DE102012215623A1 - Method for determining speed of actual wind experienced by vehicle such as motor car, involves determining value of speed of actual wind from difference of speed of motor vehicle and speed of wind - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen einer Geschwindigkeit eines tatsächlichen Windes sowie ein Verfahren und eine Anordnung zum Verwalten einer dynamischen Karte.The invention relates to a method and a device for determining a speed of an actual wind, and to a method and an arrangement for managing a dynamic map.
Stand der TechnikState of the art
Ein Kraftfahrzeug ist während seiner Fahrt üblicherweise atmosphärischen Außenbedingungen unterworfen. Hierzu zählt u. a. der tatsächliche Wind, der je nach Richtung auf das Kraftfahrzeug als Gegenwind oder als Rückenwind wirken kann. Dieser tatsächliche Wind sowie weitere Witterungsparameter, z. B. die Luftfeuchtigkeit, wirken sich auf den Betrieb des Kraftfahrzeugs aus. Daher ist es erwünscht, Informationen zu diesen Parametern zu erhalten.A motor vehicle is usually subjected to atmospheric outdoor conditions during its journey. This includes u. a. the actual wind, which can act depending on the direction of the vehicle as a headwind or tailwind. This actual wind and other weather parameters, eg. As the humidity, affect the operation of the motor vehicle. Therefore, it is desirable to obtain information about these parameters.
Ein von einem Mikroprozessor gesteuerter Fahrrad-Daten-Recorder zum Erfassen, Auswerten, Anzeigen und Aufzeichnen von unterschiedlichen Fahrdaten ist in der Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1, ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 3, eine Einrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7 und eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 9 vorgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a method having the features of claim 1, a method having the features of claim 3, a device having the features of claim 7 and an arrangement having the features of claim 9 are presented. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description.
Mit dem Verfahren ist u. a. eine Bestimmung eines Fahrtwindgeschwindigkeitswerts einer Geschwindigkeit eines Fahrtwindes und eines Windgeschwindigkeitswerts einer Geschwindigkeit eines tatsächlichen Windes unter Berücksichtigung eines Staudrucks in einem Staurohr möglich. Dabei können zur Messung der Geschwindigkeit des Fahrtwindes unterschiedliche im Kraftfahrzeug vorhandene Komponenten, die auch Drucksensoren umfassen, verwendet werden. Dabei ist eine Messung eines üblicherweise absoluten Staudrucks vor einer Stauluftklappe einer Lufteintrittsöffnung des Kraftfahrzeugs möglich. Dabei kann diese Lufteintrittsöffnung als Luftzufuhr für eine Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage ausgebildet sein. Weiterhin wird ein üblicherweise statischer Atmosphärendruck berücksichtigt, wobei eine Differenz zwischen einem absoluten, gemessenen Druck und dem Atmosphärendruck gebildet und der Staudruck ermittelt wird, aus dem eine Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zur Luft, die das Kraftfahrzeug umströmt, und somit die Geschwindigkeit des Fahrtwindes ermittelt werden kann. Weiterhin kann durch Bildung einer Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Relativgeschwindigkeit der wahrgenommenen Luft die Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes unabhängig von einer Bewegung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, wobei hierzu in der Regel von der Fahrzeuggeschwindigkeit die Relativgeschwindigkeit abgezogen wird. With the method u. a. determination of a running wind speed value of a speed of a running wind and a wind speed value of a speed of an actual wind taking into consideration a back pressure in a pitot tube is possible. In this case, different components present in the motor vehicle, which also include pressure sensors, can be used to measure the speed of the airstream. In this case, a measurement of a usually absolute back pressure in front of a ram air flap of an air inlet opening of the motor vehicle is possible. In this case, this air inlet opening may be formed as an air supply for a ventilation, heating or air conditioning. Furthermore, a usually static atmospheric pressure is taken into account, whereby a difference between an absolute, measured pressure and the atmospheric pressure is determined and the back pressure is determined, from which a relative speed of the motor vehicle to the air flowing around the motor vehicle and thus the speed of the airstream can be determined , Furthermore, by forming a difference between the vehicle speed and the relative speed of the sensed air, the speed of the actual wind can be determined independently of a movement of the motor vehicle, for which purpose the relative speed is usually subtracted from the vehicle speed.
