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TECHNISCHES GEBIET
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Die Offenbarung bezieht sich allgemein auf Fahrzeuge mit aktiven aerodynamischen Elementen und den damit verbunden Steuerverfahren.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge verwenden häufig aerodynamische Elemente zum Ändern des Luftstroms um das Fahrzeug. Die aerodynamischen Elemente dienen typischerweise der Erhöhung des aerodynamischen Anpressdrucks des Fahrzeugs, um die dynamischen Fahreigenschaften des Fahrzeugs zu erhöhen. Solche aerodynamischen Elemente beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, Spoiler, Flügel, und Frontspoiler. Typischerweise erhöht sich zusammen mit einer Erhöhung, des durch die aerodynamischen Elemente erzeugten, aerodynamischen Anpressdrucks auch der Strömungswiderstand des Fahrzeugs, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten.
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Einige Fahrzeuge verwenden aktive aerodynamische Elemente. Diese aktiven Elemente können ihre Form ändern und/oder umpositioniert werden, um die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs zu verändern, während das Fahrzeug in Bewegung ist, typischerweise um die Handhabung und die Reaktion des Fahrzeugs zu verbessern. Diese aktiven aerodynamischen Elemente können auch verwendet werden, um die Bremsung des Fahrzeugs zu unterstützen. Zusätzlich können diese aktiven aerodynamischen Elemente verwendet werden, um einen auf ein Kühlsystem des Fahrzeugs gerichteten Luftstrom zu verändern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeugs einen Motor zum Antreiben des Fahrzeugs und mindestens ein aktives aerodynamisches Element, konfiguriert, um eine variable Stärke eines aerodynamischen Anpressdrucks auf das Fahrzeug zu erzeugen, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. Das Fahrzeug beinhaltet auch mindestens einen Fahrereingabe-Sensor, konfiguriert zur Erfassung einer Fahrereingabe und zum Erzeugen eines Mitkopplungssignals, das ein gewünschtes Verhalten des Fahrzeugs anzeigt. Das Fahrzeug beinhaltet zusätzlich eine Steuerung in Kommunikation mit dem mindestens einen Fahrereingabesensor und dem mindestens einen aktiven aerodynamischen Element, konfiguriert, um mindestens das eine aktive aerodynamische Element mindestens teilweise in Reaktion auf das Mitkopplungssignal zu regeln.
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Jedes des mindestens einen aktiven aerodynamischen Elements kann ein Stellglied beinhalten, konfiguriert, um entweder eine Form zu ändern, oder das jeweilige aktive aerodynamische Element in Bezug zum Fahrzeug umzupositionieren, um dadurch den aerodynamischen Anpressdruck des Fahrzeugs zu variieren. In diesem Fall kann die Steuerung so konfiguriert sein, dass sie das Stellglied jedes aktiven aerodynamischen Elements mindestens teilweise in Reaktion auf das Mitkopplungssignal steuert.
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Das Fahrzeug kann auch ein Lenkrad, eine Beschleunigungsvorrichtung beinhalten, konfiguriert zur Regelung einer Drehmomentausgabe des Motors, und einen Bremshebel, konfiguriert zum Verlangsamen der Bewegung des Fahrzeugs. In diesem Fall kann der mindestens eine Fahrereingabesensor mindestens einen Lenkradsensor beinhalten, der zur Erfassung einer Drehstellung des Lenkrades konfiguriert ist, ein Beschleunigungsvorrichtungssensor, der zur Erfassung der Position der Beschleunigungsvorrichtung konfiguriert ist, und ein Bremshebelsensor, der zur Erfassung der Position des Bremshebels konfiguriert ist.
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Falls der mindestens eine Fahrereingabesensor den Lenkradsensor beinhaltet, kann die Steuerung so konfiguriert werden, dass sie mithilfe der erfassten Drehstellung des Lenkrads ermitteln kann, dass das gewünschte Verhalten des Fahrzeugs eine gewünschte Querbeschleunigung des Fahrzeuges während der Kurvenfahrt ist. Zusätzlich kann in diesem Fall das erzeugte Mitkopplungssignal die gewünschte laterale Beschleunigung anzeigen.
