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TECHNISCHER BEREICH
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Der technische Bereich bezieht sich im Allgemeinen auf Automobile, und spezieller ausgedrückt bezieht er sich auf ein System und ein Verfahren für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs.
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HINTERGRUND
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Bei einigen Fahrzeugen, wenn ein Sonnendach, ein Glasschiebedach, ein Fenster oder eine andere Öffnung geöffnet wird, während das Fahrzeug gefahren wird, kann ein Passagier ein Flatterschwingungsgeräusch/-empfindung (hier als ein ”Flatterschwingungszustand” bezeichnet) innerhalb des Fahrgastraumes beobachten/erleben. Der Flatterschwingungszustand ist ein natürlich auftretendes Phänomen, welches von der Kopplung von akustischen und hydrodynamischen Strömungen innerhalb des Fahrgastraumes herrührt, welche starke Druckschwingungen in dem Fahrgastraum mit einer relativ niedrigen Frequenz (10 bis 50 Hz) einführen. Der Ursprung des Flatterschwingungsgeräusches ist eine Scherschicht-Instabilität, welche sich in der Öffnung des Fahrgastraumes als ein Ergebnis der hereinkommenden Strömungen bildet. Wenn die Scherschichtwirbel zusammenbrechen, wird eine Druckwelle erzeugt, welche sich in den Fahrgastraum ausbreitet. Dieser niedrigfrequente Flatterschwingungszustand kann für die Insassen des Fahrgastraumes unerwünscht sein.
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Entsprechend ist es wünschenswert, ein System bereitzustellen, welches einem Insassen eines Fahrgastraumes gestattet, ein Fenster oder eine andere Öffnung des Fahrgastraumes zu öffnen, ohne einen unerwünschten Flatterschwingungszustand auszulösen. Zusätzlich ist es wünschenswert, ein Verfahren für das Vermindern der Stärke und/oder Erkennbarkeit des Flatterschwingungszustands bereitzustellen. Außerdem werden andere wünschenswerte Merkmale und Charakteristika aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den angehängten Ansprüchen ersichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorausgegangenen technischen Bereich und Hintergrund gegeben werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein System und Verfahren für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs wird hier veröffentlicht.
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In einer ersten nicht eingrenzenden Ausführungsform beinhaltet das System, ist jedoch nicht darauf begrenzt, ein Blockierglied, welches zwischen dem Fahrgastraum und einem benachbarten Raum angeordnet ist. Das Blockierglied ist konfiguriert, um sich zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen, um wiederholt eine Öffnung zwischen dem Fahrgastraum und dem benachbarten Raum zu öffnen und zu schließen. Das System beinhaltet ferner einen Motor, welcher operativ mit dem Blockierglied gekoppelt ist, welcher konfiguriert ist, das Blockierglied zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position zu bewegen. Das System beinhaltet ferner noch ein Steuerglied, welches operativ mit dem Motor gekoppelt ist. Das Steuerglied ist konfiguriert, den Motor zu steuern, um das Blockierglied so zu bewegen, dass das Blockierglied zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position in einer vorher festgelegten Rate in Antwort auf ein Trigger-Ereignis alterniert, wobei ein Flatterschwingungszustand, welcher in dem Fahrgastraum auftritt, vermindert wird.
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In einer anderen nicht eingrenzenden Ausführungsform beinhaltet das System, ist jedoch nicht darauf begrenzt, ein Blockierglied, welches zwischen dem Fahrgastraum und einem Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist. Das Blockierglied ist konfiguriert, um sich zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen, um jeweils eine Öffnung zwischen dem Fahrgastraum und dem Kofferraum zu öffnen und zu schließen. Das System beinhaltet ferner einen Motor, welcher operativ mit dem Blockierglied gekoppelt ist, und welcher konfiguriert ist, das Blockierglied zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position zu bewegen. Das System beinhaltet ferner einen Sensor, welcher konfiguriert ist, den Flatterschwingungszustand in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs zu detektieren und ein Signal, welches Information enthält, welche für ein Auftreten des Flatterschwingungszustands indikativ ist, zu erzeugen, wenn der Flatterschwingungszustand detektiert wird. Das System beinhaltet ferner ein Steuerglied, welches kommunikativ mit dem Sensor gekoppelt ist, und welches operativ mit dem Motor gekoppelt ist. Das Steuerglied ist konfiguriert, das Signal von dem Sensor zu empfangen, und den Motor zu steuern, um das Blockierglied so zu bewegen, dass das Blockierglied zwischen der offenen Position und, der geschlossenen Position bei einer vorher festgelegten Rate alterniert, wenn das Signal empfangen wird, wobei ein Flatterschwingungszustand, welcher in dem Fahrgastraum wahrgenommen wird, vermindert wird.
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In einer anderen nicht eingrenzenden Ausführungsform beinhaltet das Verfahren, ist jedoch nicht darauf begrenzt, die Schritte des Detektierens eines Auftretens des Flatterschwingungszustands innerhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeugs und das öffnen und Schließen eines Blockiergliedes, welches zwischen dem Fahrgastraum und einem benachbarten Raum angeordnet ist, bei einer vorher festgelegten Rate.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine oder mehrere Ausführungsformen werden hier nachfolgend in Verbindung mit den folgenden gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Ziffern gleiche Elemente anzeigen, und
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1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs ist, welches einen Kofferraum besitzt und mit der Ausführungsform eines Systems für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum ausgestattet ist;
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2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs ist, welches keinen Kofferraum besitzt und mit einer Ausführungsform des Systems für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum ausgestattet ist;
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3 eine schematische Seitenansicht ist, welche eine Implementierung des Systems der 1 darstellt; und
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4 ein Blockdiagramm ist, welches ein Verfahren für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung ist in ihrer Art nur beispielhaft, und es ist nicht beabsichtigt, dass sie die Anwendung und das Gebrauchen derselben begrenzt. Außerdem gibt es keine Absicht, an irgendwelche ausgedrückte oder beinhaltete Theorie, welche in dem vorausgegangenen technischen Bereich, Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung beinhaltet ist, gebunden zu sein.
