DE102014218038B4

DE102014218038B4 - Kraftfahrzeug mit zumindest einer im Bereich des Fahrzeughecks angeordneten finnenartigen Luftleiteinrichtung

Info

Publication number: DE102014218038B4
Application number: DE102014218038.4A
Authority: DE
Inventors: Holger Winkelmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-09-09
Filing date: 2014-09-09
Publication date: 2023-05-17
Anticipated expiration: 2034-09-10
Also published as: DE102014218038A1

Abstract

Kraftfahrzeug mit zumindest einer im Bereich des Fahrzeughecks (1') angeordneten finnenartigen Luftleiteinrichtung (12), die sich von einer Karosserieoberfläche (10') nach oben und im Wesentlichen entlang einer vertikalen Fahrzeuglängsebene (xz) erstreckt, wobei die finnenartige Luftleiteinrichtung (12) zumindest eine seitliche Wirkfläche (13, 15) aufweist und das Kraftfahrzeug ein Stufenheck aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die finnenartige Luftleiteinrichtung (12) auf einer Gepäckraumklappe (10) des Kraftfahrzeugs angebracht ist, wobei zumindest eine seitliche Wirkfläche (13, 15) aus der Kontur der finnenartigen Luftleiteinrichtung (12) zur Seite herausbewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer im Bereich des Fahrzeughecks angeordneten finnenartigen Luftleiteinrichtung.
Das Vorsehen von Luftleiteinrichtungen, so genannten Spoilern, an Kraftfahrzeugen zur aerodynamischen Beeinflussung des Fahrverhaltens ist hinlänglich bekannt. Es gibt zahlreiche aktive, zum Beispiel elektromotorisch angetriebene, geschwindigkeits- und fahrzustandsabhängig betätigte Spoilervarianten im Bereich des Fahrzeughecks zur Minimierung des aerodynamischen Auftriebs (cz-Wert). Es sind auch Fahrzeuge bekannt, die ein Heckdesign haben, das eine oder mehrere Heckflossen in Fahrzeuglängsrichtung aufweist. Diese Heckflossen sind entweder nur aus Designgründen oder zur Verbesserung der aerodynamischen Richtungsstabilität vorgesehen.
Unter nicht gerader Anströmung des Fahrzeugs, beispielsweise unter Schräganströmung bei Seitenwind, weisen unterschiedliche Fahrzeugkonzepte ein unterschiedliches Störverhalten auf. Als aerodynamischer Kennwert wird im Allgemeinen der das Luftwiderstandsmoment um die Hochachse kennzeichnende Cmz-Wert bei 15° Schräganströmung verwendet. Dieser Wert ist bei Steilheck- oder Kombifahrzeugen niedriger (-0.11) als bei Fahrzeugen mit einem Stufenheck (-0.15). Ein niedriger Cmz-Wert führt im Allgemeinen zu einem verbesserten Richtungsverhalten.
Eine deutliche Reduzierung des Cmz-Wertes bei Stufenheck-Limousinen, zum Beispiel auf das Niveau eines Steilheck- oder Kombifahrzeugs, bedarf relativ großer Leitflächen angebracht am Heck des Fahrzeuges in Fahrzeuglängsrichtung. Solche Leitfinnen werden bei modernen Fahrzeugen nicht eingesetzt, dennoch besteht das Ziel, die cmz-Werte zu reduzieren.
In der DE 10 2008 043 470 A1 wird ein Kraftfahrzeug mit einer Vielzahl von Luftleiteinrichtungen beschrieben. Dieses vorbekannte Kraftfahrzeug ist im Bereich des Fahrzeughecks mit einem Seitenleitwerk versehen, das zwischen zwei Heckspoilern vorgesehen ist. Dieses Seitenleitwerk ist quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs um eine Hochachse verschwenkbar.
Aus der DE 2356068 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer finnenartigen Luftleiteinrichtung 3C bekannt. Das Kraftfahrzeug hat separat zur finnenartigen Luftleiteinrichtung 3C ausgeführte Luftleitflächen 2D und 2G, die als Bremsklappen 26 ausgebildet sind.
Die DE 10 2004 030 571 A1 beschreibt eine Luftleitvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Spoiler, der zwischen einer Ruheform und einer Betriebsform verstellbar ist.
Aus der US 2 877 046 A ist ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug bekannt.
In Abhängigkeit des Heckdesigns eines Fahrzeuges (Länge, Höhe des Fahrzeughecks, Größe des Abschlussradius' am Heckdeckel) kann es erforderlich sein, einen aktiven Spoiler zur Erreichung eines sicheren oder sportlichen Fahrverhaltes einzusetzen, mit dem Ziel der Minimierung des cz2-Wertes.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug anzugeben, das auch mit einer Stufenheck-Karosserie bei hohen Fahrgeschwindigkeiten ein stabiles Fahrverhalten selbst dann gewährleistet, wenn das Kraftfahrzeug schräg angeströmt wird.
Diese Aufgabe wird durch das Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dieses erfindungsgemäße Kraftfahrzeug, das ein Stufenheck aufweist und mit zumindest einer im Bereich des Fahrzeughecks angeordneten finnenartigen Luftleiteinrichtung versehen ist, die sich von einer Karosserieoberfläche nach oben und im Wesentlichen entlang einer vertikalen Fahrzeuglängsebene erstreckt, wobei die finnenartige Luftleiteinrichtung zumindest eine seitliche Wirkfläche aufweist, die aus der Kontur der finnenartigen Luftleiteinrichtung zur Seite herausbewegbar ist. Die finnenartige Luftleiteinrichtung ist auf einer Gepäckraumklappe des Kraftfahrzeugs angebracht.
Die Erfindung liefert eine neuartige, innovative und ungewöhnliche Lösung als Alternative zu den bekannten aktiven Spoilern. Sie vergrößert die Designfreiheit im Fahrzeugheck hinsichtlich der geometrischen Parameter, die zum Erzielen von notwendigen Cz2-Werten relevant sind. Als aerodynamischer Effekt mit Auswirkung auf die Fahrdynamik wird je nach Fahrzustand eine Minimierung des Cmz-Wertes durch die Finne und/oder eine Minimierung des Cz2-Wertes durch die aktiven Flächen erzielt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorzugsweise ist die zumindest eine seitliche Wirkfläche unter Einwirkung eines ersten Schwenkantriebs um eine erste Schwenkachse aus der Kontur der finnenartigen Luftleiteinrichtung zur Seite herausschwenkbar.
Weiter vorzugsweise weist die finnenartige Luftleiteinrichtung eine linke seitliche Wirkfläche und eine rechte seitliche Wirkfläche auf, die jeweils zu ihrer Seite aus der Kontur der finnenartigen Luftleiteinrichtung herausbewegbar, vorzugsweise herausschwenkbar, ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die zumindest eine seitliche Wirkfläche während des Herausschwenkens oder nach dem Herausschwenken unter Einwirkung eines zweiten Schwenkantriebs um eine zweite Schwenkachse, die quer zur Fahrzeuglängsebene verläuft, verdrehbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

