DE102008024942B4

DE102008024942B4 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008024942B4
Application number: DE102008024942.4A
Authority: DE
Inventors: Michael Preiss
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2022-05-25
Anticipated expiration: 2028-05-24
Also published as: DE102008024942A1

Abstract

Kraftfahrzeug (1) mit einem frontseitigen Lufteinlass (2), durch welchen Fahrtwind (3) in das Kraftfahrzeug (1) einströmen und durch eine Kühleinrichtung (4) hindurchströmen kann, wobei in Fahrtrichtung (5) hinter dem Lufteinlass (2) und vor der Kühleinrichtung (4) zumindest eine bodenseitige Öffnung (6) vorgesehen ist, durch welche Fahrtwind (3) nach unten ausgeleitet werden kann, wobei an der zumindest einen bodenseitigen Öffnung (6) wenigstens ein Verschlusselement vorgesehen ist, und wobei eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (9) vorgesehen ist, welche so ausgebildet ist, dass sie zur Beeinflussung eines Nickmomentes (7) des Kraftfahrzeuges (1) einen Luftdurchlass durch die zumindest eine bodenseitige Öffnung (6) über das wenigstens eine von der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (9) steuer- oder regelbare Verschlusselement steuert oder regelt, nämlich derart, dass dieselbe zur Erzeugung eines positiven Nickmoments und damit zur Erzeugung eines Vorderachsauftriebs (8) und eines Hinterachsabtriebs den Luftdurchlass durch die zumindest eine bodenseitigen Öffnung (6) abhängig von einem gewünschten Nickmoment über das wenigstens eine Verschlusselement steuert oder regelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem frontseitigen Lufteinlass, durch welchen Fahrtwind in das Kraftfahrzeug einströmen und durch eine Kühleinrichtung hindurchströmen kann.
Aus der EP 0 213 387 B1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer aufbauseitig angeordneten Luftführung für einen ersten Luftstrom bekannt, welcher über eine vor oder hinter den Rädern angebrachte Eintrittsöffnung in die Luftführung gelangt und diese über eine an einer Wagenunterseite vorgesehene Austrittsöffnung wieder verlässt. Durch die Regulierung unterschiedlich im Kraftfahrzeug strömender Luftströme, sowie durch die Anordnung der Austrittsöffnungen für den ersten Luftstrom unmittelbar vor und ausschließlich im Bereich der Räder, soll insbesondere ein wirkungsvolles Umströmen der Räder und somit eine Reduzierung des Luftwiderstandsbeiwertes erreicht werden.
Aus der DE 10 2004 044 321 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Luftführungseinrichtung bekannt, die einen an einem Radhaus angeordneten Lufteinlass und einen sich daran anschließenden Luftführungskanal zum Zuleiten von Luft aus dem Radhaus zu einem Getriebe aufweist.
Aus der DE 102 13 650 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, das auf einer der Fahrbahn zugekehrten Bodenseite einerseits eine Luftleiteinrichtung zur Kühlluftversorgung der Radbremsen und andererseits Mittel zur Erzeugung einer zur Verbesserung der Bodenhaftung der Räder geeigneten aerodynamischen Kraft aufweist. Zur Optimierung der Bodenseite des Kraftfahrzeuges sind im Boden dieses Kraftfahrzeuges liegend für jedes einzelne Rad eine Luftführungseinrichtung zur Kühlluftversorgung der Radbremsen und wenigstens ein Mittel zur Erzeugung einer aerodynamischen Abtriebskraft angeordnet.
Schließlich ist aus der DE 102 13 428 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer Anordnung zur Erhöhung der Bodenhaftung bekannt. Die Räder des Kraftfahrzeuges sind dabei derart ausgestaltet, dass sie bei einer Drehung eine Luftströmung erzeugen, durch die die Luft unter dem Kraftfahrzeug abgesaugt wird und seitlich vom Fahrzeug wegströmt. Aufgrund des resultierenden Druckunterschiedes zwischen Oberseite und Unterseite des Kraftfahrzeuges wird eine Kraft erzeugt, die gegen die Fahrbahn gerichtet ist und dadurch die Haftung der Reifen erhöht. Um darüber hinaus die Haftung zu maximieren, wird das Nachströmen der Luft mittels Spoilern und Schürzen behindert.