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Eine Lösung, welche die Intensität des Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum vermindert, bedingt das Oszillieren eines Blockiergliedes, um eine Öffnung wiederholt zu öffnen und zu schließen, welche zwischen dem Fahrgastraum und einem Raum positioniert ist, welcher benachbart zu dem Fahrgastraum (hier als ein ”benachbarter Raum” bezeichnet) ist. Durch das fortwährende Oszillieren des Blockiergliedes, um die Öffnung zu öffnen und zu schließen, verändert sich das Volumen des Fahrgastraums kontinuierlich, was den Flatterschwingungszustand unterbrechen bzw. zerstören wird. Der Grund dafür ist der, dass der Flatterschwingungszustand der Resonanzfrequenz des Fahrgastraumes entspricht und die Resonanzfrequenz des Fahrgastraumes dem Volumen des Fahrgastraumes entspricht. Die Gleichung für das Bestimmen der Resonanzfrequenz eines umschlossenen Raumes, wie z. B. eines Fahrgastraumes, ist wie folgt:
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In der obigen Gleichung ist ”fres” die Resonanzfrequenz des Raumes, ”c” ist die Schallgeschwindigkeit, ”Aorf” ist die Fläche der Öffnung, ”L'” ist die effektive Länge der Öffnung und ”V0” ist das Volumen des Hohlraums. Wenn die Scherschichtwirbel bei einer Rate zusammenbrechen, welche gleich zu der Resonanzfrequenz des Fahrgastraumes ist, wird der Flatterschwingungszustand für die Fahrgäste innerhalb des Fahrgastraumes wahrnehmbar sein. Das wiederholte Öffnen und Schließen der Öffnung erhöht und vermindert V0 alternierend, was umgekehrt fres kontinuierlich verändert. Da fres sich kontinuierlich ändert, kann die Geschwindigkeit, bei welcher die Scherschichtwirbel zusammenbrechen, nicht mit der Resonanzfrequenz des Fahrgastraumes übereinstimmen.
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Es wurde beobachtet, dass das Öffnen und Schließen der Öffnung bei einer Rate von zwischen einem Zyklus und fünf Zyklen pro Sekunde fiktiv war, um den Flatterschwingungszustand auf einen Pegel zu vermindern, welcher nicht für einen menschlichen Insassen des Fahrgastraumes wahrnehmbar ist. Es wurde auch beobachtet, dass das Variieren der Rate, bei welcher die Öffnung geöffnet und geschlossen wird, und/oder das Variieren des Ausmaßes, zu welchem das Blockierglied sich bewegt, auch einen nützlichen Effekt auf eine Anstrengung haben kann, um den Flatterschwingungszustand auf einen Pegel zu vermindern, welcher nicht durch einen menschlichen Insassen des Fahrgastraumes wahrnehmbar ist.
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Ein weiteres Verständnis der oben beschriebenen Anordnung und des Verfahrens für das Reduzieren des Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeuges kann bei einer Durchsicht der Darstellungen erhalten werden, welche diese Anmeldung begleiten, zusammen mit einer Durchsicht dieser detaillierten Beschreibung.
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1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges 10, welches mit einer Ausführungsform eines Systems 12 für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum 14 ausgestattet ist. Die Ausführungsform des Fahrzeugs 10, welches in 1 dargestellt ist, beinhaltet einen Kofferraum 15 für das Speichern von Gepäck und/oder anderer Ladung. Obwohl der Kontext der Diskussion hier in Bezug auf einen Personenwagen ist, sollte davon ausgegangen werden, dass die Lehren hier zu allen Arten von Automobilen kompatibel sind, wobei beinhaltet sind, jedoch nicht darauf begrenzt sind, Limousinen, Coupés, Fahrzeuge für den Sportgebrauch, Kleinlastwagen, Minivans, großräumige Vans, Lastwagen und Omnibusse ebenso wie alle anderen Arten von Automobilen, welche einen Fahrgastraum besitzen. Außerdem sind die hier vorhandenen Lehren nicht darauf begrenzt, dass sie nur mit Automobilen gebraucht werden, sondern können auch ebenso mit anderen Arten von Fahrzeugen benutzt werden. Beispielsweise können die Lehren hier mit Fahrzeugen kompatibel sein, wobei beinhaltet sind, jedoch nicht darauf begrenzt, Luftfahrzeuge, Eisenbahnwagen und Wasserkraftfahrzeuge. Zusätzlich können diese Lehren hier auch bei stationären Anwendungen kompatibel sein, wie z. B. bei Gebäuden, Wohnhäusern und irgendwelchen anderen Bauwerken, welche ein Fenster oder eine andere Öffnung besitzen.
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Das System 12 beinhaltet, ist jedoch nicht darauf begrenzt, ein Blockierglied 16, einen Motor 18 und ein Steuerglied 20. In der dargestellten Ausführungsform ist das Blockierglied ein ebenes Glied, welches konfiguriert ist, sich vorwärts und rückwärts in Richtungen zu drehen, welche durch die Pfeile 17 und 19 angezeigt sind. In anderen Ausführungsformen kann das Blockierglied 16 konfiguriert sein, sich vorwärts und rückwärts nur in der Richtung zu drehen, welche durch den Pfeil 17 angezeigt ist, oder nur in die Richtung, welche durch den Pfeil 19 angezeigt ist.
