DE10340979A1

DE10340979A1 - Kraftfahrzeug mit einer veränderbaren Öffnung in der Fahrzeugkabine

Info

Publication number: DE10340979A1
Application number: DE10340979A
Authority: DE
Inventors: Bertram Seydell; Horst Prof. Dr.-Ing. Oehlschläger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-09-14
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Bei Kraftfahrzeugen wie Pkws können durch ein geöffnetes Schiebedach oder ein geöffnetes Seitenfenster während des Fahrbetriebs sogenannte Wummergeräusche in Form eines dumpfen Dröhnens auftreten, die von den Fahrzeuginsassen als störend empfunden werden. Derartige Wummergeräusche können mit Sensoren ermittelt werden. Diese liefern beim Auftreten von Wummergeräuschen eine Stellgröße, die die Größe der Öffnung des Schiebedachs oder des Seitenfensters automatisch so ändert, dass die Wummergeräusche verringert oder minimiert werden. DOLLAR A Aufgabe ist es, eine derartige Anordnung so weiterzubilden, dass eine Gegenmaßnahme schon vor dem Auftreten der Wummergeräusche ausgelöst werden kann. DOLLAR A Die Sensoren (2, 9-12) sprechen auf einen oder eine Kombination von mehreren Parametern an, wie insbesondere die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die Strömungsrichtung der Luft, zeitliche Druckunterschiede der Luft, Druckunterschiede zwischen verschiedenen Stellen der Fahrzeugkabine, eine durch die Luft auf einen Windabweiser ausgeübte Kraft, eine zeitliche Änderung einer der Parameter, oder die Periodendauer der Änderung einer der Parameter.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit einer veränderbaren Öffnung in der Fahrzeugkabine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In einem Kraftfahrzeug, wie insbesondere einem Pkw, können während der Fahrt durch eine Öffnung in der Fahrzeugkabine, wie ein geöffnetes Schiebedach oder ein geöffnetes Seitenfenster, sogenannte Wummergeräusche innerhalb der Fahrzeugkabine auftreten. Derartige Wummergeräusche werden von Fahrzeuginsassen subjektiv als dumpfes Dröhnen oder auch als eine periodische Folge von kleinen explosionsartigen Vorgängen in der Ferne wahrgenommen. Die Geräusche können von den Insassen des Fahrzeugs als unangenehm empfunden werden. In der Regel lassen sich derartige Wummergeräusche durch Änderung der Größe der Öffnung, z.B. durch Verstellung eines Schiebedachs oder eines Seitenfensters, verringern oder minimieren. Eine derartige manuelle Einstellung ist aber oft nicht möglich, wenn z.B. der Fahrer einziger Insasse im Kraftfahrzeug ist. Außerdem kann durch Versuche einer manuellen Einstellung während des Fahrbetriebs die Aufmerksamkeit des Fahrers beeinträchtigt und die Verkehrssicherheit verringert werden.

Es ist bekannt ( DE 196 33 188 C1 ), die Wummergeräusche in der Fahrzeugkabine durch ein Mikrofon zu erfassen und daraus eine Steuergröße für eine automatische Änderung der Öffnung auf ein solches Maß abzuleiten, dass die Wummergeräusche verringert, minimiert oder vermieden werden. Damit auf diese Weise durch die Steuergröße die Einstellung des Schiebedachs oder des Seitenfensters verändert werden kann, müssen jedoch die Wummergeräusche bereits vorhanden sein. Es gibt also eine störende Verzögerung zwischen dem Auftreten der Wummergeräusche und ihrer automatischen Verringerung. Es ist auch bekannt ( DE 199 37 458 A1 ), für eine derartige automatische Änderung der Öffnung weitere Fahrzeugparameter wie die Fahrzeuggeschwindigkeit oder den Luftdruck in der Fahrzeugkabine auszuwerten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen automatischen Änderung der Größe einer Öffnung in der Fahrzeugkabine zur Verringerung der Wummergeräusche so weiterzubilden, dass die Wummergeräusche unabhängig von ihrer Art besser und rechtzeitiger erfasst werden und die automatische Verringerung früher eingeleitet werden kann, gegebenenfalls schon vor ihrer störenden Wahrnehmung durch die Fahrzeuginsassen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Bei der Erfindung sprechen somit innerhalb oder außerhalb der Fahrzeugkabine vorgesehene Sensoren auf einen oder eine Kombination mehrerer der folgenden Parameter an bestimmten Stellen der Fahrzeugkabine an: Strömungsgeschwindigkeit der Luft, Strömungsrichtung der Luft, zeitliche Druckunterschiede der Luft, Druckunterschiede zwischen verschiedenen Stellen in der Fahrzeugkabine, eine durch die Luft auf einen an der Fahrzeugkabine angeordneten Windabweiser ausgeübte Kraft, eine zeitliche Änderung einer der oben genannten Parameter und die Periodendauer der Änderung eines oder mehrerer der genannten Parameter.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass durch Erfassung dieser Parameter für sich allein oder in bestimmten Kombinationen eine optimale Erfassung der Wummergeräusche zur Gewinnung der Stellgröße erzielt werden kann. Im Gegensatz zu einem Mikrofon können diese Parameter bereits vor der störenden Wahrnehmung der Wummergeräusche erfasst und ausgewertet werden. Die automatische Verringerung der Wummergeräusche durch die genannte Stellgröße kann also bereits in einer Art Vorlauf erfolgen, bevor eine Störung tatsächlich von den Fahrzeuginsassen wahrgenommen werden kann. Insgesamt kann durch die Erfindung, die unangenehme Wahrnehmung der Wummergeräusche durch die Fahrzeuginsassen verringert werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung dient die Stellgröße zur mechanischen Verstellung des Windabweisers oder sogenannten Spoilers relativ zur Wand der Fahrzeugkabine, entweder alleine oder zusätzlich zu der Verstellung des Schiebedachs oder des Seitenfensters. Es hat sich gezeigt, dass unabhängig vom Fahrzeugtyp auch eine derartige Verstellung des Windabweisers zur Verringerung der Wahrnehmbarkeit der Wummergeräusche beitragen kann.