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Das Fahrzeug kann auch mindestens einen Fahrzeugleistungssensor beinhalten, der in Kommunikation mit der Steuerung steht. Jeder dieser Fahrzeugleistungssensoren kann so konfiguriert sein, dass er das momentane Verhalten des Fahrzeugs erfasst und ein Rückkopplungssignal erzeugt, welches das erfasste momentane Verhalten des Fahrzeugs anzeigt.
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Das Fahrzeug kann zusätzlich ein Laufrad beinhalten, worin der Motor für den Antrieb des Fahrzeugs mit dem Lauf gekoppelt ist. Der mindestens eine Fahrzeugleistungssensor kann mindestens einen Raddrehzahlsensor beinhalten, der konfiguriert ist, um eine Drehgeschwindigkeit des Laufrades zu erfassen, einen Beschleunigungssensor, der konfiguriert ist, um eine seitliche oder Längsbeschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen, und ein Giergeschwindigkeitssensor, der konfiguriert ist, um eine Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu erfassen. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um eine momentane seitliche Beschleunigung des Fahrzeugs unter Verwendung von mindestens einem Fahrzeugleistungssensor zu erfassen. In diesem Fall kann die Steuerung zusätzlich so konfiguriert sein, dass sie das mindestens eine aktive aerodynamische Element in Reaktion auf die gewünschte seitliche Beschleunigung und die ermittelte momentane Querbeschleunigung des Fahrzeugs regelt, d. h. sowohl mit dem Mitkopplungs- als auch dem Rückkopplungssignal.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines derartigen aerodynamischen Elements.
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Noch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschreibt ein System zum Steuern eines aerodynamischen Anpressdrucks eines Fahrzeugs.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren lassen sich leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Durchführungsmodi der Lehren ableiten, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs unter Anwendung aktiver aerodynamischer Elemente gemäß einer Ausführung der Offenbarung.
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2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines aktiven aerodynamischen Elements, des in 1 gezeigten Fahrzeugs, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass Begriffe, wie „oben”, „unten”, „nach oben”, „unten”, „oben”, „unten” usw. beschreibend für die Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen des Umfangs der Offenbarung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, darstellen. Weiterhin können die Lehren hierin in Bezug auf die funktionalen bzw. logischen Blockkomponenten bzw. verschiedene Verarbeitungsschritte beschrieben sein. Es ist zu beachten, dass derartige Blockkomponenten aus einer beliebigen Anzahl von Hardware, Software- bzw. Firmware-Komponenten aufgebaut sein können, die konfiguriert sind, um die spezifizierten Funktionen auszuführen. Außerdem kann der Begriff „gekoppelt sein”, wie hier verwendet, entweder eine direkte Verbindung zwischen Komponenten oder eine indirekte Verbindung bezeichnen, wobei die betroffenen Komponenten nicht in physischem Kontakt miteinander stehen.
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Bei den Figuren, in denen gleiche Bauteile aus verschiedenen Blickwinkeln mit gleichen Nummern dargestellt sind, handelt es sich um ein Fahrzeug 100, ein Steuersystem 110 und ein Verfahren 200, wie sie hier beschrieben sind.
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In den exemplarischen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 100 ein Automobil. Es versteht sich jedoch, dass das Fahrzeug 100 mit einem Leistungs- oder Rennfahrzeug, Industriefahrzeug, Motorrädern, Flugzeugen, Wasserfahrzeugen, oder einer anderen ähnlichen Vorrichtung implementiert sein kann.