In Ausgestaltung der Erfindung ist in der Lufteintrittsöffnung des Kraftfahrzeugs mindestens ein Drucksensor zum Ermitteln des Staudrucks angeordnet. Es ist vorgesehen, dass die Lufteintrittsöffnung in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass zwischen dem Staudruck und dem Fahrtwind, der die Geschwindigkeit der wahrgenommenen Luft aufweist, ein proportionaler Zusammenhang besteht. Konstruktiv bedingte Abweichungen durch Luftkanäle, Luftführungen und dergleichen können über Kennlinien berücksichtigt werden. Außerdem kann in dem Kraftfahrzeug ein Atmosphärendruckfühler und somit ein Atmosphärendrucksensor angeordnet sein. Ein derartiger Atmosphärendrucksensor kann in einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und Turbolader u. a. zum Schutz eines Turboladers bezüglich einer Überdrehzahl angeordnet sein, wenn das Kraftfahrzeug während seiner Fahrt eine bestimmte Höhe erreicht. In an embodiment of the invention, at least one pressure sensor for determining the back pressure is arranged in the air inlet opening of the motor vehicle. It is envisaged that the air inlet opening is aligned in the direction of travel. It is further provided that there is a proportional relationship between the back pressure and the airstream, which has the speed of the air sensed. Design-related deviations through air ducts, air ducts and the like can be taken into account via characteristic curves. In addition, in the motor vehicle, an atmospheric pressure sensor and thus an atmospheric pressure sensor may be arranged. Such an atmospheric pressure sensor can u in a motor vehicle with an internal combustion engine and turbocharger. a. be arranged to protect a turbocharger with respect to an overspeed, when the motor vehicle reaches a certain height while driving.
Bei einer Umsetzung des vorgestellten Verfahrens wird zum Ermitteln der Geschwindigkeit der Luft, die das Kraftfahrzeug umströmt, und somit zum Ermitteln der Geschwindigkeit des wahrgenommenen Fahrtwindes eine in der Lufteintrittsöffnung angeordnete Stauklappe geschlossen und ein Absolutdruck mittels eines üblicherweise als Absolutdrucksensor ausgebildeten Drucksensors gemessen. Davon wird der ebenfalls gemessene Atmosphärendruck abgezogen. Alternativ ist es möglich, zum Ermitteln der Geschwindigkeit des wahrgenommenen Fahrtwindes einen Differenzdrucksensor zu verwenden. Unter Berücksichtigung hierbei ermittelter Druckwerte für den Absolutdruck und den Atmosphärendruck ist es weiterhin möglich, den durch den wahrgenommenen Fahrtwind verursachten Luftwiderstand zu berechnen. Die beschriebenen Maßnahmen zur Bestimmung der Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes können üblicherweise für sämtliche Kraftfahrzeuge umgesetzt werden, die Lufteintrittsöffnungen aufweisen, in denen Fahrtwind gestaut wird.In an implementation of the presented method is for determining the speed of the air flowing around the motor vehicle, and thus for determining the speed of the sensed airflow disposed in the air inlet opening closed damper and measured an absolute pressure by means of a pressure sensor usually designed as an absolute pressure sensor. From this, the likewise measured atmospheric pressure is subtracted. Alternatively, it is possible to use a differential pressure sensor to determine the speed of the sensed airstream. Taking into account the determined pressure values for the absolute pressure and the atmospheric pressure, it is furthermore possible to calculate the air resistance caused by the perceived airstream. The described measures for determining the speed of the actual wind can usually be implemented for all motor vehicles having air intake openings in which wind is accumulated.
