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EINLEITUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Aerodynamik des Fahrzeugs und insbesondere auf die Anwendung einer Schwingung auf einen Fahrzeugaußenbereich, um den Luftwiderstand zu verringern und die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs zu erhöhen.
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Es wurde unablässig darauf hingearbeitet, die Kraftstoffeffizienz von Fahrzeugen zu verbessern, um unter anderem die Kraftstoffkosten und/oder Emissionen zu senken. Ein Teil der Bemühungen konzentrierte sich beispielsweise auf das aerodynamische Design von Fahrzeugkarosserien. Weitere Bestrebungen konzentrierten sich auf die Verbesserung der Effizienz der internen Komponenten bei der Transformation von Kraftstoffen in lineare Fahrzeugbewegungen. Weitere Bestrebungen konzentrierten sich auf die Verbesserung der Effizienz in der Energiegewinnung aus der Verbrennung durch verbesserte Kraftstoffzusammensetzungen und Kraftstoffadditive.
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Die Entwicklung autonomer Fahrzeuge hat potenziell neue Wege zur Verbesserung der Fahrzeug-Aerodynamik aufgezeigt, um den Luftwiderstand zu reduzieren und die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen. So können beispielsweise Ausführungen oder Bedingungen, unter denen ein menschlicher Bediener nicht physisch oder komfortabel fahren konnte, jetzt auch in unbelegten Modi genutzt werden. Des Weiteren sind Konstruktionen oder Bedingungen, unter denen ein Mensch nicht physisch oder komfortabel fahren kann, nun auch für nicht besetzte Fahrzeuge möglich.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, Verfahren zum Reduzieren des Luftwiderstands eines Fahrzeugs vorzusehen. So ist es beispielsweise wünschenswert, Verfahren zum Reduzieren des Luftwiderstands eines unbesetzten Fahrzeugs, wie beispielsweise eines nicht besetzten fahrerlosen Fahrzeugs, vorzusehen. Außerdem werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung und den hinzugefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und dem Hintergrund der Erfindung sichtbar.
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KURZDARSTELLUNG
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Es ist ein Verfahren zum Steuern des Betriebs eines unbesetzten Fahrzeugs vorgesehen. Das Verfahren beinhaltet das Bestimmen des nicht besetzten Fahrzeugs. Das Verfahren beinhaltet ferner das Identifizieren einer Energieeinsparung, die sich aus einer Verringerung des Luftwiderstands des unbesetzten Fahrzeugs aufgrund einer kontrollierten Schwingung einer Komponente des unbesetzten Fahrzeugs ergibt. Das Verfahren beinhaltet auch das Aufbringen der kontrollierten Schwingung auf die Komponente des unbesetzten Fahrzeugs.
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Ein Verfahren zum Reduzieren des Luftwiderstands eines Fahrzeugs ist vorgesehen. Das Verfahren zum Reduzieren des Luftwiderstands eines Fahrzeugs beinhaltet das Aufbringen einer kontrollierten Schwingung mit einer ausgewählten Amplitude und einer ausgewählten Frequenz auf eine Außenfläche des Fahrzeugs.
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Ein Fahrzeug ist vorgesehen und beinhaltet eine Vibrationsvorrichtung, die konfiguriert ist, um eine kontrollierte Vibration auf die Außenfläche des Fahrzeugs aufzubringen. Das Fahrzeug beinhaltet weiterhin einen Sensor zum Abtasten eines Fahrzeugparameters. Außerdem beinhaltet das Fahrzeug einen Prozessor, der mit dem Sensor verbunden und konfiguriert ist, um eine mögliche Energieeinsparung zu identifizieren, die sich durch das Aufbringen der kontrollierten Vibration auf die Außenfläche des Fahrzeugs durch die Analyse der Fahrzeugparameter ergibt, und um die Vibrationsvorrichtung zum Aufbringen der kontrollierten Vibration auf die Außenfläche des Fahrzeugs zu aktivieren.
