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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Fahrzeuge und insbesondere auf Verfahren und Systeme zum Steuern des Anpressdrucks für Fahrzeuge.
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HINTERGRUND
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Bestimmte heutige Fahrzeuge wie Rennautos und andere leistungsfähige Fahrzeuge verwenden Anpressdruck zur potenziellen Leistungsverbesserung. Beispielsweise verwenden bestimmte leistungsfähige Fahrzeuge Tragflügel, Flügel oder andere Vorrichtungen, um Anpressdruck für das Fahrzeug zu erzeugen. Ein erhöhter Anpressdruck kann die seitliche Stabilität des Fahrzeugs verbessern, beispielsweise bei Kurvenfahrt. Jedoch kann ein erhöhter Anpressdruck auch den aerodynamischen Luftwiderstand des Fahrzeugs erhöhen, beispielsweise bei Fahrt auf gerader Fahrbahn oder Spur, und kann unter bestimmten Bedingungen Verschleiß an bestimmten Fahrzeugkomponenten verursachen.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, Techniken zur verbesserten Steuerung des Anpressdrucks für Fahrzeuge bereitzustellen. Es ist auch wünschenswert, Verfahren, Systeme und Fahrzeuge bereitzustellen, die derartige Techniken anwenden. Andere wünschenswerte Funktionen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden des Weiteren aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Erhalten von einem oder mehreren Parameterwerten für ein Fahrzeug während des Fahrzeugbetriebs und das Anpassen eines Anpressdrucks für das Fahrzeug während des Fahrzeugbetriebs ausgehend von einem oder mehreren Parameterwerten mit Anweisungen eines Prozessors zur Steuerung eines oder mehrerer Anpressdruck-Elemente für das Fahrzeug.
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Gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform wird ein System bereitgestellt. Das System umfasst einen oder mehrere Sensoren und einen Prozessor. Der eine oder die mehreren Sensoren sind so konfiguriert, um einen oder mehrere Parameterwerte für ein Fahrzeug während des Fahrzeugbetriebs zu messen. Der Prozessor ist mit dem einen oder den mehreren Sensoren gekoppelt. Der Prozessor ist so konfiguriert, um ausgehend von einem oder mehreren Parameterwerten mindestens das Einstellen des Anpressdrucks für das Fahrzeug während des Fahrzeugbetriebs zu erleichtern, indem er Anweisungen zur Steuerung eines oder mehrerer Anpressdruck-Elemente für das Fahrzeug bereitstellt.
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Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform wird ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eines oder mehrere Elemente für den Anpressdruck, einen oder mehrere Sensor(en) und einen Prozessor. Der eine oder die mehreren Sensor(en) sind so konfiguriert, um einen oder mehrere Parameterwert(e) für das Fahrzeug während des Fahrzeugbetriebs zu messen. Der Prozessor ist mit den Anpressdruck-Elementen sowie einem oder mehreren Sensor(en) gekoppelt. Der Prozessor ist so konfiguriert, um ausgehend von einem oder mehreren Parameterwert(en) mindestens das Einstellen des Anpressdrucks für das Fahrzeug während des Fahrzeugbetriebs zu erleichtern, indem er Anweisungen zur Steuerung eines oder mehrerer Anpressdruck-Elemente bereitstellt.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den nachstehenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin:
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1 ein Funktionsdiagramm eines Fahrzeugs ist, das ein Steuersystem zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält; und
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung des Anpressdrucks für ein Fahrzeug ist, das in Verbindung mit dem System und Fahrzeug von 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet werden kann.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende ausführliche Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen derselben in keiner Weise beschränken. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
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1 veranschaulicht ein Fahrzeug 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben enthält das Fahrzeug 100 Anpressdruck-Elemente 101 und ein Steuersystem 102 zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 100 ein Automobil; das kann jedoch bei anderen Ausführungsformen variieren. Bei bestimmten Ausführungsformen ist das Fahrzeug 100 ein Sportfahrzeug wie ein Rennauto oder anderes Fahrzeug mit relativ hoher Leistung und Geschwindigkeit. Das Fahrzeug 100 kann eines aus einer Reihe verschiedener Typen von Automobilen und/oder anderen Fahrzeugen sein, wie zum Beispiel eine Limousine, ein Kombi, ein Lastwagen oder eine Geländelimousine (SUV), und über einen Zweiradantrieb (2WD) (d. h. Hinterrad- oder Frontantrieb), Vierradantrieb (4WD) oder Allradantrieb (AWD) verfügen.