Zum Bestimmen der Fahrzeuggeschwindigkeit kann bspw. eine über einen Raddrehzahlsensor gemessene Raddrehzahl und ein bekannter Reifenumfang und/oder Radumfang berücksichtigt werden. Weiterhin ist möglich, eine Motordrehzahl oder einen eingelegten Gang zu verwenden. Alternativ oder ergänzend ist auch möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem Navigationssystem zu bestimmen. Von der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit kann die ermittelte Geschwindigkeit des Fahrtwindes abgezogen werden, woraus die Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes in der Regel vektoriell bestimmt werden kann. Diese Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes kann bspw. zur prädikativen Bestimmung des Luftwiderstands bei einer anderen Fahrzeuggeschwindigkeit einer zukünftigen und/oder demnächst zur fahrenden Strecke verwendet werden. Weitere Einflüsse, die u. a. die Geschwindigkeit des wahrgenommenen Fahrtwindes beeinflussen, bspw. Windböen und/oder Geländetopologien, können durch Filteralgorithmen und/oder eine gleitende Mittelwertbildung ausgeschlossen werden. To determine the vehicle speed, for example, a wheel speed measured via a wheel speed sensor and a known tire circumference and / or wheel circumference can be taken into account. It is also possible to use an engine speed or an engaged gear. Alternatively or additionally, it is also possible to determine the vehicle speed with a navigation system. From the determined vehicle speed, the determined speed of the wind can be deducted, from which the speed of the actual wind can be determined as a rule vectorially. This speed of the actual wind may, for example, be used for the predicative determination of the air resistance at a different vehicle speed of a future and / or soon to be traveled route. Other influences that influence, among other things, the speed of the perceived wind, for example wind gusts and / or terrain topologies, can be excluded by filter algorithms and / or a sliding averaging.
Ein möglicher Einfluss auf die zu bestimmende Geschwindigkeit des Fahrtwindes, der durch eine Kolonnen- und/oder Windschattenfahrt des Kraftfahrzeugs verursacht wird, kann unter Nutzung eines Abstandsradars, das bspw. für ein Fahrerassistenzsystem, wie der Adaptive-Cruise-Control, vorgesehen ist, berücksichtigt werden. Mit dem Abstandsradar wird der Abstand auf vorausfahrende Kraftfahrzeuge ermittelt. In Abhängigkeit des ermittelten Abstands kann die zu ermittelnde Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes korrigiert werden.A possible influence on the speed of the airstream to be determined, which is caused by a column and / or wind shadow drive of the motor vehicle, can be taken into account by using a distance radar, which is provided, for example, for a driver assistance system, such as the adaptive cruise control become. The distance radar determines the distance to vehicles in front. Depending on the determined distance, the speed of the actual wind to be determined can be corrected.
Weiterhin wird eine dynamische Karte vorgestellt, die Windgeschwindigkeitswerte für eine Geschwindigkeit eines tatsächlichen Windes umfasst. Diese dynamische Karte kann neben den Windgeschwindigkeitswerten weitere Werte für meteorologische Parameter bzw. Wetterdaten umfassen. Derartige Werte für meteorologische Parameter können der dynamischen Karte von mehreren Kraftfahrzeugen, die u. a. zur Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen der Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes ausgebildet sind, sowie von Wetterstationen bereitgestellt werden. Die dynamische Karte wird bei einer Ausführungsform des Verfahrens verwaltet. Außerdem ist die Anordnung zum Verwalten der dynamischen Karte ausgebildet.Furthermore, a dynamic map is presented that includes wind speed values for a speed of an actual wind. In addition to the wind speed values, this dynamic map can contain further values for meteorological parameters or weather data. Such values for meteorological parameters can be found in the dynamic map of several motor vehicles, which u. a. are designed to carry out the method for determining the speed of the actual wind and are provided by weather stations. The dynamic map is managed in one embodiment of the method. In addition, the arrangement for managing the dynamic card is formed.