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Das Blockierglied 16 ist nahe einer Öffnung 22 in der Wand 24 positioniert, welche zwischen dem Fahrgastraum 14 und einem Kofferraum 15 angeordnet ist. Das Blockierglied 16 ist konfiguriert, die Öffnung 22 abzuschließen, wenn das Blockierglied 16 in einer geschlossenen Position (wie in 1 gezeigt), angeordnet ist. Wenn das Blockierglied 16 in die Richtung entweder des Pfeils 17 oder des Pfeils 19, in Richtung einer offenen Position dreht, wird die Öffnung 22 hindernisfrei bzw. unversperrt, und die Volumina des Fahrgastraumes 14 und des Kofferraumes 15 sind in einer fluiden Kommunikation platziert. Diese fluide Kommunikation beeinflusst bzw. beeinträchtigt das effektive Volumen des Fahrgastraumes 14 und von daher die fres des Fahrgastraumes 14. Wenn sich das Blockierglied 16 in die entgegengesetzte Richtung zurück zu der geschlossenen Position dreht, wird die Öffnung 22 blockiert, die Volumina des Fahrgastraumes 14 und des Kofferraumes 15 werden getrennt und individuell, und die fres des Fahrgastraumes wird auf ihre ursprüngliche Größe wiederhergestellt.
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Obwohl das Blockierglied 16 hier als ein sich drehendes ebenes Glied dargestellt ist, sollte davon ausgegangen werden, dass das Blockierglied 16 irgendeine andere geeignete Konfiguration annehmen kann, welche das rasche und wiederholte Öffnen und Schließen der Öffnung 22 gestattet. Beispielsweise kann das Blockierglied 16 als eine gleitende Tür konfiguriert sein, welche sich zwischen einer ausgefahrenen und einer zurückgezogenen Position hin- und herbewegt, um die Öffnung 22 alternierend zu öffnen und zu schließen. In anderen Konfigurationen kann das Blockierglied 16 ein Ventil aufweisen. In anderen Ausführungsformen können viele Öffnungen in der Wand 24 definiert sein, und eine entsprechende Anzahl von Blockiergliedern 16 kann nahe derartiger Öffnungen angeordnet sein. In noch anderen Ausführungsformen kann irgendeine andere Konfiguration, welche effektiv für das kontinuierliche Öffnen und Schließen einer oder mehrerer Öffnungen zwischen dem Fahrgastraum und dem Kofferraum 15 ist, angewendet werden, ohne von der Lehre der vorliegenden Veröffentlichung abzuweichen.
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Der Motor 18 ist physikalisch mit dem Blockierglied 16 verbunden und ist konfiguriert, das Blockierglied 16 rückwärts und vorwärts zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen. Der Motor 18 kann irgendeinen geeigneten Motor (z. B. einen elektrischen Motor) aufweisen, welcher für eine Drehbewegung, eine Vorwärts-Rückwärts-Bewegung, eine Kombination von Dreh- und Hin- und Herbewegung oder irgendeine andere Bewegung in der Lage ist, welche effektiv ist, das Blockierglied 16 zu manipulieren, um wiederholt die Öffnung 22 zu öffnen und zu schließen. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Ausgangswelle 26 des Motors 18 mit einer Eingangswelle 28 des Blockiergliedes 26 über einen Riemen 30 verbunden, welcher konfiguriert ist, das Drehmoment von der Ausgangswelle 26 zu der Eingangswelle 28 zu übertragen. Es sollte davon ausgegangen werden, dass diese dargestellte Anordnung von ihrer Art her beispielhaft ist und dass jede andere Konfiguration, welche effektiv für das Übertragen der Arbeitsleistung des Motors 18 zu dem Blockerglied 16 ist, auch angewendet werden kann, ohne von der Lehre der vorliegenden Veröffentlichung abzuweichen. Außerdem sollte, obwohl der Motor 18 und das Blockierglied 16 als getrennte Komponenten in der dargestellten Ausführungsform dargestellt wurden, davon ausgegangen werden, dass in anderen Ausführungsformen der Motor 18 und das Blockierglied 16 in einer einzelnen Komponente integriert sein können, ohne von der Lehre der vorliegenden Veröffentlichung abzuweichen. Zusätzlich können auch andere Aktuatoranordnungen als der Motor 18 benutzt werden, ohne von der Lehre der vorliegenden Veröffentlichung abzuweichen. Beispielsweise, und ohne Einschränkung, können ein pneumatischer Aktuator und/oder ein hydraulischer Aktuator alternativ benutzt werden.
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Das Steuerglied 20 kann jede Art von Computer, Computersystem oder Mikroprozessor sein, welche konfiguriert ist, Algorithmen durchzuführen, Software-Anwendungen auszuführen, Subroutinen auszuführen und/oder mit jedem anderen Computerprogramm beladen zu werden und diese auszuführen. Das Steuerglied 20 kann ein einzelnes Steuerglied oder eine Vielzahl von Steuergliedern aufweisen, welche im Konzert bzw. miteinander agieren. In einigen Ausführungsformen kann das Steuerglied 20 für den Gebrauch exklusiv mit dem System 12 gedacht sein, während in anderen Ausführungsformen das Steuerglied 20 zusammen mit anderen Systemen an Bord des Fahrzeugs 10 genutzt werden kann. In noch anderen Ausführungsformen kann das Steuerglied 20 in einer einzelnen Komponente mit dem Motor 18 und/oder dem Blockierglied 16 integriert sein.