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In einer in 1 dargestellten Ausführungsform enthält das Fahrzeug 100 zusätzlich zu den oben genannten Anpressdruck-Elementen 101 und dem Steuersystem 102 ein Fahrgestell 112, eine Karosserie 114, vier Räder 116, ein elektronisches Steuersystem (ECS) 118, einen Antriebsstrang 129, ein Lenksystem 150 und ein Bremssystem 160. Die Karosserie 114 ist auf dem Fahrgestell 112 angeordnet und umhüllt im Wesentlichen die anderen Komponenten des Fahrzeugs 100. Die Karosserie 114 und das Fahrgestell 112 bilden ggf. gemeinsam einen Rahmen. Die Räder 116 sind jeweils mit dem Fahrgestell 112 in der Nähe einer jeweiligen Ecke der Karosserie 114 drehbar verbunden. Wie in 1 abgebildet, umfasst jedes Rad 116 eine Radbaugruppe, die einen Reifen 117 sowie ein Rad und zugehörige Komponenten (welche zum Zwecke vorliegender Anmeldung gemeinsam als „Rad 116” bezeichnet werden) enthält. In verschiedenen Ausführungsformen kann sich das Fahrzeug 100 vom in 1 dargestellten unterscheiden.
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In der exemplarischen Ausführungsform, die in 1 veranschaulicht ist, beinhaltet der Antriebsstrang 129 eine Stellgliedeinheit 120, die einen Motor 130 beinhaltet. In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann sich der Antriebsstrang 129 von denjenigen, die in 1 dargestellt und/oder unten beschrieben sind, unterscheiden (z. B. kann der Antriebsstrang bei einigen Ausführungsformen ein Gasverbrennungsmotor 130 sein, während der Antriebsstrang 129 bei anderen Ausführungsformen einen Elektromotor, alleine oder in Kombination mit einer oder mehreren anderen Komponenten des Antriebsstrangs 129, beispielsweise für Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und dergleichen, beinhalten kann). In einer in 1 dargestellten Ausführungsform sind die Stellgliedeinheit 120 und der Antriebsstrang 129 am Fahrgestell 112 angebracht, das die Räder 116 antreibt. In einer Ausführungsform umfasst der Motor 130 einen Verbrennungsmotor. In verschiedenen anderen Ausführungsformen kann der Motor 130 anstelle oder zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor einen Elektromotor und/oder eine oder mehrere andere Komponenten eines Übertragungssystems (z. B. für ein Elektrofahrzeug) beinhalten.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 1 ist in einer Ausführungsform der Motor 130 mit mindestens einigen der Räder 116 durch eine oder mehrere Antriebswellen 134 (oder Achsen) gekoppelt. In der dargestellten Ausführungsform sind Vorderachsen 135 und Hinterachsen 136 dargestellt. In einigen Ausführungsformen ist der Motor 130 mit dem Getriebe mechanisch verbunden. In anderen Ausführungsformen kann der Motor 130 stattdessen mit einem Generator verbunden sein, der verwendet wird, um einen Elektromotor mit Strom zu versorgen, der mit dem Getriebe mechanisch verbunden ist. In bestimmten anderen Ausführungsformen (z. B. Elektrofahrzeuge) ist/sind u. U. kein Motor und/oder kein Getriebe erforderlich.
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Das Lenksystem 150 ist auf dem Fahrgestell 112 angebracht und steuert die Lenkung der Räder 116. In verschiedenen Ausführungsformen enthält das Lenksystem 150 ein Lenkrad und eine Lenksäule, die in 1 nicht dargestellt sind.
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Das Bremssystem 160 ist auf dem Fahrgestell 112 angebracht und stellt ein Bremsen für das Fahrzeug 100 bereit. In verschiedenen Ausführungsformen steuert das Fahrzeug 100 automatisch das Bremsen des Fahrzeugs 100 über Befehle, die von dem Steuersystem 102 an das Bremssystem 160 geliefert werden.
