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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung eines
Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit einem auf einem Fahrzeugdach
angeordneten Dachträger, auf dem eine Dachlast, insbesondere in
Form einer Dachbox, angeordnet ist, wobei mittels Erfassungseinheiten
zumindest Fahrzustandsdaten erfassbar und einer Steuereinheit zuführbar
sind.
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Aus
der
DE 10 2006
002 973 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges
bekannt, bei dem Fahrzustandsdaten, insbesondere eine Schwerpunkterhöhung
des Fahrzeuges, bedingt durch eine Dachlast auf dem Fahrzeugdach
erfasst wird und die dabei erhaltenen Informationen bei einer Einstellung eines
Fahrverhaltens des Fahrzeuges im Hinblick auf ein Vermeiden eines
Umkippens des Fahrzeuges berücksichtigt werden, wobei ein
Bestimmen der Dachlast mit Beginn des Zuladens der Dachlast auf
das Fahrzeugdach gestartet wird und abhängig von den erhaltenen
Informationen eine Änderung von Einstellungen eines elektronischen
Fahrdynamiksystems, insbesondere ein elektronisches Stabilitätsprogramm-System
(ESP) des Fahrzeuges aktiviert wird.
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Weiterhin
ist allgemein bekannt, dass beispielsweise eine auf dem Fahrzeugdach
des Fahrzeuges angeordnete Dachlast insbesondere einen Luftwiderstand
des Fahrzeuges erhöht, wodurch ein Kraftstoffverbrauch
des Fahrzeuges steigt. Darüber hinaus können Dachlasten
ein Fahrverhalten des Fahrzeuges verschlechtern und eine Seitenwindempfindlichkeit
wird aufgrund der Dachlast deutlich erhöht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem
Stand der Technik verbesserte Vorrichtung sowie ein verbessertes
Verfahren anzugeben, anhand welchen ein Fahrverhalten eines Fahrzeuges
mit einer auf einem Fahrzeugdach des Fahrzeuges angeordneten Dachlast,
insbesondere einer Dachbox, verbessert sowie ein Kraftstoffverbrauch
verringert wird.
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Die
Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch
die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Unterstützung
eines Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit einem auf einem Fahrzeugdach
angeordneten Dachträger, auf dem eine Dachlast, insbesondere
in Form einer Dachbox, angeordnet ist, umfasst Erfassungseinheiten,
mittels welchen fortlaufend zumindest Fahrzustandsdaten erfassbar
und einer Steuereinheit zuführbar sind. Erfindungsgemäß ist
eine Aktorik vorgesehen, mittels der in Abhängigkeit der
erfassten Fahrzustandsdaten die Dachlast und/oder der Dachträger
positionierbar ist, wodurch eine Aerodynamik des Fahrzeuges verbessert
und dadurch in vorteilhafter Weise ein Kraftstoffverbrauch verringert ist.
Ferner ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein positives oder ein negatives Giermoment durch Seitenwind-Angriffskraftverlagerung
von hinten nach vorn und umgekehrt erzeugbar.
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Als
Fahrzustandsdaten sind insbesondere fahrdynamische Größen,
wie z. B. eine Längsgeschwindigkeit, eine Längsbeschleunigung,
eine Querbeschleunigung, eine Gierrate, ein Schwimmwinkel und/oder
eine mit diesen korrelierenden Größen, wie beispielsweise
ein Bremsdruck, Raddrehzahlen und/oder ein Motordrehmoment erfassbar.
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Zusätzlich
kann als Zustandsgröße auch ein manuell vom Fahrzeugführer
eingebbarer Fahrzeugmodus, wie z. B. "Komfort" oder "Sport", erfassbar sein,
wobei in Abhängigkeit des Fahrzeugmodus die Dachlast und/oder
der Dachträger positionierbar sind bzw. ist.
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Alternativ
und/oder zusätzlich können auch Seitenwind, Regen
und/oder ein Fahrbahnreibwert als Zustandsgrößen
einer Umgebung erfassbar sein.
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Besonders
bevorzugt ist die Position der Dachlast in vorteilhafter Weise in
alle drei Raumrichtungen des Weltkoordinatensystems änderbar.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei
zeigt:
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1 schematisch
ein Fahrzeug mit einer auf einem Fahrzeugdach angeordneten Dachlast, insbesondere
in Form einer Dachbox.
