DE102008039281A1

DE102008039281A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Unterstützung eines Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit einer auf einem Fahrzeugdach angeordneten Dachlast

Info

Publication number: DE102008039281A1
Application number: DE200810039281
Authority: DE
Inventors: Karl-Josef Dr. Ing. Rieger; Markus Dr. Zimmer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2009-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrverhaltens eines Fahrzeuges (1) mit einem auf einem Fahrzeugdach (1.1) angeordneten Dachträger (3), auf dem eine Dachlast (2), insbesondere in Form einer Dachbox (2.1), angeordnet ist, wobei mittels Erfassungseinheiten zumindest Fahrzustandsdaten erfassbar und einer Steuereinheit zuführbar sind, wobei eine Aktorik vorgesehen ist, mittels der in Abhängigkeit der erfassten Fahrzustandsdaten die Dachlast (2) und/oder der Dachträger (3) positionierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit einem auf einem Fahrzeugdach angeordneten Dachträger, auf dem eine Dachlast, insbesondere in Form einer Dachbox, angeordnet ist, wobei mittels Erfassungseinheiten zumindest Fahrzustandsdaten erfassbar und einer Steuereinheit zuführbar sind.
Aus der DE 10 2006 002 973 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeuges bekannt, bei dem Fahrzustandsdaten, insbesondere eine Schwerpunkterhöhung des Fahrzeuges, bedingt durch eine Dachlast auf dem Fahrzeugdach erfasst wird und die dabei erhaltenen Informationen bei einer Einstellung eines Fahrverhaltens des Fahrzeuges im Hinblick auf ein Vermeiden eines Umkippens des Fahrzeuges berücksichtigt werden, wobei ein Bestimmen der Dachlast mit Beginn des Zuladens der Dachlast auf das Fahrzeugdach gestartet wird und abhängig von den erhaltenen Informationen eine Änderung von Einstellungen eines elektronischen Fahrdynamiksystems, insbesondere ein elektronisches Stabilitätsprogramm-System (ESP) des Fahrzeuges aktiviert wird.
Weiterhin ist allgemein bekannt, dass beispielsweise eine auf dem Fahrzeugdach des Fahrzeuges angeordnete Dachlast insbesondere einen Luftwiderstand des Fahrzeuges erhöht, wodurch ein Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges steigt. Darüber hinaus können Dachlasten ein Fahrverhalten des Fahrzeuges verschlechtern und eine Seitenwindempfindlichkeit wird aufgrund der Dachlast deutlich erhöht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren anzugeben, anhand welchen ein Fahrverhalten eines Fahrzeuges mit einer auf einem Fahrzeugdach des Fahrzeuges angeordneten Dachlast, insbesondere einer Dachbox, verbessert sowie ein Kraftstoffverbrauch verringert wird.
Die Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die im Anspruch 5 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrverhaltens eines Fahrzeuges mit einem auf einem Fahrzeugdach angeordneten Dachträger, auf dem eine Dachlast, insbesondere in Form einer Dachbox, angeordnet ist, umfasst Erfassungseinheiten, mittels welchen fortlaufend zumindest Fahrzustandsdaten erfassbar und einer Steuereinheit zuführbar sind. Erfindungsgemäß ist eine Aktorik vorgesehen, mittels der in Abhängigkeit der erfassten Fahrzustandsdaten die Dachlast und/oder der Dachträger positionierbar ist, wodurch eine Aerodynamik des Fahrzeuges verbessert und dadurch in vorteilhafter Weise ein Kraftstoffverbrauch verringert ist. Ferner ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein positives oder ein negatives Giermoment durch Seitenwind-Angriffskraftverlagerung von hinten nach vorn und umgekehrt erzeugbar.
Als Fahrzustandsdaten sind insbesondere fahrdynamische Größen, wie z. B. eine Längsgeschwindigkeit, eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung, eine Gierrate, ein Schwimmwinkel und/oder eine mit diesen korrelierenden Größen, wie beispielsweise ein Bremsdruck, Raddrehzahlen und/oder ein Motordrehmoment erfassbar.
Zusätzlich kann als Zustandsgröße auch ein manuell vom Fahrzeugführer eingebbarer Fahrzeugmodus, wie z. B. "Komfort" oder "Sport", erfassbar sein, wobei in Abhängigkeit des Fahrzeugmodus die Dachlast und/oder der Dachträger positionierbar sind bzw. ist.
Alternativ und/oder zusätzlich können auch Seitenwind, Regen und/oder ein Fahrbahnreibwert als Zustandsgrößen einer Umgebung erfassbar sein.
Besonders bevorzugt ist die Position der Dachlast in vorteilhafter Weise in alle drei Raumrichtungen des Weltkoordinatensystems änderbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch ein Fahrzeug mit einer auf einem Fahrzeugdach angeordneten Dachlast, insbesondere in Form einer Dachbox.