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Das Fahrzeug 100 der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet eine Vielzahl von Laufrädern 102. Die Laufräder 102 können auf den Erdboden, eine Fahrbahn, und/oder andere Oberflächen wirken, wie für Fachleute zu verstehen ist. Ein Reifen (nicht dargestellt) kann beispielsweise mit einem oder mehreren Laufrädern 102 gekoppelt sein, wie ebenfalls für Fachleute zu verstehen ist. Das Fahrzeug 100 beinhaltet auch einen Motor 104 zur Erzeugung der Bewegung. Der Motor 104 ist operativ verbunden oder gekoppelt mit mindestens einem der Laufräder 102, um die betreffenden Räder zu drehen. Der Motor 104 kann ein Motor sein, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein Elektromotor, oder eine andere Vorrichtung zur Erzeugung einer Bewegung, wie von Fachleuten zu verstehen ist. Das Fahrzeug 100 kann auch ein Getriebeblock 106 beinhalten, der den Motor 104 mit mindestens einem der Laufräder 102 koppelt. Der Getriebeblock 106 kann konfiguriert sein, um das Drehzahlverhältnis zwischen dem Motor 104 und dem Laufrad 102 zu verändern, wie für Fachleute leicht zu verstehen ist.
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Das Fahrzeug 100 der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Steuersystem 110 zur Steuerung der Komponenten des Fahrzeugs, einschließlich Geschwindigkeit und Richtung, wie hier näher beschrieben. Dementsprechend beinhaltet das Steuersystem 110 auch mindestens eine Steuerung 112. In der exemplarischen Ausführungsform ist eine einzelne Steuerung 112 dargestellt, der Fachmann kann jedoch erkennen, dass mehrere Steuergeräte 112 genutzt werden können. Die Steuerung 112 der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet einen Prozessor 114, der Berechnungen vornehmen und Anweisungen ausführen kann (d. h. ein Programm durchführen). Der Prozessor 114 kann mit einem Mikroprozessor, Mikrocontroller, anwendungsspezifischer integrierter Schaltung (“ASIC”) oder anderen geeigneten Geräten ausgeführt werden. Selbstverständlich kann die Steuerung 112 möglicherweise mehrere Prozessoren 114 enthalten, die an separaten Stellen angebracht sind oder nicht. Die Steuerung 112 der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet auch einen Speicher 116, der Daten speichern kann und in Kommunikation mit dem Prozessor 114 steht. Der Speicher 116 kann mit Halbleitern (nicht dargestellt) oder anderen geeigneten Vorrichtungen ausgeführt werden. Es können auch mehrere Speicher 116 verwendet werden.
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Das Fahrzeug 100 der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet auch ein Lenkrad 120, das zum Drehen der betreffenden Laufräder mit mindestens einem der Laufräder 102 gekoppelt ist. Wie von Fachleuten zu verstehen ist, kann ein Fahrer des Fahrzeugs 100 das Lenkrad 120 drehen, um eine Trajektorie des betroffenen Fahrzeugs zu verändern. Das Steuersystem 110 beinhaltet einen Lenkradsensor 122 in Kommunikation mit der Steuerung 112. Der Lenkradsensor 122 ist konfiguriert, um die Drehstellung des Lenkrades 120 zu erfassen, oft als Lenkradwinkel bezeichnet, und um die erkannte Drehstellung an die Steuerung 112 zu kommunizieren. Der Lenkradwinkel kann auch vom Prozessor 114 verwendet werden, um während der gewünschten Kurvenfahrt eine gewünschte Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 zu ermitteln oder zu berechnen.