1 eine schräge Heckansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs,
2A bis 2C eine schematische Darstellung der Gepäckraumklappe des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit der finnenartigen Luftleiteinrichtung in unterschiedlichen Betriebszuständen.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes, als Stufenheck ausgebildetes Fahrzeug 1. Auf der am Fahrzeugheck 1' vorgesehenen hinteren Gepäckraumklappe 10 ist eine als Heckfinne 12' ausgebildete finnenartige Luftleiteinrichtung 12 angebracht. Die Heckfinne 12' erstreckt sich von der Karosserieoberfläche 10' der Gepäckraumklappe 10 senkrecht nach oben und die Mittelebene der Heckfinne 12' verläuft entlang einer vertikalen Fahrzeuglängsebene (xz-Ebene).
2A zeigt eine vergrößerte Darstellung der Gepäckraumklappe 10 des Fahrzeugs 1 aus 1. Es ist zu erkennen, dass die Heckfinne 12' an ihrer rechten Seite eine rechte seitliche Wirkfläche 13 aufweist, die in der Darstellung der 2A bündig mit der rechten Seitenfläche 14 der Heckfinne 12' ist. In gleicher Weise ist die Heckfinne 12' an ihrer linken Seitenfläche 16 mit einer 2A nicht sichtbaren linken seitlichen Wirkfläche 15 versehen.
Wie in 2B zu erkennen ist, sind die beiden seitlichen Wirkflächen 13, 15 an ihrem (bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 1) rückwärtigen Ende um eine jeweilige erste, im Wesentlichen vertikale, Schwenkachse 13', 15', beaufschlagt von einem gemeinsamen oder jeweiligen ersten Schwenkantrieb (nicht gezeigt) um die jeweilige erste Schwenkachse 13', 15' aus der Kontur der Heckfinne 12' zur Seite herausschwenkbar. In dieser Stellung können die beiden Wirkflächen 13, 15 als eine aerodynamische Bremse wirken.
Die in 2B gezeigte Position der Wirkflächen 13, 15 stellt eine Zwischenstellung auf dem Weg zu einer endgültigen Spoilerstellung der Wirkflächen 13, 15 dar, die in 2C gezeigt ist. Die Wirkflächen 13,15 werden dazu in der in 2B gezeigten Stellung mittels eines zweiten Schwenkantriebs (nicht gezeigt) um eine gemeinsame horizontale, zweite Schwenkachse 17 verschwenkt, die quer zur Fahrzeuglängsebene verläuft. Die Wirkflächen 13, 15 können in dieser Spoilerstellung unterschiedliche Anstellwinkel (Neigungswinkel zur xy-Horizontalebene) einnehmen.
Die Erfindung lehrt die Integration von einer oder mehreren als Längsfinne(n) ausgebildeten Heckfinne(n) in das Heckdesign von Fahrzeugen zur Minimierung des Cmz-Wertes sowie die Integration von zwei oder mehr ausschwenkbaren und verstellbaren Wirkflächen zur Minimierung des Achsauftriebes, wobei die Wirkflächen im Ruhezustand in die äußere Kontur dieser Heckfinne(n) integriert sind. Das Ausfahren und die Verstellung dieser Wirkflächen erfolgt aktiv mit unterschiedlichen Parametern als Eingangsgröße (zum Beispiel der Fahrgeschwindigkeit >120km/h) von dem eingefahrenen Ruhezustand (2A) in einen Endzustand (2C). Das Ausfahren der Wirkflächen 13, 15 erfolgt aus der xz-Ebene in die xy-Ebene in einem Schritt oder in mehreren Schritten mittels Drehgelenk, Klappmechanismus oder Schiebegelenk. Die ausgeklappten Wirkflächen 13, 15 können je nach der aerodynamischen Anströmsituation relativ zur Anströmrichtung S geneigt, also angestellt, werden.