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Hinsichtlich der vorgenannten Anpressdruck-Elemente 101 können die Anpressdruck-Elemente 101 bei verschiedenen Ausführungsformen einen oder mehrere Flügel, Tragflügel, Spoiler, Lüftungsklappen und/oder andere Vorrichtungen umfassen, die konfiguriert sind, um den Luftstrom basierend auf der Steuerung durch das Steuersystem 102 zu erhöhen oder zu verringern. In bestimmten Ausführungsformen sind die Elemente 101 für den Anpressdruck mechanisch betrieben und/oder über das Steuersystem 102 eingestellt, beispielsweise durch Bewegen der Anpressdruck-Elemente 101 in eine andere Position, Winkel oder Neigung und/oder durch Öffnen oder Schließen einer Lüftungsöffnung oder eines anderen Merkmals der Anpressdruck-Elemente 101. Wie in 2 dargestellt, können die Anpressdruck-Elemente 101 bei verschiedenen Ausführungsformen aus, innerhalb, gegen oder innerhalb des Körpers 114 des Fahrzeugs 100 an einer beliebigen Anzahl von Stellen des Fahrzeugs 100 geformt sein, beispielsweise an der Vorderseite des Fahrzeugs 100, an der Rückseite des Fahrzeugs 100 (z.B. ein oder mehrere Front-Tragflügel 151), am Heck des Fahrzeugs 100 (z.B. einer oder mehrere hintere Spoiler 152), an einer oder mehreren Seiten des Fahrzeugs 100 (z.B. ein oder mehrere Sätze Flügel 153) und/oder innerhalb oder unterhalb der Karosserie 114 (z.B. eine oder mehrere Lüftungsöffnungen 154 unterhalb des Kraftfahrzeugs 100). Es versteht sich, dass Anzahl, Art und/oder Ort der Anpressdruck-Elemente 101 in verschiedenen Ausführungsformen variieren können. Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 in bestimmten Ausführungsformen ein einziges Anpressdruck-Element 101 enthalten. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 100 möglicherweise mehrere Anpressdruck-Elemente 101 enthalten, etwa bestimmte der Anpressdruck-Elemente 101 gemäß 1 und/oder andere Anpressdruck-Elemente 101.
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Wie oben erwähnt, steuert das Steuersystem 102 den Anpressdruck für das Fahrzeug 100. In verschiedenen Ausführungsformen steuert das Steuersystem 102 den Anpressdruck durch Betätigung von und/oder andere Steuerung von einem oder mehreren der Anpressdruck-Elemente 101, beispielsweise wie weiter unten näher in Verbindung mit dem Verfahren 200 von 2 erörtert ist. In einer Ausführungsform ist das Steuersystem 102 auf dem Fahrgestell 112 angebracht.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Ausführungsform des Steuersystems 102 verschiedene Sensoren 104 (hierin auch als eine Sensoranordnung bezeichnet) sowie eine Steuerung 106. Die Sensoren 104 enthalten verschiedene Sensoren für Messungen zur Verwendung bei der Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100. In der dargestellten Ausführungsform enthalten die Sensoren 104 einen oder mehrere Kraftsensoren 162, Drucksensoren 164, Temperatursensoren 166, Höhensensoren 168 und Winkelsensoren 170.
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Die Kraftsensoren 162 messen eine Last auf einem oder mehreren der Reifen 117 und/oder einen Anpressdruck an einem oder mehreren der Reifen 117, Räder 116 und/oder Achsen 135, 136. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Kraftsensoren 162 auf, gegen oder in der Nähe jeder der Achsen 135, 136 angeordnet. Zusätzlich sind in bestimmten Ausführungsformen Kraftsensoren 162 auf, gegen oder in der Nähe jedes der Reifen 117 und/oder Räder 116 angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen werden Messungen von den Kraftsensoren 162 dem Steuersystem 106 zur Verarbeitung und zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100 bereitgestellt.
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Die Drucksensoren 164 messen einem Druck von einem oder mehreren der Reifen 117. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Drucksensoren 164 auf, gegen oder in der Nähe jedes der Reifen 117 angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen werden Messungen von den Drucksensoren 164 dem Steuersystem 106 zur Verarbeitung und zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100 bereitgestellt.
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Die Temperatursensoren 166 messen die Temperatur eines oder mehrerer der Reifen 117. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Temperatursensoren 166 auf, gegen oder in der Nähe jedes der Reifen 117 angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen werden Messungen von den Temperatursensoren 166 dem Steuersystem 106 zur Verarbeitung und zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100 bereitgestellt.
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Die Höhensensoren 168 messen eine Bodenfreiheit des Fahrzeugs 10. In verschiedenen Ausführungsformen sind einer oder mehrere Höhensensoren 168 (auch als Chassis-Positionssensoren bezeichnet) innerhalb oder nahe einem oder mehreren der Räder 116 angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen werden Messungen von den Höhensensoren 168 dem Steuersystem 106 zur Verarbeitung und zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100 bereitgestellt.
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Die Winkelsensoren 170 messen einen oder mehrere Winkel bezüglich des Fahrzeugs. In bestimmten Ausführungsformen messen die Winkelsensoren 170 einen Querneigungswinkel einer Fahrbahn oder eines Wegs, worauf das Fahrzeug 100 fährt. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen die Winkelsensoren 170 Beschleunigungsmesser, welche die Winkel der Fahrzeuge über Beschleunigungsmessungen bestimmen. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Winkelsensoren 170 enthalten oder Teil der inertialen Messeinheit (IMU). In verschiedenen Ausführungsformen werden Messungen von den Winkelsensoren 170 dem Steuersystem 106 zur Verarbeitung und zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100 bereitgestellt.