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Das Fahrzeug 100 der exemplarischen Ausführungsform beinhaltet auch eine Beschleunigungsvorrichtung, wie beispielsweise einen Schalter oder ein Pedal 124, und einen mit dem Fuß oder der Hand bedienten Bremshebel, wie zum Beispiel ein Pedal 126. Die Beschleunigungsvorrichtung 124 wird vom Fahrer des Fahrzeugs 100 verwendet, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu steuern, insbesondere über die Regelung der Drehmomentausgabe des Motors 104. Das Steuersystem 110 beinhaltet einen Beschleunigungsvorrichtungs-Sensor 128, der zur Erfassung der Position der Beschleunigungsvorrichtung 124 konfiguriert ist, und damit der gewünschten Geschwindigkeit und/oder gewünschten Veränderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100. Der Beschleunigungsvorrichtungssensor 128 steht mit der Steuerung 112 in Kommunikation, um die erfasste Position der Beschleunigungsvorrichtung 124 an die Steuerung 112 zu übermitteln. Der Bremshebel 126 wird im Allgemeinen vom Fahrer des Fahrzeugs 100 verwendet, um die Fahrzeugbewegung zu verzögern, d. h. das betreffende Fahrzeug zu verlangsamen und/oder anzuhalten. Das Steuersystem 110 beinhaltet einen Bremshebelsensor 130, der zur Erfassung der Position des Bremshebels 126 konfiguriert ist. Der Bremshebelsensor 130 steht ebenfalls mit der Steuerung 112 in Kommunikation, um die erfasste Position des Bremshebels 126 an die Steuerung 112 zu übermitteln. Der oben beschriebene Lenkradsensor 122, der Beschleunigungsvorrichtungssensor 128 und der Bremshebelsensor 130 können im Allgemeinen als Fahrereingabesensoren identifiziert werden.
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Die Steuerung 112 ist konfiguriert, um die Gradienten, d. h. Maßnahmen der Änderung über die Zeit, für die Stellungen des Lenkrades 120, die Beschleunigungsvorrichtung 124 und den Bremshebel 126 zu berechnen, basierend auf den vom Lenkradsensor 122, Beschleunigungsvorrichtungssensor 128 und Bremshebelsensor 130 bereitgestellten Messwerten. Die Steuerung 112 kann konfiguriert werden, um über das Signal vom Lenkradsensor 122 zu ermitteln, dass das gewünschte Verhalten des Fahrzeugs 100 eine beabsichtigte oder gewünschte Querbeschleunigung während des Wendens bzw Kurvenfahrens ist.
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Neben den zuvor beschriebenen Fahrereingabesensoren 122, 128, 130, kann das Steuersystem 110 auch verschiedene Fahrzeugleistungssensoren zum Erfassen oder Messen der spezifischen Aspekte oder des momentanen Verhaltens des Fahrzeugs 100 beinhalten. Solche Fahrzeugleistungssensoren können beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, einen Beschleunigungssensor 132 zum Erfassen oder Messen der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 100, das heißt, entlang einer X-Achse, und Querbeschleunigung des Fahrzeugs, d. h. längs der Y-Achse, und einen Giergeschwindigkeitssensor 134 zur Erfassung einer Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs um seine vertikale Z-Achse, und Raddrehzahlsensoren 136, die zur Erfassung der jeweiligen Drehzahl der Laufräder 102 konfiguriert sind, um dadurch die Messung der Fahrgeschwindigkeit oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erleichtern. Die Steuerung 112 kann zusätzlich konfiguriert sein, um zu bestätigen oder zu überprüfen, dass das Fahrzeug 100 momentan eine Wendung oder ein Kurvenfahren durchführt, indem es die empfangenen Signale von einem der jeweiligen Fahrzeugleistungssensoren 132, 134, 136 verarbeitet.
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Das Fahrzeug 100 beinhaltet mindestens ein aktives aerodynamisches Element 140. Wie in 1 dargestellt, befindet sich das aktive aerodynamische Element 140 in operativer Kommunikation mit der Steuerung 112. Das aktive aerodynamische Element 140 kann konfiguriert sein, um die Form zu verändern und/oder umpositioniert zu werden, um die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs 100 zu verändern, während das Fahrzeug in Bewegung ist. Das heißt, das aktive aerodynamische Element 140 kann eine variable Kraft erzeugen, beispielsweise einen aerodynamischen Anpressdruck FD, der auf das Fahrzeug 100 im Wesentlichen parallel zu der Z-Achse einwirkt. Mit anderen Worten, wie hierin verwendet, ist der Begriff „aerodynamischer Anpressdruck” definiert als eine aerodynamische, nach unten auf das Fahrzeug 100 einwirkende Kraft, in normaler Richtung in Bezug zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Somit ist der aerodynamische Anpressdruck FD eine negative Auftriebskraft, die auf die Karosserie des Fahrzeugs 100 einwirkt, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist.
