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Die Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs.
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Aus dem Stand der Technik (zum Beispiel
DE 100 50 219 A1 ,
DE10114276 A1 oder
DE102011113907 A1 ) sind Fahrzeugkomponenten oder Fahrzeugoberflächen bekannt, die verstellt werden können, um beispielsweise eine Luftkühlung von temperaturbelasteten Komponenten oder die Aerodynamik des Fahrzeugs zu verbessern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System bzw. ein Verfahren zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs bereitzustellen, mit welchem die Optik eines Fahrzeugs ohne großen Aufwand verändert werden kann.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs, wobei das System aufweist:
- - eine Erfassungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, Betriebsparameter des Fahrzeugs zu erfassen;
- - einen Aktuator, der dazu eingerichtet ist, die Komponente zwischen einer ersten Position und einer zweite Position zu verstellen, wobei ein Verstellen von der ersten Position über die zweite Position wieder in die erste Position einen Verstellzyklus definiert; und
- - eine mit der Erfassungsvorrichtung und dem Aktuator gekoppelte Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, von der Erfassungsvorrichtung zumindest einen Betriebsparameter zu empfangen und den Aktuator so zu steuern, dass die Größe eines Stellparameters des Verstellzyklus in Abhängigkeit der Größe des erfassten Betriebsparameters eingestellt wird.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst:
- - Erfassen eines Betriebsparameters des Fahrzeugs; und
- - Verstellen der Komponente zwischen einer ersten Position und einer zweite Position durch einen Aktuator,
wobei ein Verstellen von der ersten Position über die zweite Position wieder in die erste Position einen Verstellzyklus definiert und
wobei der Aktuator so gesteuert wird, dass die Größe eines Stellparameters des Verstellzyklus in Abhängigkeit der Größe des erfassten Betriebsparameters eingestellt wird.
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Unter einem Fahrzeug im Sinne des vorliegenden Dokuments ist jegliche Fahrzeugart zu verstehen, mit der Personen und/oder Güter fortbewegt werden können. Mögliche Beispiele dafür sind: Kraftfahrzeug, Lastkraftwagen, Landfahrzeuge, Busse, Fahrkabinen, Seilbahnkabinen, Aufzugkabinen, Schienenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge (z.B. Schiffe, Boote, U-Boote, Tauchglocken, Hovercraft, Tragflächenboote), Luftfahrzeuge (Flugzeuge, Hubschrauber, Bodeneffektfahrzeuge, Luftschiffe, Ballone). Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug. Ein Kraftfahrzeug in diesem Sinne umfasst einen Kraftwagen, ein Kraftrad und eine Zugmaschine.
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Mit der Kopplung, z.B. die Kopplung der Erfassungsvorrichtung bzw. dem Aktuator mit der Steuereinheit, ist im Rahmen des vorliegenden Dokuments eine kommunikative Verbindung gemeint. Die kommunikative Verbindung kann kabellos (z.B. Bluetooth, WLAN, Mobilfunk) oder kabelgebunden (z.B. mittels einer USB-Schnittstelle, Datenkabel, etc.) sein.
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Mit der Erfassungsvorrichtung können ein oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs erfasst werden. Je nachdem, welcher Betriebsparameter erfasst wird, kann die Erfassungsvorrichtung unterschiedliche Komponenten umfassen. Vorteilhafterweise umfasst die Erfassungsvorrichtung ein Steuergerät, welches dazu eingerichtet ist, einen Betriebsparameter zu erfassen. Die Erfassungsvorrichtung kann aber auch als Teil der Steuereinheit ausgebildet sein und von verschiedenen Fahrzeugkomponenten Betriebsparameter erfassen.
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Betriebsparameter sind solche Parameter, die in irgendeiner Weise den Betrieb des Fahrzeugs bzw. einer Fahrzeugkomponente des Fahrzeugs beschreiben. Vorzugsweise ist der Betriebsparameter ein Fahrparameter des Fahrzeugs. Ein Fahrparameter bezieht sich auf die Parameter, die während der Fahrt des Fahrzeugs für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs relevant sind.