Typischerweise können ortsabhängige Windgeschwindigkeitswerte der ermittelten Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes von mehreren beschriebenen Einrichtungen, d. h. von mehreren Kraftfahrzeugen mit derartigen Einrichtungen, zu der in der Regel zentral abgelegten dynamischen Karte übermittelt werden. Dabei kann für jeden Ort, an dem sich ein Kraftfahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt aufhält, mit der beschriebenen Einrichtung die Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes bestimmt werden.Typically, location-dependent wind speed values of the determined speed of the actual wind may be measured by a plurality of described devices, i. H. of several motor vehicles with such facilities, are transmitted to the usually centrally stored dynamic card. In this case, the speed of the actual wind can be determined for each location where a motor vehicle is at a certain time, with the described device.
Ein Wert für einen meteorologischen Parameter an einem bestimmten Ort kann sich verändern. Ein im Rahmen des Verfahrens bestimmter, neuer orts- und zeitabhängiger Wert kann an die dynamische Karte übermittelt werden. Dabei ist vorgesehen, dass ein bereits in der dynamischen Karte vorhandener Wert für den meteorologischen Parameter für diesen Ort durch den neuen Wert, der zu einem späteren Zeitpunkt bestimmt wird, ersetzt wird, wobei die dynamische Karte an neue Wetterverhältnisse angepasst werden kann. Hierbei wird auch die sich zeitlich verändernde Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes für verschiedene Orte berücksichtigt wird.A value for a meteorological parameter at a particular location may change. A new location- and time-dependent value determined in the context of the method can be transmitted to the dynamic card. It is provided that a value already present in the dynamic map for the meteorological parameter for this location is replaced by the new value, which is determined at a later time, whereby the dynamic map can be adapted to new weather conditions. This also takes into account the time-varying speed of the actual wind for different locations.
Die bereitzustellende dynamische Karte kann durch neu bestimmte Windgeschwindigkeitswerte für die Geschwindigkeit des tatsächlichen Windes, die von mindestens einer vorgestellten Einrichtung für mindestens ein Kraftfahrzeug durch das beschriebene Verfahren bestimmt wird, aktualisiert werden.The dynamic map to be provided may be updated by newly determined wind speed values for the speed of the actual wind determined by at least one featured device for at least one motor vehicle by the described method.
Eine derartige dynamische Karte kann auf einem Server und/oder einer sogenannten Cloud zum Speichern von Daten liegen. Diese dynamische Karte kann weiterhin Informationen zu einem Straßennetz, d. h. zu einer Straßenführung, Geschwindigkeitslimits, Kurvenradien, Höhenprofilen von Straßen, aktuellen Verkehrsbehinderungen und dergleichen, umfassen, die zum Aktualisieren der dynamischen Karte genauso wie die Werte für die meteorologischen Parameter angepasst werden können. Such a dynamic map may reside on a server and / or a so-called cloud for storing data. This dynamic map may also contain information about a road network, i. H. road maps, speed limits, curve radii, elevation profiles of roads, current traffic obstructions and the like, which may be adapted to update the dynamic map as well as the values for the meteorological parameters.
In Ausgestaltung kann ein Kraftfahrzeug auf Werte der dynamischen Karte zugreifen, die bspw. zur Vorhersage eines Klimatisierungsbedarfs und/oder für eine genauere Reichweitenprädikation des Kraftfahrzeugs im Rahmen eines Energiemanagements verwendet werden können. Eine derartige Reichweitenprädikation wird in der Regel unter Berücksichtigung einer dem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehenden Energie durchgeführt. In an embodiment, a motor vehicle can access values of the dynamic map which, for example, can be used to predict an air-conditioning requirement and / or for a more accurate range prediction of the motor vehicle as part of an energy management. Such a range prediction is usually carried out taking into account a power available to the motor vehicle.