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Der Anpressdruck FD kann eingesetzt werden, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs 100, speziell bei Kurvenfahrten, zu verbessern, was anhand der Position des Lenkrads 120 des Fahrzeugbedieners erfasst werden kann, wie Fachleuten bekannt ist. Die Erhöhung des Anpressdrucks FD durch aerodynamische Elemente geht im Allgemeinen mit einem entsprechenden Anstieg der aerodynamischen Reibwiderstandskrafts (nicht dargestellt) einher. Die unterliegende Reibwiderstandskraft kann während des Bremsvorgangs wünschenswert sein, weshalb eine Position des Fahrzeugbremspedals 126 erkannt werden kann, wie Fachleuten bekannt ist, und als Signal zur Steuerung des Anpressdrucks FD über ein oder mehrere aktive aerodynamische Elemente 140 verwendet werden kann, wie nachfolgend im Detail erörtert.
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So kann beispielsweise die rippenartige Ausführungsform eines Heckspoilers (nicht gezeigt) des aktiven aerodynamischen Elements 140 nach oben und unten bewegbar und/oder geneigt sein, um die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeuges 100 zu verändern. Das aktive aerodynamische Element 140 kann auch ein elektrisches, mechanisches, und/oder hydraulisches Stellglied (nicht dargestellt) eines Elektromotors (nicht dargestellt), und/oder andere Vorrichtungen zum Ändern der Form und/oder zur Nachpositionierung des betreffenden aktiven aerodynamischen Element relativ zum Fahrzeug 100 in Reaktion auf bestimmte, von der Steuerung 112 ausgegebene Befehle, beinhalten. Die Steuerung 112 kann auch konfiguriert werden, um das bzw. die aktiven aerodynamischen Elemente 140 während der ermittelten, gewünschten Kurvenfahrt zu regeln.
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2 stellt ein Verfahren 200 zur Steuerung des bzw. der aerodynamischen Elemente 140 dar, wie oben in Bezug auf 1 beschrieben. Eine in 2 dargestellte, exemplarische Ausführungsform des Verfahrens 200 beginnt in Rahmen 202. In Rahmen 202 beinhaltet der Rahmen die Erfassung und Kommunikation des jeweiligen Fahrereingabesignals über einen beliebigen der Fahrereingabesensoren 122, 128, 130, welches das gewünschte Verhalten des Fahrzeugs 100 anzeigt, wenn das Fahrzeug in Bewegung ist. Nach Rahmen 202 fährt das Verfahren mit Rahmen 204 fort, wobei das Verfahren das Empfangen von mindestens einem Fahrereingabesignal über die Steuerung 112 beinhaltet. Wie in Bezug auf 1 beschrieben, können diese Fahrereingabesignale beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt, eine gewünschte Querbeschleunigung (z. B. berechnet aus der erfassten Position des Lenkrads 120), einen Gradient des Winkels des Lenkrads 120, eine gewünschte Bremskraft (z. B. berechnet aus der erfassten Position des Bremshebels 126), einen Gradient der gewünschten Bremskraft, eine Position der Beschleunigungsvorrichtung 124 und einen Gradient der Position der Beschleunigungsvorrichtung.