Dabei kann die Stellgröße zur Änderung der Neigung des Windabweisers relativ zur Fahrzeugkabine dienen oder auch das Maß der Ausfahrung des Windabweisers aus der Fahrzeugkabine steuern. Die Sensoren können sowohl innerhalb als auch außerhalb der Fahrzeugkabine angeordnet sein. Der optimale Anbringungsort wird dabei vorzugsweise durch Versuche empirisch ermittelt. Vorzugsweise kann eine Verstellung des Windabweisers durch ein adaptiv geregeltes Verdrehen oder Verwinden des Windabweisers erfolgen. Der Windabweiser kann somit im Anstellwinkel oder geometrisch verändert werden, um ein Wummern zu unterdrücken. Mit diesem adaptiven Verfahren kann man entsprechend der erfassten Werte den Windabweiser verstellen. Auch ist es möglich, den Windabweiser mit piezoelektrischen Materialien zu beschichten oder auszubilden bzw. mit Aktuatoren oder Aktuatormaterialien, so dass der Windabweiser über diese Materialien, also über eine Art intelligente Werkstoffe, seine Form bzw. seine Winkelstellung verändert, um somit die Wummergeräusche zu unterdrücken. Piezokeramiken wären für einen solchen Einsatz möglich. Auch wäre es möglich, einen Piezostapelaktuator, der in die große Halbachse eines elektrisch geformten Rahmens eingebracht wird, zu verwenden, um somit die Geometrie des Windabweisers verändern zu können. Als Aktuatoren können sowohl flächige elektrodierte Piezofolien als auch Piezofasern mit Kammerelektronik verwendet werden. Neben den Piezoaktuatoren wären auch magnetisch betriebene Formgedächtnislegierungen möglich, da sich Dehnungen im Prozentbereich realisieren lassen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung liegen im Weg der Stellgröße eine Zeitkonstante oder Totzeiten, die die Häufigkeit der automatischen Verstellung der Öffnung und/oder des Windabweisers begrenzen. Dadurch wird verhindert, dass die automatische Verstellung, die in der Regel akustisch von den Fahrzeuginsassen wahrgenommen wird, zu häufig erfolgt und dadurch für die Insassen unangenehm wirkt.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind die Mittel für die Einwirkung der Sensoren auf die Öffnung in der Fahrzeugkabine oder auf den Windabweiser manuell abschaltbar. Das kann z.B. vorteilhaft sein, wenn die akustisch wahrnehmbare automatische Verstellung als störend empfunden wird oder auch wenn Personen in dem Fahrzeug stehen, um von oberhalb des Fahrzeugsdachs die Umgebung zu überwachen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen
1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Pkw in einer vereinfachten Darstellung und
2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit mehreren Sensoren.
1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Pkw mit einer Fahrzeugkabine 1, einem Sensor 2, einer Steuerelektronik 3, einem bidirektionalen Datenbus 4, einem verstellbaren Schiebedach 5, einem Datenbus 6 zwischen dem Sensor 2 und der Steuerelektronik 3 und einer relativ zur Fahrzeugkabine 1 in Neigung und/oder Lage verstellbaren Windabweiser oder Spoiler 8. Das Schiebedach 5 bildet in dem Dach der Fahrzeugkabine 1 eine Öffnung 7, deren Größe durch mechanische oder elektromechanische Verstellung des Schiebedachs 5 veränderbar ist.
Die Wirkungsweise zur Verringerung der Wummergeräusche ist folgende: Während des Fahrbetriebs werden zunächst das Schiebedach 5 und dadurch die Größe der Öffnung 7 nach den Wünschen der Fahrzeuginsassen eingestellt. Der Sensor 2 ist in der Lage, einen oder mehrere der genannten Parameter für die Ermittlung von Wummergeräuschen auszuwerten. Das sind z.B. die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die Strömungsrichtung der Luft, die durch die Luftströmung auf den Windabweiser ausgeübte Kraft oder eine durch die Luftströmung bewirkte mechanische Verstellung des Windabweisers 8. Wenn einer der Parameter oder eine bestimmte Kombination dieser Parameter Signale erzeugen, die Schwellwerte übersteigen, die erfahrungsgemäß auf ein vorhandenes oder bevorstehendes Wummergeräusch hindeuten, erzeugt die Auswertelektronik 3 aus dem Signal von dem Sensor 2 eine Stellgröße zur Verstellung des Schiebedachs 5 und/oder des Windabweisers 8. Diese Schwellwerte für die einzelnen Parameter sind vorzugsweise empirisch ermittelt und in Form eines Programms oder Algorithmus gespeichert. Beim Überschreiten der Schwellwerte als Indiz für ein Wummergeräusch liefert die Steuerelektronik 3 über den Datenbus 4 eine Stellgröße zu dem elektromechanischen Antrieb für das verstellbare Schiebedach 5. Entsprechend einer vorgegeben, gespeicherten Abhängigkeit oder einem bestimmten Programm bewirkt das Signal eine Verstellung des Schiebedachs 5 und damit eine Änderung der Größe der Öffnung 7 in der Fahrzeugkabine 1 derart, dass das Wummergeräusch verringert, minimiert oder weitestgehend beseitigt wird. Der bidirektionale Datenbus 4 dient in der Gegenrichtung zur Übertragung von Signalen für die jeweilige Ist-Stellung des Schiebedachs 5.
2 zeigt wieder eine Fahrzeugkabine 1 mit den Bauteilen von 1. Außer dem Sensor 2 von 1 sind weitere Sensoren 9, 10, 11, 12 vorgesehen, die unabhängig voneinander verschiedene Parameter innerhalb oder außerhalb der Fahrzeugkabine auswerten, wie z.B. die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die Strömungsrichtung der Luft, den Luftdruck an verschiedenen Stellen der Fahrzeugkabine und dergl. Die Signale für diese Parameter werden einzeln oder in bestimmten Kombinationen entsprechend einem Programm oder einem Algorithmus in der Steuerelektronik ausgewertet und liefern über den Datenbus 4 ein Signal für die Verstellung des Schiebedachs 5 zur Verringerung der Wummergeräusche. Zusätzlich kann die Steuerelektronik 3 über den Datenbus 6 auch ein Signal für die Verstellung des Windabweisers 8 liefern, wenn, je nach Fahrzeugtyp, erfahrungsgemäß die Winkelstellung des Windabweisers 8 relativ zu der Wand der Fahrzeugkabine 1 oder das Maß, um das der Windabweiser 8 aus der Fahrzeugkabine herausgefahren ist, Einfluss auf die in der Fahrzeugkabine 1 wahrnehmbaren Wummergeräusche haben.