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Auch wenn sich in dem vorliegenden Dokument die Beschreibungen jeweils nur auf einen Betriebsparameter beziehen, so ist damit dennoch gemeint, dass mehrere Betriebsparameter erfasst und zur Steuerung des Aktuators herangezogen werden können. Mit anderen Worten kann die Steuerung des Aktuators über mehrere erfasste Betriebsparameter erfolgen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Betriebsparameter des Fahrzeugs einer der folgenden: Leistungsparameter des Antriebsmotors des Fahrzeugs, Antriebsmotordrehzahl des Fahrzeugs, Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Beschleunigung des Fahrzeugs, Temperatur des Antriebsmotors des Fahrzeugs, Fahrmodus des Fahrzeugs, Fahrwerksparameter des Fahrzeugs, Lenkungsparameter des Fahrzeugs oder Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs.
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Vorteilhafterweise kann der Betriebsparameter ein Fahrmodus, wie beispielsweise „Sport“, „Normal“ oder „Eco“, sein.
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Vorzugsweise ist der Betriebsparameter die Antriebsmotordrehzahl des Fahrzeugs.
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Vorzugsweise definiert der Begriff Betriebsparameter nicht nur einen bestimmten Wert eines Parameters, sondern den Verlauf eines Parameters über einen gewissen Zeitraum. Beispielsweise wird ein Betriebsparameter über einen vorbestimmten Zeitraum erfasst und der Aktuator wird daraufhin aufgrund des erfassten Verlaufs des Betriebsparameters gesteuert. So kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs über einen vorbestimmten Zeitraum aufgezeichnet und ausgewertet werden; in Abhängigkeit des ausgewerteten Geschwindigkeitsverlaufs wird dann ein Stellparameter des Verstellzyklus geregelt. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise der Drehzahlwert (Kurzform für Antriebsmotordrehzahlwert) des Fahrzeugs über einen vorbestimmten Zeitraum aufgezeichnet und ausgewertet werden; in Abhängigkeit des ausgewerteten Drehzahlverlaufs wird dann ein Stellparameter des Verstellzyklus geregelt.
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Mit dem Begriff Aktuator ist im vorliegenden Dokument ein Antriebselement gemeint, welches dazu geeignet ist, die Komponente zu verstellen. Bei Ansteuerung des Aktuators durch die Steuereinheit wird das von der Steuereinheit ausgesendete elektrische Signal durch den Aktuator in eine mechanische Bewegung umgesetzt. Wird eine Komponente beispielsweise verstellt, indem angehoben und abgesenkt wird, so umfasst der Aktuator einen hydraulischen und/oder elektrischen Kolben.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Komponente eine der folgenden: Karosseriekomponente des Fahrzeugs, Interieurkomponente des Fahrzeugs oder Exterieurkomponente des Fahrzeugs.
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Das Verstellen der Komponente zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position kann zumindest einen der folgenden Bewegungsabläufe umfassen: Anheben, Absenken, horizontales Verschieben, Drehen, Schwenken, Verformen. Vorzugsweise umfasst das Verstellen der Komponente zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position das Anheben und Absenken dieser Komponente. Mit dem Anheben Absenken der Komponente ist eine Verschiebung in der Fahrzeugvertikalen gemeint.
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Ein kompletter Verstellzyklus beschreibt dabei das Bewegen der Komponente von einer ersten Position in eine zweite Position und wieder zurück in die erste Position. Mit dem Begriff „Stellparameter des Verstellzyklus“ sind ein oder mehrere Parameter gemeint, die den Verstellzyklus beschreiben. Der Stellparameter ist also ein Parameter, der die Bewegung der Komponente von der ersten Position in die zweite Position und wieder zurück in die erste Position beschreibt. Dabei kann der Stellparameter ein Parameter sein, der sich auf eine Zeit und/oder einen Ort bezieht.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Stellparameter des Verstellzyklus einer der folgenden: Dauer des Verstellzyklus oder Stellweg zwischen der ersten Position (I) und der zweiten Position (II).