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Die Steuerung 106 ist mit den Sensoren 104 und den Anpressdruck-Elementen 101 verbunden. Die Steuerung 106 nutzt Informationen der Sensoren 104 zur Steuerung des Anpressdrucks des Fahrzeugs 100, wie weiter unten beschrieben und in Verbindung mit dem Verfahren 200 in 2 dargestellt.
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Wie in 1 dargestellt, umfasst die Steuereinheit 106 ein Computersystem. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 106 zudem einen oder mehrere der Sensoren von den Sensoren 104 sowie eine oder mehrere andere Vorrichtungen und/oder Systeme und/oder Komponenten davon beinhalten. Darüber hinaus versteht es sich, dass die Steuereinheit 106 anderweitig von der in 1 abgebildeten Ausführungsform abweichen kann. So kann beispielsweise die Steuerung 106 mit einem oder mehreren Ferncomputersystemen und/oder anderen Systemen gekoppelt sein, wie beispielsweise mit dem Lenksystem 150, dem Bremssystem 160 und/oder dem elektronischen Steuersystem 118 des Fahrzeugs 100 und/oder einem oder mehreren anderen Systemen des Fahrzeugs 100.
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In der abgebildeten Ausführungsform beinhaltet das Computersystem der Steuereinheit 106 einen Prozessor 172, einen Speicher 174, eine Schnittstelle 176, ein Speichergerät 178 und einen Bus 180. Der Prozessor 172 führt die Berechnungen und Steuerfunktionen der Steuereinheit 106 aus und kann jede Art von Prozessor oder mehrere Prozessoren, einzelne integrierte Schaltkreise, wie z. B. einen Mikroprozessor oder eine geeignete Anzahl integrierter Schaltkreisvorrichtungen und/oder Leiterplatten, umfassen, die zusammenwirken, um die Funktionen einer Verarbeitungseinheit auszuführen. Während des Betriebs führt der Prozessor 172 eines oder mehrere Programme aus, die im Speicher 174 enthalten sind, und steuert als solches den allgemeinen Betrieb der Steuerung 106 und das Computersystem der Steuerung 106 generell durch Ausführen der hierin beschriebenen Verfahren wie dem in Verbindung mit 2 nachstehend weiter beschriebenen Verfahren.
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Bei dem Speicher 174 kann es sich um eine beliebige Art von geeignetem Speicher handeln. So kann beispielsweise der Speicher 174 verschiedene Arten von dynamischem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), wie beispielsweise SDRAM, die verschiedenen Arten statischer RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten von nichtflüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash) beinhalten. Bei bestimmten exemplarischen Ausführungsformen befindet sich der Speicher 174 auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 172 und/oder ist gemeinsam mit demselben angeordnet. In der abgebildeten Ausführungsform befinden sich im Speicher 174 das vorgenannte Programm 182 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Wert(en) 184 (z.B. den verwendeten Grenzwerten zur Steuerung des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100).
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Der Bus 180 dient zum Übertragen von Programmen, Daten, Status und anderen Informationen oder Signalen zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems der Steuereinheit 106. Die Schnittstelle 176 erlaubt die Kommunikation mit dem Computersystem der Steuereinheit 106, beispielsweise von einem Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens und einer geeigneten Vorrichtung umgesetzt werden. In einer Ausführungsform erhält die Schnittstelle 176 die verschiedenen Daten von den Sensoren der Sensoren 104. Die Schnittstelle 176 kann eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 176 kann zudem eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen beinhalten, um mit Technikern zu kommunizieren, und/oder eine oder mehrere Speicherschnittstellen, die mit Speichervorrichtungen, wie z. B. dem Speichergerät 178, verbunden sein können.
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Bei dem Speichergerät 178 kann es sich um eine geeignete Art von Speichervorrichtung handeln, darunter auch um Direktzugriffsspeichergeräte, wie z. B. Festplattenlaufwerke, Flashsysteme, Diskettenlaufwerke und optische Laufwerke. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Speichervorrichtung 178 ein Programmprodukt, aus dem der Speicher 174 ein Programm 182 empfangen kann, das eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Verfahren der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie beispielsweise die weiter unten in Verbindung mit 2 beschriebenen Schritte. In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann das Programmprodukt direkt im Speicher 174 und/oder auf einer Speicherplatte (z. B. Speicherplatte 186), wie der weiter unten erläuterten, gespeichert sein und/oder anderweitig darauf zugegriffen werden.