Einander entsprechende Teile sind in der Figur mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einer auf einem Fahrzeugdach 1.1 angeordneten Dachlast 2 in Form einer Dachbox 2.1 dargestellt. Hierzu verfügt das Fahrzeug 1 über einen Dachträger 3, auf dem die Dachlast 2 anordbar sowie befestigbar ist.
Der Dachträger 3 ist insbesondere aus parallel zueinander angeordneten Quer- oder Längsträgern gebildet, die beispielsweise am Fahrzeugdach 1.1 bzw. an einer Dachreling des Fahrzeuges 1 befestigt sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Dachträger 3 als parallel zueinander angeordnete Querträger ausgeführt.
Um einen Luftwiderstand des Fahrzeuges 1 mit auf dem Fahrzeugdach 1.1 angeordneter Dachlast 2 zu verringern und dadurch in vorteilhafter Weise einen Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges 1 zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Position des Dachträgers und/oder der Dachlast 2, insbesondere in Form einer Dachbox 2.1, automatisch veränderbar ist. Hierzu sind Erfassungseinheiten an dem Fahrzeug 1 angeordnet, die bevorzugt fortlaufend Fahrzustandsdaten des Fahrzeuges 1 erfassen.
Dabei sind als Fahrzustandsdaten, insbesondere fahrdynamische Größen des Fahrzeuges 1, wie z. B. eine Längsgeschwindigkeit, eine Längsbeschleunigung, eine Querbeschleunigung, eine Gierrate, ein Schwimmwinkel und/oder eine mit dieser in Zusammenhang stehende Größe, wie z. B. ein Bremsdruck, Raddrehzahlen und/oder ein Motordrehmoment erfassbar.
Beispielsweise kann auch ein von einem Fahrzeugführer manuell eingebbarer Fahrzeugmodus als eine Zustandsgröße erfassbar sein, wobei als Fahrzeugmodi beispielsweise zwischen "Sport" und "Komfort" unterschieden wird.
Denkbar ist auch, dass zusätzlich und/oder alternativ als Zustandsgrößen Umgebungsparameter, wie z. B. Seitenwind, Regen und/oder ein Fahrbahnreibwert, von am Fahrzeug 1 angeordneten Erfassungseinheiten erfassbar sind.
Die jeweils erfassten Signale der Fahrzustandsdaten, des Fahrzeugmodus und/oder der Umgebungsparameter sind bevorzugt einer nicht gezeigten Steuereinheit zuführbar, die eine Auswerteeinheit aufweist. In der Auswerteeinheit werden die jeweiligen erfassten Signale verarbeitet, insbesondere ausgewertet. Hierzu sind in der Auswerteeinheit bezüglich der zu erfassenden Signale Schwellwerte hinterlegt, wobei ab Erreichen bzw. Überschreiten dieser eine Aktorik zur Positionierung der Dachlast 2, insbesondere der Dachbox 2.1, und/oder des Dachträgers ansteuerbar ist. Das heißt, dass die Dachlast 2 in Form der Dachbox 2.1 und/oder der Dachträger 3 in Abhängigkeit der erfassten Signale positioniert werden bzw. wird. Dabei ist die Aktorik beispielsweise über eine Funkverbindung und/oder über eine fest installierte Verbindung, insbesondere über wenigstens ein Kabel an die Steuereinheit gekoppelt.
Insbesondere ist die Aktorik zur Positionierung der Dachlast 2 und/oder des Dachträgers 3 vorzugsweise ab Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgebbaren Längsgeschwindigkeitsschwellwertes ansteuerbar, da bei Fahrgeschwindigkeiten unterhalb des vorgebbaren Längsgeschwindigkeitsschwellwerte aerodynamische Eigenschaften im Hinblick auf eine Kraftstoff sparende Fahrweise nicht realisierbar sind.
Die Positionierung der Dachlast 2 und/oder des Dachträgers 3 ist in vorteilhafter Weise über eine Drehung der Dachlast 2, insbesondere der Dachbox 2.1 um die Querachse X, über eine Drehung der Dachlast 2 um die Längsachse Y und/oder über eine Drehung der Dachlast 2 um die Hochachse Z durchführbar. Hierzu ist die Aktorik, beispielsweise als ein Spindel- und/oder Bandantrieb ausgebildet. Denkbar ist aber auch eine Ausbildung der Aktorik als Zahnradantrieb und/oder als piezoelektrischer Antrieb und/oder als hydraulischer Antrieb und/oder als pneumatischer Antrieb Die Aktorik kann bevorzugt in die Dachlast 2 in Form der Dachbox 2.1 oder in den Dachträger 3 integriert sein.
Um die Aktorik mit elektrischer Energie zu versorgen, ist besonders vorteilhaft vorgesehen, dass beispielsweise auf einer Oberseite O der Dachlast 2, insbesondere der Dachbox 2.1, ein Photovoltaik-Modul angeordnet ist, welches anhand von Sonnenstrahlen elektrische Energie erzeugt.