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Für den Fall, dass es mehrere Verstellzyklen gibt, kann der Stellparameter die Pausendauer zwischen einem ersten Verstellzyklus und einem zweiten Verstellzyklus, welcher auf den ersten Verstellzyklus folgt, sein.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Verstellzyklus mehrere Verstellabschnitte. In diesem Fall ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Aktuator so zu steuern, dass die Größe eines Stellparameters für den jeweiligen Verstellabschnitt in Abhängigkeit der Größe des jeweiligen erfassten Betriebsparameters eingestellt wird.
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Ein Beispiel für mehrere Verstellabschnitte ist ein Verstellzyklus, bei dem die Bewegung der Komponente von der ersten Position in die zweite Position als erster Verstellabschnitt und die Bewegung der Komponente von der zweiten Position in die erste Position als zweiter Verstellabschnitt bezeichnet wird. Alternativ kann der Verstellzyklus drei Verstellabschnitte umfassen; dann bezeichnet die Bewegung der Komponente von der ersten Position in die zweite Position einen ersten Verstellabschnitt, ein Verweilen in der zweiten Position einen zweiten Verstellabschnitt und die Bewegung der Komponente von der zweiten Position in die erste Position einen dritten Verstellabschnitt.
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Ein Stellparameter des ersten Verstellabschnitts kann beispielsweise die Dauer des ersten Verstellabschnitts und/oder der Stellweg des ersten Verstellabschnitts sein.
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Vorteilhafterweise kann das System bzw. das Verfahren zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs durch einen Insassen, vorzugsweise den Fahrer, ein-bzw. ausgeschaltet werden. Weiterhin kann die Größe bzw. maximale Größe eines Stellparameters des Verstellzyklus manuell eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Fahrzeug mit einem System gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgestattet.
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Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen System zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für das Verfahren zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs nach dem zweiten Aspekt der Erfindung und andersherum; vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Systems. An dieser Stelle nicht explizit beschriebene vorteilhafte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Systems.
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Bei dem oben beschriebenen System bzw. Verfahren zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs können ein oder mehrere Betriebsparameter erfasst werden, eine oder mehrere Komponenten verstellt werden und der Aktuator bzw. die Aktuatoren so gesteuert werden, dass ein oder mehrere Stellparameter des Verstellzyklus in Abhängigkeit des erfassten Betriebsparameters bzw. der erfassten Betriebsparameter eingestellt werden.
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Während der Fahrt bzw. während Haltephasen des Fahrzeugs können sich unterschiedliche Abschnitte, in denen unterschiedliche Komponenten in Abhängigkeit unterschiedlicher Betriebsparameter verstellt werden, aneinanderreihen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- 1 zeigt schematisch ein System zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
- 2 zeigt schematisch ein System zum Verstellen einer Komponente eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
- 3a-d zeigen Beispiele für verschiedene Verstellzyklen mit den dazugehörigen Stellparameter.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs 100 mit einem System zum Verstellen eines Motorhaubenelements 10 des Fahrzeugs 100. Das Motorhaubenelement 10 kann über einen Stellmotor 2 von einer geschlossenen Position I in eine geöffnete Position II bewegt werden. Eine Drehzahlmessungsvorrichtung 1 misst die Drehzahl des Fahrzeugs 100 und sendet den Drehzahlwert an eine Steuereinheit 3 des Fahrzeugs 100. In Abhängigkeit der Größe des Drehzahlwertes bzw. in Abhängigkeit der Größe der Änderung des Drehzahlwertes wird der Stellweg S des Motorhaubenelements 10, die Anzahl der Verstellzyklen und die Pausen zwischen den Verstellzyklen durch die Steuereinheit 3 gesteuert. Dafür wertet die Steuereinheit 3 den empfangenen Drehzahlwert bzw. die empfangene Drehzahlwertänderung aus und sendet den entsprechenden Befehl an den Stellmotor 2, der dann den entsprechenden Stellweg S für jeden Verstellzyklus einstellt. Mit anderen Worten ist die Bewegung des Motorhaubenelements 10 an den Drehzahlwert bzw. den Verlauf des Drehzahlwerts gekoppelt. Dabei erinnert die Bewegung des Motorhaubenelements 10 an die Bewegung eines Muskels, zum Beispiel eines Brustmuskels, wodurch ein Atmen des Fahrzeugs imitiert wird. Dadurch, dass die Bewegung des Motorhaubenelements 10 an den Drehzahlwert bzw. den Verlauf des Drehzahlwerts gekoppelt ist, wird das Gefühl vermittelt, dass das Fahrzeug bei größerer Anstrengung „schwerer“ atmet. Dadurch gewinnt das Fahrzeug an Lebendigkeit und Emotionalität.