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Der Bus 180 kann aus beliebigen zur Verbindung von Computersystemen und Komponenten geeigneten physischen oder logischen Mitteln bestehen. Das schließt ohne Einschränkung auch direkt verdrahtete Verbindungen, Faseroptik, sowie Infrarot- und Drahtlosbustechnologien ein. Während des Betriebs wird das Programm 182 in dem Speicher 174 gespeichert und von dem Prozessor 172 ausgeführt.
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Während diese beispielhafte Ausführungsform im Kontext eines voll funktionierenden Computersystems beschrieben wird, versteht es sich, dass Fachleute auf diesem Gebiet erkennen werden, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmprodukt mit einer oder mehreren Arten von nicht flüchtigen computerlesbaren Signalträgermedien verbreitet werden können, die verwendet werden, um das Programm und die zugehörigen Befehle zu speichern und deren Verbreitung auszuführen, wie ein nicht flüchtiges computerlesbares Medium, welches das Programm und Computerbefehle enthält, die darin gespeichert sind, um einen Computerprozessor (wie den Prozessor 172) zu veranlassen, das Programm auszuführen. Ein derartiges Programmprodukt kann vielerlei Formen annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung in gleicher Weise, unabhängig von der spezifischen für die Verbreitung verwendeten Art von computerlesbarem Signalträgermedium Anwendung findet. Zu den Beispielen für Signalträgermedien gehören: beschreibbare Medien, wie z. B. Disketten, Festplatten, Speicherkarten und optische Speicherplatten, sowie Übertragungsmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es versteht sich, dass cloudbasierte Speicherung und/oder andere Techniken in bestimmten Ausführungsformen auch zur Anwendung kommen können. Ebenso versteht es sich, dass das Computersystem der Steuereinheit 106 sich auch anderweitig von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, beispielsweise darin, dass das Computersystem der Steuereinheit 106 mit einem oder mehreren dezentralen Computersystemen und/oder anderen Steuersystemen gekoppelt werden oder diese anderweitig nutzen kann.
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Es ist offensichtlich, dass das Fahrzeug 100 in einer automatisierten Weise durch Befehle, Anweisungen, und/oder Eingaben betrieben werden kann, die „selbsterzeugt“ an Bord des Fahrzeugs selbst sind. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug 100 durch Befehle, Anweisungen, und/oder Eingaben gesteuert werden, die von einer oder mehreren Komponenten oder Systemen außerhalb des Fahrzeugs 100 erzeugt werden, einschließlich, ohne Einschränkung: andere Fahrzeuge; ein Backend-Serversystem; eine Steuervorrichtung oder ein System, das sich in der Betriebsumgebung befindet; oder dergleichen. In bestimmten Ausführungsformen kann daher das Fahrzeug 100 unter Verwendung von Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Datenkommunikation, Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Datenkommunikation und/oder Infrastruktur-zu-Fahrzeug-Kommunikation unter anderen Variationen (einschließlich teilweiser oder vollständiger Steuerung durch die Fahrer oder andere Bediener in bestimmten Modi, zum Beispiel wie oben diskutiert) steuerbar sein.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren 200 zur Steuerung des Anpressdrucks in einem Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform bereitgestellt. Das Verfahren 200 kann in Verbindung mit dem Fahrzeug 100 der 1 einschließlich der Anpressdruck-Elemente 101 und des Steuersystems 102 davon gemäß verschiedener Ausführungsformen implementiert werden.
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Wie in 2 dargestellt, beginnt das Verfahren 200 mit dem Schritt 202. In einer Ausführungsform beginnt das Verfahren 200, wenn ein Fahrzeug in Betrieb ist, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug in einem „Fahrmodus“ befindet, sich entlang einer Bahn oder Fahrbahn bewegt und/oder bereit für eine Bewegung entlang eines gewünschten Weges ist.