Claims

Kraftfahrzeug mit einer veränderbaren Öffnung (7) in der Fahrzeugkabine (1) und mit Sensoren (7, 9–12) für durch die Öffnung (7) verursachte Wummergeräusche zur Erzeugung einer Stellgröße, die die Größe der Öffnung (7) zur Minimierung der Wummergeräusche ändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (7, 9–12) auf einen oder eine Kombination mehrerer der folgenden Parameter an bestimmten Stellen der Fahrzeugkabine (1) ansprechen: a) Strömungsgeschwindigkeit der Luft, b) Strömungsrichtung der Luft, c) zeitliche Druckunterschiede der Luft, d) Druckunterschiede zwischen Stellen in der Fahrzeugkabine (1), e) eine auf einen an der Fahrzeugkabine (1) angeordneten Windabweiser (8) durch die Luft ausgeübte Kraft, f) zeitliche Änderung eines der Parameter gemäß a)–e), g) Periodendauer der Änderung eines der Parameter a)–e).
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße zur mechanischen Verstellung des Windabweisers (8) relativ zu der Wand der Fahrzeugkabine (1) dient.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße zur Änderung der Neigung des Windabweisers (8) relativ zur Fahrzeugkabine (1) dient.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgröße das Maß der Ausfahrung des Windabweisers (8) aus der Fahrzeugkabine (1) steuert.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Weg der Stellgröße eine Zeitkonstante oder Totzeiten vorgesehen sind, die die Häufigkeit der automatischen Verstellung des Schiebedachs (5) und/oder des Windabweisers (8) begrenzen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2, 9–12) innerhalb der Fahrzeugkabine (1) angeordnet sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2, 9–12) außerhalb der Fahrzeugkabine (1) angeordnet sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Einwirkung der Sensoren (2, 9–12) auf die Öffnung (7) in der Fahrzeugkabine (1) oder auf den Windabweiser (8) manuell abschaltbar sind.