Claims

Kraftfahrzeug mit zumindest einer im Bereich des Fahrzeughecks (1') angeordneten finnenartigen Luftleiteinrichtung (12), die sich von einer Karosserieoberfläche (10') nach oben und im Wesentlichen entlang einer vertikalen Fahrzeuglängsebene (xz) erstreckt, wobei die finnenartige Luftleiteinrichtung (12) zumindest eine seitliche Wirkfläche (13, 15) aufweist und das Kraftfahrzeug ein Stufenheck aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die finnenartige Luftleiteinrichtung (12) auf einer Gepäckraumklappe (10) des Kraftfahrzeugs angebracht ist, wobei zumindest eine seitliche Wirkfläche (13, 15) aus der Kontur der finnenartigen Luftleiteinrichtung (12) zur Seite herausbewegbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine seitliche Wirkfläche (13, 15) unter Einwirkung eines ersten Schwenkantriebs um eine erste Schwenkachse (13', 15') aus der Kontur der finnenartigen Luftleiteinrichtung (12) zur Seite herausschwenkbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die finnenartige Luftleiteinrichtung (12) eine linke seitliche Wirkfläche (15) und eine rechte seitliche Wirkfläche (13) aufweist, die jeweils zu ihrer Seite aus der Kontur der finnenartigen Luftleiteinrichtung (12) herausschwenkbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine seitliche Wirkfläche (13, 15) während des Herausschwenkens oder nach dem Herausschwenken unter Einwirkung eines zweiten Schwenkantriebs um eine zweite Schwenkachse (17), die quer zur Fahrzeuglängsebene (xz) verläuft, verdrehbar ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung für den ersten Schwenkantrieb und für den zweiten Schwenkantrieb eingerichtet ist, die das Herausschwenken und/oder das Verdrehen der zumindest einen seitlichen Wirkfläche (13, 15) in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) steuert.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung den zweiten Schwenkantrieb derart steuert, dass der Anstellwinkel der zumindest einen seitlichen Wirkfläche (13, 15) in Abhängigkeit von der Fahrsituation einstellbar ist.