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Ein anfänglicher Anpressdruck wird erhalten (Schritt 202). In einer Ausführungsform umfassen die anfänglichen Ziele für den Anpressdruck einen Standardwert des Anpressdrucks für das Fahrzeug. Auch bei einer Ausführungsform sind die anfänglichen Zielwerte für den Anpressdruck im Speicher 182 der 1 als gespeicherte Werte 184 abgelegt vor dem aktuellen Zündzyklus oder Fahren des Fahrzeugs (z.B. während der Herstellung oder neben anderen möglichen Konfigurationen während der Konfiguration für ein Rennen oder anderer Leistungsmerkmale). Bei einer Ausführungsform umfassen die anfänglichen Ziele für den Anpressdruck einen Standardwert unter mittleren, normalen oder typischen Gegebenheiten und/oder bei Abwesenheit weiterer Parameterdaten. Zusätzlich werden in bestimmten Ausführungsformen separate anfängliche Zielwerte für den Anpressdruck für die Vorder- gegenüber der Hinterachse 135, 136 erhalten. In bestimmten Ausführungsformen enthalten die anfänglichen Ziele für den Anpressdruck separate anfängliche Maximalzielwerte für den Anpressdruck für die Vorder- und Hinterachse 135, 136. In verschiedenen Ausführungsformen sind die anfänglichen Zielwerte des Anpressdrucks über eine oder mehrere zustandsbasierte Techniken festgelegt, abgeleitet aus Fahrereingaben, abgeleitet aus Fahrzeug-Reaktionen und/oder einem oder mehreren oder allen der oben genannten Dinge.
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Es werden verschiedene Daten bezüglich der Parameter des Fahrzeugs erhalten (Schritt 204). In verschiedenen Ausführungsformen enthalten die Daten verschiedene Informationen, Messungen und andere Daten von den Sensoren 104 der 1 bezüglich Parametern zum Fahrzeug 100, dessen Betrieb und/oder der Fahrbahn oder dem Weg, worauf das Fahrzeug 100 fährt. In einer Ausführungsform enthalten die Daten im Schritt 204 die Belastung eines oder mehrerer der Reifen 117 (z. B. gemessen über die Kraftsensoren 162), den Druck für einen oder mehrere der Reifen 117 (z. B. gemessen über den Drucksensoren 164), die Temperatur für einen oder mehrere der Reifen 117 (z. B. gemessen über die Temperatursensoren 166), eine Bodenfreiheit des Fahrzeugs 100 (z. B. gemessen über eine oder mehrere der Höhensensoren 168) sowie einem Querneigungswinkel des Fahrzeugs (z. B. gemessen über die Winkelsensoren 170). Zusätzlich werden in bestimmten Ausführungsformen auch Daten bezüglich eines oder mehrerer Fahrzeugfehler bezüglich Fahrzeugdynamik erhalten, z. B. über das Lenksystem 150, das Bremssystem 160, die ECS 118, das Steuersystem 102 und/oder eines oder mehrere andere Fahrzeugsysteme (z. B. wie über den Fahrzeugbus 107 und/oder das drahtlose System 108 aus solchen anderen Systemen zum Steuersystem 102 übermittelt).
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Es erfolgt eine Bestimmung, ob eine Änderung im Anpressdruck für das Fahrzeug erwünscht ist (Schritt 206). In einer Ausführungsform enthält die Bestimmung mindestens eine Bestimmung, ob eine Verringerung im Anpressdruck (in der Fachwelt auch als „Lastabwurf” bekannt) gewünscht ist. In einer Ausführungsform basiert die Bestimmung im Schritt 206 auf verschiedenen Parameterwerten aus Schritt 204 einschließlich der Last auf einem oder mehreren der Reifen 117, dem Druck für einen oder mehrere der Reifen 117, der Temperatur für einen oder mehrere der Reifen 117, einer Bodenfreiheit des Fahrzeugs 100, einem Querneigungswinkel des Fahrzeugs und/oder Daten bezüglich einem oder mehreren Fahrzeugfehlern hinsichtlich der Fahrdynamik. In verschiedenen Ausführungsformen sind die verschiedenen Parameterwerte miteinander verknüpft, um einen oder mehrere kombinierte Effekte der Parameterwerte festzustellen sowie deren gesamte resultierende Auswirkung auf den gewünschten Anpressdruck für das Fahrzeug 100.
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Beispielsweise in einer Ausführungsform, wenn die Reifenlast einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, ist eine Verringerung vom Anpressdruck erwünscht. Auch in einer Ausführungsform ist eine Verringerung vom Anpressdruck erwünscht, wenn der Reifendruck einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. In einer Ausführungsform ist eine Verringerung vom Anpressdruck erwünscht, wenn die Reifentemperatur einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Zusätzlich ist in einer Ausführungsform auch eine Verringerung im Anpressdruck gewünscht, wenn die Bodenfreiheit niedriger als ein zuvor festgelegter Wert ist. Auch in einer Ausführungsform ist eine Verringerung vom Anpressdruck erwünscht, wenn der Querneigungswinkel einen spitzen Winkel zum Abbiegen des Fahrzeugs 100 darstellt. Zusätzlich ist in einer Ausführungsform auch eine Verringerung vom Anpressdruck erwünscht, wenn einer oder mehrere dynamische Fahrzeugfehler festgestellt werden. In einer Ausführungsform werden alle Werte betrachtet und der niedrigste Wert wird ausgewählt oder genommen. In verschiedenen Ausführungsformen erfolgen die Bestimmung(en) von Schritt 206 durch den Prozessor 172 von 1.