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Das Steuerglied 20 ist konfiguriert, den Motor 18 in Gang zu setzen, wenn ein Trigger-Ereignis (nachfolgend diskutiert) auftritt. Das Steuerglied 20 kann konfiguriert sein, den Motor 18 bei einer vorher festgelegten Rate zu aktivieren. In einigen Ausführungsformen kann die vorher festgelegte Rate eine Rate von zwischen einem Zyklus und fünf Zyklen pro Sekunde aufweisen. In anderen Ausführungsformen kann das Steuerglied konfiguriert sein, die Rate, bei welcher der Motor 18 in Gang gesetzt wird, zu variieren. In einigen Ausführungsformen kann eine derartige Variation beliebig sein. In anderen Ausführungsformen, wie unten diskutiert, kann die Variation der Oszillationsrate des Blockiergliedes 16 des Steuergliedes 20 mit einer Sensorrückkopplung verbunden sein, welche gestattet, dass das Steuerglied 20 die Oszillationen des Blockiergliedes 16 durchstimmt, um eine optimale Unterdrückung des Flatterschwingungszustands zu erreichen.
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Das Steuerglied 20 ist operativ an den Motor 18 gekoppelt. Derartiges operatives Koppeln kann über das Gebrauchen jeder geeigneten Einrichtung von Übertragung bzw. Getriebe implementiert sein, wobei sowohl verdrahtete als auch drahtlose Verbindungen beinhaltet sind. Beispielsweise kann der Motor 18 physikalisch an das Steuerglied 20 über ein Koaxialkabel oder über jede andere Art von verdrahteter Verbindung angeschlossen sein, welche effektiv Signale übertragen kann. In einigen Ausführungsformen kann das Steuerglied 20 auch elektrische Leistung an den Motor 18 über derartige physikalische Verbindungen liefern, während in anderen Ausführungsformen der Motor 18 getrennt an eine getrennte Spannungsquelle angeschlossen sein kann, wie z. B. eine Fahrzeugbatterie oder ein Wechselrichterglied. In der dargestellten Ausführungsform ist das Steuerglied 20 direkt operativ an den Motor gekoppelt. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 18 operativ an das Steuerglied 20 über einen Fahrzeugbus angeschlossen sein. In noch anderen Ausführungsformen kann der Motor 18 drahtlos operativ an das Steuerglied 20 über ein Kurzreichweite-Funkkommunikationsnetz, wie z. B. eine Bluetooth-Verbindung, eine WiFi-Verbindung oder Ähnliches gekoppelt sein.
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Das operative Gekoppeltsein stellt einen Pfad für die Übertragung der Befehle, Instruktionen, Befragungen und anderer Signale zwischen dem Steuerglied 20 und dem Motor 18 bereit. Über dieses operative Koppeln kann das Steuerglied 20 den Motor 18 in Gang setzen und dadurch den Motor 18 veranlassen, wiederholt das Blockierglied 16 zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen, was umgekehrt den Flatterschwingungszustand in dem Fahrgastraum 14 vermindern wird.
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Wie oben diskutiert, ist das Steuerglied 20 konfiguriert, den Motor 18 in Antwort auf ein Trigger-Ereignis in Gang zu setzen. Das Trigger-Ereignis kann irgendeine Anzahl von Eingangssignalen und/oder Zuständen aufweisen.
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In einer Ausführungsform kann das Trigger-Ereignis das Aufnehmen durch das System 12 eines Eingangssignals aufweisen, welches durch einen menschlichen Insassen des Fahrgastraumes 14 bereitgestellt ist. Um den Empfang eines derartigen Eingangssignales zu erleichtern, kann das System 12 ferner eine Benutzereingabeeinrichtung 32 beinhalten, welche kommunikativ mit dem Steuerglied 20 gekoppelt ist. In der dargestellten Ausführungsform wurde die Eingabeeinrichtung 32 als ein Kippschalter dargestellt. Es sollte davon ausgegangen werden, dass die Benutzereingabeeinrichtung 32 irgendeine geeignete Form annehmen kann, welche effektiv ist, um Eingangssignale des menschlichen Insassens des Fahrgastraumes 14 zu empfangen.
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Ein menschlicher Insasse des Fahrgastraumes 14 kann ein Eingangssignal zu der Benutzereingabeeinrichtung 32 liefern, zu jeder Zeit, bei welcher der menschliche Insasse das Auftreten eines Flatterschwingungszustands innerhalb des Fahrgastraumes 14 detektiert. In derartigen Ausführungsformen wird die Eingabeeinrichtung 32 ein Signal an das Steuerglied 20 übertragen, welches dem Eingangssignal entspricht, welches von dem menschlichen Insassen bereitgestellt wird. Beim Empfang eines derartigen Signals kann das Steuerglied 20 den Motor 18 in Betrieb setzen und steuern, um das Blockierglied zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position zu oszillieren, um den Flatterschwingungszustand innerhalb des Fahrgastraumes 14 zu vermindern.