Alternativ und/oder zusätzlich kann die Versorgung mit elektrischer Energie auch anhand eines Ventilators, mittels dem aus Windkraft elektrische Energie erzeugbar ist, und/oder über eine externe Batterie erfolgen. Die Quelle zur Energieversorgung ist in vorteilhafter Weise in die Dachlast 2 bzw. in die Dachbox 2.1 integrierbar.
Ist die Quelle der Energieversorgung als Photovoltaik-Modul, Ventilator und/oder als eine externe Batterie ausgeführt, wird die Energieversorgung autark durchgeführt.
Selbstverständlich kann die Energieversorgung auch und/oder zusätzlich über ein im Fahrzeug 1 angeordnetes Bordnetz, insbesondere über die Bordnetzbatterie erfolgen.
Beispielsweise ist die Energieversorgung des Aktors berührungslos, insbesondere über Induktion durchführbar.
Durch die Änderung der Position der Dachlast 2 in Form der Dachbox 2.1 kann in vorteilhafter Weise eine auf die Fahrzeugräder 1.2 wirkende Last insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten verteilt werden.
Darüber hinaus wird mittels der Änderung der Position ein Anströmwinkel an der Dachlast 2, insbesondere der Dachbox 2.1 derart verändert, dass sich ein Luftwiderstand verringert, wodurch Kraftstoff eingespart wird.
Tritt z. B. während einer Fahrt des Fahrzeuges 1 starker Seitenwind auf, der von den Erfassungseinheiten als Umgebungsparameter erfasst wird, ist eine Position der Dachlast 2 und/oder des Dachträgers 3 durch Ansteuern des Aktors beispielsweise durch Drehung der Dachlast 2 und/oder des Dachträgers um die Querachse X und/oder um die Hochachse Z veränderbar, wodurch der Luftwiderstand sowie eine Seitenwindempfindlichkeit verringert wird.
Darüber hinaus ist durch die Veränderung der Position der Dachlast 2 und/oder des Dachträgers 3 ein positives oder negatives Giermoment durch eine Seitenwind-Angriffskraftverlagerung von vorn nach hinten und umgekehrt erzeugbar.
In einer möglichen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können an der Dachlast 2 in Form der Dachbox 2.1 Luftleitbleche angeordnet sein, die beispielsweise ab Erreichen bzw. Überschreiten des Längsgeschwindigkeitsschwellwerts ein- und ausfahrbar sind, um zusätzlich aerodynamische Eigenschaften des Fahrzeuges 1 zu verbessern.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in besonders vorteilhafter Weise ein Fahrverhalten bzw. eine Fahrdynamik des Fahrzeuges 1 mit einer auf dem Fahrzeugdach 1.1 angeordneten Dachlast 2 insbesondere in Form der Dachbox 2.1 deutlich verbessert, wodurch sich zusätzlich ein Kraftstoffverbrauch verringert.

1: Fahrzeug
1.1: Fahrzeugdach
1.2: Fahrzeugräder
2: Dachlast
2.1: Dachbox
3: Dachträger
O: Oberseite
X: Querachse
Y: Längsachse
Z: Hochachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006002973 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrverhaltens eines Fahrzeuges (1) mit einem auf einem Fahrzeugdach (1.1) angeordneten Dachträger (3), auf dem eine Dachlast (2), insbesondere in Form einer Dachbox (2.1), angeordnet ist, wobei mittels Erfassungseinheiten fortlaufend zumindest Fahrzustandsdaten erfassbar und einer Steuereinheit zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aktorik vorgesehen ist, mittels der in Abhängigkeit der erfassten Fahrzustandsdaten die Dachlast (2) und/oder der Dachträger (3) positionierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktorik in der Dachlast (2) oder in dem Dachträger (3) angeordnet bzw. integriert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktorik ein Spindelantrieb und/oder ein Bandantrieb und/oder ein Zahnradantrieb und/oder ein piezoelektrischer Antrieb und/oder ein hydraulischer Antrieb und/oder ein pneumatischer Antrieb ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Dachlast (2) und/oder des Dachträgers (3) bei Erreichen bzw. Überschreiten eines Längsgeschwindigkeitsschwellwertes erfolgt.
Verfahren zur Unterstützung eines Fahrverhaltens eines Fahrzeuges (1) mit einem auf einem Fahrzeugdach (1.1) angeordneten Dachträger (3), auf dem eine Dachlast (2), insbesondere in Form einer Dachbox (2.1), angeordnet ist, wobei fortlaufend Fahrzustandsdaten des Fahrzeuges (1) erfasst und einer Steuereinheit zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit erfasster Fahrzustandsdaten die Dachlast (2) und/oder der Dachträger (3) positioniert werden bzw. wird.