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Wenn in Schritt 206 festgestellt wird, dass eine Änderung vom Anpressdruck nicht gewünscht ist, dann erfolgt die Anpassung des Anpressdrucks (Schritt 208). Insbesondere in einer Ausführungsform unterbleibt im Schritt 208 die Änderung der Anpressdruck-Elemente 101 der 1 und das Fahrzeug 100 arbeitet weiterhin gemäß dem anfänglichen Zielwert für den Anpressdruck von Schritt 202.
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Wenn umgekehrt im Schritt 206 bestimmt wird, dass eine Änderung vom Anpressdruck erwünscht ist, dann wird ein aktualisierter Zielwert für den Anpressdruck bestimmt (Schritt 210). In einer Ausführungsform wird das Ziel für den Anpressdruck während Schritt 210 aufwärts oder abwärts vom anfänglichen Sollwert des Schrittes 202 aktualisiert basierend auf der Kombination der Effekte verschiedener Parameterwerte von Schritt 204. Beispielsweise wird in einer Ausführungsform das Ziel nach unten eingestellt, wenn die Reifenlast einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, der Reifendruck einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, die Reifentemperatur eine vorgegebene Temperatur überschreitet, die Bodenfreiheit kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, der Querneigungswinkel einen spitzen Winkel zum Abbiegen des Fahrzeugs 100 bildet und/oder einer oder mehrere dynamische Fahrzeugfehler festgestellt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Ziel auch nach oben eingestellt werden basierend auf entgegengesetzten Werte eines oder mehrerer Parameter (z.B. wenn die Reifenlast kleiner als der vorgegebene Grenzwert ist, der Reifendruck kleiner als sein vorgegebener Grenzwert ist, die Reifentemperatur kleiner als ihr vorgegebener Grenzwert ist, die Bodenfreiheit kleiner als ihr vorgegebener Wert ist, der Querneigungswinkel einen geringeren Winkel darstellt und wenn keine dynamischen Fahrzeugfehler aufgetreten sind). Zusätzlich werden in bestimmten Ausführungsformen separate Zielvorgaben für den Anpressdruck für die Vorder- gegenüber der Hinterachse 135, 136 vorgenommen, beispielsweise aufgrund von verschiedenen Parameterwerten (z. B. Reifenlast, Reifendruck, Reifentemperatur und/oder Bodenfreiheit) gemessen an der Vorderachse 135 gegenüber der Hinterachse 136. In bestimmten Ausführungsformen enthalten die aktualisierten Ziele für den Anpressdruck zusätzlich separate Maximalzielwerte für den Anpressdruck für die Vorder- und Hinterachse 135, 136. In verschiedenen Ausführungsformen wird der Zielwert für den Anpressdruck durch den Prozessor 172 der 1 aktualisiert.
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Eine Vorder- und Rückseiten-Balance des Fahrzeugs ist angepasst (Schritt 212). In einer Ausführungsform wird die Balance zwischen Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs 100 durch den Prozessor 172 der 1 basierend auf dem aktualisierten Zielwert für den Anpressdruck von Schritt 210 angepasst. Insbesondere in einer Ausführungsform wird die Änderung des Ziels für den Anpressdruck wirksam zwischen Vorder- und Hinterachse 135, 136 des Fahrzeugs 100 verteilt. In einer solchen Ausführungsform wird die Änderung des Ziels für den Anpressdruck wirksam gleichmäßig zwischen Vorder- und Hinterachse 135, 136 verteilt. In einer anderen Ausführungsform, bei der getrennte Zielwerte für den Anpressdruck für die Vorder- und Hinterachse 135, 136 in Schritt 210 aktualisiert werden, wird ein minimaler Funktionsblock mit Bezug auf diejenige Achsen 134 verwendet (z. B. die Vorderachse 135 oder die Hinterachse 136), die zuerst ihren Grenzwert für den Anpressdruck erreichen
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Eine gewünschte Position oder Einstellung eines oder mehrerer Elemente für den Anpressdruck wird bestimmt (Schritt 214). In verschiedenen Ausführungsformen bestimmt der Prozessor 172 der 1 eine gewünschte Position oder Einstellung eines oder mehrerer Anpressdruck-Elemente 101 der 1 (beispielsweise einer oder mehrerer vorderer Tragflügel 151, heckseitigen Spoiler 152, Flügel 153 und/oder Lüftungsklappen 154) zur Erzielung der gewünschten Anpassungen des Anpressdrucks für das Fahrzeug 100 (z. B. für die Vorderachse 135, die Hinterachse 136 oder beide), um den gewünschten aktualisierten Anpressdruck und die Balance zwischen Vorderseite und Rückseite der Schritte 210 und 212 zu erzielen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die gewünschte Position oder Anpassung eine Änderung der Position, einer Endposition oder beides der jeweiligen Anpressdruck-Elemente (101) betreffen (z. B. eine Änderung von Winkel, Öffnungsgröße, physikalischem Ort usw.) und/oder eine bestimmte Wirkung (z. B. durch ein Stellglied, eine Lüftungsklappe oder andere Vorrichtung), die durch den Prozessor 172 gesteuert werden kann, um das gewünschte Ergebnis zu erreichen.