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Einander
entsprechende Teile sind in der Figur mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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In 1 ist
ein Fahrzeug 1 mit einer auf einem Fahrzeugdach 1.1 angeordneten
Dachlast 2 in Form einer Dachbox 2.1 dargestellt.
Hierzu verfügt das Fahrzeug 1 über einen
Dachträger 3, auf dem die Dachlast 2 anordbar
sowie befestigbar ist.
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Der
Dachträger 3 ist insbesondere aus parallel zueinander
angeordneten Quer- oder Längsträgern gebildet,
die beispielsweise am Fahrzeugdach 1.1 bzw. an einer Dachreling
des Fahrzeuges 1 befestigt sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der Dachträger 3 als parallel zueinander angeordnete
Querträger ausgeführt.
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Um
einen Luftwiderstand des Fahrzeuges 1 mit auf dem Fahrzeugdach 1.1 angeordneter
Dachlast 2 zu verringern und dadurch in vorteilhafter Weise
einen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges 1 zu reduzieren,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Position
des Dachträgers und/oder der Dachlast 2, insbesondere
in Form einer Dachbox 2.1, automatisch veränderbar
ist. Hierzu sind Erfassungseinheiten an dem Fahrzeug 1 angeordnet,
die bevorzugt fortlaufend Fahrzustandsdaten des Fahrzeuges 1 erfassen.
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Dabei
sind als Fahrzustandsdaten, insbesondere fahrdynamische Größen
des Fahrzeuges 1, wie z. B. eine Längsgeschwindigkeit,
eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung, eine
Gierrate, ein Schwimmwinkel und/oder eine mit dieser in Zusammenhang
stehende Größe, wie z. B. ein Bremsdruck, Raddrehzahlen
und/oder ein Motordrehmoment erfassbar.
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Beispielsweise
kann auch ein von einem Fahrzeugführer manuell eingebbarer
Fahrzeugmodus als eine Zustandsgröße erfassbar
sein, wobei als Fahrzeugmodi beispielsweise zwischen "Sport" und "Komfort"
unterschieden wird.
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Denkbar
ist auch, dass zusätzlich und/oder alternativ als Zustandsgrößen
Umgebungsparameter, wie z. B. Seitenwind, Regen und/oder ein Fahrbahnreibwert,
von am Fahrzeug 1 angeordneten Erfassungseinheiten erfassbar
sind.
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Die
jeweils erfassten Signale der Fahrzustandsdaten, des Fahrzeugmodus
und/oder der Umgebungsparameter sind bevorzugt einer nicht gezeigten
Steuereinheit zuführbar, die eine Auswerteeinheit aufweist.
In der Auswerteeinheit werden die jeweiligen erfassten Signale verarbeitet,
insbesondere ausgewertet. Hierzu sind in der Auswerteeinheit bezüglich
der zu erfassenden Signale Schwellwerte hinterlegt, wobei ab Erreichen
bzw. Überschreiten dieser eine Aktorik zur Positionierung
der Dachlast 2, insbesondere der Dachbox 2.1,
und/oder des Dachträgers ansteuerbar ist. Das heißt,
dass die Dachlast 2 in Form der Dachbox 2.1 und/oder
der Dachträger 3 in Abhängigkeit der
erfassten Signale positioniert werden bzw. wird. Dabei ist die Aktorik
beispielsweise über eine Funkverbindung und/oder über
eine fest installierte Verbindung, insbesondere über wenigstens
ein Kabel an die Steuereinheit gekoppelt.
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Insbesondere
ist die Aktorik zur Positionierung der Dachlast 2 und/oder
des Dachträgers 3 vorzugsweise ab Erreichen bzw. Überschreiten
eines vorgebbaren Längsgeschwindigkeitsschwellwertes ansteuerbar,
da bei Fahrgeschwindigkeiten unterhalb des vorgebbaren Längsgeschwindigkeitsschwellwerte
aerodynamische Eigenschaften im Hinblick auf eine Kraftstoff sparende
Fahrweise nicht realisierbar sind.