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Diese Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die im Folgenden in der ausführlichen Beschreibung beschrieben sind. Diese Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, noch beabsichtigt sie, als Hilfsmittel verwendet zu werden, um den Umfang des beanspruchten Gegenstands zu ermitteln.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung wird nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, gemäß einer hierin vorgesehenen Ausführungsform;
- 2 ist ein schematisches Diagramm, welches das Fahrzeug von 1 und ein System zum Reduzieren des Luftwiderstands des Fahrzeugs gemäß einer hierin vorgesehenen Ausführungsform veranschaulicht; und
- 3 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines exemplarischen Verfahrens zum Reduzieren des Luftwiderstands des Fahrzeugs gemäß einer hierin vorgesehenen Ausführungsform veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende ausführliche Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung und die Verwendungen der Erfindung nicht einschränken. 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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Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf Elemente oder Funktionen, die miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wie hier verwendet, kann sich „verbunden“ auf ein Element/eine Funktion beziehen, das/die mechanisch mit einem anderen Element/einer Funktion verbunden ist (oder direkt damit kommuniziert), und dies nicht notwendigerweise direkt. Auf ähnliche Weise kann sich „verbunden“, wie hier verwendet, auf ein Element/eine Funktion beziehen, die direkt oder indirekt mit einem anderen Element/einer Funktion verbunden ist (oder direkt oder indirekt damit kommuniziert), und dies nicht notwendigerweise mechanisch. Es sollte jedoch verstanden werden, dass obwohl zwei Elemente weiter unten beschrieben werden, in einer Ausführungsform „verbunden“, bei alternativen Ausführungsformen ähnliche Elemente „gekoppelt“ sein können, und umgekehrt. Obwohl somit die schematischen Diagramme hierin exemplarische Anordnungen von Elementen darstellen, können zusätzliche intervenierende Elemente, Vorrichtungen, Funktionen oder Komponenten bei einer aktuellen Ausführungsform vorhanden sein.
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Weiterhin können unterschiedliche, hierin beschriebene Komponenten und Funktionen unter Verwendung von bestimmten numerischen Deskriptoren, wie beispielsweise erste, zweite, dritte usw. sowie Positions- und/oder Winkeldeskriptoren, wie beispielsweise horizontale und vertikale, bezeichnet werden. Allerdings können solche Deskriptoren ausschließlich für beschreibende Zwecke in Bezug auf Zeichnungen verwendet werden, und sollten nicht als einschränkend ausgelegt werden, da die unterschiedlichen Komponenten bei anderen Ausführungsformen neu geordnet sein können. Es sollte auch bedacht werden, dass die 1-3 lediglich veranschaulichend und nicht maßstabsgetreu sind.
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Die hierin vorgesehenen Ausführungsformen ermöglichen es, den Luftwiderstand eines Fahrzeugs durch gezieltes Aufbringen von kontrollierten Schwingungen auf ausgewählte Außenflächen des Fahrzeugs zu reduzieren, d. h. durch Vibrieren der Außenflächen des Fahrzeugs. Es wurde bestimmt, dass das Vibrieren von ausgewählten Außenflächen bei ausgewählten Frequenzen und Amplituden den Luftwiderstand abhängig von verschiedenen Fahrzeugparametern reduzieren kann. Es werden Verfahren, Systeme und Fahrzeuge bereitgestellt, um die optimale Anwendung von kontrollierten Vibrationen auf Außenflächen zu bestimmen und um zu ermitteln, ob die Energie, die zum Erzeugen dieser kontrollierten Vibrationen eingesetzt wird, geringer ist als die Energieeinsparung durch die Reduktion des Luftwiderstands.
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1 veranschaulicht ein Fahrzeug 10. Ein exemplarisches Fahrzeug 10 ist ein Automobil, LKW oder SUV. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 ein unbesetztes Fahrzeug, d. h. ein autonomes Fahrzeug, das keinen menschlichen Fahrer erfordert und keine Fahrgäste aufnimmt. Wie dargestellt, weist Fahrzeug 10 eine Außenfläche 12 auf. Eine exemplarische Außenfläche 12 kann durch verschiedene Komponenten des Fahrzeugs 10 gebildet werden, unter anderem die Motorhaube, das Dach, die Heckklappe, die Frontblende, die Motorhaube, die Lufteinlassplatte, die Heckscheibe, die Windschutzscheibe, die Fenster, das Hubtor, der Spoiler, die Tür, der Dachträger, das Karosserieblech, die Radkastenabdeckung oder die Fahrwerkskomponente.