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Die gewünschte Position oder Anpassung eines oder mehrerer Anpressdruck-Elemente wird dann realisiert (Schritt 216). In verschiedenen Ausführungsformen bewirkt der Prozessor 172 der 1 eine Winkeländerung, Bewegung, ein Öffnen oder Schließen oder eine andere Änderung bei Winkel, Position oder Status der jeweiligen Anpressdruck-Elemente 101, um die gewünschte Position oder Anpassung von Schritt 214 zu erreichen. In verschiedenen Ausführungsformen steuert die Steuerung 106 eines oder mehrere Stellglieder, Lüftungsklappen und/oder andere Steuermechanismen zur Verstellung der jeweiligen Anpressdruck-Elemente 101 in dieser Weise (z. B. durch Einstellen eines Winkels oder der Position einer oder mehrerer vorderer Tragflügel 151, heckseitigen Spoiler 152 und/oder Flügel 153 und/oder durch Öffnen oder Schließen einer oder mehrerer Lüftungsklappen 154 unter anderen möglichen Aktionen wie der Steuerung einiger oder aller aktiv gesteuerten Oberflächen) gemäß verschiedener Ausführungsformen.
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Dementsprechend werden Verfahren, Systeme und Fahrzeuge bereitgestellt, welche den Anpressdruck für Fahrzeuge wie etwa für Rennautos oder andere leistungsfähige Fahrzeuge steuern. In verschiedenen Ausführungsformen wird der Anpressdruck durch Betätigung eines oder mehrerer Anpressdruck-Elemente (z. B. einer oder mehrerer vorderen Tragflächen 151, heckseitigen Spoiler 152, Flügel 153 und/oder Lüftungsklappen 154) basierend auf fahrzeugbezogenen Größen wie Reifendruck, Reifentemperatur, Bodenfreiheit, Querneigungswinkel und/oder einem erfassten dynamischen Fahrzeugfehler) angepasst. Derartige Verfahren, Systeme und Fahrzeuge können beispielsweise vorteilhaft sein durch die Optimierung des Anpressdrucks basierend auf unterschiedlichen dynamischen Aspekte eines bestimmten Fahrzeugantriebs oder Zündzyklus (z. B. durch erhöhten Anpressdruck während einer scharfe Kurve und durch reduzierten Anpressdruck, wenn dies angemessen ist, um Luftwiderstand usw. zu reduzieren). Ebenfalls als Ergebnis kann der maximale Anpressdruck in bestimmten Ausführungsformen erhöht werden verglichen mit anderen Fahrzeugen, wo der Anpressdruck des Fahrzeugs nicht während der Fahrt oder dem Zündzyklus eingestellt werden kann.
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Es versteht sich, dass die offenbarten Verfahren, Systeme und Fahrzeuge von denjenigen abweichen können, die in den Figuren dargestellt und hierin beschrieben sind. Das Fahrzeug 100, die Anpressdruck-Elemente 101, das Steuersystem 102 und/oder verschiedene Komponenten derselben können beispielsweise von den in 1 dargestellten und in Verbindung damit beschriebenen abweichen. In ähnlicher Weise versteht es sich, dass das Verfahren 200 von dem in 2 dargestellten abweichen kann und/oder dass einer oder mehrere Schritte gleichzeitig oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge unter anderen möglichen Variationen erfolgen können, als es in 2 dargestellt ist.
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Während mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt wurde, versteht es sich, dass es eine große Anzahl an Varianten gibt. Es versteht sich weiterhin, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration dieser Offenbarung in keiner Weise einschränken sollen. Die vorstehende ausführliche Beschreibung stellt Fachleuten auf dem Gebiet vielmehr einen zweckmäßigen Plan zur Implementierung der beispielhaften Ausführungsform oder von beispielhaften Ausführungsformen zur Verfügung. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der beigefügten Patentansprüche und deren rechtlichen Entsprechungen abzuweichen.