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Mit anderen Worten kann das Verfahren 200 in Rahmen 204 das Empfangen, über die Steuerung 112, der Fahrereingabesignale beinhalten, wie durch einen beliebigen der Fahrereingabesensoren 122, 128, 130 erfasst. Das bzw. die empfangenen Fahrereingabesignale können auch eine Erfassung oder Bestimmung beinhalten, ob das Fahrzeug 100 im Rennstrecken- oder im Track-Modus betrieben wird, beispielsweise über eine Auswahl unter Verwendung eines dafür vorgesehenen Schalters oder einer anderen Bedienerschnittstelle. Das mindestens eine Fahrereingabesignal kann als „Mitkopplungs”-Signal bezeichnet werden, da dieses Signal nicht von der momentanen Leistung und/oder dem momentan Verhalten des Fahrzeugs 100 abhängig ist, sondern, es weist eher auf eine gewünschte Leistung und/oder ein gewünschtes Verhalten des Fahrzeugs 100 hin, d. h. eine Zielreaktion, die über eine bestimmte Eingabe des Fahrers angefordert wird.
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Es sollte erwähnt werden, dass die Bestimmung, ob das Fahrzeug
100 im Rennstrecken-Modus betrieben wird, über eine erfasste oder abgeschätzte Querbeschleunigung und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs durchgeführt werden kann, beispielsweise durch Verwendung der über die Steuerung
112 erhaltenen Daten der Fahrzeugleistungssensoren
132,
134, und
136. Eine exemplarische Technik zum Festzustellen, ob das Fahrzeug
100 auf einer Rennstrecke fährt, ist im Patent
U.S. 6,408,229 beschrieben.
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In Rahmen 206 beinhaltet das Verfahren 200 auch die Bestimmung oder Berechnung, über die Steuerung 112, einer aerodynamischen Zielkraft, unter Verwendung des mindestens einen Fahrereingabesignals. Das aerodynamische Kraftziel kann ein Maß für den Anpressdruck FD reflektieren, der am Fahrzeug 100 erzeugt werden soll, einschließlich durch das mindestens eine aktive aerodynamische Element 140. In der exemplarischen Ausführungsform kann das Berechnen der aerodynamischen Kraft das Umwandeln und Kalibrieren jedes von einem der Fahrereingabesensoren 122, 128, 130 empfangenen Fahrereingabesignals in übliche Einheiten beinhalten. Die Berechnung des aerodynamischen Kraftziels kann des Weiteren das Aufsummieren der Fahrereingabesignale von einem oder mehreren Fahrereingabensensoren 122, 128, 130 beinhalten, um ein kontinuierliches Mitkopplungssignal in Übereinstimmung mit dem Zielsignal zu erzeugen. In einer Ausführungsform würde das aerodynamischen Kraftziel einen größeren Anpressdruck FD wiedergeben, wenn erfasst wird, dass das Fahrzeug 100 rennsportmäßig betrieben wird, und nicht in nicht-rennsportmäßigen Situationen. Diese Steuerungsgegensätzlichkeit kann zweckmäßig sein, um bei Autorennen beim Fahren mit hoher Kurvenbeschleunigung (hoher g-Kraft) eine verbesserte Reaktion des Fahrzeugs 100 zu erleichtern, während andere Faktoren, wie Rauschen, Komfort, und Energieeffizienz im allgemeinen Fahrzeugbetrieb begünstigt werden, beispielsweise bei Pendlerfahrten.
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In Rahmen 206 kann der Schritt des Bestimmens des aerodynamischen Kraftziels das Erzeugen eines Zielsignals des Fahrzeugs 100 innerhalb eines Teils der Steuerung 112 beinhalten, das heißt, eines Signals, das auf die Fahrzeug-Zielreaktion hinweist, basierend auf dem bzw. den Fahrereingabesignale(n) in Rahmen 204, und dann Empfangen des unterliegenden Zielsignals innerhalb eines anderen Teils der Steuerung. So kann beispielsweise das Zielsignal des Fahrzeugs 100 durch einen Prozessor 114 der Steuerung 112 erzeugt werden und dann über einen separaten Prozessor 114 empfangen werden. In einem Beispiel ist das Zielsignal eine gewünschte Kursabweichung des Fahrzeugs 100, die als Reaktion auf das bzw. die empfangenen Fahrereingabesignal(e) erzeugt werden kann. Dementsprechend kann in Rahmen 206 der Schritt des Bestimmens des aerodynamischen Kraftziels jedes der erfassten Fahrereingabesignale und des erzeugten Zielsignals beinhalten.
