittelten Wetterlage, und Anpassen des Betriebszustands an den ermittelten Sollwert.
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Die zu ermittelnde Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann eine auf eine Windrichtung und Windgeschwindigkeit bezogene Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs sein. Für ein einwandfreies Betriebsverhalten eines Einklemmschutzes kann vor allem die relative Windgeschwindigkeit in Fahrtrichtung von Bedeutung sein. Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, eine Stärke dieser Komponente der relativen Windgeschwindigkeit zu ermitteln. Dies kann auf Basis der empfangenen Navigationsdaten und einer Information über Windrichtung und Windstärke erfolgen, die aus einer Wetterdatenquelle zugespielt wird.
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In dem Schritt des Ermittelns einer Fahrzeuggeschwindigkeit kann eine in Fahrtrichtung und/oder eine quer zur Fahrtrichtung gerichtete Geschwindigkeitskomponente der Relativgeschwindigkeit ermittelt werden, und der Schritt des Ermittelns des Sollwerts des Betriebszustands kann unter Berücksichtigung der ermittelten Geschwindigkeitskomponente erfolgen.
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Darüber hinaus bilden Kombinationen dieser Verfahren mit den jeweiligen Merkmalen der Unteransprüche der Vorrichtungsansprüche zusätzliche Weiterbildungsvarianten.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 schematisch ein Kraftfahrzeug;
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2 schematisch ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Karosserieteilsystems zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs;
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3 ein Vektordiagramm zur Veranschaulichung von Vektorkomponenten einer Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf eine Windgeschwindigkeit; und
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4 ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils der Außenhaut eines Fahrzeugs.
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Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 11 umfasst ein Dach 12 mit einer Öffnung 13, in das ein bewegliches Schiebedachteil 22 eingebaut ist. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug 11 einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb zum Verschließen des beweglichen Schiebedachteils 22. An einer Frontkante des beweglichen Schiebedachteils 22 ist ein Sensor 23 für einen Einklemmschutz angeordnet.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Karosserieteilsystems 10 umfasst ein Steuerungssystem 16 zum Bestimmen eines Sollwerts 20 für eine Ansprechempfindlichkeit eines Einklemmschutzes (oder eines Öffnungszustands) des Teils der Außenhaut des Fahrzeugs aus einer empfangenen Navigationsinformation 24. Das Karosserieteilsystem 10 kann ein Schiebedach 22, ein Hardtop, ein Windschott, ein Verdeck, ein Fenster und/oder eine Lüftungsklappe aufweisen.
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Die Navigationsinformation 24 kann ein Längen- und/oder ein Breitengrad sein oder umfassen. Der Sollwert 20 der Ansprechempfindlichkeit (beziehungsweise des Öffnungszustands) kann über eine Leitung 21 von der Vorrichtung 16 zum ausführenden System 22 oder einem anderen ausführenden System 22 und/oder zum Einklemmschutz des ausführenden Systems 22 übertragen werden. Das ausführende System 22 kann ein Schiebedach 22, ein Hardtop, ein Windschott, ein Verdeck, ein Fenster und/oder eine Lüftungsklappe.
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Das Einstellen der Ansprechempfindlichkeit (beziehungsweise des Öffnungszustands) kann auch darin bestehen, dass ein Öffnungszustand auf einen aktuell eingestellten Wert oder auf einen übermittelten Wert eingefroren wird. Das Einstellen der Ansprechempfindlichkeit (beziehungsweise des Öffnungszustands) kann auch darin bestehen, dass ein Antrieb für die Öffnungsstellung gesperrt wird.
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Durch eine Anpassung einer Öffnungsstellung des Teils der Außenhaut 11 des Fahrzeugs 12 an einen fahrtgeschwindigkeitsabhängigen Staudruck und/oder an einen ortsabhängigen Luftdruck kann ein zu frühzeitiges Ansprechen des Einklemmschutzes erschwert werden.
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Die Vorrichtung 16 kann den Sollwert 20 für die Ansprechempfindlichkeit des Einklemmschutzes (oder für den Öffnungszustand) unter Berücksichtigung einer Navigationsinformation 24 ermitteln, die sie über eine Datenverbindung 25 von einem Navigationssystem 26 erhält.