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Die
Positionierung der Dachlast 2 und/oder des Dachträgers 3 ist
in vorteilhafter Weise über eine Drehung der Dachlast 2,
insbesondere der Dachbox 2.1 um die Querachse X, über
eine Drehung der Dachlast 2 um die Längsachse
Y und/oder über eine Drehung der Dachlast 2 um
die Hochachse Z durchführbar. Hierzu ist die Aktorik, beispielsweise
als ein Spindel- und/oder Bandantrieb ausgebildet. Denkbar ist aber
auch eine Ausbildung der Aktorik als Zahnradantrieb und/oder als
piezoelektrischer Antrieb und/oder als hydraulischer Antrieb und/oder
als pneumatischer Antrieb Die Aktorik kann bevorzugt in die Dachlast 2 in
Form der Dachbox 2.1 oder in den Dachträger 3 integriert
sein.
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Um
die Aktorik mit elektrischer Energie zu versorgen, ist besonders
vorteilhaft vorgesehen, dass beispielsweise auf einer Oberseite
O der Dachlast 2, insbesondere der Dachbox 2.1,
ein Photovoltaik-Modul angeordnet ist, welches anhand von Sonnenstrahlen
elektrische Energie erzeugt.
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Alternativ
und/oder zusätzlich kann die Versorgung mit elektrischer
Energie auch anhand eines Ventilators, mittels dem aus Windkraft
elektrische Energie erzeugbar ist, und/oder über eine externe
Batterie erfolgen. Die Quelle zur Energieversorgung ist in vorteilhafter
Weise in die Dachlast 2 bzw. in die Dachbox 2.1 integrierbar.
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Ist
die Quelle der Energieversorgung als Photovoltaik-Modul, Ventilator
und/oder als eine externe Batterie ausgeführt, wird die
Energieversorgung autark durchgeführt.
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Selbstverständlich
kann die Energieversorgung auch und/oder zusätzlich über
ein im Fahrzeug 1 angeordnetes Bordnetz, insbesondere über
die Bordnetzbatterie erfolgen.
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Beispielsweise
ist die Energieversorgung des Aktors berührungslos, insbesondere über
Induktion durchführbar.
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Durch
die Änderung der Position der Dachlast 2 in Form
der Dachbox 2.1 kann in vorteilhafter Weise eine auf die
Fahrzeugräder 1.2 wirkende Last insbesondere bei
höheren Geschwindigkeiten verteilt werden.
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Darüber
hinaus wird mittels der Änderung der Position ein Anströmwinkel
an der Dachlast 2, insbesondere der Dachbox 2.1 derart
verändert, dass sich ein Luftwiderstand verringert, wodurch Kraftstoff
eingespart wird.
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Tritt
z. B. während einer Fahrt des Fahrzeuges 1 starker
Seitenwind auf, der von den Erfassungseinheiten als Umgebungsparameter
erfasst wird, ist eine Position der Dachlast 2 und/oder
des Dachträgers 3 durch Ansteuern des Aktors beispielsweise
durch Drehung der Dachlast 2 und/oder des Dachträgers
um die Querachse X und/oder um die Hochachse Z veränderbar,
wodurch der Luftwiderstand sowie eine Seitenwindempfindlichkeit
verringert wird.
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Darüber
hinaus ist durch die Veränderung der Position der Dachlast 2 und/oder
des Dachträgers 3 ein positives oder negatives
Giermoment durch eine Seitenwind-Angriffskraftverlagerung von vorn
nach hinten und umgekehrt erzeugbar.
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In
einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung können an der Dachlast 2 in Form der
Dachbox 2.1 Luftleitbleche angeordnet sein, die beispielsweise
ab Erreichen bzw. Überschreiten des Längsgeschwindigkeitsschwellwerts ein-
und ausfahrbar sind, um zusätzlich aerodynamische Eigenschaften
des Fahrzeuges 1 zu verbessern.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in besonders
vorteilhafter Weise ein Fahrverhalten bzw. eine Fahrdynamik des
Fahrzeuges 1 mit einer auf dem Fahrzeugdach 1.1 angeordneten
Dachlast 2 insbesondere in Form der Dachbox 2.1 deutlich verbessert,
wodurch sich zusätzlich ein Kraftstoffverbrauch verringert.
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- 1
- Fahrzeug
- 1.1
- Fahrzeugdach
- 1.2
- Fahrzeugräder
- 2
- Dachlast
- 2.1
- Dachbox
- 3
- Dachträger
- O
- Oberseite
- X
- Querachse
- Y
- Längsachse
- Z
- Hochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006002973
A1 [0002]