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Nach Rahmen 206 wird das Verfahren in Rahmen 208 fortgesetzt, wobei das Verfahren das Erzeugen des Mitkopplungssignals über die Steuerung 112, als Reaktion auf das aerodynamische Kraftziel in Rahmen 206, beinhaltet. Nach Rahmen 208 fährt das Verfahren mit Rahmen 210 fort. In Rahmen 210 beinhaltet das Verfahren die Betätigung des mindestens einen aktiven aerodynamischen Elements 140, mindestens teilweise basierend auf dem berechneten aerodynamischen Kraftziel. Das heißt, das aktive aerodynamische Element 140 wird bewegt und/oder gesteuert, um die Form in Reaktion auf das Mitkopplungssignal zu verändern, das durch die Steuerung 112 erzeugt wurde, mindestens teilweise als Reaktion auf das berechnete aerodynamische Kraftziel.
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Zusätzlich kann das Verfahren nach Rahmen 206, aber vor Rahmen 208, mit Rahmen 212 fortfahren. In Rahmen 212 kann das Verfahren die Bestimmung beinhalten, über die Steuerung 112, mithilfe der über den Lenkradsensor 122 erfassten Drehposition des Lenkrades, dass das gewünschte Verhalten des Fahrzeugs 100 eine gewünschte Querbeschleunigung des Fahrzeugs während der Kurvenfahrt ist.
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Nach Rahmen 210 kann das Verfahren bei Rahmen 214 fortfahren, wobei das Verfahren das Erfassen des momentanen Verhaltens des Fahrzeugs 100 und das Erzeugen eines Rückkopplungssignals beinhaltet, das über einen beliebigen der Fahrzeugleistungssensoren 132, 134 und 136 auf das erfasste momentane Verhalten des Fahrzeugs hinweist. In Rahmen 214 kann das Verfahren zusätzlich das Bestimmen der tatsächlichen Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100, über die Steuerung 112, mithilfe von mindestens einem der Fahrzeug-Leistungssensoren 132, 134, 136, beinhalten. So können beispielsweise der bzw. die Beschleunigungssensor(en) 132 verwendet werden, um eine Quer- und/oder Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 100 bereitzustellen, der Giergeschwindigkeitssensor 134 kann verwendet werden, um die Kursabweichung des Fahrzeugs 100 bereitzustellen, und/oder die Raddrehzahlsensoren 136 können verwendet werden, um die Drehgeschwindigkeiten der jeweiligen Laufräder 102 bereitzustellen, wenn das auf die Fahrzeugzielreaktion hinweisende Zielsignal eines der jeweiligen Leistungsaspekte des Fahrzeugs 100 ist. Dementsprechend kann das Verfahren 200 in Rahmen 214 das Bestimmen, durch die Steuerung 112, des aerodynamischen Kraftziels unter Verwendung der Fahrereingabesignale von (einem) beliebigen Fahrereingabesensor(en) 122, 128, 130 und Rückkopplungssignalen von (einem) beliebigen Fahrzeugleistungssensor(en) 132, 134, 136 beinhalten.