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Wie weiterhin dargestellt, ist das Fahrzeug mit einem Prozessor 14 in Verbindung mit einem Sensor 16, einem Sensor 18 und einer Betätigungsvorrichtung 20 ausgestattet. Die Betätigungsvorrichtung 20 ist konfiguriert, um eine kontrollierte Vibration auf die Außenfläche 12 des Fahrzeugs 10 aufzubringen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Betätigungsvorrichtung 20 mit der Außenfläche 12 des Fahrzeugs 10 physikalisch gekoppelt sein. Insbesondere ist die Betätigungsvorrichtung 20 in 1 mit der Außenfläche 12 gekoppelt, die von der Haube des Fahrzeugs 10 gebildet wird.
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In einer exemplarischen Ausführungsform ist der Sensor 16 konfiguriert, um die Nichtbesetzung des Fahrzeugs zu erfassen. Insbesondere kann der Sensor 16 erfassen, ob sich ein Fahrer im Fahrzeug befindet, da ein autonomes Fahrzeug 10 wahlweise selbst- oder menschengeführt werden kann, und/oder ob sich Fahrgäste im Fahrzeug 10 befinden. Der Sensor 16 kann alle geeigneten Sensorvorrichtungen oder -systeme verwenden, um die Nichtbesetzung des Fahrzeugs zu erfassen. So kann der Sensor 16 beispielsweise Gewichts- oder Massensensoren in Fahrzeugsitze oder -böden, Wärmesensoren, Bewegungsmelder, Mikrofone, Beschleunigungssensoren, Dehnungsmessstreifen, Kameras, Infrarotsensoren oder Kameras oder andere geeignete Sensoren integrieren. Weiterhin, obwohl ein einzelner Sensor 16 in 1 dargestellt ist, ist zu verstehen, dass der Sensor 16 eine Vielzahl von Sensoren darstellen kann, einschließlich verschiedener Sensortypen.
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In einer exemplarischen Ausführungsform erfasst ein Sensor 18 Fahrzeugparameter, wie beispielsweise Höhe, Temperatur, Luftdruck, Fahrzeuggeschwindigkeit und -richtung, Gierrate, Luftgeschwindigkeit und -richtung, Straßenprofil, Straßenqualität, Lenkradposition, Fahrzeugbeschleunigung, Motordrehmoment und Reifendruck. Das Fahrzeug 10 kann mit einer Vielzahl von Sensoren 18 ausgestattet sein, einschließlich einer Vielzahl von jedem Sensortyp zum Erfassen eines ausgewählten Fahrzeugparameters. Ein exemplarischer Sensor 18 kann ein Empfänger für Telematikinformationen sein, wie beispielsweise von einem Global Positioning System (GPS) oder einem anderen Positionierungssystem, einem Kompass, einem Barometer, einem Tachometer, einem Thermometer, einem mikroelektromechanischen System (MEMS), einem piezoresistiven Dehnungsmessstreifen, einer kapazitiven Vorrichtung, einer magnetischen Vorrichtung, einer piezoelektrischen Vorrichtung, einer optischen Vorrichtung, einer potentiometrischen Vorrichtung, einer resonanten Vorrichtung oder einem Trägheitsmoment.