Von einem Kraftfahrzeug kann die auf dem aktuellsten Stand befindliche dynamische Karte zugegriffen werden, wobei für mindestens einen bestimmten Ort, den das Kraftfahrzeug während seiner Fahrt zukünftig erreicht, mindestens ein in der dynamischen Karte abgelegter Windgeschwindigkeitswert des tatsächlichen Windes abgerufen und zur Planung der weiteren Fahrt verwendet werden kann.From a motor vehicle, the up-to-date dynamic map can be accessed, for at least one specific location, the vehicle reached during his journey in the future, retrieved at least one stored in the dynamic map wind speed value of the actual wind and used to plan the rest of the journey can be.
Die bereitgestellte dynamische Karte eignet sich u. a. für Elektrofahrzeuge und/oder Hybridfahrzeuge, die mit gespeicherter elektrischer Energie anzutreiben sind. Eine Verbindung zu dem Server und/oder der Cloud und dem Kraftfahrzeug ist über ein mobiles Kommunikationsgerät, das in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, möglich. Daten, die von dem mobilen Kommunikationsgerät von der dynamischen Karte empfangen werden, können von dem mobilen Kommunikationsgerät einem Steuergerät zur Durchführung des Energiemanagements des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.The provided dynamic map is suitable, inter alia, for electric vehicles and / or hybrid vehicles that are to be driven with stored electrical energy. A connection to the server and / or the cloud and the motor vehicle is via a mobile communication device operating in the Motor vehicle is arranged, possible. Data received by the mobile communication device from the dynamic card may be provided by the mobile communication device to a controller for performing the energy management of the motor vehicle.
Ein gesamter Fahrwiderstand Fges bezüglich eines Vortriebs des Kraftfahrzeugs ergibt sich aus der Summe aus einem Rollwiderstand FRo, einem Steigungswiderstand FSt, einem Beschleunigungswiderstand FBe, einem Luftwiderstand FLu und einem Bremswiderstand FBr.
Der in Formel (2) aufgelöst angegebene Fahrwiderstand Fges umfasst die Masse m des Kraftfahrzeugs, die Erdbeschleunigung g, einen Rollfaktor µ und eine Steigung α der zu befahrenden Straße. Außerdem umfasst dieser Fahrwiderstand Fges eine Beschleunigung a des Kraftfahrzeugs, einen Luftwiderstand cw, die durch den Wind beaufschlagte Querschnittsfläche A, üblicherweise Frontfläche des Kraftfahrzeugs, sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit vF und die Geschwindigkeit vt des tatsächlichen Windes.The driving resistance F ges given in formula (2) comprises the mass m of the motor vehicle, the gravitational acceleration g, a rolling factor μ and a gradient α of the road to be traveled. In addition, this driving resistance F tot comprises an acceleration a of the motor vehicle, an air resistance c w , the cross-sectional area A acted upon by the wind, usually the front surface of the motor vehicle, and the vehicle speed v F and the speed v t of the actual wind.
Für den Luftwiderstand FLu ergibt sich daraus nachfolgende Formel:
Der zur Bestimmung des Luftwiderstands zu berücksichtigende Luftwiderstandsbeiwert cw kann in der Regel im Fahrzeugversuch und/oder im Windkanal bestimmt werden. Die Querschnittsfläche A des Kraftfahrzeugs ist konstruktiv gegeben und bekannt. Die Dichte ρ der Luft ist temperaturabhängig, wobei ein Wert hierfür durch Messung des Atmosphärendrucks korrigiert werden kann. Die Fahrzeuggeschwindigkeit vF wird aus der Radgeschwindigkeit und dem Radumfang unter Berücksichtigung eines gewählten Gangs und/oder einer Drehzahl des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs bestimmt. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die Fahrzeuggeschwindigkeit vF über ein Navigationssystem zu ermitteln. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeit vw des wahrgenommenen Fahrtwindes, die bspw. auch als Rücken- oder Gegenwindgeschwindigkeit bezeichnet werden kann, sowohl von wetterbedingten Windverhältnissen als auch von vorausfahrenden Kraftfahrzeugen, die einen Windschatten oder Verwirbelungen verursachen können, abhängig ist. Diese Geschwindigkeit des wahrgenommenen Fahrtwindes ergibt sich aus der Differenz vw = vF – vt der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vF und der Geschwindigkeit vt des tatsächlichen Windes.The air resistance coefficient c w to be taken into account for determining the air resistance can generally be determined in the vehicle test and / or in the wind tunnel. The cross-sectional area A of the motor vehicle is structurally given and known. The density ρ of the air is temperature-dependent, a value of which can be corrected by measuring the atmospheric pressure. The vehicle speed v F is determined from the wheel speed and the wheel circumference, taking into account a selected gear and / or a rotational speed of the internal combustion engine of the motor vehicle. Alternatively or additionally, it is possible to determine the vehicle speed V F via a navigation system. Furthermore, it is provided that the speed v w of the perceived airstream, which, for example, can also be referred to as back or headwind speed, is dependent both on weather-related wind conditions and on preceding motor vehicles, which may cause slipstreaming or turbulence. This speed of the sensed airstream results from the difference v w = v F -v t of the speed of the motor vehicle v F and the speed v t of the actual wind.