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Zusätzlich kann durch die Steuereinheit 3 festgelegt werden, wie viele Verstellzyklen es geben soll, wie groß der jeweilige Stellweg bzw. Stellwegabschnitt ist, wie groß die Pausen zwischen den einzelnen Verstellzyklen sind und wie schnell der jeweilige Verstellzyklus bzw. der jeweilige Stellwegabschnitt des Verstellzyklus durchlaufen wird. Dies steuert die Steuereinheit 3 beispielsweise als Reaktion auf eine Erhöhung bzw. Reduzierung des Drehzahlwerts, zum Beispiel bei einem Gangwechsel oder beim Beschleunigen bzw. Verzögern. Zum Beispiel steuert die Steuereinheit 3 den Stellmotor 2 so, dass bei einem Gangwechsel die schnelle Änderung der Drehzahl durch eine schnelle Durchführung des Verstellzyklus widergespiegelt wird. Dadurch wird ein Ein- und Ausatmen als Vorbereitung für eine größere Anstrengung imitiert.
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2 zeigt eine schematische Frontansicht eines Fahrzeugs 100 mit einem System zum Verstellen einer Cockpitkomponente 10 des Fahrzeugs 100. Die Cockpitkomponente 10 wird anhand eines Kolbenmechanismus 2 verstellt. Ein Steuergerät 3 des Fahrzeugs 100 steuert in Abhängigkeit von Messgrößen, die durch eine Messvorrichtung 1 empfangen werden, die Bewegungen der Cockpitkomponente 10. Die Messgrößen dabei sind: Drehzahl-Messgröße, Antriebstemperatur und Geschwindigkeits-Messgröße. Die Messvorrichtung 1 ist in dem Steuergerät 3 integriert und empfängt Messdaten von Sensorsystemen bzw. Fahrzeugkomponenten des Fahrzeugs 100, die die Messgrößen angeben. Die Messvorrichtung 1 empfängt beispielsweise die aktuelle Motordrehzahl, die aktuelle Antriebstemperatur und die vorherige Geschwindigkeit und übergibt diese an das Steuergerät 3. Das Steuergerät 3 steuert den Kolbenmechanismus 2 daraufhin so, dass die Stellparameter des Verstellzyklus, zum Beispiel Anzahl der Verstellzyklen pro Zeiteinheit und Pausendauer zwischen den einzelnen Verstellzyklen, in Abhängigkeit der empfangenen Betriebsparameter (Motordrehzahl, Antriebstemperatur und Geschwindigkeit) eingestellt und/oder geändert werden.
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In 3a bis 3d sind Verstellzyklen-Typen i-viii und deren dazugehörige Stellparameter jeweils in S(Stellweg)-t (Zeit)-Diagrammen veranschaulicht.
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In 3a sind zwei verschiedene Verstellzyklen-Typen i und ii dargestellt, bei welchen zwar der Stellweg S1 und S2 gleich groß ist, aber bei welchen die für einen Verstellzyklus benötigte Zeitspannen T1 und T2 variieren. Jeder Verstellzyklus weist zwei Verstellabschnitte A1 und A2 auf. A1 ist der Verstellabschnitt, in dem die jeweilige Komponente von der ersten Position in die zweite Position verstellt wird; dabei wird der Stellweg S1 bzw. S2 zurückgelegt. A2 ist der Verstellabschnitt, in dem die jeweilige Komponente von der zweiten Position wieder zurück in die erste Position verstellt wird; dabei wird wiederum der Stellweg S1 bzw. S2 zurückgelegt.
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In 3b sind zwei verschiedene Verstellzyklen-Typen iii und iv dargestellt, bei welchen zwar die Zeitspanne T3 bzw. T4 gleich groß ist, aber bei welchen die Stellwege S3 und S4 variieren.