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Gemeinsam können der Sensor 16 und der Sensor 18 als Diagnosesystem betrachtet werden. Das Diagnosesystem kann zum Erfassen und Messen der beschriebenen Parameter eingesetzt werden. Weiterhin sind die Sensoren 16 und 18 elektronisch über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung mit dem Prozessor 14 gekoppelt. Der Prozessor 14 kann verschiedene Module zum Empfangen und Konvertieren von Signalen von jedem Sensor 16 und 18 sowie zum Verarbeiten von Signalen beinhalten. Weiterhin kann der Prozessor 14 einen Speicher zum Speichern von Bibliotheken mit Vergleichsdaten beinhalten oder mit diesem verbunden sein. So kann beispielsweise der Prozessor 14 Daten vom Sensor 16 empfangen, die anzeigen, dass weniger als 5 Kilogramm (kg), d. h. im Wesentlichen kein zusätzliches Gewicht oder eine zusätzliche Masse, auf den Fahrzeugsitzen und dem Fahrzeugboden gemessen wird. Somit kann der Prozessor 14 die vom Sensor 16 empfangenen Daten mit einem Schwellenwert vergleichen, um die Nichtbesetzung des Fahrzeugs zu bestimmen. Weiterhin kann der Prozessor 14 Daten von den Sensoren 18 bezüglich der aus Höhe, Temperatur, Luftdruck, Fahrzeuggeschwindigkeit und -richtung, Giergeschwindigkeit, Luftgeschwindigkeit und -richtung, Straßenprofil und/oder Reifendruck ausgewählten Fahrzeugparameter empfangen.
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Der Prozessor 14 ist weiterhin mit den Betätigungsvorrichtungen 20 gekoppelt. Jede exemplarische Betätigungsvorrichtung 20 ist konfiguriert, um eine kontrollierte Vibration auf eine ausgewählte Außenfläche 12 des Fahrzeugs 10 aufzubringen. Das Fahrzeug 10 kann eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen 20 beinhalten, einschließlich einer Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen 20 an jeder externen Komponente, wie zum Beispiel der Haube, dem Dach, der Heckklappe, der Frontblende, der Motorhaube, der Lufteinlassplatte, der Heckscheibe, der Windschutzscheibe, den Fenstern, dem Hubtor, dem Spoiler, der Tür, dem Dachträger, dem Karosserieblech, der Radkastenabdeckung und der Fahrgestellkom ponente.
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In einer exemplarischen Ausführungsform ist jede Betätigungsvorrichtung 20 konfiguriert, um eine kontrollierte Vibration auf die Außenfläche 12 aufzubringen, mit der die Betätigungsvorrichtung 20 gekoppelt ist. Insbesondere kann jede Betätigungsvorrichtung konfiguriert werden, um eine Vibration mit einer ausgewählten Frequenz und einer ausgewählten Amplitude abhängig von den Fahrzeugbedingungen aufzubringen. Eine exemplarische Betätigungsvorrichtung 20 ist ein Trägheitsschwinger, ein elektrodynamischer Erreger, eine Schallquelle, ein piezoelektrisches Stellglied, ein aktives mechanisches Gestänge, ein Drehmomentwandler-Kupplungsschlupf, ein elektrischer Antriebsmotor, eine Formgedächtnislegierung oder ein aktiver Federungsdämpfer. Eine derartige Betätigungsvorrichtung 20 kann mit einer anderen Fahrzeugkomponente gekoppelt werden, um die kinetische Energie der anderen Komponente in Vibrationsenergie an der Außenfläche 12 umzuwandeln. Weiterhin kann eine exemplarische Betätigungsvorrichtung 20 an eine Stromquelle, wie beispielsweise die Autobatterie, angeschlossen und mit einer Versorgungsspannung aus der Stromquelle versorgt werden.
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Der Prozessor 14 ist programmiert mit oder programmiert um die Energiekosten für das Aufbringen der kontrollierten Vibration bei einer gewählten Frequenz und einer gewählten Amplitude an jeder Betätigungsvorrichtung 20 zu berechnen. So kann beispielsweise der Prozessor 14 mit einer Erregungsenergie programmiert sein oder programmiert werden, um eine Erregungsenergie zu berechnen, die erforderlich ist, um jede kontrollierte Vibration an jeder Betätigungsvorrichtung 20 aufzubringen. Weiterhin ist der exemplarische Prozessor 14 konfiguriert, um die von den Sensoren 18 empfangenen Fahrzeugparameter zu analysieren und eine Energieeinsparung zu identifizieren, die sich aus einer Reduktion des Luftwiderstands des Fahrzeugs 10 durch kontrollierte Vibrationen, die von jeder Betätigungsvorrichtung 20 oder durch ausgewählte Kombinationen von Betätigungsvorrichtungen 20 erzeugt werden, ergibt. So kann beispielsweise der Prozessor 14 Gleichungen oder Tabellen zur Reduktion des Luftwiderstands programmiert haben, die sich aus dem Vibrieren jeder ausgewählten Außenfläche 12 bei ausgewählten Frequenzen und ausgewählten Amplituden ergeben.