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In einer anderen Ausführungsform kann das Trigger-Ereignis ein Geräusch aufweisen, welche den Flatterschwingungszustand begleitet. In derartigen Ausführungsformen kann das System 12 ein Mikrofon 34 beinhalten, welches kommunikativ mit dem Steuerglied 20 gekoppelt ist. Das Mikrofon 34 kann irgendeine elektronische Einrichtung aufweisen, welche konfiguriert ist, die Geräuschenergie zu detektieren. Das Mikrofon 34 ist außerdem konfiguriert, ein Signal zu erzeugen, welches der Geräuschenergie entspricht, welche detektiert ist, und dieses Signal an das Steuersignal 20 zu übertragen. In derartigen Ausführungsformen ist das Steuerglied 20 ferner konfiguriert, das Signal vom Mikrofon 34 zu empfangen, das Signal von dem Mikrofon 34 zu interpretieren und den Motor 18 in Betrieb zu setzen, um das Blockierglied 16 zu oszillieren, wenn das Signal mit dem Flatterschwingungszustand übereinstimmt. In derartigen Ausführungsformen kann das Mikrofon 34 exklusiv für den Gebrauch mit dem System 12 vorgesehen sein, während in anderen Ausführungsformen das Mikrofon 34 von anderen Systemen und Komponenten an Bord des Fahrzeugs 19 mit benutzt werden kann.
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In einer anderen Ausführungsform kann das Trigger-Ereignis die Oszillationen im Umgebungsdruck aufweisen, welche den Flatterschwingungszustand begleiten. In derartigen Ausführungsformen kann das System 12 einen Drucksensor 36 beinhalten, welcher kommunikativ mit dem Steuerglied 20 gekoppelt ist. Der Drucksensor 36 kann irgendeine elektronische Einrichtung aufweisen, welche konfiguriert ist, den Umgebungsdruck zu detektieren und/oder Veränderungen im Umgebungsdruck zu detektieren. Der Drucksensor 26 ist ferner konfiguriert, ein Signal zu erzeugen, welches mit dem Umgebungsdruck und/oder den Variationen im Umgebungsdruck, welche detektiert sind, übereinstimmt, und um dieses Signal an das Steuerglied 20 zu übertragen. In derartigen Ausführungsformen ist das Steuerglied 20 ferner konfiguriert, das Signal von dem Drucksensor 36 zu empfangen, das Signal von dem Drucksensor 36 zu interpretieren und den Motor 18 in Betrieb zu setzen, um das Blockierglied 16 zu oszillieren, wenn das Signal dem Flatterschwingungszustand entspricht. In einigen Ausführungsformen kann der Drucksensor 36 exklusiv für den Gebrauch mit dem System 12 bestimmt sein, während in anderen Ausführungsformen der Drucksensor 36 von anderen Systemen und Komponenten an Bord des Fahrzeugs 10 mit benutzt werden kann.
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In einer anderen Ausführungsform kann das Trigger-Ereignis zum Öffnen einer schließbaren Öffnung 38 zu dem Fahrgastraum 14 aufweisen. Die schließbare Öffnung 38 kann ein Fenster, ein Sonnendach, ein Glasschiebedach oder irgendeine andere von dem Insassen bedienbare Öffnung aufweisen, welche eine Ventilation für den Fahrgastraum 14 bereitgestellt. In derartigen Ausführungsformen kann das System 12 einen Sensor 40 beinhalten, welcher zu der schließbaren Öffnung 38 gehört und welcher konfiguriert ist, zu detektieren, wenn die schließbare Öffnung 38 in einem geöffneten Zustand ist. Der Sensor 40 ist kommunikativ mit dem Steuerglied 20 gekoppelt und ist konfiguriert, ein Signal zu erzeugen, welches indikativ für die schließbare Öffnung ist, welche in einem geöffnet Zustand ist, und ferner konfiguriert, ein derartiges Signal an das Steuerglied 20 zu übertragen. In derartigen Ausführungsformen ist das Steuerglied 20 ferner konfiguriert, den Motor 18 in Betrieb zu nehmen, um das Blockierglied 16 in Antwort auf das Signal oszillieren zu lassen. In einigen Ausführungsformen kann der Sensor 30 exklusiv für den Gebrauch mit dem System 12 bestimmt sein, während in anderen Ausführungsformen der Sensor 40 von anderen Systemen und Komponenten an Bord des Fahrzeugs 10 mit benutzt werden kann.
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In einigen Ausführungsformen wird die Aufrechterhaltung des schließbaren Öffnens 38 in einem offenen Zustand nur veranlassen, dass der Flatterschwingungszustand auftritt, wenn das Fahrzeug 10 eine vorher festgelegte Geschwindigkeit überschreitet. Deshalb kann in einigen Ausführungsformen des Systems 12, welche den Sensor 40 benutzen, um zu detektieren, wenn die schließbare Öffnung in einem offenen Zustand ist, ein Geschwindigkeitssensor 42 auch in dem System 12 beinhaltet sein und kommunikativ mit dem Steuerglied 20 gekoppelt sein. Der Geschwindigkeitssensor 42 kann ein Fahrzeuggeschwindigkeitsmessgerät, ein GPS-Empfänger oder irgendeine andere Einrichtung sein, welche konfiguriert ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 zu detektieren. Der Geschwindigkeitssensor 42 ist ferner konfiguriert, ein Signal zu erzeugen, welches Indikativ für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 ist, und dieses Signal an das Steuerglied 20 zu übertragen. In derartigen Ausführungsformen kann das Steuerglied 20 konfiguriert sein, den Motor 18 in Betrieb zu nehmen, um das Blockierglied 16 nur zu oszillieren, wenn das Steuerglied 20 sowohl das Signal von dem Sensor 40, welches anzeigt, dass die schließbare Öffnung 38 in einem offenen Zustand ist, und das Signal von dem Geschwindigkeitssensor 42 empfängt, welches anzeigt, dass das Fahrzeug 10 bei einer vorher festgelegten Geschwindigkeit oder einem Überschreiten dieser fährt.