WO 2007/007184 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einem frontseitigen Lufteinlass, durch welchen Fahrtwind in das Kraftfahrzeug einströmen und durch einen Kühlkanal hindurchströmen kann. Im Kühlkanal ist ein Frontradiator angeordnet. In Fahrtrichtung hinter dem Lufteinlass und vor dem Frontradiator ist eine bodenseitige Öffnung vorgesehen. Durch diese bodenseitige Öffnung kann Fahrtwind nach unten ausgeleitet werden, und zwar abhängig von der Stellung von Klappen. Diese Klappen sind zwischen einer Ruheposition, die in gestrichelten Linien gezeigt ist, und einer Arbeitsposition, die in durchgehender Linienführung gezeigt ist, verlagerbar. Die WO 2007/007184 A1 schlägt vor, dass während eines normalen Gebrauchs des Kraftfahrzeugs die Klappen von der Ruheposition in die Arbeitsposition bewegt werden, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Grenzwert erreicht. Um ein Antriebsaggregat zu jeder Zeit zu schützen, sollen die Klappen immer in der Ruheposition gehalten werden, wenn die Temperatur des Frontradiators einen gegebenen Grenzwert überschreitet.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Kraftfahrzeug eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, mit welcher insbesondere die fahrdynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeuges verbessert werden können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Kraftfahrzeug mit einem frontseitigen Lufteinlass, in Fahrtrichtung hinter diesem zumindest eine bodenseitige Öffnung anzuordnen, durch welche Fahrtwind nach unten ausgeleitet werden kann und gleichzeitig eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung vorzusehen, mit welcher der Luftdurchlass durch die zumindest eine bodenseitige Öffnung gesteuert oder geregelt und dadurch Einfluss auf die Balance des Kraftfahrzeuges, das heißt auf das Nickmoment desselben, genommen werden kann. Mit der erfindungsgemäßen Steuerungs- oder Regelungseinrichtung lassen sich somit das Auftriebsverhalten und dadurch indirekt auch die fahrdynamischen Parameter des Kraftfahrzeuges gezielt beeinflussen, so dass diese an jeweilige Fahrsituationen individuell angepasst werden können. Hierbei steht die Erzeugung eines sogenannten positiven Nickmomentes im Vordergrund, bei welchem die Auftriebskraft an einer Vorderachse und die Abtriebskraft an einer Hinterachse des Kraftfahrzeuges erhöht werden. Die Erhöhung der Auftriebskraft an der Vorderachse kann dabei durch das Öffnen der zumindest einen bodenseitigen Öffnung erfolgen, während eine Verringerung der Auftriebskraft an der Vorderachse durch ein Schließen der zumindest einen bodenseitigen Öffnung bewirkt werden kann. Die zumindest eine bodenseitige Öffnung ist dabei in Fahrtrichtung vor der Kühleinrichtung angeordnet, so dass durch eine gezielte Beeinflussung einer Öffnungs- bzw. Schließstellung der zumindest einen bodenseitigen Öffnung gleichzeitig auch eine Luftzufuhr zu der Kühleinrichtung gesteuert oder geregelt werden kann.
An der zumindest einen bodenseitigen Öffnung ist eine über die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung steuer- oder regelbare Klappe bzw. ein steuer- oder regelbarer Schieber vorgesehen. Derartige Klappen bzw. Schieber lassen sich konstruktiv äußerst einfach herstellen und sind auch bei hohen aerodynamischen Belastungen in der Lage, die zumindest eine bodenseitige Öffnung bezüglich ihres Durchlassquerschnittes exakt zu verschließen bzw. zu öffnen. Dabei sind sowohl die Klappe als auch beispielsweise der Schieber in der Lage, die bodenseitige Öffnung bei Bedarf vollständig, das heißt strömungstechnisch dicht, zu verschließen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,