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In bestimmten Ausführungsformen kann der Prozessor 14 die Energieeinsparungen, die sich aus einer Reduktion des Luftwiderstands des Fahrzeugs 10 ergeben, mit den Energiekosten, d. h. der Erregungsenergie, für die Anwendung der kontrollierten Vibration an jeder ausgewählten Betätigungsvorrichtung 20 vergleichen. Dieser Vergleich kann herangezogen werden, um zu bestimmen, ob eine kontrollierte Vibration durch die Betätigungsvorrichtungen 20 ausgelöst werden soll, d. h. ob der Prozessor 14 die Betätigungsvorrichtungen 20 anweist, die kontrollierte Vibration aufzubringen.
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Weiterhin erfassen die Sensoren 18 in einer exemplarischen Ausführungsform die Fahrzeugparameter, während das Fahrzeug 10 betrieben wird. Ebenso fährt der Prozessor 14 fort, die Energiekosten für das Aufbringen von kontrollierten Vibrationen und Energieeinsparungen aus der Reduktion des Luftwiderstands des Fahrzeugs 10 durch die kontrollierten Vibrationen zu berechnen. In einer exemplarischen Ausführungsform empfängt der Prozessor 14 Daten von verschiedenen Sensoren 16 und 18 über einen festen Zeitraum oder ein Intervall. Das Intervall kann eine beliebige Zeitdauer aufweisen, wird aber in der exemplarischen Ausführungsform hierin mit fünf Sekunden angegeben. Der Prozessor 14 vergleicht die im unmittelbaren Intervall empfangenen Daten mit den im nächsten Intervall empfangenen Daten. So werden beispielsweise Daten, die während des unmittelbar abgeschlossenen Fünf-Sekunden-Intervalls (vor 0 bis 5 Sekunden) empfangen wurden, mit Daten verglichen, die während des vorhergehenden Fünf-Sekunden-Intervalls (vor 5 bis 10 Sekunden) empfangen wurden. Der Prozessor 14 nutzt diesen Vergleich, um vorherzusagen, wie die Fahrzeugbedingungen zum Zeitpunkt der Änderung des aktuellen Betriebszustands zu sein scheinen. Der Prozessor führt die vorhergesagten Fahrzeugbedingungen einer Nachschlagetabelle zu, die darüber entscheidet, wie das Fahrzeug am effizientesten betrieben wird, d. h. an welchen Stellen im Fahrzeug und mit welcher Frequenz/Amplitude Vibrationen aufgebracht werden. Diese Tabelle wird basierend auf Tests und CAE-Analysen erstellt. Wenn der Prozessor 14 Daten vergleicht und den Fahrzeugzustand vorhersagt, hält er das Fahrzeug bis zum nächsten Zyklus im Betriebszustand.
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Somit kann der Prozessor 14 fortlaufend die Energieeinsparungen berechnen und überwachen, die sich aus der Reduktion des Luftwiderstands des Fahrzeugs 10 ergeben, und die kontrollierte Vibration für eine optimale Energieeinsparung anpassen. So kann beispielsweise die Vibration an ausgewählten Betätigungsvorrichtungen 20 deaktiviert oder aktiviert oder durch Erhöhen oder Verringern der Frequenz und/oder Amplitude verändert werden.
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Dadurch können verschiedene kontrollierte Vibrationen an verschiedenen Stellen eingesetzt und fortlaufend angepasst werden, um die Fahrzeug-Aerodynamik zu optimieren. So kann beispielsweise der Prozessor 14 eine erste Betätigungsvorrichtung 20 zum Aufbringen einer ersten gesteuerten Vibration eine erste ausgewählte Amplitude und eine erste ausgewählte Frequenz zur Außenfläche 12 des Fahrzeugs 10 an einer ersten Komponente oder Stelle signalisieren und eine zweite Betätigungsvorrichtung 20 zum Aufbringen einer zweiten gesteuerten Vibration kann eine zweite ausgewählte Amplitude und eine zweite ausgewählte Frequenz zur Außenfläche 12 des Fahrzeugs 10 an einer zweiten Komponente oder Stelle signalisieren. Weiterhin kann der Prozessor 14 die ersten und zweiten kontrollierten Vibrationen, d. h. die Frequenz und/oder Amplitude der ersten und zweiten kontrollierten Vibrationen, anpassen, um die Fahrzeug-Aerodynamik zu optimieren.