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Obwohl die Benutzereingabeeinrichtung 32, das Mikrofon 34, der Drucksensor 36, der Sensor 40 und der Geschwindigkeitssensor 42 oben diskutiert worden sind, dass sie alternativ benutzt werden, sollte davon ausgegangen werden, dass das System 12 mehr als eine dieser Komponenten beinhalten kann. Beispielsweise kann das System 12 sowohl das Mikrofon 34 als auch den Drucksensor beinhalten. Das Einschließen von vielen Komponenten, welche in der Lage sind, die Oszillation des Blockiergliedes 16 zu triggern, würden dem System 12 eine Redundanz bereitstellen, welche deren Zuverlässigkeit beim Bekämpfen des Flatterschwingungszustandes verstärken würde.
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Zusätzlich kann das Steuerglied 20 konfiguriert sein, das Signal, welches durch einen oder mehrere der oben beschriebenen Sensoren bereitgestellt ist, als eine Einrichtung zu nutzen, um das Steuern des Motors 18 zu kalibrieren. Beispielsweise kann das Mikrofon in einer Ausführungsform, welche das Mikrofon 34 nutzt, sobald ein Steuerglied 20 das Signal von dem Mikrofon 34 empfangen hat und den Motor 18 in Gang gesetzt hat, um das Oszillieren des Blockiergliedes 16 zu beginnen, fortfahren, das Signal zu dem Steuerglied 20 zu übertragen, und das Steuerglied 20 kann das Signal nutzen, um den Erfolg der Oszillation des Blockiergliedes 16 beim Bekämpfen des Flatterschwingungszustandes zu beurteilen. In derartigen Ausführungsformen, wenn die Oszillation des Blockiergliedes 16 fehlschlägt, um effektiv den Flatterschwingungszustand zu unterdrücken, kann das Steuerglied 20 konfiguriert sein, kontinuierlich die Rate der Oszillation des Blockiergliedes 16 zu alternieren bzw. zu verändern, bis der Flatterschwingungszustand auf einen akzeptierbaren Pegel vermindert ist.
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2 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzugs 10', welches keinen Kofferraum besitzt. Ein derartiges Fahrzeug kann beispielsweise einen Kleinlastwagen, ein Fahrzeug für den Sportgebrauch, eine Heckklappe oder Ähnliches beinhalten. Wie dargestellt, ist das Fahrzeug 10 mit dem System 12 ausgestattet, wobei ein Steuerglied 20, ein Motor 18 und ein Blockierglied 16 beinhaltet sind. Zusätzlich sind auch eine Eingabeeinrichtung 32, ein Mikrofon 34, ein Drucksensor 36, ein Sensor 40 und ein Geschwindigkeitssensor 42 dargestellt und sind wie zuvor kompatibel für den Gebrauch mit dem System 12. Da das Fahrzeug 10 in erster Linie keinen Kofferraum oder keinen anderen Raum benachbart zu dem Fahrgastraum 14 besitzt, ist das Blockierglied 16 konfiguriert, eine Öffnung 44 zu schließen, welche zwischen dem Fahrgastraum 14 und einem Bereich 45 außerhalb des Fahrzeugs 10' existiert. Demnach, wenn das Blockierglied 16 in einer offenen Position ist, ist der Fahrgastraum 14 in fluider Kommunikation mit dem Bereich 45, und demnach wird das Volumen des Fahrgastraumes 14 wesentlich erhöht. Wie oben diskutiert, hat dieses Erhöhen im Volumen einen Einfluss auf die Resonanzfrequenz des Fahrgastraumes 14, und die Oszillation des schließbaren Gliedes 16 zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position wird den Flatterschwingungszustand unterdrücken.
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3 ist eine schematische Seitenansicht, welche eine Befestigungskonfiguration für ein System 12 darstellt, wie sie in dem Fahrzeug 10 implementiert werden kann. In der dargestellten Ausführungsform ist das Blockierglied 16 positioniert, um eine Öffnung in einer Gepäckablage 47 zu schließen, welche den Fahrgastraum 14 von dem Kofferraum 15 trennt. Wie in 3 dargestellt wird, wird das Fahrzeug 10 in der Richtung gefahren, welche durch den Pfeil 46 angezeigt ist, während die schließbare Öffnung 38 (ein Rückfenster) in einem teilweise erniedrigten Zustand ist. Der offene Zustand der schließbaren Öffnung 38, welcher mit der Bewegung des Fahrzeugs 10 gekoppelt ist, hat das Auftreten des Flatterschwingungszustandes in dem Fahrgastraum 14 zur Folge, wobei das System 12 gestaltet ist, dieses zu bekämpfen.
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Wenn das Steuerglied 20 einen geeigneten Trigger empfängt, wird das Steuerglied 20 den Motor 18 in Betrieb nehmen, welcher umgekehrt das Blockierglied 16 veranlassen wird, rückwärts und vorwärts zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu oszillieren. In einigen Ausführungsformen kann das Steuerglied 20 konfiguriert sein, den Motor 18 in Betrieb zu nehmen, so dass das Blockierglied 16 nur teilweise öffnet (wie dies durch das Blockierglied 16' in gestrichelten Linien dargestellt ist), während in anderen Ausführungsformen das Steuerglied 20 konfiguriert sein kann, den Motor 18 in Betrieb zu nehmen, so dass das Blockierglied 16 vollständig öffnet (wie dies durch das Blockierglied 16'' in gestrichelten Linien dargestellt ist). Das Öffnen des Blockiergliedes 16 schafft eine Verbindung zwischen dem Volumen das Fahrgastraumes 14 und dem Volumen des Kofferraumes 15, welche für die Zwecke des Berechnens der Resonanzfrequenz des Fahrgastraumes 14 das Volumen des Fahrgastraumes 14 veranlasst, sich im Wesentlichen zu erhöhen, und dadurch die Resonanzfrequenz des Fahrgastraumes 14 verändert.