1 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht,
2a eine Detaildarstellung des Frontbereiches mit einer geöffneten bodenseitigen Öffnung,
2b eine Darstellung wie in 2a, jedoch bei geschlossener bodenseitiger Öffnung.

Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 1 einen frontseitigen Lufteinlass 2 auf, durch welchen Fahrtwind 3 (vgl. 2a und 2b) in das Kraftfahrzeug 1 ein- und beispielsweise durch eine Kühleinrichtung 4 hindurchströmen kann. Die Kühleinrichtung 4 ist dabei üblicherweise in Fahrtrichtung 5 hinter dem Lufteinlass 2 angeordnet, wobei bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 1 zwischen dem Lufteinlass 2 und der Kühleinrichtung 4 zumindest eine bodenseitige Öffnung 6 (vgl. 2a und 2b) vorgesehen ist. Durch diese zumindest eine Öffnung 6 kann während der Fahrt des Kraftfahrzeuges Fahrtwind 3 nach unten ausgeleitet werden, wodurch Einfluss auf ein Nickmoment 7 genommen werden kann. Zur Steuerung des Nickmomentes 7 und damit indirekt zur Steuerung einer Vorderachsauftriebskraft 8 sowie einer Hinterachsabtriebskraft, ist erfindungsgemäß eine Steuerungs- oder RegelungseinrichtungSteuerungs- oder Regelungseinrichtung 9 vorgesehen, welche in Abhängigkeit vom gewünschten Nickmoment 7 des Kraftfahrzeuges 1 einen Luftdurchlass durch die zumindest eine bodenseitige Öffnung 6 steuert oder regelt.
Hierzu ist die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung 9 vorzugsweise mit einer steuer- oder regelbaren Klappe 10 verbunden, beispielsweise über ein Druck-/Zugglied. Selbstverständlich ist dabei auch denkbar, dass die Klappe 10 als Schieber ausgebildet ist oder allgemein als Verschlusselement, welches in der Lage ist, die bodenseitige Öffnung 6 im Bedarfsfall teilweise bzw. vollständig zu verschließen.
Betrachtet man die 2a, so ist dort ein Zustand gezeigt, bei welchem die Klappe 10, welche hier als verdrehbare Lamelle ausgebildet ist, geöffnet ist und dadurch die bodenseitige Öffnung 6 für einen Luftauslass freigibt. Der durch die bodenseitige Öffnung 6 nach unten ausströmende Fahrtwind 3 bewirkt dabei eine Erhöhung der Vorderachsauftriebskraft 8 und damit eine Vergrößerung des positiven Nickmomentes 7. Ein positives Nickmoment 7 ist dabei vorzugsweise stets anzustreben, da hiermit erreicht wird, dass die Hinterachsabtriebskraft vergrößert und damit die Kraftübertragung bei hinterachsangetriebenen Kraftfahrzeugen 1 verbessert wird.
Demgegenüber ist in 2b ein Zustand gezeigt, bei welchem die Klappe 10 die bodenseitige Öffnung 6 vollständig verschließt, so dass kein Fahrtwind 3 unter das Kraftfahrzeug 1 strömen und damit die Vorderachsauftriebskraft 8 bzw. das Nickmoment 7 vergrößern kann. Wie den unterschiedlichen Betriebszuständen gemäß den 2a und 2b weiter zu entnehmen ist, kann durch die Stellung der Klappe 10 indirekt auch Einfluss auf einen die Kühleinrichtung 4 beaufschlagenden Luftstrom genommen werden, so dass beispielsweise bei einem erhöhten Kühlluftbedarf die Klappe 10 geschlossen wird, während bei einem vermindertem Kühlluftbedarf die Klappe 10 in einen geöffneten Zustand verstellt wird. Dabei ist vorzugsweise die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung 9 in der Lage, die wenigstens eine Klappe bzw. den wenigstens einen Schieber in Abhängigkeit sowohl vom gewünschten Nickmoment 7 als auch in Abhängigkeit von einem Kühlluftbedarf der Kühleinrichtung 4 zu steuern oder zu regeln.
Selbstverständlich ist dabei die Erfindung nicht auf eine einzige bodenseitige Öffnung 6 beschränkt, sondern es können mehrere in Fahrzeugquerrichtung verteilte Öffnungen 6 vorgesehen sein, die von ebenfalls mehreren Klappen 10 bzw. Schiebern oder von einer gemeinsamen Klappe 10 verschließbar sind. Denkbar ist hierbei insbesondere, dass zum Verstellen mehrerer Klappen 10 ein gemeinsamer elektrischer Stellantrieb 11 vorgesehen ist, wobei in diesem Fall die einzelnen Klappen 10 beispielsweise über entsprechende Verbindungselemente miteinander wirkungsverbunden sein können.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug 1 werden die die fahrdynamischen Parameter verbessert, welche durch ein erhöhtes positives Nickmoment 7 erreicht werden können, so dass denkbar ist, dass insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten die wenigstens eine Klappe 10 zumindest teilweise geöffnet wird, so dass der Fahrtwind 3 über die bodenseitige Öffnung 6 nach unten aus dem Kraftfahrzeug 1 ausströmen und damit dessen Vorderachsauftriebskraft 8 erhöhen kann, was zwangsläufig zu einer Erhöhung der Hinterachsabtriebskraft und dadurch zu einer Erhöhung der Bodenhaftung der Hinterachse führt.

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit einem frontseitigen Lufteinlass (2), durch welchen Fahrtwind (3) in das Kraftfahrzeug (1) einströmen und durch eine Kühleinrichtung (4) hindurchströmen kann, wobei in Fahrtrichtung (5) hinter dem Lufteinlass (2) und vor der Kühleinrichtung (4) zumindest eine bodenseitige Öffnung (6) vorgesehen ist, durch welche Fahrtwind (3) nach unten ausgeleitet werden kann, wobei an der zumindest einen bodenseitigen Öffnung (6) wenigstens ein Verschlusselement vorgesehen ist, und wobei eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (9) vorgesehen ist, welche so ausgebildet ist, dass sie zur Beeinflussung eines Nickmomentes (7) des Kraftfahrzeuges (1) einen Luftdurchlass durch die zumindest eine bodenseitige Öffnung (6) über das wenigstens eine von der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (9) steuer- oder regelbare Verschlusselement steuert oder regelt, nämlich derart, dass dieselbe zur Erzeugung eines positiven Nickmoments und damit zur Erzeugung eines Vorderachsauftriebs (8) und eines Hinterachsabtriebs den Luftdurchlass durch die zumindest eine bodenseitigen Öffnung (6) abhängig von einem gewünschten Nickmoment über das wenigstens eine Verschlusselement steuert oder regelt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs- oder Regelungseinrichtung (9) das wenigstens eine Verschlusselement in Abhängigkeit von einem Kühlluftbedarf der Kühleinrichtung (4) steuert oder regelt.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Fahrzeugquerrichtung verteilte Verschlusselemente mit zugehörigen bodenseitigen Öffnungen (6) vorgesehen sind.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer elektrischer Stellantrieb (11) zum Verstellen mehrerer Verschlusselemente vorgesehen ist.