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2 ist eine schematische Darstellung der Zusammenschaltung von Komponenten von 1 in einem System 30. Wie dargestellt, beinhaltet das Fahrzeug 10 eine Vielzahl von externen Komponenten 24 mit Außenflächen 12. So können beispielsweise die externen Komponenten 24 eine Haube, ein Dach, eine Heckklappe, eine Frontblende, eine Motorhaube, eine Lufteinlassplatte, eine Heckscheibe, eine Windschutzscheibe, ein Fenster, eine Hubtor, ein Spoiler, eine Tür, ein Dachträger, ein Karosserieblech, eine Radkastenabdeckung oder eine Fahrwerkskomponente sein.
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Das Fahrzeug 10 in 2 beinhaltet ein Diagnosesystem 40 mit einem Sensor 16 und einer Vielzahl von Sensoren 18. In bestimmten Ausführungsformen kann der Sensor 16 als einer der Vielzahl von Sensoren 18 betrachtet werden. Weiterhin kann der Sensor 16 mehr als einen Sensor 16 darstellen. Wie dargestellt, ist jeder Sensor 16 und 18 elektronisch mit dem Prozessor 14 gekoppelt. Die Verbindung zwischen jedem Sensor 16 und 18 und dem Prozessor 14 kann drahtgebunden oder drahtlos sein.
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Der Prozessor 14 ist ebenfalls elektronisch mit jeder Betätigungsvorrichtung 20 gekoppelt. Die Verbindung zwischen dem Prozess oder 14 und jeder Betätigungsvorrichtung 20 kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Die Betätigungsvorrichtungen 20 können in ein Betätigungssystem 50 eingebunden werden, das zwischen dem Prozessor 14 und den externen Komponenten 24 zwischengeschaltet ist.
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Jede Betätigungsvorrichtung 20 kann physikalisch mit der jeweiligen externen Komponente 24 gekoppelt werden. Eine physikalische Verbindung zwischen einer Betätigungsvorrichtung 20 und der jeweiligen externen Komponente 24 ist jedoch nicht erforderlich. So kann beispielsweise eine Betätigungsvorrichtung 20 eine kontrollierte Vibration auf die jeweilige externe Komponente 24 ausüben, indem sie Luft (oder ein anderes Gas) oder Schallwellen auf die jeweilige externe Komponente 24 richtet, ohne eine physikalische Verbindung zwischen der Betätigungsvorrichtung 20 und der jeweiligen externen Komponente 24 herzustellen.
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Ein Verfahren 100 zum Betreiben des Systems 30 des Fahrzeugs 10 aus 2 ist in 3 dargestellt. Das Verfahren 100 beinhaltet bei Schritt 102 das Bestimmen des nicht besetzten Fahrzeugs. So kann beispielsweise der Sensor 16 erfassen, ob das Fahrzeug besetzt ist. Schritt 102 kann durchgeführt werden, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Dieser Schritt kann bei bestimmten Ausführungsformen optional sein. Bei Ausführungsformen, bei denen beispielsweise die kontrollierte Vibration den Fahrer oder die Insassen nicht ablenkt oder stört, muss Schritt 102 nicht befolgt werden. In Fällen, in denen kontrollierte Vibrationen die Fähigkeit des Fahrers zum sicheren Führen des Fahrzeugs beeinträchtigen oder den Fahrer oder die Insassen stören können, kann Schritt 102 das Aufbringen der kontrollierten Vibrationen auf die Außenflächen des Fahrzeugs verhindern. Insbesondere, wenn das Fahrzeug bei Schritt 102 besetzt ist, dann fährt das Verfahren 100 mit Schritt 104 fort, wobei das Fahrzeug in einem vibrationsfreien Zustand gehalten wird.