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So kann beispielsweise die Steuerung 112 so konfiguriert werden, um die tatsächliche oder aktuelle Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 unter Verwendung der Fahrzeugleistungssensor(en) 132, 134 und 136 zu bestimmen. Die Steuerung 112 kann zusätzlich konfiguriert werden, um das bzw. die aktiven aerodynamischen Element(e) 140 zu regeln, um die gewünschte Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 während einer Kurvenfahrt in Reaktion auf die ermittelte tatsächliche Querbeschleunigung zu erzielen, das heißt, basierend auf dem Rückkopplungssignal. In diesem Fall kann eine Vielzahl von Fahrereingabesignalen, die über den bzw. die Sensor(en) 122, 128, 130 erfasst wurden, von einem vom Fahrer eingeleiteten Algorithmus in der Steuerung 112 verwendet werden, um einen Satz von Mitkopplungssignalkomponenten zu erzeugen. Die Mitkopplungssignalkomponenten können mit der Rückkopplung der Leistungssignale des Fahrzeugs 100 kombiniert werden, die über die jeweiligen Sensoren 132, 134, und 136 gemessen oder erfasst wurden, um über die Steuerung 112 eine Zielposition für das mindestens eine aktive aerodynamische Element 140 zu erzeugen. Dementsprechend kann die Steuerung 112 in Rahmen 214 ein korrigiertes oder aktualisiertes Mitkopplungssignal für das bzw. die aktiven aerodynamischen Element(e) 140 erzeugen, das sowohl auf die gewünschte Querbeschleunigung als auch auf die erfasste, tatsächliche Querbeschleunigung des Fahrzeugs 100 schließen lässt.
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Nach Rahmen 214 kann das Verfahren mit Rahmen 216 fortfahren. In Rahmen 216 kann das Verfahren die Regelung des aktiven aerodynamischen Elements bzw. der aktiven aerodynamischen Elemente 140 auf eine überarbeitete Zielposition beinhalten, unter Verwendung des aktualisierten Mitkopplungssignals. Nach einem der Rahmen 210 oder 216 kann das Verfahren 200 zurück zu Rahmen 202 gehen, um die Steuerung des aktiven aerodynamischen Elements bzw. der aerodynamischen Elemente 140 wieder aufzunehmen, in Reaktion auf ein zusätzliches, durch die Fahrzeugleistungssensoren 132, 134, 136 erfasstes Manöver des Fahrzeugs 100, oder eine andere Anfrage des Fahrers, die durch die Fahrereingabesensoren 122, 128, 130 erfasst wurde.
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Das hierin beschriebene Fahrzeug 100, System 110 und das Verfahren 200 bieten zahlreiche Vorteile. Zunächst kann die Reaktion der aktiven aerodynamischen Elemente 140 auf die Fahrereingabe verbessert werden, was wiederum die Handhabung verbessert, d. h. die Beherrschbarkeit des Fahrzeugs 100. Die verbesserte Handhabung des Fahrzeugs 100 kann vom Fahrer verwendet werden, um die Rundenzeiten zu verbessern, d. h. um niedrigere Rundenzeiten zu erhalten. Zweitens erlaubt das System 110 und das Verfahren 200 unter Verwendung des bzw. der Mitkopplungssignal(e), die auf die Fahrereingabe schließen lassen, eine genauere Anpassung der aerodynamischen Steuerung auf unterschiedliche Fahrstile. Dadurch bietet diese Anpassung der aktiven aerodynamischen Elemente 140 auf die Fahrereingabe eine größere Konsistenz zwischen den Fahrer. Schließlich kann die dynamische Reaktion des Fahrzeugs 100 bei Kurvenfahrten und anderen vorübergehenden Fahrzeugmanövern verbessert werden.
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Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren unterstützen und beschreiben die Offenbarung, der Umfang der Offenbarung wird jedoch einzig und allein durch die Patentansprüche definiert. Während einige der besten Arten und Weisen und weitere Ausführungsformen der beanspruchten Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen zur Umsetzung der in den beigefügten Ansprüchen definierten Offenbarung. Darüber hinaus sollen die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen oder die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen, die in der vorliegenden Beschreibung erwähnt sind, nicht unbedingt als voneinander unabhängige Ausführungsformen aufgefasst werden. Vielmehr ist es möglich, dass jedes der in einem der Beispiele einer Ausführungsform beschriebenen Merkmale mit einem oder einer Vielzahl von anderen gewünschten Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, was andere Ausführungsformen zur Folge hat, die nicht in Worten oder durch Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben sind. Dementsprechend fallen derartige andere Ausführungsformen in den Rahmen des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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