Zur Bestimmung des Luftwiderstands ist die Differenz vw = vF – vt von Bedeutung. Diese relative Geschwindigkeit vw des wahrgenommenen Fahrtwindes ergibt sich zwischen dem zu durchfahrenden Medium, d. h. der umgebenden Luft, und dem bewegten Körper, d. h. dem Kraftfahrzeug. Bei Rückenwind ist diese Geschwindigkeit des wahrgenommenen Fahrtwindes kleiner als die Fahrzeuggeschwindigkeit. Dies ist dadurch bedingt, dass sich die Luft in Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs mitbewegt. Daraus resultiert ein verminderter Luftwiderstand FLu, so dass eine höhere maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht werden kann. Bei Gegenwind ist die Geschwindigkeit des wahrgenommenen Fahrtwindes zwischen dem Kraftfahrzeug und der Luft größer als bei Windstille. Durch diese erhöhte Relativgeschwindigkeit wird auch der Luftwiderstand erhöht. Infolgedessen wird das Kraftfahrzeug bei konstanter Antriebskraft durch den Gegenwind abgebremst. Demnach ist die Antriebskraft durch Kompensation des Gegenwindes zu erhöhen.To determine the air resistance, the difference v w = v F - v t is important. This relative velocity v w of the perceived airstream results between the medium to be passed through, ie the surrounding air, and the moving body, ie the motor vehicle. In tailwind, this perceived wind speed is less than the vehicle speed. This is due to the fact that the air moves in the direction of movement of the motor vehicle. This results in a reduced air resistance F Lu , so that a higher maximum vehicle speed can be achieved. In headwind, the speed of the perceived wind between the motor vehicle and the air is greater than in calm weather. This increased relative speed also increases air resistance. As a result, the motor vehicle is braked at constant driving force by the headwind. Accordingly, the driving force is to be increased by compensating the headwind.