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Die Navigationsinformation kann eine Information 24 über einen Längengrad, über einen Breitengrad, über eine geographische Höhe, über eine Zuordnung zu einem Land oder einer Klimazone, über eine Richtung der Fahrzeughauptachse (heading), über eine Fahrtrichtung und/oder über eine Fahrzeuggeschwindigkeit vF sein. In den Kartendaten können auch jahreszeitabhängige und/oder tageszeitabhängige Erfahrungswerte für Wetterlagen vorgehalten werden und bei der Ermittlung positionsabhängiger Prognosewerte einbezogen werden. Die Kartendaten, Wetterlagen und Prognosewerte können im Fahrzeug 12 mitgeführt werden oder über eine Funkverbindung 28 von einer ortsfesten Datenbank 30 abgefragt werden. Das Navigationssystem 26 kann ein Bestandteil des Karosserieteilsystems 10 sein.
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Für das Betriebsverhalten des Karosserieteilsystems 10 können insbesondere aktuelle Eigenschaften der Luft von Bedeutung sein, die sie ansaugt, beziehungsweise, die das Fahrzeug 12 umgibt. Auch eine Strömungsgeschwindigkeit des Fahrtwindes kann dazu gezählt werden. Der durch den Fahrtwind verursachte Staudruck kann typischerweise einen Einfluss auf das Betriebsverhalten des Fahrzeugs 12 haben.
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Um das Betriebsverhalten des Fahrzeugs 12 an eine oder mehrere Eigenscheinschaften von Luft mittels Nutzung einer empfangenen Navigationsinformation 24 anzupassen, gibt es folgende zwei Möglichkeiten, die wahlweise oder in Kombination angewendet werden können:
Die erste Möglichkeit der Nutzung der Navigationsinformation 24 besteht darin, dass aus der Navigationsinformation 24 unter Zuhilfenahme von Erfahrungswerten, einer Datenbank und/oder Berechnungsformeln eine Fahrzeuggeschwindigkeit oder eine Lufteigenschaft ermittelt wird. Aus der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Lufteigenschaft kann unter Zuhilfenahme von Erfahrungswerten, einer Datenbank und/oder Berechnungsformeln ein Sollwert 20 für eine Ansprechempfindlichkeit (beziehungsweise einen Öffnungszustand) ermittelt werden, die bzw. der zu der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Lufteigenschaft am besten passen. Deshalb kann die Vorrichtung 16 eine Vorrichtung 161 zum Ermitteln einer Eigenschaft von Luft (beispielsweise eine relativen Windgeschwindigkeit) umfassen, die das Fahrzeug 12 umgibt. Die Lufteigenschaft kann ein mehrdimensionaler Wert 14 (Vektor) sein, der Werte einer Luftzusammensetzung, einer Lufttemperatur, eines Luftdrucks, eines Staudrucks, einer Strömungsgeschwindigkeit, einer Luftradioaktivität und/oder einer anderen Lufteigenschaft umfasst. Eine Vorrichtung 162 kann dazu ausgebildet sein, einen ein oder mehrdimensionalen Öffnungssollzustands 20 (der ebenfalls ein Vektor sein kann) unter Berücksichtigung der von der Vorrichtung 161 ermittelten Lufteigenschaft zu berechnen. Eine Datenleitung 15 zwischen der Vorrichtung 161 und einer Vorrichtung 162 zum Bestimmen des Betriebszustands kann dazu vorgesehen sein, Informationen 14 über ermittelte Eigenschaften von Luft zu der Vorrichtung 162 zu übertragen.
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Mit entsprechenden Kartendaten ist es auch möglich, aus der Aufenthaltsposition weitere Informationen 14 über Lufteigenschaften, beispielsweise eine Wetterlage zu ermitteln. In den Kartendaten können für die einzelne Wetterlage auch jahreszeit- und/oder tageszeitabhängige Erfahrungswerte vorgehalten werden und bei der Ermittlung der positionsabhängigen Prognosewerte einbezogen werden. Die Kartendaten und/oder Prognosewerte können im Fahrzeug 12 mitgeführt werden oder über eine Funkverbindung 28 von einer ortsfesten Datenbank 30 abgefragt werden. Das Navigationssystem 26 kann ein Bestandteil des Steuerungssystems 16 sein.