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Bei den in 3a und 3b gezeigten Verstellzyklen folgt ein Verstellzyklus unmittelbar auf den nächsten Verstellzyklus. Bei den in 3c gezeigten Verstellzyklen-Typen v und vi folgt bei Verstellzyklus-Typ vi ein Verstellzyklus unmittelbar auf den nächsten Verstellzyklus. Bei Verstellzyklus-Typ v jedoch ist zwischen zwei aufeinander folgenden Verstellzyklen eine Pause mit der dazugehörigen Pausendauer P. Während der Pause wird die Komponente nicht bewegt und verharrt in der ersten Position. Vorstellbar wäre alternativ oder zusätzlich ein Verharren in der zweiten Position, also eine Pause in der zweiten Position.
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In 3d sind zwei weitere Verstellzyklen-Typen vii und viii abgebildet. Bei diesen Verstellzyklen-Typen weist ein Verstellzyklus jeweils drei Verstellabschnitte A1, A2 und A3 auf. A1 ist der Verstellabschnitt, in dem die jeweilige Komponente von der ersten Position in die zweite Position verstellt wird; dabei wird der Stellweg S7 bzw. S8 zurückgelegt. A3 ist der Verstellabschnitt, in dem die jeweilige Komponente von der zweiten Position wieder zurück in die erste Position verstellt wird; dabei wird wiederum der Stellweg S7 bzw. S8 zurückgelegt. A2 stellt einen Verstellabschnitt dar, bei welchem die Komponente in der zweiten Komposition für eine bestimmte Dauer gehalten wird, ehe sie in Verstellabschnitt A3 wieder in die erste Position bewegt wird.
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Mit den oben beschriebenen Verstellzyklen-Typen lassen sich verschiedene Szenarien beschreiben, wobei verschiedene Verstellzyklen-Typen aneinander gereiht werden können, um ein bestimmtes Szenario darzustellen.
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Denkbare Szenarien für das Verstellen einer Komponente in Abhängigkeit der Größe des erfassten Betriebsparameters sind beispielsweise:
- - nach Starten des Motors, bevor das Fahrzeug in Bewegung gesetzt wird;
- - beim Halten des Fahrzeugs mit laufendem Motor, zum Beispiel an einer Ampel oder im Stau; und/oder
- - nach dem Halten des Fahrzeugs bei ausgeschaltetem Motor.
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Durch das oben beschriebene Verstellen bestimmter Fahrzeugkomponenten kann der Eindruck entstehen, als ob das Fahrzeug einen sich bewegenden (Brust-)Muskel (Ausdehnung und Schrumpfung) oder eine sich bewegende Lunge hätte; bei rhythmischer Verstellung dieser Fahrzeugkomponenten wird ein Atmen des Fahrzeugs simuliert.
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Dadurch hat der Kunde das Gefühl, dass das Fahrzeug „lebendig, emotional“ ist; ist der Betriebsparameter die Drehzahl, so kann das „Atmen“ mit einer Anstrengung verknüpft werden. Je höher die Drehzahl steigt, desto größer ist die Anstrengung und desto größer die Bewegung der Fahrzeugkomponente(n). Beispielsweise ergibt sich beim Gangwechsel durch die schnelle Änderung der Drehzahl eine schnelle Bewegung der Fahrzeugkomponente, was wie ein schnelles Ein-und Ausatmen wirkt.
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Das „atmende Fahrzeug“ (also die Bewegung der Fahrzeugkomponente in Abhängigkeit des erfassten Betriebsparameters) wird so dem Körpergefühl und der Empfindung für Anstrengung und Erholung angepasst. So kann das Verstellen der Komponente(n) so angepasst werden, dass der Eindruck vermittelt wird, als ob das „atmende Fahrzeug“ vor einem Rennen einen erhöhten Puls - ausgedrückt durch starkes, tiefes Atmen (Anspannung, starkes Einatmen vor der Anstrengung) - hat, während des Rennen sehr schnell atmet, so dass die Brust-/Lungen-Bewegungen nicht mehr wahrgenommen werden und am Ende des Rennen wieder eine starke Bewegung der Atmung und der Brust zum Erholen bzw. Beruhigen hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10050219 A1 [0002]
- DE 10114276 A1 [0002]
- DE 102011113907 A1 [0002]