Die für das Kraftfahrzeug vorgesehene Lufteintrittsöffnung weist eine sogenannte Stauluftklappe auf. Mit dieser ist es möglich, üblicherweise bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten, einen Staudruck im Innenraum des Kraftfahrzeugs zu regeln, wodurch eine Erhöhung des Staudrucks vermieden werden kann, da es üblicherweise nicht ausreicht, den fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Staudruck der von außen strömenden Luft zu regeln, indem ein Gebläse in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit runtergeregelt wird. Folglich wird der Staudruck durch Einsatz einer Stauluftklappe, die in der Lufteintrittsöffnung der Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage angeordnet ist, reguliert. Mit dieser Stauluftklappe kann eine Zufuhr an Luft geschwindigkeitsabhängig geregelt werden. Dabei ist in Ausgestaltung vorgesehen, die Stauluftklappe bei Geschwindigkeiten zwischen ca. 60 und 160 km/h stufenweise zu schließen. Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 160 km/h sein sollte, wird die Stauluftklappe komplett geschlossen. Bei einer Zwei-Zonen-Klimaanlage ist vorgesehen, die Stauluftklappe in der Lufteintrittsöffnung von einem Stellmotor einer Frischluft- und/oder Umluftklappe anzusteuern. Hierzu wird eine auf die Stauluftklappe wirkende Mechanik verwendet. Die Frischluft- und Umluftklappe können voneinander getrennt sein und über separate Getriebe und/oder zusätzliche Schrittmotoren bewegt werden. Es ist jedoch auch möglich, eine Frischluft- und Umluftklappe zu einer einzigen Lüftungsklappe zusammenzufassen, die einen Öffnungsquerschnitt der üblicherweise als Außenluftkanal ausgebildeten Lufteintrittsöffnung einstellen kann, wodurch wiederum der Staudruck kontrolliert wird. Weiterhin kann mit dieser Lüftungsklappe auch ein Umluftkanal gesteuert werden.The air inlet opening provided for the motor vehicle has a so-called ram air flap. With this it is possible, usually at higher vehicle speeds, to regulate a dynamic pressure in the interior of the motor vehicle, whereby an increase of the dynamic pressure can be avoided, since it is usually not sufficient to regulate the vehicle speed-dependent dynamic pressure of the outside air flowing by a fan in Dependence of the vehicle speed is down regulated. Consequently, the dynamic pressure is regulated by the use of a ram air flap, which is arranged in the air inlet opening of the ventilation, heating or air conditioning. With this ram air flap, a supply of air can be regulated depending on the speed. It is provided in an embodiment to close the ram air flap at speeds between about 60 and 160 km / h gradually. If the vehicle speed is greater than 160 km / h, the ram air flap is completely closed. In a two-zone air conditioning is provided to control the ram air flap in the air inlet opening of a servomotor of a fresh air and / or recirculation damper. For this purpose, a mechanism acting on the ram air flap is used. The fresh air and recirculation damper can be separated from each other and moved via separate gear and / or additional stepper motors. However, it is also possible to combine a fresh air and recirculation damper to a single ventilation flap, which can set an opening cross-section of the air inlet opening usually designed as an outer air duct, which in turn the back pressure is controlled. Furthermore, with this ventilation flap and a recirculating air channel can be controlled.
Zum Betreiben des Kraftfahrzeugs ist in Ausgestaltung der Erfindung eine Strategie zur Umsetzung eines Energiemanagements vorgesehen. Eine derartige Strategie zur Kontrolle und somit zur Steuerung und/oder Regelung des Energiemanagements kann für eine Reduktion eines Kraftstoffverbrauchs und somit auch zur Reduktion eines Stromverbrauchs bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug verwendet werden. Durch Umsetzung des Energiemanagements kann auch eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht werden. Hierzu werden u. a. aktuelle, adaptive und/oder prädikative Informationen über die oben genannten Parameter zur Bestimmung des Fahrwiderstands Fges aus einer der Formeln (1) oder (2) verwendet. Hierzu ist auch die Geschwindigkeit vt des tatsächlichen Windes zu berücksichtigen. To operate the motor vehicle, a strategy for implementing energy management is provided in an embodiment of the invention. Such a strategy for controlling and thus controlling and / or regulating energy management may be used to reduce fuel consumption and thus also to reduce power consumption in an electric or hybrid vehicle. By implementing the energy management, a range of the motor vehicle can also be increased. For this purpose, among other things, current, adaptive and / or predicative information about the above-mentioned parameters for determining the road resistance F ges from one of the formulas (1) or (2) is used. For this purpose, the speed v t of the actual wind must also be taken into account.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawings and will be described in detail below with reference to the drawings.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.The figures are described in a coherent and comprehensive manner, like reference numerals designate like components.