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Wenn das Fahrzeug nicht besetzt ist oder in Ausführungsformen, in denen der Besetztzustand irrelevant ist, kann das Verfahren 100 bei Schritt 106 mit dem Erfassen der Fahrzeugparameter fortfahren. So können beispielsweise Sensoren 18, wie vorstehend beschrieben, Fahrzeugparameter erfassen. Die Fahrzeugparameter werden von den Sensoren 18 an den Prozessor 14 übermittelt. Der Prozessor 14 führt Schritt 108 aus, in dem Energieeinsparungen identifiziert werden, d. h. die Fahrzeugparameter signalisieren, dass ein kontrolliertes Vibrationsschema den Luftwiderstand reduziert. So kann beispielsweise der Prozessor 14 unter Berücksichtigung der von den Sensoren 18 empfangenen Fahrzeugparametern mögliche Schemata für das Aufbringen von kontrollierten Vibrationen auf ausgewählte Außenflächen des Fahrzeugs analysieren. Diese Analyse wird durchgeführt, um zu bestimmen, wie viel Luftwiderstand und Energiekosten durch die kontrollierten Vibrationen der Fahrzeugkomponenten reduziert werden können. Weiterhin kann der Prozessor 14 Energieeinsparungswerte abrufen oder Energieeinsparungswerte basierend auf dem optimierten oder anderweitig gewählten Schema für das Aufbringen von kontrollierten Vibrationen berechnen.
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Bei Schritt 110 kann der Prozessor 14 die Erregungsenergie identifizieren, die zum Aufbringen der ausgewählten kontrollierten Vibrationen auf die ausgewählte Außenfläche im gewählten Schema erforderlich ist, d. h. die Erregungsenergiekosten. So kann beispielsweise der Prozessor 14 die Erregungsenergiekosten berechnen. Weiterhin vergleicht der Prozessor 14 im Anfrageblock 112 die in Schritt 110 ermittelten erregten Energiekosten mit den in Schritt 108 ermittelten Energieeinsparungen.
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Wenn die Energieeinsparungen nicht höher sind als die Energiekosten, dann wird mit dem Verfahren 100 die kontrollierte Vibration nicht auf die ausgewählten Außenflächen aufgebracht. Vielmehr wiederholt das Verfahren 100 den Schritt 106 und fährt in einer Schleife fort, bis das Fahrzeug ausgeschaltet wird oder der Prozessor angewiesen wird, das Verfahren 100 zu beenden.
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Wenn die Energieeinsparungen höher sind als die Energiekosten beim Anfrageblock 112, dann wendet das Verfahren 100 die kontrollierte Vibration auf die ausgewählten Außenflächen bei Schritt 114 an. Weiterhin wiederholt das Verfahren 100 den Schritt 106 und kann mit dem Erfassen und Sammeln von Fahrzeugparametern in Echtzeit fortfahren, um das Schema für das Aufbringen der kontrollierten Vibration weiter zu aktualisieren und zu modifizieren. Die Wiederholung der Schritte 106 bis 114 ermöglicht eine fortlaufende Überwachung der Energieeinsparungen, die sich aus der Reduktion des Luftwiderstands des Fahrzeugs ergeben, und ermöglicht das Anpassen der kontrollierten Vibration, um eine optimale Energieeinsparung zu erzielen. So kann beispielsweise das Verfahren 100 eine Amplitude und/oder eine Frequenz der auf die Komponente des nicht besetzten Fahrzeugs aufgebrachten kontrollierten Vibration basierend auf den fortlaufend erfassten Fahrzeugparametern verändern.
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Während mindestens ein exemplarischer Aspekt in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung dargestellt worden ist, sollte darauf hingewiesen werden, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es versteht sich weiterhin, dass der exemplarische Aspekt bzw. die exemplarischen Aspekte lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten eine bequeme Roadmap zur Implementierung eines exemplarischen Aspektes der Erfindung zur Verfügung stellen. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, die in einem exemplarischen Aspekt beschrieben sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.