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4 ist ein Blockdiagramm, welches ein Verfahren 48 für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs darstellt. Im Block 50 wird ein Flatterschwingungszustand in einem Fahrgastraum des Fahrzeugs detektiert. Der Flatterschwingungszustand kann durch jede geeignete Einrichtung detektiert werden, wobei beinhaltet sind, jedoch nicht darauf begrenzt sind, das Detektieren durch einen Fahrgast oder einen anderen Insassen des Fahrgastraumes, das Detektieren durch ein Mikrofon und das Detektieren durch einen Drucksensor. In anderen Ausführungsformen kann dieser Detektierschritt das Detektieren der Zustände aufweisen, welche für das Auftreten des Flatterschwingungszustandes geeignet sind. Beispielsweise kann ein Sensor benutzt werden, um das Öffnen einer oder mehrerer schließbarer Öffnungen des Fahrgastraumes zu detektieren (z. B. ein Sensor, um das Öffnen eines Rückfensters zu detektieren). Zusätzliche Sensoren können auch benutzt werden, um zusätzliche Zustände zu detektieren, welche außerdem zu der Erzeugung des Flatterschwingungszustands beitragen. Beispielsweise kann der Geschwindigkeitsmesser des Fahrzeugs oder ein anderer Geschwindigkeitssensor Information bezüglich der Geschwindigkeit bereitstellen, bei welcher das Fahrzeug fährt. Wenn das Fahrzeug eine vorher festgelegte Geschwindigkeit überschreitet, während eine schließbare Öffnung geöffnet ist, kann dieses Zusammenschließen bzw. Zusammentreffen dieser beiden Zustände das Erzeugen des Flatterschwingungszustands auslösen.
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Beim Block 52 wird, nachdem der Flatterschwingungszustand detektiert worden ist, eine Öffnung zwischen dem Fahrgastraum, in welchem der Flatterschwingungszustand detektiert worden ist, und einem benachbarten Raum, welcher getrennt von dem Fahrgastraum ist, in einer oszillierenden Weise geöffnet und geschlossen. Derartige Oszillationen können bei jeder geeigneten Rate auftreten. In einigen Ausführungsformen können derartige Oszillationen bei der Rate von zwischen einem und fünf Zyklen pro Sekunde auftreten, während in anderen Ausführungsformen die Oszillationsraten variieren können, entweder willkürlich oder in Antwort auf ein Rückkopplungssignal, welches durch einen Sensor auf dem Fahrzeug bereitgestellt wird.
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Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorausgegangenen detaillierten Beschreibung präsentiert wurde, sollte gewürdigt werden, dass eine große Anzahl von Variationen existiert. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen nur Beispiele sind und diese nicht den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise begrenzen sollen. Vielmehr wird die vorhergegangene detaillierte Beschreibung Fachleuten eine bequeme Anleitung für das Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen bereitstellen. Es sollte davon ausgegangen werden, dass verschiedene Veränderungen in der Funktion und in der Anordnung der Elemente durchgeführt werden können, ohne vom Umfang, wie er in den angehängten Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon dargelegt ist, abzuweichen.
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WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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- 1. System zum Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs, wobei das System aufweist:
ein Blockierglied, welches zwischen dem Fahrgastraum und einem benachbarten Raum angeordnet ist, wobei das Blockierglied konfiguriert ist, sich zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen, um jeweils eine Öffnung zwischen dem Fahrgastraum und dem benachbarten Raum zu öffnen und zu schließen;
einen Motor, welcher operativ mit dem Blockierglied gekoppelt und konfiguriert ist, um das Blockierglied zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position zu bewegen; und
ein Steuerglied, welches operativ an den Motor gekoppelt ist, wobei das Steuerglied konfiguriert ist, den Motor zu steuern, um das Blockierglied so zu bewegen, dass das Blockierglied zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bei einer vorher festgelegten Rate in Antwort auf ein Trigger-Ereignis alterniert, wobei der Flatterschwingungszustand, welcher in dem Fahrgastraum auftritt, vermindert wird.
- 2. System nach Ausführungsform 1, welches ferner eine Benutzereingabeeinrichtung aufweist, welche in dem Fahrgastraum angeordnet ist und kommunikativ mit dem Steuerglied gekoppelt ist, wobei die Benutzereingabeeinrichtung konfiguriert ist, eine Benutzereingabe zu detektieren und um ein Signal an das Steuerglied zu senden, wenn die Benutzereingabe detektiert wird, und wobei das Steuerglied konfiguriert ist, den Motor in Antwort auf das Signal in Gang zu setzen.
- 3. System nach Ausführungsform 1, welches ferner ein Mikrofon aufweist, welches in dem Fahrgastraum angeordnet ist und kommunikativ mit dem Steuerglied gekoppelt ist, wobei das Mikrofon konfiguriert ist, ein Geräusch in dem Fahrgastraum zu detektieren, um ein Signal an das Steuerglied zu senden, wenn das Geräusch detektiert wird, wobei das Signal eine Information beinhaltet, welche dem Geräusch entspricht, und wobei das Steuerglied konfiguriert ist, um den Motor in Gang zu setzen, wenn die Information einem Flatterschwingungsgeräusch entspricht.