Die in
Es ist vorgesehen, dass der Eintrittstutzen
In
Die zweite Ausführungsform des Drucksensors
Dabei entspricht der Staudruck einer Erhöhung eines Drucks an einem Staupunkt
Alternativ ist es möglich, mit dem als Differenzdrucksensor ausgebildeten Drucksensor
Weiterhin umfasst das Staurohr
Die Geschwindigkeit vw der von außen strömenden, wahrgenommenen Luft und somit des Fahrtwindes ist hier in m/s angegeben. Der statische, atmosphärische Druck p0, ein pges gesamter, absoluter Druck am Staupunkt
Die anhand von
Der in
Mit zunehmender Geschwindigkeit vw
Die Ablösefrequenz fa der Wirbel
Dabei entspricht vw der Geschwindigkeit
Ein derartiger Pfeifton kann auch von Überlandleitungen bei starkem Wind erzeugt werden. Aufgrund des linearen Zusammenhangs von der Ablösefrequenz fa und der Geschwindigkeit vw
Üblicherweise verlaufen die gegenläufigen Wirbel
Durch Umstellung von Gleichung (8) kann die Geschwindigkeit vw
Daraus kann ein Volumenstrom der Luft
Sofern alle Konstanten der voranstehenden Gleichungen zu einer Proportionalitätskonstante K zusammengefasst werden, ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen dem Volumenstrom dV/dt und der Wirbelfrequenz Fw:
Das in
In weiterer Ausgestaltung kann ein Drucksensormodul auch Membranen oder Piezo-Elemente aufweisen. Es ist auch möglich, dass ein Drucksensormodul dehnbare Messstreifen umfasst, die durch die Wirbel
Das Verfahren umfasst hier einen ersten Schritt
Dabei ist in dem ersten Schritt
Eine eigentliche Bestimmung eines Windgeschwindigkeitswerts der Geschwindigkeit
Es ist auch möglich, die bestimmten Windgeschwindigkeitswerte in dem dritten Schritt
In Ausgestaltung können von mindestens einer Einrichtung
Es ist möglich, dass von dem ersten Kraftfahrzeug
Unter Berücksichtigung dieser meteorologischen Daten, üblicherweise unter Berücksichtigung der ortsabhängigen Windgeschwindigkeitswerte für die Geschwindigkeit
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19619899 A1 [0003] DE 19619899 A1 [0003]
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016213039A1 (en) | 2016-07-18 | 2018-01-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Method of performing a convoy ride |
WO2018046372A1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | Jaguar Land Rover Limited | Apparatus and method for controlling air-inlet flow based on neighbouring vehicles |
DE102020127349A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Flap arrangement for an air inlet opening of a motor vehicle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19520433A1 (en) * | 1994-12-02 | 1996-06-05 | Porsche Ag | Method of recording ground level wind currents |
DE19619899A1 (en) | 1996-05-18 | 1997-11-20 | Roger Uhrig | Bicycle data recorder determining travel and rider data with recording and storage facilities |
DE102010028356A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy requirement determination method for electric car, involves determining energy requirement of motor car for drive portion based on received value of topographic and/or meteorological parameter |
-
2012
- 2012-09-04 DE DE201210215623 patent/DE102012215623A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19520433A1 (en) * | 1994-12-02 | 1996-06-05 | Porsche Ag | Method of recording ground level wind currents |
DE19619899A1 (en) | 1996-05-18 | 1997-11-20 | Roger Uhrig | Bicycle data recorder determining travel and rider data with recording and storage facilities |
DE102010028356A1 (en) * | 2010-04-29 | 2011-11-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Energy requirement determination method for electric car, involves determining energy requirement of motor car for drive portion based on received value of topographic and/or meteorological parameter |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016213039A1 (en) | 2016-07-18 | 2018-01-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Method of performing a convoy ride |
DE102016213039B4 (en) | 2016-07-18 | 2022-11-17 | Cosmin Tudosie | Procedure for performing a convoy drive |
WO2018046372A1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | Jaguar Land Rover Limited | Apparatus and method for controlling air-inlet flow based on neighbouring vehicles |
DE102020127349A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Flap arrangement for an air inlet opening of a motor vehicle |
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