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Die zweite Möglichkeit besteht darin, für die Ermittlung des Betriebszustands 20 eine direkte Abbildung (mapping) zwischen Werten aus einem Wertebereich von möglichen Navigationsinformationen 24 und dazu passenden Sollwerten 20 von Ansprechempfindlichkeiten (bzw. Öffnungszuständen) zu verwenden. Die Abbildung kann auf empirischen, analytischen und/oder tabellarischen Daten basieren. In den Abbildungsdaten können auch jahreszeitabhängige und/oder tageszeitabhängige Sollwerte vorgehalten werden und bei der Ermittlung positionsabhängiger Prognosewerte einbezogen werden. Die Abbildungsdaten können im Fahrzeug 12 mitgeführt werden oder über eine Funkverbindung 28 von einer ortsfesten Datenbank 30 abgefragt werden.
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Die zu ermittelnde Geschwindigkeit vF des Fahrzeugs 12 kann eine auf eine Windrichtung und Windgeschwindigkeit vW bezogene Relativgeschwindigkeit vR des Fahrzeugs 12 sein (siehe 3). In einem Schritt 121 (siehe 4) des Ermittelns der Fahrzeuggeschwindigkeit vF kann eine in Fahrtrichtung und/oder eine quer zur Fahrtrichtung gerichtete Geschwindigkeitskomponente vi, vq der Relativgeschwindigkeit vR ermittelt werden. Der Schritt 122 des Ermittelns des Sollwerts 20 des Betriebszustands kann unter Berücksichtigung der ermittelten Geschwindigkeitskomponente vi, vq erfolgen.
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Mit dem Karosserieteilsystem 10 kann das in 4 dargestellte Verfahren 100 zum Steuern eines Betriebszustands eines Teils 22 der Außenhaut 11 eines Fahrzeugs 12 durchgeführt werden. In einem Empfangsschritt 110 wird eine Navigationsinformation empfangen. In einem Ermittlungsschritt 121 wird unter Berücksichtigung der empfangenen Navigationsinformation 24 eine Geschwindigkeit vF des Fahrzeugs 12 und/oder eine Wetterlage in der Umgebung des Fahrzeugs 12 ermittelt. In einem Ermittlungsschritt 122 wird unter Berücksichtigung der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit vF und/oder der ermittelten Wetterlage ein Sollwert 20 für den Betriebszustand des Teils 22 der Außenhaut 11 des Fahrzeugs 12 ermittelt. In einem Anpassungsschritt 140 wird der Betriebszustand an den ermittelten Sollwert 20 angepasst.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Karosserieteilsystems
- 11
- Fahrzeug
- 12
- Außenhaut des Fahrzeugs 11
- 13
- Öffnung in Außenhaut 12 des Fahrzeugs 11
- 14
- Information über eine Lufteigenschaft
- 15
- Leitung zwischen Vorrichtungen 161 und 162
- 16
- Steuerungssystem zum Bestimmen eines Sollwerts 20 eines Öffnungszustands
- 20
- Sollwert eines Betriebszustands; Führungsgröße
- 21
- Leitung zwischen Steuerungssystem 16 und ausführendem System 22
- 22
- ausführendes System; Schiebedach
- 23
- Sensor für Einklemmschutz
- 24
- Navigationsinformation
- 25
- Datenverbindung zwischen Navigationssystem 26 und Steuerungssystem 16
- 26
- Navigationssystem
- 28
- Funkverbindung
- 30
- Datenbank
- 100
- Verfahren zum Beeinflussen eines Betriebszustands eines Teils eines Fahrzeugs 12
- 110
- Schritt des Empfangens einer Navigationsinformation 24
- 120
- Schritt des Einstellens des Sollwerts 20
- 121
- Schritt des Ermittelns einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 12
- 122
- Schritt des Einstellens des Sollwerts 20
- 140
- Schritt des Beeinflussens eines Betriebszustands des ausführenden Systems 22
- 161
- Vorrichtung zum Ermitteln einer Eigenschaft von Luft
- 162
- Vorrichtung zum Bestimmen eines Öffnungssollzustands 20
- vF
- Fahrzeuggeschwindigkeit
- vW
- Windgeschwindigkeit
- vF-W
- Differenz zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit vF und Windgeschwindigkeit vW
- vQR
- quer zur Fahrzeugrichtung gerichtete Komponente der Differenz vF-W
- vFR
- in Fahrzeugrichtung gerichtete Komponente der Differenz vF-W
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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