- 4. System nach Ausführungsform 1, welches ferner einen Drucksensor aufweist, welcher in dem Fahrgastraum angeordnet ist und kommunikativ mit dem Steuerglied gekoppelt ist, wobei der Drucksensor konfiguriert ist, eine Variation im Umgebungsdruck in dem Fahrgastraum zu detektieren, und um ein Signal an das Steuerglied auszusenden, wenn die Variation in dem Umgebungsdruck detektiert wird, wobei das Signal Information beinhaltet, welche der Variation in dem Umgebungsdruck entspricht, und wobei das Steuerglied konfiguriert ist, um den Motor in Gang zu setzen, wenn die Information dem Flatterschwingungszustand entspricht.
- 5. System nach Ausführungsform 1, welches ferner einen Fenstersensor aufweist, welcher zu einem Fenster in dem Fahrgastraum gehört, wobei der Fenstersensor kommunikativ mit dem Steuerglied gekoppelt ist, wobei der Fenstersensor konfiguriert ist, zu detektieren, wenn das Fenster in einer erniedrigten Position ist, und um ein Signal an das Steuerglied zu senden, wenn das Fenster in der erniedrigten Position ist, wobei das Signal Information beinhaltet, entsprechend zu der erniedrigten Position des Fensters, und wobei das Steuerglied konfiguriert ist, den Motor in Antwort auf das Signal in Gang zu setzen.
- 6. System nach Ausführungsform 5, welches ferner einen Geschwindigkeitssensor aufweist, welcher zu dem Fahrzeug gehört, wobei der Geschwindigkeitssensor kommunikativ mit dem Steuerglied gekoppelt ist, wobei der Geschwindigkeitssensor konfiguriert ist, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu detektieren, und um ein zweites Signal an das Steuerglied zu senden, welches zusätzlich Information entsprechend zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs beinhaltet, und wobei das Steuerglied konfiguriert ist, den Motor in Gang zu setzen, wenn das Fenster in der erniedrigten Position ist und wenn die zusätzliche Information einer vorher festgelegten Geschwindigkeit entspricht.
- 7. System nach Ausführungsform 1, wobei der benachbarte Raum einen Kofferraum des Fahrzeugs aufweist.
- 8. System nach Ausführungsform 7, wobei das Blockierglied auf einer Gepäckablage des Fahrzeugs positioniert ist.
- 9. System nach Ausführungsform 1, wobei der benachbarte Raum eine Fläche bzw. einen Bereich aufweist, welcher extern zu dem Fahrzeug ist.
- 10. System nach Ausführungsform 1, wobei die vorher festgelegte Rate in einen Bereich von einem Zyklus pro Sekunde bis fünf Zyklen pro Sekunde fällt.
- 11. System nach Ausführungsform 1, wobei die vorher festgelegte Rate während des In-Gang-Setzens des Motors variiert.
- 12. System nach Ausführungsform 11, wobei die vorher festgelegte Rate zwischen einem Zyklus pro Sekunde und fünf Zyklen pro Sekunde während des In-Gang-Setzens des Motors variiert.
- 13. System nach Ausführungsform 11, wobei die vorher festgelegte Rate in einer Weise variiert, welche der Schwere des Flatterschwingungszustands entspricht.
- 14. System nach Ausführungsform 11, wobei die vorher festgelegte Rate beliebig variiert.
- 15. System nach Ausführungsform 1, wobei die offene Position eine teilweise offene Position aufweist.
- 16. System für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeuges, wobei das System aufweist:
ein Blockierglied, welches zwischen dem Fahrgastraum und einem Kofferraum des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei das Blockierglied angeordnet ist, sich zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position zu bewegen, um jeweils eine Öffnung zwischen dem Fahrgastraum und dem Kofferraum zu öffnen und zu schließen;
einen Sensor, welcher konfiguriert ist, den Flatterschwingungszustand in dem Fahrgastraum des Fahrzeugs zu detektieren, und um ein Signal zu erzeugen, welches Information enthält, welche indikativ für das Auftreten des Flatterschwingungszustands ist, wenn der Flatterschwingungszustand detektiert wird; und
ein Steuerglied, welches kommunikativ mit dem Sensor gekoppelt ist und operativ mit dem Blockierglied gekoppelt ist, wobei das Steuerglied konfiguriert ist, das Signal von dem Sensor zu empfangen, und um das Blockierglied zu steuern, um sich in einer Weise zu bewegen, so dass das Blockierglied zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bei einer vorher festgelegten Rate alterniert, wenn das Signal empfangen wird, wobei der Flatterschwingungszustand, welcher in dem Fahrgastraum auftritt, vermindert wird.
- 17. System nach Ausführungsform 16, wobei das Blockierglied auf einer Gepäckablage des Fahrzeugs angeordnet ist.
- 18. System nach Ausführungsform 16, wobei der Sensor ein Mikrofon ist, welches konfiguriert ist, Geräusch innerhalb des Fahrgastraumes zu detektieren.
- 19. System nach Ausführungsform 16, wobei der Sensor ein Drucksensor ist, welcher konfiguriert ist, Variationen in einem Umgebungsdruck innerhalb des Fahrgastraums zu detektieren.
- 20. Verfahren für das Reduzieren eines Flatterschwingungszustands in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Detektieren eines Auftretens des Flatterschwingungszustands innerhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeugs; und
Öffnen und Schließen eines Blockiergliedes, welches zwischen dem Fahrgastraum und einem benachbarten Raum angeordnet ist, bei einer vorher festgelegten Rate.